DE4308266A1

DE4308266A1 - Atmosphärischer Gasbrenner

Info

Publication number: DE4308266A1
Application number: DE19934308266
Authority: DE
Inventors: Johann Dr Balsasch; Ralf Doll; Reinhard Dipl Ing Straub
Original assignee: SCHRAG HEIZUNGS LUEFTUNGS KLIM
Current assignee: SCHRAG HEIZUNGS LUEFTUNGS KLIM
Priority date: 1993-03-16
Filing date: 1993-03-16
Publication date: 1994-09-22
Anticipated expiration: 2013-03-17
Also published as: DE4308266C2

Description

Die Erfindung betrifft einen atmosphärischen Gasbrenner, insbe sondere für Kachelöfeneinsätze, bei dem einem Brennergehäuse mit einer mit Austrittsöffnungen versehenen Fläche für die Flammenbildung ein Eintrittskanal und mindestens eine dessen Eintrittsöffnung im Abstand vorgeschaltete Düse für das Gas zu geordnet sind.

Atmosphärische Gasbrenner, die insbesondere mit Erdgas betrie ben werden, sind bekannt (gwf-Gas/Erdgas 130 (1989), Heft 7, S. 355). Bei diesen bekannten Gasbrennern wird der Eintrittskanal in Form einer Venturi-Düse gestaltet und wirkt daher als eine Art Injektor für Primärluft, die mit dem aus einer Düse zuströ menden Gas vorgemischt wird und dann im Bereich des stabförmi gen Brennergehäuses noch mit Sekundärluft versehen wird. Andere in der gleichen Fundstelle aufgeführte Brenner (Thermomax-Bren ner) arbeiten auf dem gleichen Prinzip oder sind zusätzlich mit einem Gebläse versehen, das dazu dient, eine intensivere Vormi schung des Gases mit der Luft zu erreichen.

Brenner mit einem Gebläse weisen zwar den Vorteil auf, daß die durch sie erzielbaren Ausbrennwerte insbesondere hinsichtlich der entstehenden Stickstoffoxide (NO_x) und auch hinsichtlich des entstehenden Kohlenmonoxyds recht gute Werte aufweisen. Sie sind aber wegen des Einsatzes eines Gebläses mit einer Geräusch entwicklung verbunden, die bei manchen Verwendungszwecken, ins besondere bei der Verwendung eines Brenners für Kachelofenein sätze, nicht erwünscht sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für at mosphärische Flächenbrenner der eingangs genannten Art, die mit keinem Gebläse arbeiten, die NO_x und die CO-Emissionen so ge ring als möglich zu halten, ohne die Wirtschaftlichkeit und die Funktionsweise, insbesondere die nahezu geräuschlose Verbren nung, zu beeinflussen.

Die Erfindung besteht bei einem atmosphärischen Gasbrenner der eingangs genannten Art darin, daß die Düse mit mindestens zwei gleichmäßig auf dem Umfang eines in einer Austrittsebene ange ordneten Kreises verteilten Austrittsöffnungen für das Gas ver sehen ist, deren Achsen in einer Ebene mit einer Tangente an dem Kreis verlaufen, aber unter einem Winkel zu der Austritts ebene geneigt sind. Durch diese Maßnahme bewirken die aus der Düse austretenden verhältnismäßig kleinen Gasstrahlen eine Drallströmung, die im Ansaugbereich zwischen Eintrittskanal und Düsenaustritt eine Vormischung mit der Luft bewirken, ohne daß es einer Venturi-Ausbildung bedarf. Es hat sich gezeigt, daß durch diese Maßnahmen die bei der Verbrennung auftretenden Emissionen von NO_x verschwindend gering und weit unter den zu lässigen Werten sind. Auch die CO-Emission bleibt sehr gering. Bei einem Ausführungsbeispiel haben Messungen ergeben, daß die NO_x-Emission kleiner als 150 ppm und die CO-Emission kleiner als 100 ppm war.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteran sprüchen gekennzeichnet. Besonders vorteilhaft hat sich eine Ausgestaltung nach Anspruch 2 erwiesen, bei der jeweils drei Austrittsbohrungen in einer Düse vorgesehen sind. Die Merkmale des Anspruches 5 bewirken eine ausreichende Luftzufuhr im Ein trittsbereich und die Merkmale des Anspruches 6 haben sich als besonders günstig für die Wirkungsweise des neuen Brenners er wiesen. Die durch die mindestens zwei Düsen mit je drei Aus trittsöffnungen erzeugten beiden Drallströmungen, deren Dreh sinn gleich ist, sorgen für eine besonders gute Vermischung innerhalb des Eintrittskanales, der entsprechend dimensioniert werden kann, so daß beim Eintritt in das Brennergehäuse ein gut vorgemischtes Gas-Luft-Gemisch vorliegt, das dann bei der Ver brennung die vorteilhaften Eigenschaften mit sich bringt. Die Merkmale der Ansprüche 7 bis 10 und 11 schließlich können zu sätzlich dafür sorgen, daß die durch den Eintrittskanal ankom mende Strömung noch einer zusätzlichen Mischung und gleichzei tigen Umlenkung unterworfen wird, so daß die Strömung gleich mäßig auf das das Brennergehäuse abdeckende Sieb auftrifft und dort gleichmäßig verbrennt.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispieles in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Seitenansicht eines erfindungsgemäß ausgestalteten Gasbrenners für einen Kachelofeneinsatz,

Fig. 2 die Draufsicht auf den Gasbrenner der Fig. 1,

Fig. 3 die Ansicht des Gasbrenners der Fig. 1 und 2 in Richtung des Pfeiles III der Fig. 2 gesehen,

Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung einer Draufsicht auf eine der beiden bei dem Gasbrenner der Fig. 1 und 2 verwendeten Düsen zur Zuführung des Gases,

Fig. 5 den Längsschnitt durch die Düse der Fig. 4 in Richtung der Schnittlinie V-V der Fig. 4,

Fig. 6 die Draufsicht auf das Brennergehäuse des Gas brenners der Fig. 1 und 2 bei abgehobener Sieb haube,

Fig. 7 den Schnitt durch das Brennergehäuse der Fig. 6 in Richtung der Schnittlinie VII-VII und

Fig. 8 eine Ansicht des Brennergehäuses der Fig. 6 und 7 in Richtung des Pfeiles VIII-VIII der Fig. 7.

In den Fig. 1 bis 3 ist ein atmosphärischer Gasbrenner gezeigt, der aus einem mit kreisförmigem Querschnitt versehenen topfför migen Brennergehäuse (1) besteht, das eine haubenförmige, aus einem Sieb bestehende Abdeckung (2) besitzt. Der Abdeckung (2) sind zwei Zündelektroden (3) und eine Ionisationselektrode (4) zugeordnet, die in einer Halterung (5), die auch zum Einbau des Brenners dient, befestigt sind. In das Brennergehäuse (1) ist im Abstand unterhalb der Abdeckung (2) ein Verteilerblech (6) eingesetzt, das durchlässig ist und unterhalb dieses Verteiler bleches (6) sind zwei Mischbleche (7 und 8) auf dem Boden des Brennergehäuses (1) angeordnet, auf die anhand der Fig. 6 und 7 noch eingegangen wird.

In diesen unteren Teil des Brennergehäuses (1) mündet radial ein Eintrittskanal (9) mit rechteckigem Querschnitt ein, dessen Eintrittsöffnung (9a) im Abstand (a) hinter der Austrittsebene (10) von zwei Düsen (11) liegt, die symmetrisch zur Mittelachse des Eintrittskanales (9) an einem Gasverteilerkanal (12) ange ordnet sind, der über ein Verbindungsstück (13) von einer Gas armatur (14) mit Gas versorgt wird.

Die beiden Düsen (11) sind auch symmetrisch zu dem Gasvertei lerkanal (12) angeordnet. Ihre Ausgestaltung geht aus den Fig. 4 und 5 im einzelnen hervor.

Aus den Fig. 4 und 5 wird deutlich, daß jede der Düsen (11) aus einer Hohlschraube besteht, die einen sechskantigen Angriffs kopf (15) zum Ansetzen eines Schraubenschlüssels und einen Ge windeschaft (16) besitzt, der zum Einsetzen der Düsen in ein entsprechendes Gewinde am Gasverteiler (12) dient. Das Innere der Düsen (11) bildet einen zylindrischen Hohlraum (17), der auf der zum Kopf (15) hin weisenden Seite durch eine Wand (18) abgeschlossen ist, deren Außenseite die Austrittsebene (10) der Düsen (11) bildet. In dieser Wand sind Bohrungen (19) mit einem Durchmesser (d) vorgesehen, die auf einem Kreis (20) mit dem Durchmesser (d1) liegen, der zentrisch auf dem Kopfteil (15) angeordnet ist. Beim Ausführungsbeispiel sind auf dem Kreis (20) drei Austrittsbohrungen (19) vorgesehen, die jeweils um einen Winkel von 120° gegeneinander versetzt gleichmäßig auf dem Kreisumfang verteilt sind. Jede dieser Bohrungen (19) be sitzt eine Achse (21), die jeweils in einer tangential am Kreis (20) anliegenden und parallel zur Achse der Düse (11) verlau fenden Ebene liegt und unter einem Winkel (α) zu der Austritts ebene (10) der Düse (11) geneigt ist. Durch diese Düsenausbil dung entstehen drei schmale Gasstrahlen,die im Bereich zwischen der Austrittsebene (10) der Düsen (11) und dem Eintrittsquer schnitt (9a) des Eintrittskanales (9) eine Drallströmung bewir ken, die sich in den Kanal (9) hinein erstreckt und die aus dem Bereich, der dem Abstand (a) zwischen den Düsen (11) und der Eintrittsöffnung (9a) entspricht, Umgebungsluft mit in den Ein trittskanal (9) hereinführen, die dort auf dem Weg durch den Eintrittskanal (9) aufgrund der Drallströmung mit dem Gas ver mischt wird.

Aus den Fig. 6 bis 8 ergibt sich, daß in dem Brennergehäuse (1) unterhalb einer umlaufenden Sicke (22), die zur Halterung des Verteilbleches (6) dient, die beiden Mischbleche (7 und 8) an geordnet sind, die jeweils aus einem kreisbogenförmig ausgebil deten Lochblech mit unterschiedlicher Lochung bestehen, die mit ihrer offenen Seite gegen die im Sinn des Pfeiles (23) eintre tende Gas-Luft-Strömung gerichtet sind. Die beiden Mischbleche (7 und 8) sind unterhalb eines Abdeckbleches (24) angeordnet, das eine direkte Ablenkung der Gasluftströmung nach oben ver hindert. Es hat sich gezeigt, daß diese Ausgestaltung zusammen mit der Anordnung des Eintrittskanales (9) und der diesem vor geschalteten beiden Düsen (11) die eingangs schon geschilderten besonders guten Ausbrandwerte ergibt.

Beim gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Eintrittskanal (9) einen Querschnitt von 30 × 60 mm auf, der Abstand zwischen sei nem Eintrittsquerschnitt (9a) und der Austrittsebene (10) der Düsen (a) beträgt zwischen 15 und 20 mm. Der Durchmesser (d) der Austrittsbohrungen (19) der Düsen (11) ist größer als 0,8 mm gewählt gewesen und der Winkel (α) beträgt 17°. Die Größe des Durchmessers (D1) ist 9 mm. Die Schlüsselweite des Düsen kopfes (15) ist 17 mm. Der Innendurchmesser (D) des Hohlraumes (17) beträgt 6 mm. Die so ausgebildete Gasbrenneranordnung hat die eingangs erwähnten sehr geringen NO_x- und CO-Emissionswerte ergeben.

Claims

1. Atmosphärischer Gasbrenner, insbesondere für Kachel öfeneinsätze, bei dem einem Brennergehäuse (1) mit einer mit Austrittsöffnungen versehenen Fläche für die Flammenbildung, ein Eintrittskanal (9) und mindestens eine dessen Eintrittsöff nung (9a) im Abstand (a) vorgeschaltete Düse (11) für das Gas zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (11) mit mindestens zwei gleichmäßig auf den Umfang eines in einer Aus trittsebene (10) angeordneten Kreises (20) verteilten Aus trittsöffnungen (19) für das Gas versehen ist, deren Achsen in einer Ebene mit einer Tangente an den Kreis (20) verläuft, aber unter einem Winkel (α) zu der Austrittsebene (10) geneigt ist.

2. Gasbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Umfang des Kreises (20) drei jeweils um 120° gegenein ander versetzte Austrittsbohrungen (19) vorgesehen sind, die alle gleich geneigt angeordnet sind.

3. Gasbrenner nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der Winkel (α), um den die Achsen der Bohrungen (19) zur Austrittsebene (10) geneigt sind, 17° beträgt.

4. Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (11) einen zylindrischen Innenraum (17) vor der die Austrittsebene (10) bildenden Endwand (18) aufweist.

5. Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsöffnung (9a) des Eintrittska nales (9) in einem Abstand (a) hinter der Austrittsebene der Düse (11) liegt, der etwa dem 1,5- bis 3-fachen des Durchmes sers (D1) des Kreises (20) entspricht, auf dem die Austritts bohrungen (19) liegen.

6. Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Eintrittskanales (9) rechteckig oder oval ist und daß seiner Eintrittsöffnung (9a) mindestens zwei der jeweils mit drei Austrittsbohrungen (19) versehenen Düsen (11) zugeordnet sind, die nebeneinander ange ordnet sind.

7. Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Brennergehäuse (1) als ein kreisförmi ger Topf ausgebildet ist, in das die Längsachse des Eintritts kanales (9) radial einmündet.

8. Gasbrenner nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Brennergehäuse (1) in Richtung der Längsachse des Eintritt kanales (9) mit Einbauten zur weiteren Vermischung der eintre tenden Strömung versehen sind.

9. Gasbrenner nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbauten aus quer zur Anströmungsrichtung (23) ausgerich teten Lochblechen (7, 8) bestehen.

10. Gasbrenner nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Lochbleche (7, 8) hintereinander angeordnet, beide kreis bogenförmig gekrümmt und mit der offenen Seite gegen die Strö mungsrichtung (23) gerichtet sind.

11. Gasbrenner nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochbleche (7, 8) mit einer nach oben gerichteten Abdeckung (24) versehen sind.

12. Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Brennergehäuse (1) durch ein Sieb (2) abgedeckt ist.