DE1526031A1

DE1526031A1 - Gasbrenner

Info

Publication number: DE1526031A1
Application number: DE19661526031
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Societe Metallurgique dImphy SA
Current assignee: Societe Metallurgique dImphy SA
Priority date: 1965-07-05
Filing date: 1966-06-30
Publication date: 1970-01-08
Also published as: US3371699A; FR1449818A; DE1526031B2

Description

310-11.575P 30.6.1966

SOCIETE METAILURGIQUE D¹IMPHY, Paris (Frankreich)

Gasbrenner

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gasbrenner, beispielsweise einen Erdgasbrenner, der speziell zur Beheizung von metallurgischen Öfen bestimmt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein konstantes Verhältnis zwischen der zugeführten luft- und Gasmenge bei unterschiedlichen Betriebszuständen des Brenners aufrechtzuerhalten. Bin anderer Zweck der Erfindung besteht darin, eine sehr gute Mischung der beiden dem Brenner zugeführten Strömungsmedien zu erzielen. Das Einhalten der oben erwähnten Bedingungen gestattet es, einen möglichst guten Verbrennungswirkungsgrad zu erzielen und bo den Heizwert des Gases bestens auszunutzen.

Schließlich besteht eine zusätzliche Aufgabe der Erfindung darin, bei sämtlichen Betriebszuständen des Ofens oder Brenners dauernd eine Konstanz la den Durchsatz-Verhältnis von luft und Gas aufrechtzuerhalten, ohne von der Aufmerksamkeit des

31Ö-(65/74)-EF (5)

809982/0711

. Personals abhängig zu sein dem die Überwachung des Ofens obliegt; die Konstanz des Luft/Gas-Verhältnisses wird automatisch durch die Brenneranlage erzielt.

Die bisher bekannten Gasbrenner gestatten es nicht, selbsttätig eine Konstanz in dem Verhältnis von Gas und Luft bei unterschiedlichen Betriebsauständen des Brenners zu gewährleisten.

Der erfindungsgemäße Gasbrenner macht es möglich, die oben aufgezählten Betriebsbedingungen einzuhalten; er ist dadurch gekennzeichnet, daß er einerseits einen DurchgangtJ-abschnitt mit zahlreichen Durchlaßöffnungen aufweist, von denen die einen für den Durchlaß des Gases, die anderen für den Durchlaß der Luft bestimmt sind, wobei die Drücke des Gases und der Luft vor diesem Durchlaßabschnitt gleich und die Durchlaßöffnungen für das Gas und die Luft derart bemessen sind, daß hinter dem Durchlaßabschnitt ein bestimmtes Mengenoder Durchsatzverhältnis von Luft zu Gas besteht.

Vorzugsweise sind die Durchlaßöffnungen zylindrische Bohrungen von gleichem Durchmesser. Erfindungsgemäß ist bei jeder Durchlaßöffnung das Verhältnis zwischen dem lichten Querschnitt des Durchlaßloches zur von dem Strömungsmedium berührten inneren Oberfläche für die Luft und das C-aa gleich, wodurch man eine Konstanz des Verhältnisses der Durchsätze von Luft und Gas bei sämtlichen Betriebszuständen erhält, weil die

909882/071S

Druckverluste oder Durchflußwiderstände sich für die T)eiden Strömun^smedien praktisch in gleicher Weise ändern.

Die Erfindung wird nunmehr ausführlicher unter Hinweis auf ein spezielles Ausführungsbeispiel beschrieben, das in der Zeichnung veranschaulicht ist,

Aus dieser Beschreibung; werden sich weitere KerloiiEile und Vorteile der Erfindung ergeben. In der Zeichnung- zeigen:

Pig, 1 eine schematische Darstellung einer gelochten Platte, in der bestimmte Löcher oder Bohrungen für den Durchtritt des Gases, die anderen für den Durchtritt der luft bestimmt sind;

Fig. 2 einen flügelf".innigen Dreh-Verochlußschieber aura geregelten Verschließen der Durchlaßlöcher in der-Platte nach Pig. 1, wobei die !Form dec flügeiförmigen Schiebers die Konstanz im Verhältnis der Durchsätze von Luft und Gas bei unterschiedlichen Betriebszuständen des Brenners gewährleistet;

Fig. 5 einen axialen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäBen Gasbrenner;

Pig. 4 einen Axialschnitt durch eine Vorrichtung zur Steuerung der Gaszufuhr, die durch den Druck der dee Brenner zugeführten Luft betätigt wird und die Gleichheit der Drücke des Gases und der Luft vor deren Hindurchtreten durch die Lochplatte nach Pig. 1 bewirkt.

Selbstverständlich kann eine Heizeinrichtung mehrere erfindungßgemäße Brenner aufweisen, wobei jeder Brenner für sich

909882/0718

selbst die Proportionalität zwischen den Durchsätzen an Gas und Luft aufrechterhält. Die folgende Beschreibung bezieht sich nur auf einen einzigen Brenner, es dürfte jedoch klar sein, daß die Erfindung auch denjenigen Pail deckt, in dem mehrere Brenner in einer gleichen Heizeinrichtung Verwendung finden.

Die Pig. 1 zeigt eine Lochplatte 1, in der die Löcher im Bereich zweier einander gegenüberliegender Kreissektoren angeordnet sind; jeder Sektor enthält fünf Löcher 2 für den Durchfluß des Gases und 65 Löcher 3 für den Durchgang der Luft.

Die Löcher 2 und 3 sind zylindrisch und haben alle den gleichen Durchmesser; das Verhältnis der gesamten Durchtritts-' querschnitte für die Luft und das Gas ergibt sich also duröh das Verhältnis der Anzahl der betreffenden Löcher. Bei dem vorliegenden Beispiel, das sich auf einen Erdgasbrenner bezieht, ist dieses Verhältnis gleich 13.*

Der erfindungsgemäße Brenner kann mit irgendeinem beliebigen Brenngas arbeiten, es genügt, das Verhältnis der Anzahl der Löcher dem Sauerstoffbedarf des Gases bei seiner den Verwendungsbedingungen entsprechenden Dichte und Viskosität anzupassen.

Um die Zeichnung zu vereinfachen, sind nicht sämtliche Löcher in der Platte 1 dargestellt. Jeder Lochsektor kann sich über einen Winkel von 60° erstrecken.

909882/071g

Die kreisförmige lochplatte 1 wirkt mit einem Drehschieberflügel 4 zusammen, der koaxial an der Lochplatte gelagert ist und dessen volle Schieberteile gleichzeitig Löcher in beiden Lochsektoren der Platte abdecken bzw. abschließen können.

Die Löcher für den Durchtritt des Gases und der Luft sind

relativ zueinander derart angeordnet, da£ das Verhältnis

( zwischen den Durchtrittsquerschnitten für die Luft und denen für das Gas in jeder beliebigen Stellung des Drehschiebers 4 konstant bleibt. Die Seitenkanten des Drehschiebers 4 sind geradlinig und verlaufen längs Durchmessern der kreisförmigen Lochplatte 1.

Die Fig. 3 zeigt einen Gasbrenner, in den die Lochplatte und der flügeiförmige Drehschieber 4 eingebaut sind. Diese beiden Elemente liegen dicht aneinander und werden zwischen zwei flanschartigen Halterungen 6 und 7 gehalten.

Die weiter nach innen liegenden Löcher oder Bohrungen 2 werden mit Gas über eine Zuleitung 8 gespeist, die in eine innere Zuführkammer 9 des Brenners mündet, welche durch eine zylindrische Hülse 10 begrenzt ist, die mit ihrem freien Ende dichtend an der Lochplatte 1 zentral anliegt.

Die Luft fließt durch eine Leitung 11 zu, deren innerhalb des Brenners liegender Teil die zylindrische Hülse 10 am gesamten

909882/0711

■ Umfang umgibt. Me Luftzuleitung 11 kann so sämtliche für den Durchtritt der Luft bestimmten Löcher 3 der Lochplatte 1 speisen.

Der flügeiförmige Drehschieber 4 läßt sich von außen über eine Welle 12 verstellen, deren inneres Ende 13 starr mit den Drehschieber 4 verbunden ist und d-ie an ihren nach außen herauaragenden Ende ein Betätigungsorgan 14, beim Ausführungsbeispiel der Einfachheit wegen einen Drehknopf trägt. Die ./eile 12 durchquert die End-Stirnwand 15 der Gaszuleitung 8 und sv/ischen dieser Wand 15 und dem Betätigungsorgan 14 ist eine Druckfeder eingeschaltet, welche auf die Welle 12 ständig eine Zugkraft im Sinne des Pfeiles 17 ausübt und so den flügelförmigeri Drehschieber 4 an die Lochplatte 1 andrückt.

Die Mischung aus Luft und Gas erfolgt in einer Mischkammer 21, ehe das Gemisch durch die vor dem Brennraum liegende Brennerplatte 13 hindurchströmt.

Selbstverständlich hat der Brenner mehrere nicht im einzelnen erwähnte Verbindungsstellen und Dichtungen sowie Befestigungsorgane zum Einbau der gesamten Brenneranordnung sowie zum Festlegen der Lochplatte und des flügeiförmigen Drehschiebers.

Im Interesse der einfachen Darstellung sind die Befestigungsorgane nicht dargestellt.

909882/0718

Der soeben beschriebene Gasbrenner wird mit Luft und Gas unter gleichen Drücken gespeist.Die Einstellung der unterschiedlichen Heizleistung des Brenners geschieht dadurch, daß man das Betätigungsorgan 14 betätigt, ohne daß es nötig wäre, sich um das Verhältnis zwischen den Zuführmengen an Luft und Gas zu kümmern.

ι Die Mischung erfolgt sehr gründlich nach dem Durchströmen '

der Lochplatte 1.

Man kann auch den flügeiförmigen Drehschieber in einer Stellung stehen lassen, in der sämtliche Löcher 2 und 5 offen sind, und gleichzeitig den Druck der zugeführten Luft und des zugeführten Gases ändern; Bedingung ist jedoch, daß diese Drücke einander gleich sind.

Die Gleichheit der Drücke des Gases und der zugeführten Luft läßt sich leicht einhalten, wenn man beispielsweise ein Gerät μ verwendet, wie es in I¹Ig. 4 dargestellt ist.

Dieses Gerät wirkt als Druckminderventil, es enthält einen kolbenförmigen Schieber 19 zum Regeln des Gasdurchlasses 20, der in einer Gas-Speiseleitung liegt; das Gas strömt in RicLtung der Pfeile 22.

Der kolbenförmige Schieber iy wird nun derart gesteuert, da^; die brücke des Gases und der Luft beim Eintritt in den Brenner gleich bleiben.

BAD

909882/0 718

Um diese Druck-!eiohlieit zu gewährleisten, ist der kolbenförmige Schieber U an einer Stange 23 befestigt, die ihrerseits mit einer Steuermenbran 24 gekuppelt ist, v/elche sich im Inneren einer Eapsel 25 befindet, deren Innenraum durch die Membran in zwei Eamnern ?.'■'. und 27 unterteilt wird. Der Kamner 2<> wird G-as bzw. der Druck des Gases über eine Leitung 28 zugeführt, der Kammer 27 der Luftdruck über eine leitung 23.

Die Leitung 2L· ist an die Gaszufüh -ung angeschlossen und der kolbenförmige Schieber Vj ist an seiner Betätigungsstange derart festgelegt, dar· die l-ier.:bran 24 sich im Gle.Lehgewi ohtesustand befindet, wenn der Druck des Gases in der Gaszuführleitung gleich den Druck der LuJi in der Luftzuführleitung ist.

Die Membran 24 nimmt in der Kapsel 25 eine spannungsfreie mittlere Stellung e;n, wenn die Drücke der luft und des Gases in den Kammern 27 und 26 genau gleich sind und sich damit ausgleichen.

Es ist auf diese Weise möglich, lediglich den Druck der Luft zu steuern oder zu verändern und man erhält automatisch eine entspreciiende Änderung des Druckes des zugeführten Gases.

Die soeben beschriebene Einrichtung gestattet es also, den Brenner dadurch zu regeln, daß man entweder die Anzahl der Durchströmlöcher für die Luft und das Gas proportional ändert, indem man die Einstellung des flügeiförmigen Dreh-

BAD ORiGiN 909 3 82/0718

Schiebers 4 ändert, oder dadurch, dar: man d.!.e Löcher samt lieh vollkommen offen läßt und den Druck der iui^efü.u tem Luft steuert, tfobei der Druck des dem Brenner zu&efiUirten Gases propotional au dem Druck der Luft bleibt b^rn-.^r. der·: Druck der Luft gleich bleibt.

Die Sinrichtung hat den Yorteil, da .^: sie deLr einfach iat und dennoch eine ausgezeichnete Re^e'iun^ und .r-'etiv.ebssicLerheit erjibt.

Die Sinriortung gestattet es außerdem, eine Regelung der Temperatur in dem durch den "Brenner beheizten Ofen in einwand frei stetiger Weise zu erzielen.

Schließlich kann man die Steuerung des luftdruckes mit dem öffnen einer mehr oder weniger großen Anzahl der Durchlai³-öffnungen nit Hilfe de3 flügelförmi'ren Dren>ichieber3 4 kombinieren.

Es sei darauf hingewiesen, da- nach einer einmaligen Einstellung des Mengen- oder Duruhduujjveriiillciiisaeu rom. Luft 3⁷A Gas daü Su- oder Abschalten eUiZQU^c Lroniier aie; nicht auf dl; selbsttätige xle^e'ung dieses Dur^LG xxavOrlLftl^!.u:L3DeE auaviirkt, ^anz im Gegensatz ^u iiinri :'*: ^I:uri_w.3.'i uit iu^elung der '/erhültnisje durch Kessen der Dureiucitoe an laiu uni Z^d λι .;-.iiei:i aentra Ι.3π t

Selbstverständlich, ist die Erfinlim^· nicht auf die Einzelheiten dee soeben beschriebenen Ausführungsbeispiels beschränkt; diese Einzelheiten können abgewandelt werden, ohne den Hahnen der Erfindung zu verlass en.- 3o kann beispielsweise der Betacigungsknopf 14 und der Drehschieber 4 für die Regelung weggelassen v/erden, insbesondere bei !Brennern für Cfen mit selbsttätiger Temperaturregelung oder -steuerung. Oie Lochplatte 1 ist dann gleichmäßig nit Durchtrittsbohrungen versehen, statt nur auf zwei Sektorbereichen. Da die Gleichheit der Drücke 3tets eingehalten bleibt, wird die Kelhleistung des Brenners einfach dadurch geregelt, da3 nan die G-rö.'e dieser Drücke ändert.

BAD

■ i ' V

Claims

Patentansprüche

1. Gasbrenner, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Durchflußabs clinitt (Platte 1) mit .ffnungen oder Löchern (2,3) aufweist, von denen die einen (?) für den Durchtritt des Brenngases,.die anderen (3) für den Durchtritt der Luft bestirnt sind und die Drücke des Gases und der Luft vor diesem , Durchtrittsabschnitt gleichgcnaüten sind, und daß die Löcher

oder Durchtrittsöffnun^en für das Gas und die Luft derart be- ι '\k-':' messen sind, da/.: hinter dem die Löcher aufweisenden Durchtrittsabschfjltt ein bestimmtes Verhältnis zwischen dem Luft- und Gasdurchsatz vorhanden ist.

2. Gasbrenner nach nspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsöff.nungen (2,3) zylindrische Bohrungen von gleichem Durchmesser sind.

3. Gasbrenner nach ^nspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichheit der Speisedrücke von Gas und Luft mittels eines von dem Luftdruck gesteuerten Regelorgans (Pig.4) in der Gaszufuhr eingehalten ist,

4. Gasbrenner nach Anspruch i, gekennzeichnet durch ein Yerschlußorgan (O zum Abschließen der Durchtrittsöffnungen (2,3)» welches die Durchtrittsöffnungen für das Gas und die Luft im wesentlichen in dem gleichen Verhältnis abschließt, in dem der Durchsatz durch die Gasdurchlaßöffnungen (2) zu dem Durchsatz durch die Luftdurchlasöffnungen (3) steht.

BAD CrKGINAL 909882/0718.

Leerseite