DE1242785B - OEl- oder Gasbrenner mit einem gekruemmten Flammrohr - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

F23d

Deutsche Kl.: 24 b-8/03

Nummer: 1242785

Aktenzeichen: G 317531 a/24 b

Anmeldetag: 3. März 1961

Auslegetag: 22. Juni 1967

Die Erfindung betrifft einen Öl- oder Gasbrenner mit einem gekrümmten Flammrohr, das Bohrungen aufweist.

Derartige Brenner können z. B. zum Beheizen von Wasserkesseln oder als Wärmequelle in Öfen verwendet werden. Von den bekannten Gasbrennern mit gekrümmtem, z. B. nahezu kreisförmigem, eine Vielzahl von Bohrungen aufweisendem Brennerrohr, wie sie beispielsweise aus der USA.-Patentschrift Nr. 1181674 bekannt sind, unterscheiden sich diese Brenner grundsätzlich. Während bei den gewöhnlichen Gasbrennern das gekrümmte Brennerrohr nur als Leitung für das unverbrannte Brenngas dient und die Verbrennung des Gases erst beim Austritt aus den Öffnungen des Brennerrohres stattfindet, so daß die Heizwirkung nur durch die aus den Bohrungen austretenden Flammen zustande kommt, erfolgt bei Öl- oder Gasbrennern mit einem gekrümmten Flammrohr eine Verbrennung bereits im Inneren des gekrümmten Rohres, wobei das Rammrohr selbst als Wärmequelle dienen kann.

Es ist bekannt, Gas-Luftgemische im Inneren von langgestreckten, keine Bohrungen aufweisenden Rohren, die auch spiralförmig gekrümmt sein können, zu verbrennen und die auf diese Weise erhitzten Rohre als Heizkörper, gegebenenfalls auch als Tauchheizkörper unter der Oberfläche von Flüssigkeiten, zu verwenden (deutsche Patentschrift 669 877). Bei diesen bekannten Brennern werden dem Eintrittsende des Rohres Gas und Luft in axialer Riehtung getrennt voneinander unter geringen sowie ungefähr gleichen Geschwindigkeiten in dem für die vollkommene Verbrennung richtigen Verhältnis zugeführt, und zur Hinauszögerung der Verbrennung wird zwischen dem Gas- und dem Luftstrom zusatz-Hch ein mit ungefähr derselben Geschwindigkeit strömender, nicht brennbarer Gasstrom, ζ. Β. ein Abgasstrom, in das Eintrittsende des Rohres eingeführt, während am Auslaßende des Rohres eine Absaugeinrichtung vorgesehen ist, um das Auftreten eines Rückstaues in dem Rohr zu verhindern. Diese bekannten Brenner haben den Nachteil, daß die dem Rohreinlaß zugeführte Verbrennungsluft genau dosiert werden muß, damit einerseits innerhalb des Rohres eine vollständige Verbrennung stattfindet und andererseits die bei der Verbrennung erzielte Temperatur nicht durch einen etwaigen Luftüberschuß herabgesetzt wird. Ein weiterer Nachteil dieser Brenner besteht darin, daß dem Einlaßende des Brennerrohres drei gesonderte Gasströme zugeführt werden müssen, wobei der Strom des nicht brennbaren Gases ebenfalls genau dosiert werden muß, Öl- oder Gasbrenner mit einem gekrümmten
Flammrohr

Anmelder:

Gulf Oil Deutschland G. m. b. H.,

Hamburg, Amelungstr. 5

Als Erfinder benannt:

Albert Biber, Verona, Pa.;

Rudolph Walsh, Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. ν. Amerika vom 2. Mai 1960 (26 132)

damit er die gleiche Strömungsgeschwindigkeit hat wie die beiden anderen Gasströme. Schließlich muß auch die Absaugeinrichtung so eingestellt werden, daß sie das Gasgemisch mit derselben Geschwindigkeit absaugt, mit der die Gase dem Brennerrohr zugeführt werden. Der bekannte Brenner kann daher nur dann ordnungsgemäß arbeiten, wenn die Zuführungsgeschwindigkeiten der verschiedenen Gasströme und die Abzugsgeschwindigkeit der Verbrennungsgase genau aufeinander abgestimmt werden. Ferner ist eine Brennereinrichtung zum Verbrennen von flüssigen Brennstoffen bekannt, die einen Ventilator sowie ein an dessen Ausgangsstutzen angeschlossenes Luftzuführungsrohr aufweist, das mit einem einen Verdampfer bildenden Brenner verbunden ist, der in einer Horizontalebene liegt und zwei von seiner Verbindungsstelle mit dem Luftzuführungsrohr aus nach entgegengesetzten Seiten hin führende Abzweigkanäle aufweist, die in ihren nach oben gekehrten Wandteilen mit Löchern versehen sind, wobei eine Brennstoffzuführungsleitung in das Luftzuführungsrohr hineingeführt ist, das sich bis kurz vor den Brenner erstreckt. Dabei kann das Brennerrohr C-förmig oder U-förmig gekrümmt sein (schweizerische Patentschrift 335 375). Beim normalen Betrieb dieses Brenners findet nach dem Zünden des Brennstoff-Luftgemisches mittels einer Brennstofftablette eine Verbrennung bereits im Inneren des durchlochten Brennerrohres statt, und unter dem Druck des Ventilators treten aus den Löchern des Brennerrohres Stichflammen aus. Es wäre an sich möglich, bei diesem bekannten Brenner

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die Luftzuführung durch den Ventilator so weit zu drosseln, daß die Verbrennung nur innerhalb des Brennerrohres stattfindet; jedoch ist dann die für die wirksame Verwendung des Brennerrohres als Wärmequelle erforderliche Vollständigkeit der Verbrennung nicht mehr gewährleistet, weil das C- oder U-förmige Brennerrohr an seinen beiden äußersten Enden geschlossen ist, so daß die Verbrennungsgase unter der Wirkung des Ventilators sofort aus den nur in den nach oben gekehrten Wandteilen des Brennerrohres befindlichen Löchern hinausgetrieben werden und das Einsaugen zusätzlicher Verbrennungsluft durch einen Teil dieser Löcher sowie eine Gasdiffusion im Inneren des Brennerrohres unmöglich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Öl- oder Gasbrenner mit einem gekrümmten Flammrohr zur Verfügung zu stellen, bei dem die Zuführung und Abführung genau dosierter Mengen verschiedener Gase nicht erforderlich ist, bei dem die Verbrennungsluft nicht mit Hilfe eines Ventilators zugeführt zu werden braucht und bei dem im Inneren des Flammrohres eine so vollständige Verbrennung stattfindet, daß das Flammrohr sich auf helle Rotglut erhitzt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Flammrohr als geschlossener zylindrischer Ring ausgebildet ist, wobei mindestens ein Brenner tangential angeordnet ist.

Dieser Öl- oder Gasbrenner kann erfindungsgemäß so ausgebildet sein, daß zwei Brenner um 180° versetzt an dem Flammrohr angeordnet sind.

Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Flammrohr als sich über 360° erstreckender, spiralförmiger Ring ausgebildet ist, dessen öffnungen in Richtung der Spiralachse hintereinander angeordnet sind, und mindestens eine der beiden Öffnungen einen Brenner aufweist.

Dieser öl- oder Gasbrenner kann erfindungsgemäß so ausgebildet sein, daß jede der beiden öffnungen einen Brenner aufweist, deren Strahlrichtung in die entgegengesetzte Richtung weist.

Sämtliche Ausführungsformen des Öl- oder Gasbrenners können in bevorzugter Weise so ausgebildet sein, daß, in Strömungsrichtung gesehen, sich der lichte Rohrquerschnitt des Flammrohres verkleinert.

Wenn der erfindungsgemäße Brenner als Ölbrenner ausgebildet ist, kann er nur mit einer Zerstäuberdüse betrieben werden, bei der der flüssige Brennstoff durch die der Düse zugeführte Verbrennungsluft angesaugt wird.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen Bezug genommen, in denen die verschiedenen Ausführungsformen der Ölbrenner gemäß der Erfindung dargestellt sind, bei denen die Brennerdüse eine Zerstäuberdüse mit Brennstoffzerstäubung und -ansaugung durch Verbrennungsluft ist.

F i g. 1 ist eine Draufsicht auf einen mit einem kreisförmigen, durchlochten Flammrohr gemäß der Erfindung ausgestatteten Ofen;

F i g. 2 zeigt ein kreisförmiges, durchlochtes Flammrohr gemäß der Erfindung mit verjüngtem Querschnitt;

F i g. 3 zeigt ein kreisförmiges, durchlochtes Flammrohr gemäß der Erfindung mit zwei um 180° versetzten Brennern;

F i g. 4 zeigt ein spiralförmiges Flammrohr mit zwei in entgegengesetzter Richtung angeordneten Brennern;

F i g. 5 erläutert eine besondere Anwendung eines Brenners mit spiralförmigem Flammrohr.

In F i g. 1 ist die Brennerdüse 1 in dem Trägerrahmen 22 befestigt. Die Achse der Düse 1 fällt mit der Achse des Zuführungsrohres 2 zusammen. Das Zuführungsrohr 2 mündet tangential in das kreisförmige Flammrohr 3, und die Einmündungsstelle ist frei von Hindernissen. Die Rohre 2 und 3 sind durchlocht, und das kreisförmige, durchlochte Flammrohr 3 ist konzentrisch in der Ofenkammer 4 angeordnet. Das Flammrohr 3 hat seiner ganzen Länge nach eine gleichmäßige Querschnittsfiäche.

F i g. 2 zeigt ein durchlochtes kreisförmiges Flammrohr 5, ähnlich demjenigen der Fig. 1, jedoch mit dem zusätzlichen, vorteilhaften Merkmal einer allmählichen Querschnittsverjüngung in Richtung des Endes der von der Düse ausgehenden Flamme. Die kleinste Querschnittsfläche liegt an der Stelle 6, an der die im Kreislauf strömenden Verbrennungsgase sich den frisch eingeführten Flammengasen nähern.

F i g. 3 zeigt ein kreisförmiges, durchlochtes Flammrohr 7 mit zwei durchlochten Zuführungsrohren 8 und 9, die so angeordnet sind, daß sie in das Flammrohr 7 tangential einmünden und die beiden Flammen so in das Flammrohr? einführen, daß die Strömung der Flamme durch die beiden Zuführungsrohre eine einsinnige Strömung in dem Flammrohr erzeugt. Das Flammrohr 7 ist derart verjüngt, daß die größten Querschnittsflächen sich an den Einführungsstellen 10 und 11 der Flammen und die kleinsten Querschnittsflächen sich an den Stellen 12 und 13 befinden, wo die Gase aus den Flammenenden in die frische Flamme eintreten.

F i g. 4 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Flammen einem kreisförmigen Flammrohr in entgegengesetzten Strömungsrichtungen zugeführt werden. Die erste Flamme wird durch eine Düse dem Rohr 14 und die zweite Flamme durch eine andere Düse dem Rohr 15 zugeführt. Die Rohre 14 und 15 haben offene Enden, die am Punkt 16 zusammentreffen. Die Flammen aus den beiden Düsen werden so eingestellt, daß sie sich am Punkt 16 gerade treffen. F i g. 5 erläutert eine Anwendung eines Brenners gemäß der Erfindung, bei der vorteilhaft ein spiralförmiges, durchlochtes Flammrohr verwendet wird.

Hier dient eine einzige Flamme zum Vorerhitzen einer zu einem Vorratsbehälter strömenden Flüssigkeit und gleichzeitig zur Innehaltung der Temperatur der vorerhitzten Flüssigkeit in dem Behälter. Die Flüssigkeit strömt durch die Rohre 17 in den Vorratsbehälter 18. Beim Durchlauf durch die Rohre 17, um die das Flammrohr 19 herumgeführt ist, wird die Flüssigkeit durch die durch das durchlochte Flammrohr 19 hindurchstreichende Flamme vorerhitzt. An dem der Düse abgewandten Ende des Rohres 19 befindet sich ein durchlochter Flammenspreizer 20, der die Flamme am Ende des Rohres 19 verbreitert. Der Flammenspreizer 20 wird durch die Abstandhalter 21 im Abstand von dem Ende des Flammrohres 19 gehalten, so daß er die Flamme nach oben hin statt seitwärts ausbreiten kann. Auf diese Weise kann die Flamme in dem Rohr 19 die durch die Rohre 17 strömende Flüssigkeit vorerhitzen, während gleichzeitig die aus dem Rohr 19

austretende Restflamme auf den durchlochten Flammenspreizer 20 auftrifft und die Flüssigkeit in dem Behälter 18 auf der höheren Temperatur hält.

Bei sämtlichen Ausführungsformen des Brenners gemäß der Erfindung hat das Flammrohr eine genügende Weite, so daß die Flamme vollständig im Inneren des Flammrohres bleibt und nicht nach außen austritt. Ferner sollen die Bohrungen in dem Flammrohr vorzugsweise auf denjenigen Teil der Rohroberfläche beschränkt sein, der 60 bis 90% des Rohramfanges auf der dem Krümmungsmittelpunkt zugewandten Seite einschließt, damit die Verbrennungsgase nicht durch Zentrifugalkraft aus dem Flammrohr hinausgetrieben werden können.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß ohne gesonderte, dosierte Zuführung verschiedener Gase und ohne Anwendung einer Absaugeinrichtung oder eines Ventilators in dem Flammrohr eine vollständige Verbrennung des zugeführten Brennstoffes stattfindet, da durch einen Teil der Bohrungen die noch benötigte zusätzliche Verbrennungsluft angesaugt wird, während durch andere Bohrungen die gasförmigen Produkte der vollständigen Verbrennung ausströmen. Die durch diese Anordnungsweise erzielte Verbrennung im Inneren des Flammrohres ist so vollständig, daß das Flammrohr dabei zu heller Rotglut erhitzt wird.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Öl- oder Gasbrenner mit einem gekrümmten Flammrohr, das Bohrungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Flammrohr (3; 5; 7) als geschlossener zylindrischer Ring ausgebildet ist, wobei mindestens ein Brenner (1) tangential angeordnet ist.

2. Öl- oder Gasbrenner mit einem gekrümmten Flammrohr, das Bohrungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Flammrohr (14,15; 19) als sich über 360° erstreckender spiralförmiger zylindrischer Ring ausgebildet ist, dessen Öffnungen in Richtung der Spiralachse hintereinander angeordnet sind und mindestens eine der beiden Öffnungen einen Brenner aufweist.

3. Öl- oder Gasbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Brenner (1) um 180° versetzt an dem Flammrohr (7) angeordnet sind.

4. Öl- oder Gasbrenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede der beiden Öffnungen einen Brenner aufweist, deren Strahlrichtung in die entgegengesetzte Richtung weist.

5. Öl- oder Gasbrenner nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in Strömungsrichtung gesehen, sich der lichte Rohrquerschnitt des Flammrohres (5) verkleinert.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 669 877;
belgische Patentschrift Nr. 521955;
schweizerische Patentschrift Nr. 335 375;
USA.-Patentschrift Nr. 1181674.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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