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EP 0 037 961 B1 |
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EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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Hinweis auf die Patenterteilung: |
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12.12.1984 Patentblatt 1984/50 |
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Anmeldetag: 01.04.1981 |
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Keramischer Brennerkopf mit zum Brennermund parallel zueinander geführten, schlitzförmigen
Strömungskanälen für Brennstoff und Oxidationsmittel
Ceramic burner head with slit-shaped feed ducts for fuel and oxidation means arranged
in parallel to the burner outlet
Tête de brûleur céramique avec des conduits d'alimentation en forme de fente pour
du combustible et le moyen d'oxydation disposés parallèlement à la bouche du brûleur
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Benannte Vertragsstaaten: |
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AT BE CH FR GB IT LI LU NL SE |
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Priorität: |
11.04.1980 DE 3014059
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Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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21.10.1981 Patentblatt 1981/42 |
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Anmelder: |
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- FORSCHUNGSZENTRUM JÜLICH GMBH
52425 Jülich (DE)
- Rosenthal Technik AG
D-8672 Selb/Bayern (DE)
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Erfinder: |
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- Förster, Siegfried, Dr.
D-5110 Alsdorf (DE)
- Schindler, Stefan R., Dr.
D-8672 Selb (DE)
- Keller, Hartmut, Dr.
D-8672 Selb (SE)
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Entgegenhaltungen: :
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen keramischen Brennerkopf mit zum Brennermund
parallel zueinander geführten, schlitzförmigen Strömungskanälen für Brennstoff und
Oxidationsmittel, die benachbart angeordnet sind und zwischen sich im Bereich des
Brennermundes Trennwände aus für den Brennstoff durchlässigem, porösem Werkstoff aufweisen.
Die Erfindung geht aus von einem Brennerkopf, wie er in EP-A-17 156 beschrieben ist.
Dieses Dokument fällt unter EPÜ Art. 54 (3).
[0002] Keramische Brennerköpfe dieser Art sind sowohl für den Einsatz in Industrieöfen als
auch für Wärmeerzeuger k!einerer Einheiten bestimmt. Sie sind für gasförmige aber
auch flüssige Brennstoffe geeignet. Bei Verwendung flüssiger Brennstoffe wird der
Brennstoff vor Austritt am Brennermund durch Vorwärmen des Oxidationsmittels und entsprechendem
Wärmeaustausch zwischen Oxidationsmittel und flüssigem Brennstoff in den Strömungskanälen
im keramischen Brennerkopf verdunstet. Der flüssige Brennstoff durchdringt die porösen
Trennwände zwischen den Strömungskanälen im Bereich des Brennermundes und wird von
der vorgewärmten Verbrennungsluft aufgenommen. !nfolge der Verdunstung des flüssigen
Brennstoffs auf der Oberfläche der porösen Wände wird eine unerwünschte Überhitzung
des Brennstoffs, die zum Cracken führt, verhindert. Im Strömungskanal für die Verbrennungsluft
werden Brennstoff und Verbrennungsluft miteinander vermischt und als zündfähiges Gemisch
zum Brennermund geführt.
[0003] Aufgabe der Erfindung ist es, die Ausbildung des Brennerkopfes mit porösen Trennwänden
zwischen den Strömungskanälen für Oxidationsmittel und Brennstoff im Bereich des Brennermundes
zu vereinfachen.
[0004] Diese Aufgabe wird bei einem keramischen Brennerkopf der eingangs erwähnten Art durch
die im Patentanspruch 1 angegebene Ausbildung gelöst. Danach ist am Brennermund ein
Mundstück eingesetzt, daß die Trennwände bildet und hierzu aus für den Brennstoff
durchlässigem, porösem Werkstoff besteht. Das Mundstück ist in Außenwänden eingebettet,
die in Strömungsrichtung des Oxidationsmittels verlaufen und für das Oxidationsmittel
nicht durchlässig sind. Das Mundstück ist in vorteilhafter Weise unabhängig von der
Ausgestaltung der Oxidationsmittel und Brennstoff führenden Strömungskanäle ausbildbar
und kann der gewünschten, für den jeweiligen Verwendungszweck des Brennerkopfes zweckmäßigen
Form der Mündungen der Strömungskanäle angepaßt werden.
[0005] Um Schwierigkeiten beim Anschluß des porösen Mundstücks an den die Verbrennungsluft
führenden Strömungskanälen zu vermeiden, ist das Mundstück im Brennerkopf mit Abstand
zum stromabwärts gelegenen Ende der Strömungskanäle für das Oxidationsmittel angeordnet,
Patentanspruch 2.
[0006] Der Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles
näher erläutert. Es zeigt im einzelnen
Fig. 1 Querschnitt durch einen keramischen Brennerkopf mit einem im Brennermund eingebetteten
Mundstück, gemäß Schnittlinie 1/I nach Fig. 2,
Fig. 2 Längsschnitt durch einen keramischen Brennerkopf nach Fig. 1 gemäß Schnittlinie
11/11.
[0007] Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, weist der Brennerkopf parallel zueinander
geführte, schlitzförmige Strömungskanäle 1, 2 für Brennstoff und Oxidationsmittel
auf. Im Ausführungsbeispiel wird im Strömungskanal 1 vorgewärmte Verbrennungsluft,
im Strömungskanal 2 Brennstoff geführt. Es können gasförmige oder flüssige Brennstoffe
verwendet werden. Die Strömungskanäle 2 für den Brennstoff sind am Brennermund 3 mit
Endstücken 4 verschlossen. Am Brennermund ist ein Mundstück 5 eingesetzt, das aus
für den Brennstoff durchlässigem, porösem Werkstoff besteht. Das Mundstück ist in
Außenwänden 6, 7, 8, 9 eingebettet. Die Außenwände erstrecken sich im Ausführungsbeispiel
parallel zur Strömungsrichtung des Oxidationsmittels und bestehen aus einem für das
Oxidationsmittel undurchlässigen Werkstoff. Die Strömungsrichtung des Oxidationsmittels
ist in Fig. 2 durch einen mit gestrichelten Linien gezeichneten Pfeil angegeben. In
der Außenwand 9 ist eine Ausnehmung 10 vorgesehen, durch die der Brennstoff, der in
einem Kanal 11 im Deckenteil 12 des keramischen Brennerkopfes geführt wird, in die
Strömungskanäle 2 des Mundstücks 5 einströmen kann.
[0008] Durch Strömungskanäle l' wird dem keramischen Brennerkopf als Oxidationsmittel Verbrennungsluft
zugeführt. Die Strömungskanäle 1' bilden im Ausführungsbeispiel den Teil eines Gegenstromwärmetauschers,
in dem die Verbrennungsluft vorerhitzt wird. Zur Vorerhitzung dient zweckmäßig Abgas,
das in dem Gegenstromwärmetauscher in parallel zu den Strömungskanälen 1' verlaufenden
Abgaskanälen geführt ist, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind. Das Abgas wird
im Gegenstromwärmetauscher am Zugang 13 eingeführt.
[0009] Das Mundstück 5 ist mit Abstand 14 vom stromabwärts gelegenen Ende der Strömungskanäle
1' im keramischen Brennerkopf angeordnet. Der Abstand beträgt ein mehrfaches der Schlitzbreite
der Strömungskanäle 1', um in dem auf diese Weise entstehenden Zwischenraum 15 zwischen
dem Ende der Strömungskanäle 1' und dem sich anschließenden Mundstück 5 die Strömungsführung
der Verbrennungsluft zum Brennermund zu vergleichmäßigen.
[0010] Die den Brennstoff führenden Strömungskanäle 2 im Mundstück 5 sind zum Zwischenraum
15 hin durch Endstücke 16 verschlossen. Der in die Strömungskanäle 2 einströmende
Brennstoff gelangt durch die porösen Wände des Mundstücks 5 hindurch in die Strömungskanäle
1 und vermischt sich mit der dort strömenden vorgewärmten Verbrennungsluft zu einem
zündfähigen Gemisch, das zum Brennermund 3 geführt und im Brennraum gezündet wird.
[0011] Das Mundstück ist in den Außenwänden 6, 7, 8, 9 mit Schlickermasse eingesetzt. Zur
gasdichten Verbindung des Mundstücks mit den Außenwänden wird der keramische Brennerkopf
nachgebrannt.
1. Keramischer Brennerkopf mit zum Brennermund (3) parallel zueinander geführten,
schlitzförmigen Strömungskanälen (1, 2) für Brennstoff und Oxidationsmittel, die benachbart
angeordnet sind und zwischen sich im Bereich des Brennermundes Trennwände aus für
den Brennstoff durchlässigem, porösem Werkstoff aufweisen, dadurch gekennzeichnet,
daß die Trennwände durch ein Mundstück (5) gebildet werden, das zwischen in Strömungsrichtung
des Oxidationsmittels sich erstreckenden Außenwänden (6, 7, 8, 9) eingebettet ist,
die für das Oxidationsmittel gasdicht verschlossen sind.
2. Keramischer Brennerkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mundstück
(5) mit Abstand (14) zum stromabwärts gelegenen Ende der zum Brennerkopf geführten
Strömungskanäle (1') für vorgewärmtes Oxidationsmittel angeordnet ist.
1. Ceramic burner head with slot-shaped flow ducts (1, 2) for fuel and oxidising agent
which extend parallel to one another to the burner mouth (3), the said ducts being
adjacently situated and comprising between each other in the region of the burner
mouth partition walls made of porous material which is pervious to the fuel, characterised
in that the partition walls are formed by a mouthpiece (5) embedded between external
walls (6, 7, 8, 9) which extend in the direction of flow of the oxidising agent and
which are closed in gas-tight manner to the oxidising agent.
2. Ceramic burner head according to claim 1, characterised in that the mouthpiece
(5) is arranged at a spacing (14) from the downstream end of the flow ducts (1') for
preheated oxidising agent which lead to the burner head.
1. Tête de brûleur en céramique ayant des canaux d'écoulement (1, 2) pour du combustible
et de l'agent d'oxydation en forme de fentes, qui sont dirigés parallèlement les uns
aux autres en direction de l'orifice du brûleur (3), qui sont adjacents et qui comportent
entre eux, dans la région de l'orifice du brûleur, des cloisons de séparation en un
matériau poreux, perméable au combustible, caractérisée en ce que les cloisons de
séparation sont formées par un embout (5) qui est inséré entre des parois extérieures
(6, 7, 8, 9) s'étendant suivant le sens d'écoulement de l'agent d'oxydation et fermées
d'une manière étanche au gaz pour l'agent d'oxydation.
2. Tête de brûleur en céramique suivant la revendication 1, caractérisée en ce que
l'embout (5) est disposé à distance (14) de l'extrémité, en aval des canaux d'écoulement
(1') pour de l'agent d'oxydation préchauffé dirigés vers la tête de brûleur.