DE3710244A1 - Brenner, insbesondere gasbrenner, brennerrost aus solchen brennern und wasserheizer mit solchen brennern - Google Patents
Brenner, insbesondere gasbrenner, brennerrost aus solchen brennern und wasserheizer mit solchen brennernInfo
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Description
Die Erfindung betrifft Brenner, insbesondere Gasbrenner,
mit zumindest einer mit einem Brennstoff, vorzugsweise einem
Gas-Luft-Gemisch, beschickbaren, an ihrer Oberseite Brennstoff
austrittsöffnungen bildenden Brennerkammer. Im Zusammenhang
damit erstreckt sich die Erfindung auch auf Brennerroste
aus solchen Brennern sowie auf Wasserheizer mit solchen
Brennern.
Aufgabe der Erfindung ist es, einer örtlichen Überhitzung
solcher bewährter und mit gutem Wirkungsgrad arbeitender
Brenner vorzubeugen; eine solche Überhitzung führt nämlich
zur Ausbildung umweltfeindlicher Stickoxide und dgl. Schad
stoffe.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß diese Auf
gabe im Prinzip durch eine Kühlung des Brenners selbst und
des den Brennstoffaustrittsöffnungen zuströmenden Brennstoff-
Luft-Gemisches lösbar ist. Entscheidend ist allerdings
dabei, daß nicht nur der unmittelbare Bereich der Brennstoff
austrittsöffnungen, sondern auch das gesamte Brennstoff-Luft-
Gemisch vor seiner Verbrennung gekühlt wird und daß
insbesondere der Oberseite der Brennerkammer, die die
Brennstoffaustrittsöffnungen aufweist, Wärme entzogen
wird. Dadurch kann es in der Folge zu einer Verbrennung
bei niedrigeren Temperaturen und damit zu einer Verringerung
der NO x -Bildung kommen.
Aus der DE-PS 6 98 703 ist bereits ein Gas-Wasserheizer
mit einem Vormisch-Gasbrenner bekannt, dem über einen
Verteiler ein Gas-Luft-Gemisch zugeführt wird und bei dem
unterhalb dieses Verteilers eine Wasserkammer liegt, der
Kühlwasser zugeführt wird und aus der es nach der Wärme
aufnahme wieder abläuft. Für diese Kühlung kann man das
Brauchwasser des Erhitzers benutzen. Es geht bei diesem
vorbekannten Wasserheizer darum, die vom Brenner erzeugte
Wärme möglichst weitgehend auf das zu erhitzende Wasser
zu übertragen, an eine Verringerung der Temperatur im
Flammenbereich des Brenners wurde nicht gedacht und eine
derart gezielte Kühlung ist bei dem vorbekannten Brenner
auch nicht möglich, weil nur der Unterseite des Verteilers
also nur dem zuströmenden Gas-Primärluft-Gemisch, Wärme
entzogen werden kann, aber weder die Oberseite des Brenners
mit den Brennstoffaustrittsöffnungen noch die den Flammen
zuströmende Sekundärluft gekühlt wird.
Der vorliegenden Erfindung lag deshalb die spezielle
Aufgabe zugrunde, sowohl den Bereich der Brennstoffaustritts
öffnungen und damit die Flammenwurzeln als auch die den
Flammen des Brenners zuströmende Sekundärluft wirksam zu
kühlen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß
die Brennerkammer mittels zumindest einer über den Bereich
der Brennstoffaustrittsöffnungen geführten Kühlmittelleitung
gekühlt ist.
Das Wesentliche der Erfindung liegt also darin, daß
die Kühlmittelleitung so nahe an die Brennerflammen gebracht
wird, daß sie aus dem unteren Bereich der Flamme, also der
Flammenwurzel, Wärme aufzunehmen imstande ist. Weiters
kann sie gemäß der Erfindung auch so günstig in diesem
Bereich angeordnet werden, daß sie die den Flammen zu
strömende Sekundärluft zu kühlen vermag. Entscheidend für
den von der Erfindung angestrebten und erzielten Effekt
ist demnach, daß durch die Verringerung der Temperatur
im Bereich der Flammenwurzeln und gleichzeitig durch Kühlung
der den Flammen zuströmenden Sekundärluft eine wesentliche
Verminderung der Stickoxid-Bildung gelingt, ohne das
dabei eine merkliche Zunahme der Kohlenmonoxid-Bildung
eintritt. Je geringer die Kühlmitteltemperatur, umso geringer
ist die NO x -Emission. Hieraus folgt, daß die Kühlung umso
intensiver eintritt, wenn sie bei einem Wasserheizer erfolgt,
der zur Aufheizung von kaltem Wasser benutzt wird.
Beispielsweise ist der Rücklauf einer Fußbodenheizanlage
noch kühler als der Rücklauf einer Radiatorenheizung, so
daß bei ersterer auch gute Erfolge zu verzeichnen sind.
Wenn die Brennerkammer gekühlt wird, kann es sich
einerseits um eine Flammenkühlung im Sinne einer Linien
kühlung oder anderseits um eine Zentralkühlung handeln.
Die Kühlung kann einseitig sein, sie kann auch punktweise
erfolgen.
Die Strömung des zugeführten Kühlmittels, z.B. Wasser,
kann parallel oder senkrecht zur Oberseite der Brenner
kammer erfolgen, sie kann in einheitlicher Richtung
vorgesehen sein oder es kann sich um eine Hin- und Rück
anströmung der Brennerkammer handeln.
Die Brennerkammer kann durch eine Gliederung des Kühl
mittelstromes in einzelnen Leitungsabschnitten parallel
oder in Serien durchströmt werden. Die Kühlmittelleitung
kann in einer Umgehungsleitung zum Wärmetauscher oder auch
in Reihe zu einem solchen Wärmetauscher angeschlossen
werden, wobei die Kühlmittelzufuhr in Abhängigkeit von
der Leistung des Brenners oder der Qualität des Brennstoffes
regelbar ist, um eine optimale Minderung des NO x -Anfalles
zu erzielen.
Zahlreiche weitere Erfindungsmerkmale sind der besseren
Verständlichkeit wegen nachstehend an Hand der Zeichnungen
erläutert, die beispielsweise verschiedenerlei Ausführungs
formen des Erfindungsgegenstandes veranschaulichen.
Im einzelnen zeigen
Fig. 1 und 2 das Prinzip der Erfindung in je einem
schematischen Längsschnitt durch einen
rohrförmigen Brenner und
Fig. 3 bis 5 sind Querschnitte durch solche Brenner.
Fig. 6 zeigt gleichfalls im Längsschnitt eine
andere Ausführungsform des Brenners.
Fig. 7 bis 15 stellen beispielsweise Ausführungsformen
von Brennkammern mit zugehörigen Kühlmittel
leitungen in Querschnitten dar.
Fig. 16 bis 18 zeigen wieder Längsschnitte durch
diverse Varianten der Kühlmittelführung,
Fig. 19 und 20 stellen Schaltungen von Wasserheizern
mit Kühlmittelleitungen dar. Die
Fig. 21 bis 48 betreffen Längs- und Querschnitte
sowie teilweise Draufsichten erfin
dungsgemäß ausgestatteter Brenner
kammern.
Fig. 49 zeigt die Frontalansicht eines Vormisch-
Gasbrenners und die
Fig. 50 bis 55 zeigen Details der Oberseite dieses
Brenners in Querschnitten und einer
Draufsicht.
Fig. 56 ist die Draufsicht auf einen erfindungs
gemäßen Brennerrost.
Fig. 57 ist der Aufriß eines Gas-Wasserheizers
mit einem in der Draufsicht der
Fig. 58 ersichtlichen Brennerrost.
Fig. 59 und 60 stellen zwei weitere Ausführungsvarianten
von Gas-Wasserheizern in Aufrissen dar,
Fig. 61 stellt eine Variante in der Ausbildung
der Oberseite einer Brennerkammer dar
und die
Fig. 62 und 63 zeigen eine luftgekühlte Brennerkammer
bei einem Gas-Wasserheizer wiederum in
einem Aufriß.
Ein Vormisch-Gasbrenner gemäß der Fig. 1 und 2 besteht
im wesentlichen aus der Brennerkammer 1, die erfindungs
gemäß mit einer sich zumindest über einen Teil ihrer Länge
erstreckenden Kühlmittelleitung 2 ausgestattet ist.
Diese z.B. von Wasser als Kühlmittel durchströmte Kühlmittel
leitung 2 tritt gemäß der Fig. 1 und 2 in den Bereich
der einen Stirnseite der länglichen Brennkammer 1, z.B.
eines sogenannten Brennerrohres, ein und ist im Bereich
der gegenüberliegenden, mit einer Brennstoffzufuhrleitung 3
versehenen Stirnseite aus der Brennerkammer herausgeführt.
Die Kühlmittelzufuhr ist mit 4, die Kühlmittelabfuhr mit 5
bezeichnet. An ihrer Oberseite 8 weist die Wandung der
Brennerkammer Brennstoffaustrittsöffnungen 6, z.B. Schlitze,
auf, durch die das der Brennerkammer 1 zugeführte Gas-Luft-
Gemisch austreten kann, um nach der Zündung Brennerflammen 7
zu erzeugen.
Gemäß der Ausführungsform nach Fig. 1 ist die Kühlmittel
leitung 2 von der Wandung der Brennerkammer 1 allseits um
schlossen innerhalb dieser Wandung geführt, hingegen befindet
sich die Kühlmittelleitung 2 bei der Ausführungsform nach
den Wandung , wobei diese Kühlmittelleitung 2 über einen Teil
ihres Außenumfanges an der Brennerkammerwandung anliegt.
Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch diese Ausführungs
form, bei der die Brennerkammer 1 die außerhalb der Brenner
kammer geführte, anliegende Kühlmittelleitung teilweise
umschließt und dadurch einen guten wärmeleitenden Kontakt
erbringt.
Ein solcher wärmeleitender Kontakt kann gegebenenfalls noch
dadurch verbessert werden, daß man die Wandung der Brenner
kammer 1 mit der Wandung der Kühlmittelleitung 2 gemäß
Fig. 4 über eine wärmeleitende Schicht 9 verbindet.
Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform mit aus wärmeleitfähigem
Material bestehenden Abstandhaltern 10 zwischen der Innen
wandung der Brennerkammer 1 und der Außenwandung der mit
Abstand darin geführten Kühlmittelleitung 2.
In Fig. 6 sind die wesentlichsten Teile eines Vormisch-
Gasbrenners anderer Gattung dargestellt. Dieser Brenner
weist eine im wesentlichen prismatische Brennkammer 1 auf,
an deren Oberseite 8 die bereits erwähnten Brennstoffaustritts
öffnungen 6 vorgesehen sind, an denen sich die Flammen 7
bilden. Etwa in ihrer Querschnittsmitte wird diese Brenner
kammer axial vom Abschnitt einer Kühlmittelleitung 2 durch
setzt. An die Unterseite der Brennerkammer 1 ist zumindest
ein Mischkanal 11 mit einem Venturirohr angeschlossen,
dem zumindest eine Gasdüse 12 zugeordnet ist, die von der
Einmündung in den Mischkanal 11 einen Abstand 13 besitzt.
Die Gasdüse 12 bläst Gas in den ihr zugeordneten Misch
kanal 11 und dieses Gas reißt aus dem zwischen der Gasdüse
12 und dem Mischkanal bestehenden Abstand 13 Primärluft
in den Mischkanal 11 mit hinein. Gas und Luft vermischen
sich dadurch innig und gelangen als Gas-Luft-Gemisch in die
Brennerkammer 1, die dadurch in ihrem unteren Bereich als
Verteiler für dieses Gemisch wirkt. Das innig gemischte
und homogen verteilte Gas-Luft-Gemisch tritt an den vorzugs
weise schlitzförmig gestalteten Brennstoffaustrittsöffnungen
6 der Oberseite 8 der Brennerkammer 1 aus und verbrennt in
den Flammen 7.
Infolge der Wärmeleitfähigkeit der Kühlmittelleitung 2
wird durch Wärmetausch die Oberseite 8 der Brennerkammer 1
intensiv gekühlt. Das Abziehen der Wärme aus der Brenner
kammer 1 bewirkt darüber hinaus auch eine Kühlung der an den
Flanken dieser Brennerkammer 1 entlang strömenden, zu den
Brennstoffaustrittsöffnungen 6 geführten Sekundärluft.
Somit werden gleichermaßen sowohl die Wurzeln der Flammen
7 als auch die den Flammen 7 zuströmende Sekundärluft
gekühlt.
Wie die Fig. 7 bis 15 in Querschnitten durch die Brenner
kammer 1 zeigen kann die Kühlmittelleitung 2 weitestgehend
in das Gehäuse der Brennerkammer 1 integriert sein, wobei
der das Gas-Luft-Gemisch führende Raum der Brennerkammer 1
nur durch eine Wandung 14 von dem mit Kühlmittel gefüllten
Raum der Kühlmittelleitung 2 getrennt ist.
Wie die Fig. 7 bis 11 erkennen lassen, ist es bei einer
rund profilierten Brennerkammer 1 zur Begünstigung des Wärme
tausches zweckdienlich, wenn die Außenwandung der Kühlmittel
leitung 2 dem runden Querschnitt der Brennkammer angepaßt
an deren Innenwandung anliegt.
Fig. 11 zeigt, daß die Kühlmittelleitung 2 gegebenenfalls
eine innen verlaufende Brennkammer 1 umschließen kann.
Gemäß der Fig. 12 bis 15 hat das Gehäuse der Brennerkammer
quadratischen Querschnitt; es könnte auch eine rechteckige,
vorzugsweise hochkantstehende Profilierung aufweisen.
Die Trennwand 14 nach Fig. 10, die in das Gehäuse der
Brennerkammer 1 eingelötet oder eingeschweißt ist, besitzt
eine plane Ausbildung, die Trennwand 14 nach Fig. 13 ist
hingegen V-förmig profiliert und ist mit ihrem Scheitel
mit der Mitte der unteren Innenseite des Brennerkammer 1
verbunden. Die Fig. 14 und 15 zeigen, daß die Trennwand
auch rund, und zwar kreisrund, profiliert sein kann,
gegebenenfalls einen geschlossenen Kreisquerschnitt bildet
(Fig. 15). Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 13 geht
die Trennwand von den beiden oberen Ecken des Gehäuse
querschnittes aus und durch die Verbindung mit der Mitte
der unteren Innenseite des Gehäuses ergeben sich zwei
die Brennerkammer 1 flankierende Kühlmittelleitungen 2,
die infolge der großen Wärmetauschflächen zu einer besonders
intensiven Kühlung beitragen, und zwar auch zur Kühlung
der längs der Flanken des Gehäuses aufwärts zu den Flammen
7 strömenden Sekundärluft. Wie Fig. 14 zeigt, muß der
Scheitel einer U-förmig gekrümmten Trennwand 14 nicht
unbedingt mit der oberen oder unteren Innenseite des
Gehäuses verbunden sein, sondern kann auch einen Abstand
aufweisen. Gemäß Fig. 15 ist das von der Trennwand 14 gebildete
Kühlmittel-Leitungsrohr an dem Gehäuseboden angeschweißt
oder angelötet.
Die Kühlmittelleitung 2 kann im Rahmen der Erfindung
entweder, wie dies die Fig. 1, 2 und 6 zeigten, an einer
Stirnseite der Brennerkammer 1 in diese eintreten und an
der gegenüberliegenden Stirnseite austreten, es kann aber
auch - wie die Fig. 16 bis 18 in schematischen Längsschnitten
zeigen - die Kühlmittelleitung 2 an derselben Stirnseite der
Brennerkammer 1 sowohl eintreten als auch austreten.
In diesem Fall kann - gemäß Fig. 16 - die im Bereich
einer der Stirnseiten der Brennerkammer 1 eintretende
Kühlmittelleitung 2 mit zumindest einer Schleife zur
selben Stirnseite rückgeführt sein, es ist aber - gemäß
Fig. 17 und 18 - auch möglich, die im Bereich einer der
beiden Stirnseiten eintretende Kühlmittelleitung 2 gegen
die geschlossene Stirnseite eines sie ummantelnden Sackrohres
15 zu richten, das das Kühlmittel im Gegenstrom zur selben
Stirnseite der Brennerkammer 1 rückführt. Fig. 18 zeigt
beispielsweise, daß sich ein solches Sackrohr 15 allenfalls
in einer koaxialen Ausnehmung der Brennerkammer 1 unter
bringen läßt.
Im folgenden sind weitere praktische Ausführungsformen
des Erfindungsgegenstandes erläutert.
So weist gemäß Fig. 19 ein Umlaufwasserheizer einen Wärme
tauscher 16 auf, der an eine Rücklaufleitung 17 und an eine
Vorlaufleitung 18 einer Wasserheizungsanlage angeschlossen
ist, die eine Umwälzpumpe 19 enthält, Der Wärmetauscher 16
wird von einem Brenner beheizt, dessen Brennerkammer 1 Gas
unter Beimengung von Primärluft, also ein vorgefertigtes
Gas-Luft-Gemisch, über eine Brennstoffzufuhrleitung 3 zuge
führt wird. Diese Brennerkammer 1 ist wieder an ihrer Ober
seite 8 mit Brennstoffaustrittsöffnungen 6 versehen, an
denen sich Flammen 7 bilden, und sie wird von einer Rohr
schlange 20 gekühlt, die mit Abschnitten einer Kühlmittel
leitung 2 die Brennkammer 1 durchsetzt. Diese Rohrschlange 20
ist unter Zwischenschaltung einer festen Drossel 21 parallel
zu dem oberhalb der Brennkammer 22 angeordneten Wärmetauscher
16 an die Vorlauf- bzw. Rücklaufleitung 18 bzw. 17 ange
schlossen. Die Rohrschlange 20 ist hierbei so gelegt, daß
ihre Kühlmittelleitungs-Abschnitte 2 den Wurzeln der
Flammen 7 unmittelbar benachbart zu liegen kommen, so daß
sie diesem Bereich vorzugsweise Wärme zu entziehen vermögen.
Weiters ist diese Rohrschlange 20 mit ihren Abschnitten auch
derart angeordnet, daß diese in den Strömungsbereich der
den Flammenwurzeln zuströmenden Sekundärluft zu liegen
kommen, um auch diese Sekundärluft zu kühlen.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 20 handelt es sich
um einen Durchlaufwasserheizer, dessen Wärmetauscher 16
mit einer Kaltwasserzufuhrleitung 23 verbunden ist und aus
dem das erhitzte Wasser über eine Heißwasserzapfleitung 24
bedarfsweise abgeführt wird. In diese Kaltwasserzufuhrleitung
23 ist eine einstellbare Drossel 22 eingefügt, von der
stromauf und stromab die Rohrschlange 20 abzweigt. Auch
diese Rohrschlange kühlt die Flammen 7 und die diesen Flammen
zuströmende Sekundärluft wie beim Beispiel nach Fig. 19.
Lage und Anschlüsse der Rohrschlange 20 sowie die Gestaltung
der Drossel können bei diesen beiden Ausführungsbeispielen
gegeneinander vertauscht werden. Weiters könnte in beiden
Beispielen wahlweise auch ein atmosphärischer Vormisch-Gas
brenner oder ein Gas-Gebläsebrenner gleichermaßen zur Anwen
dung kommen; dies gilt auch für die nachfolgend erläuterten
Ausführungsbeispiele.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 21 ist die Brenner
kammer 1 von einer oberen Platte 25 und einer unteren Platte
26 begrenzt; die beiden Platten 25 und 26 sind randseitig
über zwei Rohrstränge 27 und 28 einer Kühlmittelleitung 2
wärmeleitend miteinander verbunden, wobei die von diesen
vier Bauteilen gemeinsam begrenzte Brennerkammer 1
einerseits mit Mischkanälen 11 und anderseits mit der
Atmosphäre über die Austrittsöffnungen 6 zur Bildung der
Flammen 7 in Verbindung steht.
Wie die Fig. 24 und 25 zeigen, sind die Rohrstränge
27 und 28 Teile einer Schleife der Kühlmittelleitung 2
und werden demnach im Gegenstrom vom Kühlmittel durchströmt.
Diese Rohrstränge kühlen dank ihrer Lage sehr intensiv
sowohl die obere Platte 25 mit den Brennstoff-Austritts
öffnungen 6 als auch die an ihren Flanken vorbeiströmende
Sekundärluft auf ihrem Weg zu den Flammen 7.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 22 ist die oberen
Platte 25 mit ihrem äußeren Randbereich weiter um die
Peripherie des Rohrstranges 27 geführt, um einen noch
besseren Wärmeübergang zur Kühlung dieser Platte 25 zu
erzielen.
Die Seitenansicht der Fig. 23 zeigt die Anordnung mehrerer
Brennstoffaustrittsöffnungen 6 in der oberen Platte 25 sowie
den Steckanschluß 29 eines Mischkanales 11 an die untere Platte
26.
Die Fig. 24 und 25 zeigen zwei verschiedene Möglichkeiten
für die Führung der Schleife der Kühlmittelleitung 2 um die
Brennerkammer 1. Gemäß Fig. 24 wird die gesamte Brenner
kammer 1 eng umschlossen, gemäß Fig. 25 verbleiben hingegen
an den Stirnseiten Freiräume 30 und 31.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 26 handelt es
sich um einen Gebläsebrenner, dessen mit den Brenneraustritts
öffnungen 6 versehene Oberseite 8 mittels einer Rohrschlange
gekühlt ist, deren Anschlüsse 32 und 33 sich außerhalb der
Brennerkammer 1 befinden. Gestrichelt angedeutet ist die
Möglichkeit, einen Anschluß 23 näher an den Mischkanal 11
zu verlegen.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 27 und 28
handelt es sich wieder um einen atmosphärischen Gasbrenner,
dessen Brennerkammer 1 durch eine wellenförmig profilierte
Trennwand 14 in eine Anzahl voneinander durch Kühlmittel
leitungen 2 getrennte, zueinander parallel verlaufende
Brennerkammern unterteilt ist. Die Oberseite dieser Brenner
kammern 1 ist wieder mit einer Vielzahl von Brennstoffaustritts
öffnungen 6 versehen, an denen sich Flammen 7 bilden.
Brennerkammern und Kühlmittelleitungen können auch gegeneinander
vertauscht sein. Die Oberseite 8 dieser Brennerkammern 1
könnte gegebenenfalls ebenfalls mit einem wellenförmigen
Profil, jedoch mit geringerer Wellenhöhe als die Trennwand
ausgebildet sein, wobei die Brennstoffaustrittsöffnungen
in diesem Falle jeweils in den Wellentälern angeordnet
sein würden.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 29 bis 32 handelt
es sich wieder um atmosphärische Gasbrenner, bei denen eine
Vielzahl von Mischkanälen 11 ein Gas-Luft-Gemisch in einen
gemeinsamen Verteiler 35 einbläst, der vom unteren Bereich
der Brennerkammer 1 verkörpert ist, die ihrerseits von der
Kühlmittelleitung 2 durchsetzt wird. Wie die Fig. 30 im
Querschnitt durch die Brennerkammer 1 zeigt, kann die
von den Brennstoffaustrittsöffnungen 6 durchsetzte
Oberseite 8 der Brennerkammer die Kühlmittelleitung 2
flankieren und die Brennerkammer 1 kann diese Kühlmittel
leitung völlig umschließen. Fig. 31 zeigt, daß es aber
auch möglich ist, die Oberseite 34 dieser Kühlmittelleitung 2
durch eine Aussparung der Oberseite 8 der Brennerkammer 1
freizuhalten. Legt man diese Oberseite 34 der Kühlmittelleitung
2 tief genug, wirkt die Kühlung unmittelbar auf den Bereich
der Wurzeln der an den Brennstoffaustrittsöffnungen 6 sich
bildenden Flammen 7. Die Kühlung der Sekundärluft ist
durch die Wärmeableitung an den Flanken der Brennerkammer 1
gegeben.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 32 ist eine rohrförmige
Brennerkammer 1 vorgesehen, die von einer Stirnseite her
über ein Venturirohr 37 von der unmittelbar als Gasdüse
ausgebildeten Gaszufuhrleitung 3 mit einem Gas-Luft-Gemisch
versorgt wird. Die Kühlmittelleitung 2 ist mit einem in
der Ebene der Brennerkammer 1 angeordneten Kühlmittelzufuhr
leitung 4 und einer unterhalb der Brennerkammer 1 verlaufen
den Kühlmittelabfuhrleitung 5 verbunden. Sie ist - ähnlich
wie gemäß der Fig. 21 und 22 - in zwei Rohrstränge gemäß
Fig. 33 gegliedert und diese Stränge sind wieder durch eine
obere und eine untere Platte 25 und 26 randseitig verbunden,
die gemeinsam die Brennerkammer 1 einschließen.
Diese Stränge der Kühlmittelleitung 2 können in Serie
oder auch parallel geschaltet sein.
Das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 34 und 35 zeigt
eine prismatisch liegende Form der Brennerkammer 1, die
teilweise seitwärts von einem prismatischen Kühlkörper
38 überragt ist. Der Mischkanal 11 ist liegend angeordnet
und mündet über eine Umlenkung 39 in den Verteiler 35 der
Brennerkammer 1. Der Kühlkörper ist von einzelnen Abschnitten
der Kühlmittelleitung 2 durchsetzt, die entweder in Serie
oder parallel geschaltet sein können. Im Querschnitt der
Fig. 35 ist der Steg der Brennerkammer 1 ersichtlich, der
von Ausnehmungen 36 durchsetzt ist, die die mit dem Kühl
mittel gefüllten Räume miteinander verbinden.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 36 sind in Drauf
sicht eine Anzahl parallel zueinander verlaufender Brenner
kammern 1 ersichtlich, die Kühlkörper 38 überlagern die
Brennerkammern, die an jeweils einem Ende miteinander über
die Zwischenräume 40 überbrückender Verbindungsstutzen 41
verbunden sind. Die einzelnen Kühlmittelleitungen 2 er
strecken sich fluchtend mit den Längsachsen der Brenner
kammern 1 bzw. der Kühlkörper 38.
Fig. 37 zeigt im Querschnitt durch die Brennerkammer 1,
daß diese Brennerkammer 1 an ihren beiden Flanken mit
durch Trennwände 14 gesonderten, als Kühlmittelleitungen 2
dienenden Kühlmittelkammern 42 versehen sein kann. Fig.
38 zeigt eine Ausführungsvariante mit einer beiden
Flanken gemeinsamen Wasserkammer 43, die U-förmig profiliert
ist und auch die Unterseite der Brennerkammer 1 kühlt.
Wenn mehrere zueinander parallele Brennerkammern mit
Abständen 40 voneinander vorgesehen sind und einen Brenner
rost bilden, wie dies Fig. 39 zeigt, können die Kühlmittel
leitungen 2 gegebenenfalls auch senkrecht zu den Brenner
kammern 1 verlaufend angeordnet sein, wobei sich der Vor
teil ergibt, daß mittels solcher Kühlmittelleitungen 2
die durch die Abstände 40 hochströmende Sekundärluft gut
gekühlt werden kann.
Bei solchen Brennerrosten besteht ferner - wie Fig. 40
zeigt - eine weitere Möglichkeit darin, die Kühlmittel
leitungen 2 in den zueinander parallelen Abständen 40
zwischen einander benachbarten Brennerkammern 1 zu ver
legen. Dabei kann man gemäß Fig. 40 diese Kühlmittelleitungen
2 wellenförmig gestalten, so daß sie mit den Wellenscheiteln
die jeweils benachbarten Brennerkammern im Wechsel berühren.
Auch in diesem Fall bewirken die Kühlmittelleitungen 2
eine gute Kühlung der zwischen den Brennerkammern 1 aufwärts
strömenden Sekundärluft.
Fig. 41 veranschaulicht in einer schematischen Ansicht
einer Brennerkammer 1, daß die Kühlmittelleitungen 2 zueinander
parallel verlaufend an der Unterseite der Brennerkammer 1
geführt werden können, nach Fig. 42 sind sie teilweise in
die Unterseite der Brennerkammer 1 integriert und nach
Fig. 43 verlaufen sie - die Oberseite 8 berührend -
zwischen den Flammen 7 des Brenners, gleichfalls quer zur
Achse der Brennerkammer 1, wobei sie vorteilhafterweise
den Flammenwurzeln besonders nahe sind.
Fig. 44 zeigt wieder - ähnlich wie Fig. 37 - eine Aus
führungsform der Brennerkammer 1 mit flankierenden
Kühlmittelkammern 42, wobei dargestellt ist, wie die
Querschnitte der Kühlmittelkammern 42 einerseits und der
Querschnitt der Brennerkammer 1 anderseits gut einander
angepaßt werden können.
Fig. 45 stellt eine einzelne Brennerkammer 1 dar, die
an einem Ende mit einem Venturirohr 37 und einer Gasdüse
12 sowie an ihrem gegenüberliegenden Ende mit einem Kühl
körper 38 ausgestattet ist, der prismatisch ist und einen
größeren Querschnitt als die Brennerkammer 1 aufweist,
so daß er imstande ist, dieser Brennerkammer 1 Wärme zu
entziehen.
Nach Fig. 46 ist im Inneren einer Brennerkammer 1 ein
Schrägrohr 44 vorgesehen, dessen höherliegendes Ende dem
Kühlkörper 38 und dessen tieferliegendes Ende dem Venturi
rohr 37 und der Gasdüse 12 zugeordnet ist. Mit diesem
Schrägrohr 44 kann Wärme aus dem Inneren der Brennerkammer
1 aufgenommen und zum Verdampfen eines Kältemittels benutzt
werden, das im Kühlkörper 38 kondensiert und wiederverwendbar
ist.
Nach Fig. 47 ist die Brennerkammer 2 weitgehend in einer
Kühlmittelleitung 2 eingeschlossen, die durch eine Trennwand
45 in zwei Leitungsstränge unterteilt ist, die mit
27 und 28 bezeichnet sind und vom Kühlmittel im Gegenstrom
durchströmt werden; diese beiden Stränge 27 und 28 können
- in Serie geschaltet - gemäß dem Seitenriß der Fig. 48
aus der Kühlmittelzufuhrleitung 4 gespeist werden.
Nur die Oberseite der Brennerkammer 1 mit den darin
vorgesehenen Brennstoffaustrittsöffnungen 6, an denen
sich die Flammen 7 bilden, liegt frei. Durch die sich
fast über den gesamten Umfang der Brennerkammer 1
erstreckende Kühlmittelleitung 2 kann dem Bereich der
Flammenwurzeln ein besonders hoher Wärmeanteil entzogen
werden.
Fig. 49 zeigt einen atmosphärischen Vormisch-Gasbrenner
mit Mischkanälen 11, die aus spiegelbildlich konformen
Blechen 46 zusammengefügt und mittels Befestigungselementen
47-50 am Düsenträger 69 einer Brennstoffzufuhrleitung 3
befestigt sind. Die Düsen 12 des Düsenträgers 69 blasen
unter Freilassung eines Abstandes 13 Gas in die als Venturi
rohre ausgebildeten Mischkanäle 11 ein, wobei aus dem
Abstand 13 Luft mitgerissen und mit dem Gas vermischt wird.
Die Bleche 46 sind an ihren Rändern 51 miteinander ver
schweißt und ihre Einprägungen ergänzen sich zu den einen
etwa kreisförmigen Querschnitt aufweisenden Mischkanälen 11.
Die unmittelbar aneinanderliegenden Bereiche 52 der Bleche 46
zwischen den Mischkanälen 11 sind plan ausgebildet und in
diesen Bereichen 52 greifen die Befestigungselemente in
Form von Stutzen 48 und Schrauben 47 an, wogegen die
Justierelemente 49 und 50 der exakten Ausrichtung der
Soll-Lage der Kanäle 11 in bezug zu den Gasdüsen 12 dienen.
Sämtliche Mischkanäle 11 münden in einen gemeinsamen
Verteiler 35, der von den Wänden 53 begrenzt ist , in
denen Brennerkammern 1 gleitend befestigt sind. Diese
Brennerkammern 1 sind als hohle Blechkörper ausgebildet,
die an ihrer Oberseite 8, also den Mischkanälen 11 abge
wandt, eben gestaltet und mit Brennstoffaustrittsöffnungen
6 versehen sind. Die Oberseiten 8 können als gesonderte
Platten auf die Seitenwände der Brennerkammern 1 auf-
oder eingesetzt werden, man kann sie aber auch als mehrfach
abgekantete Blechteile ausbilden, wobei die Oberseite 8
dann unmittelbarer Bestandteil der Brennkammer 1 ist.
Wie die folgenden Zeichnungsfiguren in Querschnitten
zeigen, ist die Wandung jeder einzelnen Brennerkammer 1
an wenigstens einer Seite mit einer Einprägung oder Aus
prägung 54 versehen, in der eine Kühlmittelleitung 2
eingebettet ist.
So zeigen zunächst die Fig. 50 bis 53 Kühlmittelleitungen
2 mit Kreisquerschnitt, die sich paßgenau an die Kontur der
Einprägung 54 der Brennkammerwandung anlegen. Die Brenn
stoffaustrittsöffnungen 6 bestehen aus Querschlitzen der
Oberseite 8 der Brennkammer 1, wobei der eine oder andere
Steg zwischen diesen Schlitzen als U-förmiger Bügel auf
wärts oder abwärts gepreßt ist. Die Brennkammer 1 wird
von der Oberseite 8 und von vertikalen Wandungen 56 begrenzt.
An die oberen Ränder der vertikalen Wandungen 56 sind
beidseits Wirbelbleche 57 angeschweißt, die mit ihren
oberen Rändern in den Bereich der Brennstoffaustritts
öffnungen 6 einwärts ragen und im austretenden Brennstoff-Luft-
Gemisch für Wirbelbildung und damit für das Zustandekommen
von Haftflammen sorgen.
Gemäß der Fig. 50, 51, 53 und 54 sind die Einprägungen
54 und die Kühlmittelleitung 2 an der Oberseite 8 der
Brennerkammer 1 unmittelbar zwischen zwei Reihen von Brenn
stoffaustrittsöffnungen 6 verlaufend angeordnet. Gemäß Fig. 50
weist die Einprägung 54 in das Innere der Brennerkammer 1
und die Kühlmittelleitung ist demnach an deren Außenseite
verlaufend angeordnet; hingegen weist bei der Ausführungs
form nach Fig. 51 die Einprägung 54 nach außen und die
Kühlmittelleitung 2 ist im Inneren der Brennerkammer 1 ver
laufend angeordnet.
Fig. 52 zeigt eine Ausführungsform, bei der Einprägungen
54 an beiden Seiten der Brennerkammer 1 einwärts gerichtet
sind und je eine Kühlmittelleitung 2 aufnehmen; diese
beiden Leitungsstränge können miteinander verbunden sein
und hinsichtlich der Strömung des Kühlmittels parallel oder
in Serie geschaltet sein..
Die Kühlmittelleitungen 2 können in die zugeordneten Ein
prägungen entweder nur eingelegt oder angedrückt oder mit
der Wandung durch Löten oder Kleben verbunden sein.
Fig. 53 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Kühlmittel
leitung 2 durch einen quer durch die Seitenwandungen 56 der
Brennerkammer 1 gesteckten Haltestift 58 in ihrer zuge
ordneten Einprägung 54 gehalten wird. Die Brennstoffaustritts
öffnungen 6 sind hier als einfache Schlitze gestaltet.
Sämtliche Einzelheiten der Ausführungsbeispiele gemäß
der Fig. 50 bis 53 können im Rahmen der Erfindung miteinander
vertauscht werden. So könnte etwa auch bei einer auf der
Oberseite 8 der Brennerkammer 1 aufliegenden Kühlmittel
leitung 2 der Haltestift 58 durch die Wirbelbleche 57 gesteckt
werden, um die Kühlmittelleitung 2 in die Einprägung 54 zu
drücken.
Eine weitere Variante zeigt die Fig. 55, derzufolge die
Oberseite 8 der Brennerkammer 1 etwa V-förmig profiliert
ist und aus zwei schräg abwärts zueinander verlaufenden Wänden 61
besteht, die bei 62 flächig an die Innenseiten der beiden
Seitenwandungen 56 der Brennerkammer 1 angeschweißt sind.
In diesen schrägverlaufenden Wänden 61 ist eine Vielzahl
zueinander paralleler, zur Achse der Brennerkammer 1 quer
verlaufender Brennstoffaustrittsöffnungen 6 vorgesehen.
Die Wände 61 dieser Oberseite 8 setzen sich über die Ver
bindungsstellen 62 aufwärts und einwärts gerichtet fort
und bilden an ihren oberen Rändern Wirbelbleche 57, die
wieder die äußeren Randbereiche der Brennstoffaustritts
öffnungen 6 abdecken.
In den Endbereichen und im Mittenbereich der Brenner
kammer 1 sind beidseits Ausprägungen 59 vorgesehen, in denen
das V-Profil der Oberseite 8 unterbrochen ist und quer
verlaufende Öffnungen 60 vorgesehen sind, die der Haltestift
58 durchsetzt, der gleichermaßen auch durch die Seitenwände
56 gehalten wird, um die Kühlmittelleitung 2 in die für sie
vorgesehene Einprägung 54 zu drücken.
Fig. 56 zeigt einen aus Brennerkammern nach den Fig.
50, 51, 53-55 zusammengesetzten Brennerrost in einer Drauf
sicht. Dieser Brennerrost sorgt für eine gleichmäßige
Erwärmung eines ober ihm angeordneten Wärmetauschers 16
nach Fig. 57. Aus der Fig. 56 ist die Lage der drei Haltestifte
58 ersichtlich. Diese Figur zeigt ferner, daß die Kühl
mittelleitung 2 als eine mehrgliedrige Rohrschlange ausge
bildet sein kann und daß sämtliche Leitungsstränge der
einzelnen Brennerkammern hydraulisch in Serie geschaltet
sein können.
Der Gas-Wasserheizer gemäß Fig. 57 umfaßt einen Vormisch
-Brenner gemäß der Ausführungsform nach Fig. 49, jedoch mit
nur drei Mischkanälen 11, die das Gas-Luft-Gemisch in den
gemeinsamen Verteiler 35 einblasen, an den eine Vielzahl von
Brennerkammern 1 anschließen, die an ihrer Oberseite 8 die
Brennstoffaustrittsöffnungen 6 aufweisen. Diese Oberseiten
8 sind wieder mit in Richtung zur Brennerkammer 1 weisenden
Einprägungen 54 versehen und in diese Einprägungen 54 sind
die einzelnen Stränge der Kühlmittelleitung 2 eingelegt und
werden darin durch die über ihnen liegenden Haltestifte 58
festgehalten. Jeder Brennerkammer 1 ist ein einzelner, in
ihrer Breitenmitte verlaufender Strang der Kühlmittelleitung
2 zugeordnet. Sämtliche Ein- und Auslässe dieser Stränge
sind an Sammelanschlußleitungen 32 und 33, die den Vorlauf
bzw. Rücklauf des Kühlsystems bilden, angeschlossen.
Oberhalb der Brennerkammern 1, die gemeinsam einen Brenner
rost verkörpern erstreckt sich die Brennkammer 22, die nach
oben vom Wärmetauscher 16, nach unten vom Brennerrost und
seitlich durch Wandungen 63 und 64 begrenzt ist, die sich
unter Bildung eines Abgassammelraumes 65 aufwärts fortsetzen
und in eine Abgasführung 66 übergehen. Der Wärmetauscher 16
ist von einer Brauchwasserleitung 67 durchsetzt, die zu einer
nicht dargestellten Zapfstelle führt.
Es besteht nun die Möglichkeit, die speisende Kaltwasser-
Versorgungsleitung mit der Sammelanschlußleitung 32 zu
verbinden, so daß das aufzuheizende Wasser gemäß Fig. 58
in Richtung des Pfeiles 68 in die zueinander parallelen
Stränge der Kühlmittelleitung 2 einströmt, in die Sammel
anschlußleitung 33 eintritt und aus ihr wieder in Richtung
des Pfeiles 68 austritt. Von der Sammelanschlußleitung 33
kann eine nicht dargestellte Leitung zur Brauchwasser
leitung 67 führen, an deren anderen Ende ein Warmwasser
zapfventil angeordnet ist. Somit wird durch eine Kühlung
der thermisch höchstbelasteten Teile des Brenners das
Brauchwasser im Kühlsystem in einer ersten Stufe vorgeheizt
und anschließend durch den Wärmetauscher 16 auf die gewünschte
Soll-Temperatur aufgeheizt.
Die den Düsenträger 69 der Gasdüsen 12 speisende Gas
zufuhrleitung 3 steht über ein Regelventil 71 mit einer
Gasversorgungsleitung 70 in Verbindung. Es besteht die Möglich
keit, den Gasdurchsatz mittels des Regelventiles 71 nach
Maßgabe des Wasserdurchsatzes durch die Kühlmittelleitungen
2 und durch den Wärmetauscher 16 zu regeln, beispielsweise
mittels einer Proportialsteuerung.
Zu erwähnen ist noch daß die Stränge der Kühlmittel
leitungen 2 zwar ihrerseits parallel, aber auch unter sich
in Serie liegen können, aber nicht in Serie mit dem Wärme
tauscher 16 liegen müssen, sondern parallel oder teilweise
parallel in Serie mit ihm liegen.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 59 handelt es sich
um einen Umlaufwasserheizer, bei dem der Wärmetauscher 16
an eine Vorlaufleitung 18 und eine Rücklaufleitung 17
angeschlossen ist wie schon beim Ausführungsbeispiel nach
Fig. 19. Die Umlaufleitung 18+17 umfaßt ferner einen
Wärmeverbraucher, z.B. einen Heizkörper 72, und eine Umwälz
pumpe 19. An einer Verzweigungsstelle 73 der Rücklaufleitung
17 zweigt eine Leitung 74 zur Rücklaufleitung 4 des Kühl
mittelsystems ab, dessen Kühlmittelleitungen 2 die Brenner
kammer durchsetzen und in die Vorlaufleitung 5 dieses
Systems münden, die ihrerseits unter Umgehung des Wärme
tauschers 16 unmittelbar zum Rücklaufanschluß der im
Rücklauf des Wärmetauschers 16 angeordneten Umwälzpumpe 19
führt.
Wie das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 59 noch zeigt,
kann die Zahl der Mischkanäle 11 - hier vier - beliebig
variiert werden; damit kann auch die Länge der Brenner
kammern 1 und der Kühlmittelleitungen 2 variieren.
Die Ausführungsform nach Fig. 60 unterscheidet sich
dadurch, daß die Wandungen 63 und 64, gegebenenfalls der
gesamte Umfang der Brennkammer 22, durch eine als Wärme
tauscher wirkende Rohrschlange 75 von außen gekühlt werden.
Diese Rohrschlange 75 ist in einer weiteren Verzweigungs
stelle 76 an die Rücklaufleitung des Wärmetauschers 16
angeschlossen, und zwar stromab der ersten Verzweigungs
stelle 73. Die Rohrschlange 75 liegt hydraulisch parallel
zum Wärmetauscher 16.
Bei den bisher erwähnten Möglichkeiten einer Kühlung
der Wandungen der Brennerkammer wurde bislang hauptsächlich
Wasser als Kühlmittel in Erwägung gezogen, weil mit dem
dem Brenner zugeordneten Wärmetauscher ohnehin vorzugsweise
Wasser erwärmt werden sollte. Handelt es sich aber beispiels
weise um ein Gerät, das einer Luftheizung zugeordnet ist,
besteht im Rahmen der Erfindung die Möglichkeit, die Kühl
mittelleitungen 2 statt mit Wasser mit Luft zu speisen.
Diese Möglichkeit besteht im übrigen auch bei einem Wasser
heizer.
Wird Luft als Kühlmittel benutzt, kann man die Luft
bei einer Luftheizung in einer ersten Stufe unter Kühlung
der Brennerkammer 1 aufheizen und anschließend in dem diesem
Brenner zugeordneten Wärmetauscher auf die Solltemperatur
erhitzen.
Wird Luft als Kühlmittel verwendet, kann für die Brenner
kammer eine Ausführungsform der Oberseite 8 nach Fig. 61 in
Betracht gezogen werden, derzufolge das Blech dieser Ober
seite 8 mit seiner Einprägung 54 selbst die Kühlmittelleitung
2 bildet. Weil hier die Oberseite 8 und die Kühlmittelleitung
2 durch dasselbe Bauteil gebildet werden, ist ein bedeutend
besserer Wärmeübergang aus der Oberseite 8 in das Kühlmittel
erzielbar als mit einer gesonderten Kühlmittelleitung 2.
Außerdem ragt die Kühlmittelleitung 2 weit in das Innere
der Brennerkammer 1 hinein, so daß das anströmende
Gas-Luft-Gemisch schon gut gekühlt wird, bevor es noch
durch die Brennstoffaustrittsöffnungen 6 austritt. Die
Oberseite der Brennerkammer ist hier außen auf die Wan
dungen 56 der Brennerkammer 1 aufgesetzt und mit diesen
Wandungen 56 verschweißt. Auf die abwärts abgekanteten Flan
ken 79 dieser Oberseite 8 sind die Wirbelbleche 57 aufge
setzt, die die Randbereiche der Brenneraustrittsöffnungen
6 abdecken.
Bei Verwendung von Luft kommt es nicht darauf an,
wie weitgehend die Verbindungsstelle 80 luftdicht ist;
benutzt man hingegen Wasser als Kühlmittel, müßte diese
Verbindungsstelle 80 verschweißt oder verlötet werden.
Es besteht aber im Rahmen der Erfindung auch die Möglich
keit, die bei einem Wasser- oder Luftheizer zur Verbrennung
benötigte Luft durch Wärmetausch an der Brennerkammer
vorzuheizen und dem Gas beizumischen.
Ein solches Ausführungsbeispiel ist in den Fig. 62 und
63 dargestellt:
Der dargestellte Wasserheizer mit einem luftgekühlten Brenner umfaßt so wie beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 34 und 35 einzelne Mischkanäle 11, die von einem Kühlkörper 38 ausgehen. Die Gaszufuhrleitung 3 liegt im Inneren des Kühlkörpers 38 und ist mit den Düsen 12 ver sehen, die in die Mischkanäle Gas einblasen.
Der dargestellte Wasserheizer mit einem luftgekühlten Brenner umfaßt so wie beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 34 und 35 einzelne Mischkanäle 11, die von einem Kühlkörper 38 ausgehen. Die Gaszufuhrleitung 3 liegt im Inneren des Kühlkörpers 38 und ist mit den Düsen 12 ver sehen, die in die Mischkanäle Gas einblasen.
Das Innere des Kühlkörpers 38 steht über die Kühlmittel
leitungen 2 mit der Außenatmosphäre in Verbindung. Bei
einer prismatischen Ausbildung des Wasserheizers ist
auf der einen Wandung 63 der Kühlkörper 38 angeordnet,
an der gegenüberliegenden Wandung 64 befinden sich hingegen
alle in die Atmsophäre mündenden Enden der Kühlmittel
leitungen 2. Diese Ausführungsform hat den großen Vorteil,
daß die Primärluft durch den Kühlkörper 38 kanalisiert
wird und ihre Menge mittels einer nicht dargestellten
Klappe od.dgl. im Sinne einer Anpassung an die stöchio
metrischen Verbrennungsgegebenheiten regelbar ist. Durch
eine oder mehrere Luftzuführungsöffnungen in den Seiten
wänden der Brennkammer 22 kann der Zutritt der Sekundärluft
in die Brennerkammern 1 gesteuert werden, und zwar ebenfalls im
Sinne einer stöchiometrischen Verbrennung.
Das Wesentliche und Gemeinsame aller beschriebenen
Ausführungsbeispiele besteht darin, daß insbesondere die
thermisch höchstbelasteten Teile des Brenners, der auch
noch ganz anders ausgebildet sein kann als oben geschildert,
durch Kühlmittelleitungen gekühlt werden, wobei das
hierbei erwärmte Kühlmittel anschließend nutzbringend zum
Aufheizen eines Mediums benutzt werden kann. Die Kühlmittel
leitungen 2 können im Rahmen der Erfindung ganz beliebige
Querschnitte aufweisen und in beliebiger Weise mit den
Wandungen der Brennerkammer verbunden sein; sie können
ferner zur Förderung des Wärmetausches mit Längs- oder
Querrippen od.dgl. die Wärmetauschfläche vergrößernden
Vorsprüngen ausgestattet sein.
Claims (44)
1. Brenner, insbesondere Gasbrenner, mit zumindest einer
mit einem Brennstoff, vorzugsweise einem Gas-Luft-Gemisch
beschickbaren, an ihrer Oberseite Brennstoffaustrittsöffnungen
bildenden Brennerkammer, dadurch gekennzeichnet, daß diese
Brennerkammer (1) mittels zumindest einer über den Bereich
der Brennstoffaustrittsöffnungen (6) geführten Kühlmittel
leitung (2) gekühlt ist.
2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Kühlmittelleitung (2) in den Bereich der einen Stirn
seite der länglichen Brennerkammer (1) eintretend und aus
dem Bereich der gegenüberliegenden Stirnseite austretend
durch die Brennerkammer (1) geführt ist (Fig. 1, 2, 5, 6, 7-10, 15, 19, 27-38,
49-63).
3. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Kühlmittelleitung (2) im Bereich derselben Stirnseite,
vorzugsweise der einer Brennstoffzufuhrleitung (3) gegen
überliegenden Stirnseite, der länglich gestalteten Brenner
kammer (1) ein- und austretend geführt ist (Fig. 16-18, 21-26,
47, 48) .
4. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kühlmittelleitung (2) von der
Wandung der Brennerkammer (1) allseits umschlossen innerhalb
dieser Wandung geführt ist (Fig. 1, 6, 7-10, 15-18, 30) .
5. Brenner nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch aus
wärmeleitfähigem Material bestehende Abstandhalter (10)
zwischen der Innenwandung der Brennerkammer (1) und der
Außenwandung der mit Abstand darin geführten Kühlmittel
leitung (2) (Fig. 5).
6. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kühlmittelleitung (2) zumindest
über einen Umfangsbereich außerhalb der die Brennerkammer
(1) umschließenden Wandung geführt ist (Fig. 2-4, 21-26,
31-33, 36-48, 50, 52, 55-58).
7. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kühlmittelleitung (2) über zumindest
einen Teil ihres Außenumfanges an der Wandung der Brenner
kammer (1) anliegend, gegebenenfalls über eine wärmeleit
fähige Schicht (9) verbunden, geführt ist (Fig. 2-4, 7-15,
21-26, 28-38, 40-44, 47-63).
8. Brenner nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Wandung der Brennerkammer (1) die außerhalb
der Brennerkammer (1) geführte, anliegende Kühlmittelleitung
(2) zumindest teilweise umschließt (Fig. 3, 4, 7-10, 14, 15-22,
42, 50, 52, 55).
9. Brenner nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet,
daß dieWandung der Kühlmittelleitung (2) die anliegende
Brennerkammer (1) zumindest teilweise umschließt (Fig. 11, 13,
21-26, 28, 34, 38, 44, 47, 48).
10. Brenner nach den Ansprüchen 4 und 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Außenwand der zumindest über einen Teil ihres
Umfanges innerhalb der Brennerkammer (1) geführten Kühlmittel
leitung (2) mit der Innenwand der Brennerkammer (1) wärme
leitend verbunden ist (Fig. 3, 4, 7-10, 42, 51, 53).
11. Brenner nach Anspruch 3 oder einem der Ansprüche
4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die im Bereich
einer der Stirnseiten der Brennerkammer (1) eintretende
Kühlmittelleitung (2) mit zumindest einer Schleife zur
selben Stirnseite rückgeführt ist (Fig. 16, 20-26, 32, 33, 47, 48).
12. Brenner nach Anspruch 3 oder einem der Ansprüche
4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die im Bereich
einer der Stirnseiten der Brennerkammer (1) eintretende
Kühlmittelleitung (2) gegen die geschlossene Stirnseite
eines sie ummantelnden Sackrohres (15) gerichtet ist, das
das Kühlmittel im Gegenstrom zur selben Stirnseite der
Brennerkammer (1) rückführt (Fig. 17, 18).
13. Brenner nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß das Sackrohr (15) in einer koaxialen Ausnehmung der
Brennerkammer (1) untergebracht ist (Fig. 18).
14. Brenner nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß innerhalb einer gemeinsamen Wandung eine
obenliegende Brennerkammer (1) durch eine Trennwand (14)
von einer untenliegenden Kühlmittelleitung (2) getrennt
ist (Fig. 7-15, 38, 47).
15. Brenner nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
daß die Trennwand (14) V- oder U-förmig profiliert ist
(Fig. 13, 14).
16. Brenner nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,
daß der Scheitel der V- oder U-förmig profilierten Trenn
wand (14) mit der oberen oder unteren Innenseite der
Wandung der Brennerkammer (1) verbunden ist (Fig. 13).
17. Brenner nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
daß die Trennwand (14) kreisrund oder oval profiliert
ist (Fig. 7-11, 15, 47).
18. Brenner nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine
wellenförmig profilierteTrennwand (14), deren Wellenscheitel
im Wechsel mit der oberen und der unteren Innenseite der
Wandung der Brennerkammer (1) verbunden sind und die
die Brennerkammer in eine Anzahl von Kühlmittelleitungen (2)
und hierzu paralleler dazwischenliegender Brennkammern (1)
unterteilt (Fig. 28).
19. Brenner nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,
daß die Oberseite (8) der Brennkammer (1) ebenfalls mit
einem wellenförmigen Profil, jedoch mit geringerer Wellen
höhe als die Trennwand (14) ausgebildet ist , wobei die
Brennstoffaustrittsöffnungen (6) jeweils in den Wellentälern
angeordnet sind (Fig. 28).
20. Brenner nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die Brennerkammer (1) oben und unten
von zwei Platten (25 und 26) begrenzt ist, deren zueinander
parallele Längsränder mittels zweier kühlmittelführender
Rohrstränge (27, 28) miteinander verbunden sind, wobei
die die Oberseite (8) bildende Platte (25) die Brennstoff
austrittsöffnungen (6) aufweist und an die untere Platte
(26) zumindest ein Mischkanal (11) zur Zufuhr eines
Brennstoff-Luft-Gemisches angeschlossen ist (Fig. 21-26).
21. Brenner nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet,
daß die obere Platte (25) der runden Peripherie der Rohr
stränge (27, 28) folgend diese Rohrstränge mit runden
Randbereichen übergreift (Fig. 22).
22. Brenner nach einem der Ansprüche 11 bis 21, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kühlmittelleitung (2) mit einer
Schleife um die Brennerkammer (1) geführt ist, wobei
die beidseits längs der Kammer geführten Rohrstränge (27, 28)
diese Kammer seitlich begrenzen (Fig. 24, 25).
23. Brenner nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden, der Kühlmittelzufuhr (4) und der Kühlmittel
abfuhr (5) dienenden Anschlüsse der Kühlmittelleitung (2)
außerhalb der Brennerkammer (1) angeordnet sind (Fig. 24, 25).
24. Brenner nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Kühlmittelleitung (2) in einer Vertiefung
der Oberseite (8) der Brennerkammer (1) verlaufend ange
ordnet ist und daß die mit den Brenneraustrittsöffnungen (6)
versehenen Seitenbereiche dieser Oberseite (8) den
Scheitel der rohrförmigen Kühlmittelleitung (2) überragen
(Fig. 31).
25. Brenner nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich
net, daß die Brennerkammer (1) stirnseitig von einem Kühl
körper (38) überragt ist und daß beiderseits dieser Brenner
kammer (1) als Kühlmittelleitung (2) dienende Wasserkammern
(42, 43) vorgesehen und über Ausnehmungen (36) eines Steges
der Brennerkammer miteinander verbunden sind (Fig. 34-38).
26. Brenner nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest eine die Brennkammer (1) begrenzende Wandung,
vorzugsweise die Oberseite (8) der Brennkammer (1), mit
einer der Querschnittsform der Kühlmittelleitung entsprechend
gestalteten Einprägung (54) versehen ist, in der diese
Kühlmittelleitung (2) eingebettet ist (Fig. 49-56).
27. Brenner nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kühlmittelleitung (2) an der Oberseite (8) der
Brennkammer (1) unmittelbar zwischen zwei Reihen von
Brennstoffaustrittsöffnungen (6) verlaufend angeordnet ist
(Fig. 50, 51, 53, 55, 61).
28. Brenner nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Einprägung (54) in das Innere der
Brennerkammer (1) weist und die Kühlmittelleitung (2) an
deren Außenseite verlaufend angeordnet ist (Fig. 50, 52, 55).
29. Brenner nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Einprägung (54) nach außen weist
und die Kühlmittelleitung (2) im Inneren der Brennerkammer
(1) verlaufend angeordnet ist. (Fig. 51, 53).
30. Brenner nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kühlmittelleitung (2) mittels eines querverlaufenden
Haltestiftes (58) in der Einprägung (54) der Oberseite (8)
der Brennkammer (1) gehalten ist (Fig. 53, 55).
31. Brenner nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet,
daß der Haltestift (58) in Ausnehmungen (60) der Seiten
wandungen (56) der Brennkammer (1) formschlüssig gelagert
ist (Fig. 53, 55).
32. Brenner nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet,
daß zwei in Einprägungen (54) der Seitenwände (56) der
Brennkammer (1) lagernde Kühlmittelleitungen (2) beidseits
der Brennkammer (1) vorgesehen sind (Fig. 52).
33. Brenner nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einprägung (54) selbst die Kühlmittelleitung (2)
bildet.
34. Brennerrost aus Brennern nach einem der Ansprüche
6 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittelleitungen
(2) parallel zwischen einander benachbarten Brennerkammern (1)
verlaufend angeordnet sind (Fig. 40).
35. Brennerrost nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kühlmittelleitungen (2) wellenförmig verlaufen, wobei
sie mit den Wellenscheiteln die benachbarten Brennerkammern (1)
im Wechsel berühren (Fig. 40).
36. Brennerrost aus Brennern nach einem der Ansprüche 6 bis 33,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittelleitungen
(2) quer zu einer Anzahl einander benachbarter, zueinander
paralleler Brennkammern (1) verlaufend angeordnet sind
(Fig. 39, 41-43).
37. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 33, dadurch
gekennzeichnet, daß bei Verwendung des Brenners in einem
Wasserheizer die Kühlmittelleitungen (2) vom aufzuheizenden
Wasser durchströmt sind (Fig. 19, 20, 57-60).
38. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 33, dadurch
gekennzeichnet, daß bei Verwendung des Brenners in einem
Lufterhitzer die Kühlmittelleitungen (2) von der vom Luft
erhitzer zu erhitzenden Luft durchströmt sind.
39. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 33, dadurch
gekennzeichnet, daß (bei Verwendung des Brenners in einem
Wasserheizer) die Kühlmittelleitungen (2) von vorzuwärmender
Verbrennungsluft durchströmt sind (Fig. 62, 63).
40. Wasserheizer mit einem Brenner nach Anspruch 37 für
eine Umlaufheizung mit einem über einen Wärmetauscher
geführten, eine Vorlaufleitung und eine Rücklaufleitung
umfassenden Verlauf, dadurch gekennzeichnet, daß die die
Brennerkammer (1), z.B. mit Abschnitten einer Rohrschlange
(20), durchsetzende Kühlmittelleitung (2) über eine, vorzugs
weise feste, Drossel (21) von der zum Wärmetauscher (16)
geführten Rücklaufleitung (17) abzweigt und parallel zum
Wärmetauscher (16) verlaufend in die Vorlaufleitung (18)
mündet (Fig. 19).
41. Wasserheizer mit einem Brenner nach Anspruch 37
für eine Durchlaufheizung mit einer über einen Wärmetauscher
zu einer Zapfstelle geführten Versorgungsleitung, dadurch
gekennzeichnet, daß die die Brennerkammer (1), z.B. mit
Abschnitten einer Rohrschlange (20), durchsetzende Kühl
mittelleitung (2) stromauf einer, vorzugsweise einstellbaren,
Drossel (22) von der Versorgungsleitung (23) abzweigt und
stromab dieser Drossel (22), jedoch noch vor dem Durchlaufen
des Wärmetauschers (16) wieder in die Versorgungsleitung
(23) einmündet (Fig. 20).
42. Wasserheizer mit einem Brenner nach Anspruch 37 mit
einer Anzahl zueinander paralleler, einen Brennerrost bildender
Brennerkammern, gekennzeichnet durch eine gemeinsame, diese
Brennerkammern (1) nacheinander durchsetzende, in Schleifen
geführte Kühlmittelleitung (2) (Fig. 56).
43. Wasserheizer mit einem Brenner nach Anspruch 37 mit
einer Anzahl zueinander paralleler, einen Brennerrost bildender
Brennerkammern, gekennzeichnet durch an beiden Stirnseiten
dieser Schar von Brennerkammern (1) angeordnete Sammler (32, 33),
die über die Brennerkammern (1) durchsetzende, vom Kühlmittel
in einheitlicher Strömungsrichtung (68) durchströmte,
zueinander parallele Kühlmittelleitungen (2) miteinander
verbunden sind (Fig. 58-60).
44. Wasserheizer mit einem Brenner nach Anspruch 39 mit
einer Schar zueinander paralleler, einen Brennerrost bildender
Brennerkammern, dadurch gekennzeichnet, daß ein an einer Stirn
seite dieser Schar angeordneter gemeinsamer Kühlkörper (38)
einen mit Gasdüsen (12) bestückten, an eine Brennstoff
zufuhrleitung (3) angeschlossenen Düsenträger (69) aufnimmt,
und daß in diesen Kühlkörper (38) die Brennkammern durch
setzende Kühlmittelleitungen (2) münden, die mit ihrem
anderen Ende mit der Atmosphäre verbunden sind (Fig. 62, 63).
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