DE3826279C2

DE3826279C2 - Gasbrenner mit einer Brennerkammer

Info

Publication number: DE3826279C2
Application number: DE3826279A
Authority: DE
Inventors: Hans-Albrecht Kohlmann; Hans Ludowisy; Thomas Pieper
Original assignee: Joh Vaillant GmbH and Co
Current assignee: Vaillant GmbH
Priority date: 1987-08-04
Filing date: 1988-07-29
Publication date: 1994-08-25
Anticipated expiration: 2008-07-30
Also published as: DE8809874U1; DE3826279A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Gasbrenner mit einer Brenner kammer gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein solcher Gasbrenner ist bekannt geworden aus der DE 24 08 635 C3, der sich zum Verbrennen von gasförmigem Brennstoff in zwei getrennten Luftströmen eignet, welches inertes Gas, insbesondere Verbrennungsgas, beigemischt sein kann. Bei diesem Brenner werden zwei Gemische mit unterschiedlichem Luftverhältnis gebildet, die zusammen verbrannt werden. Hierdurch ist eine Verringerung des NO_x-Gehalts der Verbrennungs produkte erreichbar. Eine Leistungssteuerung die ses Brenners findet nicht statt.

Weiterhin ist es aus der DE-OS 21 51 611 bekannt, einen atmosphärischen Gas brenner vorübergehend, insbesondere in Zeiten besonders hoher Gasnetzbelastung, auf einen anderen Brennstoff umstellen zu können. Hierzu ist eine ringförmige Düse für das Hauptbrenngas vorgesehen, in deren Mitte eine Düse für das Ersatzbrenngas angeordnet ist. Durch Absperr- und Regelventile erfolgt das Umschalten von einer Gasart auf die andere, beide Gasarten werden nie zusammen verbrannt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die NO_x-Emission eines Gasbrenners gattungsgemäßer Art, auch bei Leistungsschwankungen, weiter zu verringern.

Die Lösung geschieht mit einem Gasbrenner der eingangs näher bezeichneten Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patent anspruchs 1.

Durch diese Maßnahme kann die Bildung von thermi schem NO_x heruntergedrückt werden, indem man in den Bereich der Gasaustrittsöffnungen innerhalb des Brennraums, also im Flammenbereich, zusätzlich Brenngas oder ein Brenngas-Luftgemisch in einer dosierbaren Menge zugibt. Dabei kann man mit Vorteil die beiden Regelventile bezüglich ihrer Betätigung miteinander verknüpfen und die Betätigung über eine einzelne Steuerung im mechanischen Verbund vornehmen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend an Hand der Zeichnungen erläutert. Im einzelnen zeigen

Fig. 1 das Prinzip der Erfindung schematisch,

Fig. 2 einen Schnitt nach II-II der Fig. 1,

Fig. 3 ein Steuerungssystem schematisch,

Fig. 4 ein Detail der Gasversorgung im Längsschnitt,

Fig. 5 eine Ausführungsform eines Gasbrenners im Axialschnitt,

Fig. 6 und 7 zwei weitere Ausführungsformen in schematischen Axialschnitten mit einem Steuerungsschaltbild (Fig. 6),

Fig. 8 eine Ausführungsvariante eines Schaltschemas.

Nach Fig. 1 und 2 wird einem Brenner eine zylindrische Brennerkammer 1 über ein nicht dargestelltes Gaszufuhrventil und eine Gaszufuhrleitung 2 mit Gas gespeist. Diese Brennerkammer 1 weist an ihrer der Gaszufuhrleitung 2 gegenüberliegenden Stirnseite in einem Brennerkopf eine Schar radial gerichteter Gasaustrittsöffnungen 3 auf. Gemäß Fig. 1 ist die Brennerkammer 1 bis in die Nähe des Bereiches der Gasaustrittsöffnungen 3 von einem Hüllrohr 4 ummantelt und dieser Mantel bildet eine Führung 5 für Gas, das dem Brennraum 14 im Bereich der Austrittsöffnungen 3 über eine Zufuhrleitung 6 in einem optimal dosierten Maße zugeführt werden kann, wobei es auf dem Weg vom Ende des Hüllrohres 4 bis zu den Gemischaustrittsöffnungen 3 mit Verbrennungsluft vermischt wird.

Fig. 3 stellt die Anordnung zweier mit Magnetventilen 9 und 10 gekoppelter Regler 7 und 8 dar, von denen der Regler 7 die Höhe des Druckes in der Führung 5 für das dem Brennraum 14 zusätzlich zugeführte Gas und der Regler 8 den Druck in der Gaszu fuhrleitung 2 zur Brennerkammer 1 regelt. Der Regler 7 regelt den Druck in der Führung 5 in einer proportionalen Abhän gigkeit vom Luftdruck im Raum 15.

Zur Verringerung der Schadstoffemission kann überdies vorgesehen sein, daß die Einschaltung des vom Regler 7 gesteuerten Magnetventiles 9 über ein Zeitglied beim Start des Brenners verzögert und beim Abschalten des Brenners das Schließen dieses Ventiles 9 vorgezogen wird, um den Austritt unverbrannten Gases in die Atmosphäre zu verhindern.

Fig. 4 veranschaulicht, daß das für die zusätzliche Ver sorgung des Brenners erforderliche Gas der Gasversorgungslei tung 25 zur Führung über die Zufuhrleitung 6 mittels eines steuerbaren Ventiles 13 in regelbaren Mengen, die auf die jeweilige Leistung des Brenners proportional abgestimmt sind, entnommen werden kann.

Gemäß der Fig. 3 und 5 befindet sich der Gasbrenner inner halb eines Gehäuses 11 und eine von radialen Schlitzen durchsetzte Scheibe 12 grenzt den Brennraum 14 vom Teil 15 des Gehäuses 11 ab, dem über eine einstellbare Blende 16 und eine dem Gehäuse 11 anfügbare Ringraum 17 aus einer Gebläseluftführung 18 Verbrennungsluft zugeführt wird, die sich mit dem aus dem offenen Ende der Führung 5 austretenden Gas vermischt und durch die Schlitze der Scheibe 12 und den an ihrem Rand mit der Innenseite des Gehäuses 11 gebildeten peripheren Ringspalt 19 in den Bereich der Gasaustrittsöffnungen 3 der Brennerkammer 1 gelangt.

In diesen Bereich ragen auch ein Zündelement 20 und ein als Flammenwächter dienendes Ionisationselement 21.

Fig. 6 zeigt das Schaltbild einer Steuerung eines solchen Gasbrenners. Der Zustrom der Gebläseluft in der Führung 18 wird mittels eines Drosselelementes 22 eingestellt. Die Steuerung der Druckregler 7 und 8 mit ihren Magnetventilen 9 und 10 erfolgt über eine Regelelektronik 23, der ein Soll wertgeber 24 zugeordnet ist.

Die Versorgung der zur Brennerkammer 1 und den Gasaustritts öffnungen 3 führenden Gaszufuhrleitung 2 und der in die Führung 5 mündenden Gaszufuhrleitung 6 erfolgt aus einer gemeinsamen Gasversorgunsleitung 25. Das zusätzlich zugeführte Gas vermischt sich nach dem Austritt aus der Führung 5 mit der aus der Führung 18 geförderten Verbrennungsluft und gelangt dann über die Schlitze der Scheibe 12 und den Spalt 19 in den Brennraum 14 zu den Gasaustrittsöffnungen 3.

Fig. 7 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform, derzufolge diese Führung 5 nicht vor der Scheibe 12 endet, sondern unmittelbar an die von den Schlitzen durchsetzte Scheibe 12 anschließt und pures, unvermischtes Gas zu den Gasaustrittsöffnungen 3 gelangen läßt.

Fig. 8 ist die Draufsicht auf das oberseitig mit Gasaustritts öffnungen 3 versehene Ende eines mit Gas oder einem Gas-Luft-Gemisch über eine Düse gespeisten, eine Brennerkammer 1 einschließenden Brennerstabes, der von zwei Führungen 5 für zusätzlich zuzuführen des Gas flankiert ist.

Diese Führungen 5 weisen aufwärts gerichtete Gasaustritts öffnungen 26 auf, über die dem oberhalb der Austrittsöffnungen 3 der Brennerkammer 1 gelegenen Bereich seitwärts zusätzliches Gas zugeführt wird.

Die zugehörige Steuerung entspricht jener nach Fig. 6, wobei die Möglichkeiten bestehen, sie mittels die Druckregler 7 und 8 verbindender Steuerleitungen oder durch mechanische Verbindung dieser Druckregler (Verbundregler) auszuführen.

Claims

1. Gasbrenner mit einer Brennerkammer (1), die über eine Gaszufuhrleitung (2) gespeist ist und Gasaustrittsöff nungen (3) aufweist, in deren Bereich innerhalb eines Brennraumes (14) eine Führung (5) für zusätzliches Gas mündet, dadurch gekennzeichnet, daß in der Gaszufuhrleitung (2) und der Führung (5) je ein Regelventil (9, 10) vorgesehen ist, daß der Durchsatz der Führung (5) proportional zur Gaszufuhr zu der Brennerkammer (1) steuerbar ist und daß das Regelventil (9) in der Führung (5) im wesentlichen gleichzeitig mit dem Regelventil (10) in der Gaszufuhrleitung (2) geöffnet ist.

2. Gasbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchsatz der Führung (5) abhängig vom Gasdruck in der Gaszufuhrleitung (2) oder in Abhängigkeit von der Leistung eines der Luftzufuhr zum Brenner dienenden Gebläses steuerbar ist.

3 Gasbrenner nach Anspruh 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchsatz der Führung (5) in zeitlicher Abhängigkeit von der Inbetriebnahme des Brenners bzw. der Abschaltung der Gaszufuhr zu den Gasaustrittsöffnungen (3) der Brennerkammer (1) verzögert bzw. vorgezogen steuerbar ist.

4. Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (5) von einem die Brennerkammer (1) ummantelnden Hüllrohr (4) gebildet wird, das zwecks Vermischung des zusätzlichen Gases mit Verbrennungsluft in einem Abstand von dem die Gasaustrittsöffnungen (3) aufweisenden Bereich der Brennerkammer (1) endet (Fig. 1, 3, 5, 6).

5. Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (5) von einem die Brennerkammer (1) ummantelnden Hüllrohr (4) gebildet ist und zwecks Zufuhr puren, unvermischten zusätzlichen Gases unmittelbar im Bereich der Gasaustrittsöffnungen (3) der Brennerkammer (1) endet (Fig. 7).

6. Gasbrenner nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Mündung des Hüllrohres (4) und den Gasaustritts öffnungen (3) der Brennerkammer (1) eine mit Schlitzen versehene Scheibe (12) angeordnet ist, die den Brennraum (14) von einem die Brennerkammer (1) aufnehmenden Teil (15) eines gemeinsamen Gehäuses (11) abgrenzt (Fig. 5).

7. Gasbrenner nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Rand der Scheibe (12) und der Innenseite des Gehäuses (11) ein Spalt (19) für den Durchtritt von Verbrennungsluft oder eines Gemisches aus zusätzlichem Gas und Verbrennungsluft vorgesehen ist (Fig. 5, 6, 7).

8. Gasbrenner nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil (15) des Gehäuses (11) über eine, gegebenenfalls einstellbare, Blende (16) mit einem über ein Gebläse mit Verbrennungsluft versorgten, dem Gehäuse (11) angefügten Ringraum (17) verbunden ist (Fig. 5).