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Brenner für gasförmige Brennstoffe, insbesondere Flüssig-
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gas, wie Propan, Butan o.dgl.
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Die Erfindung betrifft einen Brenner für gasförmige Brennstoffe, insbesondere
Flüssiggas wie Propan, Butan o.dgl., mit einer Hauptbrennerdüse und einer Zündbrennerdüse,
einem koaxial zur Achse der Hauptbrennerdüse angeordneten, beidendig offenen Mantelrohr,
das in der Nähe der Hauptbrennerdüse einen axialen Lufteinlaß sowie mindestens über
einen Teil seiner Länge eine Vielzahl radialer Lufteinlässe aufweist, und mit einem
wiederum koaxial zum Mantelrohr angeordneten Flammrohr, dessen hinteres Ende einen
axialen Abstand vom hinteren Ende des Mantelrohres aufweist.
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Brenner dieser Art kommen in der Industrie, im Handwerk und auch im
Baugewerbe, beispielsweise zum Ausglühen von Metallen sowie zum Erhitzen und Trocknen
von Formen zum Einsatz. Auch im Straßenbau, im Tief- und Hochbau werden sie zum
Trocknen, Vorwärmcn, Abbrennen, Ausbrennen und Abf lämmen benutzt Schließlich gelangen
sie auch bei der Verlegung von Bitumen-Schweißbahnen vielfach zum Einsatz.
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Durch das DE-Gbm 77 15 416 ist es bereits bekannt, solche Brenner
mit einer Hauptbrennerdüse und einer in deren Nähe angeordneten Zündbrennerdüse
auszustatten.
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Die DE-PS 22 54 891 weist ferner einen Brenner für gasförmige Brennstoffe
als bekannt nach, der mit einem koaxial zur Achse der Hauptbrcnncrdüse angeordneten,
beidendig offenen Mantelrohr ausgestattet ist, welches in der Nähe der Hauptbrennerdüse
einen axialen Lufteinlaß sowie mindestens über einen Teil seiner
Länge
eine Vielzahl radialer Lufteinlässe aufweist.
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Schließlich ist in der DE-OS 26 o2 401 aber auch ein Brenner beschrieben,
der ein koaxial zur Achse der Brennerdüse angeordnetes Mantelrohr mit einem in der
Nähe der Brennerdüse liegenden axialen Lufteinlaß sowie über einen Teil seiner Länge
eine Vielzahl radialer Lufteinlässe hat und der mit einem wiederum koaxial zum Mantelrohr
angeordneten Flammrohr ausgestattet ist, dessen hinteres Ende einen axialen Abstand
vom hinteren Ende des Mantelrohres aufweist.
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Während es sich bei den Brennern nach den beiden zuerst genannten
Druckschriften um tragbare Ausführungen handelt, die sich an beliebigen Einsatzorten
benutzen lassen, betrifft die letztgenannte Druckschrift eine Brennerausführung
für stationären Einbau in Öfen o.dgl.
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Die vorstehend beschriebenen, tragbaren Brennerausführungen haben
zwar eine verhältnismäßig einfache bauliche Ausgestaltung; ihr Nachteil liegt jedoch
darin, daß sich in den meisten Fällen nur eine unvollständige Verbrennung des Gas-Luft-Gemisches
ergibt.
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Bei der stationär eingenauten Brennerausführung ist zwar eine vollständige
Ausnutzung des Brennstoff-Luftgemisches erreichbar, jedoch muß hierzu ein verhältnismäßig
hoher baulicher Aufwand betrieben werden, der sich bei tragbaren Brennerausführungen
praktisch nicht realisieren läßt, weil er ein hohes Konstruktionsgewicht bedingt
und daher die Mobilität und Handhabungsfähigkeit stark beeinträchtigt.
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Zweck der Erfindung ist es, die Nachteile der vorstehend beschriebenen,
bekannten Brennerausführungen zu beseitigen, deren jeweilige Vorteile jedoch beizubehalten.
Es liegt damit der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Brenner der gattungsgemäßen
Art zu schaffen, der bei baulich einfacher Ausgestaltung ein geringes Konstruktionsgewicht
hat und trotzdem eine vollkommene Verbrennung des Gas-Luft-Gemisches gewährleistet.
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Die Lösung dieser Aufgabe wird nach der Erfindung im wesentlichen
dadurch erreicht, daß im Bereich zwischen dem hinteren Ende des Flammrohres und
dem hinteren Ende des Mantelrohres bzw. der Hauptbrennerdüse mindestens ein Rohrkörper
sitzt, der sowohl einen Abstand vom hinteren Flammrohrende als auch vom hinteren
Mantelrohrende aufweist und dessen Durchmesser kleiner als der Flammrohrdurchmesser
ist, und daß das vordere Ende des Flammrohres am oder nahe dem vorderen Ende des
ManEelrohres endet, derart, daß auf der Länge des Mantelrohres mindestens drei im
Abstand hintereinander liegende Gas-Luft-Mischzonen gebildet sind.
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Bei dieser Ausgestaltung bläst das Gas unter Druck axial in eine von
hinten offene Luftmischkammer mit seitlichen Luftzuführungslöchern ein und wird
dort intensiv mit der aus zwei Richtungen zugeführten Luft vermischt. Im Bereich
des Rohrkörpers wird es dann entzündet und durch das Flammrohr hindurchgeführt.
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Gleichzeitig wird bereits erwärmte Luft aus der Luftmischkammer durch
den düsenartigen Spalt zwischen dem Rohrkörper und dem Flammrohr in letzteres eingeführt.
Darüber hinaus strömt vor-<Jewärmte Luft auch unter düsenartiger Beschleunigung
- zwischen dem Außenumfang des sehr heißen Flammrohres und dem innenumfang des Mantelrohres
vorbei, um die Flammenbildung am Brennermundstück erneut zu intensivieren und zu
beschleunigen-.
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Als besonders zwecksmäßig hat es sich nach der Erfindung erwiesen,
wenn das vordere Ende des Mantelrohres einen gegenüber dem hin teren Mantelrohrende
mindestens geringfügig verringerten Durchmesser aufweist. Wenn dann noch die radialen
Lufteinlässe des Mantelrohres gleichmäßig über einen Längenbereich verteilt angeordnet
sind, der sich mit Abstand vom hinteren Mantelrohrende bis etwa über die halbe Länge
des Flammrohres erstreckt, dann wird eine besonders qilnstige Luftzumischung erreicht
Erfindungsgemäß ist es möglich, das Mantelrohr aus zwei zylindrischen Rohrstücken
unterschiedlichen Durchmessers bestehen zu lassen, die ebra <-iut halber Länge
des Flamnrohres durch einen in
Durchströmrichtung konvergierenden
Konusring verbunden sind.
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Stattdessen ist aber auch eine Ausgestaltung möglich, bei der das
Mantelrohr sich von seinem hinteren zum vorderen Ende hin schwach konisch verjüngt.
Eine wieder andere Möglichkeit besteht darin, daß das Mantelrohr an seinem vorderen
Ende lediglich mit einem seinen lichten Durchmesser verringernden Einsatzrohrstück
versehen ist.
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Nach einem anderen, empfehlenswerten Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung
kann der Rohrkörper eine verhältnismäßig große Wandstärke aufweisen und mit abgerundeten
Endkanten versehen werden.
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Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform für einen gattungsgemäßen
Brenner ergibt sich nach der Erfindung, wenn zwei Rohrstücke von unterschiedlichem
Durchmesser im Abstand hintereinander liegen und dabei das hintere, im Durchmesser
kleinere Rohrstück, sich unmittelbar an einen konvergierenden Lufteinlauftrichter
anschließt, dessen größter Durchmesser kleiner als der Durchmesser des Mantelrohres
ist und um ein beträchtliches Maß aus dem hinteren Matelrohrende vorsteht; wobei
koaxial in das hintere Trichterende die Hauptbrennerdüse hineinragt, derart, daß
fünf im Abstand hintereinander liegende Gas-Luft-Mischzonen gebildet sind. Die erste
Gas-Luft-Durchmischung findet dabei im Lufteinlauftrichter statt Die zweite Gas-Luft-Durchmischung
ergibt sich zwischen dem Trichterrand und dem Mantelrohr, während die dritte in
dem Düsenspalt zwischen dem vorderen Ende des im Durchmesser kleineren Rohrstücks
und dem hinteren Ende des im Durchmesser gröberen Rohrstiicks stattfinde. Die vierte
Gas-Luft-DurchmischuncJ ergibt sich zwischen dem vorderen Ende des im Durchmesser
größeren Rohrstücks und im hinteren Flammrohrende, während die fünf te Michzone
am Brennermundstück zwischen dem vorderen Flammrohrende und dem Mantel rohr gebildet
ist.
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Bei dieser Brennerausführung hat es sich dabei als besondere günstig
herausgestellt, wenn das hintere Ende des @@@ @@ren.
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leicht trichterförmig aufgeweitet ist, während sein vorderes Ende
eine nach außen gerollte Wulst hat.
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Die einwandfreie Funktion eines Brenners nach der Erfindung wird weiterhin
dadurch gewährleistet, daß die Zündbrennerdüse unter einem spitzen Winkel zur Hauptbrennerdüse
in das andere Ende des Mantelrohres gerichtet ist und sich dabei die Düsenachsen
im Bereich des oder eines Rohrkörpers schneiden. Die Hauptbrennerdüse kann mittels
Klemmschrauben lösbar in einer von radialen Streben getragenen Fassung gehalten
sein, wobei die radialen Streben entweder unmittelbar am Mantelrohr oder aber am
Trichterende verankert sind und die Hauptbrennerdüse mittels Gewinde auswechselbar
im Gaszuleitungsrohr gehalten ist. Auch die Zündbrennerdüse kann über Gewinde lösbar
am freien Ende eines zweiten Gaszuleitungsrohres sitzen, das vom ersten Gaszuleitungsrohr
getragen ist.
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Wichtig ist es gemäß der Erfindung auch,tdaß der Rohrkörper und das
Flammrohr jeweils durch Radialstreben im Mantelrohr befestigt sind, während Rohrkörper
und Flammrohr wiederum durch Schrägstreben miteinander in Verbindung stehen. Statt
dessen können jedoch auch im Mantelrohr mehrfach gekröpfte bzw. abgebogene Längsträger
sitzen, an welchen die beiden Rohrkörper und das Flammrohr aufgehängt sind.
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Schließlich hat es sich für einen Brenner der erfindungsgemäßen Art
noch als funktionswesentlich erwiesen, daß zweckmäßig die Zündbrennerdüse einen
die Düsenbohrung enthaltenden Fassungskörper und einen in diesem eingepreßten Filterkörper
aus Sinterbronze aufweist. Durch diese Ausgestaltung der Zündbrennerdüse wird erreicht,
daß in Strömungsrichtung keine Schmutzteile mehr vor die sehr kleine Düsenbohrung
gelangen können. Vor dem Filtereinsatz der Zündbrennerdüse kann hingegen ein genügend
großer Hohlraum für die Ansammlung von Verunreinigungen im Gaszuleitungsrohr gebildet
werden. Im Gaszuführungsweg der IIauptbrenndüse dagegen sind vorteilhaft : Siebe
und Siebkörper vermieden die zum Zusetzen neigen und dessen Querschnitt einschnüren.
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Anhand einer Zeichnung soll der Gegenstand der Erfindung in mehreren
Ausführungsformen beschrieben werden. Es zeigt Fig. 1 in Seitenansicht und teilweise
im Längs schnitt einen einflammigen Flüssiggasbrenner Fig. 2 einen Schnitt längs
der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 den erfindungswesentlichen Teilbereich einer gegenüber
Fig. 1 weitergebildeten Ausführungsform eines Flüssiggasbrenners teilweise im Längsschnitt
und teilweise in Ansichtsdarstellung, Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV
in Fig. 3 und Fig. 5 den in den Fig. 1 und 3 mit V gekennzeichneten Teilbereich
der Zündbrennerlanze in größerem Maßstab und teilweise im Schnitt, während Fig.
6 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Flüssiggasbrenners
wiedergibt.
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In Fig. 1 der Zeichnung ist ein leichtgewichtiger Flüssiggasbrenner
dargestellt, dessen Brennerkopf 1 lösbar mit dem vorderen Ende eines Haupt-Gaszuleitungsrohres
2 verbunden ist, welches wiederum an seinem hinteren Ende einen Handgriff 3 aufweist.
Aus dem Handgriff 3 ragt dabei nach rückwärts die Anschlußverschraubung 4 für den
Gaszuleitungsschlauch 5 heraus, während vor dem Handgriff 3 in das Haupt-Gaszuleitungsrohr
2 ein Absperr- und Regulierventil 6 und ein Schnellschaltventil 7 eingebaut sind.
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Das mit der Haupt-Brennerdüse 8 versehene vordere Ende des Haupt-Gas
zu leitungsrohres 2 ist in eine Haltebuchse 9 eingeschoben und darin durch eine
Befestigungs- und Arretierschraube lo lösbar festgelegt. Die Haltebuchse ist wiederum
starr mit einem Befestigungsbügel 11 verbunden, der über Schraubverbindungen 12
das Mantelrohr 13 des Brennerkopfes 1 trägt. Dieses Mantelrohr 13 setzt sich vorzugsweise
aus einem hinteren, zylindrischen Rohrabschnitt 14 größeren Durchmessers, einem
vorderen, zylindrischen Rohrabschnitt15 kleineren Durchmessers und einem diese fest
miteinander verbindenden, trichterförmigen Rohrabschnitt 16 zusammen.
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Der nach hinten auf seinem ganzen Querschnitt offene Rohrabschnitt
14 ist mit über Länge und Umfang möglichst gleichmäßig verteilten Luftzuführungslöchern
17 ausgestattet, während der vordere Rohrabschnitt 15 und der trichterförmige Rohrabschnitt
16 des Mantelrohres 13 in Umfangsrichtung völlig geschlossen sind. Das vordere Ende
des Rohrabschnitts 15 ist wiederum auf seinem ganzen Querschnitt offen ausgeführt
und bildet das eigentliche Brennermundstück 18.
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Konzentrisch innerhalb des Mantelrohres 13, und zwar etwa auf halber
Länge des Rohrabschnitts 14 ist über mehrere, beispielsweise drei radiale Streben
19 ein verhältnismäßig dickwandiger Rohrkörper 20 gehalten, der beidseitig abgerundete
Endkanten 21 aufweist.
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Der Durchmesser des Rohrkörpers 20 ist dabei wesentlich kleiner als
der ihn umgebende Rohrabschnitt 14 des Mantelrohres 13.
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Vorzugsweise liegt dabei das Verhältnis der beiden Durchmesser zueinander
zwischen 1 : 1,75 und 1 : 2.
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In einem Abstand 22 vom vorderen Ende des Rohrkörpers 20 ist in das
Mantelrohr 13, ebenfalls konzentrisch, ein Flammrohr 23 eingesetzt, das in einem
Abstand 24 vom Brennermundstück 18 endet. Dieses Flammrohr 23 ist dabei über mehrere
Schrägstreben 25 mit dem vorderen Ende des Rohrkörpers 20 und weiterhin über mehrere,
bspw. drei Radialstreben 26 mit dem Rohrabschnitt 15 des Mantelrohres 13 verbunden.
Es ist zylindrisch gestaltet und weist einen Durchmesser auf, der größer ist als
der Durchmesser des Rohrkörpers 20, jedoch kleiner als der Durchmesser des Rohrabschnitts
15 am Mantelrohr 13. Beispielsweise verhält sich der Außendurchmesser des Rohrkörpers
20 zum Innendurchmesser des Flammrohres 23 wie 1 : 1,15. Andererseits verhält sich
der Außendurchmesser des Flammrohres 23 zum Innendurchmesser des Rohrabschnitts
15 am Mantelrohr 13 etwa wie 1 : 1,17.
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Wie in der linken Hälfte der Fig. 1 durch die strichpunktierte Linie
angedeutet ist, kann das Mantelrohr 13 auch eine über seine ganze Länge schwach
konisch verjüngte Gestalt haben.
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Entsprechend konisch lassen sich auch der Rohrkörper 20 und das Flammrohr
23 ausbilden.
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Aus Fig. 1 ergibt sich ferner, daß dem Brennerkopf 1 ein Zündbrenner
27 zugeordnet ist, der am vorderen Ende einer Zündbrennerleitung 28 sitzt, welche
über das Absperr- und Regulierventil 6 mit der Haupt-Gaszuführung in Verbindung
steht. Die Längsachse des Zündbrenners 27 ist so gegen die Längsachse der Haupt-Brennerdüse
8 geneigt angeordnet, daß sie sich etwa im Bereiche der Hinterkante des Rohrkörpers
20 schneiden, wie das aus Figur 1 ersichtlich ist.
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Die bauliche Ausgestaltung des Zündbrenners 27 wird später in Verbindung
mit Fig. 5 der Zeichnung noch ausführlich beschrieben.
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Für den Betrieb des Brenners strömt das verdampfte Flüssiggas mit
Überdruck aus der Haupt-Brennerdüse 8 von hinten in die durch das Mantelrohr 14
umschlossene Mischkammer 29 ein. Da diese nach hinten offen ist, wird durch den
Gasstrahl Primärluft in das hintere Ende des Mantelrohres 14 eingesaugt. Gleichzeitig
wird auch durch die Luftzuführungslöcher 17 im Mantelrohr 13 noch Sekundärluft radial
von außen zugeführt. Dadurch entstehen rings um den in die Mischkammer 29 eintretenden
Gasstrahl Luftwirbel, welche in Richtung des Rohrkörpers 20 bewegt werden und bereits
hier zu einer guten Gas-Luft-Durchmischung führen. Dieses zündfähige Gas-Luft-Gemisch
wird im Bereich des Rohrkörpers 20 durch die Zündflamme des Zündbrenners 27 entzündet
und hrennt in das Flammrohr 23 hinein, welches sehr schnell erhitzt und auf dieser
hohen Temperatur gehalten wird. Beim Einströhmen des Gas-Luft-Gemisches in den Rohrkörper
20 entsteht die erste Injektorwirkung und Zugbeschleunigung durch das Flammrohr
23 hindurch, wobei weitere, bereits vorgewärmte, Verbrennungsluft
injektorartig
durch den im Abstandsbereich 22 gebildeten Ringspalt angesaugt wird, die zu einer
besseren Verbrennung und zur weiteren Zugbeschleunigung im Flammrohr 23 beiträgt.
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Der durch den Ring spalt im Abstandsbereich 22 in das Flammrohr 23
eintretende Teil der Verbrennungsluft hat sich zuvor an der Außenseite des Rohrkörpers
20 erhitzt und wird anschließend auch am hinteren Ende des Flammrohres noch weiter
aufgeheizt. Dadurch ergibt sich eine erhöhte Turbulenz, die zu einer weiteren, intensiven
Gas-Luft-Durchmischung beiträgt.
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Schließlich wird auch noch ein großer Teil der in das Mantelrohr 14
eingeströmten Verbrennungsluft an der Außenseite des erhitzten Flammrohres 23 vorbeigeführt
und durch den Eintritt in den sich trichterförmig verjüngenden Rohrabschnitt 16
auf eine höhere Strömungsgeschwindigkeit beschleunigt, mit der sie sich dann durch
den verengten Ringspalt 30 zwisbhen'dem Rohrabschnitt 15 des Mantelrohres 13 und
dem Flammrohr 23 bewegt. Hierbei tritt eine weitere Erhitzung und Zugbeschleunigung
der Verbrennungsluft ein, die sich dann kurz vor dem Brennermundstück mit den aus
dem Flammrohr 23 austretenden Brenngasen vereinigt, so daß dort zum dritten Mal
eine Gas-Luft-Durchmischung mit gleichzeitiger Zugbeschleunigung erfolgt.
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Da der Rohrabschnitt 15 des Mantelrohres 13 um den Abstand 24 länger
ist als das Flammrohr 23 und auch einen größeren Durchmesser als dieses hat, stellt
sich im Bereich des Brennermundstücks 18 eine Vergrößerung des Flammenkern-Durchmessers
ein.
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Es ist ohne weiteres erkennbar, daß der Flüssiggasbrenner nach den
Fig. 1 und 2 mit vierfacher Injektorwirkung arbeitet,und zwar zunächst am hinteren
Ende des Rohrkörpers 20, dann in dem durch den Abstandsbercich 22 gebildeten Ringspalt
zwischen dem Rohrkörper 20 und dem hinteren Ende des Flammrohres 23, weiterhin im
Bereich zwischen dem Flammrohr 23 und dem trichterförmig verjüngten Rohrabschnitt
16 des Mantelrohres und schließlich noch im Bereich des Brennermundstücks 18. Andererseits
wird mit einer
dreifachen Gas-Luft-Durchmischung, und zwar zunächst
im Bereich der Mischkammer 29 vor dem Rohrkörper 20, dann in dem durch den Abstandsbereich
22 begrenzten Ringspalt am hinteren Ende des Flammrohres 23 und schließlich noch
im Bereich des Brennermundstücks 18 zwischen dem vorderen Ende des Flammrohres 23
und dem vorderen Ende des Rohrabschnitts 15 gearbeitet.
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Aufgrund dieser Arbeitsweise des Flüssiggasbrenners wird eine optimale
Gas-Luft-Durchmischung und infolgedessen eine vollkommene Verbrennung erreicht,
bei gleichzeitiger Erhöhung der Flammen-Austrittsgeschwindigkeit und der Flammen-Temperatur.
Es ergibt sich damit eine druckvolle und leistungsstarke Brennerflamme bei relativ
geringem Gasverbrauch.
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Eine weitergebildete Ausführungsform eines Flüssiggasbrenners ist
in den Fig. 3 und 4 dargestellt.
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Diese Brennerausführung unterscheidet sich von derjenigen nach den
Fig. 1 und 2 im wesentlichen durch eine abgewandelte Ausbildung des Brennerkopfes
31. Bei diesem Brennerkopf 31 ist zwar das Haupt-Gaszuleitungsrohr 32 mit seinem
die Haupt-Brennerdüse 38 aufnehmenden, vorderen Ende ebenfalls in einer Haltebuchse
39 durch eine Befestigungs- und Arretierschraube 40 festgelegt, jedoch ist der Brennerkopf
31 selbst anders aufgebaut. Sein Mantelrohr 43 weist nämlich im wesentlichen über
seine ganze Länge Zylinderform, d.h. also, einen gleichbleibenden Querschnitt auf.
Es hat lediglich an seinem hinteren Ende eine leicht trichterförmige Aufweitung
44 und an seinem vorderen Ende eine nach außen gerollte Wulst 45. Außerdem ist in
sein vorderes Ende noch ein dünnwandiger Ring 46 eingesetzt, der den Austrittsquerschnitt
des Mantelrohres 43 geringfügig verkleinert.
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Ebenso wie der Brennerkopf 1 nach den Fig. 1 und 2 hat auch der Brennerkopf
31 nach den Fig. 3 und 4 über die Länge und den Umfang des Mantelrohres 43 gleichmäßig
verteilt angeordnete Luftzuführungslöcher 47. Diese Luftzuführungslöcher 47 beginnen
erst
in einem gewissen Abstand von der trichterförmigen Aufweitung
44 des Mantelrohres und sie enden auch mit einem gewissen Abstand vor dem Brennermundstück
48.
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Beim Flüssiggasbrenner nach den Fig. 3 und 4 weist das Flammrohr 53
eine geringere Längenabmessung auf als das Flammrohr 23 beim Flüssiggasbrenner nach
den Fig. 1 und 2. Andererseits sind aber im Brennerkopf 31 nach den Fig. 3 und 4
dem Flammrohr 53 zwei Rohrkörper 50' und 50" zugeordnet, wobei der Rohrkörper So'
dem hinteren Ende des Mantelrohres 43 näherliegt als der Rohrkörper 50". Außerdem
weist der Rohrkörper 50' einen geringeren Durchmesser als der Rohrkörper 50" auf
und seine Vorderkante liegt in einem Abstand 52' von der Hinterkante des Rohrkörpers
50". Die Vorderkante des Rohrkörpers 50" hat wiederum einen Abstand 52" von der
Hinterkante des Flammrohres 53, derart, daß einerseits ein abgestufter Ringspalt
zwischen den beiden Rohrkörpern 50' und 50" und andererseits ein abgestufter Ringspalt
zwischen dem Rohrkörper So" und dem Flammrohr 53 gebildet ist.
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Einstückig mit dem hinteren Ende des Rohrkörpers 50' schließt sich
ein Lufteinlauftrichter 51 an, der um ein bestimmtes Maß aus dem hinteren Ende des
Mantelrohres 43 vorsteht und dessen größter Durchmesser kleiner als die lichte Weite
des Mantelrohres 43 ausgeführt ist.
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Konzentrisch zur Längsachse des Einlauftrichters 51 ist über Radialstreben
41 die Haltebuchse 39 fixiert, in welcher über die Befestigungs- und Arretierschraube
40 die Haupt-Brennerdüse 38 bzw. das Haupt-Gaszuleitungsrohr 32 lösbar festgelegt
werden kann.
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Mehrere, beispielsweise drei, bügelartig verkröpfte Radialstreben
49 sind im Inneren des Mantelrohres 43 festgelegt und bilden gemeinsame Träger für
den Rohrkörper 50' mit dem Einlauftrichter 51, den Rohrkörper 50" und das Flammrohr
53.
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Der auf dem vorderen Ende der Zündbrennerleitung 58 sitzende Zündbrenner
57 ist gemäß Figur 3 so angeordnet, daß er durch den Ringspalt zwischen dem Lufteinlauftrichter
51 und der trichterförmigen Erweiterung 44 des Mantelrohres 43 in den Brennerkopf
31 hineinwirkt.
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Beim Flüssiggasbrenner nach den Fig. 3 und 4 wird eine erste Mischkammer
59' im Lufteinlauftrichter 51 gebildet, weil die Hauptbrennerdüse 38 in diesen hineinwirkt.
Eine zweite Mischkammer 59" wird im Anschluß an den Lufteinlauftrichter 51 zwischen
diesem und dem Mantelrohr 43 gebildet.
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Die Zündung des durch den Rohrkörper 50' austretenden Gas-Luft-Gemisches
findet im Bereich des durch den Abstand 52' gebildeten Ringspaltes statt, durch
den die innerhalb der Mischkammer 59" durch den Rohrkörper 50' vorgewärmte Luft
mit Turbulenz in den zweiten Rohrkörper 50" einströmt und dort eine weitere Durchmischung
herbeiführt.
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Ein Teil der außen am Rohrkörper 50" vorbeiströmenden und durch diesen
aufgeheizten Luft strömt dann durch den im Abstandsbereich 52" gebildeten Ringspalt
in das hintere Ende des Flammrohres 53 ein und wird deshalb innerhalb des Flammrohres
53 wieder mit den Brenngasen durchmischt.
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Die restliche Verbrennungsluft bewegt sich unter weiterer Aufheizung
durch den engen Ringspalt 60 zwischen dem Flammrohr 53 und dem Mantelrohr 43, wo
sie im Bereich des dünnwandigen Ringes 46 eine weitere Beschleunigung erfährt, bevor
sie sich im Abstandsbereich 54 zwischen dem vorderen Ende des Flammrohres 53 und
dem Brennermundstück 48 endlich mit den Brenngasen vermischt.
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Wirkungsmaßig unterscheidet sich der Flüssiggasbrenner nach den Fig.
3 und 4 von demjenigen nach den Fig. 1 und 2 also auch dadurch, daß er eine fünffache
Gas-Luft-Durchmischung mit Injektorwirkung aufweist.
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Mit einem praktisch vernachlässigbaren, baulichen Mehraufwand läßt
sich daher beim Flüssiggasbrenner nach den Figuren 3 und 4 die Verbrennung weiter
optimieren und zugleich der Flammendruck und die Heizleistung weiter verbessern.
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In Fig. 6 ist eine weitere, besonders zweckmäßige Ausführun6sform
für einen Flüssiggasbrenner gezeigt. Hierbei weist der Brennerkopf 71 ein Mantelrohr
73 auf, dessen hinteres Ende eine trichterförmige Verengung 72 mit gleichmäßig über
den Umfang verteilt angeordneten Lufteintrittslöchern 74 aufweist.
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An die trichterförmige Verengung schließt sich einstückig eine kurze,
trichterförmige Erweiterung 75 an, in welcher starr, bspw. durcii Punktschweißungen
oder Löten, der Lufteinlauftrichter 6 befestigt ist, dessen größter Durchmesser
etwa dem Außendurchmesser des Mantelrohres 73 entspricht, und dessen Kleinster Durchmesser
im Rohrkörper 77 liegt.
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Einstückig mit dem Lufteinlauftrichter 76 ist der Rohrkörper 77 verbunden,
welcher koaxial in das Mantelrohr 73 hineinragt, und dessen freies Ende eine kurze
trichterförmige Erweiterung 78 hat.
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Mit Abstand 79 von der trichterförmigen Erweiterung 78 des Rohrkörpers
77 ist im Mantelrohr 73, und zwar in einem darin über mehrere Radialstreben 80 befestigten
Futterrohr 81 das Flammrohr 82 ausgerichtet, das einen wesentlich größeren Durchmesser
hat als der Rohrkörper 77 und dessen trichterförmige Aufweitung 78.
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Auch dos Flammrohr 82 ist an seinem hinteren Ende mit einer konischen
Aufweitung 83 und.an seinem vorderen Ende mit einer konischen AufweitungY 84 versehen.
Dabei wird bspw. die konische Aufweitung 84 crst angebracht, nachdem das Flammrohr
82 axial in das Futterrehr 81 geschoben worden ist. hierdurch wird es nämlich möglich,
das Flammrohr 82 allein mit Hilfe
seiner Aufweitungen 83 und 84
sowohl in Umfangsrichtung als auch axial im Futterrohr 81 und damit im Mantelrohr
73 festzulegen.
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Es sei noch darauf hingewiesen, daß die das Futterrohr 81 im Mantelrohr
73 ausrichtenden Radialstreben 80 einfach dadurch gebildet werden können, daß aus
dem Mantel des Futterrohres 81 entsprechende Lappen ausgestanzt und so abgebogen
werden, daß sie am Innenumfang des Mantelrohres 73 anliegen und an demselben im
Bereich von kleinen Löchern, bspw. durch Schweiß-, Niet- oder Schraubverbindungen,
befestigt werden können. Aus Fig. 6 ist dabei ersichtlich, daß die freie Endkante
der konischen Aufweitung 84 des Flammrohres 82 etwa bündig mit dem Brennermundstück
85 abschließt, das durch eine nach außen gerollte Wulst 86 am Mantelrohr 73 bestimmt
wird.
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Das Mantelrohr 73 ist über den größten eil seiner Lange noch mit gleichmaßig
über den Umfang verteilt angeordneten, radialen Lufteinl-;ssen 87 versehen, während
im Lufteinlauftrichter 76 Radialstreben 88 befestigt sind, die koaxial zu dessen
Längsachse die Haltebuchse 89 ausrichten, in der die Hauptbrennerdüse 90 durch eine
Befestigungs- und Arretierschraube festgeklemmt werden kann.
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Der Zündbrenner 92 ist seitlich und schräg am Luft ein lauftrichter
76 vorbeigeführt und ragt durch eines der Luft ein trittslöcher 74 der trichterförmigen
Verengung 72 in das Mantelrohr 73 hinein, dergestalt, daß die Längsachse des Zündbrenners
92 die Lngsachse des Brennerkopfes 71 etwa im Bereich des hinteren Endes des Flammrohres
82 schneidet.
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L hat sich gezeigt, daß die Ausgestaltung eines Flüssiggasbrenners
entsprechend der Fig. 6 eine besonders hohe Sttabilitt ergibt und trotzdem mit verhältnismjßig
geringem Aufwande gefertigt werden kann. Die als Radialstreben 80 aus dem Futterrohr
ausgebogenen Lappen in Verbindung mit der Festlegung des Flammrohres 82 im Futterrohr
81 ergeben eine
spannungsfreie, stabile und gut zentrierte Befestigung
des Flammrohres, so wie auch die gewählte Verbindung des Lufteinlauftrichters 76
diesen und das Haupt-Gaszuleitungsrohr 32 stabil und zentrisch hält und andererseits
das Mantelrohr 73 ebenso verstärkt wie dies an dessen vorderem Ende der Wulst 86
bewirkt.
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Bei diesem Flüssiggasbrenner erfolgt die erste Luftzuführung durch
den Lufteinlauftrichter 76, und zwar wird dort die Luft durch den aus der Haupt-Brennerdüse
90 austretenden Gasstrahl inåektorartig eingesaugt,und im Bereich der Mischzone
77 tritt die erste intensive Gas-Luft-Durchmischung ein, wihrend im engen Rohrkörper
77 eine düsenartige Zugbeschleunigung erfolgt.
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Die zweite Luftzuführung findet durch die Lufteintrittslöcher 74 der
trichterförmigen Verengung 72 des Mantelrohres 73 statt, wobei diese Luft durch
eine von der trichterförmigen Aufweitung 78 des Rohrkörpers 77 erzeugte starke Wirbelströmung
im Abstandsbereich 79 mit dem Gas vermischt wird.
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Nach Zuführung dieser Luft ist dann ein zündfähiges Gemisch entstanden,
das am Eingang des Flammrohres 82, also im Bereich der konischen Aufweitung 83,durch
den Zündbrenner 92 entzündet wird.
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Die dritte Luftzuführung erfolgt durch die im Mantelrohr 73 vorgesehenen
radialen Lufteinlässe 87, und zwar derart, daß diese Luft entlang der Außenflache
des Flammrohres 82 streicht und erwärmt wird. Im Bereich des Brennermundstücks 85
vermischt sich dann der aufgeheizte Luftstrom mit der aus dem Flammrohr 82 austretenden,
druckvollen Gasflamme und bewirkt eine vollstindige Verbrennung.
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Durch die konischen Aufweitungen 83 und 84 an beiden Enden des Flammrohres
82 wird eine verbesserte Strahlwirkung und Verwirbelung erhalten.
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Da der Durchmesser des Rohrstücks 77 beträchtlich geringer ist als
der Durchmesser des Mantelrohres 73 und auch der Durchmesser -des Flammrohres 82,
ergibt sich darin eine hohe Strömungsgeschwindigkeit,und demzufolge tritt eine starke
Injektorwirung auf, die die Zuführung der Luft und nicht zuletzt auch die Durchwirbelung
und Durchmischung derselben mit dem Gas begünstigt.
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Erwähnt sei noch, daß die das Futterrohr 81 konzentrisch im Mantelrohr
73 ausrichtenden und durch aus dem Mantel des Futterrohres 81 herau8gestanzten und
abgebogenen Lappen gebildeten Radialstreben 80 etwa bogenförmig gestaltet werden
können, so daß sie unter der Einwirkung von Druckspannungen, die sich infolge der
Erhitzung ergeben können, elastisch nachzugeben vermögen.
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Im Falle des Brennerkopfes 71 nach Fig. 6 wird die düsenartige Verengung
des Ringspaltes zwischen dem Mantelrohr 73 und dem Flammrohr 82 im Bereich des Brennermundstücks
85 durch die konische Aufweitung 84 des Flammrohres 82 gebildet.
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Figur die Betriebssicherheit der in den Figuren 1 bis 4 und 6 dargestellten
Flüssiggasbrenner ist es von wesentlicher Bedeutung, daß der ihnen zugeordnete Zündbrenner
27 bzw. 57 bzw. 92 bei geringstmöglichem Gasverbrauch dauerhaft einwandfrei funktioniert.
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Um das sicherzustellen, muß die gemäß Fig. 5 im Abstand hinter dem
Zündbrennerkopf 61 und dem Injektor 61' im Brennerfuß 62 sitzende Zündbrennerdüse
63 einerseits eine Düsenbohrung 64 von geringem Durchmesser, bspw. von 0,1 mm haben.
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Andererseits muß aber auch sichergestellt werden, daß diese im querschnitt
sehr Xleine Düsenbohrung 64 sich nicht durch im Flüssiggas mitgeführte Verunreinigungen
verstopft.
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Es wird daher in den die Düsenbohrung 64 enthaltenden Fassungskörper
63 der Zündbrennerdüse rückseitig ein Filterkörper
65 eingepreßt,
der aus Sinterbronze besteht, und zwar insbesondere aus im Durchmesser sehr kleinen
Bronzekügel chen zusammengesintert ist. Hierdurch erhält der Filterkörper 65 eine
hohe Porösität, er ist jedoch gleichzeitig so ausgelegt, daß er im Flüssiggas enthaltene
Verunreinigungen zurückhält, sofern sie größer als bspw. 50 bis 100 u sind.
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Verunreinigungen geringerer Größe können hingegen die Zündbrennerdüse
ohne weiteres passieren, weil die Düsenbohrung 64 einen Durchmesser von 0,1 mm hat.
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Es sei noch darauf hingewiesen, daß der Filterkörper 65 so in den
Fassungskörper 63 der Zündbrennerdüse eingepreßt wird, daß er nach hinten um ein
beträchtliches Maß über den Fassungskörper 63 vorsteht und damit nicht nur seine
Stirnfläche, sondern auch der freie Teil seiner Mantelfläche als Eintrittsfläche
für das Gas wirksam ist. Es wird somit eine lange Standzeit des Filterkörpers 65
sichergestellt, ohne daß eine übermäßige Drosselung des Zündgasstromes eintritt.
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Für den Fall, daß sich der Filterkörper 65 nach verhältnismäßig langer
Betriebszeit mit Rückständen zugesetzt haben sollte, kann entweder der Fassungskörper
63 samt Filterkörper 65 ausgetauscht werden. Möglich wäre es aber auch, nur den
Filterkörper 65 aus dem Fassungskörper 63 zu entfernen und einen neuen Filterkörper
65 einzudrücken.
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Die Verwendung eines solchen Filterkörpers 65 bei der Zündbrennerdüse
63 hat noch den Vorteil. daß der Gasaustritt aus der Zündbrennerdüse ohne Verwendung
besonderer Ventilanordnungen auf etwa 50 gr/h gedrosselt wird. Diese Gasmenge reicht
vollkommen aus, um eine sicher brennende Zündflamme zu erhalten.
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Die Hauptbrennerdüse 8 bzw. 38 bzw. 90 kann eine Düsenbohrung von
bspw. 2 mm Durchmesser erhalten, so daß sie einen Gasdurchgang von etwa 8000 g/h
bei einem mittleren Betriebsdruck von etwa 5 atü ermöglicht. Siebe 93 aus Drahtgeflecht
vor der Hauptbrennerdüse 8 bzw. 38 bzw. 90 oder Siebkörper 94 im Hauptgaszuleitungsrohr
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bzw. 32 oder im Handgriff 3 werden weggelassen, weil dieselben bei dem hohen Gasdurchgang
von etwa 5000 bis 10.000 g/h zu schnell verstopft sind und dann die Leistung solcher
Propan-Starkbrenner erheblich reduzieren, während andererseits die Verstopfungsgefahr
der Düsen mit Düsenbohrungen von etwa 2 mm Durchmeser viel geringer ist, weil die
normalen Verunreinigungen aus der Gasflasche und dem Gasverbindungsschlauch den
großen Querschnitt der Hauptbrennerdüsen-Bohrung 8 bzw. 38 bzw. 90 ohne weiteres
passieren können.
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L e e r s e i t e