Vier Ausführungsbeispiele und vier konstruktive Ausführungen der Erfindung sind nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen die 1 bis 9:

1 ein Verbrennungssystem in Prinzipdarstellung im Schnitt,

2 eine Variante hierzu,

3 eine weitere Variante zum Verbrennungssystem nach 1,

4 eine erste konstruktive Ausführung,

5 eine weitere konstruktive Ausführung,

6 eine dritte konstruktive Ausführung,

7 einen Druckverlauf,

8 eine dritte bauliche Variante und

9 eine letzte Variante zum Verbrennungssystem nach 1.

In allen neun Figuren bedeuten gleiche Bezugszeichen jeweils die gleichen Einzelheiten.

Ein erfindungsgemäßes Verbrennungssystem 10 weist eine Oxidans- oder Luftversorgungsleitung 1 auf, durch die z. B. aus der Umgebungsatmosphäre 9 über ein Gebläse 3 das Oxidans oder die Luft angesaugt wird. Der angesaugten Luft wird über eine Brennstoffzufuhreinrichtung 2 flüssiger, gasförmiger, staubförmiger oder sonstiger Brennstoff zugemischt. Anschließend wird das Gemisch über das Gebläse 3, eine stromab des Gebläses verlaufende Gemischbildungsstrecke oder Gemischleitung oder Leitung 4 und einen Brenner 5, welcher als Flammhalter oder/und Mischeinrichtung dient, einem Brennraum 6 zugeführt und dort verbrannt. Die Verbrennungsprodukte bzw. Abgase verlassen den Brennraum 6 über eine durch ein Rohr 11 gebildete Abgasstrecke 7 in Richtung der Umgebungsatmosphäre 9. Zur Auskoppelung der in der Verbrennungszone im Brennraum 6 entstehenden thermischen Leistung können im Brennraum 6 und/oder in der Abgasstrecke 7 ein oder mehrere hier nicht näher dargestellte Wärmetauscher eingebaut sein oder die Wände 12 des Brennraums 6 oder die Wand 28 der Abgasstrecke 7 dienen als Wärmetauscherfläche, wobei im letzteren Fall die Wärme der Umgebungsatmosphäre 9 zugeführt wird. Liegt zwischen dem Brennraum 6 und der Abgasstrecke 7 ein Wärmetauscher als eigenständige Einheit oder ein anderes Element, so ist die Abgasstrecke 7 mittelbar mit dem Brennraum 6 verbunden.

Alternativ zu dem bisher beschriebenen Verbrennungssystem 10 kann der wie auch immer geartete Brennstoff im Gebläse 3, in der Gemischbildungsstrecke oder Gemischleitung oder Leitung 4, oder im oder stromab des Brenners 5 dem Oxidans oder der Luft beigemischt werden. Ebenfalls möglich ist ein Einbau des Gebläses 3 stromab des Brennraums 6 in der Abgasstrecke 7, gemäß 9, wodurch ein Saugsystem entsteht. Ebenfalls möglich ist der Betrieb des Verbrennungssystems 10 ohne Gebläse 3 als atmosphärisches Gerät. Ebenfalls nicht zwingend notwendig ist die getrennte Zuführung von Oxidans oder Luft und Brennstoff, vielmehr können diese Stoffe, wie in chemischen Anlagen, bereits vorgemischt zugeführt werden. Bei diesen Systemen entfallen damit die Gemischbildung und oft auch die Gebläse. Wenn Oxidans und Brennstoff stromauf des Brennraums 6 bereits gemischt werden, die zugehörigen Leitungen also nicht einzeln an den Brennraum 6 unmittelbar herangeführt werden, ist dies ein mittelbarer Anschluss der Oxidans- und der Brennstoffleitung. Diese Verbrennungssysteme bestehen damit nur aus einer Zuführung für Brennstoff und Oxidans oder Luft, Brenner, Brennraum und Abgasstrecke.

Nach dem Ausführungsbeispiel in 1 wird an den Brennraum 6 eine rohrartige Erweiterung als Sacklochanschluss 8 gesteckt oder montiert. Dieser Sacklochanschluss 8 ist an einem Ende 16 offen und sein Innenraum 14 direkt über eine entsprechende, meist gleich große Öffnung in der Brennraumwand 12 mit dem Innenraum 15 des Brennraums 6 verbunden. Am anderen Ende 17 ist der Sacklochanschluss 8 geschlossen, um ein Entweichen der Verbrennungsprodukte aus dem Brennraum 6 über den Sacklochanschluss 8 zu vermeiden. Der Querschnitt des Sacklochanschlusses 8 kann beliebig ausgeführt sein. Damit lassen sich z. B. einfache Kreis-, Vierkant- oder Ellipsenrohre einsetzen.

Durch Anbringung dieses Sacklochanschlusses 8 können störende thermoakustische Schwingungen im Verbrennungssystem 10 vermieden werden. Besonders gut wirkt der Sacklochanschluss 8, wenn er in einem Druckbauch der Schalldruckeigenmode des abströmenden Abgases an der Brennraumwandung 12 montiert wird, wie dies in 7 dargestellt ist. Die Länge des Sacklochanschlusses 8 sollte mindestens fünfmal größer als die Wurzel aus seiner Querschnittsfläche sein. Außerdem lassen sich über die Länge gezielt bestimmte Eigenfrequenzen des Verbrennungssystems dämpfen. Eine Verbesserung der akustischen Wirkung hinsichtlich akustischer bzw. frequenzabhängiger Breitbandigkeit der rohrartigen Erweiterung 8 läßt sich in der Regel dadurch erreichen, dass, wie in 5 gezeigt, im Innenraum 14 der rohrartigen Erweiterung 8 ein schallschluckendes bzw. schallabsorbierendes Material 13 eingebracht wird. Dieses Material 13 kann die rohrartige Erweiterung 8 nur zum Teil oder ganz ausfüllen. Zum Schutz gegen Verschmutzungen kann das Material 13 z. B. mit einer Folie oder Membran 18 gegenüber dem Brennraum-Innenraum 15 abgedeckt sein, vgl. Darstellung in 5. Die Membran 18 muss jedoch so gestaltet sein, dass sie nachgiebig gegenüber den auftretenden Schalldrücken ist. Sie besteht z. B. aus einer weichelastischen Kunststofffolie wie z. B. Viton, einer weichelastischen Keramikfasermembran oder einer weichelastisch gestalteten Metallfolie wie z. B. aus hochwarmfestem Edelstahl mit Bewegungssicken. Die Membran 18 muss nicht notwendigerweise auf dem schallabsorbierenden Material 13 aufliegen, sondern kann auch in einer gewissen Entfernung 20 davon platziert sein.

Eine weitere Verbesserung in Bezug auf Dämpfungs- und Breitbandigkeitswirkung der Erfindung wird dadurch erreicht, dass die rohrartige Erweiterung 8, wie in 2 gezeigt, mehrfach am Brennraum 6 angebracht ist. Dabei können die rohrartigen Erweiterungen 8 gleiche oder unterschiedliche Längen aufweisen. Ebenfalls möglich sind bei mehreren rohrartigen Erweiterungen 8 gleiche oder unterschiedliche Querschnitte sowie unterschiedliche Querschnittsformen. Die Erfindung hat auch Wirkung gezeigt, wenn die rohrartige Erweiterung 8 stromauf von der Brennkammer 6, also am Brenner 5, der Gemischbildungsstrecke oder Gemischleitung oder Leitung 4, der Brennstoffzufuhreinrichtung 2 oder stromab vom Brennraum 6 an der Abgasstrecke 7 angebaut wird, wie in 9 dargestellt. Wie in 3 und 9 gezeigt, ist ebenfalls ein Anbau mehrerer rohrartiger Erweiterungen 8 an verschiedenen Komponenten möglich, also z. B. ein Sacklochanschluss 8 am Brenner 5, ein weiterer oder alternativer Sacklochanschluss 8 am Brennraum 6 und ein Sacklochanschluss 8 an der Abgasstrecke 7.

Unter Querschnitt der rohrartigen Erweiterung bzw. des Sacklochanschlusses 8 ist der Rohrquerschnitt senkrecht zur Mittelachse 19 der rohrartigen Erweiterung 8 zu verstehen. Ebenfalls möglich ist ein sich beliebig ändernder Querschnitt der rohrartigen Erweiterung 8 entlang der Mittelachse 19, z. B. in Form eines Kegel- oder Stufenrohrs. Unter der Länge des Sacklochanschlusses bzw. der rohrartigen Erweiterung 8 ist die Längenausdehnung entlang der Mittelachse 19 der rohrartigen Erweiterung 8 zu verstehen.

4 zeigt einen dreidimensionalen Schnitt durch eine reale Ausführung einer rohrartigen Erweiterung 8 mit Kreisquerschnitt und Einbau in die Wand 12 des Brennraums 6 und 5 eine ähnliche Ausführung, teilweise gefüllt mit schallabsorbierendem Material 13 und einer davon im Abstand 20 befindlichen Membran 18. Wie bereits erläutert, ist das Ausführungsbeispiel nach 5 auch ohne Membran 18 möglich. Hierbei entfällt jedoch der Schutz gegen mögliche Verschmutzungen. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem die rohrartige Erweiterung 8 kein schallabsorbierendes Material 13 sondern nur eine Membran 18 im Innenraum 14 aufweist.

7 stellt die Verteilung von Schalldruckbäuchen 21 und -knoten 22 der Abgasströmung im Brennraum 6 dar. Der Anschluss des Sackrohres 8 hat optimal dort zu erfolgen, wo sich ein Druckbauch 21 befindet, egal ob am Brennraum 6 oder an Komponenten stromauf oder stromab des Brennraums 6.

Da die Lage der auftretenden Schalldruckbäuche 21 und -knoten 22 der Abgasströmung schwierig vorhersehbar ist, sich unter Umständen betriebsabhängig ändert und auch von anderen Begebenheiten abhängt, ist es zweckmässig, eine Möglichkeit zur Lageverschiebung der Anbringung der Sacklochanschlüsse bzw. rohrartigen Erweiterungen 8 an den Komponenten vorzusehen, an denen eine Anbringungsmöglichkeit sinnvoll ist. Dies zeigt beispielhaft die 8, die einen Querschnitt der Wand 12 des Brennraums 6 als Ausschnitt darstellt, die aber ebenso einen Wandausschnitt der Abgasstrecke 7, der Oxidans- oder Luftversorgungsleitung 1 oder Brennstoffzuleitung 2 oder des Brenners 5 darstellen könnte.

So ist in Längsrichtung der auftretenden Schalldruckeigenmode des abströmenden Abgases ein rechteckiges Langloch 23 eingearbeitet, das von einem in Richtung des abströmenden Abgases gemäß dem Pfeil 24 verschieblichen Schieber 25 abgedichtet ist. Der Schieber 25 weist seinerseits ein Loch 26 auf, an dem der Sacklochanschluss bzw. die rohrartige Erweiterung 8 derart montiert ist, dass ihr Innenraum 14 über das Loch 26 und das Langloch 23 mit dem Inneraum 15 des Brennraums 6 kommuniziert. Damit lässt sich die Position des Sacklochanschlusses 8 optimal zur Lage des Druckbauches 21 ausrichten. Der Schieber 25 wird mittels Laschen 27 an der Aussenseite der Wand 12 des Brennraums 6 technisch abgasdicht als Schubführung gehalten.