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Injektorbrenner-Entwicklung

Inketorbrenner

Das Erzeugen eines homogenen Gemisches von Brenngas und Luft bestimmter Zusammensetzung unter Nutzung eines bereitgestellten Leitungsdrucks wird mit dem Injektorprinzip auf einfache Weise realisiert.

Die Funktionsweise eines solchen Injektorbrenners ist bekannt und doch bereitet die Vorausberechnung des Luftanteils im Gemisch in Abhängigkeit von einer Brennerform in der Praxis Schwierigkeiten.

Die weite Verbreitung der Injektorbrenner um Mitte der 60er Jahre ist vor allem auf den einfachen Aufbau (keine bewegten Teile), die Zuverlässigkeit, den günstigen Preis, die Geräuscharmut und die Wartungsfreundlichkeit zurückzuführen. Trotz verschiedener Konstruktionsmerkmale sind Injektorbrenner immer nach dem gleichen Prinzip aufgebaut. Die Grundelemente in der Reihenfolge der Durchströmung sind die Gasdüse, das Mischrohr, der Brennerraum und die Austrittsfläche. Der gasförmige Brennstoff tritt aus einer Düse als treibender Strahl aus, der den zur Verbrennung notwendigen Luftsauerstoff aus der Umgebung ansaugt. Im nachgeschalteten Mischrohr entsteht aufgrund von Impuls und Stoffaustausch aus dem Brennstoff und der angesaugten Luft ein homogenes Brenngas-Luft-Gemisch. Aus diesem Rohr tritt das Gemisch in die spezifische Brennergeometrie ein, an deren Austrittsöffnungen sich durch chemische Reaktion die Umsetzung in Wärme vollzieht.

Die Vermischung eines freien Strahls mit der Umgebungsluft ist ein in der Technik häufig angewandtes Prinzip. Ein freier Strahl oder Freistrahl ist ein aus einer Mündung austretendes Fluid, das aus der Umgebung Fluidteilchen mitreisst und sich infolge der im Strahl anwachsenden Fluidmenge als begrenztes Strömungsfeld konisch ausbreitet. Die technische Umsetzung dieses Prinzips erfolgt in Strahlapparaten und Treibstrahldüsenbrennern, den Injektorbrennern.

Beispielsweise in der Heiztechnik waren Injektorbrenner lange als sogenannte atmosphärische Brenner etabliert. Um in Zukunft auch Wasserstoff oder Synthesegase mit hohem Wasserstoffanteil und weiteren brennfähigen Bestandteilen sicher und schadstoffarm zu verbrennen, ist der Injektobrenner eine der möglichen zuverlässigen Brennertypen.

Üblicherweise werden auch heute noch die Brenner mit einem grossen Anteil an experimentellen Untersuchungen über Prototypen entwickelt. Mithilfe der von Envenion entwickelten Berechnungsmethode kann diese Brennerentwicklung erheblich verkürzt und optimiert werden. Ist das Brennerdesign definiert, wird die notwendige sicherheitstechnische Peripherie zusammengestellt. Nach einem Probebetrieb kann die offizielle Abnahme mit der ausgestellten Betriebserlaubnis erfolgen.

Die Berechnungsgrundlage

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Schematisches Beispiel für einen Injektorbrenner

Injektorbrenner