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Gasbrenner
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Gasbrenner gemäß
dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
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Es sind sogenannte Topfbrenner bekanntgeworden, die einen Topf in
Form eines mit seiner Längsachse senkrecht stehenden Zylinders mit an seinem Außenmantel
angeordneten Brennschlitzen besitzen, wobei sich eine Flamme am Außenmantel des
Zylinders ausbildet. Diese Brenner neigen dazu, daß die Flammen im obersten Bereich
des Außenmantels am stärksten ausgebildet sind. Infolge der dort unzulänglichen
Durchdringung der Flammenstümpfe mit Sekundärluft brennen diese Flammen mit gelben
Spitzen, was auf eine unvollständige Verbrennung hindeutet. Bestreichen solche Flammen
die Unterseite einer wärmetauschenden Fläche, unter der der Brenner angeordnet ist,
so ergibt sich ein Haften der Flamme an der Unterseite und damit eine starke CO-Bildung,
wenn nicht sogar ein Niederschlag von Ruß an dieser Fläche.
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Aus der DE-OS 3 110 301 ist ein Vormischbrenner bekanntgeworden, der
einen zylindrischen Außenkörper aufweist, der auf seinem Mantel gleichmäßig verteilte
Flammenaustrittsöffnungen aufweist.
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Der Innenraum des Zylinders ist hohl, in ihm ist ein Kegelkörper gelagert,
der seinerseits hohl ist und an seinem gesamten Umfang mit Uffnungen versehen ist,
sodaß das in seinem Innenraum von unten zugeführte Brenngas eine gleichförmige Radialbewegung
vollführt.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Brenner
für ein fluides Medium gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs zu entwickeln, der
mit einem gleichmäßigen Flammenbild verbrennt, ohne daß die Flamme an der Unterseite
einer Wärmetauscherfläche anliegt, wenn der Brenner unter einer solchen Fläche montiert
wird.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die kennzeichnenden Merkmale
des Hauptanspruchs.
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Weitere Ausgestaltungen und besonders vorteilhafte Weiterbildungen
der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche beziehungsweise gehen aus der nachfolgenden
Beschreibung hervor, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Figur
der Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt einen Brenner in einer Seitenansicht,
teilweise geschnitten.
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Bei dem in der Figur dargestellten Brenner handelt es sich entweder
um einen Gas- oder ölbrenner. Es kann sich um einen atmosphärischen Brenner wie
auch um einen Gebläsebrenner handeln, wenn er als Gebläsebrenner ausgebildet ist,
kann das Gebläse im Zuge der anströmenden Frischluft oder auch abgasseitig angeordnet
sein. Der Brenner ist eine geschweißte Blechkonstruktion und weist
einen
Zylinderkörper 1 auf, der einen Zylindermantel 2, einen untenliegenden eingesetzten
Boden 3 und einen obenliegenden eingesetzten Deckel 4 aufweist. Der Zylinderkörper
ist somit als Hohlkörper ausgestaltet und weist einen Außenmantel 5 und einen Innenmantel
6 auf, der einen zylindrischen Hohlraum 7 umschließt. Sowohl der Boden als auch
der Deckel weisen eine kreisrunde Ausnehmung 8 beziehungsweise 9 auf, die aber unterschiedlichen
Durchmesser aufweisen. Von beiden Ausnehmungen aufgenommen und getragen ist ein
im Inneren des Hohlraums 7 angeordneter Kegelstumpfkörper 10, der mit seinem Ende
mit dem kleineren Durchmesser in der Ausnehmung 8 des Bodens 3 befestigt ist. Das
Ende mit dem größeren Durchmesser ist demgemäß in der Ausnehmung 9 des Deckel 4
befestigt.
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Auch der Kegelstumpfkörper ist ein Blechhohlteil mit einem Außenmantel
11 und einem Innenmantel 12. Der Innenraum 13 des Kegelstumpfkörpers ist am oberen
und unteren Ende offen, so daß er einen kegelstumpfförmigen Luftkanal bildet, in
dem Luft in Richtung der Pfeile 14 ein- und ausströmen kann. Somit ist der eigentliche
Innenraum 7, eingeschlossen vom Innenmantel 6 des Zylinderkörpers 1 und vom Außenmantel
11 des Kegelstumpfkörpers 10 und stirnseitig begrenzt von den beiden Abdeckungen
des Deckels 3 und des Bodens 4, als Ringraum zu verstehen, dessen Querschnitt im
Bodenbereich größer als im Deckbereich
ist. Dieser Ringraum steht
mit einem Zufuhrrohr 15 pneumatisch In Verbindung. Durch dieses Zufuhrrohr 15 wird
entweder ein Gas oder ein Gas-/Luftgemisch beziehungsweise ein dl-Gas-, Ul-Dampf-Luftgemisch
zugeführt.
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Oberhalb des Deckels 4 ist ein Kegel blech 16 vorgesehen, dessen Spitze
17 nach unten gerichtet ist und in den Innenraum 13 des Kegelstumpfkörpers tief
hineinragt. Die Basis 18 des Kegels ist nach oben gerichtet und liegt parallel zu
einer höheren Ebene als die des Bodens 4. Der Kegelkörper 16 ist durch drei regelmäßig
angeordnete Stege 19 mit dem Boden 4 beziehungsweise dem obersten Rand des Mantels
2 verbunden. Die Stege können einseitige Verlängerungen des Kegelkörpers 16 bilden,
sie können auch gesonderte an den Kegelkörper 16 angeschweißte Blechstreifen sein.
Die Stege sind mit dem Mantel bezlehungsweise dem Boden 4 des Zylinderkörpers 1
verschweißt.
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Diese Verschweißung kann zusammen in einem Arbeitsgang mit dem Verschweißen
des Bodens 4 erfolgen.
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Die Längsachsen beziehungsweise Symmetrieachsen des Kegelkörpers 16,
die des Kegelstumpfkörpers 10, die des Zylinderkörpers 1 und die des Deckels 4 beziehungsweise
die des Bodens 3 fluchten miteinander. Zwischen dem Außenmantel 20 des Kegelkörpers
und dem oberen Ende des Kegelstumpfkörpers 10 entsteht eine kreisringförmige Öffnung
21, durch die die unten gemäß dem Pfeil 14 einströmende
Luft ringförmig
gemäß den Pfeilen 22 abströmen kann. Der Kegelkörper 16 dient somit als Ablenkvorrichtung.
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Die Basis 18 des Kegelkörpers besitzt einen kleineren Durchmesser
als der Zylinderkörper 1. Aus diesem Grunde kann der Außenrand der Basis 18 des
Kegelkörpers 16 nicht in den Bereich der Flammen geraten, die am Außenmantel 5 des
Zylinderkörpers 1 aufgrund von Brennschlitzen 23 gebildet werden. Diese Brennschlitze
sind in regelmäßiger Form über den gesamten Umfang des Außenmantels 2 des Zylinderkörpers
1 verteilt. Die Querschnittsfläche des Ringspalts 21 ist so bemessen, daß sie etwa
2/3 des freien Uffnungsquerschnittes am Auslaß des oberen Endes des Kegelstumpfkörpers
10 ausmacht. Der Ringspalt verhält sich mit seiner freien Größe zu der Größe des
Einlaßquerschnitts an der Unterseite des Kegelstumpfkörpers wie 1 zu 3 bis 1 zu
4.
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Im Ausführungsbeispiel der Figur ist der Innenmantel des Zylinderkörpers
zylindrisch, der Außenmantel des Kegelstumpfkörpers keglig ausgebildet, so daß sich
der freie Ringraum 7 zwischen beiden Mänteln nach oben hin verjüngt. Dies dient
dazu, den Austrittsdurchsatz an Brennstoff durch die Schlitze 23 am Außenmantel
2 des Zylinderkörpers 1 im Höhenniveau zu vergleichmäßigen. Es soll verhindert werden,
daß die Flammen im höheren Bereich
des Zylinderkörpers größer
werden als die im tieferen Bereich. Diese Maßnahme kann natürlich auch dadurch erreicht
werden, daß der Innenkörper, also der Kegelstumpfkörper 10, als Zylinder ausbildet
und dafür der Außenkörper, das heißt den Zylinderkörper 1, keglig gestaltet sind.
Dieser müßte dann einen aufrecht stehenden Kegel aufweisen, der kegelstumpfförmig
gestaltet wäre, wobei das Ende mit dem kleineren Durchmesser des Kegels oben liegen
würde. Auch dann würde sich der Ringraum 7 zwischen beiden Teilen nach oben hin
im Querschnitt verkleineren.
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Schließlich könnte noch daran gedacht werden, sowohl den Zylinderkörper
1 so keglig zu gestalten, daß sein Durchmesser nach oben hin kleiner wird, als auch
den Zylinderstumpfkörper 10 so auszuführen, daß sein Durchmesser mit tieferen Bereichen
kleiner wird, also beide Bauteile keglig auszugestalten. Durch unterschiedliche
Bemessung der Kegelwinkel könnte dann auch erreicht werden, daß der Zwischenraum
7 zwischen den beiden Bauteilen mit wachsender Höhe kleiner wird.
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Weiterhin wäre es denkbar, den Zylinderkörper 1 nicht kreisrund, sondern
zum Beispiel prismatisch auszugestalten. So könnte auch der Kegelstumpfkörper ein
Vieleck sein. Bei beiden Bauteilen können auch dann unabhängig
von
der Prismenformgebung die vorstehend erläuterten Verjüngungsgedanken zum Ansatz
kommen, so daß also entweder das Außenteil oder das Innenteil oder beide Teile pyramidenartig
ausgestaltet werden würden. Bei einer solchen Ausgestaltung ist eine Verengung des
Ringquerschnitts zwischen beiden Körpern denkbar.
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Der Brenner gemäß dem Ausführungsbeispiel weist folgende Funktionen
auf: Durch die Brennstoff- beziehungsweise Brennstoffluft-Zuführungsleitung 15 wird
ein Brennstoff oder ein Brennluftgemisch in den Ringraum 7 eingeblasen beziehungsweise
aus der Verbrennungskammer her angesaugt.
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Dieses Brennstoffluftgemisch steigt in dem Ringraum 7 nach oben und
tritt gleichmäßig über den Umfang verteilt und auch gleichmäßig in der Höhe verteilt
durch die einzelnen Brennschlitze 23 aus. Durch einen nicht dargestellten Zündbrenner
wird das Brennstoffgemisch gezündet und verbrannt, indem in jedem Fall von der Außenseite
des Außenmantels 5 des Zylinderkörpers 1 Sekundärluft zugefügt wird. Die am Außenmantel
aufsteigenden Abgase streichen in dem Bereich des Ringspaltes zwischen dem Mantel
des Zylinderkörpers 1 und der Basis 18 des Kegels 16 vorbei und saugen durch dieses
Vorbeiströmen Tertiärluft durch den Ringspalt 22 an, die von unten her gemäß
den
Pfeilen 14 nachströmt. Durch diese in dem Ringspalt 22 austretende Tertiärluft werden
die Abgase radial nach außen abgelenkt, so daß sie von einem unmittelbar oberhalb
der Basis 16 angeordneten unteren Ende eines Kesselgefäßes oder dergleichen abgelenkt
werden. Statt eines Kegelkörpers 16 könnte im übrigen auch eine Kugel, Halbkugel
oder Kugelabschnitt als Ablenkkörper verwendet werden. Schließlich wäre auch ein
Pyramidenkörper denkbar.