Für den Porenbrenner
muss der Brennstoff Öl verdampft werden. Eine Möglichkeit
ist das Verfahren der „Kalte-Flamme-Reaktion“.
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Prinzip der Verdampfung
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Bei der „Kalte
Flammen Reaktion“ handelt es sich um eine
Vorreaktion der Verbrennung unter Wärmeabgabe. Der
Brennstoff wird in einem Temperaturbereich von 300 °C
bis 500 °C eingebracht und nur zu einem Teil umgesetzt.
Die „Kalte Flammen Reaktion“ stabilisiert sich
bei 480 °C selbst und eine Selbstzündung des Brennstoff-Luft-Gemisches
wird sicher vermieden. Es findet eine vollständige
Verdampfung des flüssigen Brennstoffes stattfindet.
Dieses Brennstoff-Luft-Gemisch (Brenngas) dem Porenbrenner
zugeführt. |
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Prinzip des Porenbrenners
| Das Verbrennungskonzept
eines Porenbrenners basiert auf den Reaktionen eines brennfähigen
Gemisches von Brennstoff und Luft im offenen Volumen eines
porösen Körpers. Die Verbrennungsreaktionen findet
also nicht in einem freien Raum oder an einer Oberfläche
(Oberflächenstrahlungsbrenner) statt und muss auch
nicht stabilisiert werden.
Porenbrenner können
mit den Steuerungen von Vormischbrenner betrieben werden.
Die Zündung erfolgt normalerweise mit einer Zündelektrode.
Zur Flammenüberwachung wird eine Ionisationselektrode
eingesetzt. |
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| Aufbau eines Porenbrenners
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Das voll vorgemischte
Luft-Brennstoff-Gemisch wird zunächst durch
eine erste Verteil- und Vorwärmzone geleitet (Region A).
Diese ist als poröse Platte mit definierter Lochstruktur
ausgestattet und verhindert ein vorzeitiges Zünden des Gemisches
und damit ein Zurückschlagen der Flamme. Innerhalb der sich
anschließenden Reaktionszone (Region C, Reaktor) stabilisiert
sich die Verbrennung. Das Gemisch wird also in den Poren der Region
C chemisch umgesetzt, also verbrannt. |
Da ein Teil der freigesetzten
Verbrennungswärme unmittelbar an den Festkörper (Hochtemperatur-Keramik)
abgegeben wird, welcher durch Festkörperleitung und -strahlung
für eine extrem schnelle Wärmeausbreitung in alle Raumrichtungen
sorgt, kann die Verbrennungsgeschwindigkeit auf den 100- bis 1.000-fachen
Wert ansteigen. Das Resultat ist eine flammenlose, volumetrische
Verbrennung, die sich ausschließlich innerhalb der Vielzahl
kleiner Reaktoren, den Poren der Keramik, stabilisiert –
unabhängig von der Brennerleistung. |
Die Wärmeabnahme
kann bereits in sehr kurzem Abstand zur Porenbrenneroberfläche
erfolgen. Die glühende Keramikstruktur kann sowohl als strahlende
Oberfläche als auch als homogene Heißluft- beziehungsweise
Abgasquelle genutzt werden, welche die Wärme vollkommen gleichmäßig
abgibt. |
Diese Brenner können
ab 2 kW modulierend betrieben werden. |
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