DE3532779A1 - Verfahren und vorrichtung zum beimischen eines gasstromes in die heizgase eines brenners - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Beimischen eines Gasstromes in die Heizgase eines Öl- oder Gasbrenners, insbesondere für die Regenerierung von Rußfiltern.

Das Zuführen von Gas, beispielsweise Luft in die aus einem Brenner austretenden Heizgase, kann aus zwei Gründen durchgeführt werden, nämlich zur Kühlung des Heizgasstromes oder zum Beimischen eines Gases, z.B. Sauerstoff.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem das eine oder das andere der vorgenannten Ziele wirkungsvoll durchführbar ist.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß mit den im Anspruch 1 gekennzeichneten Maßnahmen gelöst.

Durch die Aufteilung werden die Randzonen des Heizgas­ stromes vergrößert und damit auch die Kontaktbereiche zwischen den beiden Gasströmen, so daß eine schnelle Ver­ mischung der beiden Gasströme erfolgen kann.

Das hat zur Folge, daß bei Gasströmen unterschiedlicher Temperaturen und/oder Zusammensetzung, ein Temperatur­ ausgleich bzw. eine innige Vermischung bereits auf kürzester Strecke erreicht werden kann. Gesonderte Maß­ nahmen wie Verwirbelungsbleche, lange Mischstrecke, ent­ fallen dabei.

Bei der Verwendung von Öl- oder Gasbrennern zur perio­ dischen oder kontinuierlichen Regenerierung von Ruß­ filtern am Fahrzeug hat die erfindungsgemäße Maßnahme besondere Vorteile. Aufgrund der Materalien können Bau­ teile, wie die Abgasleitungen von Fahrzeugen, nicht den Temperaturen standhalten, die das Heizgas in der Ver­ brennungszone des Brenners hat, die etwa bei 1600°C liegen. Dieses hat zur Folge, daß das Heizgas gekühlt werden muß. Dieses erfolgt mit einem Frischluftstrom oder sauerstoff­ haltigem Abgasstrom, der gleichzeitig zur Anreicherung der Heizgase mit Sauertoff für das Ausbrennen des Rußes aus dem Filter dient. Hier wird also der Heizgasstrom auf die für die Ausbrennung des Rußes erforderliche Temperatur unter gleichzeitiger Beimischung von Sauer­ stoff abgekühlt. Mit der erfindungsgemäßen Maßnahme er­ folgt eine innige homogene Vermischung, sowie die Abkühlung auf engstem Raume, so daß eine wirkungsvolle und damit auch schnelle Verbrennung des Rußes aus dem Filter erfolgen kann. Gleichzeitig läßt sich die Regelung, insbesondere der Temperatur des Gasgemisches, schneller und zuver­ lässiger kontrollieren. Nachdem dieses auf engstem Raume geschieht, wird gleichzeitig ein geringstmöglicher Raum für die Erzeugung des Gasgemisches gebraucht, der bei Fahr­ zeugen ein wesentlicher Gesichtspunkt ist.

Die Erfindung erstreckt sich auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einer in den Heizgasstrom angeordneten Blende, die er­ findungsgemäß nach den im Anspruch 2 gekennzeichneten Merk­ malen ausgebildet ist.

Eine den Gasstrom führende Blende trennt den Gasstrom in bzw. entlang der Strömungsrichtung derart, daß ein möglichst geringer Druckunterschied hinter und vor der Blende aufgebaut wird. Beeinträchtigungen des Brenners, insbesondere innerhalb der Verbrennungszone, bzw. der Verbrennung selber sowie Geräuschbildungen werden dadurch weitgehend vermieden.

Die Blende ist vorzugsweise im wesentlichen zylindrisch ausgebildet, wobei zumindest am Heizgasaustrittsende der Zylinder in Umfangsrichtung wellenartig ausgebildet ist. Dabei können die Austrittsöffnungen im Mantelbereich und/ oder am Stirnende des Zylinders angeordnet sein.

Der Heizgasstrom wird auf diese Weise radial aufgefächert, d.h. die Vergrößerung der Oberfläche des Heizgasstromes findet im wesentlichen in radialer Richtung statt, so daß sich die axiale Länge der Mischzone reduziert. Es konnte festgestellt werden, daß mit einem derartigen Blenden­ bauteil Geräuschbildungen von offenen Brennern gedämpft werden konnten.

Der Gasstrom wird vorzugsweise innerhalb eines Ringraumes dem Heizgas zugeführt, der durch das Blendenbauteil und einen diesen umgebenden Zylinder gebildet wird. Das Gas wird dabei in gleicher Richtung strömen wie das Heiz­ gas und mit diesem unmittelbar an der Austrittsöffnung der Blende in Verbindung gebracht.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Er­ findung schematisch dargestellt.

Fig. 1 zeigt einen Teil eines Brenners 10 mit einem Brennergehäuse 11 und einer darin angeordneten Brennstoff­ düse 12, die in einem Mischrohr 13 mündet. Das Mischrohr 13 ist von einem Flammrohr 14 umgeben, das die Verbrennungs­ zone 15 einschließt. Das aus der Verbrennungszone 15 aus­ tretende Heizgas 16 soll mit einem Gasstrom 18 vermischt werden, das durch eine Leitung 19 in einen Ringraum 20 einströmt. Zu diesem Zweck ist an der Mündung des Flamm­ rohres 14 eine Blende 25 aufgesetzt, deren Querschnitt sich zur Mündung 21 hin verkleinert. Am Mündungsende 21 der Blende 25 sind Schlitze 22 vorgesehen, durch die das Heiz­ gas 16 zusätzlich zur stirnseitig verbleibenden Öffnung der Blende 25 heraustritt. Dabei vermischt sich das Heizgas 16 mit dem im Ringspalt 20 befindlichen Gas 18. Der Ring­ spalt 20 wird durch eine die Blende 25 umgebende Hülse 28 gebildet, in die die Gaszufuhrleitung 19 mündet.

Durch starke Verjüngung des Mündungsteiles 21 der Blende 25 kann der durch die Schlitze 22 gezwungene Heizgasstrom­ anteil vergrößert werden, um damit die Vermischung der beiden Gase soweit wie möglich noch innerhalb des Ring­ spaltes 20 erfolgen zu lassen. Ähnliche Wirkung wird er­ reicht, wenn die stirnseitige Öffnung der Blende 25 ge­ schlossen wird.

Durch die Blende 25 wird der Heizgasstrom 16 radial auf­ gefächert. Der Strom erhält damit eine wesentlich größere Kontaktfläche für das Gas 18. Dadurch kann eine gute Vermischung der beiden Gase 216 und 18 sowie auch ein wirkungsvoller Temperaturausgleich erfolgen, wobei keine weiteren Maßnahmen notwendig sind. Die gewünschten Ziele bei der Vermischung der beiden Gase 16 und 18 werden dabei in einem relativ kurzen Ringraum erfüllt, was zu einer Ein­ sparung in der Gesamtlänge des Mischungsraumes führt.

Die Blende kann vielseitig ausgestaltet werden, um eine Auffächerung bzw. Teilung des Heizgasstromes 16 zu erreichen.

In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem ein zylindrisches Blendenbauteil 25′ an seinem Mündungsende 21′ im Umfang wellenartig geformt ist derart, daß der Querschnitt 30 die Form eines Sternes oder ähnlichen Gebildes einnimmt. Das aus der Blende 25′ austretende Heizgas 16 hat damit auch einen sternförmigen Querschnitt. Durch starkes Einziehen der zur Zylindermitte hin ein­ gedrückten Umfangsteile 31 der Blende 25′ können schmale, sternförmig gerichtete Austrittsschlitze 32 gebildet werden, die eine sehr hohe Vergrößerung der Umfangsfläche des aus­ tretenden Heizgasstrahles 16 bewirkt. Die eingezogenen Bereiche 31 dienen gleichzeitig zur Leitung des Gasstromes 18 in den Mittelbereich 33 des Heizgasstromes 16. Bei einer Blende gemäß Fig. 2 dringt also das Zusatzgas 18 bis in den Kern des Heizgasstromes 16 ein.

Claims (6)

1. Verfahren zum Beimischen eines Gasstromes in die Heizgase eines Öl- oder Gasbrenners, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Heizgase (16) nach der Ver­ brennungszone (15) in getrennte oder zusammen­ hängende Teilströme aufgeteilt werden und daß der Gasstrom (18) diesen Teilströmen zugeführt wird (Mischung).

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An­ spruch 1, bestehend aus einer in dem Heizgasstrom angeordneten Blende, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (25, 25′) ein sich im wesentlichen parallel zum Heizgastrom (16) erstreckendes Bauteil mit den Heizgastrom teilenden Öffnungen (22, 32) ist und daß ein Zufuhrkanal (20) für den Gasstrom (18) vorgesehen ist, der zumindest teilweise die Blende radial umgibt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (25′) im wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist und zumindest am Austrittsende (22′) in Umfangsrichtung wellenartig ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der wellenartige Bereich (21′) einen stern­ förmigen Querschnitt (30) aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnungen (22) der Blende (25) als Längsschlitze im Mantel der Blende ausgebildet sind.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnungen (32) am Stirnende der Blende (25′) angeordnet sind.