DE1551760C3

DE1551760C3 - Gas burner tubular shape with mixing and combustion chamber

Info

Publication number: DE1551760C3
Application number: DE19671551760
Authority: DE
Inventors: Edmund 4730 Ahlen Apolinarski
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1967-04-21
Filing date: 1967-04-21
Publication date: 1975-04-17
Also published as: LU55926A1; BE713946A; FR1561688A; DE1551760A1; CH472007A; DE1551760B2; NL6805590A; AT287899B

Description

Die Erfindung betrifft einen Gasbrenner rohrförmiger Gestalt mit einer zentralen Brenngaszuführung, die in eine koaxial von einer Luftzuführung für unter Druck stehende Verbrennungsluft umgebene Misch- und Brennkammer mündet, in deren Wand mehrere Kränze von Lufteinlaßkanälen vorgesehen sind und die stromab vom ersten Kranz innenseitig einen ersten ringförmigen Steg zur Abteilung einer Vormischkammer sowie an ihrem Auslaß einen weiteren ringförmigen Steg aufweist, der sowohl in die Misch- und Brennkammer als auch in die Luftzuführung hineinragt und stromab von dem das die Luftzuführung umschließende Brennergehäuse mit einer in Strömungsrichtung nach innen geneigten, eine AuslaßöfTnung aufweisenden Wandung endet.The invention relates to a gas burner of tubular shape with a central fuel gas supply, in a coaxially surrounded by an air supply for pressurized combustion air Mixing and combustion chamber opens, in the wall of which several rings of air inlet ducts are provided are and downstream of the first ring inside a first annular ridge to the division of a Premixing chamber as well as at its outlet has a further annular ridge which both in the Mixing and combustion chamber as well as into the air supply and downstream of which the die The burner housing enclosing the air supply with an inwardly inclined in the direction of flow, a wall having an outlet opening ends.

Ein derartiger Brenner ist aus der österreichischen Patentschrift 244 488 bekannt. Die Brenngaszuführung des bekannten mit verschiedenartigen Brenngasen betreibbaren Brenners ist axial verschlossen und in der Umfangswand mit Gasauslässen versehen. Stromauf von den Gasauslässen grenzt der Boden der topfförmigen Misch- und Brennkammer, der axiale Luftdiirchlässe aufweisen kann, an die Brenngaszufiihrung. Der Regelbereich dieses Brenners, bei dem die in die Vormischkammer einströmende Teilluftmenge im wesentlichen rechtwinklig auf den Gasstrom trifft und die Verbrennung erst am Ausgang der Misch- und Brennkammer einsetzt, ist verhältnismäßig klein.Such a burner is known from Austrian patent specification 244,488. The fuel gas supply the known burner which can be operated with various types of fuel gases is axially closed and provided with gas outlets in the peripheral wall. Upstream from the gas outlets, the floor borders the pot-shaped mixing and combustion chamber, which can have axial air ports, to the fuel gas supply. The control range of this burner in which the partial amount of air flowing into the premixing chamber essentially at right angles to the gas stream and the combustion only at the exit the mixing and combustion chamber is used is relatively small.

Aus der deutschen Patentschrift 680 057 ist ein Gasbrenner, insbesondere für Härte- und ähnliche Kleinöfen bekannt, dessen zentrale rohrförmige Brenngaszuführung mit einem axialen Auslaß versehen ist, in dem ein kegelstumpfförmiges Steuerorgan axial verschieblich ist. Bei diesem Brenner trifft der nach Art eines Kegelmantels erweiterte Brennstoffstrom auf die kegelförmig verengte massive Außenwand eines Luftkanals, der die rohrförmige Brenngaszuführung im übrigen konzentrisch umgibt, derart, daß die Brennmittelströme etwa rechtwinklig zusammentreffen und sich innig mischen,
ίο Ferner ist aus der französischen Patentschrift 1278 661 ein Gasbrenner bekannt, dessen Misch- und Brennkammer in Strömungsrichtung stark keglig erweitert und mit Luftzuführungsöfinungen in der Umfangswand versehen ist.From the German patent 680 057 a gas burner, in particular for hardening and similar small ovens, is known, the central tubular fuel gas supply is provided with an axial outlet in which a truncated cone-shaped control member is axially displaceable. In this burner, the fuel flow expanded in the manner of a conical shell meets the conically narrowed massive outer wall of an air duct which otherwise concentrically surrounds the tubular fuel gas supply in such a way that the fuel flows meet approximately at right angles and mix intimately,
ίο Furthermore, a gas burner is known from French patent specification 1278 661, the mixing and combustion chamber of which is strongly conical in the flow direction and is provided with air supply openings in the peripheral wall.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, einen Brenner der eingangs genannten Art für verschiedenartige Brenngase zu schaffen, der bei kompakter Bauart einen weiten Regelbereich aufweist.The invention has set itself the task of providing a burner of the type mentioned for various types To create fuel gases that have a wide control range with a compact design.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die ao Kombination folgender Merkmale gelöst:This object is achieved according to the invention by the ao combination of the following features:

a) die Brenngaszuführung ist mit einem axialen Auslaß versehen, in dem ein stromauf sich kegelstumpfförmig verjüngendes, axial verschiebliches Steuerorgan angeordnet ist,
b) die Lufteinlaßkanäle und die stromauf gelegenen Innenflächen der ringförmigen Stege sind in Strömungsrichtung nach innen geneigt,
c) die Wand der Misch- und der Brennkammer ista) the fuel gas supply is provided with an axial outlet in which an axially displaceable control member is arranged, tapering in the shape of a truncated cone upstream,
b) the air inlet ducts and the upstream inner surfaces of the annular webs are inclined inwards in the direction of flow,
c) is the wall of the mixing and combustion chambers

in Strömungsrichtung konisch erweitert.
Die durch eine derartige Ausbildung erzielbaren technischen Vorteile bestehen darin, daß bei in Abhängigkeit von Gasart und Leistung veränderbarem Brennstoffauslaß eine intensive Vermischung der Brennmittel im Kreuzstrom auf engem Raum und somit eine hohe Leistungsspreizung erreichbar ist.widened conically in the direction of flow.
The technical advantages that can be achieved by such a design consist in the fact that, with the fuel outlet variable depending on the type of gas and power, an intensive cross-flow mixing of the fuel in a narrow space and thus a high power spread can be achieved.

In vorteilhafter Weise ist die axiale Verschieblicbkeit des Steuerorgans mittels eines drehbaren Schaftes herbeiführbar.The axial displacement is advantageous of the control member can be brought about by means of a rotatable shaft.

Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention is based on an exemplary embodiment explained in more detail.

Der in der Zeichnung im Längsschnitt dargestellte Brenner besteht im wesentlichen aus einem Gebläse 1 und einem hiermit mittels Flanschen 2, 3 verbundenen Brennergehäuse 4 mit eingesetztem Mischkopf 5 und einer Gaszuleitung 6 zwischen einem Schalt-"■ gerät 7 zur Steuerung des Brenners und einem Gaseinlaßkanal 8 im Mischkopf 5.The burner shown in longitudinal section in the drawing consists essentially of a fan 1 and a burner housing 4 connected to it by means of flanges 2, 3 with an inserted mixing head 5 and a gas supply line 6 between a switching "■ device 7 for controlling the burner and a gas inlet channel 8 in the mixing head 5.

Das Brennergehäuse 4 ist in einen oberen Gehäuseteil 9 und einen unteren Gehäuseteil aufgegliedert, die mit Verbindungsflanschen 10,11 unter Zwischenlegen eines Dichtungsringes 12 miteinander verbunden sind.The burner housing 4 is divided into an upper housing part 9 and a lower housing part, which are connected to one another with connecting flanges 10, 11 with the interposition of a sealing ring 12 are.

Der Flansch 11 dient unter Zwischenschaltung eines weiteren Dichtungsringes 13 außerdem als Anschlußflansch für die Anbringung des Brenners an der Vorderwand 15 der Feuerungskammer 16.The flange 11 serves with the interposition of a further sealing ring 13 also as Connection flange for attaching the burner to the front wall 15 of the combustion chamber 16.

Aus einem Stück mit dem Gehäuseunterteil ist ein Sockel 20 des Mischkopfes 5. Etwa in Höhe der Verbindungsflansche 10,11 ist oben auf dem Sockel 20 ein Kammerteil 21 mittels eines Gewindes 22 aufschraubbar. A base 20 of the mixing head 5 is made in one piece with the lower part of the housing a chamber part 21 can be screwed on by means of a thread 22.

Das Kammerteil 21, das koaxial im oberen Brennergehäuseteil 9 liegt, ist in eine Vormischkammer 24 und eine Brennkammer 25 unterteilt. Zwischen der Umfangswand 26 dieser Kammern und der Innenwandung 27 des oberen Gehäuseteils 9 ist ein ringförmiger Mantelraum 30 gebildet, dessen Querschnitt — mit Bezug auf die Zeichnung — von links nachThe chamber part 21, which lies coaxially in the upper burner housing part 9, is in a premixing chamber 24 and a combustion chamber 25 divided. Between the peripheral wall 26 of these chambers and the inner wall 27 of the upper housing part 9, an annular jacket space 30 is formed, the cross section of which - with reference to the drawing - from left to

rechts abnimmt und durch einen nach außen verlaufenden Flanschring 31 am Ende des Kammerteils 21 stark verengt ist.decreases on the right and by an outwardly extending flange ring 31 at the end of the chamber part 21 is severely narrowed.

Zwischen den beiden Kammern 24 und 25 sowie am Ende der Brennkammer 25 ist jeweils ein ringförmiger Steg 35 bzw. 36 ausgebildet, dessen Innenfläche 37 bzw. 38 schräg nach innen geneigt ist. Auf diese Weise entsteht am Ende jeder Kammer 24, 25 ein kegelstumpfförmiger Auslaß.Between the two chambers 24 and 25 and at the end of the combustion chamber 25 there is in each case an annular one Web 35 and 36 formed, the inner surface 37 and 38 is inclined obliquely inward. on in this way a frustoconical outlet is created at the end of each chamber 24,25.

Einen ähnlich geformten Abschluß weist das Brennergehäuse 4 auf. Die Wandung des oberen Gehäuseteils 9 verengt sich stromab vom Flanschring 31 des Kammerteils 21 zu einem Ring 41 mit schräger Wandung, die mit der Auslaßöffnung 40 abschließt.The burner housing 4 has a similarly shaped termination. The wall of the upper part of the housing 9 narrows downstream of the flange ring 31 of the chamber part 21 to a ring 41 with an inclined wall, which terminates with the outlet opening 40.

Der einteilig mit dem unteren Gehäuseteil verbundene Sockel 20 weist eine seitliche Einmündung 45 für die Gaszuleitung 6 auf. Der Gaseinlaßkanal 8 wird im Sockel 20 durch ein Bogenstück 46 in die axiale Richtung des Kammerteils 21 umgelenkt und bildet dann die Brenngaszuführung. aoThe base 20, which is connected in one piece to the lower housing part, has a lateral opening 45 for the gas supply line 6. The gas inlet channel 8 is in the base 20 through an elbow 46 in the deflected axial direction of the chamber part 21 and then forms the fuel gas feed. ao

Den inneren Abschluß des Gaseinlaßkanals 8 bildet eine Düse 50, die aus einem hülsenförmigen, mittels eines Gewindes 51 in die öffnung des Gaseinlaßkanals 8 einschraubbaren Düseneinsatz 52 und einem stromauf sich kegelstumpfförmig verjüngenden, axial verschieblichen Steuerorgan (Schließkörper) 53 am Ende eines Schaftes 54 besteht, der zunächst koaxial durch den Düseneinsatz 52 sowie durch den axialen Abschnitt des Gaseinlaßkanals 8 geführt ist und anschließend mit einem Gewindeabschnitt 55 mit einem Muttergewinde 56 des Sockels 20 in Verbindung steht. An den Gewirtdeabschnitt 55 schließt sich ein Endzapfen 57 an, der durch den Flansch 2 des Gebläsegehäuses hindurch nach außen geführt ist. Der Mantel 58 des Schließkörpers 53 kommt bei geschlossener Stellung der Düse 50 an einem entsprechend geformten Sitz 59 am oberen Rand des Düseneinsatzes 52 zur Anlage.The inner closure of the gas inlet channel 8 is formed by a nozzle 50, which consists of a sleeve-shaped, nozzle insert 52 and which can be screwed into the opening of the gas inlet channel 8 by means of a thread 51 an axially displaceable control element (closing body) that tapers in the shape of a truncated cone upstream 53 at the end of a shaft 54, which is initially coaxially through the nozzle insert 52 as well is passed through the axial portion of the gas inlet channel 8 and then with a threaded portion 55 is connected to a nut thread 56 of the base 20. To the Gewirtd section 55 is followed by an end pin 57 which passes through the flange 2 of the fan housing to the outside is led. The jacket 58 of the closing body 53 arrives when the nozzle 50 is in the closed position a correspondingly shaped seat 59 on the upper edge of the nozzle insert 52 to rest.

Die Lage des Schließkörpers 53 in geschlossener Düsenstellung ist mit dem Linienzug 60 und diejenige in verhältnismäßig weit geöffneter Stellung mit dem Linienzug 61 veranschaulicht.The position of the closing body 53 in the closed nozzle position is indicated by the line 60 and that illustrated in the relatively wide open position with the line 61.

Die Vormischkammer 24 ist ringsum mit einem Kranz von schräg nach vorn weisenden Lufteinlaßkanälen (Bohrungen) 70 zur Einspeisung von Primärluft ausgestattet. Die Mittelachse jeder Bohrung 70 weist schräg nach vorn auf die Mittelachse des Kammerteils 21. Demgegenüber ist die Brennkammer 25 ringsum mit mehreren Lufteinlaßkanälen (Bohrungen) 71 versehen, die derart angelegt sind, daß die Mittelachsen der Bohrungen 71 direkt in die Feuerungskammer 16 weisen. Die Lage der Bohrungen 71 trägt wesentlich dazu bei, daß die Flamme aus der Brennkammer 25 ohne Berührung der Kammer- und Gehäusewandung in die Feuerungskammer 16 übertritt. The premixing chamber 24 is all around with a ring of obliquely forward-facing air inlet ducts (Bores) 70 equipped for the supply of primary air. The central axis of each bore 70 points obliquely forward to the central axis of the chamber part 21. In contrast, the combustion chamber 25 is all around provided with a plurality of air inlet channels (bores) 71 which are created in such a way that the Center axes of the bores 71 point directly into the combustion chamber 16. The position of the holes 71 contributes significantly to the fact that the flame from the combustion chamber 25 without touching the chamber and The housing wall passes into the combustion chamber 16.

Das Gebläse 1 ist mit dem Auslaßstutzen 85 außermittig an das Brennergehäuse 4 angeflanscht.The fan 1 is flanged to the burner housing 4 with the outlet connection 85 off-center.

Zur Erzielung eines guten Verbrennungswirkungsgrades ist eine Zuordnung der Durchlaßquerschnitte der Düse 50 und der Einlaßseite des Gebläses 1 dadurch herbeiführbar, daß der Schaft 54 mittels eines Kegelradgetriebes 90, 91 mit dem Zahnkranz 92 am Rande des Deckels 88 am Einlaß des Gebläses 1 gekoppelt ist.In order to achieve a good combustion efficiency, an allocation of the passage cross-sections is necessary the nozzle 50 and the inlet side of the fan 1 can be brought about in that the shaft 54 by means of a Bevel gear 90, 91 coupled to the ring gear 92 on the edge of the cover 88 at the inlet of the fan 1 is.

Die Betriebsweise des Brenners ist folgende: Nach dem Anlauf des Gebläses 1 wird über den Auslaßstutzen 85 ein Luftstrom in den unteren Brennergehäuseteil geleitet, der den Mantelraum 30 rings um den Kammerteil 21 des Mischkopfes 5 füllt und den Brenner teilweise als Primärluftstrom durch die Bohrungen 70 und 71 auf dem Wege durch die Kammern 24,25 oder als Sekundärluftstrom nach Vorbeiströmen am Flanschring 31 verläßt. Dabei ruft der Flanschring 31 einen Stau der Luftströmung im Mantelraum 30 hervor.The operation of the burner is as follows: After the fan 1 has started up, the outlet port 85 an air flow is directed into the lower burner housing part, which surrounds the jacket space 30 all around the chamber part 21 of the mixing head 5 fills and the burner partially as a primary air flow through the Bores 70 and 71 on the way through the chambers 24, 25 or as a secondary air flow Flow past the flange ring 31 leaves. In doing so, the flange ring 31 causes the air flow to jam Shell space 30 out.

Sobald das Gebläse 1 eine vorbestimmte Menge der Verbrennungsluft dem Mischkopf 5 konstant zuführt, gibt das Schaltgerät 7 die Gaszuleitung 6 frei, so daß das Gas durch den ringförmigen Auslaßquerschnitt zwischen dem Sitz 59 und dem Schließkörper 53 in die Vormischkammer 24 strömt. Dort trifft der Gasstrom im Kreuzstrom auf die durch die Bohrungen 70 einströmende primäre Verbrennungsluft, so daß sofort eine intensive Vermischung einsetzt. Der bereits vorher über die Zündelektrode 76 gezündete Zündflammenbrenner bewirkt eine Entzündung des Luft-Gas-Gemisches und damit verbunden die Ausbildung einer in die Feuerungskammer 16 gerichteten Flamme, die von der Brennkammer 25 ausgeht.As soon as the fan 1 constantly supplies a predetermined amount of the combustion air to the mixing head 5, the switching device 7 releases the gas supply line 6, so that the gas flows through the annular outlet cross-section flows into the premixing chamber 24 between the seat 59 and the closing body 53. There he meets Cross-flow gas flow to the primary combustion air flowing in through the bores 70, see above that an intensive mixing starts immediately. The one that had already been ignited via the ignition electrode 76 Pilot flame burner causes the air-gas mixture to ignite and the associated formation a flame directed into the combustion chamber 16 and emanating from the combustion chamber 25.

Der Brenner läßt sich in außerordentlich weiten Grenzen, beispielsweise zwischen 5000 und 120 000kcaI/h, ohne Abfall des Wirkungsgrades stufenlos regeln.The burner can be used within extremely wide limits, for example between 5000 and 120,000kcaI / h, steplessly regulate without a drop in efficiency.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Gas burner tubular shape with a central fuel gas supply, which is in a coaxial with an air supply for pressurized Combustion air surrounding the mixing and combustion chamber opens, in the wall of which there are several wreaths of air inlet ducts are provided and the inside one downstream of the first ring first annular web for the division of a premixing chamber and another at its outlet has annular ridge that both in the mixing and combustion chamber as well as in the Air supply protrudes and downstream of which the burner housing enclosing the air supply with an inwardly inclined in the flow direction, having an outlet opening Wall ends, characterized by the combination of the following features:

a) the fuel gas supply is provided with an axial outlet in which an upstream is arranged frustoconically tapering, axially displaceable control member (53),

b) the air inlet ducts (70,71) and the upstream inner surfaces (37,38) of the annular Bars (35, 36) are inclined inward in the direction of flow,

c) the wall (26) of the mixing and combustion chamber (24, 25) is conical in the direction of flow expanded.

2. Gas burner according to claim I, characterized in that the control member (53) means a rotatable shaft (54) is axially displaceable.