Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines atmosphärischen, unterstöchiometrisch vormischenden Gasbrenners mit einem Injektor, in den Gas eingeblasen wird, und mit einem von dem Injektor beschickten Gehäuse, welches Gemischdurch¬ trittsöffnungen aufweist. Ferner richtet sich die Erfindung auf einen nach diesem Verfahren betreibbaren Brenner.

Ein derartiges Verfahren sowie ein zugehöriger Brenner sind aus der DE-OS 21 32 968 bekannt. Dort geht es primär darum, das Verhältnis zwischen Wärmeleistung und Brennerlänge zu optimie¬ ren.

Es wurde gefunden, daß dieser Stand der Technik hinsicht¬ lich seines Emissionsverhaltens verbesserungsfähig ist.

Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und einen Brenner der eingangs genannten Art zu schaffen, die mit verminderter Schadstoffemission arbeiten.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Verfahren nach der Erfin¬ dung dadurch gekennzeichnet, daß die Flächenbelastung, bezogen auf den freien Gemischdurchtrittsquerschnitt, 110 bis 210 W/cm ² , vorzugsweise 130 bis 170 W/cm ² beträgt, und daß die Luftzahl auf 0,7 bis 0,9, vorzugsweise'auf 0,75 bis 0,85 einge¬ stellt wird.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß die erfindungsge¬ mäße Auswahl und Zuordnung der beiden Parameter Austrittsflä- chenbelastung und Luftzahl zu einer Optimierung einerseits der CO- und andererseits der NO _x -Emission führt. Gleichzeitig wird eine hervorragende Flammenstabilität erzielt. Es besteht weder die Neigung zum Abheben noch zum Rückschlagen der Flamme. Dementsprechend günstig sind Schwingungsverhalten und Ge¬ räuschentwicklung. Hinzu kommt, daß ein flächenförmiger, lami¬ narer, sehr homogener Ausbrand erzielbar ist.

Letzteres wird in Weiterbildung der Erfindung dadurch ge¬ fördert, daß das aus dem Injektor austretende Gas gleichmäßig auf die Gemischdurchtrittsöffnungen verteilt wird.

Vorzugsweise bleibt die Luftzahl bei einer Absenkung der Gaszufuhr bis zu etwa 50 % der Nennwärmebelastung von etwa 50 % im wesentlichen unverändert. Dies trägt erheblich zur Erhö¬ hung der Flammenstabilität bei. Die Flammengeschwindigkeit än¬ dert sich lediglich um rund 20 %, so daß Gase mit unterschied¬ lichen Eigenschaften ohne weiteres verbrannt werden können. Der erfindungsgemäße, unterstöchiometrisch vormischende Gasbrenner ist mit einem Injektor und mit einem dem Injektor axial zugeordneten Gehäuse versehen, das in einer Wand Gemisch¬ durchtrittsöffnungen aufweist. Er ist dadurch gekennzeichnet, daß die Gemischdurchtrittsöffnungen einen Durchmesser von 0,5 bis 1,2 mm, vorzugweise etwa 0,8 mm, besitzen und mit einem Perforationsgrad von 15 bis 30 %, vorzugsweise etwa 25 %, hexa- gonal angeordnet sind. Dies gewährleistet die erfindungsgemäß angestrebte Emissionsarmut (Optimierung von CO und N0 _X ) bei hervorragenden Verhältnissen bezüglich der Flammenstabilität und des homogenen Ausbrandes.

Diese Vorteile können noch dadurch gesteigert werden, daß die Gemischdurchtrittsöffnungen in Form von mindestens zwei Lochfeldern angeordnet sind, die sich in Längsrichtung des Ge¬ häuses erstrecken, wobei vorteilhafterweise der Abstand zwi¬ schen benachbarten Lochfeldern 5 bis 35 mm, vorzugsweise etwa 25 mm, beträgt.

Bei der Wand des Gehäuses, die die Gemischdurchtrittsöff¬ nungen aufweist, handelt es sich vorzugsweise um die Umfangs- wand.

Nach einem weiteren bevorzugten Merkmal können die Loch¬ felder in gesonderten Lochstreifen ausgebildet sein, die wärme¬ spannungsfrei in die Wand des Gehäuses einsetzbar sind. Die Verwendung hochhitzebeständigen Materials, insbesondere eines Chrom-Aluminium-Stahls, kann sich in vorteilhafter Weise auf diese Lochstreifen beschränken.

Dabei wird in Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, daß die Lochstreifen in seitliche, längslaufende Führungen der

Wand des Gehäuses einschiebbar sind, so daß einerseits keine Montageschwierigkeiten auftreten und andererseits eine gute seitliche Abdichtung gegen ein Zurückschlagen der Flammen ge¬ währleistet ist, und zwar auch bei Wärmedehnungen. Um dies auch in Axialrichtung sicherzustellen, wird in Weiterbildung der Er¬ findung vorgeschlagen, daß die Enden der Lochstreifen in über¬ lappende Stege eingreifen. Wärmedehnungen, die sich naturgemäß in Längsrichtung der Lochstreifen besonders stark auswirken, können also auch hier nicht zu Undichtigkeiten führen. In vielen Fällen wird es ausreichen, die überlappenden Stege an den Stirnwänden des Gehäuses vorzusehen. Sind die sehr dünnen (0,5 mm) Lochstreifen hingegen relativ lang, so kann es unter Wärmeeinfluß zu ungleichmäßigen Bewegungen kommen. In diesen Fällen wird man die Lochstreifen unterteilen und über der Länge des Gehäuses eine entsprechende Anzahl von überlappenden Stegen vorsehen.

Die Zuordnung von Gehäuse und Injektor und die Gestaltung des Gehäuses sind grundsätzlich beliebig. So kann der Injektor dem Gehäuse vorgeschaltet sein. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Brenners besteht hingegen darin, daß das Gehäuse stabförmig ausgebildet ist und den In¬ jektor umgibt. Dabei kann der Injektor in Weiterbildung der Er¬ findung eine stromab gelegene, stirnseitig geschlossene Verlän¬ gerung mit radialen Öffnungen aufweisen, welche den Gemisch¬ durchtrittsöffnungen der Wand des Gehäuses entgegengesetzt sind. Dies ermöglicht eine besonders homogene Gemischvertei¬ lung, und zwar mit konstruktiv einfachen Mitteln. Letzteres gilt insbesondere dann, wenn sich die Verlängerung des Injek¬ tors bis zu einer Stirnwand des Gehäuses erstreckt.

Es wurde gefunden, daß sich die Verbrennungseigenschaften des erfindungsgemäßen Gasbrenners durch die Art der Sekundär- luftzuführung beeinflussen lassen. Dabei hat es sich als beson¬ ders vorteilhaft herausgestellt, in einer umgebenden Brennkam¬ mer einen unterhalb des Brenners parallel zu diesem verlaufen-

den Sekundärluftschlitz vorzusehen. Die Sekundärluft wird also über der Länge des Brenners von unten zugeführt, umströmt den Brenner und tritt seitlich in die von den Lochfeldern gebilde¬ ten Flammenteppiche ein. Optimale Verbrennungsbedingungen sind die Folge.

Als erfindungswesentlich offenbart gelten auch solche Ver¬ knüpfungen der erfindungsgemäßen Merkmale, die von den oben diskutierten Kombinationen abweichen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:

Fig. 1 einen Grundriß eines erfindungsgemäßen Brenners; Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1; Fig. 3 eine Stirnansicht in Richtung X in Fig. 1. Fig. 4 einen Teil einer abgewandelten Ausführungsform in einer Darstellung entsprechend Fig. 1. Wie aus den Figuren 1 und 2 ersichtlich, weist der erfin¬ dungsgemäße Brenner ein stabförmiges Gehäuse 1 auf, welches einen Injektor 2 umgibt. Dem Injektor ist eine Düse 3 zugeord¬ net, die an einem Düsenträger 4 sitzt. Letzterer ist mit einer zugehörigen Stirnwand 5 verbunden. Der Injektor weist eine rohrförmige Verlängerung 6 auf, die sich bis zu einer zugehöri¬ gen Stirnwand 7 erstreckt und von letzterer verschlossen wird.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist das Gehäuse 1 im oberen Be¬ reich mit Gemischdurchtrittsöffnungen 8 versehen. Diese besit¬ zen einen Durchmesser von 0,8 mm und sind mit einem Perforati¬ onsgrad von 26 % hexagonal angeordnet, wobei sie zwei Loch¬ felder bilden, die sich in Längsrichtung des Gehäuses 1 er¬ strecken. Der Abstand zwischen den beiden Lochfeldern beträgt 25 mm.

Die Lochfelder sind in gesonderten Lochstreifen 9 ausgebil¬ det, welche im oberen Bereich des Gehäuses 1 in dessen Wand eingesetzt sind. Hierzu bildet die Wand des Gehäuses 1 längs¬ laufende Führungen 10, in die die Lochstreifen 9 in axialer

Richtung eingeschoben sind. Dadurch wird zwischen den Loch¬ streifen und der Umfangswand des Gehäuses eine Abdichtung ge¬ schaffen, die auch bei auftretenden Wärmedehnungen ein Zurück¬ schlagen der Flamme und Spannungsrisse in den Lochstreifen ver¬ hindert. Der Abdichtung in Achsrichtung dienen Stege 11, die die Lochstreifen 9 übergreifen. Auch diese Halterung ist wärme¬ spannungsfrei.

Die Lochstreifen 9 bilden die einzigen perforierend zu be¬ arbeitenden Teile und bestehen, im Gegensatz zu den übrigen Ge¬ häuseabschnitten, aus hochhitzebeständigem Chrom-Aluminium- Stahl.

Das aus dem Injektor 2 austretende Gas wird sehr gleichmä¬ ßig auf die Gemischdurchtrittsöffnungen 8 verteilt. Hierzu ist die Verlängerung 6 des Injektors mit radialen Öffnungen 12 ver¬ sehen, allerdings nur in dem den Gemischdurchtrittsöffnungen 8 entgegengesetzten Bereich, also im unteren Bereich.

Der Brenner wird unterstöchiometrisch vormischend betrie¬ ben, und zwar mit einer Austrittsflächenbelastung von 150 W/cm ² und eine Luftzahl von 0,8. Er zeigt ein sehr günstiges Schadstoffverhalten, und zwar durch Optimierung einerseits der CO- und andererseits der NO _x -Emissionen. Die Flammenstabilität ist sehr gut und ermöglicht ohne weiteres eine Verbrennung von Gasen mit unterschiedlichen Eigenschaften.

Bei der Ausführungsform nach Figur 1 sind die Stege 11 le¬ diglich an den Stirnwänden 5 und 7 des Gehäuses 1 angeordnet. Die abgewandelte Ausführungsform nach Figur 4 unterscheidet sich hiervon dadurch, daß die Lochstreifen 9 in Längsrichtung unterteilt sind, wobei zentrale Stege 11 die zur Mitte hin ge¬ richteten Enden der Lochstreifen 9 aufnehmen. Diese Konstruk¬ tion empfiehlt sich dann, wenn die Lochstreifen 9 relativ lang sind und aus besonders dünnem Material mit einer Stärke von vorzugsweise 0,5mm bestehen. Selbst unter diesen Umständen kön¬ nen dann thermische Belastungen nicht zu unzulässigen Verwer-

fungen der Lochstreifen 9 führen. Die Abdichtung an den Sto߬ kanten wird durch die zentralen Stege 11 gewährleistet.

Der erfindungsgemäße Brenner kann in einer nicht darge¬ stellten Brennkammer angeordnet werden, die vorzugsweise mit einem unterhalb des Brenners angeordneten Sekundärluftschlitz versehen ist. Letzterer erstreckt sich parallel zum Brenner vorzugsweise über eine Länge, die der Länge der Lochstreifen 9 entspricht. Die Sekundärluft trifft von unten auf das Gehäuse 1 des Brenners, umströmt das Gehäuse und tritt seitlich in die von den Lochstreifen 9 getragenen Flammenteppiche ein. Auf diese Weise ergeben sich optimale Verbrennungsverhältnisse.

Im Rahmen der Erfindung sind durchaus Abwandlungsmöglich¬ keiten gegeben. So kann das Gehäuse anders als stabförmig aus¬ gebildet sein. Auch muß es den Injektor nicht umgeben, sondern kann diesem nachgeschaltet sein. Ferner kann mit drei oder mehr Lochfeldern oder auch mit nur einem Lochfeld gearbeitet werden, wobei jedes Lochfeld einstückig mit der Wand des Gehäuses ver¬ bunden sein kann. Letzteres gewährleistet auch eine Abdichtung gegen ein Zurückschlagen der Flammen.