DE2340127C3 - Brennerkopf für einen Gebläse-Gasbrenner - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Brennerkopf für einen Gebläse-Gasbrenner mit einem Brennerrohr zur Zufuhr von Verbrennungsluft, in dem die Mündung eines Gas-Zuführungsrohres, das mit einer mindestens eine quer zur Strömungsrichtung im Brennerrohr gerichtete Gasaustrittsöffnung aufweisenden Gasdüsc versehen ist, konzentrisch angeordnet ist und das stromab von der Gasdüsc eine Stauschcibc aufweist, die als gelochtes, stromauf gewälbtes Hohlkugclscgmcnt ausgebildet ist.

Ein Brennerkopf der vorbczcichnctcn Gattung ist nach der US-PS 28 54 068 bekannt. Das Ende des dort gezeigten Gas-Zuführungsrohrcs ist als Düse ausgebildet. Weil die Stauschcibc in einer Stirnbohrung an der Spitze der Düse befestigt ist, kann an dieser Stelle kein Gas austreten. Der Gasaustritt aus der Düse erfolgt deshalb durch schräg nach außen führende Gasaustritlsöffnungen, die annähernd tangential zu der kugclscgmentförmigen Stauschcibc ausgerichtet sind, die im Strom der zugeführten Verbrennungsluft liegt.

Nach der deutschen OS 21 59 767 ist es auch bekannt, die Stauscheibe koaxial zum Brennerrohr verschiebbar auszubilden.

Die bekannten Gasbrennerkopf-Konstruktionen haben den Nachteil, daß sie bereits bei geringen rauchgasseitigen Widerständen des zu befeuernden Kessels pulsieren oder nicht züden bzw. daß die Flamme zum Abheben neigt. Diese Empfindlichkeit bei Widerständen auf der Abgasseitc ist um so nachteiliger, desto deutlicher die Entwicklung in der Heizkesselindustrie zu kompakten Hochleistungskesseln in Überdruckausführung führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Brennerkopf der vorbezeichneten Gattung so auszubilden, daß damit auch Hochleistungskessel mit schwierigem Anfahrverhalten und höheren rauchgasseitigen Widerständen sicher zu betreiben sind, und daß der Brennerkopf für weite Leisungsbereiche einsetzbar ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst worden, daß die Gasdüse die lichte Weite des Brennerrohres verengend, kegelstumpfförmig mit in Strömungsrichtung im Brennerrohr ansteigender Kegelmantelfläche ausgebildet ist und im Bereich des stromauf liegenden Kegelstumpfendes die Gasaustrittsöffnung(en) aufweist, und daß die Stauscheibe im Abstand von der Gasdüse im Mündungsbereich des Brennerrohres angeordnet ist.

Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß die in Strömungsrichtung ansteigende Kegelmantelfläche der Gasdüse den Querschnitt des Brennerrohres verengt, wodurch örtlich eine hohe Strömungsgeschwindigkeit verursacht wird, die eine intensive Vermischung von Gas und Luft gewährleistet. Durch die vor der Verengung quer zur Strömungsrichtung im Brennerrohr gerichteten Brennerrohraustrittsöffnungen wird die gute Vermischung zwischen Luft und Gas bereits vor dem Bereich hoher Strömungsgeschwindigkeiten durch Schrägneigung der Strömungsrichtungen gegeneinander gefördert. Die Ausbildung der kegelförmigen Gasdüse hat auch noch den Vorteil, daß an der Kegelgrundflächc, d. h, im Strömungsschatten der kegelförmigen Gasdüse nach dem im Kegelmantelbereich angelegten Raum hoher Strömungsgeschwindigkeit hier ein Entspannungsraum entsteht, in dem die Strömungsgeschwindigkeit niedriger ist, so daß sich in diesem Bereich der nachgeschaltcten hohlkugclförmigcn Stauscheibe Haftflainmen ausbilden, die eine sichere Zündung des Gas-Luft-Gemischcs gewährleisten und ein Abheben der Hauptflamme von der Stauscheibc verhindern.

Die stromab liegende Stirnfläche der Gasdüesc hat vorzugsweise mindestens eine axiale Durchgangsbohrung. Diese Durchgangsbohrung mündet, im Strömungsschatlcn des Kegels der Gasdüsc, ebenfalls in einem Raum mit geringerer Strömungsgeschwindigkeit, so daß das Gas-Luft-Gcmisch hier vorteilhaft örtlich mit Gas angereichert wird, wodurch die Zündfähigkeit des Gemisches, das Ausbilden von Haflflamincn sowie die Verhinderung des Abhcbens der Hauptflamme noch gefördert wird.

Durch die an sich bekannte Verschiebbarkeit der Stauschcibc ist der Brennerkopf in einem weiten Lcistungsbcrcich der Kessel cinsctzbar, da für höhere Gasdurchsätze der Luftspalt zwischen Sluuschcibc und Brennerrohr durch dps axiale Verschieben der Stauschcibc vergrößert werden kann. Um einen zentrischen Sitz der Stauschcibc im Brennerrohr zu gewährleisten, wodurch vorteilhaft eine symmetrische Flamme ausgebildet wird, kann die Slauschcibc mit entsprechenden Slülzelcmcnien verschen werden.

Durch den Einbau einer Drossel in dem der Mündung des Gas-Zuführrohres zugeordneten Bereich läßt sich der erfindungsgemäße Brennerkopf ohne weitere Umbauarbeiten sowie ohne schwierige Einstellungsarbcilcn von einer Gasarl auf die andere, /.. B. von Stadtgas auf Erdgas, das eine geringere Zündgeschwindigkeit hat, umstellen.

Ein Ausführungsbeispiel der I rfinclung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch den erfindungsgemäßen Brennerkopf mit der Kombination von kegeligem Düsenkörper und hohlkugelförmiger Stauscheibe,

Fig,2 einen Brennerkopf gemäß Fig. 1 mit in die Gasdüse eingesetzter Drossel und

F i g. 3 die axiale Verstellmöglichkeit der Stauscheibe.

In der Fig. I ist der Brennerkopf dargestellt, in dessen Brennerrohr 1 das Gas-Zuführungsrohr 2 mit der Gasdüse 3 und der Stauscheibe 4 angeordnet sind. Die Verbrennungsluft wird durch das Brennerrohr 1 eingeblasen. Der wesentliche Anteil des Gases für die Hauptflamme strömt durch die Gasaustrittsöffnungen 5 radial in den Verbrennungsluftraum, wodurch sich durch Zusammenwirken der als ersten Staukörper dienenden Gasdäse und der stetigen Verengung des Strömungsquerschnittes, bei entsprechender Geschwindigkeitssteigerung eine erste intensive Vermischung des Brennstoff-Luft-Gemisches ergibt.

In der Strömungsschattenseite 6 der Gasdüse 3 wird ein Entspannungsraum geschaffen, in den mittels der kleineren Durchgangsbohrungen 7 das Gemisch zusätzlich angereichert und damit die theoretische Zündungsgeschwindigkeit soweit heraufgesetzt wird, so daß hier die Zündung problemlos erfolgen kann.

Die iii .Strömungsrichtung nachfolgende gelochte kalottenfürmige Stauscheibe 4 bewirkt eine weitere Beschleunigung und Vermischung des HauptgemjFchstromes und schafft in ihrer Strömlingsschattenseite 8 eine weitgehende Entspannung des in diesem Bereich angereicherten Brenngemisches, wodurch sich auf oen Löchern 9 stabile Haftflammen halten können, so daß ein Abheben der Hauptflamme von der Stauscheibe 4 vermieden wird.

Zum Umstellen von einer Gasart auf die andere, z. B. von Stadtgas auf Erdgas mit einer geringeren Zündungsgeschwindigkeit wird in das F.nde des Gas-Zuführungsrohres eine Drossel 10 eingebaut; weitere Umbauarbeiten sind nicht erforderlich. Für höhere Gasdurchsätze kann der Luftspalt 11 /wischen Stauscheibe 4 und Brennerrohr 1 durch axiales Verschieben der .Stauscheibe vergrößert werden. Stützelemente 12 sorgen dabei für einen zentrischen Sitz der Stauscheibe 4 im Brennerrohr t und damit für eine symmetrische Flamme.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche;

1. Brennerkopf für einen Gebläse-Gasbrenner mit einem Brennerrohr zur Zufuhr von Verbrennungsluft, in dem die Mündung eines Gas-Zuführungsrohres, das mit einer mindestens eine quer zur Strömungsrichtung im Brennerrohr gerichtete Gasaustrittsöffnung aufweisenden Gasdüse versehen ist, konzentrisch angeordnet ist und das stromab von der Gasdüse eine Stauscheibe aufweist, die als gelochtes, stromauf gewölbtes Hohlkugelsegment ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasdüse (3) die lichte Weite des Brennerrohres (1) verengend, kegelstumpfförmig mit in Strömungsrichtung im Brennerrohr ansteigender Kegelmantelflache ausgebildet ist und im Bereich des stromauf liegenden Kegelstumpfendes die Gasaustrittsöffnung(en) (5) aufweist, und daß die Stauscheibe (4) im Abstand von der Gasdüse (3) im Mündungsbereich des Brennetrohres(l) angeordnet ist.

2. Brennerkopf nach Anspruch !, dadurch gekennzeichnet, daß die stromab liegende Stirnfläche der Gasdüse (3) mindestens eine axiale Durchgangsbohrung (7) aufweist

3. Brennerkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stauscheibe (4) koaxial zum Brennerrohr (1) verschiebbar ist.

4. Brennerkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der der Mündung des Zuführungsrohres (2) zugeordnete Bereich der flasdüsc (3) eine Drossel (10) aufweist.