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Die Erfindung betrifft einen atmosphärischen Gasbrenner mit wenigstens einem langgestreckten, innerhalb einer Brennkammer angeordneten Brennerrohr, dessen Wandung an ihrer Oberseite Gemischaustrittsöffnungen für ein dem Brennerrohr zugeführtes Gas-Luft-Gemisch aufweist, wobei diesem, vorzugsweise metallenen, Brennerrohr eine Halterung für zumindest einen, vorzugsweise aus keramischem Material bestehenden, im wesentlichen zur Achse des Brennerrohres parallelen, in einem Abstand von der Rohrwandung verlaufenden Kühlstab zugeordnet ist.
Aus der US-PS 4 525 141 ist bereits ein solcher Gasbrenner bekannt, bei dem als Halterungen der Brennerstäbe Ringe dienen, die auf das Brennerrohr aufgeschoben und auf irgend eine Art daran befestigt werden müssen, um dieses Brennerrohr satt zu umschliessen. Solche Ringe müssen für den jeweiligen Rohrdurchmesser des Brenners mit einem einen Passsitz ergebenden Innendurchmesser gefertigt bzw. auf Lager gehalten werden. Bedarf das Brennerrohr einer Wartung oder eines Austausches, müssen die Ringe gleichfalls ausgetauscht oder abgenommen werden.
Durch den Passsitz dieser Ringe ergibt sich ferner eine unerwünscht gute Wärmeleitung zwischen dem zu kühlenden Brennerrohr und dem der Kühlung des Flammenbereiches dienenden Kühlstab, so dass ein grosser Teil der von den Kühlstäben aufgenommenen Hitze nicht in die Atmosphäre abgeleitet, sondern in das Brennerrohr eingeleitet wird und die Gefahr einer thermisch bedingten Schadstoffemission vergrössert. Dazu kommt noch, dass im Bereich dieser Ringe keine Gemischaustrittsöffnungen angeordnet werden können und somit ein Teil der Länge des Brennerrohres ungenutzt bleibt.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Gasbrenner der eingangs bezeichneten Gattung zu schaffen, der diese Nachteile vermeidet und sowohl hinsichtlich seiner konstruktiven Anordnung als auch hinsichtlicb der thermischen Auswirkung seiner die Kühlstäbe tragenden Halterung optimal gestaltbar ist.
Erfindungsgemäss ist der Kühlstab bzw. sind mehrere Kühlstäbe in einer einzigen Halterung gelagert, die an einer der Stirnseiten oder an der Mantelfläche des Brennerrohres angeordnet ist und jeden Kühlstab in einem Abstand von einem seiner Enden lagert.
Dadurch wird die Verbindung zwischen den Kühlstäben und dem Brennerrohr zumindest auf ein optimales Minimum beschränkt. Die Halterung kann sich innerhalb oder-noch besser-ausserhalb der Längserstreckung des Brennerrohres befinden ; im letztgenannten Fall kann auf eine Verbindung der Halterung selbst mit dem Brennerrohr völlig verzichtet werden.
Ausserdem erschliesst die Anordnung einer einzigen Halterung mannigfaltige vorteilhafte konstruktive Möglichkeiten für eine besonders einfache, nicht nur einfach gestaltbare, sondern auch einfach handhabbare Ausbildung.
So kann nach einer bevorzugten Ausführungsform die Halterung als Stirnscheibe des Brennerrohrs ausgebildet sein und dieses Brennerrohr an einer seiner beiden Stirnseiten verschliessen. Diese Lösung erweist sich nicht nur als besonders solide, sondern sorgt auch in thermischer Hinsicht für eine gute Verteilung der von den Kühlstäben aufgenommenen Hitze.
Eine solche als Stirnscheibe ausgebildete Halterung ist überaus einfach und robust z. B. mittels Löcher, Vertiefungen od. dgl. Ausnehmungen zur formschlüssigen Halterung der Kühlstäbe gestaltbar.
Ferner kann eine solche als Stirnscheibe ausgebildete Halterung vorteilhaft dazu benutzt werden, um einen geeigneten Raum für ein gegen die Gemischaustrittsöffnungen des Brennerrohres gerichtetes Zündelement zu schaffen, indem diese Halterung hiefür eine Ausnehmung bildet.
Die Kühlwirkung der Kühlstäbe kann ferner bei Anordnung einer solchen Stirnscheibe noch zusätzlich dadurch verbessert werden, dass diese Halterung mit einem gegen die Gemischaustrittsöffnungen des Brennerrohres gerichteten Bügel, Lappen od. dgl. Ansatz zur Aufnahme der Kühlstäbe versehen ist, somit diese Kühlstäbe mittelbar und nicht unmittelbar trägt.
Ein solcher Ansatz kann dann zweckdienlich einen gegen das Brennerrohr gerichteten Schenkel aufweisen, der
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Um die Wärmeübertragung zwischen den Kühlstäben und der mit dem Brennerrohr verbundenen Basis der Halterung zu verringern, kann die als Stirnscheibe ausgebildete Halterung einzelne Tragarme für jeden der Kühlstäbe aufweisen.
Eine noch wesentlich stärkere Verringerung der Wärmeübertragung lässt sich im Rahmen der Erfindung dadurch erzielen, dass die Halterung mit einem axialen Abstand von einer ihr zugeordneten Stirnseite des Brennerrohres angeordnet wird.
Auch diesbezüglich stehen im Rahmen der Erfindung verschiedenerlei Möglichkeiten offen.
So lässt sich diese Halterung solide an einem stirnseitig in das Brennerrohr mündenden Mischrohr befestigen und mit einem gegen die Gemischaustrittsöffnungen des Brennerrohres gerichteten Ansatz in Form eines Schenkels od. dgl. zur Aufnahme der Kühlstäbe versehen.
Ein solcher Ansatz kann dann-zwecks Unterbringung der Zündelemente -mit seinem am Mischrohr befestigten Teil der Halterung oder der Brennkammerwandung einen Raum begrenzen, in den zumindest ein Zündelement, vorzugsweise ein Paar solcher an der Halterung und/oder an der Brennkammerwandung befestigter Zündelemente einragt.
Die Halterung kann auch an der Innenseite der Brennkammerwandung selbst befestigt sein, wodurch sie besonders weitgehend vom Brennerrohr distanziert wird und mit ihm in keiner wärmeleitenden Verbindung steht.
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Zur Befestigung der Halterung an der Innenseite der Brennkammerwandung stehen auch wieder verschiedene konstruktive Möglichkeiten offen.
Nach einer einfach und solide gestaltbaren Ausführungsform kann die Halterung aus in Ausnehmungen, Lappen od. dgl. Halteorganen der Brennkammerwandung formschlüssig einfügbaren Winkelprofilen bestehen, die sich leicht montieren und im Bedarfsfall demontieren bzw. austauschen lassen.
Solche horizontal angeordnete Winkelprofile können Ausnehmungen aufweisen, die von der Achse des Brennerrohres gleich Radialabstände besitzen, um dadurch eine einheitliche Kühlwirkung der Kühlstäbe zu gewährleisten.
Um die Lage der Kühlstäbe in solchen Halterungen zu fixieren, können die Ausnehmungen der Winkelprofile mit ausgestanzten und abgebogenen Lappen od. dgl. ausgebildet sein, die zur axialen Fixierung der in den Ausnehmungen lagernden Kühlstäbe eine Abkantung aufweisen.
In den Zeichnungen sind einige Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes lediglich beispielsweise veranschaulicht und nachstehend an Hand der Darstellungen erläutert. Im einzelnen zeigen :
Fig. 1 eine erste Ausführungsform in einer Längsansicht,
Fig. 2 einen zugehörigen Querschnitt nach (ll-n) der Fig. 1,
Fig. 3 die Längsansicht einer zweiten Ausführungsform und
Fig. 4 deren zugehörigen Querschnitt nach (IV-IV) der Fig. 3.
Fig. 5 ist ein Teil-Längsschnitt einer weiteren Ausführungsform. Die
Fig. 6 bis 10 zeigen in Teillängsschnitten verschiedene Varianten von Halterungen, die im Bereich des
Mischrohres und der Brennkammerwandung angeordnet sind.
Fig. 11 bis 16 stellen an der Brennerrohr-Wandung befestigte Halterungen jeweils in Querschnitten und zugehörigen Teil-Längsschnitten nach (Xn-Xn, XIV-XIV und XVI-XVI) dar.
Die Fig. 1 und 2 zeigen zunächst einen atmosphärischen Gasbrenner mit einem langgestreckten, innerhalb einer nicht dargestellten Brennkammer angeordneten Brennerrohr (1), dessen Wandung an ihrer Oberseite Gemischaustrittsöffnungen beliebiger Anordnung für ein dem Brennerrohr (1) zugeführtes Gas-Luft-Gemisch aufweist.
Oberhalb dieser Gemischaustrittsöffnungen, also im Flammenbereich des Gasbrenners, sind (beispielsweise) drei aus keramischem Material bestehende, zur Achse des Brennerrohres (1) parallele und in einem Sollabstand von der Wandung des Brennerrohres (1) verlaufende Kühlstäbe (2) vorgesehen, die der Ableitung der Hitze aus dem Flammenbereich des Brennerrohres (1) dienen. Die Zufuhr des Gases erfolgt über das Mischrohr (3) und eine dessen Einlass gegenüberliegende (nicht dargestellte) Gasdüse ; der aus ihr austretende Gasstrahl nimmt aus dem Abstand zwischen Düse und Einlass Verbrennungsluft mit und vermengt sie innerhalb des Mischrohres (3) mit dem Gas.
Bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform des Gasbrenners ist über die Länge des Brennerrohres (1) und der zu ihm parallelen Kühlstäbe (2) nur eine einzelne Halterung (4) dieser Kühlstäbe (2) vorgesehen, die sich etwa in der Längsmitte des Brennerrohres (1) befindet.
Auch bei der Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4 ist nur eine solche Halterung (4) vorgesehen, sie befindet sich jedoch in einem der beiden Endbereiche des Brennerrohres (1) und der Kühlstäbe (2).
Wie die Fig. 5 in einem Schnitt durch das geschlossene Ende des Brennerrohres (1) zeigt, kann eine solche endseitige Halterung (4) als Stirnscheibe (5) des Brennerrohres (1) ausgebildet sein und dieses an einer Stirnseite verschliessen. Die Fig. 5 veranschaulicht ausserdem beispielsweise, dass eine solche Stirnscheibe (5) mit den Kühlstäben fallweise einstückig, z. B. aus Keramik, ausgebildet werden kann.
Solche Stirnscheiben (5) können im Rahmen der Erfindung aber auch Löcher, Nuten, Vertiefungen od. dgl.
Ausnehmungen zur formschlüssigen Halterung der Kühlstäbe (2) aufweisen. Ferner kann eine solche als Stirnscheibe (5) ausgebildete Halterung eine Ausnehmung für ein gegen die Gemischaustrittsöffnungen des Brennerrohres (1) gerichtetes Zündelement bilden. Schiesslich könnte eine solche als Stirnscheibe (5) ausgebildete Halterung (4) auch mit einem gegen die Gemischaustrittsöffnungen des Brennerrohres gerichteten Bügel, Lappen od. dgl. Ansatz zur Aufnahme der Kühlstäbe (2) versehen werden. Beispielsweise könnte ein solcher Ansatz einen gegen das Brennerrohr gerichteten Schenkel aufweisen, der gemeinsam mit der Stirnscheibe (5) einen Raum begrenzt, in den ein oder mehrere Zündelemente einragen, die an der Halterung (4) selbst und/oder an der Brennkammerwandung befestigt sind.
Eine solche Stirnscheibe (5) kann im Rahmen der Erfindung unmittelbar die Kühlstäbe lagern oder sie könnte auch einzelne Tragarme für jeden der Kühlstäbe (2) aufweisen, etwa in der Art, wie dies in den Fig. 2 und 4 veranschaulicht ist
Im Gegensatz zu den von Stirnscheiben (5) gebildeten Halterungen (4) zeigen die Fig. 6 bis 10 Halterungen (4), die mit einem axialen Abstand von einer der beiden Stirnseiten des Brennerrohres (1) angeordnet sind.
So zeigt Fig. 6 in einem Teil-Längsschnitt eine Halterung (4), die mittels einer Basis (12) an einem stirnseitig in das Brennerrohr (1) einmündenden Mischrohr (3) befestigt ist und Löcher, Nuten od. dgl.
Ausnehmungen (13) aufweist, mit denen sie die Kühlstäbe (2) lagert.
Bei dieser Ausführungsform durchsetzt das Mischrohr (3) die Brennkammerwandung (9) und wird darin gehalten, die Kühlstäbe (2) lagern in der Halterung (4).
Hingegen durchsetzen bei der Ausführungsform nach Fig. 7 auch die Kühlstäbe (2) die Brennkammerwandung (9), die in diesem Fall selbst die Halterung (4) für diese Kühlstäbe (2) verkörpert. Bei
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dieser Ausführungsform weisen die Kühlstäbe (2) im Bereich der Halterung (4) eine Kröpfung auf und an der Brennkammerwandung (9) sind Zündelemente (8) befestigt, die in den von der Kröpfung geschaffenen Raum einragen.
Ein solcher Raum für die Zündelemente ist auch bei der Ausführungsform nach Fig. 8 vorgesehen. Hier weist die Basis (12) der Halterung (4) einen gegen die Gemischaustrittsöffnungen des Brennerrohres (1) gerichteten Ansatz (11) in Form eines Schenkels auf, der zur Aufnahme der Kühlstäbe (2) mit Ausnehmungen od. dgl. versehen sein kann. Die Halterung (4) der Kühlstäbe (2) lagert auf dem Mischrohr (3), hingegen sind die Zündelemente (8) an der Brennkammerwandung (9) befestigt.
Ähnlich ist die Ausführungsform nach Fig. 9, bloss mit dem Unterschied, dass auch die Basis (12) der Halterung (4) an der Brennkammerwandung (9) befestigt ist.
Fig. 10 zeigt schliesslich eine Ausführungsform, derzufolge an der Brennkammerwandung (9) eine als Käfig (17) ausgebildete Halterung (4) für mit einem End-Zapfen (16) ausgerüstete Kühlstäbe (2) vorgesehen ist.
Ist die Halterung (4) an der Innenseite der Brennkammerwandung (9) befestigt, wie gemäss der Ausführungsform nach Fig. 10, bestünde auch die Möglichkeit, die Halterungen aus Winkelprofilen zu gestalten, die in Ausnehmungen, Lappen od. dgl. Halteorganen der Brennkammerwandung formschlüssig einfügbar sind.
Solche Ausnehmungen aufweisende, horizontal anzuordnende Winkelprofile können dann vorteilhafterweise Ausnehmungen od. dgl. aufweisen, die von der Achse des Brennerrohres (1) gleiche Radialabstände aufweisen.
Um die Lage der Kühlstäbe (2) in solchen Ausnehmungen zu fixieren, können die Ausnehmungen mit ausgestanzten und abgebogenen Lappen gebildet sein, die zur axialen Fixierung der Kühlstäbe eine Abkantung aufweisen.
Die Fig. 11 bis 16 zeigen Halterungen (4), die aus drei Kühlstäbe (2) zumindest bereichsweise umfassenden, Ösen, Schlaufen od. dgl. bildenden, aus Band (oder Draht) geformten Gebilden (10) bestehen, deren Seitenansichten in den Fig. 12,14 und 16 ersichtlich sind.
Das Band-Gebilde (10) nach den Fig. 11 und 12 bildet unterhalb der Kühlstäbe (2) gespreizte Standbeine (27) und umfasst die Kühlstäbe (2) zur Gänze, also umfanggeschlossen.
Das Band-Gebilde (10) nach den Fig. 13 und 14 tut dies ebenfalls, bildet jedoch unterhalb der Kühlstäbe (2) einen doppelwandigen Steg (26).
Einen solchen Steg (26) bildet auch das Band-Gebilde (10) nach den Fig. 15 und 16, es liegt jedoch in paarweiser Anordnung jeweils nur an Flankenbereichen der Kühlstäbe (2) an und bildet oberhalb dieser Flankenbereiche mit divergierenden Flügeln offene Halterungen (4).
PATENTANSPRÜCHE 1. Atmosphärischer Gasbrenner mit wenigstens einem langgestreckten, innerhalb einer Brennkammer angeordneten Brennerrohr, dessen Wandung an ihrer Oberseite Gemischaustrittsöffnungen für ein dem Brennerrohr zugeführtes Gas-Luft-Gemisch aufweist, wobei diesem, vorzugsweise metallenen, Brennerrohr eine Halterung für zumindest einen, vorzugsweise aus keramischem Material bestehenden, im wesentlichen zur Achse des Brennerrohres parallelen, in einem Abstand von der Rohrwandung verlaufenden Kühlstab zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlstab (2) bzw. mehrere Kühlstäbe (2) in einer einzigen Halterung (4) gelagert ist bzw. sind, die an einer der Stirnseiten oder an der Mantelfläche des Brennerrohres (1) angeordnet ist und jeden Kühlstab in einem Abstand von einem seiner Enden lagert.