CH680234A5

CH680234A5 -

Info

Publication number: CH680234A5
Application number: CH33389A
Authority: CH
Inventors: Hans-Albrecht Kohlmann; Thomas Pieper
Original assignee: Vaillant Gmbh
Priority date: 1988-02-08
Filing date: 1989-02-01
Publication date: 1992-07-15
Also published as: DE3903690A1; DE3903690C2; ATA24488A; AT397567B

Description

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CH 680 234 A5

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Gasbrenner mit zumindest einer, mit einem Gas-Luft-Gemisch gespeisten Brennerkammer, deren Wandung von gemeinsam einen das Gas-Luft-Gemisch führenden Hohlraum einschliessenden Blechen gebildet ist.

Aufgabe der Erfindung ist eine Verringerung der beim Betrieb solcher Gasbrenner durch eine Uber-hitzung des Flammenbereiches auftretenden Schadstoffemission, insbesondere NOx-Emission.

Eine solche Verringerung kann einerseits durch eine Kühlung der Verbrennungsluft, insbesondere der bei einer atmosphärischen Verbrennung den Flammen zuströmenden Sekundärluft, erfolgen, wobei durch eine solche Kühlung die im Flammenbereich auftretenden Temperaturspitzen abgebaut werden.

Andererseits werden bei einer stöchiometrischen Vormischung des Gas-Luft-Gemisches an den Gemischaustrittsöffnungen der Brennerkammerwandung sehr kurze Flammen erzeugt, die unter anderem durch eine Verkürzung der Reaktionszeit bei hoher Primärluftzahl entstehen; die Folge davon ist ein sogenanntes Glühen der Brennerkammerwandung in diesem Bereich, das mit einer hohen Beanspruchung des Werkstoffes in diesem Bereich verknüpft ist. Durch ein solches Ansteigen der Oberflächentemperatur der Brennerkammerwandung würde sich aber ausserdem auch zwangsläufig die Primärluftzahl verändern, und es könnte somit die gewünschte optimale Primärluftzahl auf Dauer nicht eingehalten werden.

Die Erfindung beruht nun auf der Erkenntnis, dass dem Auftreten dieser Probleme durch eine gezielte Kühlung der von den Gemischaustrittsöffnungen durchsetzten Wandung der Brennerkammer vorgebeugt werden kann.

In diesem Zusammenhang setzt es sich die Erfindung ausserdem zum Ziel, ein in dieser Hinsicht wirksames Kühlsystem zu schaffen, das speziell bei einem Gasbrenner der eingangs bezeichneten Gattung die Möglichkeit einer besonders einfachen und dementsprechend kostengünstigen Herstellung er-schliesst.

Erfindungsgemäss schliessen bei einem solchen Gasbrenner die Bleche ausser dem Hohlraum der Brennerkammer auch noch zumindest einen Hohlraum einer Führung eines Kühlmittels ein.

Dadurch wird erreicht, dass eben jenes Blech, das die Gemischaustrittsöffnungen aufweist und besonders einer Kühlung bedarf, sowie jene Bereiche, die die Sekundärluft führen, vom selben Material gebildet sind, das auch die Kühlmittelführung begrenzt.

Dieser Gasbrenner, dessen Brennerkammer von zwei Blechen gebildet ist, die den Hohlraum der Kühlmittelführung einschliessen, kann vorteilhafterweise eine Kühlmittelführung aufweisen, die der Brennerkammer benachbart verläuft und rohrför-mig mit vorzugsweise kreisförmigem Querschnitt ausgebildet ist. Die Wandungen der Kühlmittelführung sind aus denselben Blechen ausgeprägt wie die Wandungen der Brennerkammer.

Zwecks bestmöglicher Wirksamkeit verläuft die Kühlmittelführung mit ihrem Hohlraum der Brennerkammer mit einer gewissen Distanz benachbart.

Handelt es sich um einen Gasbrenner, dessen Flammenbereich einer Sekundärluftzufuhr bedarf, können die beiden, die Hohlräume einschliessenden Bleche innerhalb der genannten Distanz jeweils eine sie durchsetzende Ausnehmung für den Durchtritt von Sekundär-Verbrennungsluft aufweisen.

Ist die Brennkammer üblicherweise länglich gestaltet, verläuft die Kühlmittelführung zweckdienlicherweise im wesentlichen parallel zu dieser länglich gestalteten Brennerkammer.

Zur Erhöhung der Kühlwirkung kann aber diese Kühlmittelführung auch mit einer Schleife um eine Stirnseite der Brennerkammer verlaufen, wobei ein der Zufuhr des Gas-Luft-Gemisches dienendes Mischrohr in die gegenüberliegende Stirnseite der Brennerkammer mündet.

Hinsichtlich der Anordnung der Kühlmittelführungen in bezug zu den Brennerkammern stehen im Rahmen der Erfindung vielerlei Möglichkeiten offen: So kann diese Kühlmittelführung zwischen benachbarten Brennerkammern angeordnet sein, es können aber auch zu beiden Seiten einer Brennerkammer Kühlmittelführungen verlaufen. Zwar empfiehlt sich im Rahmen der Erfindung die Verwendung von Brennerrohren mit kreisförmigem Querschnitt, doch ist die Erfindung durchaus nicht auf eine derartige Profilierung der Brennerkammern beschränkt, vielmehr mag es für die Kühlwirkung von Vorteil sein, wenn eines der beiden die Brennkammern bildenden Bleche Gas-Luft-Gemischaustritts-öffnungen aufweist und im Bereich der Gemischaustrittsöffnungen nur flach gewölbt oder eben ist und das andere Blech hohlraumbildend geformt ist, damit die Kühlmittelführungen näher an den Flammenbereich heranrücken können.

Ausführungsbeispiele erfindungsgemässer Gasbrenner sind schematisch in den Zeichnungen veranschaulicht und nachstehend anhand der Zeichnungsfiguren erläutert. Im einzelnen zeigen

Fig. 1 die Stirnansicht eines Gasbrenners und zwei einander benachbarten Brennerkammern mit einer Kühlmittelführung,

Fig. 2 eine Variante dieser Anordnung gleichfalls in einer Stirnansicht,

Fig. 3 die Stirnansicht einer anderen Ausführungsform,

Fig. 4 eine abgeänderte Ausführungsform eines Gasbrenners gleichfalls in einer Stirnansicht,

Fig. 5 die Draufsicht auf einen Gasbrenner mit zugeordneten Kühlmittelführungen und

Fig. 6 gleichfalls eine Draufsicht auf eine Ausführungsvariante.

Die Brennerkammern 1 eines Gasbrenners sind bei den dargestellten Ausführungsbeispielen durchwegs als Rohre geformt, denen über koaxial stirnseitig einmündende Mischrohre 2 ein Gas-Luft-Ge-misch zugeführt wird.

Die Wandungen dieser Brennerkammern 1 werden von zwei Blechen 3 und 4 gebildet, in die durch Ziehen Hohlräume derart eingeformt (eingeprägt)

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sind, dass sie sich bei einem Aneinanderliegen dieser Bleche 3 und 4 zum Querschnitt der Brennerkammern 1 ergänzen. Die Oberseite der Brennerkammer 1, also das Blech 3, ist bereichsweise von Gas-Luft-Gemischaustrittsöffnungen 5 durchsetzt, an denen sich nach erfolgter Zündung des Brenners Brennerflammen 10 bilden (Fig. 4 bis 6).

Die Bleche 3 und 4 schliessen aber ausser den Brennerkammern 1 und gegebenenfalls den Mischrohren 2 noch weitere Hohlräume ein und bilden deren Wandungen, und zwar die Kühlmittelführungen 6, deren kreisförmig profilierte Wandung 7 sie gemeinsam verkörpern. Gemäss den Ausführungsformen nach den Fig. 1 bis 3 sind diese Kühlmittelführungen 6 den Brennerkammern 1 mit einer gewissen Distanz benachbart angeordnet.

Wenn der Brennerkammer 1 über das Mischrohr 2 ein stöchiometrisch zusammengesetztes Gas-Luft-Gemisch zugeführt wird, bedarf es keiner Sekundärluftzufuhr, und die Bleche 3 und 4 können diese Distanz geschlossen überbrücken und dienen nur der Wärmeleitung bzw. Kühlung der Oberseite der Brennerkammern 1.

Ansonsten können aber innerhalb dieser Distanz Ausnehmungen 8 gemäss Fig. 2 vorgesehen sein, die die Bleche 3 und 4 durchsetzen und einen Sekundärluftstrom zu den Gemischaustrittsöffnungen 5 zulassen.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, bei der einer Brennerkammer 1 zwei Kühlmittelführungen 6 unmittelbar benachbart verlaufen, hingegen sind gemäss Fig. 1 einer Kühlmittelführung 6 zwei Brennerkammern 1 benachbart.

Fig. 4 stellt eine Variante dar, die lehrt, dass die Bleche 3 und 4 nicht unbedingt gegengleich profiliert sein müssen. Es mag vielmehr der Kühlwiriaing der Kühlmittelführungen 6 zuträglich sein, wenn das den Oberteil der Brennerkammern 1 bildende Blech 3 im Bereich dieser Brennerkammem 1 nur flach gewölbt oder eben ist, weil dadurch die Kühlmittelführung 6 den Gemischaustrittsöffnungen 5, an denen Flammen 10 ansitzen, näher zu liegen kommt.

Die Fig. 5 und 6 zeigen schliesslich in der Draufsicht verschiedene Möglichkeiten für eine Gestaltung der Kühlmittelführung 6.

Gemäss Fig. 5 verlaufen gleichsinnig durchströmte Kühlmittelführungen 6 beidseits im wesentlichen parallel zur Achse der Brennerkammer 1, hingegen kann eine solche Kühlmittelführung 6 gemäss Fig. 6 auch in einer Schleife um eine der beiden Stirnseiten der Brennerkammer 1 verlaufen, wobei das der Zufuhr des Gas-Luft-Gemisches dienende Mischrohr 2 in die gegenüberliegende Stirnseite dieser Brennerkammer 1 mündet.

Während die Brennerkammern im Rahmen der Erfindung jede beliebige Form aufweisen können, ist für die Kühlmittelführungen ein Kreisprofil anzustreben.

Diese Ausbildung der Kühlmittelführung in bezug zur Brennerkammer gestattet es, die Kühlmittelführung mit einem vergleichsweise grossen Durchflussquerschnitt zu bemessen, was vorteilhafterweise eine Verstopfung dieser Führungen weitgehend ausschliesst.

Herstellungstechnisch besteht der grösste Vorteil der erfindungsgemässen Lösung darin, dass die Brennerkammern und die Kühlmittelführungen im wesentlichen aus denselben Halbfertigteilen und in denselben Arbeitsgängen gefertigt werden können.

Claims

Patentansprüche

1. Gasbrenner mit zumindest einer mit einem Gas-Luft-Gemisch gespeisten Brennerkammer (1), deren Wandung von gemeinsam einen das Gas-Luft-Ge-misch führenden Hohlraum einschliessenden Blechen (3, 4) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bleche (3, 4) ausser dem Hohlraum der Brennerkammer (1 ) auch noch zumindest einen Hohlraum einer Führung (6) eines Kühlmittels einschlies-sen.

2. Gasbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dessen Brennerkammer (1) von zwei Blechen (3, 4) gebildet ist, die den Hohlraum der Kühlmittelführung (6) einschliessen, die der Brennerkammer (1) benachbart verläuft und rohr-förmig mit vorzugsweise kreisförmigem Querschnitt ausgebildet ist.

3. Gasbrenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittelführung (6) mit ihrem Hohlraum der Brennerkammer (1) mit einer Distanz benachbart verläuft.

4. Gasbrenner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden, die Hohlräume einschliessenden Bleche (3, 4) jeweils eine sie durchsetzende Ausnehmung (8) für den Durchtritt von Sekundär-Verbrennungsluft aufweisen, welche Ausnehmung (8) innerhalb der genannten Distanz vorgesehen ist, (Fig. 2).

5. Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittelführung (6) im wesentlichen parallel zu der länglich gestalteten Brennerkammer (1) verläuft, (Fig. 5).

6. Gasbrenner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittelführung (6) mit einer Schleife um eine Stirnseite der Brennerkammer (1) verläuft, wobei ein der Zufuhr des Gas-Luft-Gemisches dienendes Mischrohr (2) in die gegenüberliegende Stirnseite der Brennerkammer (1) mündet, (Fig. 6).

7. Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittelführung (6) zwischen benachbarten Brennerkammern (1) verläuft, (Fig. 1,2,4-6).

8. Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass zu beiden Seiten der Brennerkammer (1) eine Kühlmittelführung (6) verläuft, (Fig. 3).

9. Gasbrenner nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass von den beiden die Brennerkammer(n) bildenden Blechen (3, 4) das eine (3) Gas-Luft-Gemischaustrittsöffnungen (5) aufweist und im Bereich der Gemischaustrittsöffnungen (5) nur flach gewölbt oder eben ist und das andere Blech (4) hohlraumbildend geformt ist, (Fig. 4).

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