DE1529163A1 - Brenner fuer Luft-Gas-Gemische - Google Patents

Description

6112 A 53 H/mw Düsseldorf, den to.3<.65

Anmelderin; Firma Autogenwerk SIBIUS G.m.b.H., Düsseldorf, Ringelsweide 18

"Brenner für luft-Gas-Gemische"

Die Anmeldung betrifft die Ausbildung eines Brenners für Luft-Gas-Gemische, in denen als brennbare Gase ζ.Β_ο Propan, Butan und Erdgas zur Verwendung kommen«.

Der anmeldungsgemässe Brenner ist in bekannter Weise aus zwei !Teilen,-einer Innendüse und einer Aussendüse, ausgebildet, die vorzugsweise konzentrisch zueinander angeordnet sind.

Es ist bekannt, dass Propan, Butan, Erdgas und andere gasförmige ,Brennstoffe, eine yerhättnismässig geringe Verbrennungsgeschwindigkeit besitzen» Gemische dieser Gase mit Luft ergeben infolgedessen bei den bekannten Brennerkonstruktionen nur eine geringe Wärmeleistung« Es wäre an sich möglich, diese Leistung zu erhöhen, wenn man grosse Mengen des- {ias-Xuft-Gemi_:sch:es .mit entsprechend erhöhtem Druck durch die Brennermündung führt«. Dabei wird indes die Austrittsgeschwindigkeit des Gasgemisches so gesteigert, dass.die Flamme infolge der geringen Verbrennungsgeschwindigkeit des Gasgemisches an der Mündung des Brenners leicht fortgeblasen wird»

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Hie Erfindung Toe zweckt, durch entsprechende Ausbildung der Bre-hnerkonstruktion;,die Wärmeleistung bei Verwendung von Gasgemischen der vorerwähnten -Art erheblich zu steigern, so dass sie z.B.. für Propan von 2,7 kcal pro mm /sec. auf 6,0 kcal pro mm /see. gesteigert wird.

Man hat bereits vorgeschlagen, die .Hauptflamme des Brenners derart ,zu stabilisieren, dass durch ständige Unterhaltung, der Zündung mittels besonderer'■ Zündflamme η ein Fortblasen oder. Ausblasen der Flamme auch bei hohem Druck und hoher Austrittsgesehwindigkeit verhindert wird. Dabei wird.die Hauptflamme z.B« mit kleinen Stabilisierungsflämmchen umgeben*..deren Grasaustrittsgeschwindigkeit: so gering ist, dass.sie stabil, brennen und somit die Hauptflamme trotz hoher. Austrittsgeschwindigkeit des-Gases, an ihrer Wurzel -durch, fortgesetzte Zündung brennend erhaltene- ■ ' .-■ -...-■ . _:, -. ■ . Derartigen Brennerkonstruktionen haftet jedoch ein Machteil an: Solange die vorstehend., erläuterten Brenner-Konstruktionen mit Pressluft bei niedrigen Betriebsdrücken' oder nach .dem Saugluft-Prinzip arbeiten, erfüllen sie ihren Zweck. Sobald jedoch der Luftdruck erhöht wird, sind die Stabilisierungsflämmchen nicht mehr in der Lage, die HaUptflamme an ihrer Wurzel fortgesetzt zu zünden, d.h., die Vorwärmung des Pressluft-Gas-Gemisches wird zu gering, so dass die Hauptflamme an ihrer Mündung fortgeblasen wird, ';-■'■ Die !Erfindung betrifft eine Brenner-Konstruktion, bei welcher unter Vermeidung, der erwähnten Nachteile der Zweck der Stabilisierung der Hauptflamme auch bei gesteigertem Luftdruck in vollem Masse erreicht wird-. Der erfindungsgemäss ausgebildete Brenner, der aus einer Innendüse und einer Aussendüse, vorzugsweise in konzentrischer Anordnung, besteht, lässt sich

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vorteilhaft beispielsweise für Propangas-Pressluft, Azetylen-Pressluft, Leichtgas-Pressluft und dergl. Kombinationen verwenden« Besonders fortschriftlich ist die neue Konstruktion insofern, als der Brenner mit Vorteil auch für Gase bzw. Gasgemische von ausgesprochen geringer Yerbrennungsgeschwindigkeit verwandt werden kann, so z.B. für Erdgas-Pressluft. ·

Ein "wesentliches Merkmal der neuen Brenner-Konstruktion besteht darin, dass zwischen Innendüse und Aussendüse ein kammerartig erweiterter Raum vorgesehen ist, der durch "Überleitungen kleineren Querschnitts einerseits mit der das Gas-Luft-Gemisch zur Düse führenden Leitung, andererseits mit dem Austrittsteil der Düse verbunden ist.

Im einzelnen kann eine solche Anordnung mannigfach ausgestaltet werden,,

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Es kann z.B. die von der Gasgemischleitung zur Düsenmündung führende Bohrung der Innendüse beim Gasgemischeintritt stärker, am Ende der Innendüse mit geringerem Querschnitt aufgebohrt sein, so dass die Bohrung sich im Querschnitt verjüngt. Dabei sind kurz vor oder an der Verjüngung eine oder mehrere Seitenbohrungen vorgesehen, die das Zündgasgemisch in die erweiterte, zwischen Innendüse und Aussendüse gebildete Kammer führen, von der aus das Zündgasgemisch über einen Ringraum oder über einzelne. Bohrungen in das Austrittsende der Aussendüse tritt.«-

Es kann auch bei-durchgehender, mit gleichbleibendem Querschnitt von der Gasgemischleitung zum Endteil der Aussen» düse führender Bohrung der Innendüse das Zündgasgemisch durch im wesentlichen parallel mit dieser Bohrung verlaufende Kanäle in den erweiterten, vorzugsweise ringförmig ausgebildeten, Kammerraum zwischen Innendüse und Aiissendüse geführt werden·

Ferner kann auch die Zuführung des Gasgemisches aus der Hauptgasleitung in den erweiterten Raum mittels mehrere^ in einen verstärkten Teil der Innendüse eingefrästen Nuten erfolgen.

Die Innendüse kann mit Gewinde in die Aussendüse eingesetzt werden, wobei der Fuss der Innendüse mit einer zum Endteil der Aussendüse durchgehenden Bohrung sowie mit diese Bohrung kranzförmig umgebenden Bohrungen oder gefrästen· Nuten versehen ist, durch welche das Zündgas in den Mantelraum zwischen Innendüse und Aussendüse tritt.

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Zweckmässig wird die Austrittsfläche der Zündflamme im Verhältnis zu der Fläche der Austrittsbohrung der iussendüse etwa wie 1 : 8,3 "bemessen, wobei praktische Abweichungen Ton ί 5 °/o zulässig sind.

Die Fläche der Bohrungen, welche das Zündgasgemisch aus der G-asgemischzuführungsleitung in den Mantelraum der Düse führen, wird im Verhältnis zur Fläche des Zündflammenaustritts zweckmässig wie 1 t 6, ebenfalls bei £ 5 fo Toleranz, bemessen_o

Die Höhe des zylindrischen Baums im Endteil der Aussendüse, von der Austrittsöffnung bis zur Endfläche des Kopfes der Innendüse gemessen, beträgt vorteilhaft mindestens das 1,5-fache des Durchmessers des Kopfes der Innendüseβ

In der beiliegenden Zeichnung sind verschiedene Ausführungsformen eines anmeldungsgemäss gebildeten Brenners beispielsweise und schematisch veranschaulicht„

Fig. 1 und Fig. 2, Fig. 3 und Fig. 4-, Fig. 5 und Fig. 6, Fig. 7 und Fig. 8 sowie Fig. 9 und Fig. to veranschaulichen je einen erfindungsgemäss ausgebildeten, in bekannter Weise aus Aussendüse und Innendüse bestehenden Brenner im längsschnitt sowie die 'dazugehörige Draufsicht auf die Brenner-. ° mündung.

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¹^ Im einzelnen bedeutet in diesen Figuren das Bezugszeichen 1

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^ den Mantel des Aussenbrenners, in den ein Innenbrenner 2 k> ■'''■- ■■■■-■■'.-"-■

ο eingeschoben, vorzugsweise mit G-ewinde 3 eingeschraubt ist, ο '

Das aus dem Mantel des Aussenbrenners herausragende mit

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Gewinde versehene Ende 4 des Innenbrenners oder, bei kürzerer Gestaltung des Innenbrenners gemäss Fig. 9> das mit Gewinde 5 versehene Ende 6 des Aussenbrennermantels 1 kann zum Einschrauben oder Anschrauben eines solchen Brenners z.B. an ein das Gasgemisch zuführendes Brennerrohr oder an eine andere Konstruktion dienen. Zwischen dem Körper 2 des Innenbrenners und dem Mantel 1 des Aussenbrenners. ist eine Kammer 7 gebildet, die vorzugsweise als Ringraum gestaltet sein kann. Diese Kammer 7 ist einerseits mit Zuleitungen für das Zündgas, andererseits mit Austrittsöffnungen für das Gas der zur Stabilisierung der Hauptflamme dienenden Zündflämmchen versehen.,

Gemäss Figuren 1 und 2.ist die das Hauptgas führende Bohrung 8 des Innenbrenners 2 zunächst bis in die Nähe der Ringkammer mit grössererm Durchmesser durchgeführt, um alsdann mit geringerem Durchmesser 9 sich bis zum Austritt des Gases in den Flammenraum 1o der Aussendüse fortzusetzen. Etwa von der Gijenzstelle zwischen der Bohrung stärkeren Durchmessers 8 und der Bohrung geringeren Durchmessers 9 gehen eine Anzahl verhältnismässig enger Kanäle ab, die daw Zündgas in den Ringraum 7 führen. Von dort aus strömt das Zündgas durch einen engen Ringschlitz 12 in den Raum 1o, sä dass eine ringförmige Zündflamme sich ergibt,

J₀ die eine beständige Zündung und Unterhaltung der Flamme co des Hauptgasströmes bewirkt.

4>. Damit der Abstand zwischen dem Ringschlitz 12 und dem Q Austritt der Bohrung 9 nioht zu gross wird, kann die Aussen-

° ', düse 1 mit einer Schulter 13 versehen sein, wqbei der Dü-

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sanköi^er .2.in den verstärkten ieil 14 der Aussendüse einge-

schraubt wird«'

Bei der Ausführung nach Figuren 3 und 4- sind grundsätzlich in ähnlicher YiTeise gestaltete Teile mit denselben Bezugszeichen versehen wie in Figuren 1 und 2. Hier wird indes das Zündgas zu der Ringkammer 7 durch Kanäle 15 zugeführt, welche die glatt durchgeführte Hauptbohrung 16 kranzförmig umgeben»

Gemäss Figuren 5 und 6 erfolgt die Zuführung des Zündgases durch parallel zur Hauptbohrung 16 verlaufende Kanäle 17, die zunächst parallel zur Hauptbohrung verlaufen und in ihrem letzten Teil 18 zur Ringkammer 7 hin umgebogen sind. Diese Bauart ermöglicht eine gedrungenere Ausgestaltung der Düsenkonstruktion. Der Austritt des Zündgases aus der Kammer 7 nach dem Raum 1o der Aussendüse erfolgt %ier nicht durch einen Ringspalt, sondern durch am Rande des Kopfe-er 19 der Innendüse angeordnete Nuten 2o·

Gemäss Figuren 7 und 8, deren Konstruktion im übrigen mit Figuren 5 und 6 übereinstimmt, wird das Zündgas aus der Kammer 7 durch kranzförmig die Hauptleitung 16 umgebende im Kopf 19 der Innendüse vorgesehene Bohrungen 21 in den Entflammungsraum to übergeleitet·

Gemäss Figuren 9 und 1o istdie Innendüse kürzer gestaltet als bei den bisher erläuterten Konstruktionen. Sie wird mit einem verstärkten Grundteil 22 ausgebildet, der mit Gewinde 23 im verstärkten Mantelteil 24- der Aussendüse eingeschraubt wird. Die Zuleitung dea Zündgases zum Kammerraum 7 erfolgt hier durch kranzförmig im Fussteil

der Innendüse eingefräste Nuten 25· ·"

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Claims (3)

1. Patentansprüche:

   1, Brenner für Luft-Gas-Gemische, insbesondere für Gase mit geringer Verbrennungsgeschwindigkeit, wie Propan, Butan, Erdgas und dergl., bestehend aus einer Innendüse und einer Aussendüse, die vorzugsweise konzentrisch zueinander angeordnet sind,und Hilfsbohrungen für die Hauptflamme stabilisierende Zündflammen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Innendüse und Aussendüse ein kammerartig erweiterter Raum (7) vorgesehen ist, der durch Überleitungen kleineren Querschnitts einerseits mit der das Gas-Luft-Gemisch zur Düse führenden.Leitung, andererseits mit der Austrittsmündung der Düse verbunden ist«
2. 2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Gasgemischleitung zur Düsenmündung führende Bohrung der Innendüse beim Gasgemischeintritt stärker, am" Ende der Innendüse mit geringerem Querschnitt aufgeböhrt ist, d.h. sich im Querschnitt verjüngt, und dass vor oder an der Verjüngung eine oder mehrere Seitenbohrungen vorgesehen sind, die das Zündgasgemisch in die erweiterte, zwischen Innendüse und Aussendüse gebildete Kammer (7) führen, von der aus das Zündgasgemisch über einen Ringraum oder über einzelne Bohrungen in das Austrittsende der Aussendüse trittο

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3. 3. Brenner naca Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei durchgehender, mit gleichbleibendem Querschnitt von der Gasgemischleitung,zum Endteil der Aussendüse führenden Bohrung der Innendüse das Zündgasgemisch durch im wesentlichen parallel, mit dieser Bohrung verlaufende Kanäle (t5,17)-in den erweiterten, vorzugsweise ringförmig ausgebildeten Kammerraum (-7) zwischen Innendüse und Aussendüse geführt wird ο. '...·'.. . . '

   ,4o Brenner nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,· dass die Zuführung des Gasgemisches aus der Gasleitung in den.erweiterten Raum mittels.mehrerer in einen verstärkten. [Deil (22) der Innendüse ..eingefräste Hüten (25) erfolgte

   5ο Brenner nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Innendüse mit Gewinde in die Aussendüse eingeschraubt ist, wobei der Fuss der Innendüse mit einer zum Endteil der Aussendüse durchgehenden Bohrung sowie mit diese Bohrung kranzförmig umgebenden Bohrungen oder gefrästen Buten versehen ist, durch welche das Zündgas in den Mantelraum (7) zwischen Innendüse und Aussendüse tritt«,

   6« Brenner nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsfläche der Zündflammeη zu der Fläche der Austrlttsbohrung der Aussendüse im Verhältnis 1 : 8,3 (- 5 Ji-) steht,,

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   j* Brenner_: nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch, gekenn- · zeichnet,, dass die Fläche der ""Bohrungen, weiche das Zundgasgemlsch aus der G-asgemischzuführungsleitung in den Mantelraum (7) der Düse führen zu der Hache des Zündflammenaustritts im Verhältnis 1 : 6 (- 5 ^cß>) steht.

   8o Brenner nach Ansprüchen 1 Ms. 7, dadurch gekennzeichnet, dass ,die Höhe des zylindrischen. Raumes der Aussendüse von der Austrittsoffhung bis zur Endfläche des Kopfes der Innendüse gemessen mindestens das 1,5-fache des purchmessers des Kopfes der Innendüse beträgt

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