DE4129552A1 - Gasbrenner, insbesondere fuer fluessiggas - Google Patents
Gasbrenner, insbesondere fuer fluessiggasInfo
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- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/02—Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone
- F23D14/04—Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone induction type, e.g. Bunsen burner
- F23D14/08—Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone induction type, e.g. Bunsen burner with axial outlets at the burner head
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Gasbrenner, ins
besondere für Flüssiggas, zum Einbau in ein Flammrohr oder ein
Brennkammergehäuse eines Wärmetauschers für Raumheizgeräte od.
dgl., gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Bei einem bekannten Gasbrenner dieser Art (DE-PS 33 27 140)
ist ein Brennermundstück koaxial in einem Flammrohr angeordnet
und mit einem Mischrohr für die Gas- und Erstluftzufuhr verbun
den. Eine Zweitluftführung ist um dieses Brennermundstück ausge
bildet, wozu in einer das Mundstück umgebenden Ringfläche zur
Brennermitte gerichtete Löcher vorgesehen sind, um durch die
daraus austretenden Luftsträhle der Brennerflamme die notwendige
Zweitluft zuzuführen. Da die eigentliche Brennfläche des Mund
stückes höher als die Zweitluftlöcher angeordnet ist und außer
dem die Luftsträhle durch eine hochstehende Zylinderwand ver
hältnismäßig steil nach oben gelenkt werden, wird die Gasflamme
nur in ihrem Randbereich mit ausreichender Zweitluft versorgt,
während im Flammenkern es an Zweitluft fehlt. Die Zweitluftzu
fuhr hat man in der Praxis schon dadurch zu verbessern versucht,
daß die Zweitluftlöcher in der Ringfläche durch kiemenförmige
Luftdüsen ersetzt wurden, deren Austrittsöffnungen zur Bildung
etwa tangentialer Luftsträhle angeordnet sind. Aber auch hier
durch konnte keine wesentliche Verbesserung erreicht werden.
Beim bekannten Gasbrenner ist das von der Gasdüse zum Brenner
mundstück führende Mischrohr ein gerippter Schlauch mit gleich
bleibendem Durchmesser und lediglich innerhalb des Mundstückes
ist eine kurze trichterförmige Erweiterung bis zum Metallsieb
vorhanden, so daß die Mischwirkung in diesem Mischrohr im we
sentlichen nur durch die Oberflächenrippung im Rohrinnern er
reicht wird.
Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, einen
Gasbrenner zu schaffen, der durch eine verbesserte Luftzufuhr
eine erhöhte Brennleistung gewährleistet.
Diese Aufgabe wird mit einem Gasbrenner nach dem Oberbe
griff des Patentanspruches 1 erfindungsgemäß durch die kenn
zeichnenden Merkmale dieses Patentanspruches gelöst.
Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind in
Unteransprüchen beansprucht.
Durch die erfindungsgemäße Vertiefung der eigentlichen
Brennfläche an einer Brennerbrille mit darüber kreisförmig an
geordneten Zweitluftdüsen wird die Flamme ausreichend mit Zweit
luft versorgt und dadurch eine optimale Verbrennung erreicht.
Weil nunmehr die Luftsträhle über die Brennfläche nur geringfü
gig oberhalb der Flammenwurzeln hinwegstreichen, beeinflußt die
Zweitluft die Flamme über den vollen Querschnitt und nicht nur
deren Außenbereiche. Die in einem vorbestimmten Ausblaswinkel
ausgerichteten Zweitluftdüsen begünstigen zudem die Flammensta
bilisierung, ohne dabei die Flammenentwicklung zu stören. Da
durch, daß die Zweitluft gänzlich mit der Flamme in Berührung
kommt, wird vermieden, daß im Randbereich des Flammrohres mehr
oder weniger erhitzte Luft mit den Verbrennungsgasen hochsteigt
und damit unvermischt den Wärmeübergang durch die Heizflächen
des Wärmetauschers beeinträchtigt. Die Brennleistung wird
schließlich auch noch durch den erfindungsgemäßen Injektor des
Mischrohres für die Erstluft gesteigert, weil infolge seiner
abgestuften Erweiterung eine intensivere Mischwirkung bei
gleichmäßigerer Verteilung des Gas-Luft-Gemisches auf die gesam
te Brennfläche gewährleistet wird. Schließlich trägt auch das
Zusammenwirken dieses Injektors mit der aus der Brennflächenver
tiefung resultierenden Zweitluftführung zu einer weiteren Opti
mierung der Verbrennung bei. Diese Zweitluftführung bietet nicht
nur den Vorteil, daß dieser Luftanteil bis tief in den Flammen
kern geführt wird, sondern hat auch zur Folge, daß in der Flamme
ein Drall erzeugt wird, der dazu beiträgt, die Durchmischung in
der Brennkammer weiter zu intensivieren.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei
spiels eines in ein Flammrohr eines Wärmetauschers eingebauten
Gasbrenners, der auch in der Zeichnung schematisiert dargestellt
ist, näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch einen Gasbrenner mit
Flammrohr,
Fig. 2 einen Schnitt durch eine Brennerbrille und
Fig. 3 eine Draufsicht auf diese Brennerbrille.
Auf eine Stirnkante 2 eines Brennerrohres 1 ist ein von
einer Brennerbrille 4 gebildeter Gasbrenner 3 aufgesetzt und
darauf befestigt. Eine Brillenbasis 5 in Form einer Ringfläche
bildet dabei die Auflage auf der Stirnkante 2. Eine Brennfläche
7 des Brenners ist gegenüber der Brillenbasis vertieft, bei
spielsweise um mindestens drei bis zwanzig Millimeter, wozu ein
Brillenzylinder 6 die Verbindung zur Basis herstellt. Die Brenn
fläche selbst weist in bekannter Weise ein Metallsieb 8 und
einen Lochkranz 9 auf, wobei dieser Lochkranz mit dem Brillen
zylinder ein Formstück bilden kann. In die Ringfläche der Bril
lenbasis sind in kreisförmiger Anordnung Zweitluftdüsen 10 ein
geformt, deren etwa rechteckige Düsenöffnungen 11 annähernd
senkrecht zur Brillenbasis verlaufen und die durch eine schräge
Düsendecke 12 oben begrenzt sind, derart, daß der aus der Düsen-
Öffnung austretende Luftstrahl einen Winkelbereich von etwa
δ = 30° über der Brillenbasis bestreicht (Fig. 2). Die Düsen
öffnungen sind auch nicht radial zur Brennermitte ausgerichtet,
sondern in einem vorbestimmten Winkel gegenüber den zugehörigen
Radien angeordnet. So beträgt dieser Anstellwinkel gemäß Fig. 3
beispielsweise ε = 62,5° zwischen dem durch die Düse verlegten
Radius R und der Längsmittellinie L durch die Düse. Dieser An
stellwinkel kann zwischen 50° und 75° verändert werden, ohne
die Wirkung des Luftstrahls in bezug auf die Flamme merklich zu
beeinträchtigen, solange durch die Luftsträhle die durch den
Lochkranz 9 abgedeckte Brennfläche 7 möglichst vollständig be
strichen wird. Als vorteilhaft hat sich überraschenderweise
erwiesen, wenn der Flammenkern im Bereich des freien Metallgit
ters 8 von der unmittelbaren Einwirkung der Luftsträhle freige
halten wird. Mit der erfindungsgemäßen Düsenausbildung und -
anordnung wird erreicht, daß die Zweitluft einmal unmittelbar
über die Brillenbasis hinweg in einem geringen Abstand über den
Flammenwurzeln in die Brennerflamme eindringt und zum anderen
die nicht auf die Brennermitte konzentrierten Luftsträhle auf
die Flamme eine gewisse Drallwirkung mit verstärkter Bündelung
ausüben. Die Brennerbrille 4 ist mit ihrem Brillenzylinder 6 in
eine Muffe 17 eines Mischrohres 15 für die Erstluft eingesetzt.
Über Ösen 21 an der Muffe ist eine Verschraubung oder Vernietung
mit der Brillenbasis 5 möglich. Die Mischrohrmuffe 17 ist am
Ende eines Injektortrichters 16 ausgebildet, der wiederum ein
Injektor-Mittelstück 19 fortsetzt und am anderen Ende eine Ein
gangserweiterung 20 aufweist, durch die das aus einer Gasdüse 23
ausströmende Gas zusammen mit der Erstluft in den Injektor ein
treten und vermischt werden. Die Gasdüse wird durch eine Gaszu
leitung 24 über ein Ventil 25, beispielsweise ein Magnetventil,
gespeist. Die Mischintensität im Mischrohr hängt weitgehend von
den Abschnitts- und Konizitätsverhältnissen der einzelnen Misch
rohrteile ab. Bei einem besonders leistungsfähigen Mischrohr
sollen die Längen des Injektortrichters 16 l1 = 25 mm, des Mit
telstückes l2 = 60 mm und des Eingangsstückes 20 l3 = 8 mm be
tragen. In bezug auf die in Strömungsrichtung vorgesehenen Er
weiterungen haben sich für α 20° bis 85°, für β 1° bis 30° und
für γ 30° bis 150° als zweckmäßig erwiesen. Auch die Längen
verhältnisse lassen sich in einem Bereich bis zu 20% abändern.
Das im Ausführungsbeispiel zylindrisch dargestellte Brennerrohr
kann natürlich auch rechteckigen, beispielsweise quadratischen
Querschnitt aufweisen. Der Brennerrohr-Boden 26 ist offen für
den Eintritt der Erst- und Zweitluft. Erfolgt die Luftzuführung
zwangsweise, beispielsweise mittels eines Gebläses, dann ist
diese Bodenöffnung in geeigneter Weise damit verbunden. Beim
gezeigten Brennerrohr ist auf einem Flanschring 27 ein Flamm
rohr-Sockel 30 aufgesetzt, an den sich ein Flammrohr 31 an
schließt. Der Flammrohr-Sockel ist noch durch einen Abgassammler
32 erweitert. In Fig. 1 sind schließlich noch die Zündelektroden
34 und in Fig. 3 die zugehörigen Durchtrittsöffnungen 35 zu
sehen.
Claims (9)
1. Gasbrenner, insbesondere für Flüssiggas, zum Einbau in
ein Flammrohr oder ein Brennkammergehäuse eines Wärmetauschers
für Raumheizgeräte und dgl., mit einem im Flammrohr koaxial
angeordneten Brennerkopf, einem damit verbundenen Mischrohr mit
einer Erstluftöffnung und einer Gasdüse am Mischrohreingang
sowie einer um den Brennerkopf ausgebildeten Zweitluftführung
aus kreisförmig angeordneten und zur Brennfläche gerichteten
Zweitluftdüsen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Brennfläche (7)
des Brenners (3) gegenüber den Zweitluftdüsen (10) vertieft
angeordnet ist.
2. Gasbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
eine auf ein Brennerrohr (1) aufsetzbare Brennerbrille (4) vor
gesehen ist, in deren Brillenbasis (5) die Zweitluftdüsen (10)
ausgebildet sind und die Brennfläche (7) mittels eines Brillen
zylinders (6) gegenüber der Brillenbasis vertieft ist.
3. Gasbrenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß die Brennerbrille (4) mit ihrem Brillenzylinder (6) in
eine Muffe (17) eines Mischrohres (15) eingesetzt ist.
4. Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Brennfläche (7) gegenüber der Brillenba
sis (5) um drei bis zwanzig Millimeter vertieft ist.
5. Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Zweitluftdüsen (10) etwa senkrecht zur
Brillenbasis (5) verlaufende Düsenöffnungen (11) aufweisen und
ihre Düsendecken (12) in einem Winkel von etwa 30° von der Bril
lenbasis hochstehen.
6. Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Zweitluftdüsen (10) mit ihrer etwa
rechteckigen Düsenöffnung (11) gegenüber dem durch die Mitte der
Düsenöffnung gelegten Radius um einen Anstellwinkel von 50° bis
75° gedreht sind.
7. Gasbrenner nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
der Anstellwinkel ε für die Düsenöffnung (11) 62,5° beträgt.
8. Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß das Mischrohr (15) einen Injektor
trichter (16) von einer Länge l1 = 20 bis 30 mm und einen Er
weiterungswinkel α = 20 bis 85° und ein Injektormittel
stück (19) von der Länge l2 = 50 bis 70 mm und einen Erweite
rungswinkel β = 1° bis 30° aufweist.
9. Gasbrenner nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
die Eingangserweiterung 6 bis 10 mm lang ist und eine entgegen
der Strömungsrichtung gerichtete Winkelerweiterung γ = 30° bis
150° aufweist.
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