Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

DE4001378A1 - Brenner mit niedriger nox-emission - Google Patents

Brenner mit niedriger nox-emission

Info

Publication number
DE4001378A1
DE4001378A1 DE19904001378 DE4001378A DE4001378A1 DE 4001378 A1 DE4001378 A1 DE 4001378A1 DE 19904001378 DE19904001378 DE 19904001378 DE 4001378 A DE4001378 A DE 4001378A DE 4001378 A1 DE4001378 A1 DE 4001378A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
burner
combustion chamber
fuel
cutting disc
combustion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19904001378
Other languages
English (en)
Other versions
DE4001378C2 (de
Inventor
Hans-Benno Dipl Phys Dr Ricke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KRAFT INDUSTRIEWAERMETECHNIK D
Original Assignee
KRAFT INDUSTRIEWAERMETECHNIK D
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KRAFT INDUSTRIEWAERMETECHNIK D filed Critical KRAFT INDUSTRIEWAERMETECHNIK D
Priority to DE19904001378 priority Critical patent/DE4001378C2/de
Priority to DE9007627U priority patent/DE9007627U1/de
Publication of DE4001378A1 publication Critical patent/DE4001378A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE4001378C2 publication Critical patent/DE4001378C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D11/00Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/36Details, e.g. burner cooling means, noise reduction means
    • F23D11/40Mixing tubes or chambers; Burner heads
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C9/00Combustion apparatus characterised by arrangements for returning combustion products or flue gases to the combustion chamber
    • F23C9/006Combustion apparatus characterised by arrangements for returning combustion products or flue gases to the combustion chamber the recirculation taking place in the combustion chamber
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D2900/00Special features of, or arrangements for burners using fluid fuels or solid fuels suspended in a carrier gas
    • F23D2900/00011Burner with means for propagating the flames along a wall surface

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Brenner nach dem Ober­ begriff des Patentanspruchs 1.
Bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe, wie Erdgas und Mineralöl, können sowohl durch unvollständige Oxidation giftiges Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffe und Oxida­ tions-Zwischenprodukte als auch, insbesondere bei hohen Flammentemperaturen, toxische Stickoxide gebildet und mit dem Abgas emittiert werden.
Der Gesetzgeber hat die Zulässigkeit der Emissionen die­ ser Schadstoffe aus Gründen des Umweltschutzes soweit be­ grenzt, als dem Stand der technischen Entwicklung entsprechend möglich, ggf. durch den Einsatz von katalytischen oder ther­ mischen Nachverbrennungs-, bzw. von katalytisch betriebenen Reduktions-Einrichtungen. Dabei sind in der TA-Luft die zu­ lässigen NOx-Werte verhältnismäßig hoch angesetzt, sogar mit zunehmender Temperatur der Verbrennungsluft ansteigend, da der Stand der Brennerentwicklung bislang noch keine Reduzierung der Grenzwerte zuließ.
Soweit die Stickoxide durch Oxidation von Luft-Stickstoff entstehen, ist die Menge der emittierten Oxide eine Funktion der Temperatur im Reaktionsraum und eine Funktion der Ver­ weilzeit bei hohen Temperaturen. Die thermische NOx-Bildung beginnt bei Temperaturen oberhalb 1200 Grad C und nimmt mit steigender Temperatur exponentiell zu.
Da die adiabatischen Flammentemperaturen bei der stöchiome­ trischen Verbrennung hochenergiereicher Gase mit Luft ca. 1900 bis 2300 Grad C erreichen, sind in Flammen die Bedin­ gungen der NOx-Bildung erfüllt. Eine Maßnahme zur Begrenzung der NOx-Bildung ist daher die Absenkung der Flammen-Tempera­ tur in möglichst kurzer Zeitspanne (1/1000 bis 1/100 sek.).
In Abhängigkeit von dem Luft-Brennstoff-Mischungsverhältnis erfahren die Flammen-Temperaturen eine starke Veränderung. Sie sinken von ihrem Maximum bei nahezu stöchiometrischer Verbrennung (Luftzahl λ = 1) sowohl bei unter- (λ < 1) wie bei überstöchiometrischem (λ < 1) Mischungsverhältnis stark ab. Dementsprechend verhält sich die NOx-Konzentration als Funktion der Luftzahl. Daher sind Brenner bekanntgeworden, bei denen ein Teil des Brennstoffs erst in die bereits ausge­ bildete Flamme eindosiert wird (überstöchiometrische Ver­ brennung), oder bei denen die Verbrennungsluft in mehreren Stufen dem gezündeten Brennstoff beigemischt wird (unter­ stöchiometrische Verbrennung). Bei beiden Systemen wird die maximale Flammentemperatur abgesenkt, bei der unterstöchio­ metrischen Verbrennung wirkungsvoller, da der Brennstoff, in der Anfangsphase im Überschuß, durch endotherme Spaltreaktionen der Flamme Wärme entzieht.
Die Mehrstufen-Verbrennung führt in beiden Fällen zu einer deutlichen Unterschreitung der adiabatischen Temperatur, da der Wärmeinhalt der Flamme durch Energieabstrahlung bereits sinkt, während der Verbrennungsprozeß noch abläuft.
Andererseits kann eine starke Erniedrigung der Flammentempera­ tur zu unvollständiger Oxidation des Brennstoffs führen mit der Folge von CO- und CH-Emissionen.
Dieses Risiko ist gemindert, wenn heißes, aber bereits abge­ kühltes Abgas in die sich entwickelnde Flamme rückgeführt wird. Dadurch wird ein Teil der freiwerdenden Energie vom Abgas aufgenommen, so daß die maximale Gastemperatur ent­ sprechend reduziert wird. Auch wird das rückgeführte Abgas erneut hohen Temperaturen unterworfen, so daß eine Nachver­ brennung eventuell enthaltener brennbarer Anteile erfolgen kann.
Stark drallbehaftete Flammen, die sich stromab durch Zentri­ fugalwirkung aufweiten, bilden in ihrem Zentrum ein Gebiet statischen Unterdrucks aus, in das Gas der Umgebung ein­ strömt. Hierdurch erfolgt bei ihnen eine Abgasrückführung ohne weitere technische Maßnahmen, wenn die Flammen sich in einem geschlossenen Raum, z. B. in einem Ofenraum, ausbreiten.
Wird die drallbehaftete Flamme durch einen sich stromab pro­ gressiv öffnenden Brennerstein, an dessen innerer Fläche sie sich anschmiegt, geführt, breitet sie sich in einer Ebene senkrecht zur Brennerachse aus und wird bei Überströmen einer sich in dieser Ebene erstreckenden Wand durch den Coanda- Effekt in Wandnähe gehalten. In die Flamme wird infolge der sich einstellenden statischen Druckverteilung Gas aus der Umgebung beigemischt, wie sich bei einer Messung der Strömungs­ geschwindigkeit in der Umgebung des Brennermundes mit kal­ ter Luft ergibt.
Mithin bewirkt die durch Drall erzeugte Flachflamme selbst­ tätig eine intensive Abgasrückführung, verbunden mit einer starken Umwälzung der Rauchgas-Atmosphäre im umgebenden Ofen­ raum. Dadurch werden die Flammtemperaturen erniedrigt, die Flammgeschwindigkeit wird mit dem Quadrat der Entfernung von der Brennerachse abgebaut.
Brenner dieser Bauart begünstigen den konvektiven Wärmeüber­ gang vom Flammgas auf ein zu erwärmendes Gut und sie fördern die Ausbildung einer gleichförmigen Temperaturverteilung im umgebenden Raum. Starke Drallgebung erhöht die Durchmischung der umgebenden Atmosphäre und ihre Rückführung. Sie erhöht damit aber auch den statischen Unterdruck in Nähe der Bren­ nerachse, insbesondere im Bereich des noch engen Teils des Brennersteins, so daß rückströmendes Rauchgas bis in den Bereich der Flammwurzel einfließen kann. Dies kann die Flamme soweit kühlen, daß der Ausbrand unvollständig wird mit der Folge erhöhter CO- und CH-Emission, es kann sogar die Zünd­ fähigkeit des Gas/Luftgemisches beeinträchtigen, was ins­ besondere bei niedriger Temperatur und bei Sauerstoffarmut des rückgeführten Gases der Fall ist. Beim Anheizen eines Ofens kann die Flamme erlöschen, wenn der Restsauerstoff- Anteil im Abgas abnimmt.
Daher läßt sich die Verbrennung stabilisieren durch Luftüber­ schuß. Der kann allerdings zu einer so starken Reduzierung der Temperatur der Flamme an ihrer Wurzel führen, daß der Ausbrand bei niedriger Umgebungstemperatur unvollständig wird. Dann steigt - entgegen aller Erwartung - der CO-Gehalt parallel zum O2-Gehalt an.
Er sinkt erst dann wieder ab, wenn das rückgeführte Abgas Temperaturen von einigen Hundert Grad angenommen hat, m. a. W., der Kaltstart solcher Brenner ist nicht unproblematisch.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Brenner, ins­ besondere einen Flachflammenbrenner, zu entwickeln, bei dem die offenkundigen Vorteile einer stark rotierenden Flamme, nämlich
  • niedrige NOx-Emission,
  • intensive Nachverbrennung von freigesetzten brennbaren Bestandteilen des Erwärmungsgutes,
  • gleichmäßige Temperaturverteilung im Ofenraum,
  • verbesserte Wärmeübertragung,
  • geringe thermische Belastung des Brennersteins und geringe Schallemission,
ohne die Risiken des Erlöschens der Flammen bzw. eines hohen CO-Anteils genutzt werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst. Bei dem erfindungsgemäßen Brenner fließt Abgas durch hohe Drallvorgabe der Verbrennungsluft in den Unterdruck-Trichter der sich auf­ weitenden Flamme zurück, aber nicht bis in den Bereich der Flammwurzel, in dem die Mischung von Brennstoff und Verbren­ nungsluft noch unvollständig ist. Die Brennstoff/Luftströme werden in einer Vorzone gemischt und gezündet und, erst nach hinreichendem Teilausbrand, mit entsprechender Temperaturer­ höhung in die Zone einströmen, in der sie sich mit rückströ­ mendem Abgas vermischen können.
Die Verbrennung erfolgt daher in mehreren Stufen in ent­ sprechend zuzuordnenden Teilräumen vor dem Brennerkopf, im ersten in einem voreingestellten, nahezu stöchiometrischen Mischungsverhältnis, jedoch unvollständig, in einem nach­ folgenden Teilraum mit Beimischung von Abgas stark retar­ diert und erst vollständig in einem Raum, in dem durch die Aufweitung des Brennersteins die Fließgeschwindigkeit der Gasgemisch-Strähnen soweit abgebaut ist, daß sie die Zünd­ geschwindigkeit unterschreitet. Dieser dritte Teilraum ist durch starke Temperaturerhöhung der Flamme und Erhitzung des Brennersteins markiert.
Hierdurch wird erreicht, daß trotz starker Gasrückführung ein sicherer Betrieb des Brenners auch bei einem Kaltstart und bei geringem O2-Gehalt des rückströmenden Gases mög­ lich ist, daß der Brenner zuverlässig direkt - elektrisch gezündet werden kann, daß der Regelbereich des Brenners, d. h., die Variationsbreite seiner Durchsatzleistung, erweitert wer­ den kann, und daß der Brennerkopf und isolierte Durchführun­ gen von Zünd- und Überwachungselektroden vor Verschmutzung durch Brennstoffderivate und durch in der Ofenatmosphäre vor­ handene Staub- und Rauchbestandteile geschützt sind.
Besonders einfach läßt sich die Vorbrennkammer mittels einer Trennscheibe gemäß Patentanspruch 2 gegen den Brennraum ab­ grenzen.
Bei einer axialen Erstreckung der Vorbrennkammer zwischen 10 und 35 mm gemäß Patentanspruch 3 ist sichergestellt, daß das Gemisch aus Brennstoff und Verbrennungsluft zuverlässig gezündet und in einem für den Betrieb des Brenners genügen­ den Ausmaß teilweise verbrannt wird.
In konstruktiv wenig aufwendiger Weise ist die Trennscheibe gemäß den Patentansprüchen 4-7 an den Brennerkopf anbau­ bar. Sofern der Durchmesser der Trennscheibe gemäß Patentan­ spruch 8 das 0,6-0,85fache des Innendurchmessers des Bren­ nerrohres beträgt, ist der Eintritt von Abgaben aus dem Bren­ nerraum in die Vorbrennkammer zuverlässig vermieden, da der zwischen dem Innenumfang des Brennerrohres und dem Außenum­ fang der Trennscheibe verbleibende Ringraum durch ausströmen­ de Verbrennungsluft und Brennstoff/Verbrennungsluft-Gemisch gegen den Durchtritt von Abgas aus dem Brennraum in die Vor­ brennkammer gesperrt ist.
Durch die kegelstumpfförmige Ausgestaltung der Trennscheibe gemäß Patentanspruch 9 kann das Volumen der Vorbrennkammer vergrößert werden und gemäß Patentanspruch 10 eine scharfe Umfangskante geschaffen werden, die ein Anhaften von Abla­ gerungen jeder Art erschwert.
Bei der Ausgestaltung des Brenners gemäß Patentanspruch 11 ist ein Schutz der Elektroden gegen die Anlagerung von aus dem Brennraum stammenden Stoffen möglich. Insbesondere bei der scharfkantigen Ausgestaltung der Trennscheibe sind zwi­ schen den Elektroden und den diese umgebenden scharfkantigen Abschnitten der Trennscheibe Temperaturverhältnisse schaff­ bar, die eine besonders zuverlässige Zündung des Gemisches aus Brennstoff und Verbrennungsluft durch eine Zündelektro­ de und eine besonders genaue Überwachung der Zündung und Vor­ verbrennung in der Vorbrennkammer durch eine Meßelektrode zulassen.
Gemäß Patentanspruch 12 kann die Vorbrennkammer mit der Trenn­ scheibe und den bereits im Bereich des Brennkopfs ohnehin vor­ handenen Bauteilen des Brenners ausgebildet werden.
Mittels dem in Patentanspruch 13 angegebenen Verfahren ist für eine bisher nicht mögliche Variationsbreite ein sicherer und zuverlässiger Betrieb eines Brenners gewährleistet.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Ausführungsbei­ spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine Darstellung eines erfindungsgemäßen Flach­ flammenbrenners;
Fig. 2 die Darstellung der Strömungsverhältnisse im Be­ reich des Flachflammenbrenners und
Fig. 3-7 Ausführungsbeispiele wesentlicher Bestandteile des erfindungsgemäßen Flachflammenbrenners.
Der in Fig. 1 dargestellte Brenner ist als Flachflammenbren­ ner ausgestaltet. Ein Brennerrohr 1 wird über einen Anschluß 15 mit Verbrennungsluft beaufschlagt. Bevor die Verbrennungs­ luft in den Brennerkopf eintritt, wird sie mittels einer als Verdralleinrichtung dienenden, in ihrem Außenabschnitt mit zur Brennerachse A geneigten bzw. verschränkten Schlitzen 6 versehenen Drallscheibe 2 verdrallt.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel dient als Brennstoff Gas, das über einen Anschluß 16, ein die Drallscheibe 2 durch­ setzendes Gaszufuhrrohr 17 und einen mit Austrittdüsen bzw. Gasaustrittbohrungen 5 versehenen, am freien Ende des Gaszu­ fuhrrohrs 16 angeordneten achsnahen Zylinder bzw. Düsenstock 3 in einen bzw. eine im Bereich des Brennerkopfs ausgebildeten Teilraum bzw. ausgebildete Vorbrennkammer 7 eintritt. Die­ se Vorbrennkammer 7 ist gegen einen Raum bzw. Brennraum 8 des Brennerkopfs durch eine Trennscheibe 4 abgetrennt.
Durch diese Trennscheibe 4 wird verhindert, daß aus dem Ofen stammendes Abgas in die Vorbrennkammer 7 eindringen kann, in der das Gemisch aus Verbrennungsluft und Brennstoff, hier Gas, gezündet und teilweise verbrannt wird. Das Eindringen von Abgas aus dem Brennraum 8 durch den zwischen dem Außen­ umfang der Trennscheibe 1 und dem Innenumfang des Brenner­ rohrs 1 ausgebildeten Ringraum wird durch die stromab strö­ mende Verbrennungsluft bzw. das stromab strömende Gemisch aus Brennstoff, hier Gas, und Verbrennungsluft verhindert.
In Fig. 2 sind zur Erläuterung der Strömungsverhältnisse im Brennerstein und am Übergang zwischen Brenner und Ofen­ innenraum die Geschwindigkeiten der unterschiedlichen Gas­ strömungen in unterschiedlicher Entfernung von der Öff­ nungsfläche des Brennersteins und entsprechend dem Abstand von der Brennerachse A dargestellt.
Der in Fig. 3 dargestellte Teilraum 7 wird gebildet durch das Brennerrohr 1, die mit peripheren Schlitzen oder Bohrun­ gen 6 versehene Drallscheibe 2, den achsnahen Zylinder 3 mit Gasaustrittsbohrungen 5 und durch die Trennscheibe 4.
Die durch die Schlitze oder Bohrungen 6 der Drallscheibe 2 fließende Luft wird zu Strähnen aufgefächert und durch die Verschränkung der Durchtrittskanäle bzw. Bohrungen 6 gegen die Brennerachse A verdrallt. In diesen Bohrungen 6 und/oder im Bereich des achsnahen Zylinders 3 wird das Verbrennungs­ gas durch eine Vielzahl einzelner Gasaustrittsbohrungen 5 in die aufgefächerte Luftströmung eingeleitet und mit dieser soweit vermischt, daß es im Teilraum 7 zündfähig ist. Das den Teilraum 7 verlassende noch in Reaktion befindliche Gas kann sich erst stromab der Trennscheibe 4 mit axial rück­ strömendem Ab- bzw. Reaktionsgas vermischen. Da rückströmen­ des Abgas vom Teil- bzw. Ringraum 7 ferngehalten wird, kann hier die Temperatur der Gase soweit ansteigen, daß die Zünd­ fortleitung im Raum 8 bis zum Ausbrandbereich 9 nicht durch Abgasbeimischung gestört wird. Durch die Verdünnung der Reak­ tionsgase im Raum 8 erfolgt die Verbrennung im Ausbrandbe­ reich 9 bei soweit erniedrigter Temperatur, daß thermische NOx-Bildung nicht oder in nur geringem Maße stattfinden kann. Im praktischen Betrieb wurden bei ca. 400 Grad C Luftvorwärmung und 950-1000 Grad C Ofenraumtemperatur zwischen 200 und 350 mg/m3 NOx (Bez. auf 5% O2) gemessen, Werte die deutlich unter dem von der TA-Luft für gleiche Bedingungen tolerier­ ten Wert von 600 mg/m3 liegen.
Bei einem mit Öl betriebenen Flachflammenbrenner mit einem Brennerkopf gemäß Fig. 4 kann das rückströmende Abgas nicht bis in den Quellbereich der Flamme im Raum 8 vordringen. Es wird durch den aus der Düse 10 austretenden Öl- bzw. Öl/ Luft-Nebel vom Brennerkopf abgelenkt. Wegen des starken Dralls der Verbrennungsluft bildet sich im achsnahen Bereich des Teilraums 7 ein statischer Unterdruck aus, demzufolge bei herkömmlichen Brennern Ölnebel in diesen Teilraum 7 ein­ fließen und hier partiell verbrennen könnte. Aus dem entste­ henden Öl/Luft-/Reaktionsgas-Gemisch würden dann Ruß und Öl abgeschieden, die sich im achsnahen Zylinder 3 und an der Drallscheibe 2 niederschlagen würden. Dadurch würde die Betriebssicherheit beeinträchtigt. Bei dem Brenner gemäß Fig. 4 wird deshalb durch Vorsatz der Trennscheibe 4 der Teilraum 7 soweit vom Raum 8 abgegrenzt, daß der verblei­ bende Spaltquerschnitt zwischen der Trennscheibe 4 und dem Brennerrohr 1 vollständig mit abströmender Verbrennungsluft beaufschlagt wird; hierdurch ist die Rückführung von Ölne­ bel in den Teilraum 7 unterbunden.
Bei dem mit der Trennscheibe 4 ausgerüsteten Brennerkopf in einem drallbehafteten Flachflammenbrenner ist der Reaktions­ raum im Brenner 14 in den Teilraum 7, in dem die Vormischung, Zündung und eine teilweise Verbrennung ohne Rückmischung von Brennstoff oder Abgas stattfinden, und in den Raum 8 aufge­ teilt, in dem die Mischung mit rückströmendem Abgas abläuft, die verantwortlich ist für niedrige Flammtemperatur und damit den reduzierten NOx-Ausstoß.
Zusammenfassend liefert die Trennscheibe 4 folgende Vorteile:
  • 1. Sicherer Brennerbetrieb trotz starker Gasrückführung, auch bei geringem O2-Gehalt des rückströmenden Gases und bei Kaltstart,
  • 2. sicheres direkt-elektrisches Zünden,
  • 3. Erweiterung des Regelbereichs des Brenners, d. h. der Variationsbreite der Durchsatzleistung,
  • 4. Schutz des Brennerkopfes und der isolierten Durch­ führungen von Zünd- und Überwachungselektroden vor Verschmutzung durch Brennstoffderivate oder durch in der Ofenatmosphäre vorhandene Staub- und Rauchbestand­ teile.
Die in Fig. 5a gezeigte Trennscheibe 4 ist aus hochhitzebe­ ständigem Metall oder Keramik, vorzugsweise kreisrund oder als kreisförmiger Ring, ausgebildet und hat einen Durchmes­ ser zwischen dem 0,6 und 0,85fachen des Innendurchmessers des Brennerrohrs 1. Ihr Abstand s von der Vorderseite der Drallscheibe 2 sollte mindestens 10, aber nicht mehr als 35 mm betragen. Sie kann gemäß Fig. 5b eine sich stromab stetig erweiternde Mantelfläche aufweisen, die mit der Stirnfläche eine scharfe Ringkante bildet. Gegen diese schar­ fe Kante kann der Zündfunke von einer im Abstand von einigen Millimetern vorbeigeführten stabförmigen Zündelektrode 13 überspringen.
Die scharfkantige Ausformung der Trennscheibe 4 gemäß Fig. 5b führt zu einer spontanen Erwärmung des dünnwandigen Kan­ tenbereichs, so daß sich ein thermionisches Flammüberwachungs­ signal unmittel nach der Brennerzündung entwickelt.
Wird der Brenner mit Zündelektroden für eine direkte elek­ trische Hochspannungszündung und mit einer Stabelektrode für thermionische Flammüberwachung ausgerüstet, sollte die Trenn­ scheibe bzw. der Aufsteckring 4 mit seitlichen Ausnehmungen 11 versehen werden, wie in Fig. 6 dargestellt, durch die die Elektroden 13 geradlinig hindurchgeführt werden können. Der Zündfunke kann dann zu den Kanten 12 überspringen; er bildet sich in einer Zone, in der er weder vom Strom der Ver­ brennungsluft fortgerissen werden kann, noch ein für die Zündung unzureichendes Gasgemisch berührt. Um die stabförmigen Elektroden bildet sich im Bereich der Ausnehmungen 11 eine Zirkularströmung aus, die sowohl die Zündfähigkeit begünstigt als auch ein für die Flammenüberwachung verwendbares Ionisa­ tionsstrom-Signal vergrößert.
Statt kreisförmig mit halbkreisförmigen Ausnehmungen 11 kann auch die Trennscheibe 4 gemäß Fig. 7 die Kontur eines Poly­ gonzuges oder einer Ellipse aufweisen.

Claims (13)

1. Brenner, insbesondere Flachflammenbrenner, für Gas und/ oder Heizöl, mit einem sich progressiv erweiternden Brenner­ stein (14), einer Verdralleinrichtung (2) für die Verbren­ nungsluft und den Brennstoff, die ausreichend ist, um in einem großen Leistungs-Variationsbereich des Brenners zu ge­ währleisten, daß die aus dem Brennerstein (14) austretende Flamme am Brennerstein (14) und an der ihn umgebenden Ofen­ wand anliegt, einem Brennraum (8), in dessen einer Brenner­ achse (A) nahen Abschnitt Abgas aus dem Ofen einströmt und sich dort unter Absenkung der maximalen Verbrennungstempera­ tur mit dem aus der Verbrennungsluft und dem Brennstoff zusam­ mengesetzten Flammgas mischt, gekennzeichnet durch eine Vor­ brennkammer (7), in der das Gemisch aus Verbrennungsluft und Brennstoff gezündet wird und teilweise verbrennt, bevor es in den Brennraum (8) übertritt.
2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Brennraum (8) und der Vorbrennkammer (7) eine Trennscheibe (4) angeordnet ist.
3. Brenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennscheibe (4) in einem Abstand von 10-35 mm strom­ ab einer als Verdralleinrichtung dienenden Drallscheibe (2) angeordnet ist.
4. Brenner nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennscheibe (4) mit einem Düsenstock (3), aus des­ sen Austrittsdüsen (5) Brennstoff in die Vorbrennkammer (7) einströmt, verbunden ist.
5. Brenner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennscheibe (4) am freien Ende des Düsenstocks (3) an­ gebracht ist.
6. Brenner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennscheibe (4) auf den Düsenstock (3) aufgesteckt ist.
7. Brenner nach einem der Ansprüche 4-6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Trennscheibe (4) einstückig mit dem Dü­ senstock (3) ausgebildet ist.
8. Brenner nach einem der Ansprüche 2-7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Durchmesser der Trennscheibe (4) das 0,6- 0,85fache des Innendurchmessers des Brennerrohrs (1) des Brenners beträgt.
9. Brenner nach einem der Ansprüche 2-8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Trennscheibe (4) kegelstumpfförmig ist, wobei ihre größere Stirnfläche zum Brennraum (8) hin orien­ tiert ist.
10. Brenner nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die größere Stirnfläche der Trennscheibe (4) eine scharfe Umfangskante (12) aufweist.
11. Brenner nach einem der Ansprüche 2-10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Trennscheibe (4) zur Aufnahme von Elektro­ den (13) seitliche Ausnehmungen (11) aufweist.
12. Brenner nach einem der Ansprüche 2-11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Vorbrennkammer (7) aus der Drall­ scheibe (2), dem Düsenstock (3), dem Brennerrohr (1) und der Trennscheibe (4) gebildet ist.
13. Verbrennungsverfahren, insbesondere zur Anwendung in einem Brenner nach einem der Ansprüche 1-12, bei dem ein Gemisch aus Brennstoff und Verbrennungsluft in einem in einem Brennstein und im Übergangsbereich zwischen dem Brenn­ stein und einem Ofen ausgebildeten Brennraum unter Beimi­ schung von aus dem Ofen in den Brennraum rückströmenden Abgas verbrannt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Ge­ misch aus Brennstoff und Verbrennungsluft in einer Vorbrenn­ kammer gezündet und teilweise verbrannt wird, bevor es im Brennraum mit Abgas durchmischt wird.
DE19904001378 1990-01-18 1990-01-18 Flachflammenbrenner für Gas und/oder Heizöl Expired - Fee Related DE4001378C2 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19904001378 DE4001378C2 (de) 1990-01-18 1990-01-18 Flachflammenbrenner für Gas und/oder Heizöl
DE9007627U DE9007627U1 (de) 1990-01-18 1990-01-18 Brenner mit niedriger NOx-Emission

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19904001378 DE4001378C2 (de) 1990-01-18 1990-01-18 Flachflammenbrenner für Gas und/oder Heizöl

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE4001378A1 true DE4001378A1 (de) 1991-07-25
DE4001378C2 DE4001378C2 (de) 1995-06-22

Family

ID=6398326

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE9007627U Expired - Lifetime DE9007627U1 (de) 1990-01-18 1990-01-18 Brenner mit niedriger NOx-Emission
DE19904001378 Expired - Fee Related DE4001378C2 (de) 1990-01-18 1990-01-18 Flachflammenbrenner für Gas und/oder Heizöl

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE9007627U Expired - Lifetime DE9007627U1 (de) 1990-01-18 1990-01-18 Brenner mit niedriger NOx-Emission

Country Status (1)

Country Link
DE (2) DE9007627U1 (de)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0645583A1 (de) * 1993-09-22 1995-03-29 KRAFT-INDUSTRIEWARMETECHNIK DR. RICKE GmbH Gasbrenner
WO1998044295A1 (en) * 1997-04-02 1998-10-08 North American Manufacturing Company LOW NOx FLAT FLAME BURNER
US6461151B1 (en) 1999-03-31 2002-10-08 Alstom (Switzerland) Ltd Burner for a heat generator
US6461145B1 (en) * 1999-02-25 2002-10-08 Stein Heurtey Flat flame burners
US7175423B1 (en) * 2000-10-26 2007-02-13 Bloom Engineering Company, Inc. Air staged low-NOx burner
WO2007088458A1 (en) * 2006-01-31 2007-08-09 Tenova S.P.A. Flat- flame vault burner with low polluting emissions
EP1867923A3 (de) * 2006-06-14 2008-04-09 John Zink Company,L.L.C. Coanda-Gasbrenner und Verfahren dafür
EP2014982A2 (de) * 2007-07-13 2009-01-14 Tck S.R.L. Mischkopf und Brenner mit Mischkopf
US8128398B2 (en) * 2002-07-22 2012-03-06 Alstom Technology Ltd. Burner and pilot burner
EP1695013B2 (de) 2003-12-16 2014-06-18 Rheinkalk GmbH Verfahren zum brennen von kalkstein
CN108087866A (zh) * 2018-01-09 2018-05-29 天津市赛洋工业炉有限公司 一种超低NOx和高节能蓄热式多级燃烧器
CN108131672A (zh) * 2018-02-13 2018-06-08 项玮 工业炉的低氮化物平焰蓄热式烧嘴

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19757617A1 (de) * 1997-12-23 1999-03-25 Siemens Ag Verbrennungssystem sowie Brenner eines Verbrennungssystems
DE10250101A1 (de) * 2002-10-28 2004-05-06 Alstom (Switzerland) Ltd. Verbesserter Brenner für einen Wärmeerzeuger
DE102005009274B3 (de) * 2005-02-25 2006-07-27 Stamm, Dan, Dipl.-Ing. Reinigungsverfahren für einen Verbrennungsraum und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2129357A1 (de) * 1971-03-03 1972-09-14 Tokyo Gas Co Ltd Verbrennungsverfahren bei Gasbrennern zum Unterdruecken der Bildung von Stickstoffoxiden und Brennvorrichtung zum Durchfuehren des Verfahrens
EP0233330A1 (de) * 1986-01-18 1987-08-26 DEUTSCHE FORSCHUNGSANSTALT FÜR LUFT- UND RAUMFAHRT e.V. Brenner-Heizkessel-Einheit
DD268505A1 (de) * 1988-01-22 1989-05-31 Freiberg Brennstoffinst Einrichtung zur stabilisierung der flammen von gasbrennern

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2129357A1 (de) * 1971-03-03 1972-09-14 Tokyo Gas Co Ltd Verbrennungsverfahren bei Gasbrennern zum Unterdruecken der Bildung von Stickstoffoxiden und Brennvorrichtung zum Durchfuehren des Verfahrens
EP0233330A1 (de) * 1986-01-18 1987-08-26 DEUTSCHE FORSCHUNGSANSTALT FÜR LUFT- UND RAUMFAHRT e.V. Brenner-Heizkessel-Einheit
DD268505A1 (de) * 1988-01-22 1989-05-31 Freiberg Brennstoffinst Einrichtung zur stabilisierung der flammen von gasbrennern

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0645583A1 (de) * 1993-09-22 1995-03-29 KRAFT-INDUSTRIEWARMETECHNIK DR. RICKE GmbH Gasbrenner
WO1998044295A1 (en) * 1997-04-02 1998-10-08 North American Manufacturing Company LOW NOx FLAT FLAME BURNER
US6461145B1 (en) * 1999-02-25 2002-10-08 Stein Heurtey Flat flame burners
US6461151B1 (en) 1999-03-31 2002-10-08 Alstom (Switzerland) Ltd Burner for a heat generator
US7175423B1 (en) * 2000-10-26 2007-02-13 Bloom Engineering Company, Inc. Air staged low-NOx burner
US8128398B2 (en) * 2002-07-22 2012-03-06 Alstom Technology Ltd. Burner and pilot burner
EP1695013B2 (de) 2003-12-16 2014-06-18 Rheinkalk GmbH Verfahren zum brennen von kalkstein
WO2007088458A1 (en) * 2006-01-31 2007-08-09 Tenova S.P.A. Flat- flame vault burner with low polluting emissions
US8480394B2 (en) 2006-01-31 2013-07-09 Tenova S.P.A. Flat-flame vault burner with low polluting emissions
US20100227284A1 (en) * 2006-01-31 2010-09-09 Tenova S.P.A. Flat-flame vault burner with low polluting emissions
EP2309182A3 (de) * 2006-06-14 2014-08-20 John Zink Company, L.L.C. Coanda-Gasbrenner und Verfahren dafür
US8337197B2 (en) 2006-06-14 2012-12-25 John Zink Company, Llc Coanda gas burner apparatus and methods
US8529247B2 (en) 2006-06-14 2013-09-10 John Zink Company, Llc Coanda gas burner apparatus and methods
US8568134B2 (en) 2006-06-14 2013-10-29 John Zink Company, Llc Coanda gas burner apparatus and methods
EP1867923A3 (de) * 2006-06-14 2008-04-09 John Zink Company,L.L.C. Coanda-Gasbrenner und Verfahren dafür
US7878798B2 (en) 2006-06-14 2011-02-01 John Zink Company, Llc Coanda gas burner apparatus and methods
EP2309184A3 (de) * 2006-06-14 2014-08-27 John Zink Company, L.L.C. Coanda-Gasbrenner und Verfahren dafür
EP2014982A3 (de) * 2007-07-13 2012-06-13 Tck S.R.L. Mischkopf und Brenner mit Mischkopf
EP2014982A2 (de) * 2007-07-13 2009-01-14 Tck S.R.L. Mischkopf und Brenner mit Mischkopf
CN108087866A (zh) * 2018-01-09 2018-05-29 天津市赛洋工业炉有限公司 一种超低NOx和高节能蓄热式多级燃烧器
CN108131672A (zh) * 2018-02-13 2018-06-08 项玮 工业炉的低氮化物平焰蓄热式烧嘴
CN108131672B (zh) * 2018-02-13 2024-03-12 项玮 工业炉的低氮化物平焰蓄热式烧嘴

Also Published As

Publication number Publication date
DE9007627U1 (de) 1993-06-03
DE4001378C2 (de) 1995-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5013236A (en) Ultra-low pollutant emission combustion process and apparatus
DE60108711T2 (de) Vormischbrenner mit niedrigem NOx-Ausstoss und Verfahren dafür
DE2901098C2 (de)
US4150539A (en) Low pollution combustor
DE4001378A1 (de) Brenner mit niedriger nox-emission
DE3041177A1 (de) Brenner
DE2836534A1 (de) Verfahren zum verbrennen fluessigen brennstoffes in einer anlage mit mindestens einem zerstaeuber sowie brenneranlage zur ausfuehrung des verfahrens
DE19717721A1 (de) Brennereinrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Brennereinrichtung für eine NOx- und CO-arme Verbrennung
DE3048201A1 (de) &#34;brenner zur verminderung der no(pfeil abwaerts)x(pfeil abwaerts)-emission&#34;
EP0004055A2 (de) Vergasungsbrenner
EP0655580B1 (de) Mischeinrichtung für Öl- und Gasbrenner
EP1754937B1 (de) Brennkopf und Verfahren zur Verbrennung von Brennstoff
EP1241334B1 (de) Verfahren zum Zünden einer thermischen Turbomaschine
EP0062316B1 (de) Brenneranordnung, insbesondere für einen Gasbrenner
DE3732491A1 (de) Zuendbrenner fuer eine vorrichtung zum verbrennen von festkoerperpartikeln im abgas von brennkraftmaschinen
EP0484777B1 (de) Verfahren zur Stabilisierung eines Verbrennungsvorganges
DE3105540A1 (de) Verfahren zum zuenden eines als rundbrenner ausgebildeten staub-leistungsbrenners mit zentral im leistungsbrenner angeordnetem staub-zuendbrenner mit pneumatischer haltung der zuendstaubflamme und brenneranordnung zur durchfuehrung des verfahrens
DE4008692A1 (de) Mischeinrichtung fuer oelgeblaesebrenner
EP3875854B1 (de) Brenner zum verbrennen eines brennstoff-luft-gemischstroms sowie heizgerät mit einem solchen brenner
DE2946028A1 (de) Geblaesebrenner zum verbrennen fluessiger kohlenwasserstoffe
EP0314910A2 (de) Brennersystem zur NOx-armen Verbrennung von schwerem Heizöl
DE1177271B (de) Brenner fuer fluessigen Brennstoff
DE3446788A1 (de) Flammenverdampfungsbrenner mit vorbrennkammer
EP0864812A2 (de) Mischeinrichtung für Gas- und Ölbrenner
DE3145028A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum einduesen und nachverbrennen sauerstoffhaltiger abgase, insbesondere von abgasen aus verbrennungskraftmaschinen

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee