DE19521844B4 - Brenner für ein Gas-Luft-Gemisch mit Ausströmöffnungen - Google Patents
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Abstract
Brenner
für ein
Gas-Luft-Gemisch mit einem Vlies (8) als Brennerfläche, bei
dem das Vlies (8) von einem Stützgitter
(6) getragen wird und auf der dem Vlies (8) abgewandten Seite des
Stützgitters
(6) ein mit Ausströmöffnungen
versehenes Druckaufbaublech (7) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,
dass im Inneren des Brenners ein das Gas-Luft-Gemisch führende, auf seiner Oberseite
mit Ausströmöffnungen
versehenes Rohr (3) und zwischen dem Rohr (3) und dem Druckaufbaublech
(7) Abstützelemente
(10), die als Lochscheiben ausgebildet sind, angeordnet sind.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf einen Brenner gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
- Bei solchen Brennern ergibt sich stets das Problem, dass die Öffnungen des Druckaufbaubleches nicht beliebig klein ausgeführt werden können und zwischen den einzelnen Öffnungen entsprechende Stege belassen werden müssen. Dadurch ist es nicht möglich, das Gas-Luft-Gemisch mit sehr kleinen Flammen zu verbrennen.
- Aus der
DE 35 04 601 A1 ist bekannt, dass eine Brennerfläche lediglich von einem Sieb gehalten wird. Hierdurch kann nur bedingt eine Vergleichmäßigung des Brenngas-Luft-Gemischs auf die gesamte Brennerfläche erreicht werden. DieDE 40 33 296 A1 zeigt einen Brenner, der aus überlagerten Schichten Gewebe besteht. Außer diesen drei Schichten sind keine weiteren Maßnahmen zur Vergleichmäßigung des Gas-Luft-Gemischs direkt am Brenner bekannt. DieEP 289 805 US 4 657 506 ist ein Faserbrenner bekannt, der von einem Zylinder mit kleinen Löchern getragen wird; hierdurch können bestimmte Brennerbereiche nur unzureichend mit Brenngas-Luft-Gemisch versorgt werden. Aus derUS 3 425 675 ist ein Brenner mit maschenartigem Stützgitter und rohrförmigem Druckaufbaublech bekannt. Durch den Spalt zwischen Stützgitter und Druckaufbaublech ist die mechanische Stabilität des Brenners nicht optimal. - Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und einen Brenner der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, der sich durch einen einfachen Aufbau auszeichnet und der ein Verbrennen des Gas-Luft-Gemisches mit sehr kleinen und gleichmäßig verteilten Flammen ermöglicht.
- Erfindungsgemäß wird dies bei einem Brenner der eingangs erwähnten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 erreicht.
- Durch diese Maßnahmen ist sichergestellt, dass das Gas-Luft-Gemisch auf der gesamten Brennerfläche durch das Vlies strömt und daher sehr fein verteilt an der Außenseite des Vlieses austritt und daher mit sehr kleinen und fein verteilten Flammen verbrennt. Es kommt zu einer gleichmäßigen Verteilung des Gas-Luft-Gemisches im Zwischenraum zwischen dem Druckaufbaublech und dem Vlies, was eine geringe Brennflächenbelastung im gesamten Brennerbereich und eine hieraus resultierende sehr weitgehende Reduzierung des Schadstoffausstoßes zur Folge hat.
- Durch die Merkmale des Anspruches 2 ergibt sich der Vorteil einer Schonung des Vlieses, da das Vlies nicht auf scharfen Kanten aufliegt und der Gasdurchgang durch das Vlies aufgrund der geringen linienförmigen Auflage auf das Drahtgitter nicht behindert wird.
- Durch die Merkmale des Anspruches 3 ergibt sich der Vorteil einer sehr einfachen Konstruktion des Stützgitters.
- Durch die Merkmale des Anspruches 4 ergibt sich der Vorteil, dass sich auch im Bereich der Stirnseite des Brenners Flammen ausbilden können, so dass diese die Gesamtbrennfläche vergrößern und die Brennflächenbelastung sinkt.
- Bei einem Brenner der eingangs erwähnten Art mit einem inneren, das Gas-Luft-Gemisch führenden, auf seiner Oberseite mit den Ausströmöffnungen versehenen Rohr ergibt sich durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 5 eine in konstruktiver Hinsicht sehr einfache Halterung des Stützgitters und der Druckaufbauscheibe.
- Durch die Merkmale des Anspruches 6 wird die Versorgung der Randzonen der Stirnseite des Brenners verbessert.
- Um das Überzünden des Brenners zu verbessern, ist es vorteilhaft, die Merkmale des Anspruches 7 vorzusehen.
- Durch die Merkmale des Anspruches 9 ergibt sich der Vorteil einer sehr gleichmäßigen Verteilung des Gas-Luft-Gemisches im Bereich der Stirnseite des Brenners, wobei sich die vorgeschlagene Lösung auch durch einen sehr einfachen Aufbau auszeichnet. Dabei ergibt sich durch die Merkmale des Anspruches 10 der Vorteil eines leichten Überzündens des Brenners.
- Um einen sicheren Halt des Vlieses und des Stützgitters im Bereich der Stirnseite des Brenners zu gewährleisten, ist es vorteilhaft, die Merkmale des Anspruches 11 vorzusehen.
- Durch die Merkmale des Anspruches 12 wird auf einfache Weise eine Abstützung des Drahtgitters in radialer Richtung erreicht.
- Zur sicheren Halterung des Prallblechs ist es vorteilhaft, die Merkmale des Anspruches 13 vorzusehen.
- Durch die Merkmale des Anspruches 14 ergibt sich ein in konstruktiver Hinsicht sehr einfacher Aufbau.
- Durch die Merkmale des Anspruches 15 wird der Ausströmbereich für das Gas-Luft-Gemisch auf einen sehr günstigen Bereich eingeschränkt, wodurch eine zu starke Erwärmung des Brenners vermieden wird.
- Durch die Merkmale des Anspruches 16 ergibt sich der Vorteil einer im wesentlichen gleichmäßigen Verteilung der Ausströmgeschwindigkeit des Gas-Luft-Gemisches über die gesamte Oberfläche des mit Ausströmöffnungen versehenen Bereiches des Brenners und damit eine sehr gleichmäßige Verteilung der Belastung des Brenners.
- Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
-
1 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Brenner, -
2 einen Schnitt im vergrößerten Maßstab durch den Brenner nach der1 , -
3 einen Schnitt durch den türseitigen Bereich des Brenners nach der1 , -
4 ein Detail des Brenners nach der1 , -
5 einen Kopfflansch in Seitenansicht, -
6 den Kopfflansch gemäß5 in Ansicht, -
7 eine Stützscheibe, -
8 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Brenners, -
9 einen Schnitt nach der Linie A-A in der8 und -
10 einen Längsschnitt durch einen Brenner nach den8 und9 bei abgenommenem Druckaufbaublech. - Gleiche Bezugszeichen bedeuten in allen Fig. gleiche Einzelheiten.
- Eine Brennerhalterung
2 eines überstöchiometrisch vormischenden Gasbrenners eines Umlaufwasserheizers ist von einem zylindrischen Mischrohr1 durchsetzt, das eine muffenartige Erweiterung40 aufweist, in der ein gelochtes Innenrohr3 gehalten ist, dessen Wand im wesentlichen durchgehend mit Löchern47 versehen ist, durch die ein von einer Gasdüse kommendes Gas-Luft-Gemisch ausströmen kann. - Im vordersten, von der Brennerhalterung abgewandten Bereich
48 des gelochten Innenrohres3 ist ein Prallblech12 gehalten, das mit Bohrungen44 versehen ist. Dabei sind Abstandhalter11 an der Innenwand des Rohres3 zwischen zwei Schlitzen30 vorgesehen, an denen das Prallblech12 anliegt, wobei auf der den als Nasen ausgebildeten Abstandhaltern11 abgewandten Seite das Prallblech12 mit dem Innenrohr3 verschweißt ist. - Am von der Brennerhalterung
2 abgewandten Bereich48 des gelochten Innenrohres3 ist ein Kopfflansch16 angeordnet, dessen zylindrischer Abschnitt41 mit dem Innenrohr3 verbunden ist. Weiter weist der Kopfflansch16 , wie insbesondere aus der2 zu ersehen ist, einen sich kegelförmig erweiternden Abschnitt42 auf, an den sich ein senkrecht zur Längsachse des Brenners erstreckender Flanschabschnitt43 anschließt, der mit einem nach vorne abgewinkelten zylindrischen Halterand28 versehen ist. - Der Flanschabschnitt
43 ist, wie aus5 ersichtlich, mit über den Umfang verteilt angeordneten Überzündtaschen23 versehen, in denen Öffnungen24 zur Ermöglichung der Gaszufuhr in den stirnseitigen Bereich49 des Brenners vorgesehen sind. - Im Bereich des Halterandes
28 des Kopfflansches16 sind eine gelochte Innenblechscheibe13 und vor dieser eine Stützgitterscheibe15 gehalten, die von einer Scheibe14 aus einem Metallvlies überdeckt ist, wobei der Halterand28 mit Überzündlöcher22 versehen ist. - Der Halterand
29 ist von einer Winkelspannschelle18 übergriffen, deren nach innen abgewinkelter Halterand29 die Scheibe14 aus Metallvlies übergreift. Weiter klemmt die Winkelspannschelle18 auch ein die Zylinderwand des Brenners überdeckendes Metallvlies8 fest. Dabei ergibt sich bei der Winkelspannschelle18 eine Überlappung19 der beiden Enden der Winkelspannschelle18 . - An dem Kopfflansch
16 beziehungsweise an der der Brennerhalterung2 zugekehrten Seite des Flanschabschnittes43 ist ein Innenflansch17 gehalten, der mit einem zylindrischen gelochten Druckaufbaublech7 verbunden ist, das das gelochte Innenrohr3 konzentrisch und im Abstand umgibt. Dabei weist der Innenflansch17 mit den Öffnungen24 des Flanschabschnittes43 fluchtende Öffnungen27 auf. - Weiter ist dieses zylindrisch verformte gelochte Druckaufbaublech
7 an einem Innenflansch4 gehalten, der an einem weiteren Kopfflansch5 befestigt ist, der an dem der Brennerhalterung2 zugekehrten Ende beziehungsweise dem einströmseitigen Ende des Brenners auf dem Mischrohr1 angeordnet ist. - Auf dem zylindrisch verformten gelochten Druckaufbaublech
7 ist ein Stützgitter6 angeordnet, das das gelochte Druckaufbaublech7 konzentrisch anliegend umgibt, wobei auf diesem Stützgitter6 das Metallfaservlies8 aufliegt und mittels einer Spannschelle9 auf einen abgewinkelten zylindrischen Rand45 niedergespannt ist. - Wie aus der
1 zu ersehen ist, sind, über die Länge des Brenners verteilt, angeordnete Abstützelemente10 , die als Stützscheiben ausgebildet sind, vorgesehen, die für einen entsprechenden konstanten Abstand des gelochten Druckaufbaublechs7 vom gelochten Innenrohr3 sorgen. Diese Abstützelemente10 weisen, wie aus der7 zu ersehen ist, Durchbrüche20 auf, die lediglich durch relativ schmale Stege46 voneinander getrennt sind. - Aus dieser
7 ist auch der Aufbau des Stützgitters6 zu ersehen, das aus auf dem gelochten Druckaufbaublech7 aufliegenden und sich in Achsrichtung des Brenners erstreckenden geraden Stäben25 und außen auf diesen aufliegenden und mit diesen verbundenen gekrümmten Stäben26 gebildet ist, die sich in Umfangsrichtung des zylindrisch verformten gelochten Druckaufbaublechs7 erstrecken. - Wie aus der
2 zu ersehen ist, sind aus dem gelochten Innenrohr3 Abstandhalter11 nach innen ausgebogen, an denen das Prallblech12 abgestützt ist. Weiter sind drei Schweißpunkte50 vorgesehen, die das Prallblech12 mit dem Innenrohr3 verbinden. - Beim Betrieb des Brenners strömt ein Gas-Luft-Gemisch über das Mischrohr
1 in das gelochte Innenrohr3 ein und über die Löcher47 des Innenrohres3 in den Ringraum51 zwischen dem Innenrohr3 und dem gelochten Druckaufbaublech7 ein sowie über die Bohrungen44 des Prallblechs12 in den stirnseitigen Bereich49 des Brenners ein. Aus diesen Bereichen strömt das Gas-Luft-Gemisch über die Bohrungen des gelochten Druckaufbaubleches7 beziehungsweise die gelochte Innenblechscheibe13 aus und durchströmt danach das Metallvlies8 beziehungsweise die aus Metallvlies hergestellte Scheibe14 . Das über die Oberfläche des Brenners fein verteilte Gas-Luft-Gemisch verbrennt mit sehr kleinen Flammen. - Die Enden des Vlieses stoßen längs einer Stoßstelle
21 aneinander, welche auf der Unterseite des Brenners gelegen ist, analog sind die Stoßstellen21 der Stäbe26 positioniert. - Der atmosphärisch vormischende Gasbrenner nach den
8 bis10 weist ein Mischrohr1 auf, das mit einem Flansch60 versehen ist und in eine dichte, im Querschnitt U-förmige Wanne61 übergeht. Auf den Seitenwänden62 der Wanne61 sind Abstützelemente10 befestigt, auf denen ein mit fein verteilten Ausströmöffnungen versehenes Druckaufbaublech7 gehalten ist. - Dabei ist das Druckaufbaublech
7 mittels Schrauben63 an den Abstützelementen10 und den Seitenwänden62 der dichten Wanne61 befestigt. - Auf dem Druckaufbaublech
7 ist ein Stützgitter6 angeordnet, bei dem über in axialer Richtung des Brenners verlaufenden Stäben25 in Umfangsrichtung verlaufende Stäbe26 aufliegen und mit diesen verbunden sind. - Dabei ist das Stützgitter
6 , wie bei dem Brenner nach den1 bis7 , von einem Vlies8 überdeckt, das ebenfalls mit den Schrauben63 befestigt ist. - Das Vlies
8 ist beiderseits von dichten Endstücken64 ,65 innen und außen übergriffen, wobei die Endstücke64 ,65 mit der Wanne61 mittels Schrauben66 verbunden sind. - Weiter ist, wie aus der
8 zu ersehen ist, im Inneren der Wanne61 ein Strömungsleitblech67 vorgesehen, das vom Einströmende68 zum freien Ende69 zu ansteigt und dadurch den freien Querschnitt der Wanne61 mit fortschreitender Annäherung an das freie Ende des Brenners vermindert. Dabei ist das Strömungsleitblech67 im Mittelbereich über eine im Boden74 der Wanne61 gehaltene Stütze70 abgestützt, wobei eine Buchse75 in den Boden74 der Wanne61 eingelassen ist, in der die Stütze70 gehalten ist. - Der Flansch
60 des Mischrohres1 ist an einer Brennkammerwand71 befestigt, wobei ein einen Flansch73 aufweisendes Mischrohr72 an der Außenseite der Brennkammerwand71 befestigt ist, in das eine Gasdüse78 Gas einbläst. Die Brennkammerwand71 ist weiter von Elektroden76 ,77 durchsetzt.
Claims (16)
- Brenner für ein Gas-Luft-Gemisch mit einem Vlies (
8 ) als Brennerfläche, bei dem das Vlies (8 ) von einem Stützgitter (6 ) getragen wird und auf der dem Vlies (8 ) abgewandten Seite des Stützgitters (6 ) ein mit Ausströmöffnungen versehenes Druckaufbaublech (7 ) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren des Brenners ein das Gas-Luft-Gemisch führende, auf seiner Oberseite mit Ausströmöffnungen versehenes Rohr (3 ) und zwischen dem Rohr (3 ) und dem Druckaufbaublech (7 ) Abstützelemente (10 ), die als Lochscheiben ausgebildet sind, angeordnet sind. - Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützgitter (
6 ) aus runden Stäben (25 ,26 ) hergestellt ist. - Brenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützgitter (
6 ) in axialer Richtung des Rohres (3 ) verlaufende Stäbe (25 ) aufweist, die von in Umfangsrichtung verlaufenden Stäben (26 ) überdeckt sind. - Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des freien Endes des Rohres (
3 ) in diesem eine sich im wesentlichen über dessen Querschnitt erstreckendes Prallblech (13 ) vor einem Kopfflansch (16 ) angeordnet ist, der einen sich gegen das Ende des Rohres (3 ) zu erweiternden trichterförmig ausgebildeten Abschnitt (42 ) aufweist, dessen freies Ende von einer einen Druckaufbau bewirkenden Innenblechscheibe (13 ) abgedeckt ist, an deren freier Stirnseite ein Stützgitter (15 ) angeordnet ist. - Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 4 , dadurch gekennzeichnet, dass das Stützgitter (
6 ) und die Innenblechscheibe (13 ) von einer Halteschelle, vorzugsweise einer Winkelspannschelle (18 ), gehalten sind. - Brenner nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopfflansch (
16 ) im Bereich eines abgebogenen, im wesentlichen ebenen Flanschabschnittes (43 ) Öffnungen (24 ) zur Gaszufuhr aufweist. - Brenner nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopfflansch (
16 ) im Bereich eines abgebogenen, im wesentlichen ebenen Flanschabschnittes (43 ) Vertiefungen aufweist, die Überzündtaschen (23 ) bilden. - Brenner nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopfflansch (
16 ) an seinem freien Ende einen Halterand (28 ) aufweist, der im wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist und zur Aufnahme einer gelochten Innenblechscheibe (13 ), einer Scheibe aus einem Metallfaservlies (14 ) und einer Stützgitterscheibe (15 ) dient. - Brenner nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Halterand (
28 ) Überzündlöcher (22 ) aufweist. - Brenner nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteschelle (
18 ) Löcher aufweist, die mit den Überzündlöchern (22 ) des Halterandes (28 ) fluchten. - Brenner nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteschelle (
18 ) einen eingezogenen Rand (29 ) aufweist. - Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Brenner dicht in einer Brennertür (
2 ) gehalten und an seinem der Brennertür (2 ) zugekehrten Endbereich eine Abstützung (4 ) für das Stützgitter (6 ) in radialer Richtung aufweist. - Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem gelochten inneren Rohr (
3 ) Abstandhalter (11 ) in Form von Nasen nach innen ausgebogen sind, die zur Abstützung eines Prallblechs (12 ) dienen. - Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass an der Unterseite des Brenners eine dichte Wanne (
61 ) vorgesehen ist. - Brenner nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Wanne (
61 ) bis zu ca. einem Drittel der Höhe des Brenners erstreckt und das Druckaufbaublech (7 ) im Querschnitt im wesentlichen wannenförmig ausgebildet ist und mit seinen Seitenwänden auf den Seitenwänden (62 ) der dichten Wanne (61 ) aufsteht. - Brenner nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Wanne (
61 ) ein Strömungsleitblech (67 ) angeordnet ist, das vom Einströmende (68 ) des Brenners gegen das freie Ende (69 ) des Brenners zu ansteigt.
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