DE2724720A1

DE2724720A1 - Gasbrenner

Info

Publication number: DE2724720A1
Application number: DE19772724720
Authority: DE
Inventors: Juichi Honda; Michiaki Matsumoto; Sadao Mimori
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1976-06-04
Filing date: 1977-06-01
Publication date: 1978-04-27
Also published as: US4175919A; DE2724720C2; JPS52148839A; GB1572120A

Description

BEETZ-LAMPRECHT-BEETZ PATENTANWÄLTE

8OOO München 22 - Steinsdorfstr. 1O 9 7 ? A 7 2 G Dipi.-mg. R. Beetz sen.

TELEFON (O88) 22 72 O1 - 22 72 44 - 28 581O ·· ' « ^ ^ ^ DIpI.-Ing. K. LAMPRECHT Telex B 22 O4B -Telegramm Allpatent München Dr.-Ing. R.BEETZ Jr.

Dlpl.-Phy*. U. HEIDRICH auch R*cHtawnwmtt Dr.-Ing. W. TIMPE /< DIpI.-Ing. J. SIEGFRIED

81-26.964P(26.965H) 1. 6. 1977

HITACHI , LTD., Tokio (Japan)

Gasbrenner

Die Erfindung betrifft einen Gasbrenner mit Vormischung, der eine Verbrennung unter hoher Last und mit geringem Geräusch ermöglicht und insbesondere einen Gasbrenner zur Verwendung in Haushalts-Gasanlagen.

Bei Haushalten besteht die Forderung nach einem Gasbrenner mit Hochlast-Verbrennung, der geringes Geräusch bzw. geringen Lärm erzeugt und der aus Raumersparnisgründen kompakt ist. Ein derartiger Gasbrenner konnte jedoch bisher nicht angegeben werden.

Bei herkömmlichen Hochlast-Verbrennungs-Gasbrennern erfolgt die Verbrennung in turbulenter Form, was hohen Verbrennungslärm ergibt. Andererseits führt ein Brenner mit geringem Lärm oder Geräusch zu einer Niederlast-Verbrennung.

Herkömmliche Gasbrenner mit Niederlärm-Verbrennung bzw. mit Hochlast-Verbrennung werden anhand der Fig. 1 bzw. 2 erläutert.

8l-(A2;567-O3)-MeF 809817/0588

Fig. 1 zeigt einen Gasbrenner, in dem eine Verbrennung mit geringem Geräusch stattfindet. Dargestellt ist ein Gemischgas- bzw. Gasgemisch-Durchtritt 1 für ein Gemischgas bzw. Gasgemisch aus gasförmigem Brennstoff und Primärluft

wobei ein Ende des Durchtritts 1 mit einem Gasgemisch-Einlaß 2 in Verbindung steht und dessen anderes Ende eine Flammen-Öffnung 3 bildet.

Im Betrieb wird eine Mischung aus Primärluft und gasförmigem Brennstoff durch den Gemisch-Einlaß 2, dann durch den Geraisch-Durchtritt 1 und dann aus der Flammen-Öffnung 3 geführt, wodurch eine innere oder Innenflamme 4 laminarer Strömung und eine äußere oder Außenflamme 5 gebildet werden, die eine große Menge an H₂ und CO in der hinteren oder nachkommenden Strömung enthält. Eine Sekundärluft-Strömung 6 strömt längs des Außenumfangs der Flammen-Öffnung 3 mit einer Strömungsgeschwindigkeit von nur etwa 0,2 bis 0,3 m/s und wird dann mit der Außenflamme 5 zerstreut und gemischt. In diesem Fall liegt die Innenflamme 4 in Form einer laminaren Strömung vor, wodurch geringe oder niedrige Verbrennungsgeräusche erzeugt werden. Gas und Primärluft werden zuvor gemischt, so daß die Reaktionsgeschwindigkeit sehr groß ist, wobei der Brennstoff in der Innenflamme 4 in CO, H₂ und dergleichen zerlegt wird, weshalb dann die Größe der Innenflamme 4 verringert wird. Die Außenflamme 5* die eine große Menge von CO und H₂ enthält, wird mit Sekundärluft vermischt aufgrund von MolekUljiiffusion, so daß die Größe der Außenflamme 5 durch die Diffusionsgeschwindigkeit der Molekular- bzw. MolekUldiffusion beherrscht wird. Die Diffusionsgeschwindigkeit ist jedoch sehr niedrig und es dauert etwa 100 bis 200 ms,bis die Außenflamme 5 mit der Sekundärluft vollständig gemischt ist, so daß die Größe der Außenflamme vergrößert werden sollte. Folglich erzeugt ein Gasbrenner dieser Art einen relativ niedrigen Geräusch-

be
pegel, sitzt jedoch relativ niedrigen Verbrennungskammer-Last

809817/0588

bzw. Verbrennungskammer-Durchsatz (bzw. Beladung) in der Größenordnung von 4,19 x 10 kj/(h nr⁵) (etwa 10 kcal/(h nr⁵)).

Fig. 2 zeigt einen Gasbrenner mit Hochlast-Verbrennung. Dargestellt ist ein Gemisch-Durchtritt 1, dessen eines Ende mit einem Gasgemisch-Einlaß 2 verbunden ist und dessen anderes Ende mehrere Gasgemisch-Wirbelbleche oder -schaufeln aufweist. Ein Sekundärluft-Durchtritt 8 umgibt den Außenumfang des Gasgemisch-Durchtritts 1, wobei ein Ende des Sekundärluft-Durchtritts 8 mit einem Sekundärluft-Einlaß 9 in Verbindung steht und wobei dessen anderes Ende mit Sekundärluft-Wirbelblechen oder -schaufeln 10 nahe dem Außenumfang der Gasgemisch-Wirbelbleche oder -schaufeln 7 versehen ist.

Im Betrieb wird Primärluft und Gas-Brennstoff durch den Gasgemisch-Einlaß 2 zugeführt, dann durch den Gasgemisch-Durchtritt 1 geführt und aus den Gasgemisch-Wirbelschaufeln in Form eines Wirbels herausgeführt. Sekundärluft wird durch den Sekundärluft-^inlaß 9 zugeführt und strömt aus den Sekundärluft-Wirbelschaufein 10 in Form eines Wirbels heraus, wobei anschließend eine schnelle und kräftige Mischung der Sekundärluft und des Gemischgases bzw. Gasgemisches erfolgt. Bei einem Brenner dieser Art wird das Gasgemisch kräftig mit der Sekundärluft gemischt mit anschließender schneller Aufteilung des Brennstoffs in Hp, CO und dergleichen sowie schneller Oxidation von CO und Hp ZU COp und HpO, wodurch eine Hochlast-.Yerbrennung in der Größneordnung von 4,19 x 10⁷ kj/(hm⁵)(etwa 10⁷ kcal/ihm⁵)) erfolgt. Es erfolgt jedoch Turbulenz, wenn der Brennstoff in CO, Hp und dergleichen zerlegt wird, so daß ein hohes Verbrennungsgeräusch erzeugt wird. Dies wurde bereits theoretisch erläutert.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Gasbrenner anzugeben, der eine leise Hochlast-Verbrennung ermöglicht.

809817/0588

Gemäß der Erfindung wird ein Gasbrenner, der eine Flamme eines zuvor hergestellten oder gemischten Gasgemisches erzeugt, verwendet derart, daß eine Innenflamme in laminarer Form gebildet wird zur Verringerung des Geräuschpegels, während Sekundärluft in Form von Turbulenz einem Außenflammen-Abschnitt einer Hinter-Strömung der Innenflamme zugeführt wird, um während kurzer Zeit damit gemischt zu werden, wodurch eine Hochlast-Verbrennung möglich ist. Zur Verringerung der Größe eines Brenners wird Sekundärluft in Form einer Laminarströmung von Sekundärluft-öffnungenzugeführt und wird dann stromab der Sekundärluft-öffnungen turbulent gemacht.

Die Erfindung gibt also einen Gasbrenner mit leiser, Hochlast-Verbrennung an, der eine Flamme eines zuvor hergestellten oder gemischten Gasgemisches erzeugt. In diesem Brenner wird eine Innenflamme laminarer Strömung erzeugt und wird dann Sekundärluft turbulenter Strömung an einem Außenflammen-Abschnitt einer nacheilenden oder Hinter-Strömung der Innenflamme von Sekundärluft-Öffnungen zugeführt. Die Innenflamme ist in Form einer laminaren Flamme vorgesehen und Sekundärluft wird daher am Außenflammen-Abschnitt der Innenflamme so zugeführt, daß Verbrennung mit niedrigem Geräuschpegel stattfindet. Weiter kann, da die Sekundärluft in Form einer turbulenten Strömung zugeführt ist, die Sekundärluft mit der Außenflamme schnell vermischt werden, wodurch eine Hochlast-Verbrennung bzw. ein Hochlast-Brennen möglich ist. Weiter kann, wenn Sekundärluft von Sekundärluft-Öffnungen in Form einer laminaren Strömung mit relativ hoher Strömungsgeschwindigkeit zugeführt wird und dann stromab der Sekundärluft-Öffnungen turbulent gemacht wird, die

809817/0588

- Sr -

Größe eines Brenners herabgesetzt werden, wodurch sich ein vereinfachter Aufbau ergibt.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten AusfUhrungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig.l, 2 im Längsschnitt herkömmliche Brenner;

Fig. 5 im Längsschnitt einen Gasbrenner gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig.4 eine Ansicht zur Darstellung der Bedingung für Jet- oder Strahlströme;

Fig.5 die Beziehung zwischen der Strahlstrom-Geschwindigkeit und dem Abstand zwischen der Sekundärgasöffnung zum virtuellen Ursprung des voll entwickelten Strahls;

Fig. 6 im Längsschnitt ein Gasbrenner gemäß einem zweiten AusfUhrungsbeispiel der Erfindung;

Fig.7 in Aufsicht den Gasbrenner gemäß Fig.6;

Fig.8 im Längsschnitt einen Gasbrenner gemäß einem dritten AusfUhrungsbeispiel der Erfindung;

Fig.9 im Längsschnitt vergrößert das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8;

Fig.10 in Aufsicht das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 9; Fig.11 den Schnitt XI-XI in Fig. 9;
Fig.12 den Schnitt XII-XII in Fig. 9;

Fig.13 perspektivisch ein Innengehäuse; Fig.14 eine Darstellung der Brenn-Bedingungen; Fig.15 eine Darstellung bezüglich der verwendeten Symbole;

Fig.16 die Abhängigkeit des Abstands eines Zusammenflusses oder eines Verbindungspunkts von Strömungen und eines GeschwindigkeitsVerhältnisses;

809817/0588

Fig. 17 Abhängigkeiten der Strömungsgeschwindigkeit der Sekundärluft und des durch eine Innenflamme erzeugten Geräusches.

Die in Fig. 1 und 2 dargestellten herkömmlichen Brenner wurden bereits erläutert.

Sin Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Fig.3 erläutert. Dabei sind für die den Teilen 1 bis 9 der Fig. 1 und 2 entsprechenden Bauteile die gleichen Bezugszeichen verwendet. Der Sekundärluft-Durchtritt 8 führt von einem Sekundärluft-Einlaß 9 an einem Ende zum mit Sekundärluft-Öffnungen 11 zusammenwirkenden anderen Ende, wobei diese Sekundärluft-öffnungen 11 stromab der Flammen-Öffnungen 3 angeordnet sind. Die durch die Sekundärluft-öffnungen 11 strahlende oder strömende Sekundärluft bildet eine laminare Strömung und erzeugt eine relativ hohe Strömungsgeschwindigkeit. Darüber hinaus ist die Innenflamme so ausgebildet, daß sie laminare Strömung besitzt.

Im Betrieb wird Sekundärluft mit relativ hoher Strömungsgeschwindigkeit durch den Sekundärluft-Einlaß 9 zu einer Außenflamme 5 geführt, die eine große Menge an CO und Hp enthält und einen Hinter-Strom der Innenflamme 4 an den Flammen-Öffnungen 3 als laminare Strömung bildet . derart, daß Sekundärluft mit der Außenflamme 5 während kurzer Zeit vermischt werden kann. Dabei ist, wie bereits anhand des herkömmlichen Brenners gemäß Fig.l erläutert, ein Gemischgas oder Gasgemisch den Flammen-Öffnungen 3 zugeführt, das ein Gas ist, das durch vorheriges Mischen von Brennstoff und Primärluft entstanden ist, und zwar in Form einer laminaren Strömung derart, daß die Größe der Innenflamme 4 klein ist und geringes Verbrennungsgeräusch aufweist. Obwohl die Sekundärluft eine laminare Strömung an den Sekundärluft-Öffnungen 11, wie in Fig.4 dargestellt voraussetzt, besteht

809817/0588

eine nacheilende oder Hinter-Strömung der Sekundärluft aus einem potentiellen oder möglichen Kern 12 verringerter Geschwindigkeit, einer sich um jJin/ber indlichen, die Laminarströmung zerstreuende Schicht 13 und eine Turbulenzzone 14, die auf der nachfolgenden oder hinteren Seite des Kerns vorgesehen ist und um einen gegebenen Winkel divergiert. Ein Primärverbrennungsgas, das eine große Menge am CO und Hp von der Außenflamme 5 enthält und das um die Turbulenzzone 14 strömt, wird in einen Strahlstrom der Sekundärluft von den Sekundärluft-öffnungen 11 gezogen, um damit gemischt zu werden_yund wird andererseits gemischt mit der Außenflamme 5 in der Turbulenzzone 14 infolge von darin erzeugter Turbulenz während sehr kurzer Zeit von etwa 10 ms. Nachdem die Außenflamme 5 mit der Sekundärluft gemischt ist, werden CO und H₂ während einer kurzen Zeit von etwa 10 bis 20 ms vollständig oxidiert, wodurch eine Hochlast-Verbrennung in der Größenordnung von 4,19 χ 10^ kj/(hrrr) (etwa 10 kcal/(htrr)) möglich ist. Der erzeugte Geräuschoder Lärmpegel besitzt keinen Unterschied gegenüber dem Geräuschpegel des Brenners gemäß Fig. 1 (wobei bei dieser Betrachtung das Gebläse-Geräusch nicht berücksichtigt ist).

Auf diese Weise wird Sekundärluft in eine laminare Strömung geblasen und dann zu Turbulenzen gebracht derart, daß in Bezug auf die gleiche Strömungsgeschwindigkeit die Größe der Sekundärluft-öffnungen 11 herabgesetzt werden kann, wenn Luft als laminare Strömung anstatt als turbulente Strömung geblasen bzw. gefördert wird. Folglich kann die Größe eines Strahlstroms herabgesetzt werden mit besserer Mischung des Verbrennungsgases mit Sekundärluft. Dadurch wird die Größe des Gasbrenners insgesamt geringer.

Nun wird die Strömungsgeschwindigkeit der strömenden Sekundärluft erläutert. Fig. 5 zeigt die Beziehung zwischen

809817/0588

- Sr -

der Geschwindigkeit der Sekundärluft, die geblasen bzw. zugeführt wird und einem Abstand 1 von den Sekundärluftöffnungen 11 zu einem virtuellen Ursprung 16 des voll entwickelten Strahls, der der Ausgangspunkt der Turbulenzzone 14 ist. Bei der Darstellung gemäß Fig.5 beträgt die Breite a der Sekundärluft-öffnungen 11 2 mm. Bei einer Strömungsgeschwindigkeit der Sekundärluft beim Blasen durch die Sekundärluft-Öffnungen 11 im Bereich von 1 bis 2 m/s geht die Strömung der Sekundärluft zögernd zur Turbulenz über derart, daß der Abstand 1 zum virtuellen Ursprung 16 des voll entwickelten Strahls in großem Maße zunimmt, weshalb das Primärverbrennungsgas 15 zögernd in den Strahlstrom der Sekundärluft hineingezogen wird, was ungenügende Mischung der Sekundärluft mit der Außenflamme 5 ergibt. Wenn jedoch die Strömungsgeschwindigkeit der Sekundärluft 2 m/s überschreitet, wird der Abstand 1 herabgesetzt derart, daß das Primärverbrennungsgas 15 in Strahlströme der Sekundärluft hineingezogen werden kann, was eine kräftige Mischung der Sekundärluft mit der Außenflamme nach sich zieht. Wenn andererseits die Strömungsgeschwindigkeit der Sekundärluft 10 bis 20 m/s überschreitet, ergibt sich erwünschte Mischungper Außenflamme 5 mit Sekundärluft, obwohl der Druckverlust zunimmt,was eine Zunahme der Kapazität eines Gebläses erfordert,das zur Versorgung mit Sekundärluft getrennt vorgesehen ist. Aus diesem Grund liegt vorzugsweise die Strömungsgeschwindigkeit der Sekundärluft im Bereich von etwa 2 bis 20 m/s.

Die Fig. 6 und 7 zeigen eine Weiterbildung des erläuterten Ausführungsbeispiels. Dabei ist eine Verbrennungskammer 17 dargestellt, wobei Luft die Außenfläche der aufzuheizenden Verbrennungskammer 17 umgibt. Weiter ist dargestellt ein Gemischgas- bzw. Gasgemisch-Einlaß 18, ein Sekundärluft-Ein-

809817/0588

laß 19 und eine Hauptflammen-Öffnung 20, die in Form eines zwischen einer Flammen-Öffnungsplatte 21 und der Wand der Verbrennungskammer I7 gebildeter Schlitz definiert ist. Weiter sind Hilfsflammen-Öffnungen 22 und Sekundärluftöffnungen 23 vorgesehen, die in Form von mehreren Schlitzen ausgebildet sind, die zu den Wänden der Verbrennungskammer 17 gerichtet sind und bezüglich der Flammenrichtung länglich ausgebildet sind. Seitenplatten verschließen die Seiten eines Brenners in dessen Längsrichtung. Hauptflammen werden längs der Wände der Verbrennungskammer 17 gebildet, während Sekundärluft auf einen nachfolgenden Strömungsteil einer Flamme geblasen oder zwangsbewegt wird. Bei einem Versuch mit einer Wärmeleistung der Verbrennung von ca. I5.OOO kj/h (etwa 3.6OO kcal/h), einer Breite der Verbrennungskammer I7 von 20 mm, einer Länge von 280 mn, einer Schlitzbreite der Sekundärluftöffnungen 23 von 07 mm,einer Teilung von 5 mm und einer Sekundärluft-Strömungsgeschwindigkeit von 4,5 m/s wurde eine thermische oder Wärmelast von etwa 12,7 x 10' kj/(hnr ) (etwa 3 x 10' kcal/(hnr)) erreicht, wobei der Geräuschpegel der gleiche war wie bei einem Bunsenbrenner, wobei das Geräusch eines Gebläses zur Sekundärluft-Zufuhr nicht berücksichtigt ist.

Bei diesem AusfUhrungsbeispiel wird Sekundärluft einem Gemischgas bzw. Gasgemisch seitlich zugeführt. Ebenso kann, wie in Fig. 8 dargestellt, Sekundärluft in der gleichen Richtung wie die des Gasgemisches zugeführt werden. Beim AusfUhrungsbeispiel gemäß Fig. 8 sind Flammen-Öffnungen und Sekundärluft-öffnungen 27 angeordnet mit dazwischen angeordneten dicken Brennerwänden 25, wobei die Flammen-Öffnungen 26 und die Sekundärluft-öffnungen 27 auch in linearer Form ausgebildet sein können.

809817/0588

272A720

Die Abmessungen der jeweiligen Teile eines Brenners sind dabei: Breite der Flammen-Öffnungen 26 von 1 mm, Breite der Sekundärluft-Öffnungen 27 von 0,8 mm, Dicke der Brennerwand 25 von 2,4 mm, Strömungsgeschwindigkeit des Gemischgases bzw. Gasgemisches von 1 m/s und Strömungsgeschwindigkeit der Sekundärluft von 6 m/s.

In dieser Hinsicht ist in einer Stagnationsζone stromab der Brennerwände 25 die Dicke der Brennerwände 25 etwa 2,4 mm und es werden eine sich in Rückwärts richtung umwälzende Strömung sowie geringe Wirbel aufgrund der Wirkung der Sekundärluft hoher Strömungsgeschwindigkeit von 6 m/s erzeugt, was die Mischung einer Flamme mit Sekundärluft verbessert, wodurch stabile Flammen erzeugt werden, die sich an den stromabgelegenen Seiten der Brennerwände 25 anlegen oder anhaften. Aus dem bereits bei der Erläuterung der Fig.4 genannten Grund kann die Außenflamme mit Sekundärluft während einer kurzen Zeit von etwa 50 ms schnell gemischt werden, wodurch eine leise . Hochlast-Verbrennung ermöglicht ist (da Sekundärluft in der gleichen Richtung wie die Ausströmungsrichtung des Primär-Verbrennungsgases zugeführt wird, ergibt sich langsame Mischung).

Bei 8 Flammen-Öffnungen von 1,0 mm χ l60 mm und 9 SekundÄrluft-öffnungen 27 von 0,8 mm χ 156 mm wurde eine thermische Last von etwa 35 x 10⁶ kJ/ihm⁵) (etwa 8,3 x 10⁶kcal/ hnr)) erreicht bei einem Geräuschpegel, der der gleiche ist wie bei einem Bunsenbrenner ohne Berücksichtigung des Geräusches eines Gebläases zur Zufuhr der Sekundärluft.

Im folgenden erfolgt eine Erläuterung von Abmessungen und Geschwindigkeit bzw. deren bevorzugten Bereiche aufgrund von Versuchsergebnissen. Die Breite der Flammen-Öffnungen 26

809817/0588

beträgt vorzugsweise 0,5 bis 3 mm. Wenn die Breite der Flammen-Öffnungen 26 kleiner als 0,5 mm ist, wird ein stabiler Verbrennungsbereich herabgesetzt, da ein Grenzgeschwindigkeitsgradient zunimmt. Folglich kann diese Breite von 0,5 mm als zulässige Mindestbreite betrachtet werden. Wenn andererseits die Breite der Flammen-Öffnungen 26 größer als 3 mm ist, wird die Verbrennungslast verringert,da die Außenflamme nicht mehr mit der Sekundärluft schnell vermischt wird,so daß die Obergrenze des Bereichs von 3 mm als zulässiger Maximalwert betrachtet werden kann.

Die Wanddicke der Brennerwand 25 von 2 bis 5 mm hat sich als ausreichend herausgestellt. Bei einer Breite bzw. Dicke von weniger aus 2mm ergibt sich eine anhebende Flamme bei einem geringen Primärluftverhältnis. Deshalb kann die Dicke von 2mm als zulässige geringste Dicke angesehen werden. Wenn andererseits die Breite größer als 5 mm ist, muß die Größe eines Gasbrenners erhöht werden.

Vorzugsweise beträgt die Strömungsgeschwindigkeit der Sekundärluft etwa 2 bis 10 m/s. Die Strömungsgeschwindigkeit der Sekundärluft hängt ab von einem stabilen Verbrennungsbereich, einer Verbrennungslast und einer Kapazität eines Brenners, so daß gute Verbrennung auch bei Strörnungsgeschwindigkeita^jberhalb dieses Bereiches erreicht werden kann.

Eine ausfuhrliche Erläuterung des AusfUhrungsbeispiels gemäß Fig. 8 erfolgt anhand der Fig. 9 bis 13. Es ist dargestellt ein Innenkasten oder ein Innengehäuse 28 mit Brennerwänden 25, die in ihrem oberen Bereich Seite an Seite einander gegenüberliegen. Unter den Seite an Seite im Innenbehälter 28 angeordneten Brennerwänden 25 befindet sich

809817/0588

eine Gemischgas- bzw. Gasgemisch-Kammer 29. öffnungen 29', 30 sind an ihrer Oberseite bzw. zwei gegenüberliegenden Seitenwänden im oberen Bereich vorgesehen zum Einsetzen der Brennerwände 25 durch diese. Ein Sekundärluft-Durchtritt 31, der durch die Brennerwände 25 definiert ist, steht in seitlicher Verbindung mit der öffnung 30. Die Brennerwände 25 nehmen Zwischen- oder Abstandsplatten 32, 33, 34 auf, zwischen jeweils einem Wandpaar im InnengehHuse 28, die darin befestigt sind. Die Abstandsplatten definieren Gemischgas- bzw. Gasgemisch-Durchtritte 35 dazwischen. Die Abstandsplatte 33 definiert den Sekundärluft -Durchtritt 31 sowie eine Gemischgas-Kammer 29 auf der anderen Seite. Das Innengehäuse 28 dieser Anordnung ist injpinem Außengehäuse 36 angeordnet, um dazwischen eine Sekundärluft-Kammer 4o zu bilden. Die Sekundärluft wird in den Sekundärluft-Durchtritt 31 von dessen Seite zugeführt.

Das wesentliche Merkmal dieses Brenners liegt darin, daß_/ wie in Fig. 14 dargestellt, Sekundärluft-Schlitze 27 an den entgegengesetzten Seiten der Flammen-Schlitze 26 angeordnet sind, wobei dazwischen die Brennerwände 25 angeordnet sind. Geräusch wird infolge von Turbulenz in der Innenflamme 37 erzeugt. Folglich ist es vorteilhaft,daß die Innenflamme 37 in einem Stagnationsbereich gebildet ist, der zwischen den beiden diffundierenden laminaijströmenden Schichten 13 des Strahlstroms der Sekundärluft definiert ist, in dem geringe Turbulenz stattfindet,und daß die Außenflamme 38 in einer Turbulenzzone 14 gebildet ist, die unter einem Winkel«C divergiert.

809817/0588

272A720

Wie in Fig.15 dargestellt, nähern sich zwei Strahlströme außerhalb von drei zweidimensionalen Strahlströmen aneinander an stromab davon. Wenn der Verbindungs- oder Zusammenfluß-Abstand der beiden Strahlströme zunimmt, kann eine Interferenz einer Turbulenzzone mit der Innenflamme 37 verhindert werden. Der Zusammenfluß-Abstand X ändert sich mit der Blas- bzw. Strömungsgeschwindigkeit von äußeren Strahlströmen bezüglich einer Geschwindigkeit eines mittleren Strahlstroms, wie in Fig. 16 dargestellt. In Fig. 15 sind angegeben die Strömungsgeschwindigkeit V„ des Gemischgases bzw. Gasgemisches und die Sirömungsge-

schwindigkeit V. der Sekundärluft, die Breite aer Gemischgas bzw. -Beladungs bzw. Flammen-Schlitze die Breite β der Sekundärluft-Schlitze, die Breite B der Brenserwände, der Abstand D zwischen Strahlströmen und der Abstand L des stromabseitigen Endes der Brennerwand vom stro abseitigen Ende der Seitenwand 39 beim äußeren Strahlstrom. Bei praktischen Anwendungen liegt die Strömungsgeschwindigkeit V im Bereich von 2,4 bis 7 m/s.

Wie in Fig. 16 dargestellt, ist, wenn V„/V. kleiner als etwa 0,6 ist, der Zusammenfluß-Abstand X gleich oder größer

dem Mischabstand X/D zweier Strahlströme (Vw/V. = 0). Strahlströme an den beiden Seiten erzeugen vorherrschende Bereiche und ein maximaler Zusammenfluß-Abstand kann erhalten werden.

Wenn Vm/V_a im Bereich von 0,6 und 1,2 liegt, wird der Zusammenfluß-Abstand stark verringert aufgrund der Wirkung eines zentralen oder mittigen Stroms, der die beiden seitlichen Strahlströme zieht bzw. mitreißt.

809817/0588

Die Beispiele B und C gemäß Fig. 16 unterscheiden sich durch verschiedene Längen der Seitenwand 39. Dargestellt ist durch Strichlinien die Kurve Δ X/D die durch Herleiten d es Zusammenfluß-Abstands X/D für L=O von einem Zusammenfluß-Abstand X/D für L = 6 mm erhalten ist. Wenn die Seitenwände 39 so bestimmt sind, daß sie von den Flammen-Schlitzen wegragen, kann der Zusammenfluß-Abstand erhöht werden. Bei dem Brenner gemäß Fig. 8, bei dem mehrere Brennereinheiten der genannten Ausführung seitlich aneinander_/olgend angeordnet sind, kann der Zusammenfluß-Abstand für die innen angrenzenden Strahlströme erhöht werden, wenn die äußeren Strahlströme zusammengezogen sind, im Vergleich zum Zusammenfluß-Abstand gemäß den Fig.l6A, B,während der Zusammenfluß-Abstand für die äußersten Strahlströme erhöht werden kann, durch Vorsehen der Seitenwände, die^wie in Fig. 8 dargestellt, vorspringen.

Fig. 17 zeigt die Versuchsergebnisse bezüglich der Lärmerzeugungsgrenze der Innenflamme bei verschiedenen Sekundärluft-Strömungsgeschwindigkeiten. Als Gas wurde CHh verwendet bei einem bestimmten Primärluft-Verhältnis N. Bei einer Sekundärluft-Strömungsgeschwindigkeit von mindestens 3 bis 5 m/s kann die Lärm- oder Geräuscherzeugung verhindert werden unabhängig von der Höhe (0 bis 30 mm) einer Innenflamme. Andererseits kann, wenn die Sekundärluft-Strömungsgeschwindigkeit mindestens 5 m/s beträgt, die Erzeugung von Geräusch verhindert werden insoweit die Höhe einer Innenflamme im Bereich des 0,6 - bis 0,48 - fachen des Zusammenfluß-Abstands ist.

Bei den erläuterten Beispielen wurde die Sekundärluft in Form einer laminaren Strömung von Sekundärluft-Öffnungen zugeführt. Jedoch kann die Sekundärluft durch mechanische.

809817/0588

272A720

Einrichtungen in der Sekundärluft-Kammer 40 turbulent sein, bevor sie jeden Sekundärluft-Durchtritt Jl beim AusfUhrungsbeispiel gemäß den Fig. 9 bis 13 erreicht. Beispielsweise können Viirbelbleche oder Flügel in der Sekundärluft-Kammer 40 vorgesehen sein, um die Sekundärluft turbulent zu machen, wonach die Sekundärluft turbulent durch die Sekundärluft-Öffnungen ausgeblasen
bzw. abgegeben wird.

809817/0588

Leerseite

Claims

Ansprüche

Gasbrenner,

dadurch gekennzeichnet,

daß ein Gemisch aus gasförmigem Brennstoff und Primärluft zur Bildung einer Innenflamme laminarer Strömung zugeführt · ist, und

dad Sekundärluft turbulent einem Außenflammen-Abschnitt der hinteren Strömung der Innenflamme zugeführt .ist..
2. Gasbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärluft in Form einer laminaren Strömung mit relativ hoher Strömungsgeschwindigkeit von Sekundärluftöffnungen (11, 23, 27) zugeführt i_st.
3. Gasbrenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,daß die Strömungsgeschwindigkeit der Sekundärluft etwa 2 bis 20 m/s beträgt.
4. Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,daß die Sekundärluft seitlich bezüglich der AusströmungErichtung der Innenflamme (37 ) zugeführt ist.
5. Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,daß die Sekundärluft in der gleichen Richtung wie die Ausströmungsrichtung der Innenflamme (37) zugeführt ist.
6. Gasbrenner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet ,daß die Sekundärluft-Öffnungen (27) an den entgegengesetzten Seitenflächen von rechteckigen Flammen-Öffnungen (26) vorgesehen sind, wobei Brennerwände (25) geeigneter Breite dazwischen angeordnet sind.

809817/0588 ORlGHNAU INSPECTED
7. Gasbrenner nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,daß die Sekundärluft von den Sekundärluft-öffnungen (27) in Form einer laminaren Strömung relativ hoher Strömungsgeschwindigkeit zugeführt ist, wobei das Verhältnis der Strömungsgeschwindigkeit des Gasgemisches bzw. Gemischgases und der Strömungsgeschwindigkeit der Sekundärluft kleiner als 0,6 ist.
8. Gasbrenner nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärluft von den Sekundärluft-öffnungen in Form einer laminaren Strömung zugeführt ist, wobei die Strömungsgeschwindigkeit der Sekundärluft 2 bis 5 m/s beträgt.
9. Gasbrenner nach einem der Ansprüche 6 bis 8,dadurch gekennzeichnet,daß die Sekundärluft von den Sekundärluftöffnungen in Form einer laminaren Strömung zugeführt ist, daß die Strömungsgeschwindigkeit der Sekundärluft mindestens 5 m/s beträgt, und daß die Größe der Innenflamme (37) höchstens das 0,6-fache eines Zusammenfluß-Abstands (X) der Sekundärluft-Strömung ist.
10. Gasbrenner nach einen* der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,daß die Sekundärluft mittels mechanischer Einrichtungen turbulent gemacht ist und danach den Se*cundärluft-öffnungen (11, 23, 27) zugeführt ist.

809817/0688