DE2003336A1

DE2003336A1 - Brenner fuer Brennstoff-Luft-Gemische

Info

Publication number: DE2003336A1
Application number: DE19702003336
Authority: DE
Inventors: Hagdorn Manfred Otto; Kjellt-Son Sandberg
Original assignee: Electrolux AB
Current assignee: Electrolux AB
Priority date: 1969-01-29
Filing date: 1970-01-26
Publication date: 1970-07-30
Also published as: SE333554B; AU1074270A; FR2029608A1

Description

Der Patentanwalt Uipl-Ing. W. be^'er

■000 FRANKFURT/MAIN Djpl.-Vfl.TtSCh.-Tüg ,B. Jochen FREIHERR-VOM-STEIN-STRASSEIS

Aktie"bolaget Electrolux Stockholm/Schweden

Priorität der schwed. Anmeldung vom 29.1.1969 No. 1175/1969 Brenner für Brennstoff-Luft-Gemische

Die Erfindung betrifft einen Brenner für Brennstoff-Luft-Gemische mit einem Brennerkopf, dessen von mindestens einer Ausströmöffnung für das Gemisch gebildeter Austrittsquerschnitt veränderbar ist.

Bei bekannten Brennern dieser Art dient die Änderung des Austrittsquerschnittes dazu, die Grosse und Intensität der Flamme oder Flammen zur Anpassung an die gewünschte Heizleistung bei in konstanter Menge zur Verfügung stehendem Gemisch zu verändern. In manchen Fällen kann jedoch die zur Verfügung stehende Gemischmenge während des Betriebes variieren, so daß sich bei gleichbleibendem Austrittsquerschnitt des Brenners auch ein unterschiedlicher Ausströmdruck einstellt und sich entsprechend die Flammenlänge ändert, wodurch unter Umständen die zu erwärmende:: Teile nicht oder nur noch unzureichend mit den warmen V^ j·- brennungsgasen in Berührung gelangen und die effektive Hexleistung weit stärker als die sugeführte Gemischmenge absinkt. Da derartige Änderungen der zugeführten Gemischmenge sehr plötzlich und völlig unkontrolliert auftreten können, bedarf es einer selbsttätigen Veränderung des Aus-

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trittsquerschnittes, die bisher nur durch komplizierte Regeleinrichtungen möglich war.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Brenner der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sich der Austrittsquerschnitt von selbst, d.h. ohne eine besondere Regeleinrichtung an die zugeführte Gemischmenge anpasst. Gemäss der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zur Veränderung des Austrittsquerschnitts ein im Brennerkopf geführter Schwimmer dient, der sich der zugeführten Gemischmenge entsprechend durch sein Eigengewicht selbsttätig auf eine den Druck im Brennerkopf konstant haltende Höhe einstellt.

Für die Ausgestaltung und Anordnung des Schwimmers im Rahmen des Erfindungsgedankens bestehen verschiedene Möglichkeiten. So kann beispielsweise nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung der Brennerkopf von einem aufrecht stehenden Rohrstück mit am unteren Ende angeschlossener Zufuhrleitung für das Brennstoffluftgemisch sowie längs seiner Mantelwandung verteilten Ausströmöffnungen gebildet sein, in welchem der Schwimmer als dichtend an die Rohrwandung anschließender Kolben frei auf- und niederbewegbar ist. Je nach der zugeführten Gemischmenge wird hierbei die Aufrechterhaltung eines den Kolben tragenden Druckes im Brennerkopf eine mehr oder weniger starke Drosselung an den Ausströmöffnungen erfordern, die sich je nach der Höhenlage des Kolbens und der damit verbundenen Verschließung eines Teils der Ausströmöffnungen von selbst einstellt.

In einer anderen bevorzugten Ausgestaltungsform der Erfindung ist der Brennerkopf von einem aufrechtstehenden Rohrstück mit am unteren Ende angeschlossener Zufuhrleitung für das Brennstoff-Iiuftgemisch gebildet, dessen offenes oberes Ende vom Schwimmer mehr oder weniger abdeckbar ist. Hierbei

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ist es zweckmässig, die Bodenflache des Schwimmers als Strömungsleitfläche mit vorzugsweise Kegelform auszubilden. Zur Führung des Schwimmers ist dieser zweckmässig mit einem in das Rohretück hineinragenden Führungsansatz versehen, mit welchem er in einer Führungsbuchse innerhalb des Rohrstücks gleitet. Bei dieser Ausgestaltungsfonn des Brenners strömt das Gas nach allen Seiten zwischen der Oberkante des Rohrstücks und dem im Abstand darüber befindlichen Schwimmer aus, und dieser Austrittsquerschnitt ist bestimmt durch die Höhenlage des Schwimmers, die sich von selbst auf einen den Schwimmer tragenden konstanten Druck im Brennerkopf einstellt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zweier Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen :

Fig. 1 eine erste Ausführungsform der Erfindung in Seitenansicht, teilweise geschnitten,

Fig. 2 den oberen Teil einer zweiten Ausführungsform im Vertikalschnitt.

Der in Fig. 1 dargestellte Brenner ist als Heizquelle für einen Dampferzeuger bestimmt, der aus einer schraubenförmigen eng gewundenen Rohrleitung 10 besteht, an deren einem Ende eine Zufuhrleitung 11 für Wasser und am anderen Ende eine Auslaßleitung 12 für Dampf ansetzen. Zentrisch innerhalb der Rohrleitung 10 befindet sich ein Brennerkopf 13» bestehend aus einem aufrecht stehenden Rohr 1A-, das an seinem oberen Ende durch eine Stirnwand 15 verschlossen sein kann. An das untere Ende des Brennerkopfs 1A- schließt eine Zuführleitung 16 für ein Brennstoff-Luft gemisch an. Dieses kann beispielsweise ein Gas-Luftgemisch sein, das unter konstantem Druck von einem Mischer und einem Gebläse über

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ein (nicht dargestelltes) Ventil geführt wird, welches als Drosselventil ausgebildet sein kann. Der Brenner kann jedoch ebenso für flüssige Brennstoffe in Verbindung mit anderen Oxydationsstoffen als Luft wie beispielsweise reinem Sauerstoff benutzt werden.

Dasden Brennerkopf 14 bildende Rohr weist eine vergleichsweise grosse Anzahl radial gerichteter Ausströmöffnungen 17 auf, die über die zylindrische Mantelfläche über im wesentlichen die gesamte Rohrlänge verteilt sind. Die Grosse der ausströmenden öffnungen 17 und der Abstand der Rohrwandung von der den Dampferzeuger bildenden Rohrschlange 10 'Sind so gewählt, dass ein aus den Ausströmöffnungen austretendes Brennstoff- Luft-Gemisch nach seiner Zündung Flammen ergibt, die alle im wesentlichen die gleiche Grösse mit einer solchen Einstellung aufweisen, daß eine bestmögliche Wärmeabgabe zum Dampferzeuger erhalten wird. Auch der Druck des Brennstoff-Luft-Gemisches beeinflußt die Grösse der Flammen und dieser Druck wird deshalb auf einer geeigneten Höhe, beispielsweise 100 mm Wassersäule gehalten. Da der Brenner zur Wärmeabgabe unter stark schwankenden Wärmeanforderungen bestimmt ist, machen es die beträchtlichen Schwankungen in der Menge des zugeführten Brennstoff-Luftgemisches schwierig, den Druck in der Zufuhrleitung 16 zu regeln. Aus diesem Grunde ist der Brenner erfindungsgemäss mit einem eingebauten Druckregler versehen, der selbsttätig arbeitet.

Zu diesem Zwecke ist innerhalb des rohrförmigen Brennerkopfes 14, der vorzugsweise vertikal stehend angeordnet ist, ein Schwimmer 18 in Form eines Kolbens angeordnet. Der Schwimmer 18 gleitet leicht innerhalb des Brennerkopfes 14 und ist im Gewicht so bemessen, daß er im Brennerkopf 14 bei einem bestimmten durch das Brennstoff-Luftgemisch auf seine Boden fläche 19 auegeübten Druck in Schwebeetellung gehalten wird.

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In bekannter Weise ist der kolbenförmige Schwimmer 18 mit Ringnuten 23 an seiner Mantelfläche versehen, um übermässigen Durchtritt von Brennstoff-Luftgemisch zu dem oberhalb des Kolbens befindlichen Teil des Brennerkopfes zu verhindern. Unabhängig von der zugeführten Gemischmenge wird der Druck an der Bodenfläche 19 des Schwimmers 18 dadurch konstant gehalten, daß eine unterschiedliche Anzahl von Ausströmöffnungen 17 für den Austritt von Gemisch zwischen der Zufuhrleitung 16 und der Bodenfläche 19 des SchwiImmers 18 in nicht abgedecktem Zustand gehalten wird, v/enn bei irgendeiner Gelegenheit eine grosse Menge an Brennstoff-Luftgemisch zugeführt wird, bewegt sich der Schwimmer 18 von selbst innerhalb des rohrförmigen Brennerkopfes nach oben, und weitere Ausströmöffnungen 17 stehen dem Gasaustritt zur Verfügung. Da der Druck des Gemisches auf diese Weise an den Austrittsöffnungen 17 konstant gehalten wird,wird eine Anzahl von Flammen erhalten, die alle im wesentlichen gleiche Grosse besitzen, und zwar einerseits im Vergleich miteinander und andererseits auch, wenn sich die zur Verfügung stehende Gemischmenge ändert, so dass alle Flammen ihre Wärme mit größtem Wirkungsgrad an den Dampferzeuger abgeben. Die Austrittsöffnungen 17 im rohrförmigen Brennerkopf können längs einer Schraubenkurve angeordnet sein, die dem von der Rohrleitung 10 gebildeten Schraubengang entspricht, so daß alle Flammen jeweils mit demjenigen Rohrabschnitt des Dampferzeugers in Berührung gelangen, der sich am nächsten dem Brennerkopf 14 befindet.

Zum Zünden des Brenners kann eine an sich bekannte Zündeinrichtung dienen, die im dargestellten Ausführungsbeispiel von einem elektrischen Zünder 20 am unteren Brennerende gebildet ist. Dort befindet sich auch eine von einer Kontermutter 21 gesicherte Stellschraube 22, mittels welcher die unterste Stellung des Schwimmers 18 eingestellt

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werden kann, so dass eine Zündflamme am Brenner unter Leerlaufverhältnissen so lange verbleibt, wie die Zufuhr des Brennstoff-Luftgemisches nicht vollständig unterbrohhen wird.

Der Brenner nach Fig. 2 weist ebenfalls einen rohrförmigen Brennerkopf 24- auf, dem das Brennstoff-Luftgemisch von unten her zugeführt wird. Am oberen trockenen Ende 25 des Brennerkopfes 24- befindet sich ein Schwimmer 26 mit einem kegelförmigen Teil 27, dessen Spitze nach unten weist und der mindestens den gleichen Durchmesser wie das Innere des Brennerkopfes 24- aufweist. Weiterhin ist der Schwimmer 26 mit einem nach unten gerichteten zentralen Führungszapfen 28 versehen, welcher in einer Führungsbuchse 29 gleitet, die an Stegen 30 innerhalb des Brennerkopfes 24- gehalten ist.

In Fig. 2 ist auf die Bodenfläche 31 des Schwimmers 26 kegelförmig gestaltet; sie kann jedoch ebenso jede andere Form aufweisen, soferndiese nur geeignet ist, der zwischen dem Schwimmer 26 und dem Brennerkopf 30 ringförmig austretenden Flamme die gewünschte Form zu geben und die Flamme mehr oder weniger nach aufwärts zu richten. Auch kann die Innenfläche der öffnung des Brennerkopfes 24- in besonderer Weise in Bezug auf die Formgebung der Flamme gestaltet sein.

Der erfindungsgemässe Brenner kann neben den vorbeschriebenen Ausgestaltungsformen im Rahmen der Erfindung auf mancherlei Weise abgewandelt werden. So kann bei einer anderen nicht dargestellten Ausführungsform der Brennerkopf die Form eines geneigten Rohres aufweisen, das einen Schwimmer in Form einer Kugel aufnimmt, die auf dem zugeführten Brennstoff-Luftgemisch ruht, wobei entweder das Gewicht der Kugel oder die Neigung des Brennerkopfes entsprechend dem gewünschten Austrittsdruck des Brennstoff- Luftgemisches geändert werden kann.

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Bei einem Dampferzeuger und einer Heizquelle nach der Erfindung wird die Wärme der Innenseite einer zylindrischen Oberfläche zugeführt, wobei die spezifische Värmebelastung dieser Fläche im wesentlichen gleich ist, während die erwärmte Gesamtfläche vergrössert oder verkleinert wird.

Unter zahlreichen charakteristischen Vorteilen des erfindungsgemässen Brenners sei besonders hervorgehoben, dass er im Betrieb dank der Abwesenheit grosser Mengen an durch die Ausströmöffnungen strömenden hochgespannten Gases ausser- ordentlich leise arbeitet.

Patentansprüche /

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Claims

AB Electrolux 8

Stockholm/Schweden Az.

Patentansprüche

Brenner für Brennstoff-Luft-Geraisehe mit einem Brennerkopf, dessen von mindestens einer Ausströmöffnung für das Gemisch gebildeter Austrittsquerschnitt veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Veränderung des Austrittsquerschnitts ein im Brennerkopf (13, 24) geführter Schwimmer (18,26) dient, der sich der zugeführten Gemischraenge entsprechend durch sein Eigengewicht selbsttätig auf eine den Druck im Brennerkopf konstant haltende Höhe einstellt.
2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennerkopf (13) von einem aufrechtstehenden Rohrstück mit am unteren Ende angeschlossener Zufuhrleitung (16) für das Brennstoffluftgemisch sowie längs seiner Kantelwandung verteilten Ausströmöffnungen (17) gebildet ist, in welchem der Schwimmer (18) als dichtend an die Rohrwandung anschließender Kolben frei auf und nieder bewegbar ist.
3. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennerkopf (24) von einem eufrechtstehenden Rohrstück mit am unteren Ende angeschlossener Zufuhrleitung für das Brennstoff-Luftgemisch gebildet ist, dessen offenes oberes Ende (öffnung 25) vom Schwimmer (26) mehr oder weniger abdeckbar ißt.
4. Brenner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenfläche (31) des Schwimmers (26) als Strömungsleitfläche mit vorzugsweise Kegelform ausgebildet ist.

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5. Brenner nach Anspruch 3 oder 4-, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwimmer (26) mit einem in das Rohrstück hineinragenden Führungsansatz (28) versehen ist, mit welchem er in einer Führungsbuchse (29) innerhalb des Rohrstücks gleitet.
6. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennerkopf von einem geneigten Rohrstück mit am unteren Ende angeschlossener Zufuhrleitung sowie längs seiner Mantelwandung verteilten Ausströmöffnungen gebildet ist, in welchen der Schwimmer in Gestalt einer gegen die Rohrwandung dichtenden Kugel auf und nieder bewegbar ist.

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