LU87619A1 - Atmosphaerischer gasbrenner - Google Patents

Description

Gasbrenner

Die Brfindung betrifft einen atmosphärischen Gasbrenner gemäß Überbegriff des Hauptanspruches.

Ein derartiger Gasbrenner ist nach dern DE-GM 85 07 BOA bekannt. lm Rahmen der gesamten Umwe1tbe1 astungsprob1e-matik ist auch die sogenannte NOX-Emission weiter in den Vordergrund gerlickt, da insbesondere bei mit at-mosphërischen Gasbrennern ausgerüsteten Heizungskesseln mit derartigen Emissionen gerechnet werden muß, die es zu reduzieren gilt. Dafiir sind schon die verschieden-sten Bemuhungen angestellt worden, bspw. in der Weise, daß man über dem Brennerrohr bzw. den Brennerrohren in bestimmtem Abstand feinmaschige Meta 11gitter angeordnet hat (siehe bspw.-DOS 17 29 902). Dadurch wird aber der Verbrennungsver1auf insgesamt derart gestort, daß sich erhöhte CO-Werte ergeben, was ebenfalls nicht wUn-schenswert ist. Nacli dem vorerwëhnten DE-GM 85 07 80A ist es bereits bekannt, nicht einfach die Gesamtflâche des Drenners bzw. der Brennerrohre durcli ein Metal 1 ge-webe abzuschirmen, sondern ein reduzierendes Element anzuordnen, das u.a. in Form von sich zur Rohr-längsachse quererstreckenden Segmenten ausgebildet und das insgesamt in bestimmter Distanz zurn Brennerrohr an- geordnet ist. Dabei hat sich inzwischen die Ausbildung der reduzierenden Elemente in Form einfacher Rundstëbe mit etwa 5-8 mm Durchmesser als am zweckmëßigsten und am einfachsten zu verwirklichen gezeigt. Gezeigt hat sich aber auch, daß sich quererstreckende Elemente zwar wirksarner sind als die Rundstëbe, andererseits ist die Anordnung und Ausbildung von sich quererstreckenden Segmenten wesentlich aufwendiger und führt zu höheren Kosten.

Der Erf indung 1 iegt demgemëß die Aufgabe zugrunde, trotz Anwendung von einfachen und kostengünstigen Rundstëben zumindest angenëhert den gleichen NOX-Reduzierungsef-fekt zu erreichen, wie er mit anderen, wesentlich auf-wendigeren Elementen erreichbar ist.

Diese Aufgabe ist mit einem atmosphërischen Gasbrenner der eingangs genannten Art nach der Erf indung durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angefUhrten Merkmale gelost. Vortei lliafte Weiterbildungen und praktische Aus flihrungs f ormen ergeben sich nach den Unteransprii-chen,

Nach dern vorerwahnten DE-GM 85 07 Θ0Α ist zwar auch eine Aus (juhrungsform soldier Brenner bekannt, bei der bei insgesamt vier Stëben zwei davon in bezug auf dns Brennerrohr höherliegend angeordnet sind. Diese höher verlaufenden Stäbe sind aber in bezug auf die darunter befindlichen stark versetzt und befinden sich dadurch mit den tieferliegenden auf einer Bogenlinie, die in etwa der RrUmmung der Brennerrohrwand entspricht, d.h., man war bei die'ser Ausf Uhrungsf orm darum bemüht, die NOX-reduzierenden Elemente gewissermaßen "flächen-deckend" anzuordnen. Eine wesentlich bessere NOX-Redu-zierung im Vergleich zur Anordnung von nur zwei bren-nerrohrnahen Staben ist damit aber nicht erreichbar, und die CO-Werte liegen relativ hoch. Die neuerungsge-mäße Anordnung eines zusätzlichen Stabes und zwar in entsprechender Distanz unmittelbar im Bereich liber dem darunter bef ind lichen Stab fiihrt demgegenüber und liber-raschend zu besseren Ergebnissen bei nur mëßig anstei-genden C'0-Werten, die dabei aber im Rahmen der zulassi-gen CÜ-Wert-Grenzen bieiben. Grund dafiir ist verinut-lich, daß bei der neuartigen Anordnung der zusatzlichen Stäbe, diese sich im Strömungsschatten der darunter be~ findlichen Stabe erstrecken, also selbst praktisch keine wesentliche Störung der Flamme mehr darstellen.

Unter "im Bereich liber dem brennerrohrnahen Stab" ist also ein relativ enger, im Strömungsschatten des darunter befindlichen Stabes befindlicher Bereich zu verstellen, der einem Sektor mit einem üffnungswinke1 von ca. 30-5ÛO entspricht und zwar verbunden mit der Maßgabe, daß die Distanz der Stäbe zueinander nur maximal dem doppelten Stabdurchmesser entspriclrt.

Urn innerhalb dieses Sektors die Stabanordnung variieren zu können, was ggf . die F1ammkonfiguration oder son-stige andere Umgebungsbedingungen verlangen, ist zuinin-dest der in bezug auf das Brennerrohr höher angeordnete Stab vorteilhaft an den liai tern in SchlitzfUhrungen fixiert, die eine entsprechende Verstel lung innerhalb des obenangegebenen Bereiches zul assen. In der Hegel und bevorzugt wird dabei eine munit tel bar senkrechte Zuordnung der zusätzlichen Stäbe Uber den darunter be-findlichen Stäben in Frage kommen.

Der Gasbrenner wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstel lung von AusfDhrungsbeispie 1 en näher erläutert.

Es zeigt schematisch

Fig. 1 eine Seitenansicht des atmosphärischen Gas-brenners;

Fig. 2 eine Ansicht des Gasbrenners gemäß Fig. I in Pfeilrichtung A;

Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Ansicht zur Verdeut1ichung des Anordnungsbereiches der zusätzlichen Stabe und

Fig. 4 eine entsprecheride Darstel lung gemëß Fig. 3 mit einer besonderen Aus f lihrungsf orm .

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, besteht der atmosphärische Gasbrenner aus einetn Drennerrohr i mit einer Vielzahl von Gasausstromoffnungen 2, die in Fig. 1 vereinfacht dargestellt und bspw. als Gruppen von Feinschlit- zen, Feinbohrungen od. dgl . vorzustel len sind. liber dem Brennerrohr 1 ist dabei im Flammbereich ein die Flamm-temperatur und damit die NOX-Bildung reduzierendes Element in Form zweier paralleler Stäbe 3 (siehe Fig. 2) angeordnet, welche Stäbe 3 bei diesem AusfUhrungsbei-spiel an drei Haltern 4 in geeigneter Weise gelagert und fixiert sind. Unter Bezug auf samtliche Fig. i - 4 ist erkennbar, daß im Bereich uber den brennerrohrnah angeordneten Stäben 3, parallel zu diesen verlaufend und in Distanz dazu angeordnet, je ein zweiter Stab 5 angeordnet und dieser ebenfalls an den Haltern 4 gelagert ist. Beim gezeigten AusfUhrungsbeispie1 beträgt die Distanz etwa einen Stabdurchmesser D, mit welcher Distanz etwa auch die brennerrohrnahen Stäbe 3 zuin Brennerrohr i angeordnet sind. Die Distanz der zusätz-lichen Stäbe 5 zu den darunter befindlichen Stäben 3 sollte aber in der Praxis nicht größer sein als zwei Stabdurchmesser, da sonst die zusätzlichen Stëbe zu weit aus dem Flammbereich herausgeruckt sind. Wie vor-erwähnt, wird die Anordnung der zusätzlichen Stäbe 5 in der Regel unmittelbar senkreclit Uber den Staben 3 er- folgen. Ein gewisser Versatz innerhalb eines Sektors 6 mit einem üf fnungswinkel von 30-50^ ist aber auch möglich, wobei, wie aus Fig. 3 ersichtiich, die verti-kalen Ha 1 bierungs i inien II der Sektoren 6 die Langsinit-telachsen L der Stäbe 3 schneiden. Ginge man mit der Zuordnung der zusätzlichen Stëbe 5 liber diese Sektoren-bereiche hinaus , so geriete man mit den Stëben 5 aus dem Strömungsschatten der Stëbe oder aus den Flammbe-reichen heraus, was den angestrebten Effekt der NOX-Re-duzierung beeintrachtigen oder zu einem Anstieg der C0-Werte fiihren wlirde.

Da die Flammkonfiguration am Brennerrohr i in Abhangig-keit von der tatsachlichen Anordnung und Ausbildung der Gasausströmöffnungen unterschiedlich sein kann und fer-ner auch die Umgebungskonfiguration der Brennkammer im jeweiligen Heizkessel, ist es wlinschenswert, in Riick-sicht auf die sensible Balance zwischen NOX-Reduzierung und G'0-Bildung eine von den jeweiligen Umständen abhän-gige möglichst optimale Zuordnung der zusätzlichen Stëbe 5 zu den darunter befindlichen Stëben 3 vornehmen zu können. Vorteilhaft ist deshalb gemäß Fig. 4 vorge-sehen, mindestens die oberen Stabe 5 mit ihren Enden in Schl itzführungen 7 der Halter 4 verstel 1- und in ge-eigneter Weise fixierbar zu lagern. Diese Schlitzflih-rungen 7 können, wie dargestellt, bogenförmig ausgebil-det sein. Gegebenenfa 11 s können auch flir jeden Stab 5 in den Haltern A und im Gegensatz zutn dargeste 11 ten Ausführungsbeispie 1 , fur jeden Stab 5 in den Haltern separate Schl itzf lihrungen 7 vorgesehen werden, die sich dann nur jeweils liber den angedeuteten Bereich des Sek-tors 6 erstrecken. Derartige Schl itzf lihrungen 7 können im ubrigen auch fvir die Stäbe 3 vorgesehen werden.

Die Anordnung derartiger zusätzlicher Stäbe 5 uber den Stäben 3, wie dargestellt und beschrieben, ist jeden-falls sehr viel einfacher und weniger kostenaufwendig zu verwirklichen, als die Anordnung einer Vielzahl von •'A1: segmentarti gen, sich quer libei- das Brennerrohr i er-streckender Elemente, da einerseits das gleiche Rund-stabmateria 1 fiir die Stäbe 5 benutzt werden kann und andererseits in den Haltern A, die lediglich etwas zu vergröpern sind, nur zusätzliche Durchgriffsöffnungen eingestanzt werden mussen.

Claims (3)

1. Atmosphärischer Gasbrenner, bestehend aus minde-stens einem Brennerrohr (i) mit einer Vielzahl von Gasausströmöf fnung (2) in Form von Feinsch1itzen, Feinbohrungen od. dgl . , wobei Uber dein Brennerrohr (i) im Flammbereich ein die F1ammtemperatur und dami L die NOX-Bildung reduzierendes El ement in Form mehrerer paralleler Stäbe (3) angeordnet ist, die an mindestens zwei Hal tern (4) gel. age rt sind. d a cl u r c h gekennzeichneti daß im Bereich Uber den brennerrohrnali angeord-neten Stäben (3), parallel zu diesen verlaufend, mit einer Pistanz von maximal zwei Stabdurchmes-sern (D) je ein zweiter Stab (5) angeordnet und dieser ebenfalls an den Haitern (4) gelagert ist.

2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zusèitzlich Uber dem Stab (3) angeordnete Stab (5) in einem Sektor (6) mit einem 30-50«-öff-nungswinkel angeordnet ist, dessen vertikale Halbierungs1inie (H) die Lëngsmittelachse (L) des Stabes (3) schneidet.

3. Brenner nach Anspruch i oder 2, d a d u r c h gekennzeichnet, dap mindestens der obéré Stab (5) mit seinen Enden in Soli l itzfUhrungen (7) der Halter ('i ) verstel 1 bar gelagert ist. A. Brenner nach Anspruch 3, d a d u r c h gekennzeichnet, dap die SchlitzfUhrungen (7) bogenf brinig ausgebil-det sind.