DE3710244C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Vormischgas­ brenner gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Ein solcher Vormischgasbrenner ist bekannt aus dem DE-GM 86 05 274.

Aus der DE-PS 23 18 658 ist eine Verbrennungseinrichtung für ein Gasluftgemisch bekanntgeworden, bei der Brenngas und Luft in einem Mischer gemischt werden, an den sich ein diffusorartig gestalteter Gemischverteiler anschließt. Der Gemischverteiler weist einen Auslaß auf, der eine Vielzahl von in Flammenöffnungen endenden Durchlässen besitzt und zusammen mit einem Wärmetauscher eine Brennkammer begrenzt. Der Auslaß des Ge­ mischverteilers ist durch kühlmitteldurchflossene Rohre gebildet, die mit Rippen geringer Querstreckung versehen sind und parallel und eng nebeneinander in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind. Der Gemischverteiler ist demgemäß durch Wasser gekühlt, so daß sich, wie später erkannt wurde, mit einer solchen Kühlung ein Herabdrücken der Stickoxydbildung erreichen läßt.

Weiterhin ist aus dem JP-Abstract 60-149 813 (A) ein Rostbrenner für gasförmigen Brennstoff mit längsgerichteten Einprägungen bekannt­ geworden, die Teil einer Luftzuführung für Primär- und Sekundär­ luft sind und an denen Gaszufuhrrohre außen anliegen. Diese Anordnung dient der Kühlung der Gaszufuhrrohre durch Sekun­ därluft, die über längs den Einprägungen verlaufende Schlitze geführt wird. Die Primärluft umströmt die Einprägungen von innen und tritt an den Enden der Einprägungen seitlich von den Gaszufuhrrohren in Höhe deren Oberseite aus. Eine Verminderung der NO _x -Bildung ist erstens nicht angesprochen und zweitens nicht zu erwarten, da die von Primär- und Sekundärluft aufgenommene Wärme den Flammen wieder zugeführt wird.

Eine Kühlmittelleitung zum Abtransport der aufgenommenen Wärme ist nicht vorhanden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, an einem gattungsge­ mäßen Vormischgasbrenner die Kühlmittelleitung auswechselbar und nachrüstbar anzuordnen.

Zur Lösung der Aufgabe sind erfindungsgemäß die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs vorgesehen.

Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merk­ malen der Unteransprüche

Anhand der nachfolgenden Figuren der Zeichnung wird ein Aus­ führungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Frontalansicht eines Vormischgasbrenners, die

Fig. 2 bis 7 Details der Oberseite dieses Brenners in Querschnitten und einer Draufsicht, die

Fig. 8 die Draufsicht auf einen Brennerrost, die

Fig. 9 den Aufriß eines Wasserheizers und die

Fig. 10 eine Variante zur Fig. 9.

In allen Figuren bedeuten gleiche Bezugszeichen jeweils die gleichen Einzelheiten.

Die Fig. 1 zeigt einen atmosphärischen Vormischgasbrenner mit Mischkanälen 11, die aus spiegelbildlich konformen Blechen 46 zusammengefügt und mittels Befestigungselementen 47 bis 50 am Düsenträger 69 einer Gaszufuhrleitung 3 befestigt sind. Die Düsen 12 des Düsenträgers 69 blasen unter Freilassung eines Abstandes 13 Gas in die als Venturirohre ausgebildeten Misch­ kanäle 11 ein, wobei aus dem Abstand 13 Luft mitgerissen und mit dem Gas vermischt wird. Die Bleche 46 sind an ihren Rändern 51 miteinander verschweißt und ihre Einprägungen ergänzen sich zu den einen etwa kreisförmigen Querschnitt aufweisenden Misch­ kanälen 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 Haltern 48 und Schrauben 47 an, wogegen die Justier­ elemente 49 und 50 der exakten Ausrichtung der Soll-Lage der Kanäle 11 in bezug zu den Gasdüsen 12 dienen. Sämtliche Misch­ kanäle 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 hohe Blechkörper ausgebildet, die an ihrer Oberseite 8, also den Mischkanälen 11 abgewandt, eben gestaltet und mit Gemischaustrittsöffnungen 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 Blech­ teile ausbilden, wobei die Oberseite 8 dann unmittelbar Be­ standteil jeder Brennerkammer 1 ist.

Wie die folgenden Figuren in Querschnitten zeigen, ist die Wandung jeder einzelnen Brennerkammer 1 an wenigstens einer Seite mit einer Einprägung 54 versehen, in der eine Kühlmittellei­ tung 2 eingebettet ist.

So zeigen zunächst die Fig. 2 bis 5 Kühlmittelleitungen 2 mit Kreisquerschnitt, die sich paßgenau an die Kontur der Einprä­ gung 54 der Brennerkammerwandung anlegen. Die Austrittsöff­ nungen 6 bestehen aus Querschlitzen der Oberseite 8 der Brenner­ kammer 1, wobei der eine oder andere Steg zwischen diesen Schlitzen als U-förmiger Bügel 55 aufwärts gepreßt ist. Die Brennerkammer 1 wird von der Oberseite 8 und von vertikalen Seitenwänden 56 begrenzt. An den oberen Rändern der Wände 56 sind beidseits Wirbelbleche 57 angeschweißt, die mit ihren oberen Rändern in den Bereich der Austrittsöffnungen 6 einwärts ragen und im austretenden Brennstoff-Luft-Gemisch für Wirbelbildung und damit für das Zustandekommen von Haftflammen sorgen. Gemäß der Fig. 2, 3, 5 und 6 sind die Einprägungen 54 und die Kühlmittelleitung 2 an der Oberseite 8 der Brennerkammer 1 unmittelbar zwischen zwei Reihen von Austrittsöffnungen 6 verlaufend angeordnet.

Gemäß Fig. 2 weist die Einprägung 54 in das Innere der Brenner­ kammer 1, und die Kühlmittelleitung 2 ist demnach an deren Außen­ seite verlaufend angeordnet; hingegen weist bei der Ausführungs­ form nach Fig. 3 die Einprägung 54 nach außen, und die Kühlmittel­ leitung 2 ist im Inneren der Brennerkammer 1 verlaufend angeordnet.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform, bei der Einprägungen 54 an beiden Seitenwänden 56 der Brennerkammer 1 einwärts gerichtet sind und je eine Kühlmittelleitung 2 aufnehmen; diese beiden Leitungsstränge können miteinander verbunden sein und hinsicht­ lich der Strömung des Kühlmittels parallel oder in Serie geschaltet sein.

Die Kühlmittelleitungen 2 können in die zugeordneten Einprägungen 54 entweder nur eingelegt oder angedrückt oder mit der Wandung durch Löten verbunden sein.

Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Kühlmittellei­ tung 2 durch einen quer durch die Seitenwände 56 der Brenner­ kammer 1 gesteckten Haltestift 58 in ihrer zugeordneten Einprä­ gung 54 gehalten wird. Die Austrittsöffnungen 6 sind hier als einfache Schlitze gestaltet.

Sämtliche Einzelheiten der Ausführungsbeispiele gemäß der Fig. 2 bis 5 können 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. 7 , 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 Seitenwände 56 der Brennerkammer 1 angeschweißt sind. In diesen schrägverlaufenden Wänden 61 ist eine Vielzahl zueinander paralleler, zur Achse der Brennerkammer 1 quer verlaufender Gemischaustrittsöffnungen 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 Gemischaustritts­ 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 Ausnehmungen 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. 8 zeigt einen aus Brennerkammern 1 nach den Fig. 2, 3, 5 und 6 zusammengesetzten Brennerrost in einer Drauf­ sicht. Dieser Brennerrost sorgt für eine gleichmäßige Erwärmung eines über ihm angeordneten Wärmetauschers 16 nach Fig. 9. Aus der Fig. 8 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 1 hydraulisch in Serie geschaltet sein können.

Der Wasserheizer gemäß Fig. 9 umfaßt einen Vormischgasbrenner 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 Gemischaustrittsöffnungen 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 eine 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 den 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 einem nicht dargestellten Warmwasserzapfventil führt

Es besteht nun die Möglichkeit, die speisende Kaltwasser-Ver­ sorgungsleitung mit der Sammelanschlußleitung 32 zu verbinden, so daß das aufzuheizende Wasser in die zu­ einander parallelen Stränge der Kühlmittelleitung 2 einströmt, in die Sammelanschlußleitung 33 eintritt und aus ihr wieder austritt. Von der Sammelanschlußleitung 33 kann eine Leitung zur Brauchwasser­ leitung 67 führen. Somit wird durch eine Kühlung der thermisch höchstbelasteten Teile des Brenners das Brauchwasser im Kühlsystem in einer ersten Stufe vorgeheizt und anschlie­ ßend durch den Wärmetauscher 16 auf die gewünschte Soll- Temperatur aufgeheizt.

Die den Düsenträger 69 der Gasdüsen 12 speisende Gaszu­ fuhrleitung 3 steht über ein Regelventil 71 mit einer Gasversorgungsleitung 70 in Verbindung. Es besteht die Möglichkeit, den Gasdurchsatz mittels des Regelventiles 71 nach Maßgabe des Wasserdurchsatzes durch die Kühlmit­ telleitungen 2 und durch den Wärmetauscher 16 zu regeln, beispielsweise mittels einer Proportionalsteuerung.

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. 10 handelt es sich um einen Umlaufwasserheizer, bei dem der Wärmetauscher 16 an eine Vorlaufleitung 18 und eine Rücklaufleitung 17 angeschlossen ist.

Die Umlaufleitung 18, 17 umfaßt ferner einen Wärmeverbraucher, z. B. einen Heizkörper 72, und eine Umwälzpumpe 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 1 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.

Die Zahl der Mischkanäle 11 - hier vier - kann beliebig variiert werden; damit kann auch die Länge der Brenner­ kammern 1 und der Kühlmittelleitungen 2 variieren.

Claims (9)

1. Vormischgasbrenner mit zumindest einer mit einem Gas-Luft-Gemisch beschickbaren an ihrer Oberseite (8) Gemischaustrittsöffnungen (6) aufweisenden Brenner­ kammer (1), die mittels zumindest einer über den Bereich der Gemischaustrittsöffnungen (6) geführten Kühlmittelleitung (2) gekühlt ist, die über zumindest einen Teil ihres Außenumfanges an zumindest einer Wand der Brennerkammer (1) im Bereich ihrer Oberseite (8) anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest eine Wand der Brennerkammer (1) mit einer der Querschnitts­ form der Kühlmittelleitung (2) entsprechend gestal­ teten Einprägung (54) versehen ist, in die diese Kühlmittelleitung (2) eingebettet ist.

2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einprägung (54) an der Oberseite (8) der Brennerkammer (1) unmittelbar zwischen zwei Reihen von Gemischaustrittsöffnungen (6) verlaufend angeordnet ist.

3. Brenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einprägung (54) in das Innere der Brennerkammer (1) weist und die Kühlmittelleitung (2) an deren Außenseite verlaufend angeordnet ist (Fig. 2, 4, 7).

4. Brenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einprägung (54) nach außen weist und die Kühlmittelleitung (2) im Inneren der Brennerkammer (1) verlaufend angeordnet ist (Fig. 3, 5).

5. Brenner nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittelleitung (2) mittels eines quer verlaufen­ den Haltestiftes (58) in der Einprägung (54) gehalten ist.

6. Brenner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltestift (58) in Ausnehmungen (60) der Seitenwände (56) der Brennerkammer (1) formschlüssig gelagert ist.

7. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei in Einprägungen (54) der Seitenwände (56) der Brennerkammer (1) lagernde Kühlmittelleitungen (2) beidseits der Brennerkammer (1) vorgesehen sind (Fig. 4).

8. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine wärmeleitfähige Schicht zwischen Einprägung (54) und Kühlmittelleitung (2) vorgesehen ist.

9. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Beheizung eines Wasserheizers mit einer Anzahl zueinander paralleler, einen Brennerrost bildender Brennerkammern (1), ge­ kennzeichnet durch eine gemeinsame, diese Brennerkammern (1) nacheinander durchsetzende, in Schleifen geführte Kühlmittelleitung (2).