EP0272540A2 - Aufsatzbrenner mit einem Injektorsystem für Flüssiggasbehälter - Google Patents

Aufsatzbrenner mit einem Injektorsystem für Flüssiggasbehälter Download PDF

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EP0272540A2
EP0272540A2 EP87118147A EP87118147A EP0272540A2 EP 0272540 A2 EP0272540 A2 EP 0272540A2 EP 87118147 A EP87118147 A EP 87118147A EP 87118147 A EP87118147 A EP 87118147A EP 0272540 A2 EP0272540 A2 EP 0272540A2
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EP
European Patent Office
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central body
burner according
burner
tube
top burner
Prior art date
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Application number
EP87118147A
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English (en)
French (fr)
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EP0272540B1 (de
EP0272540A3 (en
Inventor
Lothar Flath
Karl-Heinz Velte
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rothenberger Werkzeugemaschinen GmbH
Original Assignee
Rothenberger Werkzeugemaschinen GmbH
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Publication date
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Publication of EP0272540A2 publication Critical patent/EP0272540A2/de
Publication of EP0272540A3 publication Critical patent/EP0272540A3/de
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Publication of EP0272540B1 publication Critical patent/EP0272540B1/de
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F23D14/28—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid in association with a gaseous fuel source, e.g. acetylene generator, or a container for liquefied gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23Q—IGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
    • F23Q3/00—Igniters using electrically-produced sparks
    • F23Q3/002—Igniters using electrically-produced sparks using piezoelectric elements

Definitions

  • the invention relates to a top burner for liquid gas containers with a filling volume of less than 1000 cm3, with an injector system consisting of gas nozzle, air suction openings and mixing channel and with a one-piece central body, which with a connecting piece for connection to the liquid gas container, with the gas nozzle, one Control valve for the vaporized liquefied gas, a connection opening for a burner tube and a piezo ignition device is provided, wherein the gas nozzle and the connection opening have a common axis A1, which is in a common plane with the axis A2 of the connecting piece and the axes at an angle " ⁇ " are between 90 degrees and 120 degrees to each other.
  • Such a top burner is known, for example, from GB-PS 2 022 238, but without a piezo ignition device.
  • Four air inlet openings are arranged as radial or diametrical bores in a mixing tube, which in turn is part of the gas nozzle and the adjustable burner valve, so that the mixing tube, on the end of which a burner is screwed on, is not easily, especially not by one Home improvement is interchangeable and can be replaced by a mixing tube with a burner with a different flame characteristic. Since there must still be a residual wall thickness of the mixing tube between the radial air bores and this mixing tube also has a small outside diameter, the air bores have a relatively very small cross section.
  • the combustion air can only enter from the direction of the burner and must first be deflected by 180 degrees before the mixture with the fuel gas can take place. This creates high flow resistances, and since a combustion process can only be carried out economically within very narrow mixing limits of fuel gas and air, the performance of the known burner is also limited.
  • the mixing and burner tube runs at least in the first part of its length in the direction of the axis of the liquefied gas container. A flame at an angle to this is generated by a bend in the mixing or burner tube.
  • the burner tube includes a short pipe socket screwed to the burner tube, in which radial or diametrical air bores are arranged.
  • these air holes also have a relatively small cross-section in total and each burner tube must be equipped with such a pipe socket, which is usually made of brass, so that stocking burner pipes of different sizes is expensive.
  • top burners are provided with a piezo ignition device, this is located in a relatively large plastic housing, in which a push button for the piezo igniter and an adjusting button for the vaporized gas are arranged on the same side.
  • a push button for the piezo igniter and an adjusting button for the vaporized gas are arranged on the same side.
  • Such burners are extremely top-heavy, it should be noted that some of the liquefied gas containers used are slim and have a corresponding overall height. In any case, it would not be possible to align the axis A1 of the gas nozzle and the connection opening (for the burner tube) at an angle " ⁇ " to the axis A2 of the connecting piece while maintaining the design, this angle " ⁇ " being between approximately 90 ° and 120 ° .
  • flame stabilizers are available in the known burners, they either generate a high flow resistance and / or no swirl and limit the gas throughput and thus the performance of the burner.
  • no swirl bodies with an inner bore were previously known.
  • the piezo igniter is accommodated in a lateral extension on the central body, and the gas inlet bores are in turn located in an intermediate piece between the central body and the burner tube, so that they in turn have a relatively limited cross section.
  • the invention has for its object to provide a top burner of the type described above, which allows a high throughput of fuel gas and combustion air for a given construction volume, is easy to hold and allows the burner tube to be replaced without the air inlet openings should be replaced.
  • the piezo ignition device or piezo igniter for short, is arranged at a point where it at least interferes with the handling of the burner and also with regard to the attachment of the air intake openings.
  • FIG. 2 shows to what extent the cross section of the air inlet openings can be enlarged as a result.
  • the burner tube with the mixing duct is structurally greatly simplified and also designed to be easily exchangeable by this design, so that the burner can be briefly converted to different burner tubes and flame characteristics. Thanks to the simple construction of the burner tubes, the accessories are also less expensive.
  • the interior of the burner tube is also well cooled or kept cool, so that it has become possible to arrange the feed line for the ignition electrode in the interior of the burner tube, insulated from it.
  • the air intake openings can no longer be produced by drilling but by the casting process of the central body, they no longer have to have a circular cross section, but can have a rectangular or square cross section, which can be made larger than, for example, a cylindrical bore .
  • edges of the air intake openings facing away from the burner tube are chamfered from the front / inside to the back / outside.
  • the sucked-in air flow already receives a velocity component in the direction of the fuel gas flowing into the mixing duct, as a result of which the performance of the burner is further increased.
  • This also largely eliminates turbulence, such as occurs with a 180-degree deflection.
  • the pushbutton of the piezo igniter is arranged above the setting button of the control valve when the burner is in use.
  • This spatial shape is particularly favorable when the central body is ergonomically designed on the outside and is designed as a handle, such that the operator can grip and hold the unit consisting of the top burner and the LPG container on the central body. It is then possible to use your thumb and / or Forefinger to operate both the gas volume adjustment button and the push button for the piezo igniter.
  • a top burner 1 is shown in vertical section, the essential part of which is a central body 2, which consists of metal, preferably cast brass.
  • the inner and outer shape of this central body 2 is essentially determined by the spatial position of two axes A1 and A2, as can be seen from Figures 1 and 2. These axes intersect at a common intersection point S.
  • the axis A1 is decisive for a connection opening 3 for a burner tube 4 and for the gas nozzle 5, which is inserted into the central body 2 with the interposition of a round cord seal, not shown here.
  • the central body and gas nozzle 5 touch in conical surfaces, the conical axis also coinciding with the axis A 1.
  • the axis A2 is decisive for the spatial course of a connecting piece 6, which establishes the connection with the liquid gas container, not shown here.
  • a puncture needle 7 which is surrounded by a sliding sleeve 8, the upper end of which is supported by a compression spring 9 on a flange 10 of the puncture needle, while its lower end is captive with a elastomeric seal 11 is provided.
  • the sliding sleeve 8 is sealed relative to the connecting piece 6 by an annular seal against a cylindrical bore 12 in the connecting piece 6.
  • the connecting piece 6 is inserted into a housing 13, of which only the upper wall is shown. In this position, the connecting piece 6 is held by an upper nut 14.
  • a liquid gas container for example a cartridge
  • the liquid gas container is perforated and connected via a channel (not visible here) in the injection needle 7 to a further gas channel 15 which is located in the interior of the connecting piece 6.
  • the invention is independent of the type and nature of the coupling with the liquid gas container; any other type of coupling can also be used, e.g. Screw thread, clamping claws with clamping nut or control cams etc.
  • the gas channel 15 opens into a cylinder gap 16 between the gas nozzle 5 and the central body 2. From this cylinder gap, the vaporized gas can enter through an oblique bores into a valve body 17 which is formed at the rear end of the gas nozzle 5.
  • a valve needle 18 which is adjustable via an adjusting thread 19 relative to a valve bore 20 coaxial to the axis A 1.
  • the tip of the valve needle 18 opposite the valve bore 20 is conical.
  • the other end thereof is provided with a knurled adjusting knob 21. This results in, that the amount of vaporized gas entering the connecting piece 6 via the injection needle 7 and emerging again through the gas nozzle 5 can be regulated within wide limits.
  • the gas nozzle 5 together with air suction openings 22 and a mixing channel 23 designed as a nozzle, forms a known injector system in order to generate an essentially stoichiometric mixture of fuel gas (from the gas nozzle 5) and ambient air (through the air suction openings 22) . Further details of the burner tube 4 are explained in more detail below with reference to FIGS. 4 and 5.
  • the two axes A1 and A2 define a vertical plane of symmetry in the operating position. It can be seen from Figures 1 and 3 that an existing piezo ignition device 24 is arranged on the connection piece 6 with respect to the axis A 1 of the gas nozzle 5 and connection opening 3 diametrically opposite side of the central body 2. It can also be seen from FIGS. 1 and 2 that the air intake openings 22 are arranged in the central body 2 on both sides of the plane of symmetry EE mentioned. As can be seen in particular with the aid of FIG.
  • the air intake openings 22 have an essentially rectangular outline. They are in the projection onto the said plane of symmetry, seen from the direction of the burner tube 4, immediately before the intersection S of the axes A 1 and A 2.
  • the piezo ignition device 24 is accommodated in a housing attachment 2b molded onto the central body 2, and the pushbutton 25 for the ignition mechanism is arranged above the setting button 21 of the control valve when the burner is in use. It can also be seen that the pushbutton 25 is guided in a groove 26 of the central body 2, which is located under the pushbutton, in addition to the housing extension 2b. As a result, long-term reliable operation is generally strong claimed push button 25 reached.
  • the piezo ignition device 24 is known per se; it is commercially available as a ready-to-install assembly.
  • a line 28 leads from the piezo ignition device 24 to an ignition electrode arranged in the burner tube, which will be discussed in more detail in connection with FIG. 4.
  • the burner tube 4 according to FIG. 4 has a cylindrical metal jacket 29 in which the mixing channel 23 is accommodated. At its rear end, the metal jacket 29 is provided with an external thread 30, which is used for interchangeable screwing into the connection opening 3.
  • the mixing channel 23 is in turn arranged coaxially in a tubular insulating material insert 31, the inlet edge 31a and the outlet edge 31b of which are chamfered to produce a nozzle effect.
  • the insulating material insert 31 is surrounded by an insulating tube 32, and between the two a feed line 33a is led to an ignition electrode 33, which lies in the front part of the burner tube 4.
  • the feed line 33a is located inside the burner tube.
  • Insulating material insert and insulating tube can be made of plastic (possibly reinforced with glass fibers) or of ceramic materials consist. Ceramic materials are preferable for high temperatures.
  • a flame stabilizer 34 is arranged in the front part of the burner tube 4.
  • the ignition electrode 33 lies in the direction of flow of the gas mixture, in front of the flame stabilizer 34, which forms the counter electrode due to its metallic connection to the burner tube 4.
  • the flame burns only in front of the flame stabilizer 34, in Figure 4 above this.
  • the flame stabilizer 34 consists of a coaxial inner tube 34a, from which radial guide vanes 34b extend in the direction of the metal jacket 29, which have a helical course in the direction of the axis A1-A1 of the burner tube, so that the gases have a Swirl movement is given, which also has a stabilizing effect on the flame burning over the stabilizer 34.
  • the guide vanes 34b are integrally surrounded by an outer tube 34c.
  • the end faces of the inner tube 34a, guide vanes 34b and outer tube 34c on both sides lie in plane-parallel planes 34d and 34e.
  • the gas throughput in the sense of an increase in power and flame stabilization with simultaneous good cooling of the burner tube is further increased.

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Abstract

Aufsatzbrenner (1) für Flüssiggasbehälter mit einem aus Gasdüse (5), Luft-Ansaugöffnungen (22) und Mischkanal (23) bestehenden Injektorsystem und mit einem einstückigen Zentralkörper (2), der mit einem Anschlußstutzen (6) für die Verbindung mit dem Flüssiggasbehälter versehen ist. Der Zentralkörper (2) besitzt ferner ein Stellventil (17) für das verdampfte Flüssiggas, eine Anschlußöffnung (3) für ein Brennerrohr (4) und eine Piezo-Zündeinrichtung (24). Gasdüse (5) und die Anschlußöffnung (3) weisen eine gemeinsame Achse A1 auf, die in einer gemeinsamen Ebene mit der Achse A2 des Anschlußstutzens (6) liegt, und die Achsen stehen unter einem Winkel "a" zwischen 90 Grad und 120 Grad zueinander. Zur Erhöhung des Gasdurchsatzes und Verbesserung der Handhabung ist die Piezo-Zündeinrichtung (24) auf der dem Anschlußstutzen (6) in Bezug auf die Achse A1 von Gasdüse (5) und Anschlußöffnung (3) diametral gegenüberliegenden Seite des Zentralkörpers (2) angeordnet. Ferner sind die Luft-Ansaugöffnungen (22) beiderseits einer durch die Achsen (A1; A2) definierten Symmetrieebene im Zentralkörper (2) angeordnet.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Aufsatzbrenner für Flüssiggas­behälter mit einem Füllvolumen von weniger als 1000 cm³, mit einem aus Gasdüse, Luft-Ansaugöffnungen und Mischkanal bestehenden Injektorsystem und mit einem einstückigen Zentralkörper, der mit einem Anschlußstutzen für die Ver­bindung mit dem Flüssiggasbehälter, mit der Gasdüse, einem Stellventil für das verdampfte Flüssiggas, einer Anschlußöffnung für ein Brennerrohr und mit einer Piezo-­Zündeinrichtung versehen ist, wobei die Gasdüse und die Anschlußöffnung eine gemeinsame Achse A₁ aufweisen, die in einer gemeinsamen Ebene mit der Achse A₂ des Anschlußstutzens liegt und die Achsen unter einem Winkel "α" zwischen 90 Grad und 120 Grad zueinander stehen.
  • Ein derartiger Aufsatzbrenner ist - allerdings ohne Piezo-Zündeinrichtung - beispielhaft durch die GB-PS 2 022 238 bekannt. Dabei sind vier Luft-Ein­trittsöffnungen als radiale bzw. diametrale Bohrungen in einem Mischrohr angeordnet, das wiederum Teil der Gasdüse und des einstellbaren Brennerventils ist, so daß das Mischrohr, auf dessen Ende ein Brenner aufgeschraubt ist, nicht ohne weiteres, schon gar nicht von einem Heimwerker auswechselbar und durch ein Mischrohr mit einem Brenner mit anderer Flammencharakteristik auswechselbar ist. Da zwischen den radialen Luftbohrungen noch eine Restwandstärke des Mischrohres vorhanden sein muß und dieses Misch­rohr auch einen geringen Außendurchmesser hat, haben die Luftbohrungen einen verhältnismäßig sehr geringen Querschnitt. Sie sind zu allem Überfluß auch noch versenkt in einem hohlzylindrischen Vorsprung des Zentralkörpers angeordnet, wobei die Verbrennungs­luft nur aus der Richtung des Brenners eintreten kann und zunächst um 180 Grad umgelenkt werden muß, bevor die Mischung mit dem Brenngas stattfinden kann. Dadurch entstehen hohe Strömungswiderstände, und da ein Verbrennungsvorgang wirtschaftlich nur innerhalb sehr enger Mischungsgrenzen von Brenngas und Luft durchgeführt werden kann, ist auch die Leistung des be­kannten Brenners begrenzt.
  • Es sind auch weitere Aufsatzbrenner für Flüssiggasbe­hälter bekannt, bei denen das Misch- und Brennerrohr zumindest im ersten Teil seiner Länge in Richtung der Achse des Flüssiggasbehälters verläuft. Eine hier­zu schrägstehende Flamme wird durch eine Biegung im Misch- bzw. Brennerrohr erzeugt. Auch hierbei gehört zu dem Brennerrohr ein kurzer, mit dem Brennerrohr verschraubter Rohrstutzen, in dem radiale bzw. diametrale Luftbohrungen angeordnet sind. Dazu kommt , daß auch diese Luftbohrungen in ihrer Summe einen verhältnismäßig geringen Querschnitt aufweisen und jedes Brennerrohr mit einem solchen, in der Regel aus Messing bestehenden, Rohrstutzen ausgestattet sein muß, so daß eine Vorratshaltung verschieden großer Brennerrohre aufwendig ist. Soweit solche Aufsatzbrenner mit einer Piezo-Zündeinrichtung versehen sind, befindet sich diese in einem verhältnis­mäßig großen Kunststoffgehäuse, in dem auf der gleichen Seite eine Drucktaste für den Piezo-Zünder und ein Stellknopf für das verdampfte Gas angeordnet sind. Derartige Brenner sind äußerst kopflastig, wobei zu beachten ist, daß ein Teil der zum Einsatz gelangenden Flüssiggasbehälter schlank ausgebildet ist und eine entsprechende Bauhöhe aufweist. Es wäre jedenfalls nicht ohne weiteres möglich, unter Beibehaltung der Bauweise die Achse A₁ von Gasdüse undAnschlußöffnung (für das Brennerrohr) unter einem Winkel "α" zur Achse A₂ des Anschlußstutzens auszurichten, wobei dieser Winkel "α" zwischen etwa 90° und 120° liegt.
  • Bei sämtlichen bekannten Brennern dieser Art verläuft die Zuleitung zur Zündelektrode aus Temperaturgründen außer­halb des Brennerrohres, so daß die Fertigung aufwendig und das Brennerrohr nicht ohne weiteres austauschbar ist.
  • Soweit bei den bekannten Brennern Flammenstabilisatoren vorhanden sind, erzeugen diese entweder einen hohen Strö­mungswiderstand und/oder keinen Drall und begrenzen den Gasdurchsatz und damit die Leistung des Brenners. Inbeson­dere waren bisher keine Drallkörper mit Innenbohrung bekannt.
  • Auf dem Markt befindet sich weiterhin ein Aufsatz­brenner, bei dem der genannte Winkel "α" genau 90 Grad beträgt. Hierbei ist der Piezo-Zünder in einem seit­lichen Ansatz am Zentralkörper untergebracht, und die Gaseintrittsbohrungen befinden sich wiederum in einem Zwischenstück zwischen dem Zentralkörper und dem Brennerrohr, so daß sie mithin wiederum einen relativ begrenzten Querschnitt haben.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Auf­satzbrenner der eingangs beschriebenen Gattung anzu­geben, der bei gegebenem Bauvolumen einen hohen Durch­satz an Brenngas und Verbrennungsluft ermöglicht, gut in der Hand zu halten ist und ein Auswechseln des Brennerrohres ermöglicht, ohne daß hierbei die Luft-­Eintrittsöffnungen mit ausgewechselt werden müßten.
  • Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei dem ein­gangs beschriebenen Aufsatzbrenner erfindungsgemäß dadurch, daß
    • a) die Piezo-Zündeinrichtung auf der dem Anschlußstutzen in Bezug auf die Achse A₁ von Gasdüse und Anschluß­öffnung diametral gegenüberliegenden Seite des Zentral­körpers angeordnet ist, und
    • b) die Luft-Ansaugöffnungen beiderseits einer durch die Achsen A₁ und A₂ definierten Symmetrieebene im Zentral­körper angeordnet sind.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Aufsatzbrenner ist die Piezo-Zündeinrichtung, kurz Piezo-Zünder genannt, an einer Stelle angeordnet, an der sie bei der Hand­habung des Brenners und auch im Hinblick auf die An­bringung der Luft-Ansaugöffnungen am wenigstens stört.
  • Dadurch wird es möglich, nicht nur die Luft-Ansaug­öffnungen in den im allgemeinen aus Metall bestehenden Zentralkörper zu verlagern, sondern ihnen auch noch einen großen Eintrittsquerschnitt zu geben, der einen hohen Durchsatz von Verbrennungsluft und damit auch von Brenngas durch die Gasdüse ermöglicht. Die Folge ist bei vorgegebener Baugröße des Brenners eine wesentlich höhere Flammenleistung bei gleichzeitig besserer Durchmischung von Brenngas und Luft. In welchem Maße hierdurch der Querschnitt der Luft-­Eintrittsöffnungen vergrößert werden kann, zeigt sprechend ein Blick auf Figur 2.
  • Weiterhin wird durch diese Bauweise das Brennerrohr mit dem Mischkanal baulich stark vereinfacht und auch leicht auswechselbar gestaltet, so daß der Brenner kurzzeitig auf unterschiedliche Brennerrohre und Flammencharakteristika umrüstbar ist. Durch den ein­fachen Aufbau der Brennerrohre ist auch das Zubehör weniger kostspielig.
  • Durch den hohen Gasdruchsatz wird auch das Innere des Brennerrohres gut gekühlt bzw. kühl gehalten, so daß es möglich geworden ist, die Zuleitung für die Zünd­elektrode in das Innere des Brennerrohres, diesem gegen­über isoliert, anzuordnen.
  • Da die Luft-Ansäugöffnungen jetzt nicht mehr durch Bohren, sondern durch den Gießprozeß des Zentral­körpers erzeugt werden können, müssen sie auch keinen kreisförmigen Querschnitt mehr haben, sondern können einen rechteckigen oder quadratischen Querschnitt aufweisen, der größer gestaltet werden kann, als bei­spielsweise eine zylindrische Bohrung.
  • Es ist daher weiterhin von besonderem Vorteil, wenn die dem Brennerrohr abgekehrten Ränder der Luft-An­saugöffnungen von vorn/innen nach hinten/außen abge­schrägt sind. Auf diese Weise erhält die angesaugte Luftströmung bereits innerhalb der Ansaugöffnungen eine Geschwindigkeitskomponente in Richtung des in den Mischkanal einströmenden Brenngases, wodurch die Leistung des Brenners weiter erhöht wird. Auch werden hierdurch Verwirbelungen weitgehend ausgeschlossen, wie sie beispielhaft bei einer 180-Grad-Umlenkung ent­stehen.
  • Zur Verbesserung der Handhabung im Betrieb ist es weiterhin von Vorteil, wenn die Drucktaste des Piezo-­Zünders in Gebrauchshaltung des Brenners über dem Einstellknopf des Stellventils angeordnet ist.
  • Diese Raumform ist dann besonders günstig, wenn der Zentralkörper auf seiner Außenseite ergonomisch günstig gestaltet und als Handgriff ausgebildet ist, derart, daß die Bedienungsperson die aus Aufsatzbrenner und Flüssig­gasbehälter bestehende Einheit am Zentralkörper ergreifen und halten kann. Es ist alsdann möglich, mit Daumen und/oder Zeigefinger sowohl den Einstellknopf für die Gasmenge als auch die Drucktaste für den Piezo-Zünder zu be­dienen.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen; sie werden nachfolgend in der Detailbeschreibung noch näher erläutert.
  • Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird nachfolgend anhand der Figuren 1 bis 5 näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • Figur 1     einen Vertikalschnitt durch einen in Gebrauchs­haltung befindlichen Aufsatzbrenner, wie er für sogenannte Gas-Kartuschen verwendet wird, deren Blechmantel von einer Nadel durchstossen wird, ohne daß die Einstichöffnung wieder verschlossen werden könnte,
    • Figur 2     eine seitliche Außenansicht des Brenners nach Figur 1,
    • Figur 3     einen schematischen Radialschnitt durch den Teil des Zentralkörpers, in dem sich die Luft-Ein­trittsöffnungen befinden,
    • Figur 4     einen Axiälschnitt durch ein in den Zentral körper einsetzbares Brennerrohr und
    • Figur 5     eine Vorderansicht des im Brennerrohr nach Figur 4 vorhandenen Flammenstabilisators.
  • In Figur 1 ist ein Aufsatzbrenner 1 im Vertikalschnitt dargestellt, dessen wesentlicher Teil ein Zentral­körper 2 ist, der aus Metall, vorzugsweise aus Messing­guß besteht. Die innere und äußere Form dieses Zentral­körpers 2 wird im wesentlichen durch die räumliche Lage zweier Achsen A₁ und A₂ bestimmt, wie dies aus den Figuren 1 und 2 hervorgeht. Diese Achsen schneiden sich in einem gemeinsamen Schnittpunkt S.
  • Die Achse A₁ ist maßgebend für eine Anschlußöffnung 3 für ein Brennerrohr 4 sowie für die Gasdüse 5, die unter Zwischenschaltung einer hier nicht näher be­zeichneten Rundschnurdichtung in den Zentralkörper 2 eingesetzt ist. Im Bereich der genannten Rundschnur­dichtung berühren sich Zentralkörper und Gasdüse 5 in Kegelflächen, wobei die Kegelachse gleichfalls mit der Achse A₁ zusammenfällt.
  • Die Achse A₂ ist maßgebend für den räumlichen Verlauf eines Anschlußstutzens 6, der die Verbindung mit dem hier nicht dargestellten Flüssiggasbehälter herstellt. In dem Anschlußstutzen 6 befindet sich koaxial zur Achse A₂ eine Einstechnadel 7, die von einer Schiebe­hülse 8 umgeben ist, deren oberes Ende sich über eine Druckfeder 9 an einem Flansch 10 der Einstechnadel ab­stützt, während ihr unteres Ende unverlierbar mit einer elastomeren Dichtung 11 versehen ist. In jeder Lage ist die Schiebehülse 8 relativ zum Anschlußstutzen 6 durch eine Ringdichtung gegenüber einer zylindrischen Bohrung 12 im Anschlußstutzen 6 abgedichtet.
  • Der Anschlußstutzen 6 ist in ein Gehäuse 13 einge­setzt, von dem nur die obere Wand gezeigt ist. In dieser Lage wird der Anschlußstutzen 6 durch eine Oberwurfmutter 14 gehalten. Beim Ansatz eines Flüssiggasbehälters, beispielsweise einer Kartusche, in das Gehäuse 13, wird der Flüssiggasbehälter perforiert und über einen hier nicht sichtbaren Kanal in der Einstechnadel 7 mit einem weiteren Gas­kanal 15 verbunden, der sich im Innern des Anschluß­stutzens 6 befindet.
  • Die Erfindung ist jedoch von der Art und Beschaffenheit der Kupplung mit dem Flüssiggasbehälter unabhängig; es kann auch jede andere Art von Kupplung verwendet werden, z.B. Schraubgewinde, Klemmkrallen mit Spannmutter oder Steuerkurven etc.
  • Der Gaskanal 15 mündet in einen Zylinderspalt 16 zwischen Gasdüse 5 und Zentralkörper 2. Von diesem Zylinderspalt kann das verdampfte Gas über Schräg­bohrungen in einen Ventilkörper 17 eintreten, der am hinteren Ende der Gasdüse 5 gebildet ist. In diesem Ventilkörper 17 befindet sich eine Ventilnadel 18, die über ein Stellgewinde 19 gegenüber einer zur Achse A₁ koaxialen Ventilbohrung 20 verstellbar ist. Die der Ventilbohrung 20 gegenüberliegende Spitze der Ventil­nadel 18 ist kegelförmig ausgebildet. Zur Betätigung der Ventilnadel 18 ist deren anderes Ende mit einem gerändelten Stellknopf 21 versehen. Daraus ergibt sich, daß die über die Einstechnadel 7 in den Anschluß­stutzen 6 eintretende und durch die Gasdüse 5 wieder austretende Menge an verdampftem Gas in weiten Grenzen regelbar ist.
  • Die Gasdüse 5 bildet zusammen mit Luft-Ansaugöffnungen 22 und einem als Düse ausgebildeten Mischkanal 23 ein an sich bekanntes Injektorsystem, um ein im wesent­lichen stöchiometrisches Gemisch aus Brenngas (aus der Gasdüse 5) und aus Umgebungsluft (durch die Luft-­Ansaugöffnungen 22) zu erzeugen. Weitere Einzelheiten des Brennerrohres 4 werden nachfolgend anhand der Figuren 4 und 5 näher erläutert.
  • Die beiden Achsen A₁ und A₂ definieren eine in Betriebs­haltung senkrechte Symmetrieebene. Es ist aus den Figuren 1 und 3 ersichtlich, daß eine dort vorhandene Piezo-Zündeinrichtung 24 auf der dem Anschlußstutzen 6 in Bezug auf die Achse A₁ von Gasdüse 5 und Anschluß­öffnung 3 diametral gegenüberliegenden Seite des Zentralkörpers 2 angeordnet ist. Weiterhin ist aus den Figuren 1 und 2 ersichtlich, daß die Luft-Ansaugöffnungen 22 beiderseits der genannten Symmetrieebene E-E in dem Zentralkörper 2 angeordnet sind. Wie insbesondere unter Zuhilfenahme der Figur 3 hervorgeht, sind im Zentral­körper 2, der an dieser Stelle eine leicht kegelförmige Außenfläche 2a besitzt, zwei Luft-Ansaugöffnungen 22 vorhanden, deren Öffnungswinkel "β" in der Außenfläche 2a des Zentralkörpers 2, bezogen auf die Achse A₁ 72 Grad beträgt. Daraus ergibt sich, daß für die Ansaug­öffnungen ein erheblicher Teil des Umfangs des Zentral­körpers zur Verfügung gestellt worden ist.
  • Wie sich wiederum insbesondere aus den Figuren 1 und 2 ergibt, weisen die Luft-Ansaugöffnungen 22 einen im wesentlichen rechteckigen Umriß auf. Sie liegen in der Projektion auf die genannte Symmetrieebene, aus der Richtung des Brennerrohrs 4 gesehen, unmittelbar vor dem Schnittpunkt S der Achsen A₁ und A₂.
  • Aus Figur 2 geht hervor, daß die dem Brennerrohr 4 abge­kehrten Ränder 22a der Luft-Ansaugöffnungen 22 von vorn/innen nach hinten/außen abgeschrägt sind. Dieser abgeschrägte Bereich ist durch Linien angedeutet, die parallel zur Achse A₁ verlaufen. Dadurch erhält die Luftströmung bereits beim Eintritt in die Ansaug­öffnungen 22 eine Geschwindigkeitskomponente in Richtung auf das Brennerrohr 4.
  • Wie wiederum besonders deutlich aus Figur 1 hervorgeht, ist die Piezo-Zündeinrichtung 24 in einem an den Zentral­körper 2 angeformten Gehäuseansatz 2b untergebracht, und die Drucktaste 25 für den Zündmechanismus ist in Gebrauchshaltung des Brenners über dem Einstellknopf 21 des Stellventils angeordnet. Weiterhin ist erkennbar, daß die Drucktaste 25 außer im Gehäuseansatz 2b auch in einer unter der Drucktaste liegenden Nut 26 des Zentralkörpers 2 geführt ist. Dadurch wird eine Lang­zeit bestriebssichere Führung der in der Regel stark beanspruchten Drucktaste 25 erreicht. Die Piezo-­Zündeinrichtung 24 ist an sich bekannt; sie ist als einbaufertige Baugruppe im Handel erhältlich. Zwischen der Piezo-Zündeinrichtung 24 und der Druck­taste 25 befindet sich noch eine Druckfeder 27, die der Piezo-Zündeinrichtung die erforderliche Be­schleunigungsgeschwindigkeit für deren beweglichen Teil (Hammer) verleiht. Da diese Einzelheiten Stand der Technik sind, wird hierauf nicht näher einge­gangen. Von der Piezo-Zündeinrichtung 24 führt eine Leitung 28 zu einer im Brennerrohr angeordneten Zündelektrode, worauf in Verbindung mit Figur 4 noch näher eingegangen werden wird.
  • Das Brennerrohr 4 gemäß Figur 4 besitzt einen zylindrischen Metall­mantel 29, in dem der Mischkanal 23 untergebracht ist. An seinem hinteren Ende ist der Metallmantel 29 mit einem Außengewinde 30 versehen, das zum aus­wechselbaren Einschrauben in die Anschlußöffnung 3 dient. Der Mischkanal 23 ist wiederum koaxial in einem rohrförmigen Isolierstoffeinsatz 31 ange­ordnet, dessen Einlaufkante 31a und dessen Auslauf­kante 31b zur Erzeugung eines Düseneffekts abge­schrägt sind. Der Isolierstoffeinsatz 31 ist von einem Isolierrohr 32 umgeben, und zwischen den beiden ist eine Zuleitung 33a zu einer Zündelektrode 33 geführt, die im vorderen Teil des Brennerrohres 4 liegt. Die Zu­leitung 33a liegt im Innern des Brennerohres. Isolierstoff­einsatz und Isolierrohr können aus Kunststoff (ggf. mit Glasfasern verstärkt) oder aus keramischen Werkstoffen bestehen. Bei hoher Temperaturbelastung sind keramische Werkstoffe vorzuziehen.
  • Im vorderen Teil des Brennerrohres 4 ist ein Flammen­stabilisator 34 angeordnet, dessen Einzelheiten aus Figur 5 ersichtlich sind. Die Zündelektrode 33 liegt in Strömungsrichtung des Gasgemischs gesehen,vor dem Flammenstabilisator 34, der aufgrund seiner metallischen Verbindung mit dem Brennerrohr 4 die Gegenelektrode bildet. Die Flamme brennt jedoch ausschließlich vor dem Flammenstabilisator 34, in Figur 4 über diesem. Wie sich aus Figur 5 er­gibt, besteht der Flammenstabilisator 34 aus einem koaxialen Innenrohr 34a, von dem in Richtung auf den Metallmantel 29 radiale Leitschaufeln 34b ausgehen, die in Richtung der Achse A₁-A₁ des Brennerrohres einen schraubenförmigen Verlauf haben, so daß den Gasen eine Drallbewegung erteilt wird, die sich stabilisierend auch auf die über dem Stabilisator 34 brennende Flamme auswirkt. Dies ist ganz deutlich an einer Schichtung der Flamme zwischen einem sehr heißen Flammenkern und einem weniger heißen Flammen­mantel zu erkennen. Außen sind die Leitschaufeln 34b ein­stückig von einem Außenrohr 34c umgeben. Die beidseitigen Stirnflächen von Innenrohr 34a, Leitschaufeln 34b und Außen­rohr 34c liegen in planparallelen Ebenen 34d und 34e.
  • Durch die besondere Gestaltung des Flammenstabilisators, insbesondere durch dessen Mittenöffnung 34f im Innenrohr der Gasdurchsatz in Sinne einer Leistungserhöhung und Flam­menstabilisierung bei gleichzeitiger guter Kühlung des Brennerohres weiter gesteigert.

Claims (14)

1. Aufsatzbrenner für Flüssiggasbehälter mit einem Füllvolumen von weniger als 1000 cm³, mit einem aus Gasdüse, Luft-Ansaugöffnungen und Misch­kanal bestehenden Injektorsystem und mit einem einstückigen Zentralkörper, der mit einem An­schlußstutzen für die Verbindung mit dem Flüssiggasbehälter, mit der Gasdüse, einem Stellventil für das verdampfte Flüssiggas, einer Anschlußöffnung für ein Brennerrohr und mit einer Piezo-Zündeinrichtung versehen ist, wobei die Gasdüse und die Anschlußöffnung eine gemein­same Achse A₁ aufweisen, die in einer gemein­samen Ebene mit der Achse A₂ des Anschluß­stutzens liegt und die Achsen unter einem Winkel "α" zwischen 90 Grad und 120 Grad zuein­ander stehen, dadurch gekennzeichnet, daß
a) die Piezo-Zündeinrichtung (24) auf der dem Anschlußstutzen (6) in Bezug auf die Achse (A₁) Gasdüse (5) und Anschlußöffnung (3) diametral gegenüberliegenden Seite des Zentralkörpers (2) angeordnet ist und
b) die Luft-Ansaugöffnungen (22) beiderseits einer durch die Achsen (A₁; A₂) definierten Symmetrie­ebene im Zentralkörper (2) angeordnet sind.
2. Aufsatzbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß zwei Luft-Ansaugöffnungen (22) vor­handen sind, deren Öffnungswinkel β in der Außenfläche (2a) des Zentralkörpers (2), bezogen auf die Achse A₁ jeweils mindestens 60 Grad, vorzugsweise mindestens 70 Grad, und deren Länge in Richtung der Achse A₁ mindestens 60 % des Umfangs beträgt.
3. Aufsatzbrenner nach Anspruch 2, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Luft-Ansaugöffnungen (22) einen im wesentlichen rechteckigen Umriß auf­weisen.
4. Aufsatzbrenner nach Anspruch 3, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Luft-Ansaugöffnungen (22) in der Projektion auf die genannte Symmetrieebene, aus der Richtung des Brennerrohres (4) gesehen, unmittel­bar vor dem Schnittpunkt "S" der Achsen A₁ und A₂ liegen.
5. Aufsatzbrenner nach Anspruch 3, dadurch gekenn­zeichnet, daß die dem Brennerrohr (4) abgekehrten Ränder (22a) der Luft-Ansaugöffnungen (22) von vorn/innen nach hinten/außen abgeschrägt sind.
6. Aufsatzbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitung (33a) zu einer Zündelektrode (33) innerhalb des Brennerrohres (4) angeordnet ist.
7. Aufsatzbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß das Brennerrohr (4) einen Metall­mantel (29) aufweist, in dem ein den Misch­kanal (23) enthaltender, rohrförmiger Isolier­stoffeinsatz (31) angeordnet ist.
8. Aufsatzbrenner nach Anspruch 7, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Einlauf- (31a) und die Aus­laufkante (31b) des Isolierstoffeinsatzes (31) abgeschrägt sind.
9. Aufsatzbrenner nach Anspruch 7, dadurch gekenn­zeichnet, daß der Isolierstoffeinsatz (31) von einem Isolierrohr (32) umgeben ist und daß zwischen beiden eine Zündelektrode (33) bis in den vorderen Teil des Brennerrohres (4) geführt ist.
10. Aufsatzbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im vorderen Teil des Brennerrohres (4) ein Flammen­stabilisator (34) angeordnet ist.
11. Aufsatzbrenner nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Flammenstabilisator (34) ein Innenrohr (34a) aufweist, von dem sich einen Strömungsdrall erzeugende Leitschaufeln (34b) nach außen erstrecken.
12. Aufsatzbrenner nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündelektrode (33), in Strömungsrichtung gesehen, vor dem Flammenstabilisator (34) liegt, der die Gegen­elektrode ist.
13. Aufsatzbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Piezo-Zündeinrichtung (24) in einem an den Zentralkörper (2) angeformten Gehäuse­ansatz (2b) untergebracht ist und daß die Druck­taste (25) für den Zündmechanismus in Gebrauchs­haltung des Brenners über dem Einstellknopf (21) des Stellventils angeordnet ist.
14. Aufsatzbrenner nachAnspruch 13, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Drucktaste (25) außer im Gehäuse­ansatz (2b) auch in einer unter der Drucktaste liegenden Nut (26) des Zentralkörpers (2) geführt ist.
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