DE1814031B2 - Brennereinrichtung fuer gasfoermigen brennstoff - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennereinrichtung für gasförmigen Brennstoff mit einer zentralen Luftzuführung und einer diese koaxial umgebenden, von einem Brennerrohr umschlossenen Gaszuführung, bei der die Luftzuführung am flammenseitigen Ende rechtwinklig zur Gaszuführung ausgebildete Auslrittskanäle aufweist und das Brennerrohr stromab über das flammenseitige Ende der Luftzuführung hinausragt.

Eine derartige Brennereinrichtung ist bereits aus der ÜSA.-Patentschrift 15 88 792 bekannt. Bei dieser bekannten Brennereinrichtung wird jedoch durch die rentrale Zuführung Luft mindestens in stöchiometriichem Verhältnis zugeführt, wodurch in der vom Brennerrohr umgebenen Wirbelzone hohe Temperaturen auftreten, die widerstandsfähige, kostspielige Materialien für das Brennerrohr erforderlich machen.

Aus der deutschen Auslegeschrift 12 38 147 ist zwar '5 der Gedanke bekannt, in einem zentral in einer Lufttuführung angeordneten Zufuhrrohr für das Brenngas (Brennerrohr) eine mit Druckluft gespeiste Lanze anruordnen, an deren flammenseitigem Ende schräg nach vorn gerichtete Austrittskanäle vorgesehen sind, durch welche die Druckluft mit hoher Geschwindigkeit austritt, urn an der Innenwandung des vorderen Teils des Brennerrohres entlang zu strömen und dieses lu kühlen. Diese Art der Kühlung hat jedoch zur Folge daß die Flamme gewissermaßen weggeblasen wird und lieh erst im Abstand von der Mündung des Brennerrohres ausbildet, was jedoch zu einer instabilen Flamme führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennereinrichtung der eingangs angegebenen Art zu schaffen, bei der die Temperatur des Brennerrohres niedrig gehalten wird, aber gleichwohl eine stabile Flamme erreichbar ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Brennerrohr von einer Zuführung für ^f'⁵ Zusatzluft umgeben ist, die mit der zentralen Luftzuführung über stromauf von deren flammenseitigem Ende angeordnete Kanäle verbunden ist, und daß die zentrale Luftzuführung zusätzlich zu den an ihrem flammenseitigen Ende angeordneten Austrittskanälen weitere in die Gaszuführung führende, der Vormischung dienende Austrittskanäle aufweist, deren Größe von der Ari des Brennstoffe abhängig ist.

Der mit der Erfindung erzielbare Fortschritt besteht darin, daß einerseits in der vom Brennerrohr umschlossenen VVirbelzone eine unterstöchiometrische Verbrennung mit verhältnismäßig geringer Temperatur stattfindet, wodurch eine stabile Flamme erzielt wird, und daß andererseits das Brennerrohr von außen durch Zusatzluft gekühlt wird, welche zur vollständigen Verbrennung des Brenngases stromab von der Brennerrohrmündung dient. Durch die Anordnung der zusätzlichen Austrittskanäle kann eine für die Art des ieweiligen Brennstoffes geeignete Vormischung erzielt werden, die zur Flammenstabilisierung beiträgt.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels nähe^r erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch die Brennereinrichtung; und

Fig. 2 einen Schnitt durch den flammenseitigen Endbereich der Brennereinrichtung in größerem Maßstab.

Bei der gezeigten Brennereinrichtung für gasförmige Brennstoffe sind eine zentrale Luftzuführung 1 und ei.i Lüfteinlaß 2 vorgesehen. Um diese Luftzuführung 1 herum ist eine Gaszuführung 3 ausgebildet. Weiterhin ist ein Gaseinlaß 4 vorgesehen. Eine Vielzahl von Austrittskanälen 5, die rechtwinklig zur Gaszuführung 3 ausgerichtet sind, ist am flammenseitigen Ende der Luftzuführung 1 angeordnet. Die Gaszuführung 3 wird von einem Brennerrohr 6 begrenzt, das außerdem mit dem Ende der Luftzuführung 1 einen Hochtemperatur-Strömungsmittelumwälzbereich 7 vor diesem Ende begrenzt. Mit der Bezeichnung Hochtemperatur-Strömungsmittelumwälzbereich ist der Wirbelbereich gemeint, der durch die Pfeile in Fi g. 2 angedeutet ist. Hier wird ein auf hoher Temperatur befindliches Brenngas im Wirbel ständig gezündet, um das Ausblasen der Flamme zu verhindern. Um die Gaszuführung 3 herum ist eine Zuführung 8 für Zusatzluft ausgebildet. Ein Teil der Luft, die in die Zuführung 8 durch Kanäle 9 eingeführt wird, deren anderes Ende in die Luftzuführung 1 einmündit, dient als Zusatzluft an dem Düsenbereich 10 und kühlt gleichzeitig das Rohr 6 des Brenners, um eine Überhitzung desselben zu verhindern. In der Luftzuführung 1 angeordnete Austrittskanäle 12 können jeder Art von gasförmigem Brennstoff angepaßt werden, der zur Verfügung steht. Die Abmessung und Form der Austrittskanäle 12 kann so gewählt werden, wie es später beschrieben wird, damit sie dem besonderen gasförmigen Brennstoff am besten angepaßt sind, der verwendet werden soll.

In einem Brenner der oben beschriebenen Konstruktion wird Luft vom Lufteinlaß 2 und gasförmiger Brennstoff vom Gaseinlaß 4 zugeführt. Der gasförmige Brennstoff strömt durch die Gaszuführung 3 hindurch und verbrennt nach schneller Mischung mit Hauptluft, die rechtwinklig durch die Austrittskanäle 5 ausgestoßen wird, die am flammenseitigen Ende der Luftzuführung 1 vorgesehen sind. Auf diese Weise wird ein Hochtemperatur-Strömungsmittelum wälzbereich gebildet, wie er durch die Pfeile in Fig. 2 angedeutet ist. Auf diese Weise wird das gasförmige Gemisch ständig gezündet, und ein Ausblasen der Flamme wird

in Folge der Turbulenz zuverlässig vermieden, in der Zwischenzeit wird ein Teil der Luft \on den Kanälen 9. die stromauf von dem flammenseitigen Ende der Luftzuführung I vorgesehen sind, in die Zusatzluftzuführung 8 eingeführt und dient als Zusatzluft im Düsenbereich 10, um die Flamme zu siahiliseren und das Rohr 6 des Brenners zu kühlen. Bezüglich der Abmessung der Austrittskanäle 12 bzw. ihres gesamten Öffnungsbereiches sind die folgenden Verhältnisse beispielsweise in Bezug auf die anderen Kanäle 5, 9 für die jeweiligen gasförmigen Brennstoffe ausgewählt worden:

Austrittskanale S

Zu;>a!zluftkanale9

Auslriliskanäie 12

Stadtgas
Erdgas
Propan
Butan

:0
:0.5
:0.55
:0,6

Bei Versuchen zeigten die so konstruierten Brenner sehr gute Brennbedingungen ohne Fiammenrückschlag und ohne Ausblasen. Außerdem erforderten diese Brenner, wenn sie in einem Ofen bei 1800 C verwendet wurden, keine besondere Kühleinrichtung.

Auf Grund der oben beschriebenen Konstruktion ergibt sich eine Verbesserung der Mischung der Haupiluft mit dem gasförmigen Brennstoff durch die Einleitung von Luftstrahlen rechtwinklig zum Gasstrom, und sie schließt jede Möglichkeit des Ausblasens aus durch Hervorrufen eines Wirbeis in dem Hochtemperatur-Strömungsmittelumwälzberdch und stellt dadurch eine kontinuierliche Zündung sicher. Außerdem dient die durch die Zusatzluftzuführung 8 hindurchgeleitete Zusatzluft dazu, um sich mit den obigen Wirkungen zur Stabilisierung der Flammen und auch zur Kühlung des Brennerrohres 6 zu kombinieren. Da der Brenner auf diese Weise gegen Überhitzung geschützt ist, braucht er keine Kühleinrichtung und kann daher aus Metallen hergestellt werden, die leicht zu bearbeiten sind und groüe strukturelle Festigkeit aufweisen.

Ein weiterer Vorteil ist die Möglichkeit der Verwendung von Niederdruckgasen und -luft mit dem Brenner, da die Konstruktion des Brenners nahezu keinen Druckabfall während des Betriebes aufweist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Bnrnnereinrichtung für gasförmigen Brennstoff mit einer zentralen Luftzuführung und einer diese koaxial umgebenden, von einem Brennerrohr umschlossenen Gaszuführung, bei der die Luftzuführung am flammenseiiigen Ende rechtwinklig iur Gaszuführung ausgebildete Austrittskanäle aufweist und das Brernerrohr stromab über das flamrinenseitige Ende der Luftzuführung hinausragt, dadurch gekennzeichnet, daß das Brennerrohr (6) von einer Zuführung (8) für Zusatzluft umgeben ist, die mit der zentralen Luftzuführung (1) über stromauf von deren flammenleiiigcm Ende angeordnete Kanä'e (9) verbunden ist, und daß die zentrale Luftzuführung (1) zusätzlich zu den an ihrem flammenseitigen Hnde angeordneten Austrittskanälen (5) weitere in die Gasluführung (3) führende, der Vormischung dienende a° Austrittskanäle (12) aufweist, deren Größe von der Art des Brennstoffs abhängig ist.