DE2525305C3 - Gasbrenner - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Gasbrenner gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein solcher Gasbrenner ist aus der britischen Patentschrift 12 92 930 bekannt

Gasbrenner dieser Art dienen nur Erzeugung hoher Temperaturen, z. B. in Wärmeöfen, Kupolofen und anderen metallurgischen öfen, in denen es auf eine nicht oder wenig oxydierende Wirkung ankommt, in Kesseln. Dabei kommt es innerhalb des Mischers zur Vermischung des Ga: "S mit der Luft, welches Gemisch am Austritt aus dem Düsenapnarat vr'brennt

Als Nachteil der bekannten Ausbildung ist anzusehen, daß bei großer Brennerleistung ke'^e kurze Hochtemperaturflamme erhalten werden kann. Wenn die Leistung des Brenners gesteigert werden soll, so muß dies durch die Vergrößerung des Kanalquerschnitts des Düsenapparats geschehen, was aber notwendigerweise mit einer Vergrößerung der Flammenlänge verbunden ist. Durch die Vergrößerung der Flammenlänge verteilt sich jedoch die Energie wieder über einen größeren Bereich, so daß die Temperaturen in der Flamnv abnehmen.

Ein möglicher Ausweg der Anordnung einer Mehrzahl von Gasbrennern kleinerer Leistung ist mit entsprechend erhöhtem apparativem Aufwand verbunden. Außerdem wird die Regelung einer Vielzahl von Gasbrennern schwierig und auch die Gewährleistung einer gleichmäßigen Gas- und Luftverteilung in den einzelnen Gasbrennern einer Gruppe ist schwierig.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Gasbrenners, der auch bei hoher Leistung die Verbrennung des Gases in einer kurzen Hochtemperaturflamme gewährleistet.

Die gestellte Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs definierten Merkmale gelöst.

Ein erfindungsgemäß gebauter Gasbrenner für einen Gasdurchsatz von 500 bis 600 mVh kann in der Brennkammer Temperaturen von 1700 bis 1730°C oder bei Verwendung von auf 500 bis 600⁰C vorgewärmter Luft Temperatüren von 1800 bis 1850⁰C erreichen, wobei die Flammenlänge minimal bleibt.

An sich ist aus der belgischen Patentschrift 6 73 821 ein Brenner bekannt, bei dem zwei bogenförmige, koaxial zur Brennerachse gelegene Schlitzkanäle vorgesehen sind, Aus diesen tritt jedoch reines Brenngas aus, welches sich erst nachfolgend mit der Luft

vermischt, so daß von vornherein hier nicht die vorausgesetzte Bauform mit einem Mischer vorliegt.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist in dem einzigen Unteranspruch beschrieben.

Die Erfindung wird nachfolgend durch die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen weiter erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen Gasbrenner, teilweise im Schnitt·

F i g. 2 die Ansicht gemäß Pfeil A in F i g. 1;

F i g. 3 die Ansicht des Düsenapparats gemäß Pfeil B in Fig. 1.

Der beispielsgemäße Gasbrenner besteht aus einem Mischer 1, an dessen Austritt ein Düsenapparat 2 angeordnet ist, der mittels Flanschen 3 am zylindrischen Gehäuse des Mischers 1 befestigt ist

Im Gehäuse des Mischers 1 ist gleichachsig mit ihm eine Gaszuführung 4 und eine Zündvorrichtung 5 zum Zünden des Gasbrenners untergebracht An der Seitenfläche des Gehäuses des Mischers 1 ist ein Stutzen 6 zur Luftzufuhr befestigt

Die Gaszuführung 4 ist in Form eines Ringrohres 7 ausgeführt, an dessen einem Ende ein Stutzen 8 zur Gaszufuhr in das Ringrohr 7 befestigt ist und dessen anderes Ende radial angeordnete Stutzen 9 trägt, die Löcher zum Gasaustritt in den Hohlraum des Mischers 1 aufweisen.

Der Düsenapparat 2 ist eine gegossene oder geschweißte Hohlkonstruktion mit bogenförmigen Schlitzkanälen 10 zum Austritt des Gas-Luft-Gemisches. Mit einem Flansch 11 ist der Düsenapparat 2 und mit ihm der ganze Gasbrenner am Mantel 12 eines Wärmeaggregats befestigt

Über einen Stutzen gelangt Kühlwasser in die Hohlräume des Düsenapparats und verläßt diese durch einen Stutzen 14. Beide Stutzen sind an der Seitenfläche des Düsenapparates 2 angebracht.

Der Düsenapparat 2 hat eine zentrale öffnung 15 zur Aufnahme der Zündvorrichtung 5.

Die bogenförmigen Schlitikanälb i0 des Düsenapparates 2 liegen auf konzentrischen Kreisen gleichmäßig über dem Umfang verteilt. Der Verlauf der Schlitzkanäle in Strömungsrichtung ist geneigt zur Brennerachse, wobei der Neigungswinkel je nach der Entfernung der bogenförmigen Schlitzkanäle 10 von der Achse des Gasbrenners zur Peripherie des Düsenapparates 2 zunimmt.

Die bogenförmigen Schlitzkanäle 10 sind auf jedem der konzentrischen Kreise mit dem gleichen Abschnitt ihrer Berandung der Brennerachse zugekehrt. Im Ausführungsbeispiel weist jeweils die Bogenmitte nach innen zur Brennerachse, während die zwischen den Pogenenden verbleibenden Stege nach außen weisen, so daß jeweils ein solcher Steg einem Bogenstück benachbart ist.

Die Zündvorrichtung 5 ist in Form eines Rohres ausgebildet, dem über einen Stutzen 16 Gas und über einen Stutzen 17 Luft zugeführt wird. An dem der Stelle der Gas- und Luftzufuhr an die Zündvorrichtung entgegengesetzten Ende sind Bohrungen 18 zum Austritt des Zündflammen-GasluftgemisQhs aus der Zündvorrichtung 5 in die Brennkammer des Wärmeaggregats angebracht Die Zündvorrichtung 5 ist im Düsenapparat 2 und im Gasverteiler 4 so angeordnet, daß sie aus dem Brenner entfernt werden kann.

Zur Beobachtung des Brennerbetriebs ist im stirnseitigen Teil des Mischers 1 ein Beobachtungsfenster 19 Vorgesehen,

Der beschriebene Gasbrenner wird wie folgt

betrieben:

Zunächst wird die Zündvorrichtung 5 herausgenommen und ihr Luft (z. B. Druckluft) über den Stutzen 17 zugeführt. Über den Stutzen 16 wird ferner Gas zugeführt Gas und Luft mischen sich im Inneren des Rohres der Zündvorrichtung 5 und das Gasluftgemisch tritt aus den Bohrungen IS am Ende der Zündvorrichtung 5 aus, wo es angezündet wird. Wenn steh die Zündflamme stabilisiert hat, wird die Zündvorrichtung 5 in den Gasbrenner eingesetzt

Jetzt wird dem Mischer 1 über den Stutzen 6 kalte oder aufgeheizte Luft zugeführt, die aus den bogenförmigen Schlitzkanälen 10 des Düsenapparates 2 austritt Danach wird der Gaszuführung 4 über den Stutzen 8 Gas zugeführt, das nach Durchströmung des Ringrohrs 7 in die Stutzen 9 gelangt und durch die Löcher in diesen in den Hohlraum des Mischers 1 austritt Am Austritt aus den Löchern der Stutzen 9 wird das Gas mit der Luft vermischt, und das entstandene Gasluftgemisch strömt in die bogenförmigen Schlitzkanäle 10 des Düsenapparates 2 ein.

Am Austritt aus den bogenförmigen Schlitzkanälen 10 des Düsenapparates 2 entzündet sich das Gasluftgemisch an der Flamme der Zündvorrichtung 5 und verbrennt unter Bildung einer kurzen Hochtemperaturflamme.

Die mehrkanalige Konstruktion des Düsenapparates 2 gewährleistet die Entstehung kurzer Hochtemperaturflammen aus den einzelnen Kanälen, was durch ihre minimalen Abmessungen erreicht wird. Der Effekt wird durch die Ausführung der bogenförmigen Schlitzkanäle 10 mit einer Neigung zur Achse des Gasbrenners

verstärkt

Die Neigung der bogenförmigen Schlitzkanäle 10 zur Achse des Gasbrenners und die Zunahme ihres Neigungswinkels mit wachsender Entfernung von der Brennerachse zur Peripherie des Düsenapparates 2 bewirken, daß es nicht zur Vereinigung von benachbarten Flammen und zu Störungen ihrer Gasdynamik kommt Dadurch tritt die sonst mit einer Flammenvereinigung verbundene Vergrößerung der Länge der Flammen und der damit einhergehende Temperaturabfall nicht auf.

Die Beseitigung der Möglichkeit zur Vereinigung von benachbarten Flammen aufgrund der Neigung der bogenförmigen Schlitzkanäle 10 zur Achse des Gasbrenners führt zur Erzeugung von kurzen, divergierenden Hochtemperaturflammea Die Ausführung der bogenförmigen Schlitzkanäle 10 mit einer Neigung zur Gasbrenncrachse bietet außerdem die Möglichkeit die bogenförmigen Schlitzkanäle 10 ohne Gefahr einer Flammenvereinigung aus den eirc^nen Kanälen 10 kompakt auf der Fläche des Düs..napparates 2 unterzubringen. Dazu trägt auch die oben beschriebene gegenseitige Anordnung der Kanäle 10 und ihre Unterbringung auf den konzentrischen Kreisen bei.

Als Ergebnis dieser gedrängten Anordnung entsteht eine Gesamtflamme mit geringem Volumen, die sich durch hohe Wärmeintensität und in Übereinstimmung mit den Gesetzmäßigkeiten der Flammenverbrennung auch durch hohe Temperatur auszeichnet Außerdem erlaubt die gedrängte Anordnung der Kanäle eine sehr kompakte Konstruktion des Gasbrenners.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. ZD ZO JUO

   Patentansprüche:

   !.Gasbrenner mit einem Mischer,dessen Gehäuse eine Luftzuführung begrenzt und in dem gleichachsig eine Gaszuführung endet und an dessen Austritt ein Düsenapparat mit einem bogenförmigen Schlitzkanal angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Schlitzkanälen (to) auf mindestens zwei zur Brennerachse konzentrischen Kreisen angeordnet ist, die gegenüber der Brennerachse in Richtung Umfang des Düsenapparates (2) zunehmend geneigt verlaufen, wobei sie in Strömungsrichtung divergieren.
2. 2. Gasbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Schlitzkanäle (10) mit dem gleichen Abschnitt ihrer Berandung der Brennerachse zugewandt sind.

   ίο