DE4308266C2 - Atmosphärischer Gasbrenner - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen atmosphärischen Gasbrenner, ins­ besondere für einen Kachelofeneinsatz, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Ein derartiger atmosphärischer Gasbrenner, der mit Erdgas be­ trieben werden kann, ist bekannt (DE-AS 16 29 943). Bei die­ sem Gasbrenner ist der Eintrittskanal in Form eines Venturi­ rohres gestaltet und wirkt daher als Injektor für Primärluft, die mit dem aus einer Düse zuströmenden Gas vorgemischt wird und dann im Bereich der Brennfläche des Brennergehäuses noch mit Sekundärluft versehen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen atmosphäri­ schen Gasbrenner der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine intensive Vermischung des Gases mit der Luft und da­ mit geringe No_x- und CO-Emissionen erreichbar sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1.

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 eines Venturirohres bedarf. Im Eintrittskanal setzt sich die Vermi­ schung von Gas und Luft fort. Es hat sich gezeigt, daß hier­ durch die bei der Verbrennung auftretenden Emissionen von No_x und auch CO gering sind. Messungen haben Werte für die No_x- Emission kleiner als 150 ppm und die CO-Emission kleiner als 100 ppm ergeben.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Un­ teransprüchen gekennzeichnet.

Besonders vorteilhaft hat sich die Ausgestaltung nach An­ spruch 2 erwiesen, bei der jeweils drei Austrittsbohrungen in einer Düse vorgesehen sind. Die Merkmale des Anspruches 5 be­ wirken eine ausreichende Luftzufuhr zum Eintrittskanal. Die durch die mindestens zwei Düsen mit je drei Austrittsöffnun­ gen gemäß den Merkmalen des Anspruches 6 erzeugten beiden Drallströmungen, deren Drehsinn gleich ist, sorgen für eine besonders gute Vermischung innerhalb des Eintrittskanales, der entsprechend dimensioniert werden kann, so daß beim Ein­ tritt in das Brennergehäuse ein gut vermischtes Gas-Luft- Gemisch vorliegt, das dann bei der Verbrennung besonders gute Ausbrandwerte mit sich bringt. Die Merkmale der Ansprüche 8 bis 11 schließlich können zusätzlich dafür sorgen, daß die durch den Eintrittskanal ankommende Strömung noch einer zu­ sätzlichen Mischung und gleichzeitigen Umlenkung unterworfen wird, so daß die Strömung gleichmäßig auf die Brennfläche des Brenngehäuses 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 ei­ nes Gasbrenners für einen Kachelofeneinsatz,

Fig. 2 die Draufsicht auf den Gasbrenner,

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

Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung einer Draufsicht auf ei­ ne der beiden bei dem Gasbrenner der Fig. 1 verwende­ ten Düsen,

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

Fig. 6 die Draufsicht auf das Brennergehäuse des Gasbrenners der Fig. 1 bei abgehobener Siebhaube und

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

In den Fig. 1 bis 3 ist ein atmosphärischer Gasbrenner ge­ zeigt, der aus einem mit kreisförmigem Querschnitt versehenen topfförmigen Brennergehäuse 1 besteht, das eine haubenförmi­ ge, aus einem Sieb bestehende Abdeckung 2 besitzt. Der Abdek­ kung 2 sind zwei Zündelektroden 3 und eine Ionisationselek­ trode 4 zugeordnet, die in einer Halterung 5, die auch zum Einbau des Brenners dient, befestigt sind. In das Brennerge­ häuse 1 ist im Abstand unterhalb der Abdeckung 2 ein Verteiler­ blech 6 eingesetzt, das durchlässig ist, und unterhalb dieses Verteilerbleches 6 sind zwei Mischbleche in Form von Loch­ blechen 7, 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 angeordnet sind, der über ein Verbindungsstück 13 von einer Gasarmatur 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 11 in ein Gewinde am Gasverteiler 12 dient. Die Düsen 11 weisen einen zylindrischen Innenraum 17 mit dem Durchmesser D auf, der auf der zum Kopf 15 hin weisenden Seite durch eine Endwand 18 ab­ geschlossen ist, deren Außenseite die Austrittsebene 10 der Düsen 11 bildet. In dieser Wand sind Austrittsbohrungen 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 besitzt eine Achse 21, die jeweils in einer tangential am Kreis 20 anliegenden und parallel zur Achse der Düse 11 ver­ laufenden Ebene liegt und unter einem Winkel α zu einer Normalen zu der Aus­ trittsebene 10 der Düse 11 geneigt ist. Durch diese Düsenaus­ bildung entstehen drei schmale Gasstrahlen, die im Bereich zwischen der Austrittsebene 10 der Düsen 11 und der Ein­ trittsöffnung 9a des Eintrittskanales 9 eine Drallströmung bewirken, 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 Eintrittskanal 9 hereinführt, die dort auf dem Weg durch den Eintrittskanal 9 aufgrund der Drallströmung mit dem Gas ver­ mischt wird.

Aus den Fig. 6 und 7 ergibt sich, daß in dem Brennergehäuse 1 unterhalb einer umlaufenden Sicke 22, die zur Halterung des Verteilerbleches 6 dient, die beiden Lochbleche 7, 8 angeord­ net sind, die jeweils aus einem kreisbogenförmig ausgebilde­ ten Lochblech mit unterschiedlicher Lochung bestehen und die mit ihrer offenen Seite gegen das im Sinn des Pfeiles der Anströ­ mungsrichtung 23 eintretende Gas-Luft-Gemisch gerichtet sind. Die beiden Lochbleche 7, 8 sind unterhalb eines Bleches als Abdeckung 24 angeordnet, das eine direkte Ablenkung der Ge­ mischströmung nach oben verhindert.

Bei einem Ausführungsbeispiel weist der Eintrittskanal 9 ei­ nen Querschnitt von 30 x 60 mm auf, der Abstand a zwischen seinem Eintrittsquerschnitt 9a und der Austrittsebene 10 der Düsen 11 beträgt zwischen 15 und 20 mm. Der Durchmesser d der Austrittsbohrungen 19 der Düsen 11 ist größer als 0,8 mm ge­ wählt und der Winkel α beträgt 17°. Die Größe des Durchmes­ ser D1 ist 9 mm. Die Schlüsselweite des Angriffskopfes 15 ist 17 mm. Der Innendurchmesser D des Innenraumes 17 beträgt 6 mm. Ein so ausgebildeter Gasbrenner ergibt die eingangs erwähnten No_x- und CO-Emissionswerte.

Claims (12)

1. Atmosphärischer Gasbrenner, insbesondere für einen Ka­ chelofeneinsatz, bei dem einem Brennergehäuse (1), das eine mit Austrittsöffnungen für ein Gas-Luft-Gemisch versehene Brennfläche aufweist, ein Eintrittskanal (9) zur Bildung des Gemisches und mindestens eine dessen Eintrittsöffnung (9a) im Abstand (a) vorgeschaltete Düse (11) für das Gas zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Eintrittskanal (9) mit einem gleichbleibenden Querschnitt und die Düse (11) mit min­ destens zwei gleichmäßig auf dem Umfang eines in ihrer Aus­ trittsebene (10) angeordneten Kreises (20) verteilten Aus­ trittsbohrungen (19) für das Gas versehen ist, deren jeweili­ ge Achse (21) in einer Ebene mit einer Tangente an den Kreis (20) verläuft und unter einem Winkel zu der Austritts­ ebene (10) geneigt ist.

2. Gasbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Umfang des Kreises (20) drei jeweils um 120° ge­ geneinander versetzte Austrittsbohrungen (19) vorgesehen sind.

3. Gasbrenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Winkel (α), um den die Achsen der Aus­ trittsbohrungen (19) zu einer Normalen zur Austrittsebene (10) geneigt sind, 17° beträgt.

4. Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (11) einen zylindrischen Innen­ raum (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 Eintritts­ kanales (9) in einem Abstand (a) hinter der Austrittsebene (10) der Düse (11) liegt, der etwa dem 1,5- bis 3-fachen des Durchmessers (D1) des Kreises (20) entspricht, auf dem die Austrittsbohrungen (19) liegen.

6. Gasbrenner nach einem der Ansprüche 2 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 an­ geordnet sind.

7. Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Brennergehäuse (1) als ein kreisför­ miger Topf ausgebildet ist, in das die Längsachse des Ein­ trittskanales (9) radial einmündet.

8. Gasbrenner nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Brennergehäuse (1) in Richtung der Längsachse des Eintrittskanales (9) mit Einbauten zur weiteren Vermischung der eintretenden Strömung versehen ist.

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

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

11. Gasbrenner nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Lochbleche (7, 8) nach oben mit einer Ab­ deckung (24) versehen sind.

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