DE3141960A1 - Gasbrenner - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gasbrenner mit Vormischung des Gas-Luft-Gemisches in einer Mischkammer und die Verwendung des Gasbrenners zur Erzeugung von Heissluft, insbesondere für Trocknungsanlagen und Heizzwecke.

In der Technik sind verschiedene Gasbrenner bekannt. Bei dem einen wird das Gas mit der Luft kurz vor oder in der Flammenzone gemischt, bei der anderen Kategorie erfolgt die Vermischung von Gas und Luft früher, und an der Brennerdüse tritt bereits ein zündfähiges Gemisch aus.

Für industrielle Zwecke finden nur Brenner mit Vormischung Verwendung, weil diese höhere Flamment^pmperaturen erzeugen können. Ueblicherweise wird mit einer Düse Gas in ein Rohr eingeblasen. Die dabei erzeugte Strömung zieht durch gross dimensionierte Oc*ff mangen im Rohr Luft nach, welche sich mit dem Gas vermischt und am Rohrende entzündet werden kann.

Bei anderen Ausführungsformen von Brennern wird das Gas und die Luft durch zwei, sich am Ort der Flamme treffende Rohre zusammengeführt.

Die bekannten Brenner weisen den Nachteil auf, dass sie zur Erzeugung von Heissluft nicht geeignet sind, insbesondere wenn zeitweise nur mit Teillast, d.h.. reduzierter Wärmeabgabe gearbeitet werden muss.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Nachteile der bekannten Vorrichtungen zu beseitigen und einen Gasbrenner zu schaffen, der in allen Lastbereichen eine vollständige Verbrennung und damit einen hohen Wirkungsgrad erreicht.

Eine weitere Aufgabe besteht darin, den Gasbrenner unmittelbar zur Erzeugung von Heißluft für Heiz- und Trocknungszwecke einzusetzen.

Erfindungsgemäß werden die gestellten Aufgaben durch die Ansprüche 1 und 8 gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 7 und 9.

Anhand eines illustrierten Ausführungsbeispieles wird die Erfindung näher beschrieben; es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Gasbrenner,

Fig. 2 eine Anordnung des Brenners zur Erzeugung von Heißluft,

Fig. 3 eine Anordnung von mehreren Brennern in einem Heißlufterzeuger für eine Trocknungsstrecke im Längsschnitt.

In Fig. 1 werden durch die Öffnungen 1 und 2 Gas bzw. Luft in einem für eine vollständige Verbrennung geeig^ neten Verhältnis in eine Mischkammer 3 eingeblasen und dort miteinander vermischt. Durch mindestens eine Verbindungsleitung 4 strömt das Gas-Luft-Gemisch weiter zu einer zweiten Misch- und Beruhigungskammer 5 und erfährt dort eine zusätzliche intensive Vermischung. Über mindestens eine Leitung 6, die tangential in eine Bohrung 7 einmündet, gelangt das Gas mit z.B. einer Geschwindigkeit von 50 - 200 m/s zum Brennermund 8. Die Leitungen 4,6 weisen Querschnitte auf, welche sicherstellen, daß die Strömgeschwindigkeit unter allen Betriebsbedingungen (Voll- und Teillast und für beliebige Gemische inkl. Wasserstoff) größer als die Zündgeschwindigkeit des

Gemisches ist. Wegen des tangentialen Eintritts in die Bohrung 7 fließt das Gas-Luft-Gemisch schraubenförmig zum Brennermund 8 und verbrennt dort in einer kalottenförmigen äußerst heißen Flamme 9.

Die Verbindungsiejtung 4, die eine Blende 4' aufweisen kann, wie auch die Leitung 6, in welcher das Gemisch mit 50 - 200 m/s, vorzugsweise 80 - 150 m/s fließt, wirken als Rückschlagsicherungen bei einem allfälligen Druckabfall in der Mischkammer 3.

Dank der kurzen Flamme 9 ist der Brenner lageunempfindlichi Druckschwankungen, wie sie im industriellen Einsatz vorkommen können, werden durch die Mischkammer 3 und die Beruhigungskammer 5, die als Speicher wirken, ausgeglichen.

Druckabfälle bis auf etwa 50 % des für den Brenner ausgelegten Wertes rufen kein Auslöschen der Flamme 9 hervor, auch wenn sich diese in einem Luftstrom befindet.

Der beschriebene Brenner eignet sich daher sehr gut für die Erzeugung von Heißluft. In Fig. 2 ist eine Anordnung gezeigt, in welcher der Brenner Verwendung als Heißlufterzeuger findet.

In Fig. 2 ist ein Brenner 11 in einem Gehäuse 10 schematisch dargestellt. Durch eine öffnung 12 wird Luft zugeführt und umströmt zuerst den Brennerkörper und anschließend die Flamme 9. Durch eine Öffnung 13 wird die erhitzte Luft dem Verbraucher zugeführt.

Es können auch mehrere Brenner 11 in einem gemeinsamen Gehäuse vorgesehen werden (Fig. 3). Die erhitzte Luft kann entweder durch eine einzige oder durch eine Mehrzahl von öffnungen 15 austreten. Beispielsweise können durch die in einer Reihe angeordneten öffnungen 15 Heißluftströme an zu trocknende, an den öffnungen 15 vorbeigeführte

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Werkstücke, z.B. frisch lackierte Dosen 16, die an einer mit Magneten 17 versehenen Transportanlage 18 hängen, geleitet werden.

In der Verwendung in einem Heißlufterzeuger wird durch die zugeführte Luft das Brennergehäuse laufend gekühlt, d.h. der Brenner 11 bleibt kalt und benötigt keine Isolation. Die einströmende Luft ist somit bereits vorgewärmt, wenn sie die Flamme 9 erreicht. Die gesamte im Brenner 11 erzeugte Wärmemenge wird an die Luft abgegeben und steht für den gewünschten Verwendungszweck zur Verfügung. Energieeinsparungen von ca. 75 % sind gegenüber Konvektorheizungen möglich.

Es ist auch möglich, die in der oben beschriebenen Anordnung erzeugte Heißluft für beliebige andere Zwecke, z.B. Heizen großer Räume, zu verwenden, weiter auch zum Biegen und Glätten von Kunststoffen u.a..

Der erfindungsgemäße Brenner wie auch seine Verwendung als Heißlufterzeuger weist gegenüber der bekannten Vorrichtung wesentliche Vorteile auf.

Der Brenner 11 weist einen äußerst einfachen Aufbau auf und ist preisgünstig bei der Herstellung. Eine Isolation des Brennergehäuses entfällt.

Der Brenner 11 erfordert keine Wartung, da weder bewegliche Teile noch schmutzempfindliche Rückschlaggitter oder Düsen vorliegen.

Die Vereinigung des Gases mit der Luft kann an einer zen- · tralen Stelle außerhalb des oder der Brenner erfolgen.

Da strömende Luft als Träger der Wärmeenergie vorliegt, kann die Energie unmittelbar und verlustlos dem Verbraucher zugeführt werden; ein Transport mittels von einer Gasflamme aufgewärmten Konvektoren entfällt.

Der Vollastbetrieb wird innerhalb Sekunden erreicht; ein Teillastbetrieb ist durch Absenken des Druckes in der Speiseleitung möglich.

Bei Verwendung des Heißlufterzeugers in Trocknungsanlagen werden die verdunstenden Flüssigkeiten, z.B. Lösungsmittel, durch den Luftstrom weggeführt.

Unter günstigen Bedingungen kann die "gebrauchte" Heißluft ganz oder teilweise vom Verbraucher wieder' in den Brenner zurückgeführt und wieder erwärmt werden.

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Claims (9)

1. Patentansprüche

   1J Gasbrenner mit Vormischung des Brenngases und der Luft in einem Mischraum, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen dem Gas-Luftmischraum (3) und einer Brennerbohrung (7) mindestens eine Beruhigungskammer (5) vorgesehen ist.
2. 2. Gasbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gas-Luftmischraum (3) durch mindestens eine Leitung (4) mit der Beruhigungskammer (5) verbunden ist, von welcher das Gemisch durch mindestens eine weitere Leitung (6) in die Brennerbohrung (7) gelangt, an deren offenen Ende (8) sich die Flamme (9) befindet.

   3U196
3. 3. Gasbrenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß der Querschnitt der Leitungen (4,6) derart bemessen ist, daß die Strömgeschwindigkeit des Gemisches größer als dessen Zündgeschwindigkeit ist.
4. 4. Gasbrenner nach Anspruch 2 oder 3,. dadurch gekennzeichnet , daß die Leitung (6) tangential in die Bohrung (7) einmündet.
5. 5. Gasbrenner nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Geschwindigkeit des Gemisches in den Leitungen (4, 6) zwischen 50 und 200 m/s, vorzugsweise 80 bis 150 m/s liegt.
6. 6. Gasbrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das Gemisch in der Bohrung (7) eine starke Verwirbelung erfährt.
7. 7. Gasbrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Beruhigungskammer (5) mit mehr als einer Bohrung (7) verbunden ist.
8. 8. Verwendung des Gasbrenners nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Erzeugung von Heißluft in einem Heißlufterzeuger, dadurch gekennzeichnet , daß der Brenner (11) in einem Gehäuse (10) angeordnet ist, durch welches die zu erwärmende Luft hindurchge— führt wird.
9. 9. Verwendung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß der Brenner (11) im Gehäuse (10) von der vorbeiströmenden Luft gekühlt und isoliert wird.