<Desc/Clms Page number 1>
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Halterung mit zwei Auflageträgern für im Flammenbereich eines atomsphärischen Gasbrenners mit einem langgestreckten Brennerrohr angeordnete Kühlstäbe, wobei auf dem Mantel des Brennelrohres an der Oberseite Brenngemisch-Austnttsöffnungen vorgesehen sind.
Eine solche Halterung ist bekannt aus der US-PS 4 525 141. Hier werden einmal langgestreckte Brennerrohr mit geraden zylindrischen Kühlstäben behandelt, die von nicht weiter erläuterten Auflagern an beiden Enden der Kühlstäbe am Brennerrohr gehaltert sind. Es werden auch ringförmige Kühlstäbe behandelt, die gleichfalls durch voneinander distanzierte Auflager unterstützt sind. Hierbei liegen die Ringe auf den Lagern ohne irgendwelche Halterung auf. Während im einen Fall keine Massnahmen für die Längsausdehnung der starken Temperaturschwankungen unterworfenen Kühlstäbe getroffen sind, besteht bei der anderen Lagerungsmöglichkeit die Gefahr, dass die Kühlringe von den Auflagern herunterfallen, mindestens ihre Lage verändern, wodurch die Einwirkung auf die Flammen nicht mehr gegeben ist.
Atmosphärische Gasbrenner werden vorzugsweise für Gas-Heizöfen, Gas-Wasserheizer und Gas- Um1aufwasserheizer sowie Kessel verwendet und werden vorwiegend nach dem Bunsen-Prinzip betneben. Hierbei
EMI1.1
einerseits zur Erzielung eines hohen Wirkungsgrades erwünscht ist, andererseits aber auch zur Bildung von Stickoxyden (NO) führt, deren Minimierung gerade in neuester Zeit erhöhte Beachtung gefunden hat.
Es konnte herausgefunden werden, dass man die Bildung der Stickoxyde mit der Flammentemperatur verringern kann, und zwar führt eine Verringerung der Flammentemperatur automatisch zu einer geringeren Neigung zur Stickoxydbildung.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kühlstäbe so am Bremer zu haltem, dass sie einerseits genau genug an den Flammen des Brenners positioniert werden können, ohne diese Lage ohne weiteres zu verändern, dass die Halterung andererseits hitzeunempfindlich ist und ein leichtes Auswechseln der Stäbe gestattet, wenn sie einmal zu Bruch gehen oder aus anderen Gründen zu wechseln sind. Weiterhin soll eine Längsausdehnung der Stäbe erfolgen können, damit sie nicht infolge des starken Temperaturwechsels sich verbiegen.
Zur Lösung der Aufgabe besteht die Erfindung darin, dass die Halterung aus zwei an dem Mantel befestigten Blechwinkeln, Blechringen, Schellen, Bügeln oder dergleichen besteht, von denen der eine Halterungsteil mit einer Klemmvorrichtung für den Kühlstab versehen ist, während der andere Halterungsteil eine Lagerung für den Kühlstab aufweist, so dass sich dieser in Richtung seiner Längserstreckung frei bewegen kann. Durch diese Ausgestaltung lässt sich einerseits der Kühlstab nahe genug an die Stelle positionieren, wo er seine optimale Wirkung entfaltet, andererseits wird das Entstehen von Wärmespannungen in den Kühlstäben verhindert, da sie nur einseitig gehaltert, andererseits aber längsverschieblich gelagert sind.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, statt zwei Halterungen auch mehrere vorzusehen, insbesondere, wenn die Stäbe eine gewisse Länge überschreiten.
In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass im Halterungsteil mit der Klemmvonichtung sich gegen das Brennerrohr verjüngende Nuten zur Aufnahme der Stäbe angeordnet sind, die von einem federnden Bügel übergriffen sind. Durch die sich verjüngenden Nuten klemmt sich der Kühlstab fest, wenn er von der übergreifenden Bügelfeder in die Nut hineingedrückt wird. Durch einseitiges Lösen des am anderen Ende gelagerten Bügels ist somit ein einwandfreies Herausnehmen der Kühlstäbe ohne jedes Werkzeug möglich.
Schliesslich ist es noch besonders vorteilhaft, wenn die Halterungsteile Durchgriffsöffnungen für die Zündflamme aufweisen. Durch diese Ausgestaltung ist ein Überzünden der Flamme einer Loch- oder Schlitzreihe möglich, ohne dass die Halterung dieses Überzünden behindert.
Anhand der Beschreibung sind Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.
Es zeigen : Figur 1 eine erste Ausführungsform einer klemmenden Halterung, Figur 2 und 2a ein Halterelement, Figur 3 die zweite Halterung, die lediglich lagert, Figur 4 die erste Ausführungsform in einem Seitenschnitt, Figuren 5 bis 7 Ausführungsform der Lagerung in einem Seitenschnitt, Figur 8 eine besonders vorteilhafte Klemmhalterung, Figur 9 die zugehörige Lagerung und Figur 10 den fertigen Brenner in einer Ansicht von oben.
In allen zehn Figuren bedeuten gleiche Bezugszeichen jeweils die gleichen Einzelheiten.
Die Figur 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer klemmenden Halterung (1), die im wesentlichen als Rohr-Blechschelle (2) geformt ist Sie weist im wesentlichen Kreisring-Zylinderform auf, so dass ein äusserer Blechmantel (3) und ein innerer Blechmantel (2a) entsteht, wobei der innere Blechmantel (2a) unmittelbar an dem Brennerrohr anliegt. An der Unterseite des Brenners endet die Schelle (2) in zwei sich parallel unter Belassung eines Abstandes (5) gegenüberliegenden Schenkeln (6 und 7), wobei beide Schenkel Löcher aufweisen können, die zu einer Mittellinie (8) fluchten und die über eine Schraubverbindung (9) miteinander verschraubt werden. Hierbei wird das von der Schelle umschlossene Brennerrohr geklemmt Auf den Aussenmantel (3) der Schelle ist das eigentliche Halterungsteil (10) aufgeschweisst.
Auch dieses ist ein Blechteil, das zwei
<Desc/Clms Page number 2>
Beine (11 und 12) aufweist, die Abkantungen (13 und 14) tragen, die kongruent zum Aussenmantel der Schelle geformt sind und dort verschweisst sind. Zwischen den Beinen (11 und 12) ist ein Durchbruch (15) gelassen, so dass auf der einen Seite des Halterungsteils befindliche Flammen sich durch den Durchbruch (15) hindurch auf die andere Seite des Halteelements fortpflanzen können, um ein Überzünden der Flammen an allen Brennmittelgemisch-Austrittsöfmungen des Brennerrohres zu ermöglichen.
Auf der den Beinen (11 und 12) beziehungsweise dem Durchbruch abgewandten Seite, also der in der Arbeitslage oberen Seite des Halteelements, sind drei V-fönnige Nuten (16,17 und 18) angeordnet, deren Kanten (19) in einem Winkel von 270 zueinander stehen. die Mittelpunkte aller Nuten liegen auf einem Teilkreis (20), der konzentrisch zum Mittelpunkt (21) der Blechschelle (2) liegt und damit auch zum Brennerrohr. Die Abstände der Nuten betragen jeweils 27 im Bogen. Die Abstände aller Mittelpunkte der Nuten liegen somit auch im gleichen Abstand voneinander und vom Schellenmittelpunkt.
Die Figuren 2 und 2a zeigen das aufgesetzte Halterungsteil entlang der Schnittlinien (22/22 und 22af22a)'Hieraus wird ersichtlich, dass das Halterungsteil an beiden Enden (23 und 24) Befestigungselemente in Form von Blechwinkeln (25) aufweist, die am Ende (23) ein Loch (26) und am Ende (24) eine Hinterschneidung (26a) aufweisen. Durch das Loch (26) am Blechwinkel (23 und 24) in die Hinterschneidung (26a) kann ein Federdrahtbügel eingelegt werden, mit dem in der Zeichnung nicht dargestellte Kühlstäbe in die drei Nuten eingelegt und dort festgeklemmt werden.
Das zugehörige andere Halterungsteil ist in der Figur 3 dargestellt.
Der wesentliche Unterschied besteht darin, dass das aufgesetzte Halterungsteil hier als Lagerelement (30) ausgestaltet ist. Dieses Lagerelement weist bezüglich der Unterseite dieselben Befestigungselemente wie die Halterung (1) auf, auch den Durchbruch (15). An der der Blechschelle abgewandten Seite sind jedoch aus dem im übrigen ebenen Lagerelement drei runde Löcher (31) ausgestanzt, die dieselben geometrischen Beziehungen aufweisen wie die Nuten (16 bis 18) der Halterung in Figur 1. Durch diese Löcher (31) können die Kühlstäbe durchgeschoben werden. Sie sind hier nur radial gehalten, nicht aber axial.
Die Figuren 4 und 5 zeigen die Seitenansichten beziehungsweise-schnitte des Lagerelements (30). In der Figur 4 ist die Seitenansicht dargestellt, in der Figur 5 der Schnitt entlang der Linie (33/33). In der Figur 5 ist auch die Doppelschweissstelle der Befestigung des Lagerelements an der Blechschelle (2) ersichtlich, die mit (34) bezeichnet ist.
Die Figuren 6 bis 8 zeigen mögliche Ausführungsformen der Halterungsteile an dem die Halterung beziehungsweise Lagerung betreffenden Ende. So kann hier aus Stabilitätsgründen ein Winkelstück (35) angeordnet sein, wie es zur Versteifung dient.
Den bereits erwähnten federnden Bügel und seine Ausbildung zeigt die Figur 9. Der federnde Bügel (36) hält die in der Zeichnung dargestellten eingelegten Kühlstäbe (37,38 und 39) gemeinsam fest. Die Kühlstäbe bestehen bevorzugt aus zylindrischen Keramikkörpem oder Stäben aus hitzebeständigem Stahl. Es wäre aber auch möglich, sie als wasserführende Rohre auszugestalten. Der federnde Bügel (36) aus Federstahl besitzt ein erstes abgewinkeltes Ende (40), das mit einem Winkel (41) durch die Aussenhülle (26) hindurchgreift, so dass der federnde Bügel (36) auch im abgenommenen Zustand unverlierbar ist. An seinem anderen Ende (42) ist der Bügel (36) mit einem Vorsprung (43) versehen, der hinter eine Hinterschneidung (26a) des Endes (24) greift.
Durch Niederdrücken des Bügels (36) kann er aus der Hinterschneidung ausgedrückt und abgeschwenkt werden, so dass die Kühlstäbe freiliegen. Bei dieser Figur 9 ist noch eine Besonderheit insoweit, als das Halterungsteil einteilig mit dem Schellenelement als gestanztes Blechteil ausgebildet ist.
Aus der Figur 10 geht das zugehörige, analog aus einem einzigen Blechteil gestaltete Halterungsteil hervor.
Die Stäbe greifen hier durch die Löcher (31).
Der Werkstoff des Halterungsteiles ist hitzebeständiger Chrom-Nickel-Stahl der Zusammensetzung 1. 4821 (x20CrNiSi25 4) gewählt, und zwar im Hinblick auf die hohen auftretenden Temperaturen und die Korrosionsbeständigkeit gegenüber der zutretenden Luft.
Die gesamte Anordnung ist in der Figur 11 dargestellt, die ein einzelnes Brennrohr in Ansicht von oben zeigt. Das Brennerrohr (40) ist als Blechhohlzylinderkörper ausgestaltet, der an seinem Ende (41) geschlossen ist. Am anderen Ende (42) ist der Hohlzylinder mit einer Venturidüse (43) versehen, in die eine Gasdüse (44) mit ihrem Gaszuführkanal (45) Gas mit der Umgebungsluft gemischt einbläst. Auf der Oberseite des Brennerrohres sind auf dessen Mantel (46) Brenngemisch-Austrittsöffnungen (47) angeordnet, die aus einzelnen Gruppen bestehen. Im einzelnen sind Gruppen von Löchern (48 und 49) von Schlitzen jeweils alternierend
EMI2.1
die (37 bis 39) jeweils so zu liegen kommen, dass sie Bereiche von Löchern (48) abdecken, aber nie Bereiche (49) von Schlitzen.
Sind als Brenngemisch-Austrittsöffnungen lediglich grössere und kleinere Öffnungen andersartiger Konfigurierungen vorgesehen, so sind die Kühlstäbe so dimensioniert, dass sie jeweils die runden Brenngemisch-Austrittsöffnungen abdecken beziehungsweise übergreifen.
Der Abstand der Kühlstäbe ist so gestaltet, dass die Kühlstäbe dem heissesten Bereich der Flamme Wärme zu entziehen imstande sind, wobei der heisseste Bereich (n) der Flamme kurz oberhalb des blauen Kerns auftritt. Aus der Figur 11 ist auch ersichtlich, dass jeweils zwei Halterungsteile vorgesehen sind, von denen die eine Halterung,
<Desc/Clms Page number 3>
und zwar insbesondere die dem Brennerende (41) zugewandte, die klemmende ist, während die andere lediglich die lagernde ist, damit sich Längenänderungen aufgrund unterschiedlicher Ausdehnungskoeffizienten der Brennerrohr und der Kühlstäbe ausgleichen können.
Wenn beiderseits der Halterungen Gruppen von Brennschlitzöffnungen (48) beziehungsweise (49) vorhanden sind, bewirken die Durchbrüche (15) die Möglichkeit des Durchzündens über die gesamte Länge des Brennerrohres. Sind zum Beispiel über einen Teil des Umfangs verteilt fünf Lochgruppen vorhanden, wird bevorzugt jeder der drei innenliegenden Lochgruppen ein Kühlstab zugeordnet, so dass drei Kühlstäbe je Brennenohr vorhanden sind.
PATENTANSPRÜCHE 1. Halterung mit zwei Auflageträgern für im Flammenbereich eines atmosphärischen Gasbrenners mit einem langgestreckten Brennerrohr angeordnete Kühlstäbe, wobei auf dem Mantel des Brennerrohres an der Oberseite Brenngemisch-Austrittsöffnungen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (1) aus zwei an dem Mantel befestigten Blechwinkeln, Blechringen, Schellen, Bügeln oder dergleichen besteht, von denen der eine Halterungsteil (M) mit einer Klemmvorrichtung für den Kühlstab (37, 38, 39) versehen ist, während der andere Halterungsteil (30) eine Lagerung für den Kühlstab (37,38, 39) aufweist, so dass sich dieser in Richtung seiner Längserstreckung frei bewegen kann.