EP0132831A2 - Gasbrenner, insbesondere für Flüssiggas, zum Einbau in einen Wärmetauscher - Google Patents

Gasbrenner, insbesondere für Flüssiggas, zum Einbau in einen Wärmetauscher Download PDF

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EP0132831A2 EP84108730A EP84108730A EP0132831A2 EP 0132831 A2 EP0132831 A2 EP 0132831A2 EP 84108730 A EP84108730 A EP 84108730A EP 84108730 A EP84108730 A EP 84108730A EP 0132831 A2 EP0132831 A2 EP 0132831A2
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gas burner
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    • 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
    • F23D14/085—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 with injector axis inclined to the burner head axis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C5/00—Disposition of burners with respect to the combustion chamber or to one another; Mounting of burners in combustion apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/62—Mixing devices; Mixing tubes
    • F23D14/64—Mixing devices; Mixing tubes with injectors

Definitions

  • the invention relates to a gas burner, in particular for liquefied petroleum gas, for upright installation in a heat exchanger or a space heater according to the preamble of patent claim 1.
  • Gases with a low ignition speed require an additional air supply to mix with the gas emerging from a nozzle.
  • this requirement is met in that a tubular burner housing forms an air chamber, a mixing tube and a burner mouthpiece. Because of their different tasks and design, these sections are usually made as individual parts from different materials. In addition to the large amount of material, effort and complicated and extensive assembly, these burners have the further disadvantage of a large overall height, which in turn has an unfavorable effect on the size of the combustion chamber of the heater.
  • the invention is based on the object of creating a gas burner, in particular for liquefied petroleum gas, which is distinguished by a low overall height and is particularly suitable for standing installation in a heat exchanger.
  • the simple gas burner shown in FIG. 1 consists of a burner mouthpiece 1 with a burner cone 2 that widens outwards and is spanned by a metal sieve 3.
  • the mouthpiece which consists of a rotating body, has an attachment sleeve 4 at the other end.
  • An annular groove 5 also serves to receive an end plate or fastening plate 6.
  • a mixing tube 8 is inserted tightly into the attachment sleeve 4 and is provided with annular ribs 9 at least on its inner surface.
  • a gas nozzle 12 with a gas guide tube 13 is arranged at its inlet opening 10.
  • An ignition electrode 15 and optionally a thermocouple (not shown) is located above the metal screen 3.
  • the main advantage of the mixing tube according to the invention with a corrugated or corrugated inner surface is obtained if a flexible metal hose 20 is used, which according to FIG. 2 can be folded over to further reduce the overall height.
  • a metal hose has like the mixing tube 8, has a corrugated or ribbed inner surface 22, which usually continues helically. This ribbing also causes the mixture flow to form a flow screw, which results in a further intensification of the mixing action.
  • the mixing tube 20 is traversed at its air inlet opening 21 by a gas guide tube 24 with a nozzle opening 25, so that the so-called primary air can flow into the mixing tube on both sides thereof.
  • a burner cap 30 This consists of a flat annular surface 31 which engages in the groove 5 in the burner mouthpiece and thus holds the burner. 3, a plurality of holes 32 are provided in this ring surface, which are directed towards the burner flame and in this way act like nozzles for the secondary air flowing up the outside of the mixing tube and sucked into the combustion chamber 36.
  • the burner cap also forms a fitting cylinder 34 for attaching a flame tube 35 or other heat exchanger forming the combustion chamber. By means of a base 38 with a mounting flange 39 adjoining this fitting cylinder 34, this burner cap is fastened to an intermediate floor 40 which seals off the circulating air or hot air area from the fresh air or combustion area.
  • a pre-chamber 42 accommodating the mixing tube can be formed.
  • the mixing tube E t is fastened to the intermediate floor, for example by means of a holding clamp 41.
  • a blower (not shown) for conveying fresh air is advisable.
  • the fresh air enters the pre-chamber 42, partly flows into the mixing tube 20, where it mixes with the gas emerging from the nozzle 25 before the gas-air mixture on the metal screen is ignited, and on the other hand past the mixing tube and mouthpiece through the nozzle holes 32 as secondary air to the flame.
  • the burner mouthpiece can have any other usual shape and design.
  • the mixing tube can also narrow towards the burner mouthpiece, just as its corrugated inner surface can be limited to one or more sections. Smooth inner wall sections can be of advantage if a longer mixing tube is required for constructional reasons or is desired for other reasons and a corrugated inner surface that is too long would impair the flow conditions if a fan for supplying the fresh air is not available.
  • the mixing tube according to FIG. 2 could consist of a flexible, corrugated or corrugated and a smooth tube part.
  • the burner parts can also have cross sections other than circular.
  • simple slits or roof hatch-shaped openings can also be formed in the annular surface 3i. It is particularly advantageous if this second air openings are directed with their longitudinal planes angle, for example 45 0, relative to the radial direction inwards.

Abstract

Bei einem Gasbrenner, insbesondere für Flüssiggas, zum stehenden Einbau in einen Wärmetauscher (35) ist ein zum Brennermundstück (1) führendes Mischrohr (20) auf seiner Innenfläche zumindest abschnittsweise mit Ringrippen (22) versehen, um dadurch eine starke Verwirbelung und Vermischung des Gas-Luftgemisches zu erreichen. Das Mischrohr ist vorteilhaft ein flexibler Metallschlauch (20), der sich in jede gewünschte Richtung biegen läßt.

Description

    Beschreibung
  • Die Erfindung betrifft einen Gasbrenner, insbesondere für Flüssiggas, zum stehenden Einbau in einen Wärmetauscher oder ein Raumheizgerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
  • Gase mit geringer Zündgeschwindigkeit, wie Flüssiggas, benötigen eine zusätzliche Luftzufuhr zum Vermischen mit dem aus einer Düse austretenden Gas. Bei den in der Praxis bekannten Gasbrennern von der Art eines Bunsenbrenners ist diese Forderung dadurch erfüllt, daß ein rohrförmiges Brennergehäuse eine Luftkammer, ein Mischrohr und ein Brennermundstück bildet. Wegen ihrer unterschiedlichen Aufgabe und Gestaltung werden diese Abschnitte in der Regel als Einzelteile auch aus verschiedenen Werkstoffen gefertigt. Abgesehen vom groBälMaterial- , aufwand und einer komplizierten und umfangreichen Montage weisen diese Brenner den weiteren Nachteil einer großen Bauhöhe auf, was sich wiederum ungünstig auf die Größe der Verbrennungskammer des Heizgerätes auswirkt. Bei Brennern von der Art eines Bunsenbrenners ist es auch nicht möglich, den Brennerquerschnitt beliebig zu vergrößern, weshalb für größere Leistungen auf sogenannte Reihenbrenner ausgewichen werden muß. Aber auch bei einem solchen Reihenbunsenbrenner (DE-PS 2 009 357) läßt sich die Bauhöhe nicht verkürzen. Vielmehr verlangt seine längliche Ausdehnung noch eine Anpassung der Verbrennungskammer in dieser Richtung, wodurch wiederum die Gestaltung des Wärmetauschers bzw. des Heizgerätes beeinflußt wird. Damit die bekannten, langen Mischrohre auch strömungstechnisch günstig sind, weisen sie eine glatte Innenfläche auf.
  • Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Gasbrenner, insbesondere für Flüssiggas, zu schaffen, der sich durch eine geringe Bauhöhe auszeichnet und insbesondere zum stehenden Einbau in einen Wärmetauscher geeignet ist.
  • Diese Aufgabe wird mit einem Gasbrenner gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale dieses Patentanspruches gelöst.
  • Durch die Verwendung eines im Innern gewellten Mischrohres wird eine starke Verwirbelung und Vermischung des Gas-Luftgemisches erreicht, wodurch schon durch diese Maßnahme eine Verkürzung des Mischrohres und dadurch des Brenners möglich ist. Eine weitere Verstärkung der Mischwirkung ergibt sich durch eine Krümmung im Mischrohr. Wird gemäß einer Weiterbildung schließlich ein flexibler Metallschlauch, dessen Innenfläche ebenfalls gewellt bzw. gerippt ist, verwendet, dann lassen sich die Vorteile einer starken Verkürzung der Bauhöhe, z.B. durch Umbiegen dieses Metallschlauches, in besonders einfacher und billiger Weise erreichen.
  • Weitere Merkmale der Erfindung sind in Unteransprüchen beansprucht.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels, das auch in der Zeichnung schematisiert dargestellt ist, näher beschrieben. Es zeigen:
    • Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines Gasbrenners,
    • Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines Gasbrenners, der in ein Flammrohr bzw. einen Wärmetauscher eingebaut ist und
    • Fig. 3 eine Draufsicht auf den Gasbrenner gemäß Fig. 2.
  • Der in Fig. 1 dargestellt einfache Gasbrenner besteht aus einem Brennermundstück 1 mit einem sich nach außen erweiternden Brennerkegel 2, der von einem Metallsieb 3 überspannt ist. Das aus einem Drehkörper bestehende Mundstück weist am anderen Ende eine Ansteckhülse 4 auf. Eine Ringnut 5 dient ferner zur Aufnahme eines Abschluß- bzw. Befestigungsbleches 6. In die Ansteckhülse 4 ist ein Mischrohr 8 dicht eingesetzt, das zumindest auf seiner Innenfläche mit Ringrippen 9 versehen ist. An seiner Eintrittsöffnung 10 ist eine Gasdüse 12 mit einem Gasführungsrohr 13 angeordnet. Oberhalb des Metallsiebes 3 befindet sich eine Zündelektrode 15 und gegebenenfalls ein Thermoelement (nicht dargestellt).
  • Tritt durch die Gasdüse 12 Gas in das Mischrohr 8 ein, wird gleichzeitig Luft durch die Eintrittsöffnung 10 angesaugt. Diese Erstluft wird durch die Innenflächen-Rippen 9 des Mischrohres mit dem Gas vermischt und durch den aufgenommenen Sauerstoff die Zündwilligkeit des an sich zündträgen Gases erhöht. Die verstärkte Mischwirkung ermöglicht es, dieses Mischrohr um etwa ein Drittel gegenüber Mischrohren mit glatter Innenfläche zu verkürzen. Ist das Abschlußblech 6 durchbrochen, dann kann hier die sogenannte Zweitluft in den Verbrennungsraum eintreten.
  • Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Mischrohres mit gewellter bzw. gerippter Innenfläche ergibt sich, wenn ein flexibler Metallschlauch 20 verwendet wird, der gemäß Fig. 2 zur zusätzlichen Verkleinerung der Bauhöhe noch umgelegt sein kann. Ein solcher Metallschlauch weist, wie das Mischrohr 8, eine gewellte oder gerippte Innenfläche 22 auf, die in der Regel sich schraubenförmig fortsetzt. Diese Rippung veranlaßt auch die Gemischströmung zur Bildung einer Strömungsschraube, wodurch sich eine weitere Verstärkung der Mischwirkung ergibt. Das Mischrohr 20 ist an seiner Lufteintrittsöffnung 21 von einem Gasführungsrohr 24 mit einer Düsenöffnung 25 durchquert, so daß beiderseits davon die sogenannte Erstluft in das Mischrohr einströmen kann.
  • Der Brenner gemäß Fig. 2 ist mit einer Brennerkappe 30 ausgestattet. Diese besteht aus einer ebenen Ringfläche 31, die in die Nut 5 im Brennermundstück eingreift und so den Brenner hält. In dieser Ringfläche sind, wie auch Fig. 3 zeigt, eine Vielzahl von Löchern 32 vorgesehen, die zur Brennerflamme gerichtet sind und auf diese Weise wie Düsen für die außen am Mischrohr hochströmende und in den Verbrennungsraum 36 eingesaugte Zweitluft wirken. Die Brennerkappe bildet noch einen Paßzylinder 34 zum Aufstecken eines den Verbrennungsraum bildenden Flammrohres 35 oder sonstigen Wärmetauschers. Mittels eines an diesen Paßzylinder 34 anschließenden Sockels 38 mit Befestigungsflansch 39 wird diese Brennerkappe auf einem Zwischenboden 40 befestigt, der den Umluft- bzw. Heißluftbereich vom Frischluft- bzw. Verbrennungsbereich dicht abschließt. Um auch den Frisohluftbereich zu begrenzen, kann eine das Mischrohr aufnehmende Vorkammer 42 ausgebildet sein. Das Mischrohr E t beispielsweise mittels einer Halteschelle 41 am Zwischenboden befestigt. Bei Ausbildung einer Vorkammer ist der Einsatz eines Gebläses (nicht gezeichnet) zum Fördern von Frischluft zweckmäßig.
  • Bei brennender Flamme tritt die Frischluft in die Vorkammer 42 ein, strömt zum Teil in das Mischrohr 20 ein, wo sie sich mit dem aus der Düse 25 austretenden Gas vermischt, bevor das Gas-Luftgemisch am Metallsieb entzündet wird, und zum anderen Teil am Mischrohr und Mundstück vorbei durch die Düsenlöcher 32 als Zweitluft zur Flamme.
  • Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele. So kann das Brennermundstück jede andere übliche Form und Gestaltung aufweisen. Das Mischrohr kann sich zum Brennermundstück hin auch verengen, wie sich auch seine gewellte Innenfläche auf einen oder mehrere Abschnitte beschränken kann. Glatte Innenwand-Abschnitte können dann von Vorteil sein, wenn aus konstruktiven Gründen ein längeres Mischrohr bedingt oder aus anderen Gründen erwünscht ist und eine zu lange gewellte Innenfläche die Strömungsverhältnisse beeinträchtigen würde, sofern ein Gebläse zur Zuführung der Frischluft nicht zur Verfügung steht. Das Mischrohr gemäß Fig. 2 könnte in diesem Falle aus einem flexiblen, gewellten bzw. gerippten und einem glatten Rohrteil bestehen. Die Brennerteile können auch andere als kreisförmige Querschnitte aufweisen. Anstelle der einfachen Löcher 32 können in der Ringfläche 3i auch einfache Schlitze oder dachlukenförmige Öffnungen ausgebildet sein. Besonders günstig ist, wenn diese Zweitluftöffnungen mit ihren Längsebenen in einem Anstellwinkel, z.B. von 450, gegenüber der Radialrichtung nach einwärts gerichtet sind.

Claims (8)

1. Gasbrenner, insbesondere für Flüssiggas, zum stehenden Einbau in einen Wärmetauscher, insbesondere für Raumheizgeräte, mit einem Brennermundstück, einem damit verbundenen Mischrohr und einer am Eingang dieses Mischrohres vorgesehenen Gasdüse, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischrohr (8) auf seiner Innenfläche zumindest abschnittsweise mit aneinanderliegenden Ringrippen (9) versehen ist.
2. Gasbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischrohr (8) gekrümmt ist.
3. Gasbrenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischrohr ein flexibler Metallschlauch (20) ist.
4. Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Eintrittsöffnung (10, 21) des Mischrohres (8,20) die Gasdüse (12, 25) vorgesehen ist und der Öffnungsraum zwischen Gasdüse und Mischrohrwand die Erstluftzufuhr bildet.
5. Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zweitluftzufuhr am Brennermundstück (1) eine mit einem Befestigungsschlauch (39) ver" sehene Brennerkappe (30) angesetzt ist, die das Brennermundstück mit einer Ringfläche (31) mit Durchtrittsöffnungen (32) für die Zweitluft umgibt.
6. Gasbrenner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichent, daß die Durchtrittsöffnungen (32) zum Brennermundstück gerichtet sind.
7. Gasbrenner nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennerkappe (30) mit einem an die Ringfläche (31) anschließenden Paßzylinder (34) zum Aufstecken eines Wärmetauschers oder eines Flammrohres (35) versehen ist.
8. Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Befestigungsblech (6) oder in der Ringfläche (31) der Brennerkappe (30) die Zündelektroden (15) befestigt sind.
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