AT397565B - Gas nozzle - Google Patents

Abstract

Device on at least one gas nozzle 1 of a gas burner, which is directed towards the inlet orifice of a mixing duct and is arranged at a distance from the latter and feeds the combustion-mixture outlet orifices of the burner. So that the mass ratio of gas to air can be kept essentially constant over a relatively wide temperature range in a simple way, there is provision for arranging in the region of the mouth of the nozzle 1 a thermally controlled collar 3 which, when the burner is cold, surrounds the nozzle orifice more closely and impedes the inflow of air to the gas jet 5 to a greater extent than when the burner is hot, the collar 3 changing from an essentially funnel-like shape to a disc-like shape with rising temperature. <IMAGE>

Description

AT 397 565 BAT 397 565 B

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung an mindestens einer Gasdüse eines Gasbrenners, die gegen die Einlaßöffnung eines Mischkanales gerichtet und in einem Abstand von diesem angeordnet ist, der Brenngemisch-Austrittsöffnungen des Brenners versorgt.The invention relates to a device on at least one gas nozzle of a gas burner, which is directed against the inlet opening of a mixing channel and is arranged at a distance therefrom, which supplies the fuel mixture outlet openings of the burner.

Bei bekannten Gasdüsen für Gasbrenner ergibt sich das Problem, daß beim Kaltstart des Brenners 5 durch den aus der Gasdüse austretenden Gasstrahl aufgrund der geringen Temperatur der umgebenden Luft eine zu große Masse an Primärluft mitgerissen wird, wodurch das Mischungsverhältnis von Gas und Luft vom für den Betriebszustand eingestellten Wert abweicht. Dadurch kommt es zu Problemen beim Zünden des Brenners und beim anschließenden Betrieb des Brenners mit einer unter der Betriebstemperatur liegenden Temperatur. 10 Um das Mischungsverhältnis annähernd konstant zu halten, ist gemäß der GB-PS 22 42 514 vorgeschlagen worden, das Gaszuführrohr mit den Düsen verschiebbar auszubilden und entsprechend der Brennertemperatur exzentrische Positionen zwischen Düse und Mischrohr einzustellen. Zusätzlich können mit der Verschiebung verschwenkbare Drosselbleche vorgesehen sein, welche die Luftansaugung mehr oder weniger behindern. 75 Ziel der Erfindung ist es, eine Einrichtung der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, die bei einfacherem Aufbau eine weitgehende Konstanthaltung des Mischungsverhältnisses auch bei niedrigen Temperaturen des Brenners gewährleistet.In known gas nozzles for gas burners, the problem arises that when the burner 5 is cold started, a too large mass of primary air is entrained by the gas jet emerging from the gas nozzle due to the low temperature of the surrounding air, as a result of which the mixing ratio of gas and air for the operating state set value differs. This leads to problems when the burner is ignited and when the burner is subsequently operated at a temperature below the operating temperature. 10 In order to keep the mixing ratio approximately constant, it has been proposed according to GB-PS 22 42 514 to design the gas supply pipe with the nozzles to be displaceable and to set eccentric positions between the nozzle and the mixing pipe in accordance with the burner temperature. In addition, pivotable throttle plates can be provided with the displacement, which more or less impede the air intake. The aim of the invention is to propose a device of the type mentioned at the outset which, with a simple construction, ensures that the mixing ratio is kept largely constant even at low temperatures of the burner.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß im Bereich der Mündung der Düse ein thermisch gesteuerter Kragen angeordnet ist, der bei kaltem Brenner die Düsenöffnung enger umgibt und den 20 Zustrom von Luft zum Gasstrahl mehr behindert als bei heißem Brenner, wobei sich der Kragen mit steigender Temperatur von einer im wesentlichen trichterartigen zu einer scheibenartigen Gestalt verformt.According to the invention, this is achieved in that a thermally controlled collar is arranged in the region of the mouth of the nozzle, which surrounds the nozzle opening more closely when the burner is cold and hinders the inflow of air to the gas jet more than when the burner is hot, the collar increasing with increasing temperature deformed from a substantially funnel-like to a disc-like shape.

Auf diese Weise wird erreicht, daß im kalten Zustand des Brenners der Zustrom von Primärluft zum aus der Düse austretenden Gasstrahl behindert wird, wodurch der Gasstrahl eine bestimmte Masse an Luft mitreißen kann. Mit steigender Temperatur sinkt die Dichte der Luft. Da nun der Kragen den Zustrom von 25 Luft zum Gasstrahl immer weniger behindert, kann dieser ein immer größeres Luftvolumen pro Zeiteinheit mitreißen. Das Mischungsverhältnis zwischen Gas- und Luftmenge bleibt bei steigender Temperatur im wesentlichen konstant. Damit die Primärluftzahl nicht absinkt, wird der Düsenkragen, der den Freistrahl im Kernbereich umgibt, abgesenkt, so daß nun schon Luft im Kern- und Übergangsgebiet des Freistrahls eingebunden werden kann. Damit werden Probleme beim Zünden und beim Betrieb des Brenners im 30 Bereich niedriger Temperaturen vermieden.In this way it is achieved that in the cold state of the burner the flow of primary air to the gas jet emerging from the nozzle is impeded, whereby the gas jet can entrain a certain mass of air. The density of the air decreases with increasing temperature. Since the collar now less and less impedes the inflow of 25 air to the gas jet, this can entrain an ever larger air volume per unit of time. The mixing ratio between the amount of gas and air remains essentially constant with increasing temperature. So that the primary air ratio does not drop, the nozzle collar, which surrounds the free jet in the core area, is lowered so that air can already be integrated in the core and transition area of the free jet. This avoids problems with the ignition and operation of the burner in the low temperature range.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, daß der Kragen aus Bimetall besteht und im kalten Zustand einen Winkel von 20* bis 30* mit der Mittelachse der Düse einschließt sowie im betriebswarmen Zustand einen Winkel von 90 * mit dieser Achse einschließt.According to a further feature of the invention it can be provided that the collar consists of bimetal and in the cold state encloses an angle of 20 * to 30 * with the central axis of the nozzle and in the warm operating state encloses an angle of 90 * with this axis.

Auf diese Weise wird sehr einfach eine Verminderung des vom Gasstrom mitreißbaren Luftvolumens 35 bei kaltem Brenner erreicht, da der Kragen den Zustrom von Luft zum aus der Düse austretenden Gasstrahl über eine bestimmte Strecke des Gasstrahles wesentlich behindert. Da sich mit steigender Temperatur der trichterförmige Kragen mehr und mehr der Form einer Scheibe nähert, kann immer mehr Luft zum aus der Düse austretenden Gasstrahl Zuströmen, wodurch die mit steigender Brennertemperatur verbundene Druckverlusterhöhung ausgeglichen wird. 40 Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert.In this way, a reduction in the volume of air 35 entrained by the gas flow is achieved in a cold burner, since the collar substantially impedes the inflow of air to the gas jet emerging from the nozzle over a certain distance of the gas jet. As the funnel-shaped collar approaches the shape of a disk with increasing temperature, more and more air can flow to the gas jet emerging from the nozzle, thereby compensating for the increase in pressure loss associated with increasing burner temperature. 40 The invention will now be explained in more detail with reference to the drawing.

Dabei zeigen:Show:

Figur 1 schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Einrichtung sowie Figuren 2 und 3 schematisch die Strömungsverhältnisse bei verschiedenen Stellungen des Kragens,FIG. 1 schematically shows a first exemplary embodiment of a device according to the invention, and FIGS. 2 and 3 schematically show the flow conditions at different positions of the collar,

Die Figur 1 zeigt schematisch eine Gasdüse mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung. 45 So ist die an einem Gaszuführrohr 6 eines atmosphärischen Gasbrenners eines Wasserheizers angeordnete Gasdüse 1 mit einem an ihrer freien Stirnfläche 2 anliegenden thermisch gesteuerten Kragen 3 versehen. Dieser Kragen 3 ist aus einem Bimetall hergestellt und weist Flügel 7 auf, die einen sich von der Düse 1 weg erstreckenden trichterförmigen Abschnitt 4 bilden, der im kalten Zustand einen Winkel von 20 * bis 30* mit der Achse der Düse 1 einschließt, wie dies mit durchgehenden Linien eingezeichnet ist. Der so Kragen weist weiterhin einen Kreisringteil 8 auf, der auf der Düsenstirnfläche 2 befestigt ist, von dem die Flügel 7 in einem Winkel abstehen. Der Kreisringteil 8 ist mit einer zentralen Bohrung versehen, die mit einer entsprechenden Bohrung des Gaszuführrohres 6 und der Gasdüse 1 fluchtet, durch die der Gasstrahl 5 hindurchtritt.Figure 1 shows schematically a gas nozzle with a device according to the invention. 45 The gas nozzle 1 arranged on a gas feed pipe 6 of an atmospheric gas burner of a water heater is provided with a thermally controlled collar 3 resting on its free end face 2. This collar 3 is made of a bimetal and has wings 7 which form a funnel-shaped section 4 which extends away from the nozzle 1 and which, when cold, forms an angle of 20 * to 30 * with the axis of the nozzle 1, as is the case with this is drawn with solid lines. The collar in this way also has a circular ring part 8 which is fastened on the nozzle end face 2, from which the wings 7 protrude at an angle. The circular ring part 8 is provided with a central bore which is aligned with a corresponding bore of the gas feed pipe 6 and the gas nozzle 1 through which the gas jet 5 passes.

Mit steigender Temperatur bei brennendem Brenner vergrößert sich der Winkel, den der trichterförmige 55 Abschnitt 4 mit der Achse des Düse 1 einschließt und erreicht bei der Betriebstemperatur des Brenners einen Winkel von ca, 90 ·.With increasing temperature when the burner is burning, the angle which the funnel-shaped section 55 forms with the axis of the nozzle 1 increases and reaches an angle of approx. 90 · at the operating temperature of the burner.

Wie aus den Figuren 2 und 3 zu ersehen ist, ergibt sich durch den trichterförmigen Abschnitt 4 des Kragens 3 in dessen nur einen kleinen Winkel α mit der Achse der Düse 1 einschließenden Stellung, wie 2As can be seen from FIGS. 2 and 3, the funnel-shaped section 4 of the collar 3, in its position including only a small angle α with the axis of the nozzle 1, results as in FIG. 2

Claims (2)

AT 397 565 B sie in der Figur 2 dargestellt ist und einer niedrigen Temperatur des Kragens 3 entspricht, eine erhebliche Behinderung des Zustromes von Luft zu dem aus der Düse 1 austretenden Gasstrahl 5. Dies führt dazu, daß im kalten Zustand nur ein entsprechend kleines Luftvolumen vom Gasstrahl 5 mitgerissen werden kann. Im Gegensatz dazu kann in einem betriebswärmeren Zustand des Brenners, in dem, wie aus der Figur 5 3 zu ersehen ist, der trichterförmige Abschnitt 4 im fast senkrecht zur Achse der Düse 1 verläuft, der Kragen 3 den Zustrom von Luft zum Gasstrahl 5 nicht mehr behindern. Dadurch kann der Gasstrahl ein größeres Luftvolumen mitreißen und eine Druckverlusterhöhung, die durch Erwärmen des Gasgemisches verursacht wird, wird annähernd ausgeglichen. Dies führt dazu, daß das Massenverhältnis von Gas zu Luft trotz der sich ändernden Temperatur im io wesentlichen gleich bleibt und daher entsprechend eingestellt werden kann. Patentansprüche 1. Einrichtung an mindestens einer Gasdüse eines Gasbrenners, die gegen die Einlaßöffnung eines 75 Mischkanales gerichtet und in einem Abstand von diesem angeordnet ist, der Brenngemisch-Austrittsöffnungen des Brenners versorgt, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Mündung der Düse (1) ein thermisch gesteuerter Kragen (3) angeordnet ist, der bei kaltem Brenner die Düsenöffnung enger umgibt und den Zustrom von Luft zum Gasstrahl (5) mehr behindert als bei heißem Brenner, wobei sich der Kragen (3) mit steigender Temperatur von einer im wesentlichen trichterartigen zu einer 20 scheibenartigen Gestalt verformt.AT 397 565 B it is shown in FIG. 2 and corresponds to a low temperature of the collar 3, a considerable impediment to the inflow of air to the gas jet 5 emerging from the nozzle 1. This leads to a correspondingly small volume of air in the cold state can be carried away by the gas jet 5. In contrast, in a warmer operating state of the burner, in which, as can be seen from FIG. 5 3, the funnel-shaped section 4 runs almost perpendicular to the axis of the nozzle 1, the collar 3 can no longer accommodate the inflow of air to the gas jet 5 hinder. As a result, the gas jet can entrain a larger volume of air and an increase in pressure loss caused by heating the gas mixture is approximately compensated. This means that the mass ratio of gas to air remains essentially the same despite the changing temperature and can therefore be adjusted accordingly. 1. Device on at least one gas nozzle of a gas burner, which is directed against the inlet opening of a 75 mixing channel and arranged at a distance from it, which supplies the fuel mixture outlet openings of the burner, characterized in that in the region of the mouth of the nozzle (1) thermally controlled collar (3) is arranged, which surrounds the nozzle opening more closely when the burner is cold and more impedes the inflow of air to the gas jet (5) than in the case of a hot burner, the collar (3) increasing from an essentially funnel-like to deformed into a 20 disc-like shape. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kragen (3) aus Bimetall besteht und im kalten Zustand einen Winkel von 20 · bis 300 mit der Mittelachse der Düse (1) einschließt sowie im betriebswarmen Zustand einen Winkel von 900 mit dieser Achse einschließt. 25 Hiezu 1 Blatt Zeichnungen 30 35 40 45 50 3 552. Device according to claim 1, characterized in that the collar (3) consists of bimetal and in the cold state includes an angle of 20 to 300 with the central axis of the nozzle (1) and in the warm operating state an angle of 900 with this axis includes. 25 Including 1 sheet of drawings 30 35 40 45 50 3 55