Die Erfindung betrifft einen atmosphärischen Gas
brenner mit einem schachtförmigen, einen Luftstrom füh
renden Gehäuse gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an atmospheric gas
burner with a shaft-shaped, an air flow
renden housing according to the preamble of claim 1.
Aus der DE-PS 31 13 416 ist ein derartiger Gasbren
ner bekannt, der dazu dient, einen Gebläseluftstrom
durch Mischen mit den Brennerabgasen direkt zu erhitzen
zur Verwendung in Trocknungsgeräten oder dergleichen.
Die Gasdüse und der Mischrohreintritt sind durch eine
haubenartige Luftströmungsführung vor einem unmittel
baren Zutritt der Gebläseluftströmung geschützt, damit
die Verbrennungsluftansaugung durch den Impuls des aus
der Gasdüse in das Mischrohr strömenden Brenngases in
einer von der Gebläseluftströmung unabhängigen Bypass-
Strömung stattfindet. Der Brennerkopf besteht aus einer
quer im Gehäuse liegenden scheibenförmigen Brennerplat
te, aus der das Gemisch in Gehäuselängsrichtung in eine
an die Brennerplatte sich anschließende zylinderförmi
ge Strömungsführung austritt, an deren stromab offenen
Austrittsende die Verbrennungsabgase mit dem außensei
tig die Strömungsführung umströmenden aufzuheizenden
Gebläseluftstrom zusammengeführt werden. In der zylin
derförmigen Strömungsführung kann stromab hinter der
Brennerplatte ein wassergekühlter Wärmetauscher vorge
sehen sein, der von den Verbrennungsabgasen durchströmt
wird, bevor diese sich am Austrittsende der Strömungs
führung mit dem aufzuheizenden Gebläseluftstrom vermi
schen. Bei dieser Gasbrennerkonstruktion kann mit der
den axialen Gemischaustritt an der Brennerplatte umge
benden zylinderförmigen Strömungsführung der außensei
tige Strömungsquerschnitt für den Gebläseluftstrom
gleichgroß gebildet werden wie der Strömungsquerschnitt
für die Gebläseluft auf der Außenseite der den Misch
rohreintritt umgebenden haubenartigen Strömungsführung,
damit in der Umgebung des Mischrohreintritts und am Ab
gasaustrittsende der zylinderförmigen Strömungsführung
der gleiche Druck herrscht und der Gasbrenner unabhängig
von der Menge und Geschwindigkeit des Gebläseluftstromes
mit schadstoffarmer, insbesondere stickoxidarmer Abgas
erzeugung betrieben werden kann.From DE-PS 31 13 416 is such a gas burner
ner known, which serves a fan air flow
heat directly by mixing with the burner exhaust gases
for use in drying equipment or the like.
The gas nozzle and the mixing tube inlet are through a
hood-like air flow in front of an immediate
protected access to the fan air flow
the combustion air intake by the impulse of the
the gas nozzle into the mixing tube flowing fuel gas in
a bypass independent of the fan air flow
Flow takes place. The burner head consists of a
Disc-shaped burner plate lying transversely in the housing
te, from which the mixture in the longitudinal direction of the housing in a
to the burner plate adjoining cylindrical
ge flow guide exits at the downstream open
The combustion flue gas ends with the outside
tig to be heated around the flow
Blower airflow are merged. In the cylin
deriform flow can be downstream behind the
Burner plate pre-water-cooled heat exchanger
be seen, which flows through the combustion exhaust gases
is before this is at the exit end of the flow
leadership with the fan air flow to be heated
. With this gas burner construction, the
the axial mixture outlet on the burner plate vice versa
bend cylindrical flow guidance of the outside
flow cross-section for the fan air flow
be formed the same size as the flow cross-section
for the blower air on the outside of the mixer
hood-like flow guidance surrounding the pipe inlet,
thus in the vicinity of the mixing pipe inlet and at the outlet
gas outlet end of the cylindrical flow guide
the pressure is the same and the gas burner is independent
on the amount and speed of the fan air flow
with low pollutant, especially low nitrogen oxide
generation can be operated.
Aufgabe der Erfindung ist es, den gattungsgemäßen
Gasbrenner so weiterzubilden, daß mit ihm in rein atmo
sphärischer Betriebsweise eine zylinderförmige wasser
gekühlte, senkrecht angeordnete Brennkammer eines Heiz
kessels oder dergleichen beheizt werden kann und daß bei
modulierender Regelbarkeit der Brennerleistung sowie un
abhängig von dem in der Brennkammer bzw. in dem ange
schlossenen Schornstein herrschenden Zug eine stabile
Verbrennung mit möglichst schadstoffarmer Abgaserzeugung
erreicht werden kann.The object of the invention is the generic
To train gas burners so that with him in purely atmo
spherical mode of operation a cylindrical water
cooled, vertically arranged combustion chamber of a heater
boiler or the like can be heated and that at
modulating controllability of the burner output and un
depending on the in the combustion chamber or in the
closed chimney prevailing train a stable
Combustion with the emission of exhaust gases as low as possible
can be reached.
Diese Aufgabe wird durch die Ausbildung des Gasbren
ners gemäß dem Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 ge
löst. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen
Gasbrenners sind in den Unteransprüchen angegeben.This task is accomplished by training the gas burner
ners according to the characterizing part of claim 1 ge
solves. Advantageous further developments of the invention
Gas burners are specified in the subclaims.
Durch die Anwendung des Brennzylinders, wie er
zum Beispiel aus dem DE-GM 86 05 654 an sich bekannt
ist, wird die Beheizung eines als Wärmetauscher,
zum Beispiel als zylindrischer Brennkammerwassermantel
ausgebildeten Gehäuses günstiger und wird die Bauhöhe
des schachtförmigen Gehäuses niedriger als bei der An
wendung eines herkömmlichen atmosphärischen Flächen
brenners mit scheibenförmiger Brennerplatte nach Art
der DE-PS 31 13 416. Der Durchmesser des zylinderför
migen Gehäuseeinsatzes ist so viel größer bemessen
als der Durchmesser des in den Gehäuseeinsatz hineinra
genden Brennzylinders, daß die Abgase zunächst vom
Brennzylinderumfang durch Auftrieb zum geschlossenen
Ende des Gehäuseeinsatzes hin aufsteigen und nach Um
lenkung wieder an der Innenwand des Gehäuseeinsatzes
zu dessen offenen unteren Ende abwärts strömen. Durch
diese beim Brennerbetrieb entstehende Auftriebsströmung
der Abgase im Gehäuseeinsatz kann ein beim Betrieb des
Gasbrenners eintretender Anstieg des Strömungswider
standes am Gemischaustritt auf dem Umfang des Brennzy
linders zumindest teilweise wieder kompensiert werden.
Die Auftriebsströmung kann durch die Wahl der Höhe
des zylinderförmigen Gehäuseeinsatzes genau festgelegt
werden und bleibt auch relativ konstant durch seine
Abkopplung von der Sekundärluftströmung, die in dem
Gehäuse zur Außenseite des Brennzylinders strömt und
vor Erreichen des unteren offenen Endes des zylinder
förmigen Gehäuseeinsatzes radial nach außen zu dem
ringzylindrischen Abgaskanal zwischen Gehäuseeinsatz
und Gehäuseinnenwandung ausweichen muß. Der Gehäuseein
satz kann den Brennzylinderumfang über seine gesamte
axiale Länge oder gegebenenfalls auch nur über einen
Teil der axialen Länge in einem radialen Abstand umhül
len. Die vorgenannte Abkopplung bewirkt außerdem eine
weitgehende Unabhängigkeit der Sekundärluftströmung
von unterschiedlichen Brennerbelastungen, so daß ein
modulierender Betrieb des Gasbrenners bis herunter zu
ca. 40 % der Nennbelastung möglich ist ohne Wirkungs
gradeinbußen und auch mit niedrigen Schadstoffemissionen
in den Abgasen. Mit der Anordnung des einen geschlosse
nen Brennkammerteil bildenden Gehäuseeinsatzes in einem
als Brennkammerwassermantel ausgebildeten Gehäuse wird
weiterhin erreicht, daß durch die Strahlungswärme des
Brennzylinders und des heißen Gehäuseeinsatzes einer
Abgaskondensation und daraus resultierenden Korrosions
erscheinung an den Wärmeaustauschflächen im oberen, be
sonders gefährdeten Teil des Gehäuses bzw. Brennkammer
wassermantels entgegengewirkt wird.By using the combustion cylinder as he did
for example from DE-GM 86 05 654 known per se
is heating one as a heat exchanger,
for example as a cylindrical combustion chamber water jacket
trained housing cheaper and the overall height
of the shaft-shaped housing lower than the An
using a conventional atmospheric surface
burner with disc-shaped burner plate according to Art
DE-PS 31 13 416. The diameter of the cylinder
The housing insert is so much larger
than the diameter of the into the housing insert
ing combustion cylinder that the exhaust gases first from
Firing cylinder circumference due to buoyancy to the closed
Rise towards the end of the housing insert and after Um
steering again on the inner wall of the housing insert
Stream down to its open lower end. By
this buoyancy flow arising during burner operation
the exhaust gases in the housing insert can be used when operating the
Increase in flow resistance due to gas burner
stood at the mixture outlet on the circumference of the Brennzy
be at least partially compensated for.
The buoyancy flow can be determined by the choice of height
of the cylindrical housing insert precisely defined
become and remains relatively constant through its
Decoupling from the secondary air flow in the
Housing flows to the outside of the combustion cylinder and
before reaching the lower open end of the cylinder
shaped housing insert radially outwards to the
ring-cylindrical exhaust duct between the housing insert
and must evade the inner wall of the housing. The housing
set can the combustion cylinder circumference over its entire
axial length or possibly only over one
Cover part of the axial length at a radial distance
len. The aforementioned decoupling also causes
extensive independence of the secondary air flow
of different burner loads, so that a
modulating operation of the gas burner down to
approx. 40% of the nominal load is possible without effect
loss of degrees and also with low pollutant emissions
in the exhaust gases. With the arrangement of one closed
NEN combustion chamber part forming housing insert in one
is designed as a combustion chamber water jacket
further achieved that by the radiant heat of
Fuel cylinder and the hot housing insert one
Exhaust gas condensation and the resulting corrosion
appearance on the heat exchange surfaces in the upper, be
particularly vulnerable part of the housing or combustion chamber
water jacket is counteracted.
In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungs
beispiel der Erfindung in einem Axialschnitt darge
stellt. Der atmosphärische Gasbrenner enthält ein senk
recht angeordnetes schachtförmiges Gehäuse 1 mit dem
Lufteintritt am unteren Gehäuseende und mit dem Abgas
austritt am oberen Gehäuseende. In dem Gehäuse sind
zwei aus Gasdüse 2 und Mischrohr 3 bestehende Systeme
vorhanden, die in einen gemeinsamen Brennzylinder 4
münden, aus dem das Gemisch radial aus einer Vielzahl
von Austrittsöffnungen am Zylinderumfang zur Flammen
bildung austritt. Die Gasdüsen 2 und die Mischrohrein
tritte 5 sind von einer haubenartigen Strömungsführung
6 umgeben und gegenüber dem offenen unteren Gehäuseen
de und dem eintretenden Luftstrom abgedeckt. Die at
mosphärische Verbrennungsluftansaugung in die Mischrohr
eintritte 5 ist dadurch weitgehend von einem im Gehäu
seinnenraum herrschenden Kaminzug unabhängig. Stromab
hinter dem Brennzylinder 4 ist im Gehäuseinnenraum ein
zylinderförmiger Gehäuseeinsatz 7 angeordnet, dessen
Durchmesser deutlich größer ist als der Durchmesser
des Brennzylinders und der in einem vorbestimmten Ab
stand von der geschlossenen Brennzylinderstirnseite 8
durch eine Querwand 9 verschlossen ist. Mit der Gehäuse
innenwandung, die im wärmebeaufschlagten Bereich durch
einen Wassermantel 10 gekühlt ist, begrenzt der Gehäu
seeinsatz 7 einen ringzylindrischen Abgaskanal 11, der
vorzugsweise mit Wärmeübertragungsrippen der wasserge
kühlten Gehäuseinnenwandung durchsetzt ist. Der Gehäuse
einsatz 7 bildet einen nach oben geschlossenen oberen
Teil der von dem Gehäuse 1 umgebenen Brennkammer. Der
Gehäuseeinsatz 7 hat eine solche Länge, daß er den
Brennzylinderumfang vorzugsweise über dessen gesamte
axiale Länge in einem radialen Abstand umhüllt. Beim
Brennerbetrieb entsteht ein Auftrieb der Abgase aus
der unmittelbaren Nähe des Brennzylinderumfangs in den
geschlossenen oberen Bereich des Gehäuseeinsatzes 7,
aus dem die Abgase in einer vom Brennzylinder radial
entfernteren Umkehrströmung zum unteren offenen Ende
des Gehäuseeinsatzes zurückströmen. Dieser Auftrieb
der Abgase vom Brennzylinder in den Gehäuseeinsatz
bewirkt einen zumindest teilweisen Ausgleich der beim
Brennerbetrieb am Gemischaustritt auf dem Umfang des
Brennzylinders entstehenden Strömungswiderstandszunahme,
und aufgrund der Abschirmung gegenüber der vom unteren
Lufteintrittsende zum oberen Abgasaustrittsende des Ge
häuses hochsteigenden Sekundärluftströmung bleibt der
Abgasauftrieb vom Brennzylinder in den geschlossenen
Bereich des Gehäuseeinsatzes verhältnismäßig konstant,
so daß unabhängig von dem die Sekundärluftströmung er
zeugenden Kaminzug optimale und im wesentlichen konstant
bleibende Strömungsverhältnisse in der Bypass-Strömung
von den Mischrohreintritten bis zum Gemischaustritt am
Brennzylinderumfang eingestellt werden können, um eine
möglichst schadstoffarme und insbesondere stabile Ver
brennung des Brenngases zu erhalten.In the drawing, a preferred embodiment of the invention in an axial section is Darge. The atmospheric gas burner contains a vertically arranged shaft-shaped housing 1 with the air inlet at the lower end of the housing and with the exhaust gas outlet at the upper end of the housing. In the housing there are two systems consisting of gas nozzle 2 and mixing tube 3 , which open into a common combustion cylinder 4 , from which the mixture emerges radially from a plurality of outlet openings on the cylinder circumference for the formation of flames. The gas nozzles 2 and the mixing tube steps 5 are surrounded by a hood-like flow guide 6 and covered with respect to the open lower housing de and the incoming air flow. The atmospheric combustion air intake into the mixing tube 5 is largely independent of a chimney draft prevailing in the interior of the housing. Downstream of the combustion cylinder 4 , a cylindrical housing insert 7 is arranged in the housing interior, the diameter of which is significantly larger than the diameter of the combustion cylinder and which was in a predetermined position from the closed end 8 of the combustion cylinder is closed by a transverse wall 9 . With the housing inner wall, which is cooled in the heat-affected area by a water jacket 10 , the housing insert 7 limits an annular cylindrical exhaust duct 11 , which is preferably interspersed with heat transfer fins of the water-cooled inner housing wall. The housing insert 7 forms an upwardly closed upper part of the combustion chamber surrounded by the housing 1 . The housing insert 7 has a length such that it envelops the combustion cylinder circumference preferably over its entire axial length at a radial distance. During burner operation, the exhaust gases are lifted from the immediate vicinity of the circumference of the combustion cylinder into the closed upper region of the housing insert 7 , from which the exhaust gases flow back to the lower open end of the housing insert in a reverse flow radially distant from the combustion cylinder. This buoyancy of the exhaust gases from the combustion cylinder into the housing insert brings about an at least partial compensation for the increase in flow resistance that occurs on the periphery of the combustion cylinder during burner operation at the mixture outlet, and because of the shielding from the secondary air flow rising from the lower air inlet end to the upper exhaust gas outlet end of the housing, the exhaust gas lift from the combustion cylinder remains in the closed area of the housing insert relatively constant, so that irrespective of the chimney draft that creates the secondary air flow, optimum and essentially constant flow conditions in the bypass flow from the mixing tube inlets to the mixture outlet on the circumference of the combustion cylinder can be adjusted in order to minimize pollutants and in particular stable Ver to get combustion of the fuel gas.