DE3840976C2 - Verfahren zum Verteilen eines Brennstoff-Primärluft-Gemisches im Brennraum eines brennerbeheizten Gerätes sowie Brenner zur Durchführung dieses Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verteilen eines Brennstoff-Primärluft-Gemisches in einem unterschiedliche Verbrennungszonen aufweisenden Brennraum eines brennerbeheiz­ ten Gerätes sowie einen Brenner zur Durchführung desselben mit den in den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 2 angegebenen Merkmalen.

Aus der gattungsbildenden US 16 42 154 ist ein atmosphärischer Stabbrenner bekannt, über den ein Brenngas-Primärluft-Gemisch einem Brennraum zuführbar ist. Bei diesem Brenner ist die Gemischzufuhr bereichsweise regulierbar. Hier erfolgt jedoch keine qualitative, son­ dern nur eine quantitative Gemischänderung über die Brennraumerstreckung. Es kann sich infolge eines im Vergleich zu den äußeren Verbrennungszonen höheren Temperaturniveaus im mittleren Bereich des Brennraumes die den Brennerflammen dort zuströmende Sekun­ därluft stärker erwärmen, und diese Erwärmung hat eine Verringerung der Dichte zur Folge. Dementsprechend sinkt die Sauerstoffkonzentration in diesem mittleren Bereich, und der Ausbrand wird ungünstig beeinflußt.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines gattungsmäßigen Verfahrens und eines Brenners zur Durchführung dieses Verfahrens, mit denen eine gleichmäßige Verteilung des Sauerstoffanteiles der Verbrennungsluft über die gesamte Breite der Verbrennungszonen und dadurch eine verringerte CO-Emission des brennerbeheizten Gerätes zu erzielen ist.

Erfindungsgemäß sind zur Lösung dieser Aufgabe die kennzeichnenden Merkmale der Pa­ tentansprüche 1 und 2 vorgesehen.

Die Maßnahmen lassen sich mit einem vergleichsweise geringen konstruktiven Aufwand verwirklichen.

Durch die Maßnahmen nach Patentanspruch 3 und 4 ist sichergestellt, daß die verschiede­ nen Brennstoffdüsen jeweils an den richtigen Stellen montiert werden.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Zeichnungen erläutert, in denen

Fig. 1 ein Diagramm der Kennwerte eines gleichmäßig beaufschlagten Brenners,

Fig. 2 ein Diagramm mit den Auswirkungen der erfindungsgemäßen Maßnahmen und

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brenners in einer schematischen Draufsicht darstellt.

In den Fig. 1 und 2 ist mit I die gesamte Brennraumbreite bezeichnet. In den Diagrammen zeigt die Kurve 2 den Verlauf der O₂-Konzentration, die Kurve 3 die Höhe der örtlichen Pri­ märluftzahl λ_p, die Kurve 4 das Ausmaß der örtlichen CO-Emission und die Kurve 5 die Höhe der örtlichen Temperatur T innerhalb der Brennraumbreite 1.

Bei einem Brenner gemäß Fig. 1 mit gleicher Luftzahl λ_p (Kurve 3) innerhalb der gesamten Brennraumbreite 1 erweist es sich, daß die Sauerstoffkonzentration gemäß der Kurve 2 aus den oben erläuterten Gründen in der mittleren Verbrennungszone infolge der dort größeren Hitze (Kurve 5) geringer ist als in den äußeren Verbrennungszonen. Dementsprechend ist der CO-Anteil (Kurve 4) in den Abgasen in dieser mittleren Verbrennungszone höher als in den äußeren Verbrennungszonen.

Fig. 2 zeigt den Erfolg der erfindungsgemäßen Maßnahme, der sich daraus ergibt, daß die Luftzahl λ_p (Kurve 3) in der mittleren Verbrennungszone, z. B. infolge der Verwendung von Brennstoffdüsen geringeren Durchmessers, höher ist als in den äußeren Verbrennungszo­ nen. Die Sauerstoffkonzentration (Kurve 2) ist infolgedessen über die gesamte Brennraum­ breite 1 einheitlich, und ebenso einheitlich ist der CO-Anfall gemäß der Kurve 4.

Fig. 3 zeigt einen Brenner mit einer Schar zueinander parallel verlaufender, z. B. zylindri­ scher Brennerkammern 6, die einzeln über Mischrohre 7 von Brennstoffdüsen 8 und 9 mit Brennstoff versorgt werden. Diese Brennstoffdüsen 8 und 9 befinden sich in einem Abstand a von den Einlässen der Mischrohre 7, so daß der aus ihnen ausströmende Brennstoff bei seinem Eintritt in die Mischrohre 7 Primärluft mitreißt, die sich dann innerhalb der Mischrohre 7 mit dem Brennstoff in einem der Luftzahl λ_p entsprechenden Anteil vermischt. Dieses Ge­ misch tritt dann aus den Gemischaustrittsöffnungen der Brennerkammern 6 aus und wird der Verbrennung zugeführt.

Die Brennstoffdüsen 8 und 9 sind an Auslässen eines Brennstoffverteilers 10 befestigt, und zwar handelt es sich bei den außen liegenden beiden Paaren von Brennstoffdüsen 9 um sol­ che, deren Durchmesser und Durchsatz (bei einem für alle Brennstoffdüsen gleichen Druck) größer ist als der Durchmesser und Durchsatz der vier innenliegenden Brennstoffdüsen 8, so daß sich gemäß der Kurve 3 der Fig. 2 in dieser mittleren Verbrennungszone des Brenn­ raumes eine größere Luftzahl λ_p ergibt und gemäß Kurve 4 keine Vergrößerung des CO- Anteiles eintritt.

Um einer falschen Montage der unterschiedliche Durchsätze aufweisenden Düsen 8 und 9 am gemeinsamen Verteiler 10 vorzubeugen, sind diese Brennstoffdüsen 8 und 9 verschie­ den markiert, z. B. verschieden eingefärbt.

Noch sicherer ist es zur Vermeidung einer fehlerhaften Anbringung, diese Düsen 8, 9 so auszubilden, daß sie von vornherein nur an den jeweils vorgesehenen Soll-Anbringungsstel­ len am Brennstoffverteiler 10 montierbar sind, z. B. indem sie voneinander verschiedene Befestigungsgewinde aufweisen.

Claims (4)

1. Verfahren zum Verteilen eines Brennstoff-Pri­ märluft-Gemisches in einem unterschiedliche Verbrennungszonen aufweisenden Brennraum eines brennerbeheizten Gerätes, zum Beispiel eines Wasserheizers, dadurch gekennzeichnet, daß der mittleren Verbrennungszone dieses Brennraumes spezifisch weniger Brennstoff zu­ geführt wird als den beiden äußeren Verbren­ nungszonen.

2. Brenner zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Anzahl zueinander par­ allel innerhalb eines Brennraumes in dessen Längsrichtung angeordnet er Brennerkammern (6), die über stirnseitig angeordnete Brenn­ stoffdüsen (8, 9) mit einem Brennstoff-Pri­ märluft-Gemisch beschickbar sind, dadurch ge­ kennzeichnet, daß den in den äußeren Verbren­ nungszonen des Brennraumes gelegenen Brenner­ kammern (6) Brennstoffdüsen (9) zugeordnet sind, deren Brennstoffdurchsatz vergleichs­ weise höher ist als der Brennstoffdurchsatz der in der mittleren Verbrennungszone ange­ ordneten Brennstoffdüsen (8).

3. Brenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Brennstoffdüsen (8, 9) mit ver­ schiedenem Durchsatz oder verschiedenen Durchmessern unterschiedlich markiert sind.

4. Brenner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die an einem gemeinsamen Brennstoff­ verteiler (10) anzubringenden Brennstoffdüsen (8, 9) jeweils nur an den für sie vorgesehe­ nen Soll-Anbringungsstellen montierbar sind, zum Beispiel voneinander verschiedene Befe­ stigungsgewinde aufweisen.