EP4200559B1 - Gasbrennervorrichtung und verfahren zum betrieb einer gasbrennervorrichtung - Google Patents

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EP4200559B1
EP4200559B1 EP21769645.9A EP21769645A EP4200559B1 EP 4200559 B1 EP4200559 B1 EP 4200559B1 EP 21769645 A EP21769645 A EP 21769645A EP 4200559 B1 EP4200559 B1 EP 4200559B1
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EP
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fuel
gas
burner
sensor
recirculation
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Manfred Dzubiella
Eugen Gleim
Konrad Ritter
Sven Stutzmann
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Viessmann Holding International GmbH
Original Assignee
Viessmann Climate Solutions SE
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    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C9/00—Combustion apparatus characterised by arrangements for returning combustion products or flue gases to the combustion chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00—Systems for controlling combustion
    • F23N5/003—Systems for controlling combustion using detectors sensitive to combustion gas properties
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00—Systems for controlling combustion
    • F23N5/02—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium
    • F23N5/022—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using electronic means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2202/00—Fluegas recirculation
    • F23C2202/10—Premixing fluegas with fuel and combustion air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2202/00—Fluegas recirculation
    • F23C2202/50—Control of recirculation rate
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2221/00—Pretreatment or prehandling
    • F23N2221/10—Analysing fuel properties, e.g. density, calorific
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2221/00—Pretreatment or prehandling
    • F23N2221/12—Recycling exhaust gases

Definitions

  • the invention relates to a gas burner device according to the preamble of patent claim 1 and a method for operating a gas burner device according to the preamble of patent claim 8.
  • a gas burner device of the type mentioned above is known from the document US 2016/0146455 A1 known. This consists of a conveyor for conveying a gaseous fuel to a burner, a recirculation device for returning an exhaust gas quantity produced during combustion of the fuel to the burner, and a control device for controlling the recirculation device.
  • a gaseous fuel is conveyed to a burner using a conveyor and an exhaust gas quantity produced during combustion of the fuel is returned to the burner using a recirculation device.
  • a valve (see reference numerals 128 and 228 there) is provided on the recirculation device for adjusting the said exhaust gas quantity.
  • the invention is based on the object of improving a gas burner device of the type mentioned at the outset and a method for operating such a gas burner device.
  • a gas burner device that can be used more universally with regard to the gaseous fuel used or a more universal method for their operation should be created.
  • a sensor device for determining a composition of the fuel, wherein the control device is designed to control the recirculation device depending on the composition of the fuel detected by the sensor device.
  • the invention provides that a composition of the fuel is determined using a sensor device and the recirculation device is controlled as a function of the composition of the fuel detected by the sensor device.
  • controlled used in this context for the sake of simplicity includes the two terms “control” and “regulate” commonly used in control engineering.
  • the gas burner device according to the invention or the method according to the invention for operating such a gas burner device is characterized in that the amount of exhaust gas returned to the burner is determined based on the composition of the fuel. This has, As was unexpectedly discovered, this means that a single burner can burn natural gas, liquefied petroleum gas and even hydrogen, without any further component changes or reparameterization.
  • a sensor device for determining a composition of the fuel or that "a composition of the fuel is determined using a sensor device” means in general that the sensor device is suitable for drawing conclusions about the composition of the fuel either directly or indirectly.
  • the sensor device can thus be designed as a gas chromatograph, for example, but also as a temperature sensor for recording the combustion surface temperature, as will be discussed in more detail below. It is also possible, for example, for a sensor device that measures UV light to be used to record the so-called OH and/or CH bands that arise as an intermediate product during combustion and from which the composition of the fuel can be deduced.
  • the sensor device can be designed in very different ways; ultimately, the point is that it should or can be used to determine the composition of the fuel used in order to determine on this basis the amount of exhaust gas that is actually to be returned for clean combustion.
  • burner device is also known in which the conveying device and the recirculation device are firmly connected to one another.
  • the gas burner device shown in the figure consists, in a known manner, of a conveying device 1 for conveying a gaseous fuel to a burner 2, a recirculation device 3 for returning an exhaust gas quantity produced during combustion of the fuel to the burner 2, and a control device 6 for controlling the recirculation device 3.
  • the conveying device 1 preferably comprises a fan.
  • a method for operating a gas burner device in which a gaseous fuel is conveyed to a burner 2 by a conveying device 1 and an exhaust gas quantity produced during combustion of the fuel is returned to the burner 2 by a recirculation device 3.
  • a sensor device 4 is provided for determining a composition of the fuel and that the recirculation device 3 is designed to be controlled as a function of the composition of the fuel detected by the sensor device 4.
  • the invention provides that a composition of the fuel is determined with a sensor device 4 and the recirculation device 3 is controlled as a function of the composition of the fuel detected by the sensor device 4.
  • the sensor device 4 is optionally designed as a gas chromatograph, as a gas thermal conductivity sensor, as an ionization sensor, as a UV sensor, as an oxygen sensor and/or as a temperature sensor (in particular a flame temperature sensor).
  • the gas chromatograph and the gas thermal conductivity sensor are arranged in front of the burner 2 (i.e. in the area before combustion) in the direction of flow of the fuel, and the ionization sensor, the UV sensor, the oxygen sensor and/or the temperature sensor are arranged after or on the burner 2 (i.e. in the area of combustion).
  • the only figure shows schematically the option of a gas chromatograph or a gas thermal conductivity sensor on the fuel supply line. The other options are not shown separately because they are easily conceivable.
  • UV sensor it is particularly preferred that it detects OH bands in the wavelength range from 300 nm to 320 nm, preferably 308 nm, and CH bands in the wavelength range from 410 nm to 450 nm, preferably 430 nm (see also https://www.uni-due.de/ivg/rf/utz/chemilumineszenz.php).
  • each sensor device 4 is suitable for determining the composition of the fuel used.
  • hydrogen and/or natural gas are used as gaseous fuel.
  • the recirculation device 3 comprises a recirculation valve 3.1 which is preferably and optionally arranged on the connecting line 3.3 (to be explained later) and/or connected to the control device 6. Or expressed in terms of the method: a recirculation valve 3.1 belonging to the recirculation device 3 is used to control an amount of exhaust gas returned to the burner 2.
  • the aforementioned control device 6 is in terms of data technology, as shown in the single figure by a dotted line, optionally connected to the conveying device 1, the sensor device 4 and/or (as just explained) to the recirculation device 3 or the (preferably electrically actuated) recirculation valve 3.1.
  • the conveying device 1 and the recirculation device 3 are preferably each controlled individually by the control device 6 depending on the composition of the fuel.
  • a fuel-air mixing device 5 is arranged upstream of the burner 2, preferably, as shown, upstream of the conveying device 1, as seen in the direction of flow of the fuel.
  • a fuel-air mixing device 5 provided for mixing the gaseous fuel with air is controlled by the control device 6 depending on the composition of the gaseous fuel. It is also preferably provided that, in addition to a fuel supply connection 5.1 and an air supply connection 5.2, this has an exhaust gas supply connection 5.3 connected to the recirculation device 3.
  • the burner 2 (for example - as shown schematically - a cylinder burner) is arranged in a combustion chamber 2.1 with an exhaust gas discharge connection 2.2 and the recirculation device 3 has an exhaust gas connection 3.2 connected to the exhaust gas discharge connection 2.2.
  • the exhaust gas connection 3.2 of the recirculation device 3 is finally preferably connected to the exhaust gas supply connection 5.3 of the fuel-air mixing device 5 via a connecting line 3.3.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Gasbrennervorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zum Betrieb einer Gasbrennervorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 8.
  • Eine Gasbrennervorrichtung der eingangs genannten Art ist aus dem Dokument US 2016/0146455 A1 bekannt. Diese besteht aus einer eine Fördereinrichtung zur Förderung eines gasförmigen Brennstoffs zu einem Brenner, aus einer Rezirkulationseinrichtung zur Rückführung einer bei einer Verbrennung des Brennstoffs entstandenen Abgasmenge zum Brenner, und einer Steuerungseinrichtung zum Steuern der Rezirkulationseinrichtung. Verfahrensmäßig ausgedrückt, wird bei dieser Lösung ein gasförmiger Brennstoff mit einer Fördereinrichtung zu einem Brenner gefördert und eine bei einer Verbrennung des Brennstoffs entstandene Abgasmenge mit einer Rezirkulationseinrichtung zum Brenner zurückgeführt. Bei dieser Lösung ist dabei an der Rezirkulationseinrichtung ein Ventil (siehe dort Bezugzeichen 128 und 228) zur Einstellung der besagten Abgasmenge vorgesehen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gasbrennervorrichtung der eingangs genannten Art und ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Gasbrennervorrichtung zu verbessern. Insbesondere soll eine bezüglich des verwendeten gasförmigen Brennstoffs universeller einsetzbare Gasbrennervorrichtung bzw. ein universelleres Verfahren zu deren Betrieb geschaffen werden.
  • Diese Aufgabe ist gegenständlich mit einer Gasbrennervorrichtung der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Verfahrensmäßig ist diese Aufgabe mit einem Verfahren zum Betrieb einer solchen Gasbrennervorrichtung durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 8 aufgeführten Merkmale gelöst.
  • Gegenständlich ist also erfindungsgemäß eine Sensoreinrichtung zur Ermittlung einer Zusammensetzung des Brennstoffs vorgesehen, wobei die Steuerungseinrichtung ausgebildet ist, die Rezirkulationseinrichtung in Abhängigkeit von der von der Sensoreinrichtung erfassten Zusammensetzung des Brennstoffs zu steuern.
  • Verfahrensmäßig ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine Zusammensetzung des Brennstoffs mit einer Sensoreinrichtung ermittelt und die Rezirkulationseinrichtung in Abhängigkeit von der von der Sensoreinrichtung erfassten Zusammensetzung des Brennstoffs gesteuert wird.
  • Der im vorliegenden Kontext der Einfachheit halber verwendete Begriff "gesteuert" umfasst dabei die beiden in der Regelungstechnik gängigen Begriffe "steuern" und "regeln".
  • Mit anderen Worten zeichnet sich die erfindungsgemäße Gasbrennervorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb einer solchen Gasbrennervorrichtung somit dadurch aus, dass orientiert an der Zusammensetzung des Brennstoffs die zum Brenner zurückgeführte Abgasmenge festgelegt wird. Dies hat, wie unerwartet festgestellt werden konnte, zur Folge, dass mit einem einzigen Brenner sowohl zum Beispiel Erdgas als auch Flüssiggas, aber sogar auch Wasserstoff verbrannt werden kann, und zwar ohne weiteren Komponentenwechsel oder Umparametrierungen.
  • Die gegenständliche bzw. verfahrensmäßige Maßgabe, dass "eine Sensoreinrichtung zur Ermittlung einer Zusammensetzung des Brennstoffs vorgesehen" ist bzw. dass "eine Zusammensetzung des Brennstoffs mit einer Sensoreinrichtung ermittelt" wird, bedeutet dabei ganz allgemein, dass die Sensoreinrichtung dazu geeignet ist, wahlweise direkt oder indirekt Rückschlüsse auf die Zusammensetzung des Brennstoffs zu ziehen. Die Sensoreinrichtung kann somit, worauf weiter unten noch genauer eingegangen wird, zum Beispiel als Gaschromatograph, aber auch als Temperatursensor zur Erfassung der Brennflächentemperatur ausgebildet sein. Es kommt zum Beispiel auch in Betracht, dass eine UV-Licht messende Sensoreinrichtung verwendet wird, um die sogenannten OH- und/oder CH-Banden, die sich als Zwischenprodukt bei der Verbrennung ergeben und aus denen auf die Zusammensetzung des Brennstoffs geschlossen werden kann, zu erfassen. Kurz: Die Sensoreinrichtung kann sehr unterschiedlich ausgebildet sein; letztlich geht es darum, dass mit ihrer Hilfe ermittelt werden soll bzw. kann, welche Zusammensetzung der verwendete Brennstoff hat, um auf dieser Basis die für eine saubere Verbrennung tatsächlich zurückzuführende Abgasmenge festzulegen.
  • Andere vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Gasbrennervorrichtung bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.
  • Der Vollständigkeit halber wird noch auf folgende Dokumente hingewiesen.
  • Aus der Patentschrift DE 39 38 090 C1 ist ebenfalls eine Brennervorrichtung mit Fördereinrichtung und Rezirkulationseinrichtung bekannt. Bei dieser Lösung, die im übrigen allerdings keine Sensoreinrichtung zur Ermittlung der Zusammensetzung des Brennstoffs aufweist, sitzen die beiden Laufräder darüber hinaus auf einer gemeinsamen Antriebswelle und können somit nicht unabhängig voneinander betrieben werden.
  • Aus dem Dokument FR 2 711 224 A1 ist ebenfalls eine Brennervorrichtung bekannt, bei der die Fördereinrichtung und die Rezirkulationseinrichtung fest miteinander verbunden sind.
  • Aus der Patentschrift DE 693 12 226 T2 ist ein Heizkessel mit zwei Rauchgaswegen bekannt.
  • Aus dem Dokument WO 1995/023315 A1 ist ein Brenner zur Verbrennung von Wasserstoff bekannt, bei dem allerdings nur eine lokale Rezirkulation im Bereich der einzelnen Flammenzungen (Flammenrezirkulation) vorgesehen ist.
  • Aus dem Dokument US 2004/025805 A1 ist eine Gasbrennervorrichtung bekannt, die wie die Lösung gemäß dem eingangs genannten Dokument US 2016/0146455 A1 eine Fördereinrichtung und eine Rezirkulationseinrichtung aufweist, die geeignet ist, gesteuert zu werden.
  • Aus dem Dokument DE 198 38 361 A1 ist es bekannt, die Brenngaszusammensetzung bei einer Gasbrennvorrichtung mittels eines Sensors zu bestimmen, um so Änderungen der Brenngaszusammensetzung bei der Steuerung der Brenngasmenge zu berücksichtigen.
  • Die erfindungsgemäße Gasbrennervorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb einer solchen Gasbrennervorrichtung wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
  • Es zeigt schematisch
    • Figur 1
    die erfindungsgemäße Gasbrennervorrichtung mit einer in Strömungsrichtung des Brennstoffs gesehen vor der Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung angeordneten Sensoreinrichtung.
  • Die in der Figur dargestellte Gasbrennervorrichtung besteht in bekannter Weise zunächst aus einer Fördereinrichtung 1 zur Förderung eines gasförmigen Brennstoffs zu einem Brenner 2, einer Rezirkulationseinrichtung 3 zur Rückführung einer bei einer Verbrennung des Brennstoffs entstandenen Abgasmenge zum Brenner 2, und einer Steuerungseinrichtung 6 zum Steuern der Rezirkulationseinrichtung 3. Die Fördereinrichtung 1 umfasst dabei bevorzugt ein Gebläse.
  • Verfahrensmäßig ausgedrückt, ist entsprechend ein Verfahren zum Betrieb einer Gasbrennervorrichtung vorgesehen, bei dem ein gasförmiger Brennstoff mit einer Fördereinrichtung 1 zu einem Brenner 2 gefördert und eine bei einer Verbrennung des Brennstoffs entstandene Abgasmenge mit einer Rezirkulationseinrichtung 3 zum Brenner 2 zurückgeführt wird.
  • Wesentlich für die erfindungsgemäße Gasbrennervorrichtung ist nun, dass eine Sensoreinrichtung 4 zur Ermittlung einer Zusammensetzung des Brennstoffs vorgesehen und die Rezirkulationseinrichtung 3 in Abhängigkeit von der von der Sensoreinrichtung 4 erfassten Zusammensetzung des Brennstoffs gesteuert ausgebildet ist.
  • Wiederum verfahrensmäßig ausgedrückt, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine Zusammensetzung des Brennstoffs mit einer Sensoreinrichtung 4 ermittelt und die Rezirkulationseinrichtung 3 in Abhängigkeit von der von der Sensoreinrichtung 4 erfassten Zusammensetzung des Brennstoffs gesteuert wird.
  • Etwas genauer betrachtet, ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass die Sensoreinrichtung 4 wahlweise als Gaschromatograph, als Gaswärmeleitfähigkeitssensor, als Ionisationssensor, als UV-Sensor, als Sauerstoffsensor und/oder als Temperatursensor (insbesondere Flammentemperatursensor) ausgebildet ist.
  • Dabei sind der Gaschromatograph und der Gaswärmeleitfähigkeitssensor in Strömungsrichtung des Brennstoffs gesehen vor (also im Bereich vor einer Verbrennung) und der Ionisationssensor, der UV-Sensor, der Sauerstoffsensor und/oder der Temperatursensor nach dem bzw. am Brenner 2 (also im Bereich der Verbrennung) angeordnet. Die einzige Figur zeigt dabei schematisch die Option eines Gaschromatographen bzw. eines Gaswärmeleitfähigkeitssensors an der Brennstoffzufuhrleitung. Die übrigen Optionen sind, da ohne weiteres vorstellbar, nicht extra dargestellt.
  • Bezüglich des vorstehend genannten UV-Sensors ist dabei besonders bevorzugt vorgesehen, dass dieser OH-Banden im Wellenlängenbereich von 300 nm bis 320 nm, bevorzugt 308 nm, und CH-Banden im Wellenlängenbereich von 410 nm bis 450 nm, bevorzugt 430 nm, detektierend ausgebildet ist (siehe hierzu auch https://www.uni-due.de/ivg/rf/forschung/chemilumineszenz.php).
  • Wie eingangs erläutert, ist dabei jede Sensoreinrichtung 4 dafür geeignet, die Zusammensetzung des verwendeten Brennstoffs zu ermitteln.
  • Besonders bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass wahlweise Wasserstoff und/oder Erdgas als gasförmiger Brennstoff verwendet werden bzw. wird.
  • Dabei ist weiterhin besonders bevorzugt vorgesehen, dass bei Verwendung von reinem Wasserstoff als Brennstoff eine größere Abgasmenge zum Brenner 2 zurückgeführt wird als bei Verwendung von reinem Erdgas als Brennstoff.
  • Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass bei Verwendung einer Mischung aus Wasserstoff und Erdgas als Brennstoff eine kleinere Abgasmenge als bei Verwendung von reinem Wasserstoff und eine größere Abgasmenge als bei Verwendung von reinem Erdgas zum Brenner 2 zurückgeführt wird.
  • Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Rezirkulationseinrichtung 3 ein vorzugsweise und wahlweise an der (noch zu erläuternden) Verbindungsleitung 3.3 angeordnetes und/oder mit dr Steuerungseinrichtung 6 verbundenes Rezirkulationsventil 3.1 umfasst. Oder verfahrensmäßig ausgedrückt: Mit einem zur Rezirkulationseinrichtung 3 gehörenden Rezirkulationsventil 3.1 wird eine zum Brenner 2 zurückgeführte Abgasmenge gesteuert. Die vorgenannte Steuerungseinrichtung 6 ist dabei datentechnisch, wie in der einzigen Figur per gepunkteter Linie dargestellt, wahlweise mit der Fördereinrichtung 1, der Sensoreinrichtung 4 und/oder (wie gerade ausgeführt) mit der Rezirkulationseinrichtung 3 bzw. dem (vorzugsweise elektrisch betätigbaren) Rezirkulationsventil 3.1 verbunden ausgebildet. Die Fördereinrichtung 1 und die Rezirkulationseinrichtung 3 werden dabei bevorzugt jeweils für sich in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des Brennstoffs von der Steuerungseinrichtung 6 gesteuert.
  • Ferner ist noch besonders bevorzugt vorgesehen, dass in Strömungsrichtung des Brennstoffs gesehen vor dem Brenner 2, vorzugsweise, wie dargestellt, noch vor der Fördereinrichtung 1, eine Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung 5 angeordnet ist. Oder in anderen Worten: Eine zur Mischung des gasförmigen Brennstoffs mit Luft vorgesehene Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung 5 wird von der Steuerungseinrichtung 6 in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des gasförmigen Brennstoffs gesteuert. Dabei ist weiterhin bevorzugt vorgesehen, dass diese neben einem Brennstoff- 5.1 und einem Luftzufuhranschluss 5.2 einen mit der Rezirkulationseinrichtung 3 verbundenen Abgaszufuhranschluss 5.3 aufweist.
  • Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass der Brenner 2 (zum Beispiel - wie schematisch dargestellt - ein Zylinderbrenner) in einer Brennkammer 2.1 mit einem Abgasabfuhranschluss 2.2 angeordnet und die Rezirkulationseinrichtung 3 einen mit dem Abgasabfuhranschluss 2.2 verbundenen Abgasanschluss 3.2 aufweist. Der Abgasanschluss 3.2 der Rezirkulationseinrichtung 3 ist dabei schließlich vorzugsweise über eine Verbindungsleitung 3.3 mit dem Abgaszufuhranschluss 5.3 der Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung 5 verbunden ausgebildet.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Fördereinrichtung
    2
    Brenner
    2.1
    Brennkammer
    2.2
    Abgasabfuhranschluss
    3
    Rezirkulationseinrichtung
    3.1
    Rezirkulationsventil
    3.2
    Abgasanschluss
    3.3
    Verbindungsleitung
    4
    Sensoreinrichtung
    5
    Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung
    5.1
    Brennstoffzufuhranschluss
    5.2
    Luftzufuhranschluss
    5.3
    Abgaszufuhranschluss
    6
    Steuerungseinrichtung

Claims (10)

  1. Gasbrennervorrichtung, umfassend eine Fördereinrichtung (1) zur Förderung eines gasförmigen Brennstoffs zu einem Brenner (2), eine Rezirkulationseinrichtung (3) zur Rückführung einer bei einer Verbrennung des Brennstoffs entstandenen Abgasmenge zum Brenner (2), und eine Steuerungseinrichtung (6) zum Steuern der Rezirkulationseinrichtung (3),
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine Sensoreinrichtung (4) zur Ermittlung einer Zusammensetzung des Brennstoffs vorgesehen und die Steuerungseinrichtung (6) ausgebildet ist, die Rezirkulationseinrichtung (3) in Abhängigkeit von der von der Sensoreinrichtung (4) erfassten Zusammensetzung des Brennstoffs zu steuern.
  2. Gasbrennervorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Sensoreinrichtung (4) wahlweise als Gaschromatograph, als Gaswärmeleitfähigkeitssensor, als Ionisationssensor, als UV-Sensor, als Sauerstoffsensor und/oder als Temperatursensor ausgebildet ist.
  3. Gasbrennervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Rezirkulationseinrichtung (3) ein Rezirkulationsventil (3.1) umfasst.
  4. Gasbrennervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass in Strömungsrichtung des Brennstoffs gesehen vor dem Brenner (2) eine Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung (5) angeordnet ist.
  5. Gasbrennervorrichtung nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung (5) neben einem Brennstoff- (5.1) und einem Luftzufuhranschluss (5.2) einen mit der Rezirkulationseinrichtung (3) verbundenen Abgaszufuhranschluss (5.3) aufweist.
  6. Gasbrennervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Brenner (2) in einer Brennkammer (2.1) mit einem Abgasabfuhranschluss (2.2) angeordnet und die Rezirkulationseinrichtung (3) einen mit dem Abgasabfuhranschluss (2.2) verbundenen Abgasanschluss (3.2) aufweist.
  7. Gasbrennervorrichtung nach den Ansprüchen 5 und 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Abgasanschluss (3.2) der Rezirkulationseinrichtung (3) über eine Verbindungsleitung (3.3) mit dem Abgaszufuhranschluss (5.3) der Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung (5) verbunden ausgebildet ist.
  8. Verfahren zum Betrieb einer Gasbrennervorrichtung, bei dem ein gasförmiger Brennstoff mit einer Fördereinrichtung (1) zu einem Brenner (2) gefördert und eine bei einer Verbrennung des Brennstoffs entstandene Abgasmenge mit einer Rezirkulationseinrichtung (3) zum Brenner (2) zurückgeführt wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine Zusammensetzung des Brennstoffs mit einer Sensoreinrichtung (4) ermittelt und die Rezirkulationseinrichtung (3) in Abhängigkeit von der von der Sensoreinrichtung (4) erfassten Zusammensetzung des Brennstoffs gesteuert wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Fördereinrichtung (1) und die Rezirkulationseinrichtung (3) jeweils für sich in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des Brennstoffs gesteuert werden.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass wahlweise Wasserstoff und/oder Erdgas als gasförmiger Brennstoff verwendet werden bzw. wird.
EP21769645.9A 2020-08-21 2021-08-16 Gasbrennervorrichtung und verfahren zum betrieb einer gasbrennervorrichtung Active EP4200559B1 (de)

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WO (1) WO2022037747A1 (de)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020126642A1 (de) 2020-10-12 2022-04-14 Ebm-Papst Landshut Gmbh Verfahren und Heizgerät zur Flammenüberwachung bei einer Gasverbrennung
EP4102135A1 (de) * 2021-06-11 2022-12-14 BDR Thermea Group B.V. Steuermechanismus für einen gasheizkessel
US12460814B2 (en) * 2021-12-31 2025-11-04 Honeywell International Inc. Low NOx gas burner with cooled flue gas recycle
DE102024115347A1 (de) 2024-06-03 2025-12-04 Vaillant Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Heizgeräts, Heizgerät, Computerprogramm und Verwendung erfasster Temperaturen

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3938090C1 (de) * 1989-11-16 1991-04-18 Viessmann Werke Gmbh & Co, 3559 Allendorf, De
SE500326C2 (sv) * 1992-11-18 1994-06-06 Ctc Parca Ab Värmepanna med rökgasåterföring samt brännkammarenhet för sådan värmepanna
US5511971A (en) * 1993-08-23 1996-04-30 Benz; Robert P. Low nox burner process for boilers
FR2711224B1 (fr) * 1993-10-12 1995-12-08 Guillot Ind Sa Dispositif de chauffage à recyclage partiel des gaz de combustion.
NL9400280A (nl) * 1994-02-23 1995-10-02 Stichting Energie Werkwijze voor de verbranding van hoogreaktieve gasvormige lucht/brandstof-mengsels en branderinrichting voor het uitvoeren van deze werkwijze.
NL1009879C1 (nl) * 1997-08-25 1999-02-26 Vaillant Bv Verwarmingsinstallatie.
JP2004125378A (ja) * 2002-07-15 2004-04-22 Miura Co Ltd 低ＮＯｘ燃焼方法とその装置
US20040175663A1 (en) * 2003-03-06 2004-09-09 M. Shannon Melton Method for combusting fuel in a fired heater
US7007487B2 (en) * 2003-07-31 2006-03-07 Mes International, Inc. Recuperated gas turbine engine system and method employing catalytic combustion
US7162864B1 (en) * 2003-11-04 2007-01-16 Sandia National Laboratories Method for control of NOx emission from combustors using fuel dilution
DE102011115364A1 (de) * 2010-10-19 2012-04-19 Alstom Technology Ltd. Kraftwerk
US9631808B2 (en) * 2014-11-21 2017-04-25 Honeywell International Inc. Fuel-air-flue gas burner

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