DE1629968A1 - Brenner fuer verschiedene Gasarten - Google Patents

Description

Betreff: Patent- und Gebräuchsmuster-Hilfsanmeldung,

Brenner für verschiedene Gasarten

Die Erfindung bezieht sich auf die Ausbildung von Gasbrennern, die eine Anschlußmöglichkeit für verschiedene Gasarten vorsehen. Als solche kommen zu Brennzwecken in Haushalt, Gewerbe und Industrie in der Hauptsache Stadtgas, Erdgas und Flüssiggas in Betracht. Diese Gase unterscheiden sich jedoch in ihren verbrennungs- und strömungstechnischen Eigenschaften derartig voneinander, daß ein Wechsel der Gasart besondere Maßnahmen erforderlich macht, um einen Brenner den geänderten Betriebsbedingungen anzupassen.

Die in dieser Beziehung gebräuchlichen Maßnahmen zur Umstellung eines Brenners auf eine andere Gasart bestehen im allgemeinen aus einem Verstellen der Düsenanordnung an der Vorrichtung für das Ansaugen und Beimischen der Verbrennungseratluft oder einem Auswechseln dieser Gasdüae gegen eine andere. Auf diese

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Weise können die in bezug auf den Heizwert, den Gasdruck und das spezifische Gewicht vorhandenen Unterschiede weitgehend ausgeglichen werden, um.bei den einzelnen Gasarten für ein und denselben Brenner jeweils annähernd die gleiche Belastung zu erzielen. Da es sich bei derartigen Maßnahmen jedoch lediglich um eine Veränderung des effektiven Querschnitts der Gasdüse handelt, bleiben eine Reihe' anderer Eigenschaften der verschiedenen Gasarten davon unberührt, die ihrerseits im Interesse der Brennsicherheit und Verbrennungsgüte bei einem Gasbrenner keineswegs außer acht gelassen werden dürfen.

Als solche kommen besonders die voneinander abweichenden Zündgeschwindigkeiten der einzelnen Gasarten sowie der den unterschiedlichen Wärmeleistungen entsprechende Bedarf an Verbrennungsluft in Betracht. Man hat zwar sahon versucht, dem ersteren durch eine besondere Ausbildung der Gasaustrittsöffnungen des Brenners zu genügen (DAS 1 219 878), um damit sowohl einem Abheben der Flamme zu begegnen als auch eine gewisse RücksOhlagsicherheit zu gewährleisten. Desgleichen wurde bereits vorgeschlagen, die Umstellung auf eine andere Gasart nicht nur auf eine Anpassung des DüsenquerSchnitts zu beschränken, sondern im Zuge dessen zu gleicher Zeit auch den veränderten Luftbeimischungsbedingungen Rechnung zu tragen (DAS 1 222 001), Diese und ähnliche Spezialvorkehrungen erfordern zumeist einen erheblichen Aufwand und eine zumindest umständliche Handhabung, sie sichern aber in jedem Pail nur Teilergebnisse auf dem Wege zu einwandfreiem und wirtschaftlichen Brennverhalten des glei-

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chen Brenners bei jeder der verschiedenen Gasarten ab.

Um in dieser Beziehung zu weitaus günstigeren Ergebnissen zu gelangen, zielt die Erfindung auf eine Zusammenstellung - und mehr noch auf ein fuakbionelles Zusammenwirken dieser konstruktiven Einzelmaßnahmen hin, die sich nach technisch-physikalischen Gesichtspunkten zu einer entsprechenden Berücksichtigung der an die einzelnen Gasarten gebundenen Eigenheiten und Abweichungen in bezug auf Zündgeschwindigkeit und Verbrennungsluftbedarf anbieten. Dabei gelangt die Erfindung zu einem für die Anwendung verschiedener Gasarten, wie z„B. von Stadtgas, Erdgas oder von Flüssiggas, einheitlich ausgebildeten Brenner, indem sie dessen Brennerrohr quer zu seiner Längsachse mit Einschnitten versieht und deren Seitenränder unter Bildung ausgeprägter Leitschlitze für die Zuführung von Verbrennungszweitluft zu schmalen (flachen) und sich fächerartig erweiternden Austrittsöffnungen für das Gas-Luft-Gemisch in den eigentlichen Brennbereich hochzieht.

Einer derartigen Ausbildung liegt die Überlegung zugrunde, daß eine vergrößerte Oberfläche der Brennermündung(en) die Wärmeableitung erhöht} - zu gleicher Zeit wird durch die verbesserten Strömungsverhältnisse für die Verbrennungsluft entlang dieser Mündungsoberfläche(n) die Kühlwirkung gesteigert. Dazu ergibt sich eine Aufteilung des Gesamtquerschnitts der Brenneraus tr ittsöffnung auf viele Querschlitze und zufolge dessen dem nunmehr nur noch als Verteilerrohr benutzten Brennerrohr ge-

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genüber auf begrenztem Raum eine relativ große Brenneraustrittsflache.. Zudem kann durch die wirksame Längsausdehnung der Grasaustrittsschlitze deren Schlitzbreite klein bzw. schmal gehalten werden. Aufgrund dessen unterbleibt.selbst bei Gasen mit hoher Zündgeschwindigkeit ein Zurückschlagen der Flamme, wenn sich die Ausströmgeschwindigkeit des (ras-Luf t-Gremisches beim Übergang von Grroß- auf Kleinstellung bzw. im Verlauf des Ausschaltvorgangs eines Brenners wesentlich verringert. Bies unterstützt die Tatsache, daß sich die nach innen richtende Flamme an den Flächen der hochgezogenen Schlitzwandungen unter die Zündtemperatur des Gas-Euft-ffemisches abkühlt und damit erlischt, ohne in das. Innere des Brennerschlitzes zurückzuschlagen·

Des weiteren bilden sich durch die erfindungsgemäße Ausbildung der G-_asaustrittsschlitze zwischen denselben ausgeprägte Leitschlitze für die Zuführung von Verbrennungszweitluft an den fächerartig breitgezogenen Flammensaum. Dazu entsteht durch den Verbrennungsvorgang und äen damit verbundenen Luftverbrauch ein beachtlicher Auftrieb, wodurch die Zweitluft von seitwärts und von unten her über diese Leitschlitze geradezu in den Flammbereich angesaugt wird, pieser Flammensog kann vorteilhafterweise dazu ausgenutzt werden, daß die vorbeistreichende Zweitluft den Schlitzwandungen Wärme entzieht, wodurch sich auf der einen Seite eine vorteilhafte Vorwärmung der Verbrennungsluft, auf der anderen Seite eine zweckmäßige Abkühlung der großflächigen Schlitzwandungen und damit gleicherweise des

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Gras—Luft—Gemisches (unter dessen Zündtemperatur) ergibt. - Darüber hinaus gelangt die Verbrennungszweitluft im Unterschied zu den bekannten Längsbrennern bei dieser Ausführung jeweils von beiden Seiten unmittelbar bis an den Flammensaum der hochgezogenen Brennschlitze· Diese Maßnahme führt zu einer wesentlichen Verbesserung der Verbrennungsgüte, weil das Flammenvolumen verhältnismäßig klein gehalten und damit eine hohe Stabilität der Flammen erreicht werden kann. Des weiteren kann durch diesen großen Anteil an Zweitluft, der ungehindert zur Verfugung steht, der Anteil ah Erstluft gering gehalten werden. Infolge dessen nimmt die Zündgeschwindigkeit des Gas-Luft-Gemisches niedrigere Werte an, was wiederum die Bucksehlagsichea?- heit dieser Brennertype erhöht.

Zweckmäßigerweise gibt man dem Brennerrohr in seiner Eigenschaft als Tragorgan für die in Längsrichtung aneinander gereihten und sich nach beiden Seiten hin fächerartig erweit ernden Querschlitze zum Ausströmen des Gas-Luft-Gemisches eine im Querschnitt tropfenähnlich ausgebildete Form, Dies wirkt sich unter fertigungstechnischen Gesichtspunkten außerordentlich günstig auf die Schlitzung des Brennerrohrmantel· in Verbindung mit den ihm zur Bildung der hochgezogenen Brennschlitze angeformten Stegen oder einfach zwischen den ihm angesetzten Bleohlamellen aus, um in bezug auf deren "Tiefe" und Breite im spitzwinklig zulaufenden Teil dea Rohrkörpers zu definierten Einschnitten für das Ausströmen des Gas-Luft-Gemlsches zu gelangen. Einer vorteilhaften Weiterbildung dieser Ausführüngs-

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form gemäß entspricht das Außenprofil der Querstege oder ^v Blechlamellen im Mündungsbereich der Austrittsschlitze der ^r Form des Brennerrohres und bildet sich dementsprechend in etwa parabelförmig ab. Von dort aus, d.h. von einem Niveau, das sich ungefähr mit der Einschnittlinie für die Schlitzung deckt, läuft das Profil beliebig, z.B^ tangential auf den Maximalumfang des Brennerrohres zurück.

Insgesamt betrachtet ist der gegenseitige Abstand dieser hochgezogenen Brennschlitze für den Vorgang des Überzündens von Belang· D_azu müssen die Brennachlitze so dicht beieinander liegen, daß die Flammen beim Anzünden der ersten sofort zur nächsten überspringen und sozusagen als "Kletterflamme" weiterlaufen. Um auch in dieser Beziehung von den unterschiedlichen Gaseigenschaften unabhängig zu sein und den Abstand der einzelnen Brennschlitze ganz auf die ausreichende Versorgung des Brenners mit Verbrennungazweitluft abstellen zu können, ist einer Weiterbildung der Erfindung gemäß vorgesehen, die schlitzförmigen Austrittsöffnungen für das Gas-Luft-Gemisch sämtlich mittels der ebenso hochgezogenen Seitenwandungsteile eines in der Spitze des tropfenähnlich ausgebildeten Brennerrohree enthaltenen Längsschlitze zu verbinden. Auf diese Weise erreicht man aufgrund der sich in Längsrichtung über eine solche "Zündbrücke" ausbildenden Flammenzeile auch bei Gasen mit geringerer Zündgeschwindigkeit ein sicheres überzünden im gesamten Regelbereich des erfindungegemäSen Brenners.

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Dem weiteren Aufbau nach weist das bezeichnete Brennerrohr gleich zu Anfang einen plattenförmigen Pralleinsatz auf, der durch Verblenden der spitzwinklig zulaufenden Rohrpartie zu einer Verengung des Rohrquerschnitts führt. Von dort aus steht das Brennerrohr über einen ihm angeformt en kurzen Mischrohrstutzen mit der Vorrichtung für das Ansaugen und Beimischen der Verbrennungserstluft in Verbindung. Einer solchen Ausbildung zufolge wird die Strömung des über den Mischrohrstutzen in das Brennerrohr eindringenden Gas-Erstluft-Gemisches derart beeinflußt, daß sich über die gesamte Länge des Brenners ein gleichmäßig straffes sowie einheitlich hohes flammenbild ergibt· In -diesem Zusammenhang bewirkt der eingangsseitige Pralleinsatz eine Verwirbelung, die sich durch das ganze Brennerrohr fortsetzt. Diese Verwirbelung hält einesteils die Strömungsgeschwindigkeit innerhalb des Rohres in Grenzen und trägt zum anderen in vorteilhafter Weise dazu bei, daß eine weitere Durchmischung sowie eine gleichmäßige Verteilung des ausströmenden Gas-Luft-Gemisches auf sämtliche Austrittsschlitze erfolgt.

Die anliegende Zeichnung veranschaulicht als typisches Ausführungsbeispiel einen erfindungsgemäß ausgebildeten Allgasbrenner. Figur t zeigt diesen Brenner in der Perspektive, wogegen Figur 2 einen Querschnitt durch das Brennerrohr an Stelle eines der Einschnitte für den Austritt des Gas-Luft-Gemisches darstellt.

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Dem generellen Aufbau nach besteht das als Beispiel gewählte Brennersystem aus einem Brennerrohr 1 ■„ welches zu gleicher Zeit als T_rägerteil für die sich fächerartig in den Brennbereich erweiternden Austrittsöffnungen 4 wie auch als Verteilerrohr für das durch diese Öffnungen ins Freie austretende Gas-Luft-Gr_emisch 5 dient· Die genannten Austrittsöffnungen 4 setzen sich dabei aus eingeschnittenen Stegen des Brennerrohres 1 oder ihm angesetzten Blechlamellen 5 zusammen. Als solche gehen diese Stege oder Blechlamellen 3 zu. beiden Seiten der Randflanke von Einschnitten 2 aus» die quer zur Längsachse des B_renners^v im spitzwinklig zulaufenden Teil des in seinem Querschnitt tropfenähnlich gestalteten Brennerrohres 1 vorgesehen sindo Dadurch entstehen zwischen den schlitzförmigen Austrittsöffnungen 4 ausgeprägte Leitschlitze 6, durch die von beiden Seiten Verbrennungszweitluft 7 an den Flammenkranz gelangen kann, der sich in dem entsprechend profilierten Mün— dungsbereich der Schlitzwandungen 5 ausbildet. Des weiteren ist das gewählte Brennersystem zum Zweck des Überzündens in der Spitze des Brennerrohres 1 mit einem Längsschlitz 8 versehen, dessen hochgezogenen Seitenwandungsteile 9 sämtliche quergerichteten Austrittsschlitze 4 für das G-as-Luft-Gemisch untereinander verbinden. Anschlußseitig verfügt das Brennerrohr 1 in seiner Spitze über einen (gestrichelt ausgeführten) Pralleinsatz 11, der zu einer gleichmäßigen Verteilung des von der Vorrichtung 12 für das Ansaugen und Beimischen der Erstluft über den Mischrohrstutzen 10 in das Brennerrohr 1 gelangenden Gas-Luft-Gemisches 5 auf sämtliche Austritts-

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schlitze 4 dient·

Auf das vorstellend "beschriebene und in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt. Sie bezieht sich vielmehr mit dem gleichen Vorteil auch auf andere Ausführungen und Zusammenstellungen von Brennaggregaten, bei denen die erfindungsgemäße Ausbildung von Brenneraustrittsöffnungen und Leitschlitzen für die Luftführung den Kenndaten für Zündgeschwindigkeit und Luftbedarf der gasförmigen Brennstoffe einen weiteren Spielraum belassen solle Dabei läßt sich mit einem verhältnismäßig geringen Aufwand in materieller und fertigungsmäßiger Beziehung bei den verschiedenem .Gasarten nicht nur ein außerordentlich günstiges Brennverhalteni> d.h. hohe Punktionssicherheit und Verbrennungegüte, sondern darüber hinaus noch eine entschieden größere Wärmebelastung bei kleinerer Baulänge als bei den bisher bekannten .Brennerausführungen dieser Art und damit eine wirtschaftlichere nutzung der jeweils verwendeten Grasart erreichen,

5 Patentansprüche
2 Figuren

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. für die Anwendung verschiedener Gasarten, wie z.B. von Stadtgas, Erdgas oder von Flüssiggas_t einheitlich ausgebildeter Brenner, dadurch gekennzeichnet, daß das Brennerrohr (1) quer zu seiner Längsachse mit Einschnitten (2) versehen ist, deren Seitenränder unter Bildung ausgeprägter Leitschlitze (6) für die Zuführung von Verbrennungs(zweit)-luft (7) zu flachen und sich fächerartig erweiternden Austrittsöffnungen (4-) für das Gas-Luft-Gemisch (5) in den eigentlichen B_rennbereich hoehgezogen sind.

   2. Allgasbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die in gleichmäßigen Abständen parallel zueinander angeordneten Einschnitte (2) im spitz(winklig) zulaufenden Teil eines in seinem Querschnitt tropfenähnlich ausgebildeten Brennerrohres (1) befinden.

   3. Allgasbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hoohgezogenen Seitenränder der Einschnitte (2) aus dem Brennerrohr (1) angeformten Stegen (3) oder aus ihm angesetzten Blechlamellen (3) bestehen, deren Außenprofil im Mündungsbereich der Form dee Brennerrohree (1) entspricht und von dort aus zu beiden Seiten (tangential) auf dessen

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   Außenumfang. zurückläuft.

   ο Allgasbrenner nach den Ansprüchen 1 bis 3_t dadurch gekennzeichnet, daß die schlitzförmigen Austrittsöffnungen (4) für das Gas-Luft-Gemisch (5) mittele der hochgezogenen Seitenwandungsteile (9) eines in der Spitze des Brennerrohres (1) enthaltenen längsschlitzes (8) miteinander in Verbindung stehen.

   5. Allgasbrenner nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Brennerrohr (1) eingangs in seinem spitz (winklig) zulaufenden Teil einen plattenförmigen Pralleinsatz (11) aufweist und von dort aus über einen ihm angeformten kurzen Mischrohrstutzen (10) mit der Vorrichtung (12) für das Ansaugen der Verbrennungs( erst)luft in Verbindung steht.

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