DE3915447C2 - Gasbrenner - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Gasbrenner gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Ein derartiger Gasbrenner gemäß der US-PS 32 59 170 besteht aus zwei gepreßten Halbschalen und hat in Strömungsrichtung nacheinander eine Zuführungsleitung, eine Lufteinlaßkammer mit entsprechenden Lufteinlaßöffnungen, ein Venturirohr mit einem sich verjüngenden Auslaß sowie einen Prallkörper, der am ausgangsseitigen Ende des Brenners mit Befestigungslaschen befestigt ist und eine Flächenausdehnung besitzt, die wesentlich größer ist als die Querschnittsfläche des Auslasses des Venturirohres.

Bei diesem Brenner kann zwar das Verhältnis von Brenngas zu Luft in dem Verbrennungsgemisch eingestellt werden durch eine entsprechende Drehstellung eines drehbaren Schließers, der sich in der Lufteinlaßkammer befindet. Es sind aber, abgese­ hen von der Verwendung des Venturirohres, keine besonderen Maßnahmen getroffen, um eine besonders innige Vermischung des Brenngas-Luft-Gemisches und dadurch eine wirksame Verbrennung des Gasgemisches zu erzielen, auch wenn der ausgangsseitige, für ein kurzes axiales Flammenmuster sorgende Prallkörper einen gewissen Einfluß auf die Durchmischung mit entsprechen­ dem Rückstau haben mag.

In der DE-PS 3 99 815 ist eine Einrichtung zur Gemischverbes­ serung an einem Bunsenbrenner beschrieben, bei dem in einem zylindrischen Mischrohr ein schraubenförmiges Sieb angeordnet ist, welches aus einem Blechstreifen gewunden und in dem Mischrohr frei drehbar gelagert ist. Das schraubenförmige, das Gas-Luft-Gemisch in zwei Hauptströme teilende Sieb hat eine Vielzahl von Einschnitten in radialer Richtung, mit der Folge, daß eine Schar von radial verlaufenden Streifen mit axialen Durchgangsöffnungen gebildet wird. Im axialen Zentrum ist der Blechstreifen aus Vollmaterial gebildet.

Bei dem Gasbrenner ohne Venturirohr gemäß der DE-PS 3 99 815 schließt sich quer zum Mischbereich ein rechtwinklig abgehen­ der Kochbrenner an, der einen wesentlich größeren Austritts­ querschnitt als das Mischrohr hat. Bei einem geradlinigen Durchgangsbrenner mit kurzer axialer Länge treten ganz andere Strömungsverhältnisse auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gasbrenner der gattungsgemäßen Art anzugeben, der bei kurzer axialer Baulänge besonders gute Mischungseigenschaften für die zu verbrennenden Medien Brenngas und Luft besitzt.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, einen Gasbrenner der gattungsgemäßen Art so auszubilden, wie es mit den Merk­ malen im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegeben ist. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Gasbren­ ners sind in den Unteransprüchen angegeben.

Mit dem erfindungsgemäßen Gasbrenner wird die Aufgabe in zu­ friedenstellender Weise gelöst. Es wird eine besonders innige Vermischung des Brenngas-Luft-Gemisches bei kurzer Baulänge erreicht, wobei sich besonders gute Verbrennungseigenschaften erzielen lassen, ohne daß Gebläse für die Durchmischung der Gase erforderlich wären. Der erfindungsgemäße Gasbrenner lie­ fert dabei ein kurzes axiales Flammenmuster und bietet einen guten Wirkungsgrad bei der Verbrennung.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die beiliegen­ den Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 eine Seitenansicht des Gasbrenners im Schnitt, teil­ weise mit Wegbrechungen;

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 der Fig. 1; und in

Fig. 3 eine Ansicht längs der Linie 3-3 der Fig. 1.

In den Zeichnungen ist ein gebläseloser Gasbrenner für ein kurzes axiales Flammenmuster dargestellt, der zur Verwendung in Verbrennungsvorrichtungen, beispielsweise einem Ofen, ver­ wendet wird. Der Gasbrenner 1 hat eine im allgemeinen flache Trägerplatte 2, und eine Brenngasleitung 3, die an eine Quelle für unter Druck stehendes Brenngas angeschlossen ist, ist innerhalb eines Schlitzes in der Trägerplatte 2 befe­ stigt. Das Brenngas tritt aus der Brenngasleitung 3 durch einen Auslaß 4 aus.

Ein Venturirohr 5 ist ebenfalls in einer Öffnung in der Trä­ gerplatte 2 befestigt und in stromabwärtiger Richtung vom Auslaß 4 beabstandet. Das Venturirohr 5 hat einen konvergie­ renden Bereich 6, einen Verengungsbereich 7 und einen diver­ gierenden Bereich 8.

Wie in Fig. 1 dargestellt, hat der konvergierende Bereich 6 einen wesentlich größeren Durchmesser als die Brenngasleitung 3, und er überragt den Auslaß 4 auf der stromaufwärtigen Seite radial nach außen, wobei er eine ringförmige Luftein­ laßpassage 9 bildet, durch welche Luft in das Venturirohr 5 hineingezogen wird, und zwar durch die Ansaugwirkung des aus dem Auslaß austretenden Brenngases.

Ein wichtiger Aspekt des Gasbrenners besteht darin, daß ein Leitkörper 10 innerhalb des divergierenden Bereiches 8 des Venturirohres 5 befestigt ist, wobei er eine beträchtliche Strecke von dem Verengungsbereich 7 in stromabwärtiger Rich­ tung beabstandet ist. Wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, ist der Leitkörper 10 mit einem Paar von diametral gegenüberlie­ genden, radial verlaufenden Ansätzen 11 versehen, die an die Innenoberfläche des divergierenden Bereiches 8 des Venturi­ rohres 5 angeschweißt sind. Der Leitkörper 10 weist ferner einen schraubenförmigen Bereich 12 auf, der sich von dem stromaufwärtigen Anschlußbereich bei den Ansätzen 11 in stromabwärtiger Richtung erstreckt.

Der Leitkörper 10 besteht vorzugsweise aus Stahl, insb. rost­ freiem Stahl, und hat relativ starke Abmessungen im Gegensatz zum Venturirohr 5. In der Praxis wird der Leitkörper aus rostfreiem Stahl mit einer Dicke von 15,2 mm hergestellt, während das Venturirohr 5 aus Stahl mit einer Dicke von 7,6 mm besteht.

Der schraubenförmige Bereich 12 hat einen im wesentlichen gleichförmigen Durchmesser über seine gesamte Länge und ist von der Wand des divergierenden Bereiches 8 beabstandet, wie es in Fig. 1 dargestellt ist.

In der dargestellten Weise erstreckt sich der Leitkörper 10 nur über einen kleinen Bereich des divergierenden Bereiches 8, wobei die Enden des Leitkörpers 10 ungefähr äquidistant vom Verengungsbereich 7 und dem stromabwärtigen Ende des di­ vergierenden Bereiches 8 beabstandet sind, so daß der Leit­ körper 10 eine axiale Länge hat, die ungefähr ein Drittel der Länge des divergierenden Bereiches 8 ausmacht.

Für einen Gasbrenner mit einer zugeführten Energie von etwa 90 bis 150 kWh kann der schraubenförmige Bereich 12 des Leit­ körpers 10 eine Verdrillung von ungefähr 180° auf eine axiale Länge von 25 mm haben.

Am stromabwärtigen Ende des Venturirohres 5 ist ein Prallkör­ per 13 montiert, der aus einem mittleren scheibenförmigen Be­ reich 14 und einer Vielzahl von im allgemeinen L-förmigen Schenkeln 15 besteht, welche den Umfang des mittleren Berei­ ches 14 mit dem Ende des Venturirohres 5 verbinden. Wie in Fig. 1 dargestellt, ist der mittlere scheibenförmige Bereich 14 vom stromabwärtigen Ende des Venturirohres 5 nach außen beabstandet und hat eine Fläche, die kleiner ist als die ent­ sprechende halbe Fläche des stromabwärtigen Endes des diver­ gierenden Bereiches 8.

Der Prallkörper 13 dient dazu, einen Gegendruck oder Stau­ druck des Gasbrenners 1 zu erzeugen sowie für die Ausbreitung des Brenngas/Luft-Gemisches in radialer Richtung nach außen zu sorgen, um ein kurzes axiales Flammenmuster auszubilden.

Ein herkömmlicher Zünder oder eine Zündflamme (nicht darge­ stellt) können an der Trägerplatte 2 in der Nähe des stromab­ wärtigen Endes des Venturirohres 5 vorgesehen sein, um das Brenngas/Luft-Gemisch zu zünden.

Im Betrieb wird die Strömung des Brenngases durch den Auslaß 4 durch die Ansaugwirkung Luft durch die ringförmige Luftein­ laßpassage 9 hineinziehen, und die Strömungsgeschwindigkeit des Gemisches wird zunehmen, wenn es durch den Verengungsbe­ reich 7 in den divergierenden Bereich 8 einströmt. Der Leit­ körper 10 sorgt für eine verwirbelte, turbulente Strömung des Gemisches, um die Durchmischung zu steigern, und der Prall­ körper 13 sorgt für die Ausbreitung des brennbaren Gemisches in radialer Richtung nach außen und erzeugt ein kurzes axia­ les Flammenmuster.

Claims (9)

1. Gasbrenner, umfassend

• - eine Brenngasleitung (3) mit einem in den Innenraum des Brenners (1) gerichteten Auslaß (4),
• - ein Venturirohr (5), das stromabwärts vom Auslaß (4) angeordnet ist und einen konvergierenden Bereich (6), der stromaufwärts den Auslaß (4) radial nach außen überragend eine ringförmige Lufteinlaßpassage (9) bil­ det, einen Verengungsbereich (7) stromabwärts vom kon­ vergierenden Bereich (6) sowie einen divergierenden Bereich (8) stromabwärts vom Verengungsbereich (7) aufweist, und
• - einen Prallkörper (13, 14, 15), der stromabwärts von und quer zu dem stromabwärtigen Ende des Venturirohres (5) angeordnet ist und der das brennbare Gemisch aus Gas und Luft in radialer Richtung ausbreitet,

dadurch gekennzeichnet, daß ein Leitkörper (10) in dem Venturirohr (5) angeord­ net ist, dessen stromaufwärtiges Ende an der Innenober­ fläche des divergierenden Bereiches (8) an einem Ort stromabwärts vom Verengungsbereich (7) befestigt ist und der anschließend in axialer Richtung des Venturirohres (5) einen schraubenförmigen Bereich (12) hat, der gegen­ über dem divergierenden Bereich (8) des Venturirohres (5) radial beabstandet ist.

2. Gasbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das stromaufwärtige Ende des Leitkörpers (10) ein Paar von gegenüberliegenden, radial verlaufenden Ansätzen (11) hat, die am divergierenden Bereich (8) des Venturi­ rohres (5) befestigt sind.

3. Gasbrenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der schraubenförmige Bereich (12) des Leitkörpers (10) einen im wesentlichen gleichmäßigen Durchmesser über seine gesamte Länge hat.

4. Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der schraubenförmige Bereich (12) des Leitkörpers (10) um ungefähr 180° auf 25 mm axialer Länge verdrillt ist.

5. Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitkörper (10) und das Venturirohr (5) aus Me­ tall bestehen und der Leitkörper (10) eine stärkere Di­ mensionierung aufweist.

6. Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Leitkörpers (10) ungefähr gleich einem Drittel der Länge des divergierenden Bereiches (8) des Venturirohres (5) ist.

7. Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die longitudinalen Enden des Leitkörpers (10) im we­ sentlichen äquidistant von den beiden Enden des divergie­ renden Bereiches (8) des Venturirohres (5) beabstandet sind.

8. Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Prallkörper (13, 14, 15) einen mittleren schei­ benförmigen Bereich (14), der im wesentlichen in axialer Ausfluchtung mit dem Venturirohr (5) angeordnet ist, und eine Vielzahl von Schenkeln (15) aufweist, welche den mittleren Bereich (14) mit dem stromabwärtigen Ende des Venturirohres (5) verbinden.