EP0092817B1

EP0092817B1 - Brenner zur Erwärmung von Luft, der in einem von der Luft durchströmten Kanal angeordnet ist

Info

Publication number: EP0092817B1
Application number: EP83103956A
Authority: EP
Inventors: Klaus Reinhold
Original assignee: Windmoeller and Hoelscher KG
Current assignee: Windmoeller and Hoelscher KG
Priority date: 1982-04-22
Filing date: 1983-04-22
Publication date: 1985-09-25
Also published as: CA1209457A; BR8301746A; JPH0236852B2; US4492563A; JPS58200918A; DE3214923A1; EP0092817A1; DE3214923C2

Description

Die Erfindung betrifft einen Brenner zur Erwärmung von Luft nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei bekannten Brennern dieser Art bestehen die mit Gasauslassöffnungen versehenen Rohre aus geraden Rohrstücken, an die die gegebenenfalls gewellten, sich keilförmig erweiternden Mischplatten befestigt sind, wobei die endseitigen, V-förmigen Spalte durch Endplatten verschlossen sind, von denen eine mit der Zündelektrode versehen ist. Ausserhalb der Mischplatten sind in dem Luftkanal von Hand einstellbare Luftleitbleche vorgesehen, mit denen sich die Menge der durch die Mischplatten hindurchtretenden Frischluft steuern lässt.
Die bekannten Brenner arbeiten bei ausreichend grosser paralleler Luftströmung bei höherer Leistung, also bei höheren Temperaturen gut. Wird jedoch zur Verringerung der Leistung oder Temperatur weniger Gas eingespeist, verbrennt das Gas nur auf der Gaszuführungsseite des Rohrs, an der auch die Zündelektrode angeordnet ist. Es ergibt sich daher der Nachteil, dass bei unvollständiger Verbrennung des Gases ein ungleichmässiges Temperaturprofil entsteht. Die einseitige Verbrennung des Gases bildet sich dann noch stärker aus, wenn die mit den Gasauslassöffnungen und den Mischplatten versehenen Rohre zu L-, T- oder H-förmigen Brennern zusammengesetzt sind, weil die Flammen nur erschwert über die durch den Brenner gebildeten Ecken überspringen. Es ergeben sich also ungleichmässige, zerrissene Flammenbilder, die eine optimale Verbrennung verhindem.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Brenner der eingangs angegebenen Art zu schaffen, der auch bei verminderter Gaszuführung eine gleichmässige Verbrennung des Gases über seine Länge gewährleistet.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe durch die in dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Aufgrund seines ringförmigen Aufbaus lässt sich der erfindungsgemässe Brenner derart in dem von der Luft durchströmten Kanal anordnen, dass sich gleichmässige Strömungsprofile ergeben, die die Verbrennung begünstigen. Durch das in axialer Richtung verschiebliche konusförmige Luftleitblech lässt sich in einfacher Weise die durch die Mischplatten hindurchströmende Luftmenge steuern. Die Menge der durch die äussere ringförmige Mischplatte strömenden Luft hängt von der Grösse des ringförmigen Spalts zwischen dem Rand dieser ringförmigen Mischplatte und dem Luftleitblech ab, die sich durch Verschiebung des Luftleitbleches in der gewünschten Weise verändern lässt.
Aus der Veröffentlichung US-A Nr. 3193265 ist ein Brenner zur Erwärmung von Luft bekannt, der mit einem an eine Gaszuführung angeschlossenen, kreisringförmigen Rohr versehen ist, das auf einem Kreis angeordnete Gasauslassöffnungen aufweist. Das kreisringförmige Rohr ist mit zueinander konzentrischen zylinderringförmigen Stegen verbunden, die zwischen sich die Gasauslassöffnungen einfassen. Diese Stege sind jedoch nicht mit Durchtrittsöffnungen für die Luft versehen und weiterhin sind keine Luftleitblechevorgesehen, die mit den Stegen in der Weise zusammenwirken können, dass eine zwischen die Stege strömende Luftmenge gesteuert werden könnte.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Rohr mindestens zwei konzentrische Kanäle aufweist, die im Bereich der Gaszuführung durch Zwischenwände voneinander getrennt und auf der der Gaszuführung gegenüberliegenden Seite der ersten Trennwand mit einer die Kanäle verbindenden Gasüberströmleitung versehen sind. Durch diese Hintereinanderschaltung von konzentrischen, kreisringförmigen Kanälen wird erreicht, dass der nachfolgende Kanal erst dann von Gas durchströmt wird, wenn der erste Kanal voll mit Gas gefüllt ist. Da aus den Gasauslassöffnungen des ersten Kanals auch im Teilleistungsbereich eine ausreichende Menge von Gas ausströmt, ergibt sich eine gleichmässige kreisringförmige Flamme, die eine vollständige Verbrennung und ein gleichmässiges Temperaturprofil sicherstellt. Bei höherer Leistung strömt das nicht bereits durch die Gasauslassöffnungen des ersten Ringkanals ausgetretene Gas in den oder die nachgeschalteten Ringkanäle, so dass sich ohne wesentliche Änderung des Temperaturprofils höhere Lufttemperaturen erreichen lassen. Das aus den dem ersten Ringkanal folgenden Ringkanälen austretende Gas vergrössert die gesamte, zur Verbrennung kommende Gasmenge, wobei aufgrund der bereits durch den ersten Kanal erzeugten ringförmigen Flamme eine vollständige Verbrennung des Gases sichergestellt ist. Statt eines kreisringförmigen Rohres, das durch eine oder mehrere umlaufende Trennwände in konzentrische Ringkanäle unterteilt ist, können auch zwei oder mehrere konzentrische Rohre vorgesehen werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt:

Fig.1 einen Axialschnitt durch ein einen Luftkanal begrenzendes Rohr im Bereich eines ringförmigen Brenners,
Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Hälfte des ringförmigen Brenners,
Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Ausschnitt von Mischplatten, und
Fig. 4 eine Draufsicht auf eine Hälfte eines nur mit einem Ringkanal versehenen Brenners.

In einem von zu erwärmender Luft durchströmten rohrförmigen Luftkanal 1 ist über nicht dargestellte Haltestücke ein ringförmiger Brenner 2 befestigt, dessen Achse mit der Luftkanalachse übereinstimmt. Der Brenner 2 besteht aus einem ringförmigen Rohr, das in seiner Mittelebene in zwei schalenförmige Körper 3, 4 unterteilt ist. Die schalenförmigen Körper 3, 4 sind mit ringförmig umlaufenden mittleren Trennwänden bzw. Stegen 7, 8 versehen, die das Brennerrohr in zueinander konzentrische Kanäle 9, 10 unterteilen. Beidseits des Steges 7 ist die Rohrschale 4 mit Gasauslassöffnungen 11, 12 versehen, die auf zueinander konzentrischen Kreisen angeordnet sind. Die durch die Gasauslassöffnungen 11, 12 gebildeten Düsenöffnungen münden auf der Stirnseite eines mit der Rohrschale 4 verbundenen ringförmigen Steges, an dessen zylindrischen Innen- und Aussenseiten trichterförmige Mischplatten 13, 14 befestigtsind. Die Mischplatten 13, 14sind in der aus Fig. 3 ersichtlichen Weise mit Durchtrittsöffnungen 15 unterschiedlicher Grösse für die Luftversehen.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, sind die Kanäle 9, 10 links neben einem Anschlussstutzen 16 für das Gas mit Querwänden 17, 18 versehen. Links neben den Querwänden 17,18 sind die Kanäle 9,10 durch eine Durchtrittsöffnung 19 miteinander verbunden. Das durch den Rohrstutzen 16 zugeführte Gas strömt also zunächst in Richtung der eingezeichneten Pfeile durch den äusseren Kanal 9 und tritt erst dann durch die Durchtrittsöffnung 19 in den inneren Kanal ein, wenn es nicht bei seiner Strömung durch den äusseren Kanal 9 vollständig durch die mit diesem verbundenen Gasauslassöffnungen 12 ausgetreten ist.
Zur Steuerung der durch die äussere Mischplatte 13 strömenden Luft ist ein sich in Strömungsrichtung konusförmig verengendes Luftleitblech 20 vorgesehen, das auf der Innenwandung des Luftkanals 1 in axialer Richtung verschieblich geführt ist. Das Luftleitblech 20 ist mit ausgezogenen Linien in einer vorgeschobenen Stellung dargestellt, in der zwischen dieser und dem äusseren Rand der äusseren Mischplatte 13 ein relativ grosser Ringspalt vorhanden ist, so dass die Hauptmenge der Luft aussen an der äusseren Mischplatte 13 vorbeiströmen kann, ohne durch deren Löcher hindurchzutreten. In Fig. 1 ist mit gestrichelten Linien das Luftleitblech 20 in einer zurückgeschobenen Stellung dargestellt, in der zwischen dieser und dem äusseren Rand der Mischplatte 13 nur ein relativ schmaler Ringspalt vorhanden ist, so dass ein grösserer Teil der zugeführten Luftmenge durch die Mischplatten strömt.
Vor den auf konzentrischen Ringen angeordneten Gasauslassöffnungen 11,12 ist in der äusseren Mischplatte 13 ein Zündgasrohr 22 angeordnet. Zur lonisationsüberwachung ist in der inneren Mischplatte 14 ein Fühler 23 vorgesehen.
In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 besteht das Brennerrohr aus zwei schalenförmigen Hälften, die nur einen Ringkanal begrenzen, in den der Rohrstutzen mündet. Die Gasauslassöffnungen befinden sich auf der anderen, nicht dargestellten schalenförmigen Hälfte.

Claims

1. Brenner zur Erwärmung von Luft, der in einem von der Luft durchströmbaren Luftkanal (1 ) angeordnet ist, mit einem an eine Gaszuführung (16) angeschlossenen Rohr, an das in Strömungsrichtung der Luft sich keilförmig voneinander entfernende Mischplatten (13,14) mit Durchtrittsöffnungen (15) für die Luft befestigt sind und das zwischen den Mischplatten (13,14) mit Gasauslassöffnungen (11, 12) versehen ist, und mit einer in Strömungsrichtung der Luft hinter den Gasauslassöffnungen (11, 12) angeordneten Zündeinrichtung (22) für das Gas, dadurch gekennzeichnet, dass das an die Gaszuführung (16) angeschlossene Rohr kreisringförmig ausgebildet ist, wobei die Gasauslassöffnungen (11, 12) auf einem Kreis oder mehreren konzentrischen Kreisen angeordnet sind, und dass die Mischplatten (13, 14) aus einem äusseren, in Strömungsrichtung der Luftsich konisch erweiternden und einem inneren, sich konisch verengenden ringförmigen Blech bestehen, die zumindest teilweise über ihre axiale Länge von einem sich in Strömungsrichtung der Luft konusförmig verengenden Luftleitblech (20) eingefasst sind, das an der Wandung des Luftkanals (1) in axialer Richtung verschiebbär befestigt ist.

2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr mindestens zwei konzentrische Kanäle (9, 10) aufweist, die im Bereich der Gaszuführung (16) durch Querwände (17, 18) voneinander getrennt und auf der der Gaszuführung (16) gegenüberliegenden Seite der ersten Querwand (18) mit einer die Kanäle (9, 10) verbindenden Gasüberströmleitung versehen sind.

3. Brenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die konzentrischen Kanäle (9, 10) durch ein kreisringförmiges Rohr gebildet sind, das durch eine umlaufende Trennwand (7, 8) unterteilt ist, und dass die Gasüberströmleitung aus einer Durchtrittsöffnung (19) in der Trennwand (7, 8) besteht.

4. Brenner nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnitte der Gasauslassöffnungen (11, 12) in dem unmittelbar an die Gaszuführung (16) angeschlossenen Kanal (9) kleiner sind als die Querschnitte der Gasauslassöffnungen in dem zu diesem konzentrischen Kanal (10).