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Gasbrenner, insbesondere für Erdgas Die Erfindung betrifft einen Gasbrenner,
insbesondere für Erdgas, bestehend aus einem Brennrohr für die Brennluftzufuhr mit
mehreren durch dieses Brennrohr längs hindurchgeführten.dünneren Gasrohren, die
mit einem Gaszuführungsschacht verbunden sind und am freien Ende des Grennrohreg
in der Nähe einer Wirbelscheibe mit mehreren, vorzugsweise radialen, Austrittsöffnungen
versehen sind und mit einem Zündbrennersatz mit Fühlarelektroden. Hei den bisher
bekannten Gasbrennern dieser Art ist in
Strömungsrichtung hinter
den Austrittsöffnungen der Gasleitungen eine Wirbelscheibe angeordnet, durch welche
das zu verbrennende Gas zusammen mit durch ein Gebläse durch das Brennerrohr eingeblasener
Luft verwirbelt und dahinter verbrannt wird. Der Zweck der so angeordneten Wirbelscheibe
oder auch Stauscheibe genannt besteht also darin, das Gas mit der eingeblasenen
Luft zu vermischen und gleichzeitig zu verhindern, dass die Flamme ausgeblasen wird.
Diese bekannte Anordnung der sogenannten Wirbel- oder Stauscheiben ist aber nicht
in der Lage eine genügend gute Gas-Luftvermischung zu erzeugen, die nötig ist, um
eine gleichmässige Verbrennung mit konstanter Flamme zu erzielen. Insbesondere für
die Verbrennung von Erdgas, das verhältnismässig schlechte und ungleichmässige Brenneigenschaften
aufweist, sind diese bekannten Gasbrenner nicht geeignet, weil sie zu einer pulsierenden
ungleichmässigen Verbrennung mit stark flackernder Flamme führen, was nicht erwünscht
ist.
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Ein weiterer Nachteil der bekannten Brenner dieser Art besteht darin,
dass die Zündbrennerflamme des.Zündbrenner-
| satzes eine ungleichmässige lionisierung erzeugt, so dass |
die an sich bekannten Fühlerelektroden nicht einwandfrei arbeiten können.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, besteht darin,
einen
Gasbrenner zu schaffen, der diese Nachteile nicht aufweist und eine gute und gleichmässige
Verbrennung auch bei der Verwendung von Erdgas als Brennstoff gewährleistet und
bei dem der Zündbrennersatz so verbessert ist, dass die Zündbrennerflamme ein einwandfreies
Arbeiten der Fühlelektroden gewährleistet. Ausserdem soll es bei dem neuen Gasbren.
nur möglich sein, die Form der Heizflamme durch Veränderung der Luftzufuhr im Brennerkopf
gezielt zu verändern.
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Die vorljägende Erfindung ist dadurch gakennzeichneti dass die Enden
der Gasrohre in Strömungsrichtung durch die Wirbelscheibe hindurchgeführt sind und
ihre Austrittsöffnungen zwischen der Wirbelscheibe und einer Stabilisierungsscheibe
angeordnet sind.
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in weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Stabilisierungsscheibe
mit der Wirbelscheibe bezüglich ihres Abstandes justierbar verbunden ist. Dadurch
ist auf einfache Weise eine Möglichkeit geschaffen, zwischen der Wirbelscheibe und
der Stabilisierungsscheibe eine in ihrer Länge auf die spezifischen Eigenschaften
des verwendeten Brenngases abstimmbare Mischkammer zu schaffen, in der sich das
Brenngas und die durch die Virbelscheibe eingeblasene Luft vor dem Durchtritt durch
die Stabilisierungsscheibe in optimaler Weise mischen können, so dass hinter der
Stabilisierungsscheibe eine einwandfreie und gleichmässige Verbrennung
stattfinden
kann. ` .
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In vorteilhafter Weise besteht die Stabilisierungsscheibe. im wesentlichen
aus eine durchbrochene Kreisfläche bildenden strahlenförmigen, schmalen Blättern,
die im Querschnitt flach U-förmig profiliert sind. Durch eine derartige Stabilisierungsscheibe
wird erreicht-, dass das zwischen der Wirbelscheibe und der Stabilisierungsscheibe
entstandene nahezu homogene Luft-Gasgemisch gleichmässig . in den eigentlichen Verbrennungsraum
oder Flammraum eindringen kann, was ebenfalls für eine gleichmässige, gute Verbrennung
von wesentlicher Bedeutung ist.
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Als vorteilhaft einfache Lösung für die Verbindung zwischen der Wirbelscheibe
und der Stabilisierungsscheibe ist die Wirbelscheibe mit einem Rohransatz und die
Stabilisierungsscheibe mit einem in diesen Rohransatz passenden Verbindungsrohr
zu sehen. Als Befestigungsmittel sind radial einschraubbare Klemmschrauben vorgesehen.
| Zur Erzielung einer guten 3ionisierung und damit einwand- |
freien Arbeitsweise der Fühlenelektroden, die hinter der . Stabilisierungsscheibe
angeordnet sind, durch die Zündflamme des Zündbrennersatzes ist das Verbindungsrohr
der Stabilisierungsscheibe an seinem Umfang mit Austrittsöffnungen
versehen
und dient gleichzeitig als Aufnahme für den Zündbrennersatz. Zum selben Zweck ist
in weiterer Ausbildung der Erfindung der Zündbrennersatz mit einer hinter den Austrittsöffnungen
des Verbindungsrohres angeordneten perforierten Scheibe ausgerüstet, die nahezu
den ganzen Innenquerschnitt des Verbindungsrohres ausfüllt.
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Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal zur Verbesserung der Zündbrennerflamme
ist, dass das Zündgasrohr an dem der Zündbrennersatz befestigtist, sowohl vor der
Wirbelscheibe radiale Austrittsöffnungen als auch in das Verbindungsrohr mündende
Austrittsöffnungen besitzt. Dadurch wird erreicht, dass sich die Zündbrennerflamme
ihrer Form nach am Grund verbreitert, was darauf zurückzuführen ist, dass das Zündgas
teilweise durch die Wirbelscheibe, teilweise durch die Austrittsöffnungen im Verbindungsrohr
der Stabilisierungsscheibe in den während des Betriebes als Mischkammer dienenden
Raum zwischen der Uirbelscheibe und der Stabilisierungsscheibe und von da durch
die Stabilisierungsscheibe gleichzeitig mit dem durch die perforierte Scheibe geradlinig
aus dem Verbindungsrohr in den eigentlichen Flammraum austritt. Eine Verbreiterung
der Zündbrennerflamme bedeutet aber eine Verbesserung der lionisierung -des sich
zwischen der schräg nach aussen Fühlelektrode und der Stabilisierungsscheibe befindenden
Gases und damit
eine bessere Arbeitsweise der Fühlelektroden.
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Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, daß die Fühlelektroden
die Aufgabe haben, das Vorhandensein der Brennerflamme zu überwachen.
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Zur Regulierung der Form der Brennflamme ist ein die Wirbelscheibe
und die Stabilisierungsscheibe umgebender Flammtopf vorgesehen, dessen Durchmesser
größer ist als derjenige des Brennrohrs und der in axialer Richtung im Brennrohr
verschiebbar ist. Der Durchmesser der Wirbelscheibe ist dabei so gewählt, daß die
Wirbelscheibe im kleineren Durchmesser des im Brennrohr verschiebbaren Teiles des
Flammtopfes Platz hat, so daß dieser Durchmesser kleinere Teil des Flammtopfes nach
hinten über die Wirbelscheibe hinaus verschoben werden kann.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der anschließenden
Beispielebeschreibung hervor.
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In den Zeichnungen zeigt Figur 1 einen Querschnitt durch den erfindungsgemäßen
Gasbrenner;
Figur 2 eine Teildraufsicht auf die Stabilisierungsscheibe;
Figur 3 einen Querschnitt durch die Stabilisierungsscheibe; Figur 4 zeigt den vormontierten
Zündbrennersatz und Figur 5 und 6 eine Teildraufsicht sowie einen Querschnitt durch
die Wirbelscheibe.
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Wie aus Figur 1 ersichtlich, ist ein Brennerrohr 1 mit einem Flansch
2 versehen, der mit einem Flansch 3 eines doppelwandigen Rohrstückes 4 verschraubt
ist. Zwischen dem äusseren Rohr 5 und dem inneren Rohr 6 des Rohrstückes 4 befindet
sich eine ringfürmige Kammer 7, in welche das zu verbrennende Gas durch eine
angedeutete Öffnung 8 unter Druck eingegeben wird. Im Flansch 3 befinden sich ringförmig
angeordnet mehrere Bohrungen 9s die in die Kammer 7 münden und in denen Gasrohre
10 sitzen. Die Gasrohre 10 sind in Längsrichtung durch das Brennrohr 1 hindurchgeführt
und zum Teil radial nach innen abgekrüpft, so dass sie am hinteren Ende auf verschiedene
Radien enden.
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Die hinteren Enden aller Gasrohre 10 ragen durch eine Wirbelscheibe
11 und haben hinter der Wirbelscheibe 11 jeweils radiale Bohrungen 12, die als Austrittsöffnungen
für das
Brenngas dienen.
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Die Wirbelscheibe 11 ist auf geeignete Weise zum Beispisl mittels
Schraubenlaschen 13 mit wenigstens einigen der Gasrohre 10 fest verbunden. Wie aus
den Figuren 5 und 6 ersichtlich ist, ist die Wirbelscheibe 11 kreisrund ausgebildet
und hat mehrere schräg gestellte Ablenkblätter 14,
die aussen an einem Stabilisierungsring
15 befestigt sind. Für den Durchtritt der Gasrohre 10 sind in den Ablenkblättern
14 Bohrungen 16 mit entsprechendem Durchmesser vorgesdi3n. Für die.abgekröpften
Gasrohre 10 sind auf einem kleineren Durchmesser ebenfalls Durchtrittsbohrungen
17 in den Ablenkblättern 14 vorgesehen. Im Zentrum hat die Wirbelscheibe eine kreisrunde
Öffnung 18 und einen angeschweissten Rohransatz 19, der radiale Gewindelöcher
20 hat, versehen In einigem Abstand von der Wirbelscheibe 11 und den als Austrittsöffnungen
dienenden Bohrungen 12 der Gasrohre 10 ist eine Stabilisierungsscheibe 22 angeordnet.
Wie
insbesondere aus Figur 2 und 3 ersichtlich, ist die Stabilisierungsscheibe
im wesentlichen aus einer kreisrunden Scheibe, die eine Vielzahl von eine durch
radial verlaufende Schlitze 23 durchbrochene Kreiafläche bildende, strahlenförmigen
schmalen Blättern 24, die im Querschnitt (mit A-B) flach V-förmig profiliert
sind.
Umgeben werden diese strahlenförmigen Blätter von einem Stabilisierungsring
25. Im Zentrum weist die Stabilisierungsseite eine kreisförmige Öffnung 26 auf und
ein Verbindungsrohr 27, das mit radialen Austrittsöffnungen 28 versehen ist. Wie
aus Figur 1 zu ersehen ist, sitzt das Verbindungsrohr 27 nach der mon tage im Rohransatz
19 der Wirbelscheibe 113
wo er durch die Befestigungsschrauben 21 arretiert
wird.
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In der Figur 4 ist der vormontierte Zündbrennersatz für sich alleine
dargestellt. Durch eine Klemmvorrichtung 29 sind zwei Scheiben 30 und 311 die durch
Pfeiler 32 miteinander verbunden sind, auf dem Ende des Zündgasrohres 33 befestigt.
Ausser an seiner Stirnseite hat das Zündgasrohr 33 auch noch einen vor der Klemmvorrichtung
angeordneten Kranz von Austrittsöffnungen 34. Dia Stirnseitigen Austrittsöffnungen
des Zündgasrohres 33 sind durch strichpunktierte Linien angedeutet.
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Während die Scheibe 30 nur als Gestellplatte für den Zündbrennersatz
dient ist die Scheibe 31 auf ihrer gesamten Kreisfläche mit zahlreichen Bohrungen
versehen, also per-
| fojdri'ert. Die beiden Scheiben 30 und 31 dienen gleichzeitig |
noch als Halterung für die an sich bekannten Fühlerdektroden 351 von denen normalerweise
zwei vorhanden sind, während in
den Zeichnungen jeweils nur eine
dargestellt ist.
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Im montierten Zustand sitzt der Zündbrennersatz im Verbindungsrohr
27 der Stabilisisrungsscheibe 32 derart, dass die perforierte Scheibe 31 knapp hinter
den Austrittsöffnungen 28 das Verbindungsrohres 27 liegt und die Ebene des Lochkranzes
34 liegt vor der Wirbelscheibe 11.
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Das Brennrohr 1 endet schon vor der Ebene der Wirbelscheibe 11. Die
Wirbelscheibe 11 und die Stabilisierungsscheibe 22 sitzen in einem Flammtopf
36, dessen Durchmesser grösser ist als der des Brennerrohres 1 und der an
einem Schieberohr 37 kleineren Durchmessers befestigt ist. Das Schieberohr 37 ist
dem inneren Durchmesser des Brennerrohres angepasst und in diesem verschiebbar gelagert.
Zur Arretierung des Schieberohres 37 am Brennerrohr 1 ist das Schieberohr 37 mit
einer Befestigungslasche 38 versehen, die einen Längsschlitz 39 aufweist und mit
Ftilfe einer Schraube 40 und einer Ansatzmutter 41 am Brennrohr 1 befestigt werden
kann. Bei gelöster Schraube 40 lässt sich der Flammtopf 36 gegenüber dem Brennrohr
1 und gegenüber der Wirbelscheibe 11 und der Stabilisierungsscheibe 22 in axiäler
Richtung verschieben, wie durch strichpunktierte Linien angedeutet ist.
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Die Funktionsweise des erfindungsgemässen Gasbrenners ist
folgende;
Die in Richtung des Pfeiles 42 von einem nicht dargestellten Brennergebläse durch
das Bre.nnerrohr 1 eingeblasene Luft wird an der Wirbelscheibe 11 durch deren schräg
gestellte Blätter 14 verwirbelt und in den Zwischenraum zwischen der Wirbelscheibe
11 und der Stabilisierungsscheibe 22 mit dem aus den Austrittsüffnungen 12 der Gasrohre
10 auftretenden Gas zu einem zu mindest annähernd homogenen Luft-Gasgemisch vermischt,
das anschliessend durch die schmalen Schlitze der durchbrochenen Kreisfläche der
Stabilisierungsscheibe 22 in den eigentlichen Flammraum tritt, wo er mit gleichmässiger
Flamme und Verbrennung verbrennt. Während die schräg gestellten Blätter 14 der Wirbelscheibe
11 der eingeblasenen Luft einen gewissen Prall mitteilen, der sich günstig auf eine
gute Vermischung der Luft mit den aus den radialen Austrittsäffnungen der Gasleitungen
austretenden Gas auswirkt, kommt der Stabilisierungsscheibe 22 einerseits die Aufgabe
zu das sich vor ihr befindende Luft-Gasgemisch zu stauen und erst austreten zu lassen,
wenn eine genügend gute Durchmischung des Brenngases mit der Luft erfolgt ist und
andererseits soll die Stabilisierungsscheibe den dem Luft-Gasgemisch durch die schräg
gestellten Blätter 14 der Wirbelscheibe mitgeteilten Prall wieder reduzieren, damit
eine geradlinige Durchströmung des Luft-
Gasgemisches durch die
Stabilisierungsscheibe eintritt und eine ruhige Flamme und gleichmässige Verbrennung
stattfindet.
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Die Anordnung der Austrittsöffnungen 34 und die gestrichelt angedeuteten
Stirnseitigen Austrittsöffnungen 5, Zündgasrohr 33 sowie die Austrittsöffnungen
28 in dem Verbindungsrohr 27 sorgen dafür, dass das Zündgas, das dauernd ausströmt,
einen möglichst breiten Flammboden für die Zündflamme hergibt. Das durch die radialen
Austrittsöffnungen vor der .Wirbelscheibe 11 austretende Gas wird durch die Wirbelscheibe
11 geleitet und zusammen mit dem durch die Austrittsöffnungen 28 des Verbindungsrohres
27 austretende Gas ausserhalb des Verbindungsrohres 27 durch die Stabilisierungsscheibe
22 in den Flammraum geleitet, wo es mit verhältnismässig bei breiten Flammboden
verbrennt, so dass in dem sich zwischen der Fühlerelektrode und der Stabilisierungsscheibe
22 befindlichen Raum eine gute Dionisierung und damit eine gute Arbeitsweise der
F,ühlerelektroden 35 gewährleiätet ist.
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Die perforierte Scheibe 31 läset zwar auch eine gewisse menge Gas
in axialer Richtung in den Flammraum strömen, wird aber in gewissem Masse als Stauscheibe
zur Ablenkung des sich im Innern des Verbindungsrohres 27 befindenden Zündgases
durch die radialen Austrittsöffnungen 28.
mit der axialen Verschiebung
des Flammtopfes 36 lässt sich die Form der grossen Brennflamme variieren. Wird der
Flammto.pf 36 in Richtung das Pfeiles 42 verschoben? so entsteht eine kurze buschige
Flamme, während eins Verschiebung in entgegengesetzter Richtung eine längere schmalere
Flamme ergibt. Mit dieser Reguliermöglichkeit lässt sich ein besserer blirkungsgrad
des Gasbrenners erzielen.