DE1903622B2 - Kreuzstrombrenner für gasförmigen Brennstoff - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Kreuzstrombrenner für gasförmigen Brennstoff mit einem zentralen, axialen, rohrförmigen Brenngaszufuhrkanal und einer Zufuhrkammer für unter Druck stehende Verbrennungsluft, von der in Gruppen angeordnete Luftkanäle abgehen, die in Brenngasströmungsrichtung geneigt sind und deren Achsen sich jeweils in einem Punkt der Längsachse des Brenners innerhalb eines Mischraums schneiden.

Ein Kreuzstrombrenner dieser Art ist in der Anwendung als Einzelbrenner bekannt. Bei diesem Brenner, bei dem das Brenngas in einem massiven Strahl in den Mischraum eintritt, findet keine optimale Vermischung sowohl bei voller als auch gedrosselter Leistung statt (französische Patentschrift 878 455).

Bei einem andersartigen bekannten Brenner für gasförmigen Brennstoff, einem Reihenbrenner zur Erwärmung eines Luftstroms, sind in zwei gegenüberliegenden, divergierenden Seitenwandungen öffnungen für den Austritt von Luft und in dem die beiden Ränder der Wandungen stromauf miteinander verbindenden Abschluß öffnungen für über einen Kanal zugeführtes Gas vorgesehen. Bei diesem Reihenbrenner findet ebenfalls keine optimale Vermischung der Brennmittel bei unterschiedlicher Brennerleistung statt. Darüber hinaus besteht die Gefahr, daß bei Turbulenz im von dem Brenner zu beheizenden Raum, z. B. einem Schwebetrockner, die Flamme des Brenners bei schwacher Brennerleistung ausgeblasen wird (USA.-Patentschrift 3 265 376).

Bei einem anderen bekannten Gasbrenner mit reihenförmig angeordneten Brenngasdüsen, sind jeweils zwei Brenngasstrahlen schräg aufeinander gerichtet, so daß sich unter Zutritt von Luft aus der Umgebung bzw. einer Luftzuführung, eine Flamme in Form einer flachen Scheibe ausbildet (französische Patentschrift 896 738).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kreuzstrombrenner der eingangs angegebenen Art zur Anwendung in reihenweiser Anordnung so auszubilden, daß eine stabile Verbrennung des Brenngas-Luftgemisches auch bei gedrosseltem Brenner und starker Turbulenz im zu beheizenden Raum gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Anwendung in reihenweiser Anordnung, vorzugsweise für mit Axialgebläsen ausgerüstete Trocknungsanlagen, sich der Mischraum in Brenngasströmungsrichtung konisch erweitert, daß die Lnftkanäle in der Begrenzungswand des Mischraums ausgebildet sind, daß jede Gruppe aus einem Paar diametral gegenüberliegender Luftkanäle besteht, deren Achsen sich unter einem spitzen Winkel schneiden und deren jeweiliger Querschnitt in Brenngasstfömungsrichtung von Gruppe zu Gruppe zunimmt, und daß die Achsen der Luftkanäle der stromab befindlichen Gruppe eine Ebene bestimmen, die senkrecht auf der die Brennerlängsachsen der Brennerreihe enthaltenden Ebene steht.

Der erfindungsgemäße Brenner gewährleistet eine stabile Verbrennung sowohl bei voller Brennerleistung als auch bei minimaler Brennerleistung, da durch die unter einem spitzen Winkel paarweise aufeinander zu gerichteten Luftstrahlen eine intensive Verwirbelung mit dem Brenngasstrahl bzw. Brenngas-Luft-Strom auf engem Raum stattfindet. Selbst bei großer Turbulenz in dem zu beheizenden Raum, z. B. einer Trocknungsanlage, werden die Flammen nicht ausgeblasen. Die Ausbildung des Brenners stellt außerdem sicher, daß die Flamme des einen Brenners das Brenngas-Luft-Gemisch des benachbarten Brenners zündet.

Eine besonders intensive Verwirbelung des Gases mit der Luft kann nach einer Ausgestaltung der Erfindung dadurch erreicht werden, daß bei zwei Gruppen von Luftkanälen die von den Achsen der stromauf gelegenen Luftkanäle bestimmte Ebene zu der Ebene der stromab gelegenen Luftkanäle um die Brennerlängsachse verdreht ist, insbesondere um 90°.

Eine günstige Form für die Flammenführung besteht darin, daß sich an den Mischraum eine Flammenfassung in Form eines geöffneten Schnabels anschließt, die mit benachbarten Flammenfassungen über ihre seitlichen Schlitze in Verbindung steht. Dabei 5 kann die Flammenfassung aus zwei im wesentlichen zueinander parallelen Wänden bestehen, die lediglich jeweils in dem an die Mündung des Mischraums anschließenden mittleren Bereich eine sich stromab halbkegelförmig verjüngende Delle aufweisen und im stromab gelegenen Bereich bezüglich der MiUslebene der Flarumenfassung divergieren.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigt

F i g. 1 mehrere in Reihe angeordnete Brenner in Seitenansicht und teilweise im Axialschnitt gemäß Linie I-I der F i g. 2 und

F i g. 2 einen der Brenner gemäß F i g. 1 im Schnitt nach der Linie H-II der Fig. 1.

In F i g. 1 ist die reihenweise Anordnung der Brenner 1, 2, 3, 4 gezeigt. Der Brenner 1 und auch die übrigen Brenner 2, 3, 4 weisen je ein von einer Begrenzungswand gebildetes hohlkegeliges Mundstück 6, vorzugsweise aus keramischen Stoffen, auf, das konzentrisch zur Brennerlängsachse 7 angeordnet ist. Gehalten wird dieses Mundstück 6 mittels einer eingepreßten Gasdüse 8, deren mundstückabgewandter Bereich ein Außengewinde 9 trägt, das im eingebauten Zustand in eine Gewindeausnehmung des Brenngaszufuhrkanals eingreift. Jedes Mundstück 6 enthält außer der Gasdüse 8 Luftkanäle 11 kleineren Strömungsquerschnitts, die in den vom Mundstück 6 begrenzten Mischraum 12 münden, und der Mündung 13 des Mundstücks 6 näherliegende Luftkanäle 14 größeren Strömungsquerschnitts. Die Achsen 15 der kleineren Luftkanäle 11 liegen in einer Ebene, die senkrecht zu der Ebene steht, in der die Achsen 16 der größeren Luftkanäle 14 liegen. Sowohl die kleineren als auch die größeren Luftkanäle 11, 14 gehen von einer von dem Mischraum 12 durch die Begrenzungswand des Mundstücks 6 getrennten Zufuhrkammer 17 aus, aus der die Mundstücke 6 sämtlicher Brenner 1 bis 4 mit Brennluft versorgt werden, die über eine gemeinsame, nicht dargestellte Gebläseluftzuleitung zugeführt wird.

Auf Grund dieser Anordnung wird jeder der durch die Gasdüsen 8 zugeführten Gasströme zunächst durch die über die Luftkanäle 11 zugeführte Verbrennungsluft erfaßt und verteilt. Das so gebildete Gemisch, das vorwiegend in den in F i g. 2 sichtbaren oberen und unteren Zonen des Mischraums 12 strömen wird, gelangt unter den unmittelbaren Einfluß der aus den Luftkanälen 14 austretenden Luftstrah-

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len, so daß sich das erstrebte homogene Gemisch bis zur Mündung 13 des Mundstücks 6 ausbildet. Auch bei schwacher Brennerleistung kommt deshalb die Bildung einer stabilen Flamme zustande, die dabei unter dem Einfluß der gemäß F i g. 2 oben und unten auftretenden größeren "Luftkanalquerschnitte in der erwünschten Weise fischschwanzartig flachgedrückt ist, wobei die Breitenentwicklung in der Abbildungsebene der F i g. 1 liegt.

Dieser Raumform der Flamme ist eine Flammenfassung 18, 19 angepaßt, die die Grundausbildung eines geöffneten Schnabels besitzt Aus dem in F i g. 2 gezeigten Schnitt ergibt sich, daß die einander gegenüberliegenden Begrenzungswände des Schnabels im Mittelbereich 20, 21 und in dem sich zu den Mundstücken 6 hin anschließenden Bereich 22, 23 zueinander annähernd parallel verlaufen, während sie in dem dem Fassungsende 24 näher liegenden Bereich 25, 26 etwas divergieren, um sich der Raumform längerer Flammen anzupassen. Die gegenüberliegenden Begrenzungswände des Schnabels weisen jeweils in dem an die Mündung 13 anschließenden mittleren Bereich eine sich stromab halbkegelförmig verjüngende Delle 27, 28 auf, die mit ihrer Basis in die Mündung 13 des Mundstücks 6 ohne Sprung übergeht. Die Flamme ist durch die Flammenfassung 18, 19 bis auf die Spitze völlig geschützt, so daß sie auch bei starken Strömungen und Turbulenzen nicht ausgeblasen werden kann. Kleine Flammen brennen in dem hohlkegelstumpfiörmigen Bereich der Flammenfassung 18, 19 und in der Mündung 13 des Mundstücks 6, wobei die in Fig. 2 sichtbaren Seitenwandungen 29, die von den weitergeführten, ebenen Begrenzungsflächen im Bereich 20, 21 außerhalb des hohlkegelstumpfförmigen Raumes gebildet werden, den Schutz der Flamme von der Seite übernehmen. Vergrößert sich die Flamme, so bleibt ihre im Hohlkegelraum liegende Wurzel nach wie vor geschützt, sie brennt aber infolge der Wirkung der Luftstrahlen aus den größeren Luftkanälen 14 abgeflacht, hauptsächlich im Raum zwischen den zueinander parallelen Begrenzungsflächen im Bereich 20, 21 der Flammenfassung 18, 19 und tritt schließlich in den sich erweiternden Raum zwischen den divergierenden Begrenzungsflächen im Bereich 25, 26 ein.

Jede Flammenfassung 18, 19 ist mit Laschen 30, 31 verbunden, die in einer Halterung 32, 33 befestigt sind. Mit Hilfe der gezeigten Schraubverbindungen ist es somit möglich, jeden einzelnen Brenner auszuwechseln.

In F i g. 1 stellt 34 eine Zündvorrichtung dar. rW gegenüberliegend eine Überwachungseinrichtung zugeordnet ist.

Benachbarte Flammenfassungen stehen über seitliche Schlitze miteinander in Verbindung, so daß sich die Flammen benachbarter Brenner berühren und ein Flammenbad mit erheblicher Heizleistung entsteht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Kreuzstrombrenner für gasförmigen Brennstoff mit einem zentralen, axialen, rohrförmigen Brenngaszufuhrkanal und einer Zufuhrkammer für unter Druck stehende Verbrennungsluft, von der in Gruppen angeordnete Luftkanäle abgehen, die in Brenngasströmungsrichtung geneigt sind und deren Achsen sich jeweils in einem Punkt der Längsachse des Brenners innerhalb eines Mischraums schneiden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Anwendung in reihenweiser Anordnung, vorzugsweise für mit Axialgebläsen ausgerüstete Trocknungsanlagen, sich der Mischraum (12) in Brenngasströmungsrichtung konisch erweitert, daß die Luftkanäle (11, 14) in der Begrenzungswand des Mischraums (12) ausgebildet sind, daß jede Gruppe aus einem Paar diametral gegenüberliegender Luftkanäle (11, 14) besteht, deren Achsen sich unter einem spitzen Winkel schneiden und deren jeweiliger Querschnitt in Brenngasströmungsrichtung von Gruppe zu Gruppe zunimmt, und daß die Achsen (16) der Luftkanäle (14) der stromab befindlichen Gruppe eine Ebene bestimmen, die senkrecht auf der die Brennerlängsachsen der Brennerreihe enthaltenden Ebene steht.

2. Kreuzstrombrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei zwei Gruppen von Luftkanälen (11, 14) die von den Achsen der stromauf gelegenen Luftkanäle (11) bestimmte Ebene zu der Ebene der stromab gelegenen Luftkanäle (14) um die Brennerlängsachse (7) verdreht ist, insbesondere um 90°.

3. Kreuzstrombrenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich an den Mischraum (12) eine Flammenfassung (18, 19) in Form eines geöffneten Schnabels anschließt, die mit benachbarten Flammenfassungen über ihre seitlichen Schütze in Verbindung steht.

4. Kreuzstrombrenner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flammenfassung (18, 19) aus zwei im wesentlichen zueinander parallelen Wänden besteht, die lediglich jeweils in dem an die Mündung (13) des Mischraums (12) anschließenden mittleren Bereich eine sich stromab halbkegelförmig verjüngende Delle (27, 28) aufweisen und im stromab gelegenen Bereich (25, 26) bezüglich der Mittelebene der Flammenfassung (18, 19) divergieren.