DE2525303C3 - Gasbrenner - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Gasbrenner gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs. Ein solcher Gasbrenner ist aus der britischen Patentschrift 12 92 930 bekannt.

Gasbrenner dieser Art dienen z. B. zum Heizen von Gaskupolöfen, mit denen in der Hüttenindustrie Metalle geschmolzen werden, jedoch auch für andere Zwecke.

Bei der oberbegrifflich vorausgesetzten bekannten Bauart ist die Zuführung des Erdgases in Form eines kurzen und verhältnismäßig dicken Rohrstutzens ausgebildet, der von der hinteren Stirnwand des Mischergehäuses her in dieses hineinragt und dessen vorderes Ende blind verschlossen ist, wobei in der Nähe dieses vorderen Endes in der Zylinderwand mehrere Reihen von gleichmäßig auf dem Umfang verteilten Öffnungen ausgebildet sind, durch die das Erdgas radial nach außen in den Luftstrom eingeblasen wird, der den ringkanalförmigen Raum zwischen der Gaszuführung und dem Mischergehäuse durchströmt.

Als Nachteil kann sich hei dieser bekannten Konstruktion auswirken, daß das eintretende Gas vor seiner Mischung mit der Luft praktisch keine Aufheizung erfährt und deshalb bei der Mischung Gas und Luft recht unterschiedlicher Temperaturen aufeinandertreffen. Dies beeinträchtigt den Wirkungsgrad der Verbrennung. Hinzu kommt, daß die Vermischung des Erdgases mit dem Luftstrom nicht sehr intensiv ist und die «5 Verbrennung deshalb nicht in homogener Weise erfolgt. Auch dies beeinträchtigt den Wirkungsgrad der Verbrennung.

An sich ist aus der US-PS 20 04 919 ein Gasbrenner bekannt, bei dem das Ende eines die Verbrennungsluft zuführenden Rohres von einem ringkanalförmigen Brenngassammler umgeben ist, aus dem das Brenngas radial nach innen in den Luftstrom eingemischt wird, und zwar durch einfache Öffnungen sowie kürzere und längere radial nach innen weisende Stutzen, welche jeweils gleichmäßig über dem Umfang verteilt sind.

Die bei dieser Bauart erreichte gute Einmischung des Gases in den Luftstrom ist hier deshalb notwendig, weil an die Gaseinmischungsstelle sich unmittelbar der Brennraum anschließt, also keine Zwischenstrecke vorhanden ist, in der nach der Einmischung des Gases noch keine Verbrennung stattfindet und in der noch eine Homogenisierung der Mischung erwartet werden könnte. Auch hier kommt es deshalb wegen der unmittelbar an die Einmischung des Gases in den b^r> Luftstrom anschließenden Verbrennung zu ungleichförmigen Verbrennungsvorgängen, die deren Wirkungsgrad beeinträchtigen. Dieser Nachteil ist auch hier verstärkt dadurch, daß das Gas vor der Einmischung in den Luftstrom praktisch keine Aufheizung durch Wärmeaustausch mit der eventuell in heißem Zustand zugeführten Luft erfährt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Gasbrenners der oberbegrifflich vorausgesetzten Bauart, bei dem eine Steigerung des Wirkungsgrades der Verbrennung durch intensive Vermischung und Temperaturangleichung der beteiligten Gase gelingt

Zur Lösung dieser Aufgabe werden erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs genannten Merkmale vorgeschlagen.

Bei dieser erfindungsgemäßen Ausbildung kommt es zunächst durch die Wärmetauscherwirkung der Erdgaszufuhr zu einer wirksamen Aufheizung des Gases vor dessen Einmischung in den Luftstrom und sodann kommt es zu einer sehr homogenen Verteilung des Gases in der Luft aufgrund der in der an sich bekannten Weise über den Strömungsquerschnitt verteilten Einmischung in den Luftstrom, wobei sich an die Einmischungsstelle bis zum Düsenapparat noch eine Zwischenstrecke anschließt, in der die an sich schon gleichmäßige Verteilung des Gases noch eine fast völlig homogene Mischung ergeben kann.

In einem Gasbrenner der erfindungsgemäßen Ausbildung wird das Gas durch die heiße Verbrennungsluft auf bis zu 400 bis 500° C aufgeheizt Nach Austritt aus den radialen Stutzen kommt es noch innerhalb des Mischers zu einer innigen Vermischung, so daß nach Austritt des Gemischs aus dem Düsenapparat eine sehr wirksame Verbrennung mit einer Hochtemperaturflamme stattfindet, bei der keine oxydierende Wirkung der Flamme auftritt Durch die Erhöhung des Wirkungsgrades kann ein erfindungsgemäßer Gasbrenner auch mit hoher Leistung gebaut werden.

Die Erfindung wird nachfolgend durch die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigt

F i g. 1 den Längsschnitt durch einen Gasbrenner;

F i g. 2 den Schnitt gemäß Linie H-II in F i g. 1;

F i g. 3 die Stirnansicht des Brenners vom Feuerraum her.

Der Gasbrenner stellt eine Schweißkonstruktion dar, die aus dem zylinderförmigen Mischer I besteht, in dem sich eine Erdgaszuführung 2 befindet, die in Form von zwei torusförmigen, in Parallelebenen und koaxial zur Brennerachse liegenden Sammlern 3 und 4 ausgeführt ist, welche durch gleichmäßig über dem Umfang verteilte Rohre 5 untereinander verbunden sind.

Am Austrittsende des Mischers 1 befindet sich ein Düsenapparat 6. Der diesem Düsenapparat benachbarte, stromabwärts gelegene Sammler 4 ist mit radial nach innen weisenden Stutzen 7 besetzt, die Gasaustrittsöffnungen 8 aufweisen.

Der DUsenapparat 6 hat Schlitzkanäle 9 und eine Zentralbohrung 10 und ist wassergekühlt ausgeführt. Die Wasserkammer 11 zur Kühlung des Düsenapparats 6 ist durch dessen Vorder- und Rückwand 12 bzw. 13 gebildet. Das Wasser wird der Wasserkammer 11 über einen Stutzen 14 zu- und über einen Stutzen 15 abgeleitet.

Auf der anderen Stirnseite ist der Mischer 1 mit einem Deckel 16 geschlossen, der mit Schraubenbolzen 17 an dem Mischer befestigt wird.

Koaxial zum Mischer 1 ist ein Zentralrohr 18 angeordnet, das durch den Deckel 16 und Sammler 4 und 5 hindurchgeführt wird und sich an die Zentralbohrung 10 des Düsenapparats 6 anschließt. In dem

Zentralrohr 18 befindet sich ein Zünder 19 zum Zünden des Gas-Luft-Gemisches, der aus einer Mischkammer 20, der über ein Rohr 21 Gas und über ein Rohr 22 Luft zugeführt wird, und einem Rohr 25 mit Zü;:dflammendü se 24 besteht

Das Erdgas wird der Gaszuführung 2 über Stutzen 25 zugeführt, welche in den stromaufwärts gelegenen Sammler 3 münden, und die aufgeheizte Verbrennungsluft wird dem Gehäuse des Mischers 1 über einen Stutzen 26 zugeführt

Zur Beobachtung der Flammenfackel ist ein Beobachtungsfenster 27 im Deckel 16 vorgesehen.

Der Gasbrenner wird mit Schraubenbolzen 29 an der Ausmauerung des Feuerraums befestigt

Der Betrieb des beschriebenen Gasbrenners verläuft wie folgt:

Zunächst wird vorbereitend der Zünder 19, dessen Mischkammer 20 über das Rohr 22 Luft und über das Rohr 21 Gas zugeführt wird, aus dem Z-.ntralrohr 18 herausgenommen. Ober das Rohr 23 strömt das Gas-Luft-Gemisch in die Zündflammendüse 24 ein und wird an deren Austritt angezündet Wenn die Zündflamme stabil brennt, wird der Zünder 19 derart ins Zentralrohr 18 eingeführt, daß sich die Zündflamme vor den Schlitzkanälen 9 des Düsenapparats 6 befindet

Jetzt wird dem Mischer 1 über den Stutzen 26 550 bis 600" C heiße Luft und über die Gasstutzen 25 Erdgas zugeführt Bei der Durchströmung des Sammlers 3, der Rohre 5, des Sammlers 4 und der radial konvergenten Stutzen 7, die durch die Heißluft umspült werden, heizt sich das Erdgas auf und hat beim Austritt aus den öffnungen 8 der radial konvergenten Stutzen 7 eine Temperatur von 400 bis 500⁰C. Das vorgewärmte Gas wird gleichmäßig im Mischer verteilt, innig mit der Heißluft vermischt und das entstandene Gas-Luft-Gemisch verbrennt beim Austritt aus den Schlitzkanälen 9 des Düsenapparats 6 unter Bildung einer kurzen Hochtemperaturflamme.

Nach Zünden der Hauptflamme wird die Luftzufuhr in den Zünder 19 unterbrochen und das Erdgas strömt in die Hauptflsmme des Gasbrenners ein, wobei es die Leuchtkraft der Verbrennungsprodukte erhöht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Gasbrenner mit einem Mischer, dessen Gehäuse eine Zuführung für vorgewärmte Luft begrenzt und in dem gleichachsig eine Zuführung für Erdgas s endet und an dessen Austritt ein Düsenapparat angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung für Erdgas in Form von zwei in Parallelebenen befindlichen ringförmigen, zur Brennerachse koaxialen Sammlern (3,4) ausgeführt ist, die durch Rohre (5) verbunden sind, und daß der stromabwärts gelegene Sammler (4) radial nach innen verlaufende Stutzen (7) mit Gasaustrittsöffnungen (8) aufweist.

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