EP0685684A2 - Atmospheric gas burner - Google Patents

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EP0685684A2 EP95105898A EP95105898A EP0685684A2 EP 0685684 A2 EP0685684 A2 EP 0685684A2 EP 95105898 A EP95105898 A EP 95105898A EP 95105898 A EP95105898 A EP 95105898A EP 0685684 A2 EP0685684 A2 EP 0685684A2
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Hans-Joachim Ripplinger
Hartmut Assmann
Ba Lam-Thien
Heinrich Oehler
Rainer Rausch
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Bosch Thermotechnik GmbH
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Buderus Heiztechnik GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/02—Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone
    • F23D14/04—Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone induction type, e.g. Bunsen burner
    • F23D14/10—Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone induction type, e.g. Bunsen burner with elongated tubular burner head
    • F23D14/105—Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone induction type, e.g. Bunsen burner with elongated tubular burner head with injector axis parallel to the burner head axis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/62—Mixing devices; Mixing tubes
    • F23D14/64—Mixing devices; Mixing tubes with injectors

Definitions

  • the invention relates to an atmospheric gas burner according to the preamble of claim 1.
  • a gas burner of this type can be found in DE 39 18 855 A1.
  • the supply of the primary air is controlled as a reference variable by a fan depending on the flame temperature and is adjusted to a suitable level.
  • a similar burner is also shown in DE 37 07 259 A1.
  • An additional safety circuit is provided, which stops the combustion below a specified air volume.
  • the invention has for its object to provide a simply constructed atmospheric gas burner with a blower support of the primary air supply, in which the safety requirements are met and which has optimal combustion results in terms of NO x emissions.
  • the gas burner according to the invention has the features mentioned in the characterizing part of patent claim 1.
  • the opening of the burner tube is surrounded by an air chamber which is connected to the fan. From this at least one flow opening leads into the gas stream.
  • the air supply is very simple and targeted, directly at the inlet of the burner tube. Since the gas nozzle is at a sufficient distance from the confluence of the burner tube, the gas jet will first suck in the absolutely necessary amount of primary air. Additional primary air is then fed to him at the appropriate point in a suitable manner by the fan. Even a blower failure never leads to combustion problems, since even without the blower support there is no critical mixture composition. Since the gas nozzle is freely accessible, it is also easy to change the nozzle.
  • the flow opening in the form of an annular gap is preferably formed by an insert element which is detachably fastened on the mouthpiece.
  • This insert element can be precisely aligned so that an accurate air flow is achieved.
  • the insert element can engage behind a flange on the mouthpiece and be fastened to it.
  • the flow openings are designed as a ring of punched-out areas on the circumference of the mouthpiece.
  • the punched-out sections can have inward or outward-facing exposures in the axial or tangential direction for targeted control of the air flow.
  • a Venturi tube is usually located in the burner tube. In this case, the air chamber sits at the entry of the Venturi tube. It can form a structural unit with this.
  • the burner tube 1 has an air chamber 2 surrounding the mouth 9 with an air inlet 3.
  • the gas flows out of the gas nozzle 5 and, due to its kinetic energy, sucks in the absolutely necessary primary air itself.
  • This additional primary air flows through a flow opening 4 from the air chamber 2 into the mouth 9 of the burner tube 1.
  • the mouth can be provided with guide elements 8.
  • the flow opening 4 is designed as an annular gap 4 ', which is formed by a special insert element 11 and is precisely defined by the dimensions x and s.
  • the insert element 11 is fastened to a flange 10 on the mouth 9 and sealed by a sealing ring 12 against the wall of the air chamber 2.
  • the flow opening 4 consists of a ring of punched-out portions 4 ′′ on the circumference of the mouth piece 9.
  • FIGS. 5 to 8 and FIGS 8 exhibitions pointing inwards or outwards in the axial or tangential direction 13. In this way, the influence of the air flow indicated by arrows is possible.

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Abstract

The supply duct is connected to a combustion boiler of the essentially closed type, for installation in a room of a building, and for opening out into the atmosphere. The ducts are in fluid communication of a transition part with controllable shut-off element if the shut-off element is in the open position. The shut-off element is controlled between the open and the closed position depending on the pressure prevailing in the air supply duct. A combustion air injection duct (4) runs between the combustion boiler and the combustion air discharge duct. The combustion air injection duct opens out into the combustion air discharge duct downstream of the place where the transition part opens out into the combustion air supply duct. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen atmosphärischen Gasbrenner nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to an atmospheric gas burner according to the preamble of claim 1.

Ein Gasbrenner dieser Art ist der DE 39 18 855 A1 zu entnehmen. Die Zufuhr der Primärluft wird dabei in Abhängigkeit von der Flammentemperatur als Führungsgröße durch ein Gebläse geregelt und jeweils auf ein geeignetes Maß eingestellt. Einen ähnlichen Brenner zeigt auch die DE 37 07 259 A1. Dabei ist eine zusätzliche Sicherheitsschaltung vorgesehen, welches die Verbrennung unterhalb einer festgelegten Luftmenge stoppt.A gas burner of this type can be found in DE 39 18 855 A1. The supply of the primary air is controlled as a reference variable by a fan depending on the flame temperature and is adjusted to a suitable level. A similar burner is also shown in DE 37 07 259 A1. An additional safety circuit is provided, which stops the combustion below a specified air volume.

Die DE 43 08 657 A1 offenbart ebenfalls die Zufuhr von Primärluft durch Gebläseunterstützung. In diesem Fall kreuzt ein Luftstrom den Gasstrom. Bei ausfallendem Gebläse saugt der Gasstrom die für die Verbrennung unbedingt benötigte Primärluftmenge bereits selbst an, so daß nie eine kritische Situation mit akutem Luftmangel entsteht.DE 43 08 657 A1 also discloses the supply of primary air by fan support. In this case, an air stream crosses the gas stream. If the fan fails, the gas flow sucks in the amount of primary air that is absolutely necessary for combustion, so that there is never a critical situation with an acute lack of air.

Es wird schließlich noch auf die nicht vorveröffentlichte P 43 41 029.4 verwiesen, gemäß der die Gasdüse zentrisch in der größeren Luftdüse angeordnet ist. Der Gasstrom wird hier vom Luftstrom ummantelt. Bei ausfallendem Gebläse kann auch hier die unbedingt benötigte Primärluftmenge durch die kinetische Energie des Gasstrahles direkt angesaugt werden.Finally, reference is made to the unpublished P 43 41 029.4, according to which the gas nozzle is arranged centrally in the larger air nozzle. The gas flow is encased here by the air flow. If the blower fails, the absolutely necessary amount of primary air can be sucked in directly by the kinetic energy of the gas jet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen einfach aufgebauten atmosphärischen Gasbrenner mit einer Gebläseunterstützung der Primärluftzufuhr zu schaffen, bei dem den sicherheitstechnischen Anforderungen entsprochen ist und der optimale Brennergebnisse hinsichtlich der NOx-Emissionen besitzt.The invention has for its object to provide a simply constructed atmospheric gas burner with a blower support of the primary air supply, in which the safety requirements are met and which has optimal combustion results in terms of NO x emissions.

Der erfindungsgemäße Gasbrenner besitzt die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 genannten Merkmale.The gas burner according to the invention has the features mentioned in the characterizing part of patent claim 1.

Die Einmündung des Brennerrohres ist von einer mit dem Gebläse in Verbindung stehenden Luftkammer umgeben. Von dieser führt mindestens eine Strömungsöffnung in den Gasstrom. Die Luftzufuhr ist sehr einfach und gezielt, und zwar unmittelbar am Eintritt des Brennerrohres. Da die Gasdüse einen ausreichenden Abstand von der Einmündung des Brennerrohres besitzt, wird sich der Gasstrahl zunächst selbst die unbedingt benötigte Primärluftmenge ansaugen. Ihm wird dann an der geeigneten Stelle in der geeigneten Weise zusätzliche Primärluft durch das Gebläse zugeführt. Auch ein Gebläseausfall führt nie zu verbrennungstechnischen Problemen, da auch ohne die Gebläseunterstützung keine kritische Gemischzusammensetzung entsteht. Da die Gasdüse frei zugänglich ist, ist auch ein Düsenwechsel leicht durchzuführen.The opening of the burner tube is surrounded by an air chamber which is connected to the fan. From this at least one flow opening leads into the gas stream. The air supply is very simple and targeted, directly at the inlet of the burner tube. Since the gas nozzle is at a sufficient distance from the confluence of the burner tube, the gas jet will first suck in the absolutely necessary amount of primary air. Additional primary air is then fed to him at the appropriate point in a suitable manner by the fan. Even a blower failure never leads to combustion problems, since even without the blower support there is no critical mixture composition. Since the gas nozzle is freely accessible, it is also easy to change the nozzle.

Es ist möglich, eine einzige Strömungsöffnung in der Wand der Luftkammer vorzusehen. Es können auch mehrere, einander gegenüberliegende Strömungsöffnungen vorhanden sein, die gegebenenfalls zu einer Drallströmung führen können. Die Ausbildung der Strömungsöffnung als umlaufender Ringspalt führt zu einem Umhüllen des Gas-Luft-Stromes. Leitelemente können ein schräges Einführen des vom Gebläse geförderten Luftstromes mit einer guten Durchmischung bewirken.It is possible to provide a single flow opening in the wall of the air chamber. There can also be a plurality of flow openings located opposite one another, which can possibly lead to a swirl flow. The formation of the flow opening as a circumferential annular gap leads to an enveloping of the gas-air flow. Guide elements can cause the air flow conveyed by the blower to be introduced obliquely with thorough mixing.

Die Strömungsöffnung in Form eines Ringspaltes wird vorzugsweise durch ein auf dem Einmündungsstutzen lösbar befestigtes Einsatzelement gebildet. Dieses Einsatzelement kann exakt ausgerichtet werden, so daß eine genaue Luftführung erzielt wird. Dabei kann das Einsatzelement einen Flansch am Einmündungsstutzen hintergreifen und an diesem befestigt sein.The flow opening in the form of an annular gap is preferably formed by an insert element which is detachably fastened on the mouthpiece. This insert element can be precisely aligned so that an accurate air flow is achieved. In this case, the insert element can engage behind a flange on the mouthpiece and be fastened to it.

Nach einem besonderen Kennzeichen der Erfindung sind die Strömungsöffnungen als Kranz von Ausstanzungen auf dem Umfang des Einmündungsstutzens gestaltet. Die Ausstanzungen können nach innen oder außen, in axialer oder tangentialer Richtung weisende Ausstellungen für eine gezielte Lenkung der Luftströmung besitzen.According to a special feature of the invention, the flow openings are designed as a ring of punched-out areas on the circumference of the mouthpiece. The punched-out sections can have inward or outward-facing exposures in the axial or tangential direction for targeted control of the air flow.

Üblicherweise sitzt ein Venturirohr im Brennerrohr. In diesem Fall sitzt die Luftkammer am Eintritt des Venturirohres. Sie kann mit diesem eine bauliche Einheit bilden.A Venturi tube is usually located in the burner tube. In this case, the air chamber sits at the entry of the Venturi tube. It can form a structural unit with this.

Die Zeichnung stellt Ausführungsbeispiele der Erfindung dar. Es zeigen:

Fig. 1 bis Fig. 8:
Jeweils Längsschnitte durch den Einmündungsbereich von Brennerrohren und
Fig. 4a bis Fig. 8a:
Jeweils die angegebenen Schnitte aus den Fig. 4 bis 8.
The drawing shows exemplary embodiments of the invention.
1 to 8:
Longitudinal sections through the mouth of burner tubes and
4a to 8a:
In each case the indicated cuts from FIGS. 4 to 8.

Das Brennerrohr 1 besitzt eine den Einmündungsstutzen 9 umgebende Luftkammer 2 mit einem Lufteintritt 3. Das Gas strömt aus der Gasdüse 5 und saugt infolge seiner kinetischen Energie die unbedingt benötigte Primärluft selbst an. Ein anhand einer geeigneten Führungsgröße, etwa über einen Temperaturfühler 6, gesteuertes Gebläse 7 sorgt für eine mehr oder weniger starke Unterstützung der Primärluftzufuhr. Diese zusätzliche Primärluft strömt durch eine Strömungsöffnung 4 aus der Luftkammer 2 in den Einmündungsstutzen 9 des Brennerrohres 1. Dabei kann die Einmündung mit Leitelementen 8 versehen sein.The burner tube 1 has an air chamber 2 surrounding the mouth 9 with an air inlet 3. The gas flows out of the gas nozzle 5 and, due to its kinetic energy, sucks in the absolutely necessary primary air itself. A blower 7, which is controlled on the basis of a suitable reference variable, for example via a temperature sensor 6, provides more or less strong support for the primary air supply. This additional primary air flows through a flow opening 4 from the air chamber 2 into the mouth 9 of the burner tube 1. The mouth can be provided with guide elements 8.

Gemäß Fig. 3 ist die Strömungsöffnung 4 als Ringspalt 4' gestaltet, der durch ein spezielles Einsatzelement 11 gebildet und durch die Maße x und s genau definiert ist. Das Einsatzelement 11 ist an einem Flansch 10 am Einmündungsstutzen 9 befestigt und durch einen Dichtring 12 gegen die Wand der Luftkammer 2 abgedichtet.3, the flow opening 4 is designed as an annular gap 4 ', which is formed by a special insert element 11 and is precisely defined by the dimensions x and s. The insert element 11 is fastened to a flange 10 on the mouth 9 and sealed by a sealing ring 12 against the wall of the air chamber 2.

Gemäß Fig. 4 bis Fig. 8 sowie Fig. 4a bis Fig. 8a besteht die Strömungsöffnung 4 aus einem Kranz von Ausstanzungen 4'' auf dem Umfang des Einmündungsstutzens 9. Diese besitzen gemäß den Fig. 5 bis 8 sowie den Fig. 5 bis 8 nach innen oder außen in axialer oder tangentialer Richtung weisende Ausstellungen 13. Auf diese Weise ist die durch Pfeile angedeutete Beeinflussung der Luftströmung möglich.According to FIGS. 4 to 8 and 4a to 8a, the flow opening 4 consists of a ring of punched-out portions 4 ″ on the circumference of the mouth piece 9. According to FIGS. 5 to 8 and FIGS 8 exhibitions pointing inwards or outwards in the axial or tangential direction 13. In this way, the influence of the air flow indicated by arrows is possible.

Der Gefahr eines Austretens des Gas-Luft-Gemisches aus dem Einmündungsstutzen 9 in die umgebende Luftkammer 2 und von dort in den Aufstellungsraum bei ausfallendem Gebläse 7 wird durch eine Einschnürung 14 des Einmündungsstutzens 9 begegnet. Wegen dieser Einschnürung 14 und einer folgenden difusorartigen Erweiterung entsteht unmittelbar an der Strömungsöffnung 4 ein Unterdruck, der jedenfalls ein Ausströmen des Gas-Luft-Gemisches verhindert.The danger of the gas-air mixture escaping from the outlet 9 into the surrounding air chamber 2 and from there into the installation space if the blower 7 fails is countered by a constriction 14 of the outlet 9. Because of this constriction 14 and a subsequent diffuser-like expansion, a negative pressure is created directly at the flow opening 4, which in any case prevents the gas-air mixture from flowing out.

Claims (10)

Atmosphärischer Gasbrenner mit mindestens einem Brennerrohr (1) und einer im Abstand vor dessen Einmündung angeordneten Gasdüse (5) mit direkter Primärluftansaugung sowie mit einer zusätzlichen durch ein Gebläse (7) unterstützten Primärluftzufuhr,
dadurch gekennzeichnet, daß der Einmündungsstutzen (9) des Brennerrohres (1) von einer mit dem Gebläse (7) in Verbindung stehenden Luftkammer (2) mit mindestens einer in den Gasstrom führenden Strömungsöffnung (4) umgeben ist.Atmospheric gas burner with at least one burner tube (1) and a gas nozzle (5) arranged at a distance from its junction with direct primary air intake and with an additional primary air supply supported by a blower (7),
characterized in that the orifice (9) of the burner tube (1) is surrounded by an air chamber (2) which is connected to the blower (7) and has at least one flow opening (4) leading into the gas flow. Atmosphärischer Gasbrenner nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsöffnung (4) als umlaufender Ringspalt zur Ausbildung eines den Gasstrom umhüllenden Luftstromes ausgebildet ist.Atmospheric gas burner according to claim 1,
characterized in that the flow opening (4) is designed as a circumferential annular gap to form an air flow enveloping the gas flow. Atmosphärischer Gasbrenner nach den Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet, daß dem umlaufenden Ringspalt Leitelemente (8) zur Ausbildung eines schräg oder drallförmig in den Gasstrom hineingeführten Luftstromes zugeordnet sind.Atmospheric gas burner according to claims 1 and 2,
characterized in that guide elements (8) are assigned to the circumferential annular gap in order to form an air flow introduced obliquely or in a swirling manner into the gas flow. Atmosphärischer Gasbrenner nach den Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der die Strömungsöffnung (4) bildende Ringspalt (4') durch ein auf dem Einmündungsstutzen (9) lösbar befestigtes Einsatzelement (11) gebildet ist.Atmospheric gas burner according to claims 1 and 2,
characterized in that the annular gap (4 ') forming the flow opening (4) is formed by an insert element (11) releasably attached to the orifice (9). Atmosphärischer Gasbrenner nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzelement (11) einen Flansch (10) am Einmündungssutzen (9) hintergreift und an diesem lösbar befestigt ist, und daß es durch einen umlaufenden Dichtring (12) gegen die Wand der Luftkammer (2) abgedichtet ist.Atmospheric gas burner according to claim 4,
characterized in that the insert element (11) engages behind a flange (10) on the mouthpiece (9) and is detachably fastened thereon, and in that it is sealed against the wall of the air chamber (2) by a circumferential sealing ring (12). Atmosphärischer Gasbrenner nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsöffnung (4) als Kranz von Ausstanzungen (4'') auf dem Umfang des Einmündungsstutzens (9) gebildet ist.Atmospheric gas burner according to claim 1,
characterized in that the flow opening (4) is formed as a ring of punched-out areas (4 '') on the circumference of the mouth piece (9). Atmosphärischer Gasbrenner nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ausstanzungen (4'') nach innen oder außen in axialer oder tangentialer Richtung weisende Ausstellungen (13) besitzen.Atmospheric gas burner according to claim 6,
characterized in that the punched-out portions (4 '') have exhibitions (13) pointing inwards or outwards in the axial or tangential direction. Atmosphärischer Gasbrenner nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Luftkammer (2) den vorderen Teil eines im Brennerrohr (1) angeordneten Venturirohres umgibt.Atmospheric gas burner according to claim 1,
characterized in that the air chamber (2) surrounds the front part of a venturi tube arranged in the burner tube (1). Atmosphärischer Gasbrenner nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Strömungsöffnung (4) im Bereich einer Einschnürung (14) des Einmündungsstutzens (9) liegt.Atmospheric gas burner according to claim 1,
characterized in that the at least one flow opening (4) lies in the region of a constriction (14) of the mouthpiece (9). Atmosphärischer Gasbrenner nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß sich der Einmündungsstutzen (9) in Strömungsrichtung hinter der Einschnürung (14) diffusorartig erweitert.Atmospheric gas burner according to claim 9,
characterized in that the mouthpiece (9) widens in the direction of flow behind the constriction (14) in a diffuser-like manner.
EP95105898A 1994-06-03 1995-04-20 Atmospheric gas burner. Withdrawn EP0685684A3 (en)

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DE19944419345 DE4419345A1 (en) 1994-06-03 1994-06-03 Atmospheric gas burner
DE4436021 1994-10-08
DE19944436021 DE4436021A1 (en) 1994-06-03 1994-10-08 Atmospheric gas burner

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Publication Number Publication Date
EP0685684A2 true EP0685684A2 (en) 1995-12-06
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DE (1) DE4436021A1 (en)

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DE4436021A1 (en) 1996-04-11

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