DE3630059A1 - Mit fluessigbrennstoff betriebener gasbrenner - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen mit Flüssigbrennstoff be­ triebenen Gasbrenner insbesondere für Gaskocher, beste­ hend aus einem Vergasungsraum, in den wenigstens ein Zu­ strömrohr für Flüssigbrennstoff einmündet und von dem wenigsten ein Gasabströmrohr austritt, das über ein Re­ gulierorgan zu einer Düse führt, einem oberhalb der Dü­ se befindlichen Mischzylinder, an den sich ein zwischen einem Brennerdom und einer eine etwa zylindrische Man­ telfläche darbietenden Brennerkrone befindlicher Ring­ raum anschließt, einer Mehrzahl von Brenneröffnungen in einem Mantelbereich der Mantelfläche der Brennerkrone sowie bestehend aus einem Kelch, dessen Wandung in wär­ meleitender Verbindung mit dem Vergasungsraum steht und der ausgehend von einem unterhalb der Brennerkrone befind­ lichen waagerechten Bodenbereich, im weiteren radialen Verlauf zunehmend nach oben umgebogen ist und etwa in halber Höhe des von den Brenneröffnungen durchsetzten Mantelbereichs der Brennerkrone endet.

Der Einsatz von mit Flüssigbrennstoff betriebenen Gas­ brennern bietet in bestimmten Anwendungsfällen Vorteile gegenüber Gasbrennern, die gasförmigen Brennstoff benö­ tigen.

So ist eine Kocheinrichtung mit einem mit Flüssigbrenn­ stoff betriebenen Gasbrenner auch in extremer klimatischer Umgebung einsetzbar, während eine solche mit einem gas­ förmigen Brennstoff benötigenden Gasbrenner bei Tempera­ turen unter Minus 50°C (z.B. bei arktischen Expeditio­ nen oder Bergbesteigungen) nicht funktionieren würde oder bei Temperaturen über Plus 50°C, z.B. bei Wüstenexpedi­ tionen, zu gefährlich wäre.

Der Brennstoff kann außerdem in leichteren und billigeren Behältern mitgeführt werden und ist meist auch kosten­ günstiger. Daher bietet sich der Einsatz derartiger Bren­ ner auch allgemein bei langen Wanderungen, Fahrten mit Hochseesegelschiffen oder bei Expeditionen und Aufent­ halten weitab bewohnter Gegenden an.

Derartige Brenner sind seit Jahrzehnten in nahezu unver­ änderter Ausführung auf dem Markt erhältlich. Ihr Auf­ bau entspricht im wesentlichen dem aus der DE-PS 9 12 261 bekannten.

Der in dieser Druckschrift beschriebene Gasbrenner umfaßt einen flachen, ringförmigen Vergasungsraum, in den zwei von einem Steigrohr sich gabelförmig verzweigende Zu­ strömrohre für Flüssigbrennstoff münden. Von dem Verga­ sungsraum führen ein oder zwei Abströmrohre über ein Re­ gulierorgan zu einer Düse. Oberhalb der Düse befindet sich ein Mischzylinder. An diesen schließt sich ein Ring­ raum an, der zwischen einem Brennerdom und einer Brenner­ krone gebildet ist.

Die Brennerkrone besitzt eine kreiszylindrische Mantel­ fläche, in der sich eine Mehrzahl von Brenneröffnungen befindet. Unterhalb der Brennerkrone ist ein rotations­ symmetrischer und konzentrisch zur Brennerkrone angeord­ neter Kelch befestigt, der mit dem Vergasungsraum in wärmeleitender Verbindung steht. Der Kelch ist im wei­ teren radialen Verlauf zunehmend nach oben umgebogen und endet etwa in halber Höhe des von den Brenneröffnun­ gen durchsetzten Bereichs der Brennerkrone.

Im stationären Betriebszustand gelangt Flüssigbrennstoff in den Vergasungsraum, der über die Wärmerückführung der gegen den Kelch blasenden Flamme auf seinen Siedepunkt erwärmt wird und vergast. Der vergaste Brennstoff strömt nun durch das Gasabströmrohr und das Regulierorgan zu der Düse, aus der er austritt und Umgebungsluft ansaugt. Mit dieser vermischt er sich im Mischzylinder zu einem ver­ brennungsfähigen Gemisch. Dieses strömt durch den Ring­ raum zu den Brenneröffnungen und entzündet sich beim Austreten an der dort brennenden Flamme.

Zum Starten des Brenners ist in der Regel eine Vorwär­ mung des Vergasungsraums erforderlich.

Gasbrenner dieser Art bieten bei voll aufgedrehtem Regu­ lierorgan eine sehr hohe Leistung. Diese Eigenschaft ist günstig, um Kochgut schnell zu erwärmen und den hohen Wär­ mebedarf in extrem kalter Umgebung bereitzustellen. Ist der Siedepunkt des zu erwärmenden Kochgutes jedoch er­ reicht, so ist der anschließende Wärmebedarf, das Koch­ gut gerade noch am Sieden oder nur warm zu halten, ge­ ring. Es wäre wünschenswert, die Leistung des Brenners diesem verringerten Wärmebedarf anpassen zu können.

Es hat sich gezeigt, daß die bekannten Brenner nur eine unzureichende Reduzierung ihrer Leistung ermöglichen. Folglich würde das Kochgut, wenn es weiterhin der re­ duzierten aber zu hohen Brennerleistung ausgesetzt wür­ de, überkochen oder sehr schnell eindicken. Bei Druck­ kochtöpfen würde das Überdruckventil ansprechen und die im Topf befindliche geringe Wassermenge vorzeitig ver­ dampfen.

In der Praxis kann man sich in diesen Fällen damit behel­ fen, den Topf seitlich zu verschieben, so daß das Flammen­ feld nur noch einen Teil des Topfbodens erreichen kann. Dies führt aber zu einer ungleichmäßigen Erwärmung des Topfbodens mit der Folge von Wärmespannungen, die zu einem Abplatzen einer Beschichtung führen können. Wei­ terhin besteht die Gefahr, daß das Kochgut partiell an­ brennt.

Hinzu kommt bei langen Kochzeiten noch ein wesentlich höherer Brennstoffverbrauch. Dadurch kann sich der mit dieser Brennerart verbundene Vorteil des geringen Trans­ portgewichts aufgrund des geringen Brennstoffbehälterge­ wichts durch einen Mehrbedarf an Brennstoff in sein Ge­ genteil verkehren.

Darüberhinaus hat sich gezeigt, daß der Versuch, die Brennerleistung weiter zu reduzieren als vom Hersteller empfohlen und meist durch Markierungen am Regulierorgan angegeben ist, mit erheblichen Gefahren verbunden ist. In einem Übergangsbereich zwischen dem noch sicheren Betrieb und dem Erlöschen der Flamme kann es zu einem unregelmäßigen Verbrennungsvorgang kommen, der sich durch Stichflammen und Verpuffungen äußert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen mit Flüs­ sigbrennstoff betriebenen Gasbrenner der eingangs genann­ ten Art so zu verbessern, daß eine allen Anforderungen gerechtwerdende Reduzierung der Brennerleistung möglich ist und die Sicherheit beim Betrieb mit reduzierter Bren­ nerleistung erhöht wird.

Diese Aufgabe wird bei einem mit Flüssigbrennstoff be­ triebenen Gasbrenner nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die im kennzeichnenden Teil angegebenen Merkmale gelöst.

Die Erfindung nutzt die Erkenntnis aus, daß bei Reduzie­ rung der Gaszufuhr die Flammen nicht mehr waagerecht aus den Brenneröffnungen austreten, sondern eine zuneh­ mend senkrechte Komponente erfahren und gleichzeitig ihre Länge vermindern. Im Zuge dieser Richtungs- und Längenänderung kommen sie immer weniger mit den nach oben umgebogenen Wandungen des Kelches in Berührung. Dadurch nimmt die Wärmeabsorbtion des Kelches ab. Bei weiter Reduktion wird ein Zustand erreicht, in dem die dem Vergasungsraum über den Kelch zurückgeführte Wärme nicht mehr ausreicht, den Flüssigbrennstoff vollständig zu vergasen. Es wird dann auch unvergaster Brennstoff aus der Düse emittiert, der unter Bildung einer Stich­ flamme verbrennt oder verpufft. Bei weiterer Reduktion der Gaszufuhr wird schließlich kein Flüssigbrennstoff mehr vergast. Der nun flüssig austretende Brennstoff ver­ brennt mit großer (ca. 50 cm hoher) Flamme. Schließt man nun den Regler, so dauert es noch einige Sekunden bis die Flamme erlischt. Der erfindungsgemäß vorgesehene und angeordnete Wärmekollektor absorbiert nun bei zuneh­ mend senkrechter Ausrichtung der aus den Brenneröffnungen austre­ tenden Flammen eine stetig größere Wärmemenge. Diese gleicht die ab­ nehmende, vom Kelch absorbierte Wärmemenge aus. Auf diese Weise wird über den gesamten erforderlichen Leistungs­ bereich des Brenners eine ausreichende Wärmemenge bereit­ gestellt, um den Flüssigbrennstoff im Vergasungsraum zu vergasen.

Gegenüber der Leistungsreduktion, die mit einem bekannten Brenner möglich ist, erreicht die Erfindung eine weitere Drosselung auf etwa 1/5 dieser Leistung, was sich für alle vorgesehenen Anwendungsbereiche als ausreichend erwiesen hat.

Besonders hervorzuheben ist auch, daß bei der Einfachheit der erfindungsgemäßen Maßnahmen die erfindungsgemäße Wir­ kung durch keine Nachteile bei voller Brennerleistung im Vergleich zu bekannten Brennern erkauft wird. Bei voller oder mittlerer Gaszufuhr werden die Flammen nach wie vor ungehindert an das zu wärmende Gut herangeführt. Der Wär­ mekollektor steht in diesen Leistungsbereichen nicht hin­ derlich im Wege, sondern wird von der Flamme unterblasen. Obwohl bei starker Reduzierung der Gaszufuhr der Wärme­ kollektor teilweise im Flammenbereich liegt, ist dies nicht als nachteilig anzusehen, da in diesem Falle ja nur eine geringe Wärmemenge benötigt wird.

Auch die Sicherheit wird wesentlich gesteigert. Selbst bei kleinstmöglicher Einstellung arbeitet der Vergaser einwandfrei, so daß eine sichere Verbrennung mit blauer, geruchloser Flamme stattfindet. Diese kleinstmögliche Einstellung ist scharf definiert durch die Verbrennungs­ geschwindigkeit des Gases und die Ausführung des Brenners. Bei Unterschreiten dieser kleinstmöglichen Einstellung erlischt die Flamme. Danach austretender flüssiger Brenn­ stoff kann sich also nicht entzünden. Zudem ist der bei dieser Einstellung austretende Brennstoffstrom nur sehr klein. Ebenso ist ein schnelles Hochregeln von minimaler auf maximale Leistung, was bei den bekannten Brennern zu Stichflammen und Verpuffungen führt, mit dem erfin­ dungsgemäßen Brenner ohne Gefahr möglich.

Die Wirkung der erfindungsgemäßen Maßnahmen gemessen an ihrer Einfachheit ist besonders auch unter dem Gesichts­ punkt zu betrachten, daß die bekannten Brenner seit Jahr­ zehnten praktisch unverändert auf dem Markt sind und trotz der Nachteile, die sich dem Benutzer nahezu in jedem Betriebsfall offenbaren, keine wirksame Abhilfe erfahren haben.

Dabei zeigt die Erfindung, daß die bekannten Ausführun­ gen ohne grundsätzliche Änderungen mit den erfindungsge­ mäßen Merkmalen ergänzbar oder vorhandene Brenner nach­ rüstbar sind. Die Kompatibilität mit Anwendungseinrich­ tungen für die Brenner, z.B. Kocheinrichtungen, oder auch die Zerlegbarkeit der Brenner für Reinigungs- und War­ tungsarbeiten bleibt dabei voll erhalten.

Gemäß einer Weiterbildung ist der Wärmekollektor als ge­ schlossener oder segmentierter Ring ausgebildet, weist einen größeren Durchmesser als die Brennerkrone auf und ist konzentrisch zu dieser angeordnet.

Bei dieser Maßnahme ist der Wärmekollektor dem Flammen­ feld angepaßt, wodurch ein die Bemessung erleichternder vorher bestimmbarer Wärmeübergang stattfindet. Gerade bei kleinen Brennerleistungen ist so eine optimale Ab­ sorbtion der für die Vergasung des Brennstoffs in dem Vergasungsraum benötigten Wärmemenge erzielbar.

Der Vorteil des geschlossenen Ringes besteht darin, daß der gesamte Flammenkranz für die Absorbtion ausgenutzt werden kann. Bei einem segmentierten Ring, der etwas we­ niger Wärme absorbiert, steht die einfache Zerlegbarkeit des Brenners im Vordergrund. Während beim geschlossenen Ring die Brennerkrone oder der Brennerdom zunächst mit zwei Fingern einer Hand unterhalb des Ringes erfaßt, hochgehoben und dann anschließend mit der anderen Hand entfernt werden kann, läßt sich bei einem segmentierten Ring die Brennerkrone oder der Brennerdom zwischen den Ringsegmenten anfassen und mit einer Handbewegung ent­ fernen.

Bei einer praktischen Ausführung ist der Durchmesser des ringförmigen Wärmekollektors um 2 mm größer als derjeni­ ge der Brennerkrone.

Diese Ausgestaltung bietet einmal einen guten Übergangs­ bereich der absorbierten Wärmemenge zwischen dem Kelch und dem Wärmekollektor, zum anderen erleichtert er die Wartung des Brenners, indem die Brennerkrone oder der Brennerdom zum Abnehmen und Aufsetzen leicht durch den ringförmigen Wärmekollektor hindurchgeführt werden kön­ nen.

Bei einer ersten Ausführungsform ist der Wärmekollektor im Querschnitt kreisförmig. Diese Querschnittsform ist be­ sonders strömungsgünstig für die austretenden Flammen, in­ dem die Flammenkegel nach dem Umströmen des Ringes wie­ der zusammengeführt werden.

Bei einer abgewandelten Ausführungsform ist der Wärme­ kollektor im Querschnitt abgeplattet. Diese Ausgestal­ tung bietet eine besonders große Absorbtionsfläche bei geringem Querschnitt und verbessert weiter den Übergangs­ bereich der absorbierten Wärmemenge zwischen dem Kelch und dem Wärmekollektor.

Vorzugsweise ist der Wärmekollektor über Wärmeleitstege mit dem Kelch verbunden. Diese Ausgestaltung nutzt die Wärme­ leitfähigkeit eines Teils des Kelchs für die Rückführung auf den Vergasungsraum mit aus. Die Ausbildung als Stege mindert zudem den Einfluß der erfindungsgemäßen Merkmale auf den Flammenkranz bei voller und mittlerer Brenner­ leistung. Die Flammen werden nach Umströmung der Stege wieder zusammengeführt und erreichen den zu erwärmenden Gegenstand als lückenloser Flammenkranz.

Vorzugsweise weisen die Wärmeleitstege betragsmäßig die gleiche Querschnittsfläche wie der Wärmekollektor auf. Diese Maßnahmen bieten einmal die bestmögliche Werkstoff­ ausnutzung bei der Wärmeübertragung, außerdem ermöglichen sie eine einheitliche Stabilität und verhindern Wärme­ spannungen im Material, die sonst durch querschnittsbe­ dingte Wärmeleitsprünge und daraus resultierende Tempe­ ratursprünge entstehen könnten.

Bei einer praktischen Ausführungsform sind drei gleich­ mäßig über den Umfang verteilte Wärmeleitstege vorhanden. Diese Bemessung ist günstig im Hinblick auf eine mög­ lichst geringe Beeinflussung des Flammenkranzes bei vol­ ler und mittlerer Brennerleistung. Zudem erleichtert sie die Montage, da beim Aufsetzen der Stege nur eine dreistegige Auflage statisch stabil ist.

Die Montageerleichterung bietet gleichzeitig auch die Gewähr für eine spätere nach der Befestigung vorhandene Materialspannungsfreiheit. Diese Eigenschaft ist sowohl in statischer wie auch in wärmetechnischer Hinsicht wich­ tig. Treten nämlich aufgrund vorhandener Materialspannun­ gen, die sich im Betrieb des Brenners verstärken könnten, Risse auf, so leiden darunter sowohl die mechanische Sta­ bilität des Wärmekollektors als auch die notwendige Wärme­ leitfähigkeit der Verbindungen zwischen dem Wärmekollek­ tor und dem Vergasungsraum.

Vorzugsweise bestehen die Kollektoren, die Wärmeleit­ stege und der Kelch aus dem gleichen Material. Auch die­ se Maßnahme bietet günstige Voraussetzungen für eine Ma­ terialspannungsfreiheit, da keine unterschiedliche Aus­ dehnung in Folge unterschiedlicher Wärmeleitfähigkeit und unterschiedlicher Temperaturausdehnungskoeffizienten auftreten kann. Zudem werden auch Korrosionsschäden an den Verbindungsstellen vermieden, die bei unterschied­ lichen Materialien durch Potentialunterschiede in der elektrochemischen Spannungsreihe verursacht werden könnten.

Bei einer praktischen Ausführungsform ist das Material verkupfertes Messing. Dieses Material vereinigt die Vor­ teile einer günstigen Wärmeleiteigenschaft, einer leich­ ten Bearbeitbarkeit und einem guten Schutz gegen Korrosion. Das letzte Merkmal ist für die Erfindung besonders wich­ tig, da Teile der Wärmeleitstege oder des Wärmekollek­ tors im Betrieb des Brenners ständig den Flammen ausge­ setzt sind. Dieses Merkmal trägt somit dazu bei, die Le­ bensdauer dieser Teile auf dem gleichen Wert auszurichten, wie die den übrigen Bestandteilen des Brenners entspricht.

Bei einer praktischen Ausführung sind der Wärmekollektor, die Wärmeleitstege und der Kelch untereinander durch Hart­ löt- oder Schweißverbindungen verbunden. Diese Verbin­ dungsart bietet gute Stabilität und niedrige Wärmeüber­ gangswiderstände bei gleichzeitiger Sicherheit gegen Beschädigung in Folge der im Betrieb des Brenners ent­ wickelten Wärme. Diese Vorteile treffen in gleicher Wei­ se für nach der Erfindung neugefertigte Brenner wie auch für mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen nachgerüstete Brenner auf der Grundlage bekannter Ausführungen zu.

Gemäß einer Weiterbildung ist der Kollektor so weit ober­ halb des Mantelbereichs angeordnet, daß seine obere Flä­ che in der Höhe bündig mit der höchsten Erhebung der Stirnfläche der Brennerkrone abschließt. Durch diese Aus­ gestaltung wird den aus den Brenneröffnungen austreten­ den Flammen die ungehinderte Ausbreitung ermöglicht, was für einen optimalen Verbrennungsvorgang wichtig ist. Gleichzeitig wird dafür gesorgt, daß der Wärmekollektor in der heißesten Verbrennungszone des Flammenkranzes an­ geordnet ist. Dadurch wird einerseits eine optimale Wär­ meabsorbtion erreicht, zum anderen wird ein Verrußen des Wärmekollektors vermieden. Die Bemessung der Höhe ge­ währleistet zudem, daß die Bauhöhe des Brenners durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen nicht überschritten wird.

Gemäß einer Weiterbildung sind im Bodenbereich des Kelchs über den Umfang verteilt Öffnungen angeordnet. Zwar sind auch bei bekannten Brennern vereinzelt im Kranz Öffnun­ gen vorgesehen, deren Zweck besteht aber darin, in Folge der aufgezeigten Nachteile übergelaufene Flüssigkeit aus dem Kelchboden abzuleiten.

Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Weiterbildung steht jedoch im Zusammenhang mit dem Betrieb bei reduzierter Brennerleistung, und zwar verbessern die Öffnungen die Luftzufuhr im unteren Leistungsbereich. Im Gegensatz zu einer Luftzufuhr über den Kelchrand, der leicht zu Ver­ wirbelungen und damit zu einem Flackern der Flammen füh­ ren kann, bietet diese Maßnahme eine wirbelfreie Luft­ zufuhr mit der Folge eines besseren, ruhigeren Verbren­ nungsvorganges.

Vorzugsweise umfaßt das Regulierorgan einen Regelstift mit extrem kleinem Spitzwinkel. Dieses Merkmal gestattet eine exakte Dosierung der Gaszuführung. Dadurch wird ge­ rade im kleinen Leistungsbereich der mit der Erfindung erzielte Komfort verbessert. Zudem trägt diese Maßnahme dazu bei, die Sicherheit weiter zu erhöhen, da wegen der guten Dosierbarkeit versehentliche Fehleinstellungen sel­ tener werden.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den An­ sprüchen, der weiteren Beschreibung und der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht auf einem Brenner nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Dar­ stellung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 ein Blockschaltbild zur Erläu­ terung der Wirkungsweise der Erfindung, und

Fig. 4 Kennlinien zur Erläuterung der Wirkungsweise der Erfindung.

In Fig. 1 ist ein mit Flüssigbrennstoff betriebener Gas­ brenner für Gaskocher dargestellt. Er besteht aus einem Vergasungsraum 10, in den zwei von einem nicht darge­ stellten Steigrohr sich gabelförmig verzweigende Zuström­ rohre 12 für Flüssigbrennstoff münden. Aus Gründen der Übersichtlichkeit der Zeichnung ist bei dem linken Zu­ strömrohr 12 im oberen Bereich die rechte Wand nicht eingezeichnet.

Unterhalb der Zuströmrohre 12 befinden sich Schlüssel­ flächen 14 sowie ein Gewindeansatz 16, mittels dem der Gasbrenner mit dem Steigrohr verbindbar ist.

Von dem Vergasungsraum 10 führt ein Gasabströmrohr 18 über ein Regulierorgan 20 zu einer Düse 22. Von dem Re­ gulierorgan 20 ist nur die seitliche herausgeführte Spin­ del 24 sichtbar. Das dem Abströmrohr gegenüberliegende Teil ist als Blindrohr 26 ausgebildet und dient ledig­ lich der mechanischen Stabilität. Oberhalb der Düse be­ findet sich ein Mischzylinder 28, der von einem Brenner­ dom 30 umgeben ist. Der Mischzylinder 28 und der Brenner­ dom 30 wiederum sind von einer Brennerkrone 32 überdeckt. Zwischen dem Brennerdom 30 und der Brennerkrone 32 ist ein Ringraum gebildet, der sich bezüglich des durch den Mischzylinder strömenden Gases an den Mischzylinder an­ schließt. Die Brennerkrone 32 bietet eine zylindrische Mantelfläche dar, die in einem Mantelbereich 34 von ei­ ner Vielzahl von Brenneröffnungen 36 durchsetzt ist. Eine Stirnfläche 38 der Brennerkrone 32 ist ballig ausge­ bildet. Der Brennerdom 30 und die Brennerkrone 32 liegen mit ihren Stirnflächen auf einem Bodenbereich 40 eines Kelches 42 auf. Der Kelch 42 steht mit dem Vergasungs­ raum 10 in wärmeleitender Verbindung. Ausgehend von dem waagerechten Bodenbereich 40 ist er im weiteren Verlauf nach oben umgebogen und endet etwa in halber Höhe des Mantelbereichs 34 der Brennerkrone 32.

Oberhalb des Mantelbereichs 34 und in einem geringen ra­ dialen Abstand davon befindet sich ein Wärmekollektor 44. Der Wärmekollektor 44 ist wärmeleitend mit dem Vergasungs­ raum 10 verbunden, und zwar durch Wärmeleitstege 46, die auf dem Kelch 42 befestigt sind, und dem Kelch 42 selbst. Der Wärmekollektor 44 ist als geschlossener Ring ausge­ bildet und weist, wie insbesondere aus Fig. 2 hervorgeht, einen größeren Durchmesser als die Brennerkrone 32 auf. Der Durchmesser ist um 2 mm größer als der der Brenner­ krone 32. Der Wärmekollektor 44 wie auch die Wärmeleit­ stege 46 sind im Querschnitt kreisförmig und auch be­ tragsmäßig einander gleich. Wie Fig. 2 zeigt, sind drei Wärmeleitstege 46 vorhanden, die gleichmäßig über den Umfang verteilt sind. Der Wärmekollektor 44, die Wärme­ leitstege 46 und der Kelch 42 bestehen alle aus dem glei­ chen Material, und zwar aus verkupfertem Messing. Sie sind untereinander durch Hartlötverbindungen verbunden.

Als Flüssigbrennstoff für den Betrieb des Gasbrenners kommt insbesondere Petroleum in Frage. Dieser Brennstoff ist verhältnismäßig sicher, da er in normaler Umgebung nicht explosiv und relativ schwer entzündbar ist.

Um den Brenner in Betrieb zu setzen, wird er zunächst mittels seines Gewindeansatzes 16 auf ein Steigrohr ge­ schraubt, das seinerseits Verbindung mit einem Brenn­ stoffvorratsgefäß hat. Der Brennstoff im Brennstoffvor­ ratsgefäß wird dann unter Druck gesetzt, so daß er durch das Steigrohr und die Zuströmrohre 12 in den Vergasungs­ raum 10 gelangt. Sodann wird der Vergasungsraum 10 mit­ tels einer externen Wärmequelle vorgewärmt, bis die Ver­ gasungstemperatur des Brennstoffs erreicht ist.

Wird nun das Regulierorgan 20 geöffnet, so kann vergas­ ter Brennstoff durch das Gasabströmrohr 18 und das Re­ gulierorgang 20 zur Düse 22 gelangen.

Während das Gas mit hoher Geschwindigkeit aus der Düse 22 ausströmt, saugt es Umgebungsluft an, mit der es sich im Mischzylinder 28 vermischt. Das verbrennungsfähige Ge­ misch strömt nach Verlassen des Mischzylinders 28 radial in einen Ringraum, der zwischen dem Brennerdom 30 und der Brennerkrone 32 gebildet ist. Von da aus gelangt das verbrennungsfähige Gemisch zu Brenneröffnungen 36, mit denen ein Mantelbereich 34 der Mantelfläche der Bren­ nerkrone 32 durchsetzt ist. Das Gas kann nunmehr entzün­ det werden und verbrennt mit bläulicher Flamme.

Bei weit aufgedrehtem Regulierorgan 20 ist die Expan­ sion des verbrennungsfähigen Gemisches so stark, daß die Flammen im wesentlichen waagerecht aus den Brenner­ öffnungen 36 austreten. Aufgrund ihrer ebenfalls großen Längenausdehnung erreichen die aus den Brenneröffnungen 36 im unteren Mantelbereich 34 austretenden Flammen die Wandung des Kelchs 42 und werden von dieser nach oben umgelenkt. Dabei geben sie einen Teil ihrer Wärme durch Konvektion an den Kelch 42 ab. Der Kelch 42 führt die ab­ sorbierte Wärme an den Vergasungsraum 10 zurück. Aufgrund dieser Wirkungsweise unterhält sich die Vergasung im Vergasungsraum 10 ohne Fremderwärmung selbst.

Wird die Gaszufuhr durch Betätigen des Regulierorgans ver­ mindert, so verringert sich einmal die Länge der Flammen, zum anderen erfährt ihre Ausrichtung eine zunehmend verti­ kale Komponente. Diese Erscheinung wird durch das Be­ streben der heißen Verbrennungsgase hervorgerufen, nach oben zu steigen und überwiegt die den Flammen durch Ex­ pansion des aus den Brenneröffnungen 36 austretenden brennbaren Gases aufgeprägte Komponente.

Während die Konvektion der Wärme auf den Kelch abnimmt, nimmt sie durch immer engeren Kontakt der aus den obe­ ren Brenneröffnungen 36 austretenden Flammen mit dem Wärmekollektor 44 zu. Etwa in demselben Maße wie die Wärmeabsorbtion des Kelches 42 abnimmt, nimmt die Wärme­ absorbtion des Wärmekollektors 44 zu. Die absorbierte Wärme gelangt über den Ring des Wärmekollektors 44 zu den Wärmeleitstegen 46, von dort weiter zum Kelch 42 und über diesen schließlich zum Vergasungsraum 10. Die Summe der vom Kelch und vom Wärmekollektor absorbieten Wärmemenge ist über die gesamte Leistungsbandbreite des Gasbrenners so bemessen, daß die für eine sichere Ver­ gasung des Flüssigbrennstoffs erforderliche Wärmemenge dem Vergasungsraum 10 bereitgestellt wird.

Zur Veranschaulichung der Wirkungsweise der Erfindung dient das in Fig. 3 dargestellte Blockschaltbild. Die unteren Bestandteile symbolisieren einen Brennstoffvor­ ratsbehälter 48, den Vergasungsraum 10, das Regulieror­ gan 20 und die Brenneröffnungen 36, aus denen eine Flamme 50 austritt. Von der Flamme 50 wird durch den Kelch 42 und den Wärmekollektor 44 Wärme absorbiert, und nach be­ stimmten von der Gaszufuhr abhängigen Funktionen, die durch Funktionsblöcke 52 und 54 dargestellt sind, über eine Summationsstelle 56 dem Vergasungsraum 10 zugeführt.

Die Anordnung arbeitet im Sinne einer Mitkopplung, d.h., je mehr Wärme von dem Kelch 42 oder dem Wärmekollektor 44 absorbiert wird, desto besser erfolgt die Vergasung. Durch das Regulierorgan 20 mit begrenzender Wirkung wird jedoch verhindert, daß die Verbrennung sich immer mehr aufschaukeln kann.

Die Charakteristika der Funktionsblöcke 52 und 54 sind in Fig. 4 dargestellt. Die Darstellung zeigt die absor­ bierte Wärmemenge Q als Funktion der Brennerleistung P. Die Charakteristik des Kelchs 42 zeigt eine große Wärme­ absorbtion bei hoher Brennerleistung und eine geringe bei geringer Brennerleistung. Die Charakteristik des Wärmekollektors 44 verläuft in genau entgegengesetzter Tendenz. Bildet man die Summe aus den Kurven 52 und 54, was im Blockschaltbild nach Fig. 3 durch die Summations­ stelle 56 erfolgt, so ergibt sich eine über den gesamten Leistungsbereich P etwa gleichmäßige Wärmerückführung Q.

Claims (14)

1. Mit Flüssigbrennstoff betriebener Gasbrenner, insbesondere für Gaskocher, bestehend aus einem Verga­ sungraum (10), in dem wenigstens ein Zuströmrohr (12) für Flüssigbrennstoff einmündet und von dem wenigstens ein Gasabströmrohr (18) austritt, das über ein Regulier­ organ (20) zu einer Düse (22) führt, einem oberhalb der Düse (22) befindlichen Mischzylinder (28), an den sich ein zwischen einem Brennerdom (30) und einer eine etwa zylindrische Mantelfläche darbietenden Brennerkrone (32) befindlicher Ringraum anschließt, einer Mehrzahl von Brenneröffnungen (36) in einem Mantelbereich (34) der Mantelfläche der Brennerkrone (32), sowie bestehend aus einem Kelch (42), dessen Wandung in wärmeleitender Ver­ bindung mit dem Vergasungsraum (10) steht und der ausge­ hend von einem unterhalb der Brennerkrone (32) befind­ lichen waagerechten Bodenbereich (40) im weiteren radia­ len Verlauf zunehmend nach oben umgebogen ist und etwa in halber Höhe des von den Brenneröffnungen (36) durch­ setzten Mantelbereichs (34) der Brennerkrone (32) endet, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb und in einem gerin­ gen radialen Abstand von dem Mantelbereich (34) wenig­ stens ein Wärmekollektor (44) angeordnet und wärmelei­ tend mit dem Vergasungsraum (10) verbunden ist.

2. Gasbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Wärmekollektor (44) als geschlossener oder segmentierter Ring ausgebildet ist, einen größeren Durchmesser als die Brennerkrone (32) aufweist und kon­ zentrisch zu dieser angeordnet ist.

3. Gasbrenner nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Durchmesser des ringförmigen Wärme­ kollektors (44) um 2 mm größer ist als derjenige der Brennerkrone (32).

4. Gasbrenner nach einem der vorhergehenden An­ sprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärme­ kollektor (44) im Querschnitt kreisförmig ist.

5. Gasbrenner nach einem der vorhergehenden An­ sprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärme­ kollektor (44) im Querschnitt abgeplattet ist.

6. Gasbrenner nach einem der vorhergehenden An­ sprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärme­ kollektor (44) über Wärmeleitstege (46) mit dem Kelch (42) verbunden ist.

7. Gasbrenner nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Wärmeleitstege (46) betragsmäßig die gleiche Querschnittsfläche wie der Wärmekollektor (44) darbieten.

8. Gasbrenner nach Anspruch 6 oder 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß drei gleichmäßig über den Umfang ver­ teilte Wärmeleitstege (46) vorhanden sind.

9. Gasbrenner nach einem der vorhergehenden An­ sprüche 6-8, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärme­ kollektor (44), die Wärmeleitstege (46) und der Kelch (42) aus dem gleichen Material bestehen.

10. Gasbrenner nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Material verkupfertes Messing ist.

11. Gasbrenner nach einem der vorhergehenden An­ sprüche 6-10, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärme­ kollektor (44), die Wärmeleitstege (46) und der Kelch (42) untereinander durch Hartlöt- oder Schweißverbindun­ gen verbunden sind.

12. Gasbrenner nach einem der vorhergehenden An­ sprüche 6-11, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärme­ kollektor (44) soweit oberhalb des Mantelbereichs (34) angeordnet ist, daß seine obere Fläche in der Höhe bündig mit der höchsten Erhebung der Stirnfläche (38) der Bren­ nerkrone (32) abschließt.

13. Gasbrenner nach einem der vorhergehenden An­ sprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß im Bodenbe­ reich (40) des Kelchs (42) über den Umfang verteilt Öff­ nungen angeordnet sind.

14. Gasbrenner nach einem der vorhergehenden An­ sprüche 1-13, dadurch gekennzeichnet, daß das Regulier­ organ (20) einen Regelstift mit sehr kleinem Spitzwinkel umfaßt.