AT393022B - Vorrichtung zur kuehlung eines brenners - Google Patents

Description

AT 393 022 B

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Kühlung eines aus mehreren nebeneinander angeordneten Brennerrohren bestehenden Brenners mittels eines sich über dessen Flammenbereich erstreckenden, ein fluides Kühlmittel, z. B. Chlorfluorkohlenwasserstoffe, führenden, geschlossenen Kühlrohrsystems.

Solche Kühlvorrichtungen sind bekannt Durch die Kühlung des Flammenbereiches atmosphärischer und 5 gebläsebetriebener Brenner, insbesondere Gasbrenner, kann eine wesentliche Verringerung der Schadstoffemission, insbesondere NOx-Emission, »zielt werden.

Problematisch ist allerdings bei einer solchen Kühlung eine funktionell befriedigende sowie kostengünstige Einbindung des Kühlsystems in den Wasserumlauf eines mit dem Brenner betriebenen Wasserheizers. Optimal wäre es, die Kühlung des Brenners als ein geschlossenes Kühlsystem auszubilden, doch wäre hierfür ein 10 gesonderter Kreislauf mit Förderpumpe erforderlich.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Voraussetzungen dafür zu schaffen, daß eine wirksame Einbeziehung der Brennerkühlung in das System eines Durchlauf-Wasserheizers mit einem optimal geringen konstruktiven Aufwand durchführbar wird, also ohne Zuhilfenahme eines eigenen, mit einer Förderpumpe ausgestatteten Umlaufes für das Kühlmittel IS Die Lösung der Aufgabe besteht bei einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs erfindungsgemäß darin, daß dieses Kühlrohrsystem aus einer Schar zueinander paralleler Kühlrohre besteht, die mit einer Neigung (a) zur Waagerechten, welche gleich der Neigung (a) zu der Ebene ist, in der alle Achsen der Brennerrohre liegen, schräg aufwärts angeordnet sind, wobei höchstens die unteren Hälften der Längserstreckung der Kühlrohre sich im Flammenbereich des Brenners befinden und die brennerabgewandten, oberen Enden der 20 Kühlrohre zwecks Abgabe der vom Kühlmittel aufgenommenen Wärme in einen Wärmetauscher ragen.

Durch diese Ausgestaltung ergibt sich der Vorteil, daß die einzelnen Kühlrohre als sogenannte Wärmerohre ausgebildet sind und als in sich geschlossene Wärmetauscher arbeiten, die zwischen die Flammen und den eigentlichen Wärmetauscher geschaltet sind. Durch die Schrägstellung der Kühlrohre ergibt sich aufgrund der Thermosiphonwirkung und der Rückrinnung des Kondensats eine Betriebsweise, die ohne mechanisches 25 Fördermittel auskommt.

Durch die äquidistante Anordnung sämtlicher Brennerrohre zu den Kühlrohren ergibt sich ein gleichmäßiger Abstand von den Brennerrohren zu den Kühlrohren, so daß diese exakt im Flammenbereich liegen.

Der in der einzigen Zeichnungsfigur beispielsweise dargestellte Brenner umfaßt drei Brennerrohre (1), die stimseitig über Mischrohre (2) mit einem Brennstoff-Luft-Gemisch versorgt werden und an ihrer Oberseite 30 Brennstoffaustrittsöffhungen aufweisen, an denen sich - nach der Zündung · im Flammenbereich (3) Flammen ausbilden. Zur Kühlung dieses Flammenbereiches (3) und dadurch erzielbarer Minderung der NOx-Emission ist nun über die Länge der Brennerrohre (1) verteilt eine dieser Länge entsprechende Anzahl zueinander paralleler, quer zu den Brennerrohren (1) verlaufender Kühlrohre (4) vorgesehen, die an beiden Enden geschlossen sind, ein Kühlmittel, beispielsweise Chlorfluorkohlenwasserstoffe, enthalten und unter einem Winkel (a) gegen die 35 Waagrechte geneigt verlauf»i.

Die gemeinsame Ebene, in der die Achsen der Brennerrohre (1) verlaufen, ist mit dem gleichen Winkel (a) gegen die Waagrechte geneigt, verläuft also parallel zur Ebene der Kühlrohtachsen.

Von dem im Flammenbereich (3) angeordneten Fuß (5) verläuft das einzelne Kühlrohr (4) schräg aufwärts und erstreckt sich mit seinem Kopf (6) zwecks Abgabe der vom Kühlmittel aufgenommenen Wärme 40 (Pfeil (10)) in einen Wärmetauscher (7) grundsätzlich beliebig» Bauart, über den diese Wärme einer beliebigen Verwertung zugeführt werden kann.

Die Funktion d» Vorrichtung ergibt sich allein aus der Anordnung und Schrägstellung der Kühlrohre (4) wie folgt:

Das im einzelnen Kühlrohr enthaltene Kühlmittel v»dampft im beheizten Flammenbereich (3) des Brenners 45 (1), der Dampf steigt in Richtung der Pfeile (8) aufwärts zu dem den Kondensationsbereich bildenden Kopf (6) des Kühlrohres (4) und gibt dort seine Wärme im Wärmetauscher (7) ab.

Durch Absinken der Temperatur unterhalb des Kondensationspunktes entsteht Kondensationswärme, die gleichfalls an den Wärmetausch» (7) abgegeben wird.

Das entstehende Kondensat fließt in Richtung d» Pfeile (9) zum Fuß (5) des Kühlrohres (4) ab und wird 50 dort neuerlich verdampft. Dies» Vorgang wiederholt sich während des Brenneibetriebes dauernd.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht an das dargestellte und oben erläuterte Ausführungsbeispiel gebunden, vielmehr können im Rahmen der Erfindung sowohl die Brenner als auch die Kühlrohre anders gestaltet und anders angeordnet sein. So könnten etwa die Kühlrohre (4) auch in Längsrichtung der Brennerrohre (1) angeordnet werden und in dies» Längsrichtung eine Schräglage einnehmen. 55 Bei Verwendung des Brenners in einem Spezialheizkessel oder Umlaufwasserheizer kann die im Wärmetauscher (7) anfallende Wärme beispielsweise zur zusätzlichen Beheizung des Brauchwassers genutzt weiden. -2- 60

Claims (1)

1. AT 393 022 B PATENTANSPRUCH Vorrichtung zur Kühlung eines aus mehreren nebeneinander angeordneten Brennerrohren bestehenden Brenners mittels eines sich über dessen Flammenbereich erstreckenden, ein fluides Kühlmittel, zum Beispiel Chlorfluorkohlenwasserstoffe, führenden, geschlossenen Kühlrohrsystems, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Kühlrohrsystem aus einer Schar zueinander parallel»: Kühlrohre (4) besteht, die mit ein»: Neigung (a) zur Waagerechten, welche gleich der Neigung (a) der Ebene ist, in der alle Achsen der Brenn»rohre (1) liegen, schräg aufwärts angeordnet sind, wobei höchstens die unteren Hälften der Längserstreckung der Kühlrohre (4) sich im Flammenbereich des Brenners befinden und die brennerabgewandten, oberen Enden (6) der Kühlrohre (4) zwecks Abgabe der von Kühlmittel aufgenommen»! Wärme in einem Wärmetausch»' (7) ragen. Hiezu 1 Blatt Zeichnung -3-