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Brenner mit Vormischung von brennbarem Gas mit Verbrennungsluft Die
Erfindung betrifft einen Brenner mit Vormischung von brennbarem Gas mit Verbrennungsluft,
bei dem der Brennerkopf mindestens zwei parallel und mit geringem Abstand voneinander
angeordnete Reihen von Gasluftgemisch-Austrittskanälen mit schlitzförmigem Querschnitt
aufweist, die derart gerichtet sind, daß sie gegenüber einer durch die schlitzförmigen
Austrittsöffnungen jeder Reihe gelegten Mittellinie geneigt sind und die Neigungsrichtung
der einen Reihe gegenüber der benachbarten Reihe entgegengesetzt verläuft.
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Bei Brennern dieser Art, denen ein brennbares Gemisch bestimmter Zusammensetzung
und Temperatur zugeführt wird und die unter Betriebsverhältnissen arbeiten, bei
denen sich die Temperatur des Brennerkopfes und die Zuführung der Sekundärluft zu
den Flammen von selbst einstellt, ist es bekannt, da.ß es eine Grenz-Strömungsgeschwindigkeit,
die auch als Abblasegeschwindigkeit bezeichnet wird, für die Strömung durch die
Öffnungen des Brenn.erkopfes gibt. Wenn die Strömungsgesah-,vind.igkeit den erwähnten
Grenzwert überschreitet, wird die Flamme abgeblasen, d. h., sie hebt sich vom Brenner
ab und erlischt. Um die Leistung des Brenners zu erhöhen, ist es daher erforderlich,
die Abmessungen des Brennerkopfes zu vergrößern. Wenn die Abblasegeschwindigkeit
niedrig ist, wie es bei brennbaren Gemischen, die gesättigte Kohlenwasserstoffe,
beispielsweise Methan, Propan und Butan, enthalten, der Fall ist, ist der Brennerkopf
häufig zu groß, und die Wärmekonzentration ist für bestimmte Verwendungszwecke zu
gering.
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Das Ziel der Erfindung ist die Stabilisierung der Flamme bei Brennern
obengenannter Art, so da.ß auch Ausströmungsgeschwindigkeiten des brennbaren Gasluftgemisches,
die oberhalb der Abblasegeschwin.digkeit liegen, zulässig sind.
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Dies wird erfindungsgemäß bei einem Gasbrenner der vorliegenden Art
dadurch erreicht, daß die Austrittskanäle durch eine oder mehrere mit geneigten
Stegen versehene Schienen gebildet werden, die von der Brennerkopfwand umgeben sind,
und zwischen denen sich bei mehr als zwei beidseitig mit geneigten Stegen versehenen
Schienen eine steglose Schiene befindet.
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Bei der Konstruktion solcher Brenner muß man bei Verwendung eines
gegebenen Brennstoffes für eine bestimmte Leistung unter anderem den Durchga,ngsquerschnibt
der Ausströmungskanäle, den gegenseitigen Abstand der Kanäle in einer Reihe und
die Neigung der Kanäle gegeneinander berücksichtigen. Bei einem Brenner gemäß der
Erfindung können diese Größen bei einer gegebenen Breite der Schienen unabhängig
voneinander gewählt werden im Gegensatz zu einem Brenner der vorliegenden Art, bei
dem die schrägen Kanäle durch wendelförmiges Umwickeln einer Flachschiene mit Draht
einer bestimmten Stärke gebildet werden. Ein weiterer Nachteil, der sich in der
Praxis bei solchen Drahtschlitzen gezeigt hat, ist der, daß der Draht, der ja über
die Oberfläche der Schiene hinausragt und hohen Flammentemperaturen ausgesetzt ist,
dazu neigt, zu verbrennen. Eine Ausführung mit Rippen ist deshalb, insbesondere
im Falle stark beanspruchter Brenner, entschieden vorzuziehen.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen
an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Öffnungen 1, 1'
des Brennerkopfes 2 eine rechteckige Form aufweisen. Die Öffnungen sind in zwei
parallelen Reihen angeordnet, wobei die Achsen der Öffnungen jeder Reihe (beispielsweise
1) in einer Ebene liegen, die parallel zu der Ebene liegt, welche die Achsen der
Öffnungen der anderen Reihe (beispielsweise 1') enthält. Die Achsen der Öffnungen
der gleichen Reihe sind parallel, während die Richtungen der Achsen der Öffnungen
der beiden benachbarten Reihen zueinander unter einem Winkel angeordnet sind. Das
brennbare Gemisch, das bei 3 zugeführt wird, strömt
mit hoher Geschwindigkeit
durch, diese Öffnungen. Die durchschnittliche Ausströmgesch-,vin.digkeit der Gase
ist für jede Öffnung die gleich. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, werden unmittelbar am
Austritt, und zwar zwischen zwei benachbarten Öffnungen 1, 1', die in getrennten
Reihen liegen, Wirbel 4 gebildet, die dadurch, daß sie auf hoher Temperatur befindliche
Verbrennungsgase zur Basis der Flammen zurückführen, eine Stabilität der Flammen
bei Strömungsgeschwindigkeiten des brennbaren Gemisches herbeiführen, die erheblich
höher liegen als diejenige Strömungsgeschwindigkeit, die der Abblasgrenze des Gemisches
entspricht und sich bei einem Brenner ergibt, der nur eine einzige Reihe von Öffnungen
oder eine Anzahl von Reihen von Öffnungen mit parallelen Achsen aufweist.
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Bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung ist die rechteckige Fortn
der Öffnungen nur als Beispiel gewählt. Das gleiche Ergebnis kann jedoch auch mittels
zahlreicher anderer Formen von Öffnungen erreicht werden. Entscheidend ist die richtige
Wahl des iZ'inkels und der Abstände zwischen den Öffnungen.
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Die erfindungsgemäßen Brenner können unter Verwendung der bei der
Herstellung von Brennern allgemein üblichen Werkstoffe und Verfahren hergestellt
werden. Die Öffnungen. können bereits in der Gießform oder bei einer sonstigen sparlosen
Formgebung vorgesehen oder durch Bohren, Fräsen, Stanzen od. dgl. nachträglich in
das Formstück eingearbeitet werden.
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Mehrere Schrägstegschienen der vorliegenden Art können nebeneinander
angeordnet werden. Fig. 3 stellt einen Brenner dar, der sechs Reiher von Flammenaustritten
aufweist, die durch drei Schienen 5 entsprechend Fig. 1, die durch zwei flache Schienen
6 voneinander getrennt werden; gebildet werden.
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Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der Schienen 7 verwendet
werden, die nur auf einer Seite geneigte Stege 8 tragen.
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Die Fig. 5 und 6 stellen ringförmige Brenner dar, deren Flammen entweder
in einer Ebene liegen (Fig. 5) oder einen Kegel bilden (Fig. 6).
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Bei sämtlichen bis jetzt beschriebenen Ausführungsbeispielen sind
die Austrittsöffnungen für das Gasluftgemisch so angeordnet, da,B an der Basis jeder
Flamme die die Flamme stabilisierenden Wirbel erzeugt werden. Es ist naturgemäß
auch möglich, die Selbststabilisierung der Flammen auf nur einen Teil der Gesamtzahl
der Öffnungen zu beschränken, wobei die selbststabilisierten Flammen die übrigen
Flammen, die am Austritt der Öffnungen entzündet werden, mitstabilisieren.
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Fig. 7 zeigt einen Brennerkopf, der zwei doppelte Reihen von Öffnungen
9, 10 für selbststabilisierte Flammen aufweist, wobei diese Öffnungen zu beiden
Seiten einer Flamme angeordnet sind, die sich am Austritt einer aus einem einfachen
Schlitz 11 bestehenden Öffnung bildet.
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Fig. 8 stellt einen zylindrischen Brenner 12 dar, bei dem die sich
am Austritt einer Öffnung 13 großen Durchmessers bildende zentrale Flamme durch
einen Gürtel aus selbststabilisierten Flammen stabilisiert wird.
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Fig.9 zeigt einen zylindrischen Brennerkopf 12, der durch eine doppelte
Reihe selbststabilisierter Flammen in zwei Hälften geteilt wird., wobei die zu beiden
Seiten liegenden Flammen. stabilisiert werden.
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Die im vorstehenden beschriebenen Brenner stellen nur einige wenige
Beispiele für die Stabilisierungsmöglichkeiten dar, die die Anwendung der Erfindung
für entweder sämtliche oder nur einen Teil der Flammen eines Brenners sowie in Verbindung
mit allen Arten von Brennerköpfen mit blauer Flamme bietet.