DE8809874U1 - Gasbrenner - Google Patents

Description

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Joh. Vaiiiant GmbH u. Co ^{GM 678} 18. M 1988

Gasbrenner

Die Erfindung betrifft einen Gasbrenner mit über eine Gaszufuhrleitung und ein Regelventil gespeisten GasaustrittsÖffnungen zumindest einer Brennerkammer·

Aufgabe der Erfindung ist es, dafür zu sorgen, daß ein solcher Gasbrenner eine weitestgehend achadatofffreie Verbrennung ermöglicht, indem den Gasaustrittsöffnungen des Brenners innerhalb des Brennraumes, also im Flararaenbereich, zusätzlich Gas t~w. ein Gas-Luft-Gemisch in einer optimal dosierten Menge zugeführt wird.

Durch Zugabe von Gas zur Sekundär-Verbrennungsluft kann gemäß einem nicht zum Stand der Technik gehörenden Vorschlag eine erhebliche Reduktion der NQ -Emission, erzielt werden. Pro= blematisch ist jedoch eine solche Dosierung über den gesamten Leistungsbereich des BrennerB, etwa durch Anzapfen der zum Brenner führenden Gaszufuhrleitung.

Die zuströmende Sekundärluftraenge bleibt nämlich über einen weiten Bereich im wesentlichen konstant, wogegen der Gasdruck zwangsläufig erheblich variiert. Somit würde bei normaler Druckeinstellung der Prozentsatz des zusätzlich zugeführten Gases vom Optimalwert abweichen und dies könnte im Extremfall zur Erzeugung eines zündfähigen und damit rückzündfähigen Gemisches führen.

Ziel der Erfindung ist es deshalb, den Anteil des zusätzlich zugeführten Gases in Abhängigkeit von der variablen Brenner-

leistung in einer für eine schadstofffreie Verbrennung optimalen Höhe zu erhalten^

Erfindungsgemäß wird dieses Ziel dadurch erreicht, daß in den Bereich der Gasaustrittsöffnungen innerhalb des Brennraumes eine Führung für zusätzliches Gas mündet, deren Durchsatz über zumindest ein gesondertes Regelventil regelbar ist.

Mit Hilfe eines solchen Regelventiles kann dann die Menge des zugeführten zusätzlichen Gases den Leistungsschwankungen des Brenners folgend stets auf den für eine optimale Verbrennung erforderlichen Sollwert geregelt werden.

Nach einer bevorzugten Ausführungaforra des Erfindungsgegenstandes ist der Durchsatz der Führung für das zusätzliche Gas proportional in Abhängigkeit von der über die Brennerkammer erfolgenden Gaszufuhr zu den Ga3austrittsöffnungen, z. B." vom Gasdruck in der Gaszuführleitung; abhängig* Diess Lesung erweist sich insofern als vorteilhaft, als·sie sich sowohl mit Hilfe von Steuerdruckleitungen als auch mit mechanisch verbundenen Ventilen verwirklichen läßt.

Ferner kann der Durchsatz in Abhängigkeit von der Leistung des der Luftzufuhr zum Brenner dienenden Gebläses regelbar sein. Auch diese Lösung läßt sich mechanisch vergleichsweise einfach verwirklichen.

Schließlich kann im Rahmen der Erfindung der Durchsatz in dieser Führung darüber hinaus auch in einer zeitlichen Abhängigkeit von der Inbetriebnahme bzw. der Abschaltung der Gaszufuhr zu den Gasaustri-ttsöffnungen steuerbar sein.

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Dies trägt insofern zu einer weiteren Verringerung der Schadstoffemission, 0„H unverbrannte Kohlenwasserstoffe, bei, als eine Verzögerung der Zufuhr des zusätzlichen Gases beim Einschalten des Brenners ebenso wie eine vorzeitige Beendigung dieser Zufuhr beim Abschalten des Brenners verhindern, daß unverbranntcs Gas über dsn Srennrauni in Sie Atmosphäre gelangt.

Die Führung für.das zusätzliche Gas kann nach einer bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes von einem die Brennerkammer ummantelnden Hüllrohr gebildet sein, das zwecks Vermischung dieses Gases mit Verbrennungsluft im Abstand von dem die Gasaustrittsöffnungen aufweisenden Brennerkopf endet. Mit Hilfe dieser Ausbildung der Führung kann also das zusätzliche Gas bei einem Gebläsebrenner den Brennerflammen geroeinsam mit !der Sekundärluft zuströmen.

Anderseits besteht aber auch die Möglichkeit, die Führung zwecks Zufuhr puren, unverraischten Gases unmittelbar im Bereich der Gasaustrittsöffnungen der Brennerkammer enden zu lassen, um dadurch die Menge dieses zusätzlich zugeführten Gases exakt in dies°nr Bereich verteilen zu können.

Vorteilhafterweise ist zwischen der Mündung des Hüllrohrs und den Gesaustrittsöffnungen der Brennerkammer eine mit Schlitzen od. dgl. Ausnehmungen ausgebildete Scheibe angeord;· , die den Brennraum von einem den ummantelten Teil der ^"ren- ^rkammer aufnehmenden Teil eines Gehäuses abgrenzt. Dank dieser Maßnahme bildet der Gasbrenner eine raumsparende und sehr kompakte Baueinheit.

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Zwischen dem Rand dieser Scheibe und der Innenseite dieses Gehäuses kann ein Spalt für den Durchtritt von Luft "bzw. eines Gas-Luft-Gemisches vorgesehen sein, wobei dieser Spalt für eine günstige zentralsymraetrische und somit sehr gleichmäßige Verteilung dieser Verbrennungsluft bzw.. des zusätzlich zuströmenden Gases zu sorgen vermag. ■

Der die Brennerkammer aufnehmende Teil des Gehäuses kann, gegebenenfalls über eine einstellbare Blende, mit einem über eine Gebläse mit Verbrennungsluft versorgten Bingraum verbunden sein, der sich problemlos an das Gehäuse anfügen läßt.

Bevorzugt ist sowohl in der Führung des zusätzlichen Gases als auch in der Zufuhrleitung zur Brennerkammer je ein Regel- ■ ventil angeordnet und diese beiden Ventile sind in einem Steuerungssystem miteinander verknüpft, sei es über Steuerdruckleitungen oder in mechanischem Verbund.

Einzelheiten solcher Steuerungssysteme sind der besseren Ver-' ständlichkeit wegen nachstehend an Hand der Zeichungen erläutert, die Aueführungsbeispiele des Erfindungsgegenstande3 darstellen.

Im einzelnen zeigen

Pig«1 das Prinzip der Erfindung sohematiBch, Pig.2 einen Schnitt naoh II-II der Fig.1, Pig.3 ein Steuerungssystem gleichfalls eohematisch, Fig.4 ein Detail der Gasversorgung im Längseohnitt, Pig.3 eine Aueführungsform im Axialschnitt,

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Pig.6 und 7 zwei weitere Ausführungsformen in schematischen Axialschnitten mit einem Steuerungsschaltbild,

Fig.8 eine Ausführungsvariante eines Schaltschemas.

Fig.1 und 2 betreffen eine Ausführungsform eines Gebläsebranners, derzufolge eine zylindrische Brennerkammer 1 über ein nicht dargestelltes Gaszufuhrventil und eine Gaszufuhrleitung 2 mit Gas gespeist wird. Diese Brennerkammer &Iacgr; weist an ihrer der Gaszufuhrleitung 2 gegenüberliegenden Stirnseite in einem Brennerkopf eine Schar radial gerichteter Gasaustrittsöffnungen auf. Gemäß Pig.1 ist die Brennerkammer 1 bis in die Bähe des Bereiches der Gasaustrittsöffnungen 3 von einem Hüllrohr 4 ummantelt und dieser Mantel bildet eine Führung 5 für Gas, das zwecks Herbeiführung einer vollkommenen, schadetofffreien ■Verbrennung dem Brennraum 14 im Bereich der Auetrittsöffnungen über eine Zufuhrleitung 6' in einem optimal dosierten Maße zugeführt werden kann, wobei es auf dem Weg vom Ende des Hüllrohres 4 bis zu den Gemischaustrittsöffnungen 3 mit Verbrennungsluft vermischt wird.

Fig.3 stellt die Anordnung zweier mit Magnetventilen 9 und gekoppelter Regler 7 und 8 dar, von denen dsr Regler 7 die Höhe des Druckes in der Führung 5 für das dem Brennraum 14 zusätzlich zugeführte Gas regelt und der Regler 8 den Druck in der Gaszufuhrleitung 2 zur Brennerkammer 1. Der Regler 7 regelt den Druck in der Führung 5 erfindungsgemäß in einer proportionalen Abhängigkeit vom Luftdruck im Raum 19·

Zur Verringerung der Schadstoffemission kann im Rahmen der Erfindung überdies vorgesehen sein, daß die Einschaltung des vom Regler 7 gesteuerten Magnetventiles 9 über ein Zeitglied oder Steuerelement beim Start des Brenners verzögert und beim Abschalten des Brenners das Schließen dieses Ventiles 9 vorgezogen wird, um den Austritt unverbrannten Gases in die Atmosphäre zu verhindern.

Pig.4 veranschaulicht, daß das für die zusätzliche Versorgung des Brenners erforderliche Gas der Gasversorgungsleitung 25 zur Führung 5 über die Zufuhrleitung 6 mittels eines steuerbaren Ventiles 13 in dosierten*,, regelbaren Mengen, die auf die jeweilige Leistung des Brenners proportional abgestimmt sind, entnommen werden kam,.

.Gemäß der Fig.3 und 5 befindet sich der Gasbrenner innerhalb eiues Gehäuses 11 und eine von radialen Schlitzen od. dgl. Ausnehmungen durchsetzte Scheibe* 12 grenzt den Brennraum 14 vom Teil 15 des Gehäuses 11 ab, dem über eine einstellbare Blende 16 und eine dem Gehäuse 11 anfügbare Ringkammer 17 aus einer Gebläseluftführung 18 Verbrennungsluft zugeführt wird, die sich mit dem aus dem offenen Ende der Führung 5 austretenden Gas vermischt und durch die Schlitze der Scheibe 12 und den an ihrem Rand mit der Innenseite des Gehäuses 11 gebildeten peripheren Ringspalt 19 in den Bereich der Gasaustrittsöffnungen 3 der Brennerkammer 1 gelangt.

In diesen Bereich ragen auoh ein Zündelement 20 und ein als Flammenwächter dienendes Ionisationselement 21.

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Pig.6 zeigt das Schaltbild einer Steuerung eines solchen Gasbrenners. Der Zustrom der Gebläseluft in der Führung 18 wird mittels eines Drosselelementes 22 eingestellt. Die Steuerung der Druckregler 7 und 8 mit ihren Magnetventilen 9 und 10 erfolgt über eine Kegelelektronik 23, der ein Sollwertgeber 24 zugeordnet ist.

Die Versorgung der srir Brennerkammer 1 und den Gasaustrittsöffnungen 3 führenden Gaszufuhrleitung 2 und der in die Führung 5 mündenden Gaszufuhrleitung 6 erfolgt aus einer gemeinsamen·· Gasversorgunsleitung 25. Das zusätzlich zugeführte Sekundärgas vermischt sich nach dem Austritt aus der Führung 5 mit der aus der Führung 18 geförderten Verbrennungsluft und gelangt dann über die Schlitze der Scheibe 12 und den Spalt 19 in den Brennraum 14 zu den Gasaustrittsöffnungen 3.

Flg.7 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform, derzufolge diese Führung 5 nicht vor der Scheibe 12 endet, sondern unmittelbar an die von den Schlitzen durchsetzte Scheibe' 12 anschließt·■ und pures, unvermischtes Gas zu den Gasaustrittsöffnungen 3 gelangen läßt.

Fig.8 ist die Draufsicht auf das oberseitig mit Gaeaustrittsöffnungen versehene Ende eines mit Gas oder einem Gaa-Luft-Geraiech über eine Düse gespeisten, eine Brennerkammer 1 einschließenden Brennerstabes, der von zwei Führungen 5 für zusätzlich zuzuführendes Gas flankiert ist*

&Iacgr; Diese Führungen 5 weisen aufwärts gerichtete Gasaustritteöffnungen 26 auf, über die dem oberhalb der Auetrittsöffnungen

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3 der Brennerkammer 1 gelegenen Bereiich seitwärts zusätzliches Gas zugeführt wird.

Die zugehörige Steuerung entspricht jener nach Fig.6, wobei die Möglichkeiten beatahen, sie mittels die Druckregler 7 und verbindender Steuerleitungen oder durch mechanische Verbindung (Verbundregler) dieser Druckregler durchzuführen.

Claims (1)

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   ■ e t A nsprüche:

   1. Gasbrenner mit über eine Gaszufuhrleitung und ein Regelventil gespeisten Gasaustrittsöffnungen zumindest einer Brennerkammer, dadurch gekennzeichnet, daß in den Bereich dieser Gasaustrittsöffnungen (3) innerhalb des Brennraumes (14) eine Führung (5) für zusätzliches Gas mundet, deren Durchsatz über zumindest ein gesondertes Regelventil (9 bzw. 13) regelbar ist.

   2. Gasbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchsatz dieser Führung (5) proportional in Abhängigkeit von der über die Brennerkammer (1) erfolgenden Gaszufuhr zu den Gemischaustrittsöffnungen (3) dieser Brennerkammer (I),

   z. B. abhängig vom Gasdruck in der Gaszufuhrleitung (2), regelbar ist.

   3« Gasbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchsatz'dieser Führung (5) in Abhängigkeit von der Leistung eines der Luftzufuhr zum Brenner dienenden Gebläses regelbar ist.

   4. Gasbrenner nach einem der Ansprüohe 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchsatz in dieser Führung (5) in zeitlicher Abhängigkeit von der Inbetriebnahme· des Brenners bzw. der Abschaltung der Gaszufuhr zu den Gasaustrittsöffnungen (3) der Brennerkammer (1) verzögert bzw. vorgezogen steuerbar ist.

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   5. Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (5) für das zusätzliche Gas von einem die Brennerkammer (1) ummantelnden Hüllrohr (4) gebildet wird, das zweck3 Vermischung des Gases mit Verbrennungsluft in einem Abstand von dem Gasaustrittsöffnungen (3) aufweisenden Bereich der Brennerkammer (1) endet (Fig.1,3,5,6).

   6. Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch

   gekennzeichnet, daß die Führung··- zwecks Zufuhr puren, unvermischten Gases unmittelbar im Bereich der Gasaustrittsöffnurigen (3) der Brennerkammer (1) endet (Fig.7).

   7. Gasbrenner nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, ..daß zwischen der Mündung des Hüllrohres (4) und den GaeauatriUtsöffnungen (3) der Brennerkamraer (1) eine mit Schätzen od. ^gI. Ausnehmungen versehene Scheibe (12) angeordnet ist, die den Brennraum (14) von einem den ummantelten Teil der Brennerkammar

   (I) aufnehmenden Teil (15) eines gemeinsamen Gehäueiss (11) abgrenzt (Fig^5).

   &bgr;. Gasbrenner nach Anspruch ?, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Rand der Scheibe (12) und der Innenseite des Gehäuses

   (II) ein Spalt (19) für den Durchtritt von Verbrennungsluft bzw. eines Gae-Luft-Gemisohes vorgesehen ist (Pig.5).

   9. Gasbrenner nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der die Brennerkammer (1) aufnehmende Teil (15) das Gehäuses

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   (11) Über eine, gegebenenfalls einstellbare. Blende (16) mit einem über ein Gebläse mit Verbrennungsluft versorgten, den Gehäuse (11) angefügten Ringraura (17) verbunden ist (Fig.5).

   10. Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis Q_; gekennzeichnet durch je ein in der zur Führung des zusätzlichen Gases dienenden Gaszufuhrleitüng (6) und in der Zufuhrleitung (2) zur Brennerkammer angeordnetes Regelventil (9 bzw. 10), die in einem gemeinsamen Steuerungssystem miteinander verknüpft sind (Fig.6 und 8).