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Gasbrenner für hohe Heizleistung Die Erfindung bezieht sich auf einen
Gasbrenner für hohe Heizleistung mit konzentrisch innerhalb eines Luftzuführungskanals
angeordneter Gaszuführung, die über eine Verbindungsleitung an einer Hauptgasleitung
angeschlossen ist. Außerdem ist eine mit einem Regelorgan ausgestaltete Bypassleitung
für die zum Anfahren des Brenners erforderliche Gasmenge zur Hauptgaszufuhrleitung
vorgesehen.
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Bei selbsttätig zündenden Gasbrennern wird bekanntlich als Sicherheitszeit
diejenige zulässige Zeitspanne bezeichnet, während der brennbares Gas einströmen
darf, ohne daß eine Flamme vorhanden ist. Die Sicherheitszeit beginnt mit der Freigabe
der Gaszufuhr bei der Inbetriebnahme bzw. mit dem Erlöschen der Flamme Während des
Betriebes eines Gasbrenners und endet mit der Störabschaltung durch ein überwachungs-
oder Steuergerät bzw. mit dem dadurch bewirkten Schließen des Gasventils. Infolgedessen
muß diese Zeit um so kürzer sein, je
mehr Gas einströmt, d. h.
je größer die Leistung des Brenners ist.
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Brenner für hohe Heizleistungen können daher nicht mit voller Leistung
gezündet werden, denn die Sicherheitszeit würde viel zu kurz sein und niemals eingehalten
werden können. Auch würde der Brenner viel zu sehr beansprucht werden. Ferner würde
unter Umständen das Gasnetz plötzlich zu sehr belastet werden und der Druck im Netz
vorübergehend in unzulässiger Weise absinken. Gasventile ließen sich zwar, um diesen
Nachteil zu vermeiden, entsprechend langsam öffnen, aber es würde dann die erforderliche
kurze Sicherheitszeit allzuschnell überschritten werden, und es bestünde des weiteren
die Gefahr, daß eine einwandfrei brennende Flamme sich nicht rechtzeitig ausbilden
kann.
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Bei den üblichen Brennem wird infolgedessen mit einer Zündflamme gearbeitet,
d. h. einer Flamme, die nur zündet und keinerlei Brennleistung abgeben kann.
Dadurch läßt sich die Sicherheitszeit überbrücken und das Hauptventil erst dann
oder nur zuschalten, wenn die Zündflamme brennt. Die eingebaute Zündflammenüberwachung
soll ferner sicherstellen, daß die Zündflamme die Hauptflamme auch einwandfrei zündet.
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Die in den Brennern zu diesem Zweck eingebauten Misch- und Haltevorrichtungen,
sogenannte Flammenfänger, sind in ihrer Ausführung verschieden. Es kann nun vorkommen,
daß die Zündflamme zwar brennt, aber die Hauptflamme auf Grund ungünstiger Vormischung
oder einer Änderung der Zündgeschwindigkeit oder einer nicht genügenden oder zu
starken Luftzufuhr nicht einwandfrei und schnell genug gezündet wird. Die Flamme
kann auch davonfliegen und unverbranntes Gas kann nachströmen, obwohl die Zündflamme
noch brennt und das überwachungsgerät einen ordnungsgemäßen Betrieb anzeigt.
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Es ist ferner bekannt, einen Gasbrenner mit einer einzigen Brenndüse
ohne besondere Zündflarnme zu versehen und die Verbrennungsluft geteilt zuzuführen,
um eine Anpassung und Regelung der Luftzufuhr zu erhalten, damit Gas mit verschiedener
Zusammensetzung, wie z. B. Stadtgas oder Erdgas, im gleichen Brenner verbrannt werden
kann. Desgleichen ist es bekannt, einem unterteilten Brenner einen Teil des Gases
in ein innenliegendes Staurohr einzuleiten und den Hauptteil des Gases konzentrisch
darüber zuzuführen. Die eingangs erwähnten Nachteile werden somit bei diesen bekannten
Ausführungen nicht behoben.
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Im Gegensatz zu den üblichen Ausführungen ist nun bei dem Gasbrenner
nach der Erfindung die Bypassleitung stromab eines Absperrorgans in der Hauptgasleitung
in die letzte zurückgeführt.
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Dadurch ist es möglich, mit einer einzigen Brenndüse für
jede Belastung und unter Wegfall einer Zündflamme auszukommen, denn durch
das Regelorgan in der Bypassleitung werden nicht nur ein einwandfreies Zünden des
Gasbrenners, sondern auch ein einwandfreier übergang auf die Großlastflarnme erzielt,
und zwar ausgehend vom Zündvorgang bis zur Regelung kleiner Leistungen mittels des
Regelorgans oder als übergang zu hohen Leistungen über das Absperrorgan.
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Es wird somit die Aufgabe gelöst, einen Gasbrenner für hohe Heizleistungen
mit einfachsten Mitteln zu erhalten, der bei üblicher Ausführung des Brenners selbst
einwandfrei und sicher bei jedei gewünschten Heizleistung arbeitet und bei dem die
Sicherheitsbestimmungen
und die Sicherheitszeit unabhängig von dem jeweiligen Leistungsbedarf stets einzuhalten
sind, ohne dabei das Gasnetz zu überlasten.
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Das Ingangsetzen des Gasbrenners nach der Erfindung wird durch eine
verhältnismäßig kleingehaltene Startflamme oder Kleinlastflamme mit Gaszufuhr über
das Regelorgan in der Bypassleitung vorgenommen, die durch die Zündelektrode gezündet
wird. Diese erste Flamme brennt bereits in der gleichen Brenndüse, wie später
auch die Großlastflamme mit Gaszufuhr über das dann eingeschaltete Absperrorgan.
Sollte sich je die Flamme abheben ' wird dies durch das überwachungsgerät
stets wahrgenommen. Dabei ist es gleichgültig, ob nur die kleine Gaszufuhr für die
sogenannte Kleinlastflamme oder die große. Gaszufuhr für die Großlastflanime eingeschaltet
ist, denn beide Flammen unterscheiden sich nur durch ihre Größe. Etwaige Flammenhaltevorrichtungen
sind für beide Flammen die gleichen und ohne Einfluß.
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Im Bedarfsfall kann im übrigen das Absperrorgan in der Hauptleitung
so ausgeführt werden, daß es langsam und/oder erst nach einer einstellbaren Zeitverzögerung
öffnet, daß es aber dagegen stets schnell und sicher schließt Auch ist es ohne weiteres
möglich, das Absperrorgan und das Regelorgan als Doppelventil auszubilden.
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Der zeitliche Ablaufplan bei der Inbetriebnahme kann mittels üblicher
Mittel ohne weiteres so gestaltet werden, daß das Absperrorgan erst nach der Sicherheitszeit
geöffnet werden.kann; während der Sicherheitszeit wird das Regelventil für die Kleinlastflamme
eingeschaltet, so daß genügend Zeit zur einwandfreien Bildung dieser Flamme
vorhanden ist. Das schnelle Schließen ist zwecks Erhalt einer kurzen Abstellzeit
besonders vorteilhaft. Beim Erlöschen der Flamme geht das Steuergerät sofort auf
Störung über und schließt jegliche Gaszufuhr.
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Ein weiterer Vorteil besteht auch darin, daß die für kleinere Brenner
längste zulässige Sicherheitszeit voll ausgenutzt werden kann und trotzdem ein einwandfreies
Inbetriebsetzen einer großen Leistungs-flamme erreicht wird, ohne dabei die
Sicherheitszeit herabsetzen zu müssen. Besonders vorteilhaft ist die außerordentlich
hohe elastische Anpassung an jede Gasart, und zwar nicht nur bei der Inbetriebnahme
des Brenners, sondern auch im Betrieb von kleinsten Leistungen an bis zu hohen und
höchsten Leistungen sowie auch bei wechselndem Leistungsbedarf. Der Aufbau des Gasbrenners
ist einfach, da nur eine einzige Brenndüse mit oder ohne Flammenhaltevorrichtung
benötigt wird.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der
Erfindung schematisch teilweise im Schnitt dargestellt.
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In dem Gehäusemantel 1 ist zentrisch -ehn Innenrohr 2 mit dem
Anschluß der Üauptgasleitung 3 eingesetzt. In seinem Innern sind die Zündelektroden
4 angebracht. Am Ausgang des Innenrohres 2 kann ein thermoelektrisches überwachungsorgan
üblicher Art angebracht sein, während gegebenenfalls weitere überwachungsorgane
10, beispielsweise Ionisationsgeräte- oder -sonden, kurz vor dem Innenrohr
2 und in weiterem Abstand hiervon in der Brennkammer vorgesehen sein können. Dadurch
ist es möglich, sowohl eine Kleinlastflamme als auch eine Großlastflamme einwandfrei
zu überwachen und jede Störung dem Steuergerät zu melden. Am rückwärtigen Ende des
Gehäusemantels 2 sind noch wie üblich das Gebläse ILI für die Luftzufuhr sowie die
Regelklappe 12 od. dgl. angebracht.
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Das Absperrorgan 14 für die Hauptgasleitung 3 ist durch eine
Bypassleitung 13 überbrückt. Die letztere läßt sich durch ein Regelorgan
15 öffnen und schließen. Bei der Inbetriebnahme des Brenners bleibt zunächst
das Absperrorgan 14 geschlossen. Das Regelorgan 15 wird durch das Steuergerät
des Gasbrenners geöffnet, so daß in das Innenrohr 2 eine verhältnismäßig kleine
Menge von Gas strömt und durch die Zündelektroden 4 gezündet wird.
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Nach Ablauf der Sicherheitszeit hat sich die Kleinlastflamme am Ausgang
des Innenrohres 2 einwandfrei ausgebildet, so daß nunmehr das Steuergerät das Absperrorgan
14 jederzeit öffnen kann, wenn es der Leistungsbedarf erfordert. Nun strömt eine
größere Menge von Gas in das Innenrohr 2 und kommt einwandfrei zur Zündung,
d. h., die bereits bestehende Flamme wird größer und bildet sich zur Großlastflamme
aus. Jede Störung, gleichgültig welcher Art, wird durch die überwachungsorgane einwandfrei
festgestellt, so daß das Steuergerät das Absperrorgan 14 -und das Regelorgan
15 sofort schließen kann und die Gaszufuhr unterbrochen wird. Während des
ganzen Betriebes kann im übrigen das Regelorgan 15
eingeschaltet bleiben,
oder es kann auch geschlossen werden, sobald das Absperrorgan 14 geöffnet ist und
die Großlastflamme einwandfrei brennt. An Stelle von zwei voneinander getrennten
Organen 14 und 15 kann ohne weiteres auch ein einziges Doppelventil treten,
welches die bereits beschriebenen Bedingungen erfüllt.
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Im übrigen ist es ohne weiteres auch möglich, die Zündelektrode und
das überwachungsorgan in einem nach der Brenndüse offenen Innenrohr unterzubringen,
über dem die ringförmige Gaskammer angeordnet ist. Bei einer mehrstufigen Ausführung
liegt die erste Stufe außen und umgibt die ringförmigen Gaskammern der zuschaltbaren
Stufen.