Gasverteilervorrichtung für einen atmosphärischen Gasbrenner Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Gasverteilervorrichtung für einen atmosphärischen Gasbrenner nach Anspruch 1 . Ferner betrifft die Erfindung einen atmosphärischen Brenner mit einer solchen Gasverteilervorrichtung nach Anspruch 10.

Atmosphärische bzw. selbstansaugende Brenner stellen insbesondere im unteren Leistungsbereich eine weit verbreitete Variante von Gasbrennern dar. Bei diesem Brennerkonzept erfolgt der Nachschub an sauerstoffhaltiger

Verbrennungsluft ohne Einsatz von Energie, sondern aus der Umgebungsluft bei atmosphärischem Luftdruck.

Dabei wird die Verbrennungsluft in der Gasarmatur durch das nach dem

Injektorprinzip einströmende Brenngas mitgerissen. Der Nachschub von

Verbrennungsluft in den Feuerungsraum erfolgt aufgrund des thermischen Auftriebs der abströmenden Verbrennungsabgase. In älteren Bauformen reißt das Gas in der Armatur nur einen Teil der benötigten Verbrennungsluft

(Primärluft) mit. Der fehlende Anteil (Sekundärluft) wird in die Flamme selbst hineingesaugt. In modernen Brennern erfolgt die gesamte Luftzufuhr hingegen bereits vor der Flammenbildung, weshalb sie als Vormischbrenner bezeichnet werden.

Bei modernen Gasbrennern gelten strenge Vorschriften in Bezug auf Effizienz und Schadstoffemissionen. Die Verbrennungsqualität bei einem atmosphärischen Brenner hängt sehr stark von dem Mischungsverhältnis von Brenngas und Verbrennungsluft ab. Weist das Luft-Gas-Gemisch einen zu geringen Luftanteil auf (primäre Luftzahl L < 1 , fettes Gemisch), wird das Brenngas nicht vollständig verbrannt, sodass erhöhte CH _x -Emissionen und erhöhte CO-Bildung resultieren. Bei einem stöchiometrischen Luft-Gas-Gemisch entspricht der Luftanteil im Gemisch genau dem Anteil, welcher für eine vollständige Verbrennung notwendig ist. In diesem Fall erreicht die Flamme die Maximaltemperatur. Liegt im Gemisch hingegen ein Luftüberschuss vor (primäre Luftzahl L > 1 ), handelt es sich um eine mageres Gemisch. In diesem Fall erfolgt ebenfalls eine vollständige Verbrennung des Brenngases bei niedrigerer Temperatur, wobei weniger Stickoxide (NO _x ) und Kohlenstoffdioxid (CO2) entstehen. Der Grund dafür ist, dass die Stickoxidemission bei Gasbrennern überwiegend aus der thermischen

NOx-Bildung resultiert, wobei der mit der Verbrennungsluft zugeführte molekulare Stickstoff in der Reaktionszone der Flamme mit Sauerstoff reagiert. Diese Reaktion findet bei höheren Temperaturen vermehrt statt, wobei der Anteil der mittels thermischer NOx-Bildung erzeugter Stickoxide oberhalb von etwa 1200°C mit der Temperatur überproportional ansteigt. Zur Senkung von Stickoxid-

Emissionen müssen atmosphärische Brenner daher mit einem mageren Luft- Gas-Gemisch betrieben werden.

Neben einer ausreichenden Luftzufuhr ist jedoch auch eine gute Durchmischung des Brenngases mit der Verbrennungsluft notwendig, um lokale Inhomogenitäten der Gaszusammensetzung innerhalb der Reaktionszone zu vermeiden und somit eine vollständige und Schadstoffarme Verbrennung zu realisieren.

Bei einem atmosphärischen Gasbrenner herkömmlicher Bauart wird Brenngas mittels Injektoren aus einem Verteilergehäuse in den Brennraum abgegeben. Die

Gasströmung reißt dabei Umgebungsluft (Primärluft) mit, wobei es an der Schichtengrenze zwischen Brenngas und Umgebungsluft zu Vermischungsprozessen dieser gasförmigen Komponenten kommt. Der Luftanteil des dabei erzeugten Luft-Gas-Gemisches sowie seine Homogenität variiert dabei in Abhängigkeit vom jeweiligen Brennerkonzept.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Brennerkonzept bereitzustellen, welches eine ausreichend hohe Primärluftzahl aufweist und darüber hinaus eine verbesserte Durchmischung des Brenngases und der Verbrennungsluft ermöglicht. Diese Aufgabe wird durch eine Gasverteilervorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Ferner wird die Aufgabe durch einen atmosphärischen Brenner gemäß Anspruch 10 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Gemäß der Erfindung ist eine Gasverteilervorrichtung für einen atmosphärischen

Gasbrenner umfassend ein Verteilgehäuse mit einem Gaszufuhranschluss und wenigstens einem in eine Vorderwand des Verteilergehäuses ausgebildeten und über einen Gaszuführungskanal mit dem Gaszufuhranschluss verbundenen Injektor umfasst. Der Injektor ist dabei in Form eines Koaxialinjektors mit einer zentralen Luftaustrittsöffnung und einer entlang ihres Umfangs der zentralen

Luftaustrittsöffnung verlaufende und diese umgebende koaxialen

Gasaustrittsöffnung ausgebildet. Durch die koaxiale Anordnung der

Gasaustrittsöffnung wird eine schlauchförmige Gasströmung erzeugt, welche beidseitig von Luft umgeben ist. Hierdurch wird eine besonders gute

Durchmischung zwischen Brenngas und Verbrennungsluft ermöglicht, welche insbesondere aufgrund von Turbulenzeffekten in den Grenzschichten zwischen dem strömenden Brenngas und der mitgerissenen Umgebungsluft entsteht. Im Vergleich zu einem herkömmlichen Gasinjektor wird eine Erhöhung des

Luftanteils innerhalb des Luft-Gas-Gemisches sowie eine bessere

Durchmischung der beiden gasförmigen Komponenten erreicht. Durch die

Erhöhung der Primärluftzahl und des Durchmischungsgrades des Luft-Gas- Gemisches wird eine deutliche Reduktion der Stickoxid-Emissionen erreicht.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Verteilergehäuse eine der Vorderwand gegenüberliegende Rückwand mit einer in eine Öffnung der

Vorderwand hineinragenden Einbuchtung umfasst. Die zentrale

Luftaustrittsöffnung ist dabei in einem Bodenbereich der Einbuchtung ausgebildet. Hingegen ist die Gasaustrittsöffnung durch einen zwischen der Einbuchtung und der Öffnung der Vorderwand angeordneten Ringspalt gebildet. Bei dieser Ausgestaltung wird Umgebungsluft von der Rückseite des

Verteilergehäuses angesaugt und als Primärluftstrom durch die zentrale

Luftaustrittsöffnung der Gemischbildung bereitgestellt. Gleichzeitig wird ein zweiter Primärluftstrom an der Außenseite der schlauchförmigen Brenngasströmung erzeugt. Durch die Nutzung der Umgebungsluft von der Rückseite des Verteilergehäuses kann eine ausreichende Primärluftversorgung auch in zentralen Bereichen einer aus mehreren dicht beieinander angeordneten Injektoren bestehenden Anordnung sichergestellt werden.

Durch diese Ausgestaltung des Injektors ergibt sich ein besonders einfacher Aufbau der Gasverteilervorrichtung, welcher durch einfache Spann- und

Umformprozesse der Vorder- und Rückwand des Verteilergehäuses realisiert werden kann.

In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Vorderwand und die Rückwand des Verteilergehäuses in Form zweier Platten ausgebildet sind, welche direkt oder mittels wenigstens eines zwischen den Platten angeordneten Verbindungselements miteinander verbunden sind. Die Verwendung von Platten ermöglicht eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung des

Verteilergehäuses der Gasverteilervorrichtung.

In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Einbuchtung der Rückwand einen sich über die Ebene der Vorderwand hinaus erstreckenden vorderen Abschnitt aufweist, welcher wenigstens teilweise von einem die Öffnung der Vorderwand begrenzenden Kragen umfasst wird. Hierdurch werden die aerodynamischen Eigenschaften des Koaxialinjektors verbessert. Insbesondere kann die schlauchförmige Gasströmung in dem zwischen der Außenseite der Einbuchtung und der Innenseite des Kragens gebildeten Strömungsformbereich homogenisiert werden. Ferner kann durch den Kragen eine besonders homogene zweite Primärluftströmung erzeugt werden.

In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Koaxialinjektor kreisförmig mit einer kreisförmigen Luftaustrittsöffnung und einer die kreisförmige Luftaustrittsöffnung ringförmig umfassenden Gasaustrittsöffnung ausgebildet ist. Die kreisförmige Ausgestaltung des Koaxialinjektors ermöglicht eine besonders dichte Anordnung benachbarter Koaxialinjektoren.

In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Koaxialinjektor kreuzförmig mit einer kreuzförmigen Luftaustrittsöffnung und einer die

kreuzförmige Luftaustrittsöffnung ringförmig umfassenden Gasaustrittsöffnung ausgebildet ist. Durch die kreuzförmige Ausgestaltung des Koaxialinjektors wird eine besonders große Kontaktfläche zwischen der schlauchförmigen

Brenngasströmung und der äußeren und der inneren Primärluftströmungen erzielt. Somit kann die Vermischung der beiden gasförmigen Komponenten noch weiter verbessert werden.

In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass wenigstens ein mehrere Koaxialinjektoren umfassender Multikoaxialinjektor vorgesehen ist. Die

Koaxialinjektoren des Multikoaxialinjektors sind dabei derart nahe beieinander angeordnet, dass sich eine gegenseitige Wechselwirkung der von ihnen erzeugten Luft-Gas-Strömungen ergibt. Mithilfe eines solchen

Multikoaxialinjektors lässt sich eine gegenseitige Beeinflussung benachbarter Koaxialinjektoren erzielen und damit der Durchmischungs- und

Homogenisierungsprozess der beiden gasförmigen Komponenten verbessern.

In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Multikoaxialinjektor einen kreuzförmigen zentralen Koaxialinjektor und mehrere jeweils zwischen zwei Armen des kreuzförmigen Koaxialinjektors angeordnete kreisförmige periphere Koaxialinjektoren umfasst. Diese spezielle Anordnung erlaubt eine effiziente Durchmischung der gasförmigen Komponenten bei gleichzeitig geringem Flächenbedarf.

In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Multikoaxialinjektor drei in Form eines gleichschenkligen Dreiecks zueinander angeordnete kreisförmige Koaxialinjektoren umfasst. Auch diese spezielle Gestaltung des Multikoaxialinjektors erlaubt eine besonders effiziente Durchmischung bzw. Homogenisierung des Luft-Gas-Gemisches bei gleichzeitig geringem

Platzbedarf.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren näher beschrieben. Dabei zeigen:

Fig.1 eine perspektivische Ansicht einer herkömmlichen Gasverteilervorrichtung mit einem Verteilergehäuse und mehreren in Form von Gasdüsen ausgebildeten Injektoren; Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Gasverteilervorrichtung für einen atmosphärischen Gasbrenner mit mehreren koaxial ausgebildeten Injektoren;

Fig. 3 eine Schnittdarstellung der Gasverteilervorrichtung aus Fig. 2 entlang einer Schnittebene A-A zur Verdeutlichung des Wirkprinzips eines Koaxialinjektors;

Fig. 4 eine Vorderseitenansicht der Gasverteilervorrichtung aus Fig. 2;

Fig. 5 die Gasverteilervorrichtung aus den Figuren 2 und 3 in einer

Explosionsdarstellung;

Fig. 6 eine Draufsicht auf eine Gasverteilervorrichtung mit mehreren jeweils aus drei Koaxialinjektoren gebildeten Multikoaxialinjektoren;

Fig. 7 eine Schnittdarstellung der Injektoranordnung aus Fig. 6 entlang der Schnittebene A-A;

Fig. 8 die Gasverteilervorrichtung aus Fig. 7 in einer Explosivdarstellung;

Fig. 9 eine weitere Gasverteilervorrichtung mit mehreren jeweils aus einem zentralen kreuzförmigen Koaxialinjektor und insgesamt vier den kreuzförmigen Koaxialinjektor umgebenden kreisförmigen Koaxialinjektoren;

Fig. 10 eine Schnittdarstellung der Koaxialvorrichtung aus Fig. 9 entlang der Schnittebene A-A; und

Fig. 1 1 die Gasverteilervorrichtung aus den Figuren 9 und 10 in einer

Explosivdarstellung.

Die Figur 1 zeigt eine herkömmliche Gasverteilervorrichtung 100 für einen atmosphärischen Gasbrenner. Die Gasverteilervorrichtung 100 umfasst ein in Form eines länglichen Balkens ausgebildetes Verteilergehäuse 1 10 und insgesamt zwölf auf der Gehäusevorderseite in Reihe angeordnete

Gasinjektoren 201. Die Gasinjektoren 201 sind in Form einfacher Düsen zum Erzeugen eines definierten Brenngasstrahls innerhalb der Brennkammer. Die Injektoren 201 weisen typischerweise kreisrunde Gasauslassöffnungen auf, deren Durchmesser in Abhängigkeit von dem Gasdruck und der gewünschten Strömungsgeschwindigkeit gewählt wurde. Das aus einem Injektor 201 in Form eines Strahls mit einem kreisrunden Durchmesser ausströmende Brenngas reißt die umgebende Luft mit und erzeugt infolgedessen eine den Brenngasstrahl umgebende Primärluftströmung. Aufgrund der Wechselwirkungen der beiden Strömungen kommt es ström ungsabwärts zu einer Vermischung des Brenngases mit der Primärluft, wodurch ein brennbares Luft-Gas-Gemisch erzeugt wird.

Die Größe der Kontaktfläche zwischen dem Brenngasstrahl und dem

Primärluftstrahl wird unter anderem durch den Querschnitt der

Brenngasströmung bestimmt, welcher aufgrund des geringen Durchmessers der Gasaustrittsöffnung bei diesem herkömmlichen Injektorkonzept relativ gering ausfällt.

Das Verteilergehäuse 1 10 des Gasbrenners besteht im vorliegenden Fall aus einem Gussteil, in welches die Injektoren 201 mittels Schraubgewinde eingeschraubt sind. Aufgrund des komplexen Formgussteils ist die Herstellung einer solchen Gasverteilervorrichtung relativ aufwändig.

Eine Vergrößerung der Kontaktfläche zwischen Brenngasstrahl und dem dadurch erzeugten Primärluftstrahl lässt sich erfindungsgemäß durch die Verwendung eines koaxialen Injektors vergrößern. Die Figur 2 zeigt hierzu eine mögliche Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gasverteilervorrichtung 100 für einen atmosphärischen Gasbrenner. Die Gasverteilervorrichtung 100 umfasst dabei ein vorzugsweise in Form eines länglichen Balkens ausgebildetes Verteilergehäuse 1 10 mit zwölf auf der Vorderseite 1 1 1 des Verteilergehäuses 1 10 entlang der Gehäuselänge angeordneten Koaxialinjektoren 150. Das Verteilergehäuse 1 10 ist im vorliegenden Beispiel aus zwei plattenförmigen Blechen 120, 130 gebildet, welche die Vorder- und Rückwand des Verteilergehäuses 1 10 bilden. Die plattenförmigen Bleche 120, 130 sind im vorliegenden Beispiel mittels eines Verbindungselements 140 miteinander verbunden. Das Verbindungselement 140, welches ebenfalls aus einem Blech gebildet sein kann, ist ringförmig ausgebildet und verbindet die Vorderwand 120 und die Rückwand 130 in ihren äußeren Randbereichen miteinander. Die Verbindung kann dabei durch übliche Methoden, wie z.B. Schweißen, Löten, Kleben, Falzen oder Ähnliches erfolgen. Auch der Verzicht auf ein entsprechendes Verbindungselement 140 ist möglich, wobei in diesem Fall wenigstens eines der Bleche 120, 130 wannenförmig ausgebildet ist (hier nicht gezeigt).

Eine im vorliegenden Beispiel in der Vorderwand ausgebildete Öffnung 180 dient dabei als Gaszufuhranschluss zum Zuführen eines Brenngases in das Innere des Verteilergehäuses 1 10. Über im Verteilergehäuse 1 10 verlaufende hier nicht näher dargestellte Gaszuführungskanäle 170 wird das Brenngas den einzelnen

Koaxialinjektoren 150 zugeführt. Die Koaxialinjektoren 150 umfassen dabei jeweils eine in Form eines Ringspalts ausgebildete und um eine mit der

Rückseite 1 12 des Verteilergehäuses 1 10 korrespondierende zentrale

Luftaustrittsöffnung 151 koaxial umfassende Gasaustrittsöffnung 152.

Die Koaxialinjektoren 150 werden dabei jeweils durch das Zusammenwirken von Strukturen der Vorder- und Rückwand 120, 130 des Verteilergehäuses 1 10 gebildet. Das Zusammenwirken der Vorder- und Rückwand 120, 130 wird aus der Figur 3 deutlich, welche eine Schnittdarstellung durch einen der in der Figur 2 gezeigten Koaxialinjektoren 150 zeigt. Hierbei wird ersichtlich, dass die Vorder- und die Rückwand 120, 130 des Verteilergehäuses 1 10 in Form von zwei parallel zueinander verlaufenden und mittels eines umlaufenden Verbindungselements 140 miteinander verbundenen Blechplatten ausgebildet sind. Im Bereich des Koaxialinjektors 150 weist die Vorderwand eine Öffnung 121 auf. Hingegen weist die Rückwand 130 in diesem Bereich eine sich in das Gehäuseinnere

erstreckende und in die Öffnung 121 hineinragende Einbuchtung 131 auf. Im vorliegenden Beispiel verjüngt sich die Einbuchtung 131 kegelförmig, wobei ein vorderer Abschnitt 132 der Einbuchtung über die Ebene der Vorderwand 120 hinausragt. Im Bodenbereich 133 der Einbuchtung 131 ist eine Öffnung 151 ausgebildet, welche als zentrale Luftaustrittsöffnung dient. Der Durchmesser der

Öffnung 121 und der Außendurchmesser der Einbuchtung 131 im Bereich der Vorderwand 120 sind derart aufeinander abgestimmt, dass sich zwischen der Einbuchtung 131 und der Vorderwand 120 ein als Gasaustrittsöffnung dienender ringförmiger Spalt 152 mit definierter Spaltbreite ergibt. Im vorliegenden

Ausführungsbeispiel weist die Vorderwand 120 im Bereich der Öffnung 121 einen in Form einer sich kegelförmig verjüngenden Ausbuchtung der Vorderwand ausgebildeten Kragen 122 auf, welcher sich entlang eines Teils des über die Vorderwand hinausragenden Endabschnitts 132 der Einbuchtung 131 erstreckt. Der Kragen 122 dient einer besseren Strahlformung des in Figur 3 mittels der Pfeile 153 angedeuteten koaxialen Brenngasstrahls. Der Brenngasstrahl 153 induziert in bekannter Weise einen äußeren Primärluftstrom 154, welcher Primärluft aus der Umgebung des Koaxialinjektors 150 transportiert. Der die koaxiale Gasaustrittsöffnung 152 schlauchförmig verlassende Brenngasstrahl 153 induziert ferner einen zentralen Brenngasstrom 155, welcher Umgebungsluft von der Gehäuserückseite 1 12 transportiert. Durch den koaxialen Aufbau des

Injektors 150 ergibt sich daher eine besonders große Kontaktfläche zwischen dem Brenngasstrom und den beiden Primärluftströmen 154, 155. Infolgedessen kommt es zu einer besonders guten Durchmischung des Brenngases mit der Verbrennungsluft, wobei die durch die koaxiale Ausführung bedingte schmale Breite des Brenngasstroms die Durchmischung mit der beidseitig zur Verfügung stehenden Primärluft noch weiter verbessert. Infolgedessen kann mithilfe des Koaxialinjektors ein besonders homogenes Luft-Gas-Gemisch mit einem hohen Luftanteil (magere Mischung, Luftzahl L > 1 ) und damit eine deutliche Reduktion der Stickoxid thermischen NO _x -Bildung erreicht werden.

Die Figur 4 zeigt eine Frontansicht der Gasverteilervorrichtung 100 aus Figur 2. Hierbei ist der koaxiale Aufbau der Injektoren 150 mit der zentralen

Luftaustrittsöffnung 151 und der die hierzu koaxialen Gasaustrittsöffnung 152 ersichtlich. Ferner ist die Schnittebene der Schnittdarstellung aus Figur 3 angedeutet.

Figur 5 zeigt eine Explosionsdarstellung der koaxialen Gasverteilervorrichtung 100 aus den Figuren 2 bis 4. Hierbei wird ersichtlich, dass das Verteilergehäuse 1 10 lediglich aus drei Elementen zusammengesetzt ist. Die Vorderwand 120 und die Rückwand 130 sind in Form zweier Platten gebildet, welche mittels eines ringförmigen Verbindungselements 140 miteinander verbunden werden. Die Rückwand 130 enthält sich kegelförmig verjüngende Einbuchtungen 131 , welche mit einem zentralen Loch 134 ausgestattet sind. In einem mittleren Bereich der Rückwand 130 ist eine längliche Ausbuchtung 170 vorgesehen, welche einen Teil des internen Gasverteilungskanals bildet. Die Vorderwand 120 zu den Einbuchtungen 131 korrespondierenden Öffnungen 121 versehen, welche im vorliegenden Fall mittels eines Kragens 122 umfasst sind. Der Kragen 122 ist dabei in Form einer sich kegelförmig verjüngenden Ausbuchtung ausgebildet. Die Vorder- und Rückwand 120, 130 sind vorzugsweise mittels eines geeigneten Umformverfahrens, wie z.B. Tiefziehen, Stanzen, Kragenziehen etc. aus einem geeigneten Blech hergestellt. Grundsätzlich sind jedoch auch andere Materialien zum Aufbau des Verteilergehäuses 120 möglich.

Je nach Anwendung kann die Form, Anzahl und Verteilung der Koaxialinjektoren auf der Gasverteilervorrichtung 100 variieren. So sind neben kreisförmigen Koaxialinjektoren grundsätzlich auch Koaxialinjektoren mit einer länglichen oder kreuzförmigen Kontur möglich. Dabei können auch Multikoaxialinjektoren aus mehreren sich gegenseitig beeinflussenden Koaxialinjektoren verwendet werden. Eine Gasverteilervorrichtung 100 mit mehreren solcher Multikoaxialinjektoren ist in der Figur 6 dargestellt. Die Figur zeigt dabei eine Frontansicht der

Gasverteilervorrichtung 100 mit insgesamt zwölf Multikoaxialinjektoren 160. Jeder der Multikoaxialinjektoren 160 umfasst jeweils drei kleine Koaxialinjektoren 150i, 1502, 1503, welche im Wesentlichen analog zu den Koaxialinjektoren der in den Figuren 3 bis 5 gezeigten Gasverteilervorrichtungen ausgebildet sind. Durch die unmittelbare Nähe der Koaxialinjektoren 150i, 1502, 1503 kommt es im Betrieb der Gasverteilervorrichtung 150 zu einer gegenseitigen Beeinflussung der aus den einzelnen Koaxialinjektoren erzeugten Luft- und Gasströmungen. Hierdurch werden zusätzliche Verwirbelungen zwischen den Gas- und

Luftschichten erzeugt, wodurch wiederum eine besonders gute Durchmischung von Brenngas und Verbrennungsluft erreicht wird.

Die Figur 7 zeigt eine Schnittdarstellung durch einen Multikoaxialinjektor 160 aus Figur 6 entlang der Schnittebene A-A. Hierbei wird ersichtlich, dass die einzelnen Koaxialinjektoren 150i, 1502, 1503 im Wesentlichen den gleichen Aufbau wie der in der Figur 3 gezeigte Koaxialinjektor aufweisen.

Figur 8 zeigt ferner eine Explosionsdarstellung des Koaxialinjektors aus Figur 6. Hierbei wird ersichtlich, dass das Verteilergehäuse 1 10 analog zu dem in der Figur 5 gezeigten Verteilergehäuse aus zwei mittels eines Verbindungselements 140 miteinander verbundenen Platten 120, 130 gebildet sind. Ein Multikoaxialinjektor kann grundsätzlich auch aus verschieden geformten Koaxialinjektoren aufgebaut werden. Die Figur 9 zeigt beispielhaft eine

Ausführungsform der Gasverteilervorrichtung 100 mit insgesamt zwölf

Multikoaxialinjektoren 160, welche jeweils aus einem zentralen Koaxialinjektor

150 ₄ mit einer kreuzförmigen Kontur und insgesamt vier jeweils zwischen zwei Armen des kreuzförmigen Koaxialinjektors 154 angeordneten Koaxialinjektoren 1505, 1506, 1507, 1508 bestehen. Der zentrale Koaxialinjektor 150, 4 weist eine kreuzförmige Luftaustrittsöffnung 151 , welche in einem Bodenbereich einer ebenfalls kreuzförmig geformten Einbuchtung der Rückwand ausgebildet ist. Die kreuzförmige Einbuchtung ragt in eine ebenfalls kreuzförmig ausgebildete Öffnung 121 der Vorderwand 120 hinein. Hierdurch ergibt sich ein der kreuzförmigen Kontur der Einbuchtung der Rückwand folgender ringförmig geschlossener Spalt, welcher somit ebenfalls kreuzförmig ausgebildet ist.

Im Unterschied zu den beiden Ausführungsbeispielen aus den Figuren 2 bis 8 weisen die Koaxialinjektoren 150 ₄ , 150s, 150ε, 15Ü7, 150s der in der Figur 9 gezeigten Gasverteilervorrichtung 100 eine flache Bauform auf. Dies wird aus der Figur 10 deutlich, welche eine Schnittdarstellung durch einen Multikoaxialinjektor 160 aus Figur 9 entlang der Schnittebene A-A zeigt. Wie hier ersichtlich ist, ist die Tiefe der Einbuchtungen 131 der einzelnen Injektoren 150 ₄ , 150s, 1507 des Multikoaxialinjektors 160 so gewählt, dass sie im Wesentlichen bündig mit der Vorderwand 120 abschließen. Die sich dadurch ergebende flache Bauweise des Verteilergehäuses 1 10 ermöglicht die Verwendung der Gasverteilervorrichtung 100 in einem Gasbrenner mit geringem Bauraum.

Die Figur 11 zeigt schließlich eine Explosionsdarstellung des Verteilergehäuses 1 10 aus den Figuren 9 und 10. Wie hierbei ersichtlich ist, weisen die Öffnungen 121 in der Vorderwand 120 keine Kragen bzw. Ausbuchtungen auf.

Durch die koaxiale Konfiguration der Koaxialinjektoren ergibt sich eine

vergrößerte Kontaktfläche zwischen Brenngas und Verbrennungsluft, wodurch sich eine Vergrößerung der Scherschichten und des Momenttransfers zwischen den beiden gasförmigen Komponenten erzielt wird. Infolgedessen wird eine verbesserte Durchmischung des Brenngases und der Verbrennungsluft erzielt. Durch die Verwendung von Multikoaxialinjektoren lassen sich weitere

Verbesserungen erzielen, da unter gleichen Bedingungen (gleiche

Gasaustrittsöffnungsfläche, gleicher Gasdruck, gleiche Gasdurchflussrate, etc.) eine im Vergleich zu einem einzelnen Koaxialinjektor deutlich verbesserte Belüftung (aeriation) und Homogenität erreicht werden. Dies ist insbesondere auf dreidimensionale Effekte zurückzuführen, welche durch die Wechselwirkung bzw. gegenseitige Beeinflussung der von den in dem Multikoaxialinjektor eng nebeneinander angeordneten kleinen Koaxialinjektoren erzeugten

Gasströmungen verursacht werden. Bei dem Multikoaxialinjektor ergibt sich bei gleicher Gasaustrittsöffnungsfläche ferner eine deutliche Erhöhung der

Kontaktfläche des Brenngases mit den Primärströmen transportierten

Verbrennungsluft. Wenn unter Beibehaltung der gleichen Inputleistung die Gasaustrittsöffnungsfläche eines Koaxialinjektors bzw. eines mehrere solcher Koaxialinjektoren umfassenden Multikoaxialinjektor verkleinert und der Gasdruck zwecks Beibehaltung der gleichen Inputleistung entsprechend vergrößert wird, so lassen sich die Belüftung (aeriation) bzw. Durchmischung eines Koaxialinjektors gegenüber einem herkömmlichen Injektor bzw. eines Multikoaxialinjektors gegenüber einem einzelnen Koaxialinjektor noch weiter steigern.

Das koaxiale Injektorkonzept ermöglicht die Bildung von Strömungsstrukturen, welche die Durchmischung der gasförmigen Komponenten in den

Grenzschichten beeinflussen und entsprechende Turbulenzen Auswirkungen verstärken. Hierdurch lassen sich die Vermischung des Brenngases mit

Umgebungsluft sowie der Homogenisierungsprozesses des so gebildeten Luft- Gas-Gemisches verbessern, was im Betrieb des atmosphärischen Brenners eine wesentliche Reduzierung der NO _x -Emissionen zur Folge hat. Die Vorteile des Koaxialinjektors lassen sich wie folgt zusammenfassen:

- Erhöhung der Luftmitnahme bei atmosphärischen Brennern infolge einer

Erhöhung der effektiven Momentübertragungsfläche zwischen Brenngas und Verbrennungsluft und gleichzeitiger Reduktion des Druckverlustes auf der Luftseite;

- Verbesserung des Mischprozesses zwischen Brenngas und Verbrennungsluft und der Homoenität des dabei gebildeten Luft-Gas-Gemisches.

- Verbesserung der NO _x -Emissionen und Verbrennungseffizienz;

- einfacher und kostengünstiger Aufbau. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfasst auch weitere gleichwirkende Ausführungsformen. Die

Figurenbeschreibung dient lediglich dem Verständnis der Erfindung.

Insbesondere kann die Gasverteilervorrichtung auch aus einem anderen Material als Blech gebildet werden, wie z.B. Kunststoff. Ferner kann die

Gasverteilervorrichtung auch in Form eines aus mehr als zwei oder drei Teilen gebildeten Bauteils realisiert werden. Auch das Anordnen der Koaxialinjektoren bzw. der Multikoaxialinjektoren in mehreren Reihen ist grundsätzlich möglich.