DE8626548U1

DE8626548U1 - Atmosphärischer Gasbrenner

Info

Publication number: DE8626548U1
Application number: DE19868626548
Authority: DE
Original assignee: Joh Vaillant GmbH and Co
Current assignee: Vaillant GmbH
Priority date: 1986-10-02
Filing date: 1986-10-02
Publication date: 1986-11-13

Description

• t ·

» 4·

Jöh. Vaillant GmbH & Co. GM 588

£ i m 86

Ätmösghärischer Gasbrenner

Die Erfindung betrifft einen atmosphärischen Gasbrenner mit in der Wandung eines ein Gas-Primärlüft-Gemisch führenden Hohlkörpers scharenweise angeordneten Gemisch-Austrittsöffnungen.

Bei solchen Gasbrennern erfolgt die Verbrennung des Gas-Primärluft-Gemisches bekanntlich unter Zufuhr von Sekundärluft, die den Austrittsoffnungen und der Brennkammer von Unten zuströmt.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei solchen Gasbrennern für eine möglichst vollkommene und schadstofffreie . Ver= brennung Sorge zu tragen und dadurch nicht nur die Umwelt zu schonen, sondern auch den Wirkungsgrad des Brenners zu erhöhen.

Die Erfindung beruht in diesem Zusammenhang auf der Er= kenntnis, daß eine sinnvolle und zielstrebige Führung der Sekundärluft zu den Gemisch-Austrittsöffnungen außerordentlich wirksam zu einer Verringerung schädlicher Abgasanteile, ins= besondere von NO ., beizutragen vermag.

Erfindungsgemäß sind bei einem Brenner der obenbezeichneten Gattung Fuhrungen fur die den Austrittsoffnungen von unten zuströmende Sekundärluft vorgesehen.

Im Rahmen der Erfindung sind solche Führungen in sehr mannigfaltigen Varianten erfolgreich gestaltbar, wobei sich die obenerwähnte Aufgabe der Erfindung unter anderem durch eine Stufung der Austrittsoffnungen des Gas-Primärluft-

Gemisches erzielen läßt, aber auch -durch eine zielführende Stufung der Sekundärluftzufuhr, ferner durch Herbeiführen einer zweckdienlichen Rauchgaszirkulation im Bereich der Brennerflammen, durch eine Kühlung des Brenners mittels im Brennkammerbereich angeordneter, zum Wärmetausch geeigneter Sekundärluftführungen und/oder durch Beimischung von Dampf zur Sekundärluft, die dann als Transportmittel für diesen Dampf herangezogen werden kann.

Zahlreiche, die konstruktive Ausbildung solcher Führungen betreffende Erfindungsmerkmale sind der besseren Verständlich= kfilfc wegen nachstehend an Hand in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert. Im einzelnen zeigen die bloß schematischen Darstellungen dieser Zeichnungen in den

Fig. 1 bis 5 Sekundärluftführungen, die sich aus einer Stufung der Gemischaustritts= öffnungen des Brenners ergeben, die

Fig. 6 bis 9 stellen Sekundärluftführungen dar, die selbst eine solche Stufung auf= weisen,

.Fig. 10 und 11 zeigen Sekundärluftführungen, die eine Rauchgaszirkulation im Bereich der Brennerflammen ergeben und die

Fig. 12 bis 20 behandeln die Möglichkeiten einer Sekundärluftführung, die mit einer Kühlung des Brenners bzw. mit der Beimengung von Dampf zur Sekundärluft verknüpft ist.

m &PSgr; ·

* B

a · » r

Gemäß Fig.l wird die Strömung der Sekundärluft 7 durch eine Stufung der Gas-Primärluft-Gemischaustrittsöffnungen 1 erzielt, und zwar sind die Scharen dieser Austritts= öffnungen 1 innerhalb eines von der Sekundärluft 7 aufwärts durchströmten Schachtes 2 angeordnet. Dieser Schacht 2, in dem die Austrittsoffnungen übereinanderliegen, weist eine Doppelwand 3,4 auf, deren Hohlraum S gleichfalls der Führung aufwärtsströmender Sekundärluft 7 dient. Im Bereich oberhalb der Austrittsoffnungen 1 endet die Außenwand 3 der Doppelwand 3,4 mit einem oberhalb des Randes der Innenwand 4 einwärts gerichteten Flansch 6. Wenn mit &eegr; die sogenannte Luftzahl bezeichnet wird, dann ist diese Zahl im unteren Teil des Schachtes 2 und im oberen Mündungsbereich größer, im mittleren Höhenbereich hingegen kleiner als eins.

Gemäß Fig.2 sind die Scharen der Gemisch-Austritts= Öffnungen 1 in einer scheiteldachartig gestalteten, also beidseits schräg abfallenden Wandung 8 angeordnet. Zur Führung der Sekundärluft 7 zu den Austrittsoffnungen 1 sind unterhalb der Wandung 8 von Leitflächen 9 gebildete vertikale Kanäle 10 vorgesehen. Im mittleren und in den beiden äußeren Kanälen ergeben sich Luftzahlen die großer als eins sind, in den anderen beiden Kanälen 10 sind die Luft= zahlen hingegen geringer.

Gemäß Fig.3 kann die scheiteldachförmige Wandung 8 die Oberseite einea der Zufuhr des Gas-Priinärlulit-Gemisches dienenden Brennerrohres 11 bilden, das - wie beispielsweise dargestellt - innerhalb eines seitlich von flankierenden

ij^

ft ft· ···■ ·· a

Abschirmungen 12 begrenzten Raumes angeordnet sein kann. Diese Abschirmungen 12 können zumindest teilweise hohl sein und ein zirkulierendes, zur Kühlung des Brenners geeignetes Wärmetauschmedium, z.B. Wasser, enthalten, dessen Wärme sich beliebig verwerten läßt.

An der Oberseite der flankierenden Abschirmungen 12 können ferner oberhalb der scheiteldachartigen Wandung 8 einwärts gegeneinander gerichtete Scharen von Gemisch-Austrittsöffnungen 13 vorgesehen sein.

Bei dieser Anordnung ergibt sich oberhalb des Scheitels der Wandung 8 zwischen den Austrittsoffnungen 13 eine Gesamtluftzahl, die größer als eins ist, hingegen seitlich des Scheitels eine Luftzahl die geringer ist.

Nach Fig. 4 ist ein Paar von gemischführenden Brenner= rohren 11 nebeneinander und zueinander parallel vorgesehen, deren voneinander abgewendete schräge Flanken 15 und deren Scheitel Gemisch-Austrittsöffnungen 1 aufweisen. Mit ihren zueinander gewendeten ausgerundet profilierten Innenflanken 14 und mit ihren schrägen Außenflanken 15 bilden diese Brennerrohre 11 Führungen für die Sekundärluft. Die Fig.5 zeigt in Draufsicht die scharenweise Anordnung der Gemisch= Austrittsoffnungen 1.

Um eine Stufung der Sekundärluftzufuhr zu erzielen, kann nach Fig.6 bis 9 vorgesehen sein, daß die Austrittsoffnungen 1 innerhalb beidseitig angeordneter, Führungein für die Sekundärluft bildender flankierender Abschirmungen 12 angeordnet sind.

Gemäß Fig.6 können solche seitliche flankierende Abschirmungen 12 von den beiden Schenkeln eines U-Profiles 16 verkörpert sein. Die Maximaltemperatur im Bereich der freien Kanten der Schenkel beträgt etwa 1200°C, weil die Sekundärluft bei dieser Anordnung erst mit einer gewissen Verzögerung der Flamme zugeführt wird.

Dies kann auch dadurch bewirkt werden, daß nach Fig. ein Brennerrohr 11 beidseits flankierende abschirmende Ansätze 17 erhält.

Die Wirkung solcher flankierender Abschirmungen kann überdies gemäß Fig.8 noch dadurch verbessert werden, daß im Bereich der Oberkanten solcher Abschirmungen 12 Aus= nehmungen 18 vorgesehen werden, die die Abschirmungen durch= setzen und der Flamme zusätzlich Sekundärluft zuführen.

Es mag ferner fallweise vorteilhaft sein, die flankierenden Abschirmungen 12 gemäß Fig.9 einwärts gegeneinander gekrümmt zu profilieren, so daß sie gemeinsam einen sich aufwärts verjüngenden Raum begrenzen.

Diese Fig.9 zeigt ferner, daß innerhalb der flankierenden Abschirmungen 12 beidseits der Gemisch-Austrittsöffnungen Ausnehmungen für die Zufuhr der Sekundärluft 7 vorgesehen sein können. Die Sekundärluft wird dadurch in Teilströme unterteilt, deren anteilsmäßige Größe wählbar ist.

Die Abschirmungen 12 können ein wärmeleitfähiges, dem

§ Wärmetausch dienendes Medium, wie Wasser, enthalten«

Zur weiteren Unterteilung des Sekündärluftstiiomes können ferner gemäß Fig»9 beidseits der Gemisch^Austritts= öffnungen 1 Staukörper 19 angeordnet sein/ die die !seitlich aufwärts strömende Sekundärluft - wie Fig. 10 zeigt - umlenken und zerteilen, wobei sich oberhalb eines solchen^Staukörpers 19 eine Rezirkulation ergibt*

Fig.11 stellt eine Variante dar, derzüföige paarweise angeordnete Staukörper 19 zwischen jeweils benachbarten Scharen von Gemisch-Austrittsöffnungen 1 angeordnet sind* Wenn solchen Staukörpern 19 an deren Unterseite eine Umleakwand 20 zugeordnet wird, ergibt" dies vorteilhafter= weise Luftströmungen, wie sie in dieser Zeichnungsf ;igür dargestellt sind. Das Abgas wird zur vollständigen Ver= brennüng durch eine Umlenkung im Sog wieder der Flamme zugeführt.

Wie schon erwähnt, kann die Führung der Sekundärluft vorteilhafterweise mit einer Kühlung des Brenners verknüpft werden, durch die die NO -Bildung zusätzlich verringert bzw. vermieden werden kann.

Gemäß Fig.12 sind zu einer solchen Kühlung beidseits der Gemisch-Austrittsöffnungen 1 parallel zu deren Scharen, an Kühlstäben befestigte Kühlplätten 22 angeordnet. Sowohl die Kühlstäbe 21 als auch die Kühlplatten 22 können mit einem Wärmetauschmedium, wie Wasser, gefüllt sein, um den Wärmetausch zu begünstigen.

Zur Führung der Sekundärluft empfiehlt es sich, die Kühlplatten 22 mit ihren Oberkanten schräg gegeneinander geneigt anzuordnen..

,, , ,. it it

Zur Kühlung kann im übrigen - wie Fig. 13 zeigt auch ein ü-Profil 16 nach Fig*6 , jedoch mit einem Wärme= tauschmediüm gefüllt, verwendet werden, dessen Schenkel die Abschirmungen 12 verkörpern.

Gemäß Fig. 14 verläuft zwischen zwei Paaren von Kühlplätten 22 (gemäß Fig.12) noch eine tieferliegende ■Schar von Äüstrittsöffnüngen 1, Und zwar unterhalb der gemeinsamen Unterkante der beiden inneren Kühlplätten 22. zur Erzeugung von Rauchgasen für die weitere Verbrennung*

Fig. 15 zeigt ein Ausführungsbeispiel, demzufolge mehrere Scharen von Gemisch-Austrittsöffnungen übereinander zwischen ein Wärmetauschmedium enthaltenden Abschirmungen verlaufen, die mit einander gegenüberliegenden und gegen= einander gerichteten, gewissermaßen etagenbildenden Fort= sätzen 23 versehen sind und - wie gemäß Fig.l einen Schacht einschließen.

Weiters besteht im Rahmen der Erfindung die Möglichkeit, Gemisch-Austrittsöffnungen 1 enthaltende Wandungen von Brennerrohren mit ü-fÖrmig gekrümmten, mit Abstand vonei nander angeordneten und ein Wärmetauschmedium enthaltenden Rohren 24 zu umfassen, wie dies die Fig. 16 bis 19 zeigen, wobei die Fig.19 eine Teil-Längsansicht einer der Fig. 16 bis 18 ist. In solchen Rohren 24 kann das Wärmetauschmedium in der Pfeilrichtung 25 zirkulieren, um den Brenner zu kühlen.

Schließlich zeigt Fig.20 einen unterhalb der Austritts= öffnungen 1 angeordneten, offenen, etwa wannenförmigen

Behälter 26, der ein verdampfbares Medium, z.B. Wasser, enthalt, dessen Dämpf in Richtung der Pfeile 27 mit der von unten .zuströmenden Sekundärluft 7 gemeinsam aufWärtsstrÖmt. Der Wässergehalt der Sekundärluft begünstigt nicht nur den Verbrannungsvorgang,sondern dient auch einer Votbeugung ge^en eine überhitzung des Brenners Und damit

Claims

ill · · · JJ 1,,",J1"*, Joh. Vaillant GmbH & Co. GM 588 &Ggr; &iacgr;. 10. 86 Ansprüche :

1. Atmosphärischer Gasbrenner mit in der Wandung eines ein Gas-Primärluft-Gemisch führenden Hohlkörpers ange= ordneten Gemi-sch-Austrittsöffnungen, dadurch gekennzeichnet, daß Führungen für diesen Austrittsöffnungen von unten \ zuströmende Sekundärluft (7) vorgesehen sind.

*

2. Gasbrenner nach Anspruch 1, dadurch· gekennzeichnet,

daß die Scharen der Austrittsöffnungen (1) innerhalb eines

aufwärtsströmende Sekundärluft (7) führenden Schachtes (2)

\ übereinander angeordnet sind (Fig.l).

j

3. Gasbrenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß der Schacht (2) eine Doppelwand (3,4) aufweist, deren

j Hohlraum (5) gleichfalls der Führung aufwärtsströmenäer Sekundärluft dient (Fig.l).

4. Gasbrenner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwandung (3) der Doppelwand (3,4) im Bereich oberhalb der Austrittsöffnungen (1) mit oberhalb des Randes der Innenwandung (4) einwärts gerichteten Flanschen (6) endet (Fig.l ).

5.Gasbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scharen der Austrittsöffnungen (1) in einer scheiteldachartig mit beidseits schräg abfallenden Flanken gestalteten Wandung (8) angeordnet sind (Fig.2,3).

lit it* · I ti

I* 14· · # * * «ti ti M

I »I * * « · BtIIlI I

·*··· ■· ■ »II

ii ti t *** f« Mt t Il

6. Gasbrenner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Führung der Sekundärluft (7) zu den Austritts= Öffnungen (1) unterhalb der Wandung (8) von Leitflächen (9) gebildete vertikale Kanäle (10) vorgesehen sind (Fig.2).

7. Gasbrenner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die scheiteldachförmige Wandung (8) die Oberseite eines der Zufuhr des Gas-Primärluft-Gemisches dienenden Brenner= rohres (11) bildet, das innerhalb eines seitlich von flankierenden Abschirmungen (12) begrenzten Raumes ange= ordnet ist (Fig.3).

8. Gasbrenner nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die flankierenden Abschirmungen (12) zumindest teil= weise hohl sind und ein Wärmetauschmedium enthalten (Fig.3).

9. Gasbrenner nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn= zeichnet, daß an der Oberseite der flankierenden Abschir= mungen (12) , vorzugsweise oberhalb der scheiteldachförmigen Wandung (8) einwärts gegeneinander gerichtete Scharen von Gemisch-Austrittsöffnungen (13) vorgesehen sind (Fig.3)..

10. Gasbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Paar gemischführender Brennerrohre (11) nebeneinander und zueinander parallel angeordnet sind, deren voneinander abgewendete schräge Flanken (15) und deran Scheitel Austrittsöffnungen (1) aufweisen (Fig. 4,5).

11. Gasbrenner nach Anspruch 10/ dadurch gekennzeichnet, daß diese Brennerrohre (11) gemeinsam mit ihren einander

14 » # · 4·*· ··· Vl It

4 · * 4 · · 4 «»(lit t

«14·* # · · III

zugewendeten, vorzugsweise ausgeründeten Innenflanken (14) Und mit ihren schrägen Außenflanken (15) die Führungen für die Sekundärluft (7) bilden (Fig* 4,5)*

12. Gasbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aüstrittsöffnungen (1) innerhalb beidseitiger, Führungen für die Sekundärluft (7) bildender flankierender Abschirmungen (12) angeordnet sind (Fig. 6 bis 9).

13. Gasbrenner nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Abschirmungen (12) von den beiden die Austrittsöffnungen (1) flankierenden Schenkeln eines, gegebenenfalls hohlen, ein Wärmetauschmedium enthaltenden U-^Profiles (16) verkörpert sind (Fig. 6,13) i.

14. Gasbrenner nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch die Austrittsöffnungen (1) der Oberseite eines Brennerrohres (11) beidseits abschirmende und flankierende Ansätze (17) (Fig.7).

15. Gasbrenner nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die flankierenden Abschirmungen (12) im Bereich ihrer Oberkanten von Ausnehmungen (18) für die Zufuhr von Sekundärluft (7) durchsetzt ^ind (Fig.8).

16. Gasbrenner nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die flankierenden Abschirmungen (12) einwärts gegen= einander gekrümmt profiliert sind und einen sich aufwärts verjüngenden Raum begrenzen (Fig.9).

17. Gasbrenner nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der flankierenden Abschirmungen (12) beidseits der Austrittsöffnungen (1)

4 -

Sekundärlüftzuführungen (7) ausgebildet sind (Fig.9,10).

18. Gasbrenner nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch beidseits der Austrittsöffnungen (1) in den Sekundäriüftzuführungen (7) angeordnete Staukörper (19) zur Umlenkung bzw. Teilung der aufwärts strömenden Sekundärluft (7) (Fig. 9,10). -

19. Gasbrenner nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch paarweise angeordnete Staukörper (19) zwischen jeweils benachbarten Scharen von Austrittsöffnungen (1) (Fig.11).

20. Gasbrenner nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch eine unterhalb der Staukörper (19) angeordnete Umlenkwand (20) (Fig.11).

21. Gasbrenner nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch beidseits der Austrittsöffnungen (1) parallel zu deren Scharen, z.B. an Kühlstäben (21) befestigte, gegebenenfalls ein Wärmetauschmedium enthaltende, der Führung der Sekundär= luft dienende Kühlplatten (22) (Fig.12).

22. Gasbrenner nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet* daß die Kühlplatten (22) schräg mit ihren Oberkanten zueinander geneigt verlaufend angeordnet sind (Fig. 12,14).

23. Gasbrenner nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei Paaren von Kühlplatten (22) eine tiefer= liegende Schar von Austrxttsoffnungen (1) unterhalb der gemeinsamen Unterkanten der beiden inneren Kühlplatten (22) der beiden Paare verläuft (Fig.14).

I f ·
t ■
I t ·

24. Gasbrenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Scharen von Austrittsöffnungen (1) übereinander zwischen gegebenenfalls ein Wärmetauschmedium enthaltenden Abschirmungen (12) verlaufen, die mit einander gegenüber= liegenden und gegeneinander gerichteten Fortsätzen (23) versehen sind-(Pig.l5).

25. Gasbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnungen in Wandungen (8), z.B. in Wandungen von Brennerrohren (11), vorgesehen sind, die von U-förmigen, mit Abstand voneinander angeordneten, ein zirkulierendes Wärmetauschmedium enthältenden Kühlrohren (24) zumindest teilweise umfaßt sind (Fig. 16 - 19).

26. Gasbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Austrittsöffnungen (1) ein offener, vor= zugsweise wannenförmiger Behälter (26) für ein verdampf= bares Medium,, wie Wasser, angeordnet ist, um dessen Dampf (27) mit der den Austrittsöffnungen (1) von unten zügeführten Sekundärluft (7) gemeinsam aufwärts strömen zu lassen (Fig.20).