DE102013220980A1

DE102013220980A1 - Nozzle for a gas burner

Info

Publication number: DE102013220980A1
Application number: DE201310220980
Authority: DE
Inventors: Ricardo Ferreira; Vasco Zeferina; Alexandre Afonso
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2013-10-16
Filing date: 2013-10-16
Publication date: 2015-04-16
Also published as: EP2863121A2; EP2863121A3; PT2863121T; EP2863121B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Düse für einen Gasbrenner, wobei die Düse einen Kanal aufweist, der zum Abgeben von Gas vorgesehen ist, wobei der Kanal an einer Austrittsöffnung endet, wobei ein Strömungselement außerhalb der Austrittsöffnung angeordnet ist, wobei das Strömungselement einen ersten Abschnitt aufweist, der ausgehend von einem ersten Durchmesser in Richtung weg von der Austrittsöffnung bis zu einem zweiten Durchmesser zunimmt, wobei das Strömungselement ausgehend vom zweiten Durchmesser in einem zweiten Abschnitt mit zunehmendem Abstand von der Austrittsöffnung im Durchmesser wieder bis zu einem dritten Durchmesser abnimmt, wobei das Strömungselement rotationssymmetrisch zu einer Mittenachse des Kanals ausgebildet und angeordnet ist.The invention relates to a nozzle for a gas burner, the nozzle having a channel which is provided for discharging gas, wherein the channel terminates at an outlet opening, wherein a flow element is arranged outside the outlet opening, wherein the flow element has a first portion which starting from a first diameter in the direction away from the outlet opening to a second diameter increases, wherein the flow element, starting from the second diameter in a second portion decreases with increasing distance from the outlet opening in diameter again up to a third diameter, wherein the flow element rotationally symmetrical a central axis of the channel is formed and arranged.

Description

Die Erfindung betrifft eine Düse für einen Gasbrenner gemäß Patentanspruch 1 und ein Strömungsformteil gemäß Patentanspruch 15. The invention relates to a nozzle for a gas burner according to claim 1 and a flow molding according to claim 15.

Stand der TechnikState of the art

Aus US 43 42 426 ist eine Düse für einen Brenner bekannt, wobei die Düse einen Kanal aufweist, wobei im Kanal ein Stift mit einer Führungsfläche zum Führen eines Brennstoffs vorgesehen ist.Out US 43 42 426 a nozzle for a burner is known, wherein the nozzle has a channel, wherein in the channel a pin is provided with a guide surface for guiding a fuel.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine verbesserte Düse für einen Gasbrenner bereitzustellen.The object of the invention is to provide an improved nozzle for a gas burner.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Düse gemäß Patentanspruch 1 und durch das Strömungsformteil gemäß Patentanspruch 15 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Düse sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.The object of the invention is achieved by the nozzle according to claim 1 and by the flow molding according to claim 15. Further advantageous embodiments of the nozzle are specified in the dependent claims.

Ein Vorteil der beschriebenen Düse besteht darin, dass der Brennstoff mithilfe der Düse bei geringem Druckverlust effizient mit Luft verwirbelt wird. Dies wird dadurch erreicht, dass die Düse einen Kanal aufweist, in dem der Brennstoff gefördert wird, wobei ein Strömungselement vorgesehen ist, das außerhalb der Austrittsöffnung der Düse angeordnet ist. Das Strömungselement ist in der Weise ausgebildet, dass eine optimale Verwirbelung des Brennstoffes mit Luft, die außerhalb der Düse an der Düse entlang gefördert wird, erfolgt. Zudem wird aufgrund der Form des Strömungselements ein geringer Druckabfall erreicht.An advantage of the described nozzle is that the fuel is efficiently fluidized with air by the nozzle with little pressure loss. This is achieved in that the nozzle has a channel in which the fuel is conveyed, wherein a flow element is provided, which is arranged outside the outlet opening of the nozzle. The flow element is designed in such a way that an optimal turbulence of the fuel with air, which is conveyed outside the nozzle along the nozzle, takes place. In addition, due to the shape of the flow element, a small pressure drop is achieved.

Dies wird zum einen dadurch erreicht, dass das Strömungselement außerhalb der Austrittsöffnung angeordnet ist, und dass der Querschnitt des Strömungselements mit zunehmendem Abstand zur Austrittsöffnung zunimmt. Auf diese Weise ist eine Führungsfläche vorgesehen, die den Brennstoff von einer Mittenachse der Düse wegführt und somit effizient mit einer Luftströmung vermischt, die entlang einer Außenfläche der Düse an der Austrittsöffnung vorbeiströmt.This is achieved on the one hand in that the flow element is arranged outside the outlet opening, and that the cross section of the flow element increases with increasing distance to the outlet opening. In this way, a guide surface is provided, which leads away the fuel from a center axis of the nozzle and thus efficiently mixed with an air flow, which flows along an outer surface of the nozzle at the outlet opening.

In einer Ausführungsform weist die Düse ein Strömungselement auf, bei dem der zweite Abschnitt konisch zulaufend zu einer Spitze ausgebildet ist. Auf diese Weise wird die Verwirbelung des Brennstoffes mit dem Luftstrom bei geringem Druckabfall verbessert.In one embodiment, the nozzle has a flow element in which the second portion is tapered to a tip. In this way, the turbulence of the fuel is improved with the air flow at low pressure drop.

In einer weiteren Ausführungsform weist das Strömungselement im ersten Abschnitt einen ersten Krümmungsradius auf. Durch die Ausbildung des Strömungselements mit einem ersten Krümmungsradius wird eine symmetrische und gezielte Führung des Brennstoffes erreicht. Aufgrund des ersten Krümmungsradius wird der Kraftstoff mit relativ geringem Druckabfall aus seiner Längsströmung parallel zur Längsachse des Kanals der Düse radial nach außen abgelenkt. Die Ablenkung erfolgt jedoch in der Weise, dass ein geringer Druckabfall auftritt.In a further embodiment, the flow element in the first section has a first radius of curvature. By forming the flow element with a first radius of curvature, a symmetrical and targeted guidance of the fuel is achieved. Due to the first radius of curvature, the fuel is deflected radially outward with a relatively small pressure drop from its longitudinal flow parallel to the longitudinal axis of the channel of the nozzle. However, the deflection occurs in such a way that a small pressure drop occurs.

In einer weiteren Ausbildungsform weist ein Übergangsbereich zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt des Endstückes einen zweiten Krümmungsradius auf. Auf diese Weise erfolgt ein definierter, aber in Strömungsrichtung kontinuierlich verlaufender Abrissbereich für den Brennstoffstrom. Auch dieses Merkmal verhindert das Auftreten eines großen Druckabfalles.In a further embodiment, a transition region between the first and the second section of the end piece has a second radius of curvature. In this way, a defined, but in the flow direction continuously extending tear zone for the fuel flow. This feature also prevents the occurrence of a large pressure drop.

In einer weiteren Ausführungsform weist der zweite Durchmesser eine Größenordnung auf, die im Bereich zwischen 0,8 und 1,1 mal dem Durchmesser der Austrittsöffnung liegt. Vorzugsweise liegt der zweite Durchmesser im Bereich zwischen 0,9 und 0,98 mal dem Durchmesser der Austrittsöffnung. Versuche haben gezeigt, dass mit diesen Dimensionen eine effiziente Verwirbelung des Brennstoffes mit der umströmenden Luft erreicht wird. In a further embodiment, the second diameter has an order of magnitude which is in the range between 0.8 and 1.1 times the diameter of the outlet opening. Preferably, the second diameter is in the range between 0.9 and 0.98 times the diameter of the outlet opening. Experiments have shown that with these dimensions an efficient turbulence of the fuel with the air flowing around it is achieved.

In einer weiteren Ausführungsform weist der zweite Durchmesser einen Abstand von der Ebene der Austrittsöffnung auf, der im Bereich zwischen 0,2 und 1,2 mal dem Durchmesser der Austrittsöffnung liegt. Vorzugsweise liegt der Abstand des zweiten Durchmessers von der Ebene der Austrittsöffnung im Bereich zwischen 0,33 und 0,9 mal dem Durchmesser der Austrittsöffnung. Versuche haben gezeigt, dass diese Dimensionen eine effiziente Verwirbelung des Brennstoffes mit Luft ermöglichen.In a further embodiment, the second diameter has a distance from the plane of the outlet opening which lies in the range between 0.2 and 1.2 times the diameter of the outlet opening. Preferably, the distance of the second diameter from the plane of the outlet opening is in the range between 0.33 and 0.9 times the diameter of the outlet opening. Experiments have shown that these dimensions allow an efficient turbulence of the fuel with air.

Für eine möglichst geringe Beeinflussung des Brennstoffflusses weist ein Strömungsformteil einen Stift auf, an dessen Ende das Strömungselement ausgebildet ist, wobei der Stift im Kanal wenigstens in einem Endbereich vor der Austrittsöffnung einen konstanten zylindrischen Querschnitt auf. Vorzugsweise weist der Stift im Wesentlichen im Kanal einen konstanten zylindrischen Querschnitt auf. Dadurch wird der Strömungsfluss des Brennstoffes möglichst wenig innerhalb des Kanals verwirbelt.For the least possible effect on the fuel flow, a flow molding part has a pin, at the end of which the flow element is formed, wherein the pin has a constant cylindrical cross section in the channel at least in one end region in front of the outlet opening. Preferably, the pin has a constant cylindrical cross section substantially in the channel. As a result, the flow flow of the fuel is swirled as little as possible within the channel.

In einer weiteren Ausführungsform ist der Stift über ein Befestigungsteil an der Düse befestigt. Beispielsweise kann der Stift als separates Bauteil ausgeformt sein und kraft- oder formschlüssig an der Düse befestigt sein. Auf diese Weise ist es möglich, bereits existierende Düsen mit dem Stift nachzurüsten.In a further embodiment, the pin is fastened to the nozzle via a fastening part. For example, the pin may be formed as a separate component and be positively or non-positively attached to the nozzle. In this way it is possible to retrofit existing nozzles with the pen.

Für eine möglichst geringe Beeinflussung des Brennstoffstromes ist der Stift mit ein oder zwei Streben mit einem ringförmigen bzw. teilringförmigen Befestigungsteil verbunden. Durch die Ausbildung der Streben wird nur eine geringe Fläche des Kanales durch die Streben versperrt, sodass nur eine geringe Verwirbelung bzw. ein geringer Druckabfall im Bereich des Befestigungsteiles auftritt.For the least possible effect on the fuel flow, the pin is one or two struts with an annular or partially annular Fastener connected. Due to the design of the struts only a small area of the channel is blocked by the struts, so that only a slight turbulence or a small pressure drop occurs in the region of the fastening part.

In einer weiteren Ausführungsform weist die Düse eine Oberfläche auf, die rotationssymmetrisch zur Mittenachse der Düse im Bereich der Austrittsöffnung ausgebildet ist und in Richtung der Austrittsöffnung des Kanals konisch zuläuft. Auf diese Weise wird eine effiziente Führung des Luftstromes erreicht.In a further embodiment, the nozzle has a surface which is rotationally symmetrical to the center axis of the nozzle in the region of the outlet opening and tapers in the direction of the outlet opening of the channel. In this way, an efficient guidance of the air flow is achieved.

In einer weiteren Ausführungsform weist die Düse im Bereich der Austrittsöffnung eine Wandstärke auf, die im Bereich des Durchmessers des Kanals im Bereich der Austrittsöffnung liegt. Versuche haben gezeigt, dass mit diesen Parametern eine effiziente Verwirbelung bei geringem Druckabfall erreicht wird.In a further embodiment, the nozzle in the region of the outlet opening has a wall thickness which lies in the region of the diameter of the channel in the region of the outlet opening. Experiments have shown that with these parameters an efficient turbulence with low pressure drop is achieved.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to FIGS. Show it:

1 einen Querschnitt durch ein Endstück einer Düse, 1 a cross section through an end of a nozzle,

2 eine schematische Teildarstellung der Austrittsöffnung der Düse und des Strömungselements, 2 a schematic partial view of the outlet opening of the nozzle and the flow element,

3 eine isometrische Darstellung des Strömungsformteils, 3 an isometric view of the flow molding,

4 eine Frontansicht des Strömungsformteils, 4 a front view of the flow molding,

5 einen Querschnitt durch das Strömungsformteil, und 5 a cross section through the flow molding, and

6 eine schematische Darstellung der Düse in einem Brenner einer Heizanlage. 6 a schematic representation of the nozzle in a burner of a heating system.

1 zeigt in einer schematischen Teilschnittdarstellung einen Querschnitt durch eine Düse 1, die ein Gehäuse 3 aufweist, das einen Innenraum 2 umgibt. In den Innenraum 2 wird Brennstoff eingeführt, der über einen Kanal 4 über eine Austrittsöffnung 6 abgegeben wird. Der Kanal 4 mündet über eine Eintrittsöffnung 5 in den Innenraum 2. Der Kanal 4 ist rotationssymmetrisch zu einer Mittenachse 7 ausgebildet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Kanal 4 im Bereich der Eintrittsöffnung 5 einen zylinderförmigen Abschnitt 8 auf. Der zylinderförmige Abschnitt 8 geht in einen konisch zulaufenden Abschnitt 9 über. Der konisch zulaufende Abschnitt 9 geht in einen zylinderförmigen weiteren Abschnitt 10 über. Im Bereich der Austrittsöffnung 6 verjüngt sich der Kanal 4 in einen zylinderförmigen Austrittskanal 11. Der Austrittskanal 11 geht in die Austrittsöffnung 6 über, die senkrecht zur Mittenachse 7 an der Spitze der Düse 1 angeordnet ist. Im Kanal 4 ist ein Strömungsformungsteil 12 angeordnet, das einen zylindrischen Stift 13 aufweist, wobei der Stift 13 über ein Befestigungsteil 14 am zylinderförmigen Abschnitt 8 des Kanals 4 am Gehäuse 3 befestigt ist. Das Befestigungsteil ist beispielsweise teilringförmig ausgebildet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Befestigungsteil 14 in Form eines Ringes ausgebildet. Das Befestigungsteil 14 kann form- oder kraftschlüssig mit dem Gehäuse 3 verbunden sein. Das Befestigungsteil 14 ist beispielsweise als Ring ausgebildet, der im Querschnitt rechteckförmig ausgebildet ist. Beispielsweise kann das Befestigungsteil 14 mithilfe eines Presssitzes am Gehäuse 3 befestigt sein. Der Stift 13 ist über Streben 15 mit dem Befestigungsteil 14 verbunden. Die Streben 15 sind vorzugsweise in einer Ebene senkrecht zur Mittenachse 7 angeordnet. Der Stift 13 ist mit seiner Mittenachse in der Mittenachse 7 des Kanals 4 angeordnet und erstreckt sich bis über die Austrittsöffnung 6 hinaus. Außerhalb der Austrittsöffnung 6 weist der Kanal 4 als Endstück ein Strömungselement 16 auf. Das Strömungselement 16 ist rotationssymmetrisch zur Mittenachse 7 und zur Mittenachse des Stiftes 13 ausgebildet. Das Gehäuse 3 weist im Bereich des Kanals 4 eine in Bezug auf die Mittenachse 7 rotationssymmetrische äußere Oberfläche 33 auf. In Richtung auf die Austrittsöffnung 12 ist die Oberfläche 33 des Gehäuses 3 konisch zulaufend ausgebildet. Zudem weist die Düse 1 im Bereich der Austrittsöffnung 12 vorzugsweise eine Wandstärke auf, die im Bereich des Durchmessers der Austrittsöffnung 12 liegt. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann das Gehäuse der Düse auch andere Formen und/oder Dimensionen aufweisen. 1 shows a schematic partial sectional view of a cross section through a nozzle 1 that a housing 3 which has an interior 2 surrounds. In the interior 2 Fuel is introduced via a channel 4 via an exit opening 6 is delivered. The channel 4 flows through an entrance opening 5 in the interior 2 , The channel 4 is rotationally symmetric to a center axis 7 educated. In the illustrated embodiment, the channel 4 in the area of the entrance opening 5 a cylindrical section 8th on. The cylindrical section 8th goes into a tapered section 9 above. The tapered section 9 goes into a cylindrical further section 10 above. In the area of the outlet opening 6 the canal tapers 4 in a cylindrical outlet channel 11 , The exit channel 11 goes into the outlet 6 over, perpendicular to the center axis 7 at the top of the nozzle 1 is arranged. In the channel 4 is a flow shaping part 12 arranged, which has a cylindrical pin 13 having, wherein the pin 13 via a fastening part 14 at the cylindrical portion 8th of the canal 4 on the housing 3 is attached. The fastening part is formed, for example, part-ring-shaped. In the illustrated embodiment, the fastening part 14 formed in the form of a ring. The fastening part 14 can be positive or non-positive with the housing 3 be connected. The fastening part 14 is formed for example as a ring which is rectangular in cross-section. For example, the fastening part 14 using a press fit on the housing 3 be attached. The pencil 13 is about striving 15 with the fastening part 14 connected. The aspiration 15 are preferably in a plane perpendicular to the center axis 7 arranged. The pencil 13 is with its center axis in the center axis 7 of the canal 4 arranged and extends beyond the outlet opening 6 out. Outside the outlet 6 indicates the channel 4 as end piece a flow element 16 on. The flow element 16 is rotationally symmetric to the center axis 7 and to the center axis of the pen 13 educated. The housing 3 points in the area of the canal 4 one with respect to the center axis 7 rotationally symmetric outer surface 33 on. Towards the outlet 12 is the surface 33 of the housing 3 formed tapered. In addition, the nozzle has 1 in the area of the outlet opening 12 preferably a wall thickness, in the region of the diameter of the outlet opening 12 lies. Depending on the chosen embodiment, the housing of the nozzle may also have other shapes and / or dimensions.

Abhängig von der Ausbildungsform kann das Strömungselement 16 auch direkt über wenigstens eine Strebe mit der Düse 1 verbunden sein. Dabei kann auf den Stift 13 und das Befestigungsteil 14 verzichtet werden. Depending on the embodiment, the flow element 16 also directly over at least one strut with the nozzle 1 be connected. It can on the pin 13 and the attachment part 14 be waived.

2 zeigt in einer schematischen Darstellung das Strömungselement 16. Der Stift 13 weist vorzugsweise einen zylindrischen Querschnitt mit einem ersten Durchmesser auf. Im Bereich der Austrittsöffnung 6, vorzugsweise außerhalb der Austrittsöffnung 6 erweitert sich der Durchmesser des Strömungselements 16 kontinuierlich in einem ersten Abschnitt 18 ausgehend vom Durchmesser der Stifts 13 bis zu einem zweiten Durchmesser. An den ersten Abschnitt 18 schließt sich ein zweiter Abschnitt 19 an, entlang dem sich der Durchmesser des Strömungselements 16 wieder verjüngt. In der dargestellten Ausführungsform verjüngt sich das Strömungselement 16 im zweiten Abschnitt 19 konisch bis zu einer Spitze 20. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann das Ende des Strömungselements 16 auch einen dritten Durchmesser aufweisen, der kleiner ist als der erste Durchmesser. 2 shows a schematic representation of the flow element 16 , The pencil 13 preferably has a cylindrical cross section with a first diameter. In the area of the outlet opening 6 , preferably outside the outlet opening 6 the diameter of the flow element widens 16 continuously in a first section 18 starting from the diameter of the pen 13 up to a second diameter. To the first section 18 closes a second section 19 along, along which the diameter of the flow element 16 rejuvenated again. In the illustrated embodiment, the flow element tapers 16 in the second section 19 conical up to a point 20 , Depending on the chosen embodiment, the end of the flow element 16 also have a third diameter which is smaller than the first diameter.

Das Strömungselement 16 ist wie der Stift 13 rotationssymmetrisch zur Mittenachse 7 ausgebildet. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann der Durchmesser des Strömungselements 16 im Bereich des ersten Abschnittes 18 konisch oder mit einem ersten Krümmungsradius verbreitern. Weiterhin geht vorzugsweise die Oberfläche des Strömungselements 16 vom ersten Abschnitt über einen zweiten Krümmungsradius in den zweiten Abschnitt 19 über. The flow element 16 is like the pen 13 rotationally symmetrical to the center axis 7 educated. Depending on the chosen embodiment, the diameter of the flow element 16 in the area of the first section 18 widen conically or with a first radius of curvature. Furthermore, preferably the surface of the flow element 16 from the first section over a second radius of curvature into the second section 19 above.

Somit stellt der erste Abschnitt 18 vorzugsweise im Querschnitt eine konkave Oberfläche dar. Weiterhin stellt vorzugsweise der Übergangsbereich zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt 18, 19 im Querschnitt eine konvexe Oberfläche dar. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann der zweite Abschnitt 19 auch anstelle der konischen Form eine im Querschnitt konvexe oder konkave Oberfläche aufweisen. Zudem kann abhängig von der gewählten Ausführungsform das Strömungselement 16 im ersten Abschnitt im Querschnitt auch in Form einer konvexen Oberfläche ausgebildet sein.Thus, the first section represents 18 preferably in cross-section a concave surface. Furthermore, preferably, the transition region between the first and the second section 18 . 19 in cross-section a convex surface. Depending on the chosen embodiment, the second section 19 also have a convex or concave surface in cross section instead of the conical shape. In addition, depending on the selected embodiment, the flow element 16 be formed in the first section in cross section in the form of a convex surface.

Im Übergangsbereich 21 erreicht der Durchmesser des Strömungselements einen maximalen Durchmesser h. Zudem ist der Übergangsbereich 21 einen festgelegten Abstand d von der Ebene der Austrittsöffnung 6 beabstandet. Versuche haben gezeigt, dass der maximale Durchmesser h vorzugsweise im Bereich zwischen 0,8 und 1,1 mal dem Durchmesser der Austrittsöffnung liegt. Vorzugsweise liegt der maximale Durchmesser h des Strömungselements 16 im Bereich zwischen 0,9 und 0,98 mal dem Durchmesser der Austrittsöffnung. Weiterhin haben Versuche gezeigt, dass vorzugsweise der Abstand d zwischen der Ebene der Austrittsöffnung und der Ebene des maximalen Durchmessers im Bereich zwischen 0,2 und 1,1 mal dem Durchmesser der Austrittsöffnung liegt. Vorzugsweise liegt der Abstand d zwischen 0,33 und 0,9 mal dem Durchmesser der Austrittsöffnung.In the transition area 21 reaches the diameter of the flow element has a maximum diameter h. In addition, the transition area 21 a fixed distance d from the plane of the outlet opening 6 spaced. Experiments have shown that the maximum diameter h is preferably in the range between 0.8 and 1.1 times the diameter of the outlet opening. Preferably, the maximum diameter h of the flow element 16 in the range between 0.9 and 0.98 times the diameter of the outlet opening. Furthermore, tests have shown that preferably the distance d between the plane of the outlet opening and the plane of the maximum diameter is in the range between 0.2 and 1.1 times the diameter of the outlet opening. Preferably, the distance d is between 0.33 and 0.9 times the diameter of the outlet opening.

Mit diesen Werten bzw. Wertebereichen wird eine effiziente Verwirbelung des Brennstoffstromes mit dem Luftstrom erreicht, der entlang der Oberfläche 33 des Gehäuses 3 in Richtung der Austrittsöffnung 6 strömt.With these values or ranges of values, an efficient turbulence of the fuel flow is achieved with the air flow that flows along the surface 33 of the housing 3 in the direction of the outlet opening 6 flows.

Die konische Oberfläche 33 des Gehäuses 3 weist beispielsweise einen Winkel 17 in Bezug auf die Mittenachse 7 auf, der im Bereich zwischen 5 und 30° liegt.The conical surface 33 of the housing 3 has, for example, an angle 17 with respect to the center axis 7 on, which lies in the range between 5 and 30 °.

3 zeigt in einer perspektivischen Darstellung das Strömungsformteil 12. Dabei ist deutlich die Ringform des Befestigungsteils 14 und die Anordnung der Streben 15 erkennbar. Somit weist das Befestigungsteil 14 in der dargestellten Ausführungsform zwei Öffnungen 22, 23 auf, über die Brennstoff in den Kanal 4 fließt. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann das Befestigungsteil 14 auch nur teilringförmig ausgebildet sein und es kann nur eine einzelne Strebe 15 vorgesehen sein, um den Stift 13 mit dem Befestigungsteil 14 zu verbinden. 3 shows in a perspective view of the flow molding 12 , It is clear the ring shape of the attachment part 14 and the arrangement of the struts 15 recognizable. Thus, the attachment part 14 in the illustrated embodiment, two openings 22 . 23 on, about the fuel in the channel 4 flows. Depending on the chosen embodiment, the fastening part 14 also be designed only part-ring-shaped and it can only a single strut 15 be provided to the pin 13 with the fastening part 14 connect to.

4 zeigt in einer Frontansicht das Strömungsformteil 12. Dabei sind die symmetrische Anordnung der Streben 15 und die symmetrische Anordnung der Öffnungen 22, 23 deutlich zu erkennen. Die Öffnungen 22, 23 weisen eine abgerundete Querschnittsform auf. Die Streben 15 sind auf einer Achse angeordnet. Die Streben 15 sind zudem spiegelsymmetrisch zur Ebene durch die Mittenachse 7 angeordnet. Ebenso sind die Öffnungen 22, 23 spiegelsymmetrisch zu einer Ebene in der Mittenachse 7 ausgebildet. Auf diese Weise wird eine möglichst geringe Verwirbelung bzw. Druckänderung des Brennstoffstromes beim Eintritt von dem Innenraum 2 in den Kanal 4 erreicht. 4 shows in a front view of the flow molding 12 , Here are the symmetrical arrangement of the struts 15 and the symmetrical arrangement of the openings 22 . 23 clearly visible. The openings 22 . 23 have a rounded cross-sectional shape. The aspiration 15 are arranged on an axis. The aspiration 15 are also mirror symmetric to the plane through the center axis 7 arranged. Likewise, the openings 22 . 23 mirror-symmetric to a plane in the center axis 7 educated. In this way, the lowest possible turbulence or pressure change of the fuel flow at the entrance of the interior 2 in the channel 4 reached.

5 zeigt einen Querschnitt A-A durch das Strömungsformteil 12 entlang der Mittenachse 7 der 4. 5 shows a cross section AA through the flow molding 12 along the center axis 7 of the 4 ,

6 zeigt die Anordnung der Düse 1 in einem Strömungsrohr 24. Im Strömungsrohr 24 ist die Düse 1 entlang einer Mittenachse des Strömungsrohres 24 angeordnet. Zudem wird das Strömungsrohr 24 mit einem Luftstrom 25 in der dargestellten Pfeilrichtung durchströmt. Damit strömt der Luftstrom 25 entlang der Oberfläche 33 der Düse 1 in Richtung der Austrittsöffnung 6. Im Bereich der Austrittsöffnung 6 verwirbelt der Luftstrom 25 mit dem Brennstoff 26, der von der Düse 1 abgegeben wird. Dabei werden Verwirbelungen 27 im Strömungsrohr 24 erzeugt, die schematisch in Form von gekrümmten Pfeilen dargestellt sind. Durch die beschriebenen Ausbildungsformen der Düse 1 mit dem Strömungsformteil 12 wird eine effiziente Verwirbelung des Brennstoffes 26 mit dem Luftstrom 25 erreicht, wobei ein möglichst geringer Druckabfall erzeugt wird. Der Luftstrom 25 wird beispielsweise mithilfe eines Gebläses erzeugt. 6 shows the arrangement of the nozzle 1 in a flow tube 24 , In the flow tube 24 is the nozzle 1 along a center axis of the flow tube 24 arranged. In addition, the flow tube 24 with a stream of air 25 flows through in the illustrated arrow direction. This flows the air flow 25 along the surface 33 the nozzle 1 in the direction of the outlet opening 6 , In the area of the outlet opening 6 the airflow swirls 25 with the fuel 26 coming from the nozzle 1 is delivered. This will be turbulence 27 in the flow tube 24 generated, which are shown schematically in the form of curved arrows. Through the described embodiments of the nozzle 1 with the flow molding 12 will be an efficient turbulence of the fuel 26 with the airflow 25 achieved, with the lowest possible pressure drop is generated. The airflow 25 is generated for example by means of a blower.

Die beschriebene Düse 1 kann beispielsweise in Gasheizanlagen, insbesondere in Gas-Wasser-Heizungen eingesetzt werden. Zudem kann die beschriebene Düse eingesetzt werden, um eine geringe NO_x-Emission, beispielsweise kleiner als 40 ppm bei einer Verbrennung zu erzeugen. Mithilfe der beschriebenen Düse kann vor der Verbrennung eine effiziente Mischung des Brennstoffes mit einem Luftstrom erreicht werden, wobei eine gleichmäßige Mischung des Brennstoffes mit dem Luftstrom erreicht wird. Dadurch können die NO_x-Abgaswerte gesenkt werden.The described nozzle 1 can be used for example in gas heating systems, in particular in gas-water heaters. In addition, the described nozzle can be used to produce a low NO _x emission, for example less than 40 ppm in a combustion. By means of the described nozzle, an efficient mixing of the fuel with an air stream can be achieved before the combustion, whereby a uniform mixture of the fuel with the air stream is achieved. As a result, the NO _x exhaust gas values can be lowered.

Mithilfe der beschriebenen Düse wird eine schnelle vertikale Durchmischung des Brennstoffes mit dem Luftstrom erreicht. Zudem werden eine schnelle Verteilung des Brennstoffes und eine molekulare Durchmischung des Brennstoffes mit dem Luftstrom ermöglicht. Weiterhin wird aufgrund der vorgeschlagenen Düse nur ein geringer Druckabfall des Brennstoffstromes beim Verlassen der Düse verursacht. Beispielsweise kann die Düse eingesetzt werden, um Methan als Brennstoff mit Luft zu mischen. Versuche haben gezeigt, dass mithilfe der vorgeschlagenen Düse eine Steigerung der gleichmäßigen Mischung von Methan mit Luft um 25% erreicht werden kann. In einer weiteren Ausführungsform kann das Strömungsrohr 24 weitere Flächen zur Verwirbelung und Führung des Luftstromes aufweisen.The nozzle described achieves rapid vertical mixing of the fuel with the air flow. In addition, a rapid distribution of the fuel and a molecular mixing of the fuel with the Air flow allows. Furthermore, due to the proposed nozzle, only a small pressure drop of the fuel stream when leaving the nozzle is caused. For example, the nozzle can be used to mix methane as fuel with air. Experiments have shown that the proposed nozzle can increase the uniform mixing of methane with air by 25%. In a further embodiment, the flow tube 24 have further surfaces for swirling and guiding the air flow.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 4342426 [0002]

Claims

Jet ( 1 ) for a gas burner, the nozzle ( 1 ) a channel ( 4 ), which is provided for discharging gas, wherein the channel ( 4 ) at an exit opening ( 6 ), wherein a flow element ( 16 ) outside the outlet ( 6 ), wherein the flow element ( 16 ) a first section ( 18 ), starting from a first diameter in the direction away from the outlet opening (FIG. 6 ) increases to a second diameter, the flow element ( 16 ) decreases from the second diameter in a second section with increasing distance from the outlet opening in the diameter again up to a third diameter, wherein the flow element ( 16 ) rotationally symmetric to a center axis ( 7 ) of the channel ( 4 ) is formed and arranged.

Nozzle according to claim 1, wherein the flow element ( 16 ) with a pen ( 13 ), the pen ( 13 ) in the channel ( 4 ) is arranged, wherein the pin through the outlet opening ( 6 ), the pen ( 13 ) rotationally symmetric to the center axis ( 7 ) of the channel ( 4 ) is arranged.

Nozzle according to one of the preceding claims, wherein the second section ( 19 ) tapered to a point ( 20 ) is trained.

Nozzle according to one of the preceding claims, wherein in the first section ( 18 ) a surface of the flow element ( 16 ) has a first radius of curvature.

Nozzle according to one of the preceding claims, wherein in a transition region ( 21 ) between the first and second sections ( 18 . 19 ) the surface of the flow element ( 16 ) has a second radius of curvature.

Nozzle according to one of the preceding claims, wherein the second diameter is in the range between 0.8 and 1.1 times the diameter of the outlet opening (10). 6 ), in particular in the range between 0.9 and 0.98 times the diameter of the outlet opening ( 6 ) lies.

Nozzle according to one of the preceding claims, wherein the second diameter is at a distance from the plane of the outlet opening (10). 6 ) which is in the range between 0.2 and 1.1 times the diameter of the outlet opening, wherein preferably the second diameter is at a distance from the plane of the outlet opening (10). 6 ) in the range between 0.33 and 0.9 times the diameter of the outlet opening ( 6 ) lies.

Nozzle according to one of the preceding claims, wherein the pin ( 13 ) in the channel ( 4 ) at least in an area in front of the outlet opening ( 6 ) has a constant cylindrical cross-section.

Nozzle according to one of the preceding claims, wherein the pin ( 13 ) at a second end with a fastening part ( 14 ), wherein the fastening part ( 14 ) on the nozzle, in particular on an inner wall of the channel ( 4 ) is attached.

A nozzle according to claim 9, wherein the pin ( 13 ) with the fastening part ( 14 ) and the flow-forming element ( 16 ) is designed as a separate component, which is fixed non-positively or positively to the nozzle.

Nozzle according to one of claims 9 or 10, wherein the fastening part ( 14 ) has at least one partial ring, wherein the partial ring on the nozzle ( 1 ) and at least partially the channel ( 4 ) and where the stylus ( 13 ) via at least one strut ( 15 ) is connected to the sub-ring.

A nozzle according to claim 11, wherein the attachment part comprises a ring, the ring being supported by two struts ( 15 ) with the pen ( 13 ), the struts ( 15 ) are preferably arranged in a plane.

A nozzle according to claim 12, wherein the struts ( 15 ) are arranged on an axis which in one plane of the ring ( 14 ), wherein the struts ( 15 ) two in cross section of the plane of the ring rounded openings ( 22 . 23 ) limit.

Nozzle according to one of the preceding claims, wherein the nozzle ( 1 ) a surface ( 33 ) which is rotationally symmetric to the center axis ( 7 ) of the nozzle ( 1 ) is formed and in the direction of the outlet opening ( 6 ) of the channel ( 4 ) and / or, wherein the nozzle in the region of the outlet opening ( 6 ) has a wall thickness which in the region of the diameter of the outlet opening ( 6 ) lies.

Flow molding ( 12 ) for guiding a fuel stream ( 26 ) in a nozzle ( 1 ) for dispensing gas, with a pen ( 13 ) with a flow element ( 16 ) as an end piece, wherein the flow element ( 16 ) a first section ( 18 ), which increases from a first diameter in the direction of a first end to a second diameter, wherein the flow element ( 16 ) decreases from the second diameter in a second section in diameter again to a third diameter in the direction of the first end, wherein the pin ( 13 ) is rotationally symmetrical to a center axis, wherein the pin ( 13 ) at a second end with a fastening part ( 14 ), the Mounting part ( 14 ) for attachment to the nozzle ( 1 ) is formed, wherein the fastening part ( 14 ) has a ring, the ring over two struts ( 15 ) with the pen ( 13 ), the struts ( 15 ) are arranged in a plane.