DE2253209A1 - Verfahren zum verbrennen von gasfoermigen brennstoffen und abgasen sowie reaktorbrenner zur durchfuehrung dieses verfahrens - Google Patents

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DR. ING. E. HOFFMANN - DIPL·. ING. W. KiITJJE · DK. HER. NAT. K. HOFFMANN

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Svend B^rge Johansen, San Pedro de Premia Barcelona / iSpanien

Verfahren zum Verbrennen von gasförmigen Brennstoffen und Abgasen sowie Reaktorbrenrier zur Durchführung dieses Verfahrens

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verbrennung von gasförmigen Brennstoffen bzw. Abgasen -beispielsweise Abgasen von inneren Verbrennungskraftraaschinenunter Verwendung einer Überschußmenge von Luft und partiellem, thermischem Rückfluß der Wärme der Verbrennungsprodukte und der Verbrennungswärme des Verbrennungsprozesses.sowie, auf einen Reaktorbrenrier zur Durchführung dieses Verfahxens.

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KonventioBeim Verbrennen von gasförmigen Brennstoffen in nellen Industrieöfen treten bekanntlich eine Reihe von Nachteilen auf, und zwar insbesondere wenn die Betriebstemperatur unterhalb des Zündpunktes des Luft-Gas-Gemisches ist. Es besteht nämlich dann die Gefahr des Auftretens von Explosionen, was wiederum das Vorsehen sehr teuerer Schutzeinrichtungen erfordert. Wegen der sehr hohen Temperaturdifferenz zwischen der Temperatur der Gasflamme und der des Ofens, treten ferner ungewünschte Tempera tür Schwankungen auf. Ferner besteht die Gefahr des Auftretens von giftigem, nicht brennbarem Kohlenmonoxid-Luftmischungen, wenn die Flamme durch relativ kalte Sekundärluft abgekühlt wird. Es ergibt sich schließlich eine relativ geringe Brennstoffausnützung, eine geringe Auslastung der verwendeten Brenner und eine niedrige Konvektionsrate der Verbrennungsprodukte.

Die bisher verwendeten Brenner sind normalerweise primäre Luft-Gas-Brenner oder gemischte sekundäre und primäre Luft-Gas-Brenner, wobei die Luft-Gas-Mischung innerhalb oder außerhalb des Brenners erzeugt wird. Bei den meisten dieser Brenner, welche im Bereich des theoretischen Luft-Gas-Mischungsverhältnisses arbeiten, wird eine hohe Brenntemperatur gewünscht, damit durch Wärmeaustausch -insbesondere Temperatürstrahlung- die Sekundärluft und/oder die primäre Luft-Gas-Mischung bis zu dem ZUndpunkt erwärmt wird. Da Luft und Gas gegenüber Temperaturstrahlung praktisch durchlässig ist, wird dieselbe relativ langsam erwärmt, wodurch die Brenngeschwindigkeit und damit die Brennerkapazität festgelegt ist. Wenn demzufolge die Abgasrate die Heizrate und damit die Verbrennungsrate überschrei tet, tritt ein ungewünschter Flammenanstieg auf, was zu einer heftigen Explosion führen kann.

Bei Beginn der Verbrennung bildet sich bezüglich dgr Brenngqschwindlßkeit eine Kettenreaktion aus. Bei Erreichung eines Endzustandes der Verbrennung ergeben sich bei einer theoretischen Luft-Gas-Mischung jedoch zunehmende Schwierigkeiten der Verbrennung der Brennstoff- und Sauerstoffmoleküle«

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Die Brenngeschwindigkeit und die Art der Reaktion hängt von der Überschußluft ab. Wenn jedoch dieselbe nur geringfügig über das theoretische Luft-Gas-Verhältnis erhöht wird, fällt die Flammentemperatür sehr stark ab, wodurch die Heizrate umso drastischer abfällt, was durch die sehr starke Temperaturabhängigkeit der Temperatürstrahlung bedingt ist. Die bisher bekannten Brenner müssen demzufolge bein£he mit dem theoretischen Luft-Gas-Verhältnis betrieben- werden, falls die maximale Brennerkapazität erhalten werden soll.

Explosionen der Luft-Gas-Mischung sind nur möglich, wenn die Ofentemperatur unterhalb des Zündpunktes des Luft-Gas-Gemisches liegt, was bei den meisten gasförmigen Brennstoffen bei ungefähr 5oo - 6oo° der Fall ist. Eine Verbrennung findet jedoch über Zwischenstufen -d.h. Kohlenmonoxid- statt, dessen Zündpunkt in Luft bei 650° C liegt. Diese Temperaturgrenze muß demzufolge aus praktischen Erwägungen aufrechterhalten bleiben und zwar insbesondere dann, wenn die Ofenatmosphäre abwechselnd reduzierend und oxydierend ist.

Da die untere Zündgrenze für Kohlenmonoxid in Luft bei Normaltemperatur ungefähr 12,5 VoI^ betragt, bewirkt die Kühlung durch kalte Sekundärluft im Bereich der Flamme unter Umständen starke BrennstoffVerluste und die. Erzeugung von giftigen Kohlenmonoxid-Luf t-Mischungen. Eine vollkommene Verbrennung von Luft-Gas-Mischungen ist demzufolge nur oberhalb des Zündpunkts der Kohlenmonoxid-Luft-Mischungen möglich, welche oberhalb dieser Temperatur in jedem Mischungsverhältnis brennbar sind. Eine -zufriedenstellende Ausgleichung der Temperatur innerhalb des Ofensystems mit einer Betriebstemperatur unterhalb des Zündpunkts der Luft-Gas-Mischung ist hingegen nur durch hohe Konvektionsgeschwindlgkeiten der kühlen Verbrennungsprodukte möglich.

Die oben erwähnten Nachteile bei Verwendung von gasförmigen Brennstoffen zur Erzielung relativ niedriger Temperaturen kann demzufolge auf die Tatsache zurückgeführt werden, daß eine zu-

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friedenstellende Verbrennung von Luft-Gas-Gemischen nur bei ungünstigen Temperaturen und Geschwindigkeiten von Luft, Gas und Verbrennungsprodukten stattfinden kann.

Im Hinblick auf diesen Stand der Technik ist es demzufolge Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Verbrennung gasförmiger Brennstoffe bzw. Abgase zu schaffen, welches diese oben genannten Nachteile nicht aufweist und welches eine vollkommene Verbrennung ohne Gefahr des Auftretens von ungewünschten Explosionen ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß der Wärmeeinheit der Verbrennungsprodukte zum Teil durch Wärmeaustausch mit der Verbrennungsluft und/oder des Gases zurückgeleitet wird, wobei die Verbrennungsluft und das Gas zusätzlich in gegenseitigem Wärmeaustausch stehen können, worauf die Luft und das Gas in einer Reaktionskammer derart zugeführt werden, daß in der die Luft- und die Gasbereiche voneinander trennenden Reaktionszone eine Oberflächenverbrennung stattfindet, worauf die Verbrennungswärme durch Wärmeaustausch zum Teil in die Luft und das Gas kurz vor und während dem Zuführen in die Reaktionszone geleitet wird, an welcher Stelle sie zum Teil die empfangene Wärme dem Verbrennungsverfahren abgeben, wobei der gesamte thermische Rückfluß ausreichend ist, um die Oberflächenverbrennung der Reaktionszone zugeführten Luft und des Gases aufrecht zu erhalten, wobei diese Temperatur bei oder oberhalb des Zündpunktes der Mischung ist, und wobei die Oberflächenverbrennung oberhalb des Zündpunktes für Kohlenmonoxid-Lüftmischungen gehalten ist.

Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der Wärme inhalt der Verbrennungsprodukte zuir. Teil zurück zu dem Verbrennungsprozeß geleitet wird, wobei elh Wärmeaustausch mit der Verbrennungs-Luft- und/oder Gas stattfindet, wobei diese Komponenten zusätzlich im gegenseitigen V'ärmoaustaustausch sich befinden können. Dabei wird die Luft und dar, Gas der Reaktionsk:immer derart zugeführt, daß direkt nach dem E i η Γ i i 11 r en in d i e R e a k t i ο π s k a mm e r ο ΐ η e 0 b e r f 1 ä c h e η ν e r b r < ι m u η ιτ

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in der die Luft und das Gas voneinander trennenden Reaktionszone stattfindet. Durch Wärmeaustausch wird die Verbrennungswärme zum. Teil der Luft und Gas zugeführt, bevor und während dieselbe die Reaktionszone erreicht, so daß eine teilweise Abgabe der empfangenen Wärme stattfindet.

Um die Oberflächenverbrennung aufrecht zu erhalten, erweist es sieh als notwendig, daß die Luft und das Gas bei dem Zusammentreffen in der Reaktionszone auf oder oberhalb des Zündpunktes der Luft-Gas-Mischung sich befinden. Eine vollständige Verbrennung erfordert eine Oberflächenverbrennung, welche oberhalb des Zündpunktes.der Kohlenmonoxid-Luft-Mischung gehalten ist.

Ein gemäß dem erfindurigsgemäßen Verfahren aufgebauter Reaktionsbrenner ist dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionskammer eine oder mehrere Gasdüsen und eine oder mehrere Luftdüsen aufweist, und daß wenigstens ein Wärmetauscher' vorgesehen ist, durch Vielehen die heißen Verbrennungsprodukte der Reaktionskammer beeinflußt sind, wobei die gesamte Wärmetauscherkapazität des Brenners ausreichend ist, um eine Oberflächenverbrennung zwischen Luft und Gas aufrecht zu erhalten.

Der Reaktionsbrenner gemäß der vorliegenden Erfindung kann aus einem oder mehreren Wärmetauschern und einer Reaktionskammer bestehen, in welche Gasrohre führen,· die mit einem der Wärmeaustauscher verbunden sind, während die beispielsweise die Gasrohre umschließenden Luftrohre mit dem zweiten Wärmetauscher verbunden sind. Diese beiden Wärmetauscher, von welchen wenigstens einer in Verbindung mit den heißen Verbrennungsprodukten der Reaktionskammer steht, können gemeinsame Wärmetauscherflächen aufweisen. Die innerhalb der Kammer stattfindende Verbrennung wird durch Zündung ausgelöst. Am Anfang der Verbrennung wird die Luft durch Konvektion oder Diffusion innerhalb der Reaktionskammer mit dem Gas gemischt. Da die Mischung unvollständig ist und die Verbrennungsluft kalt ist, ist die auftretende Verbrennung im Vergleich zu konventionellen Gasbrennern äußerst schlecht und unvollständig. Durch die heißen Verbrennungsprodukte wird jedoch die Luft und das Gas über den Wärmeaustauscher auf eine

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Temperatur erhitzt, so daß die Schichtdicke der Luft-Gas-Mischung hinter der Flamme abnimmt.,Die Verbrennung der Luft-Gas-Mischung wird so lange aufrecht erhalten, bis die Mischung ihren ZUndpunkt erreicht. Sobald die Luft und das Gas nach dem Zusammenführen den ZUndpunkt erreichen, ändert sich vollkommen die Art der Verbrennung, indem die Flamme zurückschlägt, zwar nicht nur in die öffnung des Gasrohres, sondern auch auf die Oberfläche des Gasstrahls. Dabei werden die Gasbereiche von Luftbereichen getrennt, während eine gemeinsame Reaktionszone für die Verbrennung gebildet wird, in welcher eine Oberflächenverbrennung stattfindet. Bei der Verbrennung strömt das Gas durch einen Wärmetauscher, dessen Wandung durch die Reaktionszone der Verbrennung p;ebildet ist, welche ebenfalls eine Wärmetauscherflache für die Verbrennungsluft ergibt. Die in der Reaktionszone reagierende Luft und das Gas sind demzufolge einem kontinuierlichen Wärmeaustausch ausgesetzt. Dabei wird die zugeführte Luft und das Gas sehr stark erwärmt, wodurch die Temperatur in der Reaktionszone weiter erhöht wird, was wiederum eine Erhöhung der Vorerwärmung zur Folge hat. Dies bedeutet, daß bezüglich des Temperaturanstieges die Reaktionszone einer Kettenreaktion ausgesetzt ist, bis eine sehr hohe Temperatur erreicht ist. Dies wiederum führt zu einer sehr großen Kapazität des Wärmeaustausches.

Das in der Reaktionszone eingeschlossene Gasvolumen ist einer thermischen Zersetzung ausgesetzt, welche eine mit Ruß versetzte Flamme erzeugen könnte, wenn nicht ein großer Luftüberschuß vorhanden wäre. Sobald die Menge der Uberschußluft vergrößert wird, .fällt die Temperatur des umgebenden Mediums ab, ohne daß dabei -im Gegensatz zu konventionellen Gasbrennern- die Temperatur der Reaktionszone sehr stark beeinflußt wird, weil das gegen die Reaktionszone gerichtete Luftkissen in kontinuierlichem Wärmeaustausch mit der Reaktionszone selbst steht und weil die Verbrennung nicht innerhalb einer Luft-Gas-Mischung stattfindet, welche schlecht oberhalb des Zündpunktes erhitzt werden kann.

Mit dem reaktionsbeschriebenen Brenner können demzufolge hohe

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Luft-, Gas- und Flammentemperaturen erreicht werden, wobei die Verbrennung mit Überschußluft stattfindet. Ein derartiger Brenner ist demzufolge nicht von dem theoretischen Luft-Gas-Mischungsverhältnis abhängig.

Während der Verbrennungsprozeß von den zwei bestimmenden Faktoren freigemacht worden ist -nämlich dem Heizprozeß der Luft und des Gases einerseits und der Abwesenheit von Sauerstoff in der Endstufe der Verbrennung andererseits- so ergibt es sich nunmehr, daß die Verbrennungsgeschwindigkeit äußerst hoch ist und wahrscheinlich loo bis looo mal den normalen Wert von Verbrennung gegenüber kalten Luft-Gas-Mischungen ausmacht. Die Brennerkapazität wird demzufolge sehr stark erhöht, was zur Folge hat, daß die Verbrennung mit hoher Düsengeschwindigkeit und einem geringen Brennervolumen stattfindet.

Bei Ofensystemen mit niedriger Temperatur können die Reaktionsbrenner aus metallischen Elementen hergestellt sein. Die eine hohe Temperatur aufweisende Reaktionszone sollte nicht in positiver Berührung mit den Wandungen der Reaktionskammer sein. Dies kann vermieden werden, indem dem Brenner soviel eine niedrige Temperatur aufweisende Zusatzluft zugeführt wird_s daß die Reaktionszone von derselben umgeben und die metallischen Elemente demzufolge geschützt sind.

Der Wärmeaustausch der Verbrennungsprodukte mit Luft und Gas verringert deren Austrittstemperatur, so daß dieselbe in der Nähe der Betriebstemperatur des Ofensystems ist. Dies und die hohe Brennerkapazität bewirkt eine hohe Konvektionsrate der Verbrennungsprodukte, was es wiederum möglich macht, eine sehr zufriedenstellende gleichmäßige Temperatur innerhalb des Ofens zu erhalten.

Da die Verbrennung oberhalb des Verbrennungspunktes von Kohlenmonoxid aufrechterhalten wird, ist die Gefahr des Auftretens von Explosionen und das. Vorhandensein von Kohlenmonoxid-Luftmischungen eliminiert. Die tatsächliche Kapazität des Reaktiorss-

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brenners wird durch die erzielbaren Geschwindigkeiten der Zufuhrluft und des Gases und durch die Wärmeaustauschkapazität des Brenners bestimmt.

Da die innerhalb des Reaktionsbrenners stattfindende Verbrennung eine Oberflächenverbrennung ist, ist dieser Teil des Wärmeaustausches proportional zu der Verbrennungsoberfläche, so daß die Trennung der Luft und/oder Gases in einzelne Teilstrahlen beliebiger Konfiguration zu einem erhöhten Wärmeaustausch zwischen dem Verbrennungsprozeß und der Luft und dem Gas führt.

Der thermische Zufluß der Verbrennungswärme kann weiterhin erhöht werden, indem die Luft und das Gas durch lange Leitungen ■ zugeführt werden, welche durch von dem Verbrennungsprozeß abgegebene Strahlung erhitzt werden. Die Rohre übertragen dann vor allem durch Konduktion und Konvektion die Wärme an die Luft und das Gas.

Die Erfindung soll nunmehr anhand von AusfUhrungsbeispielen näher erläutert und beschrieben werden, wobei auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen ist.

Es zeigen:

Fig. 1 und 2 Schnittansichten von einfachen Ausführungsformen von Brennern, bei welchen die Zufuhr der einen Komponenten -gewöhnlich Gas- mittels eines rechteckigen Rohres erfolgt.

Fig. J eine Sohnittansicht einer weiteren Ausführungsform dos erfindungsgemäßen Brenners, Vielehe insbesondere als Sekundärbrenner und Schalldämpfer in Verbindung mit inneren Verbrennuncsmaschinen verwendbar ist,

Fig. 4 und 5 Schnittansichten weiterer Ausführungsformen von

Reaktionsbrennern gemäß der Erfindung, bei welchen sowohl die Luft als auch das Gas bei Anwesenheit von turbulenten Strömungsbedingungen vorgeheizt werden ,

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Pig. 6 eine Schnittansicht eines weiteren Reaktionsbrenners gemäß der Erfindung, welcher als Brennofen und chemischer Reaktor verwendbar ist, und

Pig. 7+8Schnittansichten von Abwandlungen der in Pig. 4 und 5" dargestellten Ausführungsformen, welche zur Sekundärverbrennung von Rauchgasen bzw. Abgasen verwendbar sind.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform eines Reaktionsbrenners gemäß der Erfindung, bei welchem eine Reaktionskammer 1 in eine Austrittskammer 2 übergeht. Die Verbrennungsluft wird über eine Rohrleitung 3. einer Einlaßkammer 4 zugeführt, welche die Reaktionskammer 1 und die Austrittskammer 2 umschließt. Dadurch werden diese beiden. Kammern 1, 2 gekühlt, während die Verbrennungsluft im Gegenstromverfahren erwärmt wird. Die erwärmte Luft wird dann durch eine öffnung 6 in die Reakti,onskammer 1 eingeleitet, in welche ebenfalls das Gas über einen Einlaßkanal 5 geleitet wird. Dies hat zur Folge, daß das Gas vorder Zufuhr in die Reaktionskammer 1 nur sehr geringfügig erwärmt wird. Da die Verbrennungsluft eine sehr hohe Temperatur aufweisen muß, ist die thermische Beanspruchung des Brenners relativ groß.

Fig. 2 zeigt eine ähnliche Ausführungsform, bei -welcher jedoch die öffnung 6 geschlossen bzw. verengt ist. Ein Teil bzw. die gesamte Verbrennungsluft wird in diesem Fall in turbulenter Strömung durch tangentiale Düsen 7 eingeleitet, ' welche in einem gewissen Abstand von dem Einlaßkanal 5 des Gases ange- . ordnet sind. Auf diese V/eise' kann eine hohe Flammen tempera tür erreicht v/erden, während gleichzeitig die Temperatur des darumliegenden Mediums mit Hilfe von Überschußluft gesteuert wird. Die turbulente Strömung verhindert ferner eine örtliche Erhitzung der Wandung der Reaktionskammer 1.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher das Gas in einzelnen Strahlern entlang von langen Gaskanälen 8 in die Reaktionskammer 1 eingeleitet wird, wobei diese Zufuhr gleichzeitig mit der vorerwärmten Verbrennungsluft erfolgt. Dadurch wird erreicht, daß die Luft und das Gas mit im wesentlichen derselben Temperatur in die Reaktionskammer 1 eintreten, während gleich-

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zeitig eine zufriedenstellende Rückführung der Verbrennungswärme und eine niedrige thermische Beanspruchung der Brennerkomponenten erreicht wird. Die durch die Rohrleitung 3 zugeführte Luft wird zuerst im Gleichstrom mit den heißen Verbrennungsprodukten und anschließend im Gegenstrom um die Austrittskammer 2 und die Reaktionskammer 1 erwärmt.

Pig. 4 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher die Luft und das Gas durch Einlaßkammern 9 und Io geleitet wird, die in Rotationssymmetrie angeordnet sind, wobei ein turbulenter direkter und indirekter Wärmeaustausch mit der Reaktionskammer 1 und der Austrittskammer 2 der heißen Verbrennungsprodukte erreicht wird.

In Kombination mit dem Prinzip von Fig. 2 kann demzufolge erreicht werden, daß. durch die turbulente Strömung der Reaktionsbrenner in allen Positionen und Winkellagen arbeiten kann, ohne daß dabei eine lokale Überhitzung der metallischen Elemente stattfindet. Es wird ferner erreicht, daß die turbulente Strömung die erhitzte Luft und das Gas sehr gut durch die Einströmkanäle zu der Reaktionskammer 1 leiten. Obwohl in der obigen Beschreibung die Luft in die Rohrleitung 3 und das Gas in den Einlaßkanal 5 bzw. die tangentialen öffnungen 14 gemäß Pig. 4, 5, 7 und 8 geleitet wird, so kann jedoch ebenfalls das Entgegengesetzte der Pail sein.

Bei den beschriebenen Ausführungsformen, welche nur einige der Möglichkeiten aufzeigen, wird die Austrittstemperatur der Verbrennungsprodukte dadurch auf die Betriebstemperatur eingestellt, daß die Gas- und Luf tvo.lumina in geeigneter Weise reguliert werden. Zusätzlich kann eine Beeinflussung durch die Zufuhr von Zusatzluft erfolgen, welche durch Schlitze zugeführt wird.

Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verahrens bzw. des danach gebauten Reaktionsbrenners ist nicht einzig und allein auf die

Erwärmung unterhalb des ZUndpunktes einer Gas-Luft-Mischung be

schränkt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann der durch den Verbrennungsprozeß gebildete Luft- und Gas-Wärmetauscher

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einen idealen Hochtemperatur-Wärmetauscher bilden, bei welchem die Vorerhitzung auf hohe Temperaturen direkt vor der Reaktion der vorgewärmten Produkte in der Reaktionszone stattfindet. Eine geeignete Menge von Überschußluft unterdrückt die Dissor. ziierung des Kohlendioxids und der Wasserdämpfe. Demzufolge kann durch geeignete Einstellung der Überschußluft im Vergleich zu konventionellen Gasbrennern eine höhere Flammentempera tür mit Luft-Gas-Mischungen erreicht werden. Die Kombination mit dem erheblichen thermischen Rückfluß der heißen Verbrennungsprodukte ergibt einen ökonomischen Brennofen und chemischen Reaktor, welcher für Temperaturen oberhalb des Zündpunktes von Luft-Gas-Gemischen geeignet ist. Bei Brennofen und Reaktoren .für hohe Temperaturen ist es allein notwendig, keramische refraktorische Materialien insbesondere für die Reaktionskammer und das Ende der Gasdüsen zu verwenden. Da keramische Materialien jedoch gewöhnlich schlechte Wärmeleiter sind-, ist es in diesem Fall jedoch nicht zweckmäßig, die Reaktionskammer von Verbrennungsluft oder Gas zu"umströmen.

Fig. 6 zeigt eine Ausfuhrungsform eines Brennofens bzw. Reaktors für hohe Temperaturen, bei welchem ein hoher thermischer Rückfluß des Wärmeinhalts der Verbrennungsprodukte und der Verbrennungswärme für den Verbrennungsprozeß erreicht wird, indem die Abgase der Reaktionskammer 1' im Gegens.tromverfahren zu der Verbrennungsluft und/oder dem Gas geleitet wird. Dabei wird· ein Teil des Wärmeaustauschers entlang der Oberfläche von Rauch, Luft- und Gaskanälen 11, 12 und 15 erreicht, welche demzufolge eine genügende Länge und Oberfläche aufweisen sollten, damit der gewünschte thermische Rückfluß zur Erzielung eines relativ guten Wirkungsgrades erreicht wird.

Das Verfahren und der Reaktorbrenner gemäß der vorliegenden Erfindung ist zur Verbrennung von Restbrennstoffen in Abgasen geeignet, solange die Verbrennung bis zur vollständigen Entfernung der Restbrennstoffe oberhalb des Zündpunktes von Kohlenmonoxid -Gas -Mischungen gehalten ist. Wegen des sehr schwachen thermischen Wertes von Rauch- bzw. Abgasen ist es normalerweise nicht möglich, die Verbrennung durch Zersetzung von Luft-Gas-Mischungen aufrecht zu erhalten. Im Rahmen der vorliegenden Er- -

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findung arbeitet der Reaktorbrenner jedoch mit kontinuierlicher und getrennter Vorerwärmung der Luft und des Gases, wobei der gesamte thermische Rückfluß genügend hoch ist.

Im Hinblick auf die Luftverschmutzung durch Abgase -wobei zu bemerken ist, daß 9°% des Kohlenmonoxides aus den Abgasen von inneren Brennkraftmaschinen stammt- erweist sich der erfindungsgemäße Reaktionsbrenner bezüglich der Verringerung bzw. Entfernnung von Abgas-Schadstoffen von großer Bedeutung. Dies ist umso mehr der Fall, als der erfindungsgemäße Reaktorbrenner ebenfalls eine Geräuschdämpfung von inneren Verbrennungsmaschinen bewirkt, ohne daß dabei die Motorleistung wesentlich beeinflußt wird.

Gemäß Fig. 4 werden die Abgase zur Vorbehandlung in eine rotationssymmetrisch ausgelegte Einströmkammer Io geleitet, welche über wärmeisolierende Rohre bzw. eine wärmeisolierende Abgasleitung mit den Auspuffrohren des Motors verbunden ist. Die Abgase werden tangential durch eine öffnung 14 peripher in die Einlaßkammer ]o eingeführt und nach Erwärmung durch Wärmeaustausch mit der durch die danebenliegende Einlaßkammer 9 geleitete Verbrennungsluft der Reaktionskammer 1 im Gleichstromverfahren zusammen mit der Verbrennungsluft zugeführt, in welcher am Ende der Gaskanäle 8 die eigentliche Verbrennung stattfindet.

Bei Verwendung dieses Verfahrens wird ein Teil der kinetischen Energie des Abgases in der Kraftmaschine gespeichert, und zwar insbesondere in der mittleren Position des Ausstoßtaktes. Dagegen wird Rotationsenergie den Auspuffgasen in den Extrempositionen des Ausstoßtaktes zugeführt, in welchen die Kolbengeschwindigkeit null ist. Die Abgasturbulenzen innerhalb der Einströmkn miner haben demzufolge einen ähnlichen Effekt wie das Schwungrad des Motors, jedoch mit der Ausnahme, daß bei dem durch die Abgase ge bilde; ton Sehwungrad Massenelemente von grossein kinetischen Volumen an der Peripherie deo Schwungrades auftreten, während Massene.1 einen te geringen kinetischen Volumens im Bereich des Schwung ι ykI Zentrums entfernt worden. Das durch

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die Abgase gebildete Schwungrad kann dazu verwendet werden, um von dem Motorzylinder Abgase abzuziehen und damit eine · gasdynamische Reinigung der Kompressionskammern zu erreichen. Dadurch kann die Kompression wesentlich erhöht werden, ohne daß dabei das Kompressionsverhältnis verändert wird, was wiederum zu einer Zunahme der Motorleistung und zu einer Verrin- ' gerung des Brennstoffverbrauches führt. Die Abfuhr der mit einer Luft-Brennstoff-Mischung versetzten Abgase kann verbessert werden, indem die Kompressionskammer U-förmig ausgebildet ist. In diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß die maximale Leistung des durch die Abgase gebildeten Schwungrades nur beim Abbrennen der Abgase auftritt, weil ansonsten die brennbaren und giftigen Bestandteile der Abgase erhöht werden. Um eine maximale Leistung und Wirtschaftlichkeit zu erreichen, ist es fernerhin notwendig, daß die Abgabeperiode_Und die Periode der Überlappung der Einlaß- und Auslaßventile auf das durch die Abgase gebildete Schwungrad angepaßt wird. Eine ähnliche Zunahme der Leistung und Verbesserung der Wirtschaftlichkeit wird dadurch erreicht, indem die Verbrennungsluft im Verhältnis zu den Abgasen mit einem konstanten Mittelwert und mit einem positiven Überdruck zugeführt wird, sq.daß die Verbrennungsluft durch einen Injektionseffekt die Abgase mit sich führt. Die Abgaswirbel in der Einströmkammer bewirken fernerhin einen Differenzausgleieh der Brennstoffkonzentrationen während des Ausstoßtaktes, was eine gleichmäßigere Verbrennung der Abgase zur Folge hat. .

Durch die eine Schwungradwirkung aufweisenden Abgase kann ebenfalls ein konstanter Massentransport der Abgase durch die rotationssymmetrisch ausgelegte Einströmkammer erreicht werden, wobei Pulsationen und akustische Wellen der Abgase ebenfalls gedämpft werden. Dieser Dämpfungseffekt wird bei den in den Fig· 5j 7 und 8 dargestellten Ausführungsformen verbessert, wenn die Einströmkammer durch ein äußeres druckfestes Gehäuse 24 umgeben ist und wenn der gebildete Zwischenraum von einem geräuschdämpfenden Material 22 gefüllt ist. Die Wandung 21 der E in s tr ömka miner ist in diesem Fall auf der gegenüberliegenden Seite des Materials 22 perphoriert. Die .Unterdrückung bzw. Ab-

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sorption der Geräusche innerhalb der Einströmkammer wird ferner durch die Anwesenheit einer heißen Luftsäule in den Mittelpunkt der Abgaswirbel verbessert, indem der Wirbel in Verbindung mit Geschwindigkeitsfeldern ein akustisches Ableitungsfeld erzeugt, welches die Schallwellen -insbesondere höherer Frequenz- daran hindert, die Reaktionskammer 1 zu erreichen, Die trotzdem innerhalb der Reaktionskammer 1 auftretenden akustischen Wellen werden in dem nicht homogenen Temperatürfeld der Verbrennung reflektiert und abgelenkt, wodurch innerhalb der Reaktionskammer 1 ebenfalls eine Unterdrückung bzw. Absorption der Schallwellen stattfindet. Eine weitere Dämpfung der akustischen Wellen und Pulsationen kann durch die Einlaß- und Auslaßleitungen, den Luftvorerhitzer und die Austrittskammer 2 erreicht werden, welche von dem ■druckfesten Gehäuse 24, dem wärme- und schallisolierenden Material 22 und der Wandung der Austrittskammer 2 umgeben ist, wobei letztere mittels Schlitzen, Rohren 26 und/oder Perforation 21 mit dem geräuschabsorbierenden Material 22 verbunden ist.

Da die Abgase nach Vorbehandlung in der Einströmkammer bereits gedämpft in die Reaktionskammer 1 geleitet werden, ist der bei Schalldämpfern notwendige Gegendruck realtiv gering. Es ist demzufolge möglich, die kinetische Energie der Abgase zur Evakuierung auszunützen, um die notwendige Verbrennungsluft mittels des Ejektionseffektes abzuleiten. Dadurch kann -insbesondere bei kleineren Verbrennungskraftmaschinen- das normalerweise notwendige Luftgebläse eingespart werden..

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Verbrennung der Abgase in zwei Stufen durchgeführt. In der ersten,Stufe erfolgt eine thermische Zersetzung und/oder eine reduktive Verbrennung der Stickstoffmonoxide zu Stickstoff, wozu eine reduktive Komponente der Abgase verwendet wird. Die Abgase werden dabei einer Erwärmung ausgesetzt, bis der Zündpunkt der Stickstoffmonoxide und der reduktiven Komponenten durch die Verbrennungswärme erreicht ist. In der anschließenden zweiten Stufe erfolgt in der

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Reaktionskammer unter Übersehußluft eine oxidierende Verbrennung, wobei die restlichen brennbaren Bestandteile der Abgase -insbesondere Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffe und Wasserstoffverbrannt werden.

Da das Volumen und die Temperatur der Abgase in Abhängigkeit der Drehzahl und der Belastung der inneren Verbrennungskraftmaschine äußerst großen Fluktuationen ausgesetzt sind und da die Menge des Brennstoffes sich kurzzeitig von hohen Werten auf niedrige Werte ändern kann -wenn beispielsweise aus dem Vollgas heraus gebremst wird- ist es unmöglich, eine Verbrennung der Abgase unter Verwendung des theoretischen Gas-Luft-Mischungsverhältnisses zu erreichen. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird deshalb ein im wesentlichen konstantes Verhältnis zwischen der Verbrennungsluft und den Abgasen unter Einbeziehung einer Überschußmenge von Luft verwendet. Die Überschuß luftmenge ist dabei derart gewählt, daß beim größten •Brennstoffvolumen eine komplette Verbrennung gewährleistet ist. Die Wärmeaustauscherkapazität muß ferner so eingestellt sein, daß die Verbrennung unter den verschiedensten Abgasbedingungen oberhalb des Zündpunktes für Kohlenrnonoxid-Lu'ft~Mischungen aufrecht erhalten werden kann.' Da große Volumensänderungen wesentliche Temperaturfluktuationen des Reaktorbrenners hervorrufen können, kann die Temperatur der Reaktionskammer 1 über den thermischen Rückfluß der Verbrennungsluft und/oder des dem Wärmetauscher zugeführten Gases eingestellt werden, wobei die gesamte Kapazität voll oder zum Teil, ausgenützt wird.

Es sei nunmehr auf Pig. 8 Bezug genommen, gemäß welcher durch , ein Rohr 29 Luft zugeführt ist, die mit Hilfe eines in der,Position b befindlichen Klappe durch den gesamten Luftwärmetauscher geleitet wird. Bei zunehmenden Temperaturen wird die Luft hingegen durch einen kürzeren Teil des Wärmetauschers geleitet, indem die Klappe zur Kühlung der Reaktionskammer in die Position c gelegt ist. Die Klappenposition kann mit Hilfe eines thermischen Relais gesteuert werden.

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Fig. 5 zeigt eine Variante des Brenners von Fig. 4, v/obei die rotationssymmetrisch ausgebildeten Einströmkammern 16 für Gas und Luft eine verschiedene Konfiguration aufweisen und wobei jeder Gasstrahl von einem entsprechenden Luftstrahl umschlossen ist- Bei dieser Ausführungsform ist ferner ein Rohrstück 27 vorgesehen, durch welches zusätzliche Luft in turbulenter Form den durch die Austrittskammer 2 strömenden heißen Verbrennungsprodukten zugeführt ist. Dadurch ist es möglich, die Temperatur der Abgase des Reaktorbrenners so einzustellen, daß sie den gewünschten Wert einnimmt. Auf diese Weise kann die Erwärmungstemperatür beispielsweise für eine durch den Reaktionsbrenner erwärmte Ofenkammer sehr einfach eingestellt werden.

Die in den Fig. 7 und 8 dargestellten Ausführungsformen dienen insbesondere zur Verbrennung von Abgasen von inneren Verbrennungskraftmaschinen. Bei beiden Ausführungsformen wird das Gas durch tangentiale Einlaßrohrstücke lh in die rotationssymmetrisch ausgebildete Einlaßkammer 16 geleitet, während die Luft durch Einlaßöffnungen in die identisch ausgebildete Einlaßkammer h geleitet wird. Die Luft wird dabei zuerst im Gegenstromverfahren mit den Verbrennungsprodukten vorerwärmt, welche aus der Reaktionskammer abgeleitet werden. Eine weitere Vorwärmung der Verbrennungsluft ergibt sich durch turbulente Bewegung innerhalb der Reaktionskammer 1, in welcher die V/ärrne des turbulenten Gases an die Einlaßkammer 16 abgegeben wird. Aufgrund der turbulenten Strömung werden die vorerwärmte Luft und das vorerwärmte Gas in Richtung des Wirbelzentrums gedrückt, an welcher Stelle die zu der Reaktionskammer 1 führenden Einlaßkanäle 4, 5 der Luft und des Gases angeordnet sind.

Gemäß Fig. 7 wird die Luft durch öffnungen ~}^% dem Wärmetauscher zugeleitet, welcher aus einer Mehrzahl von dünnen Rohren j5o besteht, die innerhalb der Austrittskammer 2 angeordnet sind, um die Verbrennungsprodukte der Reaktionskammer 1 abzuleiten. Diese dünnen Rohre jio enden tangential in der Einlaßkrmiiner h_f welche die Reaktionskammer 1 umschließt. Die durch die öffnun-

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gen 3^r zugeführte Luft kann mit Hilfe einer verschiebbaren Hülse 28 eingestellt werden. Die von dem Motor durch Rohre 8 in die Einlaßkammer l6 strömenden Abgase werden durch den Injektionseffekt der vorgewärmten Luft in den Wärmetauscher gezogen und von dort in die Einlaßkammer 4 und durch die öffnung 6 in die Reaktionskammer 1.

Bei der in der Fig. 8 dargestellten Ausführungsform wird der der Verbrennungsluft dienende Wärmetauscher durch die Austrittskammer 2 gebildet, Vielehe durch eine rotationssymmetrisch ausgebildete Lufteinlaßkammer 4 umgeben ist. Dabei wird angenommen, daß die Verbrennungsluft von einem Gebläse zugeführt wird, das mit der Hauptwelle oder einer proportional dazulaufenden Sekundärwelle des Motors verbunden ist, so daß über den gesamten Drehzahlbereich'dasselbe Abgas- und Luftmengenverhältnis aufrechterhalten ist.-Das Gebläse sollte ferner eine einstellbare Ansaugöffnung haben, so daß das dem Reaktorbrenner zugeführte Luftvolumen auf den betreffenden Motor eingestellt werden kann. Die Reaktionskammer 1 kann-in bezug auf die Außenwandung der Einlaßkammer 4 starr angeordnet sein, während die Verbrennungsluft durch Rohre 26 zugeführt wird. Innerhalb der Rohre 26 bzw. der Rohrbündel kann eine in Fig. jj dargestellte Temperaturmeß- und Zündeinrichtung j51 vorgesehen sein. Die Zündeinrichtung kann mit dem elektrischen System des Motors, und zwar über den Starter verbunden sein. Dieser-Starter bewirkt beim Starten des Motors die Zufuhr eines reicheren Brennstoff-Luftgemisches, so daß dem Reaktionsbrenner brennbare Abgase zugeführt werden. Die Zündeinrichtung kann so ausgebildet sein, daß sie beim Abschalten des Shokes ebenfalls gleichzeitig abgeschaltet wird.

Es sei verstanden, daß der erfindungsgemäße Brenner· ebenfalls als chemischer Reaktor zur Urrmandlung von chemisch reaktiven Gasen verwendet v/erden kann.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   1.) Verfahren zur Verbrennung von gasförmigen

   -ennstoffen bzw. Abgasen -beispielsweise Abgasen von inneren Verbrennungskraftmaschinen- unter Verwendung einer Uberschußmenge von Luft und partiellem, thermischem Rückfluß der Wärme der Verbrennungsprodukte und der Verbrennungswärme des Verbrennungsprozesses, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeinhalt der Verbrennungsprodukte zum Teil durch Wärmeaustausch mit der Verbrennungsluft und/oder des Gases zurückgeleitet wird, wobei die Verbrennungsluft und das Gas zusätzlich in gegenseitigem Wärmeaustausch stehen können, worauf die Luft und das Gas in einer Rekatlonskammer derart zugeführt werden, daß in der die Luft- und die Gasbereiche voneinander trennenden Reaktionszone eine Oberflächenverbrennung stattfindet, worauf die Verbrennungswärme durch Wärmeaustausch zum Teil in die Luft und das Gas kurz vor und während dem Zuführen in die Reaktionszone geleitet wird, an welcher Stelle sie zum Teil die empfangene V/ärme dem Verbrennungsverfahren abgeben, wobei der gesamte thermische Rückfluß ausreichend ist, um die Oberflächenverbrennung der Reaktionszone zugeführten Luft und des Gases aufrecht zu erhalten, wobei diese Temperatur bei oder oberhalb des Zündpunktes der Mischung ist, und wobei die Oberflächenverbrennung oberhalb des Zündpunktes für Kohlenmonoxid-Luft-Mischungen gehalten ist.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η nzeichnet, daß zur Erzielung des gewünschten Wärmeaustausches mit den heißen Verbrennungsprodukten die Luft oder das Gas um die Reaktionskammer geleitet wird, daß die Einführung in die Reaktionskammer der Reaktionspartner unter gegenseitigem Wärmeaustausch stattfindet, und daß die Reaktionszone keine wesentliche Berührung mit der von der Innenseite her mit einem Strom von heißen, vollkommen abreagierten Verbrennungs-

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   produkten In Berührung stehenden Wandung der Reaktionskammer aufweist.

   j5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,- dadurch gekennzeichnet, daß die im Wärmeaustausch mit den heißen Verbrennungsprodukten stehende Luft und das Gas in turbulenter Strömung um die rotationssymmetrisch ausgebildete Reaktionskammer geleitet werden, wobei ebenfalls ein gegenseitiger Kontakt der beiden Reaktionspartner innerhalb einer Einströmkammer stattfindet, ferner daß die beiden Reaktionspartner anschließend in die Reaktionskammer geleitet werden, in welcher ebenfalls ein gegenseitiger Wärmeaustausch sich ergibt, und daß die Entfernung der Verbrennungsprodukte aus der Reaktionskammer im Bereich des Wirbelzentrums und zweier Gegenstromverfaliren stattfindet, demzufolge ein guter Wärmeaustausch gewährleistet ist. .

   4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennze lehnet, daß die Oberflächenverbrennung in einzelne Teilabschnitte geteilt ist, indem die Luft und das Gas in abwechselnden Strahlen bzw. einander umschließenden Strahlen in die Reaktionskammer eingeleitet werden.

   5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, zur vollständigen Verbrennung von Abgasen mit veränderlichem Brennstoffgehalt, veränderlicher Temperatur und Volumen, dadurch gekennzeichnet, daß ein konstantes Verbrennungsgas- und Abgäsmengenverhältnis aufrecht erhalten wird, wobei die Größe der Überschußluft derart gewählt, daß wenigstens eine vollständige Verbrennung des größten Brennstoffvolumens gewährleistet Ist, und daß die Wärmeaustauscherkapazität so gewählt wird, daß unter den verschiedensten Abgasbedingungen eine Temperatur oberhalb des Zündpunlrtes von Kohlenmonoxid aufrechterhalten ist.

   6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche zur Einstellung der Temperatur der Reaktionskammer, dadurch

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   gekennzeichnet, daß der thermische Rückfluß . durch Einstellung der den Wärmetauschern zugeführten Verbrennungsluft und/oder des Gases erfolgt.

   7· Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche zur thermischen Zersetzung und/oder reduktiven Verbrennung von Abgasen von inneren Verbrennungskraftmaschinen und der Verminderung des Stickstoffoxidgehaltes, dadurch g e k e η η zeichne tj daß ohne Zufuhr von Luft die Abgase auf eine Temperatur, oberhalb des Zündpunktes der Abgasmischung von Stickstoffmonoxid und der reduzierenden Komponenten erhitzt; werden, wobei die Verbrennungswärme der darauffolgenden oxidierenden Verbrennung der anderen brennbaren Bestandteile der Abgase unter Einsatz vorgewärmter Überschußluft verwendet wird.

   8. Verfahren nach Anspruch 7 zur gleichzeitigen Verbrennung von Abgasen und Verbesserung der Leistung eines Kolbenmotors, dadurch gekenn ze ichne t, daß eine Reduktionsverbronnung in der rotationssymmetrisch zu dem Gasvorwärmer angeordneten Einströmkammer vorbereitet wird, ferner daß diese EinGtrömkammer mittels wärmeisolierender Rohre bzw. eines wärmeisolierenden Abgasrohrcs mit dem Motor verbunden wird, und daß die Abgaswirbel innerhalb der Einströmkammer als Schwungrad zur Evakuierung der Abgase und gasdynamiseher Entleerung der Kompressiohskammer verwendet wird, wobei die Entladungsperiode und die überlappenden Perioden der Einlaß- und Auslaßventile zur Erzielung dieses Schwungradeffektes geeignet eingestellt sind.

   9· Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch g e k e η η· ze lehn e t, daß die Verbrennungsluft im Verhältnis zu dem Abgas konstant zugeführt wird, und daß die Abgase einen positiven Druck aufweisen, demzufolge ein Injektionseffekt gewährleistet ist.

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   10. Verfahren nach Ansprüchen 7-9 zur Unterdrükkung von Schallwellen innerhalb der Gase und der Verbren- ■ nungsluft, dadurch gekennzeichnet, daß das' Gas und die Luft tangential zu den rotationssymmetrisch' ausgelegten Einströmkammern und einer durch den Verbrennungsprozeß mit den heißen Verbrennungsprodukten bzw. dem Reaktionspartner erhitzten Oberfläche geleitet werden, ferner daß das Gas und die Luft im Bereich des Wirbelzentrums entfernt und durch Einlaßkanäle in die Reaktionskamrner geleitet werden, in welche die heiße Reaktionszone mit der Oberflächenverbrennung die Öffnungen der Gasleitungen .umgibt und daß die rotationssymmetrisch ausgelegten Einströmkammern innerhalb eines druckfesten Gehäuses angeordnet sind, wobei der zwischen dem äußeren Gehäuse·und der nicht erhitzten Wandung der Einströmkammer vorhandene Zwischenraum mit einem wärme- und schallabsorbierenden Material gefüllt ist, während die diesem Material gegenüberliegende Wandung perforiert ist.

   11. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche zur Erzielung einer Verbrennung von Abgasen, dadurch gekennzeichnet, daß zur gleichzeitigen Zündung die Reaktionskammer mit einem brennbaren Gas-Luft-Gemisch gespeist wird, welche durch Primärverbrennung in Verbindung mit den Wärmetauschern einen Anstieg der Temperatur des Gases und der Luft in der Reaktionszone oberhalb des Zündpunktes ergibt, und daß anschliessend ein gradueller Überwechsel auf die Abgase vorgenommen wird.

   12. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche zur Einstellung der Entladungstemperatur heißer Verbrennungsprodukte, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft und das Gas in einem konstanten Verhältnis verbrannt werden, wodurch sich eine Entladungstemperatur oberhalb der Betriebstemperatur ergibt,, und daß die heißen Vorbrennungsprodukte mit zusätzlicher Luft gemischt werden, bis die gewünschte Betriebstemperatur erreicht ist.

   Ij5· Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei Vielehen die Verbrennung des Gases in Verbindung mit einem

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   Brennofen bzw. einem chemischen Reaktor stattfindet, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den heißen Verbrennungsprodukten bzw. Rauchgasen und der Verbrennungsluft und/ oder dem Gase ein Wärmeaustausch erzeugt wird.

   14. Reaktionsbrenner zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch g e k e η nzeich η e t, daß die Reaktionskammer (1) eine oder mehrere Gasdüsen und eine oder mehrere Luftdüsen aufweist, und daß wenigstens ein Wärmetauscher vorgesehen ist, durch i^relchen die heißen Verbrennungsprodukte der Reaktionskammer (1) beeinflußt sind, wobei die gesamte Wärmetauscherkapazität des Brenners ausreichend ist, um eine Oberflächenverbrennung zwischen Luft und Gas aufrecht zu erhalten.

   15· Reaktionsbrenner nach Anspruch Ik, dadurch gekennzeichnet, daß am Eingang der Reaktionskammer (l) eine oder mehrere Düsen (7) für den einen Reaktionspartner vorgesehen ist, und daß diese Düsen die Düsen des anderen Reaktionspartners umgeben bzw. mit denselben in abwechselnder Reihenfolge angeordnet sind.

   16. Reaktionsbrenner nach einem der Ansprüche Ik oder 15* dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Wärmetauscher für Gas und Luft eine gemeinsame Wärmetauscherfläche aufweisen.

   17· Reaktionsbrenner nach einem der Ansprüche Ik - 16, - dadurch gekennzeichnet, daß die rotationssymmetrisch ausgebildete Einlaßkammer entlang ihrer Peripherie-,Einrichtungen zum tangentialen Zuführen einer der Komponenten Luft oder Gas aufweist, wobei die Wandungen der Einlaßkammer im wärmeleitenden Kontakt mit der Reaktionskammer (1) und/oder einer anschließend daran angeordneten Austrittskammer (2) für die heißen Verbrennungsprodukte stehen. (Pig. 7)

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   18. Reaktionsbrenner nach einem der Ansprüche 14 -. 17* dadurch g e k e nn zeichnet, daß eine Mehrzahl von . Luftdüsen (7) in. Form eines Kreises in gewissen Abständen von einer oder mehreren in der Mitte angeordneten Gasdüse (6) angeordnet sind, wobei ein Winkel gegenüber der Wandung der Reaktionskammer (l) gebildet ist, demzufolge die Luft in einer turbulenten Strömung um die Gasdüsen zugeführ.t ist. (Fig.2)

   19. Reaktionsbrenner nach einem der Ansprüche 14 - l8, dadurch gekennzeichne t, daß die Düsen in der Nähe von eine große Oberfläche aufweisenden einen gμten Wärmeübergang gegenüber Luft und Gas ergebenden Kanäle angeordnet sind, und daß von dem Verbrennungsprozeß eine weitere Erwärmung durch Strahlung stattfindet. (Fig. 3)

   20. Reaktionsbrenner nach einem der Ansprüche 14 - 19* dadurch gekennzeichnet, daß rotationssymmetrische Luft- und Gas-Einlaßkammern (4, 5) vorgesehen sind, und daß ein peripheres Einlaßrohr zur tangentiellen Zufuhr von Luft- und Gas vorgesehen ist, während die Einlaßkanäle zu der Reaktionskammer (1) im Bereich der Symmetrieachse der Einlaßkammern (4,5) angeordnet sind. (Fig.- 4)-

   21. Reaktionsbrenner nach einem der Ansprüche \K - 2o, dadurch gekennzeichne t, daß der Wärmetauscher für Luft ein dünnes Rohr (3°) ist, welches von einem Lufteinlaß (3·¹ ) durch die der für die heißen Verbrennungsprodukte dienende Austrittskammer (2) führt und tangentiell in der rotationssymmetrisch ausgebildeten Einlaßkammer endet. (Fig. 7)

   22. Reaktionsbrenner nach einem der Ansprüche 14 - 21, dadurch g e k e η η ζ e i c h η et, daß der Wärmetauscher für Luft zwei oder mehrere Einlaßrohrstücke aufweist, welche in verschiedenen Abständen von der Reaktionskammer (1) angeordnet sind, und daß eine Klappe 'vorgesehen ist, mit welcher die Verbrennungsluft entsprechend der Temperatur des Brenners in grösseren oderkleineren Mengen den verschiedenen Rohrstücken zuführbar ist. (Fig. 8)

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   2j5. Reaktionsbrenner nach einem der Ansprüche 14-19* dadurch gekennzeichnet» daß die EntladungskanMle eines Kolbenmotors über wärmeisolierende Rohre bzw. wärmeisolierende Abgaskrümmer mit der von einem druckfesten Gehäuse (24) umgebenen rotationssymmetrischen Einlaßkammer verbunden sind, und daß ein wärme- und schallisolierendes Material (22) den dazwischenliegenden Zwischenraum füllt. (Wobei die Wandung des Rohres bzw. des Auspuffkrümmers perforiert ist)

   24. Reaktionsbrenner nach einem der Ansprüche l4-2o, zur Verwendung als Sekundärbrenner bei einer internen Verbrennungskraftmaschine, dadurch ge kennzeichne t, daß der die heißen Verbrennungsprodukte des Motors aufnehmende Wärmetauscher so ausgebildet ist, daß durch einen Injektionseffekt die heißen Verbrennungsprodukte kurz vor ihrer Abgabe mit kalter Luft gemischt werden. (Fig. 7 und 8)

   25. Reaktionsbrenner nach einem der Ansprüche 14-21, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre des Wärmetauschers über Schlitze, Rohre und öffnungen mit einer schallabsorbierenden Resonanzkammer verbunden sind, ferner daß der Wärmetauscher innerhalb der äußeren Druckgehäuse (23,24) angeordnet ist, und daß der Zwischenraum zwischen dem Vorerwärmer und dem Gehäuse (2^,24) mit einem wärme- und schallisolierenden Material (22) gefüllt J.st., (Fig. 8)

   26. Reaktionsbrenner nach einem der Ansprüche 14-22 zur Verbrennung von Abgasen eines Motors, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zündeinrichtung (jH) vorgesehen ist, welche über den Starter mit dein elektrischen System des Kraftfahrzeugs verbunden ist, wobei der Starter beim Starten des Motors die Zufuhr von reicherer Brennstoffluftmischung ergibt, und daß der Starter und die Zündeinrichtung (?l) gleichzeitig abschaltbar sind.

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