DE1529195A1

DE1529195A1 - Gas/Luft-Gemischbrenner

Info

Publication number: DE1529195A1
Application number: DE19661529195
Authority: DE
Inventors: Lajos Alfoeldi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1966-01-29
Filing date: 1966-01-29
Publication date: 1969-12-04

Description

PATENTANWALT

£r„ Andrejewski

DtbaJmhof. L_idltburirl

Telefon 25802 Essen, den 29. Dezember I965

(25 426/C-)

Dr. Expl.

Patentanmeldung der Firma
P. Küppersbusch & Söhne,
Aktiengesellschaft, Gelsenkirchen,
Küppersbuschstraße l6

Gas/Luft-Gemischbrenner

Gas/Luft-Gemischbrenner sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Insbes. sind solche bekannt, aus zentraler Hauptflammendüse und umgebender Halteflammendüse sowie ggf. letztere umgebender Sekundärluftdüse. Das sind im Ergebnis Brenner mit Dreidüsenbohrungen bzw. Düsenkammern, die daher in der Praxis auch als Dreikammerbrenner bekannt sind. - Tatsächlich haben einfache Gas/Luft-Gemischbrenner bei Betrieb mit Gasen geringeren Heizwertes oder mit Gasen kleiner Zündgeschwindigkeiten, je nach der verlangten Leistung nur wenig stabile Flammen. Dem begegnet man durch die genannten Halteflammen. Das aus der Hauptflammendüse mit hoher Geschwindigkeit austretende Gas/Luft-Gemisch soll dabei von der umgebenden Halteflamme kontinuierlich gezündet werden, so daß sich eine einwandfreie stabile, auf der Hauptflammendüsenmündung

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sitzende Flamme ergibt. Dazu steht der Innenraum oder die Düsenkammer der Halteflamme mit der Bohrung der Hauptflammendüse in Verbindung und ist die Anordnung so getroffen, daß aus der ringspaltförmigen Halteflammendüsenmündung ein Gas/Luft-Gemisch verhältnismäßig geringer Geschwindigkeit austritt und dadurch stabiler brennt. Allerdings ist es erforderlich, den Abstand zwischen der Mündung der Haupt flammendüsenbohrung und der ringspalt förmigen Mündung der Halteflammendüsen so groß zu wählen, daß die Hauptflamme die Halteflamme nicht abreißt. - Besondere Sekundärluftzuführung erfolgt dort, wo das austretende Gemisch oder die Flamme nicht ohne weiteres die erforderliche Verbrennungsluft ansaugen kann.

Gas/Luft-Gemischbrenner der beschriebenen Art haben sich an sich bewährt, und zwar insbes. für Gase mit größeren Zündgeschwindigkeiten und Heizwerten bei 2500 kcal, pro Normalkubikmeter und mehr. Nichtsdestoweniger bestehen Nachteile. Bei Armgasen, bzw. Gasen mit kleineren Zündgeschwindigkeiten (z. B. Erdgas mit Inerten) ist es kaum möglich, eine Zündung durchzuführen, da die Hauptflarame entweder abreißt oder gar nicht zündet. Der Abstand zwischen der Hauptflaramendüsenmündung und der ringspaltförmigen Mündung der Halteflamme kann nicht verkleinert werden, um die Zündung zu verbessern, da bei einer solchen Verkleinerung die Halteflamme abreißt. Ein weiterer Nachteil der bekannten Brenner ist, daß der Brenner nicht überzündet,

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d. h. daß bei Brenneranordnungen mit mehreren hintereinander angeordneten Brennern der beschriebenen Art die Flamme nicht von einem Brenner zum Nachbarbrenner überspringt oder nur bei bestimmten Voraussetzungen ein Überzünden eintritt. Es wird in den meisten Fällen mit Gasüberschuß gezündet, und nachdem das sog. Durchzünden erfolgt ist, wird die Verbrennungsluft unter bestimmten Voraussetzungen freigegeben. Eine Überzündung von Flammen, die während des Betriebes erloschen sind, ist nicht möglich. Die Nachteile liegen nicht nur darin, daß kostspielige Armaturen mit Zubehör erforderlich sind, um in der beschriebenen Weise die verzögerte Luftfreigabe zu bewirken, die Nachteile liegen vielmehr auch in der Ungewißheit über die Zahl der nach der Zündung nicht in Betrieb befindlichen Brenner, aus denen ein unverbranntes Gas/Luft-Gemisch ausströmt. Dadurch wird nämlich nicht nur der Wirkungsgrad einer Feuerung stark beeinflußt, sonder auch das hygienische Verhalten der Abgase ist in Frage gestellt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Brenner des eingangs beschriebenen Typs zu schaffen, der auch bei Verwendung von Armgasen und von Gasen mit kleineren Ztindgeschwindigkeiten, wie Erdgas mit Inerten, mit Sicherheit zündet, wahlweise auch Uberzündet und jedenfalls stabil brennt.

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Die Erfindung betrifft einen Gas/Luft-Gemischbrenner aus zentraler Hauptflammendüse und umgebender Halteflammendüse sowie ggf. letztere umgebender Sekundärluftdüse, wobei der Abstand zwischen der Mündung der Hauptflammendüsenbohrung und der ringspaltförmigen Mündung der Halteflammendüse so groß gewählt ist, daß die Hauptflamme die Halteflamme nicht abreißt. Die Erfindung besteht darin, daß zwischen Haupt· flammendüsenmündung und Halteflammendüsenmündung eine Mündungs· Ringkammer angeordnet und diese an die Haptflammendüsenbohrung angeschlossen sowie ihrerseits mit Bohrungen für zusätzliche Halteflammen und/oder Überzündflammen versehen ist.

In der konstruktiven Gestaltung bestehen für den erfindungsgemäßen Gas/Luft-Gemischbrenner verschiedene Möglichkeiten. Durch Einfachheit ausgezeichnet ist eine Ausführungsform, die dadurch gekennzeichnet ist, daß auf die Hauptflammendüse eine ringförmige Kappe aufgesetzt ist, welche die Mündung der Hauptflammendüsenbohrung frei läßt und an die ringspalt förmige Mündung der Haiteflammendüse anschließt, sowie die Mündungsringkammer bildet. Dabei läßt sich die Anordnung so treffen, daß die ringförmige Kappe einen Montagekragen aufweist und mit diesem auf die Hauptflammendüse außen aufgeschoben ist.

In funktioneller Hinsicht besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Hauptflammendüsenbohrung im Bereich ihrer Mündung zu einer Expan-

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sionskammer aufgeweitet ist und die ringförmige Kappe in die Expansionskammer hineinragt, während in einem dadurch gebildeten Staubereich für die Strömung in der Hauptflammendüsenbohrung Anschlußspalte oder Anschlußbohrungen für den Anschluß der Mündungsringkammer an die Hauptflammendüsenbohrung angeordnet sind. Zweckmäßig besitzt fernerhin die Mündung der Halteflammendüse eine nach außen abgerundete Begrenzung.

Soll der erfindungsgemäße Gas/Luft-Gemischbrenner mit Gasen sehr geringer Zündgeschwindigkeit, z. B. Erdgas mit hohen Inerten betrieben werden, so ist es in Kombination zu den beschriebenen Merkmalen zweckmäßig, die Halteflammendüse über besondere Verbindungsbohrungen mit der Sekundärluftdüse in Verbindung zu bringen. So entsteht in der HalteflammendUse ein zündwilliges Gas/Luft-Gemisch, welches eine sichere Halteflamme bedingt.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind vor allem darin zu sehen, daß der erfindungsgemäße Gas/Luft-Gemischbrenner auch bei Verwendung von Armgasen und Gasen mit kleinen Zündgeschwindigkeiten, wie Erdgas mit hohen Inerten, mit.Sicherheit zündet, wahlweise auch überzündet und jedenfalls stabil brennt. Tatsächlich bilden die kleinen Bohrungen der Ringkammer wahlweise Überzündflammen oder auch Hilfszündflammen zwischen Hauptflamme und Halteflamme, wobei die StrömungsVerhältnisse sich durch Bemessung der Bohrungen

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stets so wählen lassen, daß ein Abreißen dieser Überzündflammen oder Hilfszündflammen nicht eintritt. Die Orientierung der Überzündflammen läßt sich durch Orientierung der Bohrungen stets so wählen, daß bei Brenneraggregaten aus mehreren Brennern des beschriebenen Typs mit Sicherheit auch jedes Überzünden gewährleistet werden kann.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert; es zeigen:

Pig. 1 einen Axialschnitt durch einen erfindungsgemäßen Gas/Luft-Gemischbrenner,

Fig. 2 in einem Ausschnitt aus dem Gegenstand nach Pig. I eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gas/Luft-Gemischbrenners und

die Fig. 5 und 4 entsprechend der Fig. 2 weitere Ausführungsformen.

Der in den Fig. dargestellte Gas/Luft-Gemischbrenner besteht aus einer ezntralen Hauptflammendüse 1 und einer umgebenden Halteflammendüse 2 sowie im Ausführungsbeispiel aus einer zusätzlichen, die Halteflammendüse 2 umgebenden Sekundärluftdüse 3· Der Abstand zwischen der Mündung 4 der Hauptflammendüsenbohrung 5 und der ringspaltförmigen Mün-

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dung 6 der Halteflammendüse 2 ist so groß gewählt, daß die Hauptflamme 7 die Halteflamme 8 bei normalem Betrieb nicht abreißt. Im übrigen ist zwischen Hauptflammendüsenmündung 4 und Halteflammendüsenmündung 6 eine Mündungsringkammer 9 angeordnet. Diese ist an die Hauptflammendüsenbohrung 5 angeschlossen sowie ihrerseits mit Bohrungen 10,11 für zusätzliche Halteflammen 12 und/oder Überzündflammen 13 versehen. Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. sind sowohl Halteflammenbohrungen 10 als auch Uberzündflammenbohrungen 11 angeordnet.

Zur Verwirklichung der beschriebenen Mündungsringkammer 9 ist auf die Hauptflammendüse 1 eine ringförmige Kappe 14 aufgesetzt, welche die Mündung 4 der Hauptflammendüsenbohrung 5 offenläßt und an die ringspaltförmige Mündung 6 der Halteflammendüse 2 anschließt sowie die Mündungsringkammer 9 bildet. Diese ringförmige Kappe 14 trägt einen Montagekragen 15 und ist mit diesem auf die Hauptflammendüse 1 außen einfach aufgeschoben. Die Mündungsringkammer 9 kann selbstverständlich auch auf andere Weise gebildet sein.

Im Bereich ihrer Mündung 4 ist die Hauptflammendüsenbohrung 5 zu einer Expansionskammer 16 aufgeweitet. Die ringförmige Kappe 14 ragt in die Expansionskammer 16 hinein. Dadurch entsteht in der Hauptflammendüsenbohrung 5 ein Staubereich für die Strömung in der Hauptflammendüsenbohrung 5*und in diesem Staubereich befinden sich Anschluß-

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spalte 17 oder Anschlußbohrungen für den Anschluß der Mündungsringkammer 9 an die Hauptflammendüsenbohrung 5* so daß das in der Hauptflammendüsenbohrung 5 strömende Gemisch in die Mündungsringkammer 9 eintritt. Im übrigen _k ist die Mündung 6 der Halteflammendüse 2 nach außen hin mit einer Abrundung l8 oder dergl. versehen, um eine Ablenkung der Überzündflamme IJ zu vermeiden.

In den Pig. ist stets die Ausführungsform dargestellt worden, bei der die Haiteflammendüse 2 von einer Sekundärluftdüse 3 umgeben ist. Ferner ist hier das Merkmal erläutert worden, daß die Halteflammendüse 2 über Verbindungsbohrungen 19 mit der Halteflammendüse 2 in Verbindung steht. Dieses Merkmal ist in Kombination zu dem vorbeschriebenen von großer Bedeutung, wenn es sich darum handelt, Erdgas mit hohen Inerten, (N₂ und COp) zu verbrennen. In diesem Falle entsteht nämlich in der Halteflammendüse 2 ein zündwilliges Gas/Luft-Gemisch.

Zur Erläuterung der Funktion des erfindungsgemäßen Gas/Luft-Gemischbrenners ist in den Fig. zunächst die Strömung des Gas/Luft-Gemisches angedeutet worden, welches in Richtung der Pfeile 20 strömt. Im übrigen ist die Strömung der Sekundärluft angedeutet worden, welche in Richtung der Pfeile strömt. Eingezeichnet worden sind die verschiedenen Flammen, die sich ausbilden. So zentral die Hauptflamme 7 und die bei Brennern des beschriebenen Typs üblicherweise die Haupt-

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flamme 7 umgebende Halteflamme 8, wobei in der beschriebenen Weise der Abstand zwischen der Mündung 4 der Hauptflammendüsenbohrung 5 und der ringspaltförmigen Mündung 6 der Haiteflammendüse 2 so gewählt ist, daß die Halteflamme 8 bei normalem Betrieb nicht abreißt. Soll jedoch Gas geringen Heizwertes oder mit hohem Anteil an Inerten verbrannt werden, so wird die erfindungsgemäß vorgesehene Ringkammer 9* die unter der ringförmigen Kappe 14 gebildet ist, mit ihren zusätzlichen Bohrungen 10,11 wirksam. Diese Bohrungen 10,11 bilden zusätzliche Halteflammen 12 und Überzündflammen 13, wie in der Fig. angedeutet worden ist.

Ansprüche;

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Claims

Ansprüche

1. Gas/Luft-Gemischbrenner aus zentraler Hauptflammendüse und umgebender Halteflammendüse sowie ggf. letztere umgebender Sekundärluftdüse, wobei der Abstand zwischen der Mündung der Hauptflammendüsenbohrung und der ringspaltförmigen Mündung der Halteflamme so groß gewählt ist, daß die Hauptflamme die Halteflamme nicht abreißt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Hauptflammendüsenmündung (4) und Halteflammendüsenmündung (6) eine Mündungsringkammer (9) angeordnet und diese an die Hauptflammendüsenbohrung (5) angeschlossen sowie mit Bohrungen (10,11) für zusätzliche Halteflammen (12) und/oder Überzündflammen (13) versehen ist.

2. Gas/Luft-Gemischbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Hauptflammendüse (l) eine ringförmige Kappe (14) aufgesetzt ist, welche die Mündung (4) , der Hauptflammendüsenbohrung (5) freiläßt und an die ringspalt förmige Mündung (6) der Halteflammendüse (2) anschließt, sowie die Mündungsringkammer (9) bildet.

3>. Gas/Luft-Gemischbrenner nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige-Kappe (l4) einen Montagekragen (15) aufweist und mit diesem auf die Hauptflammendüse (1) außen aufgeschoben ist.

4. Gas/Luft-Gemischbrenner nach den Ansprüchen 1 bis 3* dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptflammendüsenbohrung (5) Im Bereich ihrer Mündung (4) zu einer Expansions-

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kammer (l6) aufgeweitet ist und die ringförmige Kappe (l4) in die Expansionskammer hineinragt sowie in einem dadurch gebildeten Staubereich für die Strömung in der Hauptflammendüsenbohrung (5) Anschlußspalte (I7) oder Bohrungen für den Anschluß der Mündungsringkammer (9) an die Hauptflairanendüsenbohrung (5) angeordnet sind.

5. Gas/Luft-Gemischbrenner nach den Ansprüchen 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung (6) der Halte- λ

flammendüse (2) eine nach außen abgerundete Begrenzung (18) aufweist.

6. Gas/Luft-Gemischbrenner nach den Ansprüchen 1 bis 5* in der Ausführungsform mit die Halteflammendüse umgebender Sekundärluftdüse, dadurch gekennzeichnet, daß in Kombination zu den beschriebenen Merkmalen die Sekundärluftτ düse (5) über Verbindungsbohrungen (19) mit der Halteflammendüse (2) in Verbindung steht.

Patentanwalt Dr. Andrejewski

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