DE1551760B2 - Gasbrenner rohrförmiger Gestalt mit Misch- und Brennkammer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Gasbrenner rohrförmiger Gestalt mit einer zentralen Brenngaszuführung, die in eine koaxial von einer Luftzuführung für unter Druck stehende Verbrennungsluft umgebene Misch- und Brennkammer mündet, in deren Wand mehrere Kränze von Lufteinlaßkanälen vorgesehen sind und die stromab vom ersten Kranz innenseitig einen ersten ringförmigen Steg zur Abteilung einer Vormischkammer sowie an ihrem Auslaß, einen weiteren ringförmigen Steg aufweist, der sowohl in die Misch- und Brennkammer als auch in die Luftzuführung hineinragt und stromab von dem das die Luftzuführung umschließende Brennergehäuse mit einer in Strömungsrichtung nach innen geneigten, eine Auslaßöffnung aufweisenden Wandung endet.

Ein derartiger Brenner ist aus der österreichischen Patentschrift 244 488 bekannt. Die Brenngaszuführung des bekannten mit verschiedenartigen Brenngasen betreibbaren Brenners ist axial verschlossen und in der Umfangswand mit Gasauslässen versehen. Stromauf von den Gasauslässen grenzt der Boden der ^; topfförmigen Misch- und Brennkammer, der axiale Luftdurchlässe aufweisen kann, an die Brenngaszuführung. Der Regelbereich dieses Brenners, bei dem die in die Vormischkammer einströmende Teilluftmenge im wesentlichen rechtwinklig auf den Gasstrom trifft und die Verbrennung erst am Ausgang der Misch- und Brennkammer einsetzt, ist verhältnismäßig klein.

Aus der deutschen Patentschrift 680 057 ist ein Gasbrenner, insbesondere für Härte- und ähnliche Kleinöfen bekannt, dessen zentrale rohrförmige Brenngaszuführung mit einem axialen Auslaß versehen ist, in dem .ein kegelstumpfförmiges Steuerorgan axial verschieblich ist. Bei diesem Brenner trifft der nach Art eines Kegelmantels erweiterte Brennstoffstrom äufVdie kegelförmig verengte massive Außenwand eines Luftkanals, der die rohrförmige Brenngaszuführung im übrigen konzentrisch umgibt, derart, daß die Brennmittelströme etwa rechtwinklig zusammentreffen und sich innig mischen.

Ferner... ist aus der französischen Patentschrift 1278 661 ein Gasbrenner bekannt, dessen Misch- und Brennkammer in Strömungsrichtung stark keglig erweitert-und mit Luftzuführungsöffnungen in der Umfangswand versehen ist.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, einen Brenner der eingangs genannten Art für verschiedenartige Brenngase zu schaffen, der bei kompakter Bauart einen weiten Regelbereich aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kombination folgender Merkmale gelöst:

a) die Brenngaszuführung ist mit einem axialen Auslaß versehen, in dem ein stromauf sich kegelstumpfförmig verjüngendes, axial verschiebliches Steuerorgan angeordnet ist,

b) die Lufteinlaßkanäle und die stromauf gelegenen Innenflächen der ringförmigen Stege sind in Strömungsrichtung nach innen geneigt,

c) die Wand der Misch- und der Brennkammer ist in Strömungsrichtung konisch erweitert.

Die durch eine derartige Ausbildung erzielbaren technischen Vorteile bestehen darin, daß bei: in Abhängigkeit von Gasart und Leistung veränderbarem Brennstoffauslaß eine intensive Vermischung der Brennmittel im Kreuzstrom auf engem Raum und somit eine hohe Leistungsspreizung erreichbar ist.

In vorteilhafter Weise ist die axiale Verschieblichkeit des Steuerorgans mittels eines drehbaren Schaftes herbeiführbar.

Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Der in der Zeichnung im Längsschnitt dargestellte Brenner besteht im wesentlichen aus einem Gebläse 1 und einem hiermit mittels Flanschen 2, 3 verbundenen Brennergehäuse 4. mit eingesetztem Mischkopf 5 und einer Gaszuleitung 6 zwischen einem Schaltgerät? zur Steuerung des Brenners und einem Gaseinlaßkanal 8 im Mischkopf 5.

Das Brennergehäuse 4 ist in einen oberen Gehäuseteil 9 und einen unteren Gehäuseteil aufgegliedert, die mit Verbindungsflanschen 10,11 unter Zwischenlegen eines Dichtungsringes 12 miteinander verbunden sind. ^:

Der Flansch 11 dient unter Zwischenschaltung eines weiteren Dichtungsringes 13 außerdem als Anschlußflansch für die Anbringung des Brenners an der Vorderwand 15 der Feuerungskammer 16.

Aus einem Stück mit dem Gehäuseunterteil ist ein Sockel 20 des Mischkopfes 5. Etwa in Höhe der Verbindungsflansche 10,11 ist oben auf dem Sockel 20 ein Kammerteil 21 mittels eines Gewindes 22 aufschraubbar.

Das Kammerteil 21, das koaxial im oberen Brennergehäuseteil 9 liegt, ist in eine Vormischkammer 24 und eine Brennkammer 25 unterteilt. Zwischen der Umfangswand 26 dieser Kammern und der Innenwandung 27 des oberen Gehäuseteils 9 ist ein ringförmiger Mantelraum 30 gebildet, dessen Querschnitt — mit Bezug auf die Zeichnung — von links nach

rechts abnimmt und durch einen nach außen verlaufenden Flanschring 31 am Ende des Kammerteils 21 stark verengt ist.

Zwischen den beiden Kammern 24 und 25 sowie am Ende der Brennkammer 25 ist jeweils ein ringförmiger Steg 35 bzw. 36 ausgebildet, dessen Innenfläche 37 bzw. 38 schräg nach innen geneigt ist. Auf diese Weise entsteht am Ende jeder Kammer 24,25 ein kegelstumpfförmiger Auslaß.

Einen ähnlich geformten Abschluß weist das Brennergehäuse 4 auf. Die Wandung des oberen Gehäuseteils 9 verengt sich stromab vom Flanschring 31 des Kammerteils 21 zu einem Ring 41 mit schräger Wandung, die mit der Auslaßöffnung 40 abschließt.

Der einteilig mit dem unteren Gehäuseteil verbundene Sockel 20 weist eine seitliche Einmündung 45 für die Gaszuleitung 6 auf. Der Gaseinlaßkanal 8 wird im Sockel 20 durch ein Bogenstück 46 in die axiale Richtung des Kammerteils 21 umgelenkt und bildet dann die Brenngaszuführung. ao

Den inneren Abschluß des Gaseinlaßkanals 8 bildet eine Düse 50, die aus einem hülsenförmigen, mittels eines Gewindes 51 in die öffnung des Gaseinlaßkanals 8 einschraubbaren Düseneinsatz 52 und einem stromauf sich kegelstumpfförmig verjüngenden, axial verschieblichen Steuerorgan (Schließkörper) 53 am Ende eines Schaftes 54 besteht, der zunächst koaxial durch den Düseneinsatz 52 sowie durch den axialen Abschnitt des Gaseinlaßkanals 8 geführt ist und anschließend mit einem Gewindeabschnitt 55 mit einem Muttergewinde 56 des Sockels 20 in Verbindung steht. An den Gewirfdeabschnitt 55 schließt sich ein Endzapfen 57 an, der durch den Flansch 2 des Gebläsegehäuses hindurch nach außen geführt ist. Der Mantel 58 des Schließkörpers 53 kommt bei geschlossener Stellung der Düse 50 an einem entsprechend geformten Sitz 59 am oberen Rand des Düseneinsatzes 52 zur Anlage.

Die Lage des Schließkörpers 53 in geschlossener Düsenstellung ist mit dem Linienzug 60 und diejenige in verhältnismäßig weit geöffneter Stellung mit dem Linienzug 61 veranschaulicht.

Die Vormischkammer 24 ist ringsum mit einem Kranz von schräg nach vorn weisenden Lufteinlaßkanälen (Bohrungen) 70 zur Einspeisung von Primärluft ausgestattet. Die Mittelachse jeder Bohrung 70 weist schräg nach vorn auf die Mittelachse des Kammerteils 21. Demgegenüber ist die Brennkammer 25 ringsum mit mehreren Lufteinlaßkanälen (Bohrungen) 71 versehen, die derart angelegt sind, daß die Mittelachsen der Bohrungen 71 direkt in die Feuerungskammer 16 weisen. Die Lage der Bohrungen 71 trägt wesentlich dazu bei, daß die Flamme aus der Brennkammer 25 ohne Berührung der Kammer- und Gehäusewandung in die Feuerungskammer 16 übertritt.

Das Gebläse 1 ist mit dem Auslaßstutzen 85 außermittig an das Brennergehäuse 4 angeflanscht.

Zur Erzielung eines guten Verbrennungswirkungsgrades ist eine Zuordnung der Durchlaßquerschnitte der Düse 50 und der Einlaßseite des Gebläses 1 dadurch herbeiführbar, daß der Schaft 54 mittels eines Kegelradgetriebes 90, 91 mit dem Zahnkranz 92 am Rande des Deckels 88 am Einlaß des Gebläses 1 gekoppelt ist.

Die Betriebsweise des Brenners ist folgende: Nach dem Anlauf des Gebläses 1 wird über den Auslaßstutzen 85 ein Luftstrom in den unteren Brennergehäuseteil geleitet, der den Mantelraum 30 rings um den Kammerteil 21 des Mischkopfes 5 füllt und den Brenner teilweise als Primärluftstrom durch die Bohrungen 70 und 71 auf dem Wege durch die Kammern 24,25 oder als Sekundärluftstrom nach Vorbeiströmen am Flanschring 31 verläßt. Dabei ruft der Flanschring 31 einen Stau der Luftströmung im Mantelraum 30 hervor.

Sobaid das Gebläse 1 eine vorbestimmte Menge der Verbrennungsluft dem Mischkopf 5 konstant zuführt, gibt das Schaltgerät 7 die Gaszuleitung 6 frei, so daß das Gas durch den ringförmigen Auslaßquerschnitt zwischen dem Sitz 59 und dem Schließkörper 53 in die Vormischkammer 24 strömt. Dort trifft der Gasstrom im Kreuzstrom auf die durch die Bohrungen 70 einströmende primäre Verbrennungsluft, so daß sofort eine intensive Vermischung einsetzt. Der bereits vorher über die Zündelektrode 76 gezündete Zündfiammenbrenner bewirkt eine Entzündung des Luft-Gas-Gemisches und damit verbunden die Ausbildung einer in die Feuerungskammer 16 gerichteten Flamme, die von der Brennkammer 25 ausgeht.

Der Brenner läßt sich in außerordentlich weiten Grenzen, beispielsweise zwischen 5000 und 120 OOOkcal/h, ohne Abfall des Wirkungsgrades stufenlos regeln.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Gasbrenner rohrförmiger Gestalt mit einer zentralen Brenngaszuführung, die in eine koaxial von einer Luftzuführung für unter Druck stehende Verbrennungsluft umgebene-Misch- und Brennkammer mündet, in deren Wand mehrere Kränze von Lufteinlaßkanälen vorgesehen sind und die stromab vom ersten Kranz innenseitig einen ersten ringförmigen Steg zur Abteilung einer Vormischkammer sowie an ihrem Auslaß einen weiteren ringförmigen Steg aufweist, der sowohl in die Misch—und. Brennkammer als auch in die Luftzuführung hineinragt und stromab "von dem'; ..-.*·. das die Luftzuführung umschließende Brennergehäuse mit .einer in· Strömungsrichtung nach innen geneigten, eine Auslaßöifnung aufweisenden Wandung endet, g e k e ri η ζ e i c h η et du r ch die Kombination folgender: Merkmale: .- :

a) die Brenngaszuführung ist mit einem axialen Auslaß versehen; in dem ein stromauf sich kegel stumpf förmig verjüngendes, axial verschiebliches Steuerorgan (53) angeordnet ist,

b) die Lufteinlaßkanäle (70,71) und die stromauf gelegenen Innenflächen (37,38) der ringförmigen Stege (35, 36) sind in Strömungsrichtung nach innen geneigt,

c) die Wand (26) der Misch- und Brennkammer (24,25) ist in Strömungsrichtung konisch erweitert.

2. Gasbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan (53) mittels eines drehbaren Schaftes (54) axial verschieblich ist · ·

35