EP0309950A2 - Atmosphärischer Gasbrenner - Google Patents
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- 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
- F23D14/46—Details
- F23D14/62—Mixing devices; Mixing tubes
- F23D14/64—Mixing devices; Mixing tubes with injectors
Definitions
- the invention relates to an atmospheric gas burner or the like via a mixing tube. from a gas nozzle arranged at a distance from the inlet of this mixing tube and fed with a gas-primary air mixture burner chamber.
- the air ratio of the mixture that is to say the proportion of the combustion air in the mixture, must have an optimal size.
- the problem therefore arises of keeping the actual air content of the mixture, which is influenced by various parameters, including the gas pressure at the gas nozzle, at its level, although the local conditions can be different.
- the volume flow of the mixture can only be reduced by precisely adapting the primary air ratio to the prevailing local conditions, e.g. gas type, gas pressure and the like, in order to stabilize the flames.
- the object of the invention is to enable such an exact adaptation of the primary air ratio to the given local conditions in a simple manner, namely by retrofitting gas burners manufactured in series at their installation site.
- Another object of the invention is to provide components for such gas burners that enable such retrofitting without any significant assembly effort.
- the design of the stem of the mixing tube is assigned a stem which, if necessary, determines the size of the primary air portion.
- a stem can be made for certain predetermined local conditions and can easily be installed in a desired position in the area of the inlet of the mixing tube.
- Such a stem can be fastened to the gas nozzle holder connecting the gas nozzle to the mixing tube, the desired position of the cover already resulting from the manner in which it is fastened without further action.
- the cover on the Gas nozzle holder can be pushed on or plugged on and held positively in this desired position.
- this can be achieved very simply in that the gas nozzle is held on the mixing tube by means of an angular holder, one angle leg of which supports the gas nozzle and the other leg of which is attached to the outside of the mixing tube, around the gas nozzle at a desired distance from the inlet distance of the mixing tube.
- the cover can also be made very simple and robust, namely, for example, consist of a U-profile, the web on which the gas nozzle connects with the inlet of the mixing tube leg of the holder lies flat and whose two legs between the gas nozzle and the Limit the space of the mixing tube inlet on both sides.
- the U-profile of the cover e.g. by means of extensions of its two legs projecting inwards against each other on both sides, form a guide for the leg of the angular holder resting against its web.
- a cover designed as a rectangular or square profiled sleeve with two flanges can overlap the leg of the angular holder resting on the mixing tube and thus results in an easy to manufacture and reliable form-fitting connection.
- an end wall can also be provided which attaches to the bottom of the cover and engages under the gas nozzle with a recess.
- the cover can also be fastened to the end of the mixing tube forming the inlet, in which case it expediently consists of a sleeve which can be plugged onto the free end of the mixing tube and which is axially displaceable and adjustable into its desired position is, it only has to extend over a part of the circumference of the mixing tube to facilitate its attachment.
- the size of the primary air portion flowing to the gas-air mixture can also be varied very delicately and set to an optimal target value such that recesses penetrate the wall of the cover.
- recesses can be used for the regulation of the primary air portion in the sense of the invention, but also their shape.
- round, preferably circular, rectangular or square and / or triangular recesses can advantageously be provided.
- a gas nozzle (not shown) is attached coaxially to the angle leg 3 of an angular holder 5, the other angle leg 4 of which is attached to the outside of the cylinder wall along a generatrix of the cylindrical wall of the mixing tube 1, at a predetermined desired distance x. e.g. is welded on.
- this gas nozzle holder which is manufactured as standard, are matched to a specific gas pressure and only result in an optimal air ratio at this gas pressure, i.e. an optimal ratio of the gas and primary air components in the gas-air mixture.
- the primary air supply must be throttled in the space between the gas nozzle and the mixing tube inlet.
- a cover 5 suitable for this consists, according to a first embodiment, of a U-profile, the web 6 of which rests flat on the angle leg 4 connecting the gas nozzle to the mixing tube 1 and the two legs 7 on both sides of which limit and cover the space between the gas nozzle and the mixing tube inlet .
- the shape of the cover 5 is also matched to the holder 2 of the gas nozzle 9 on the mixing tube 1, namely this cover 5 consists of a sheet metal bent to form a sleeve with an approximately square profile, the upper side of which is only two mutually facing flanges 10 are formed, with which this cover 5 rests on the top of the leg 4 attached to the mixing tube 1 of the holder 2.
- These flanges 10 hold the cover 5, which consists of a base 11 and the two side walls 12, on the angle leg 4.
- this cover 5 has an end wall 13, which engages under the gas nozzle 9 with a recess 14 and thereby centers the cover 5 with respect to the axis of the mixing tube 1.
- the side walls 12 of the cover 5 can be penetrated by recesses 15 of any design, the shape and size or number of which can be used to regulate the extent of the primary air flowing into the gas stream.
- a cover 5 consists of a circular profiled sleeve, the inside diameter of which corresponds approximately to the outside diameter of the mixing tube 1 adjoining the front side of a burner chamber 16, but which extends only over part of the circumference of the mixing tube and e.g. is resilient, can be attached to the mixing tube 1.
- This sleeve-shaped cover 5 is axially displaceable within the distance x with respect to the gas nozzle 9 and the mixing tube 1 and its respective optimal position can be determined empirically.
- Figures 10 to 15 show various options for the design of recesses 15, which can be provided in the wall of a cover to allow the most optimal possible adjustment of the optimal primary air content, with the shape of these recesses 15 targeted to the displaceability of the cover 5 can be considered with respect to the wall of the mixing tube 1.
- This cover 5 is mounted either by axially sliding it onto the free end of the mixing tube 1 or by clamping the resilient sleeve in a direction perpendicular to the axis of the mixing tube 1
- this cover 5 can be adjusted by axial displacement such that the size of the remaining Distance from the gas nozzle 9 or by the shape, size and number of the areas of the recesses 15 of the wall of the cover 5 which remain open in each case, the supply of the correct proportion of primary air is ensured.
- FIG. 10 shows, for example, four circular recesses 15 in the cover wall
- FIG. 11 shows two circular recesses 15 of larger diameter
- FIG. 12 shows two longitudinal slots 15, the course of which has the consequence that the primary air inflow changes continuously, linearly when the cover 5 is displaced this inflow can be changed progressively according to a third-order function when a triangular recess 15 according to FIG. 13 is arranged.
- FIGS. 14 and 15 show embodiments with a large number of relatively small recesses 15, which can be formed in any desired systematic arrangement in the wall of the cover 5.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft einen atmosphärischen Gasbrenner mit einer über ein Mischrohr od.dgl. von einer mit Abstand vom Einlaß dieses Mischrohres angeordneten Gasdüse mit einem Gas-Primärluft-Gemisch gespeisten Brennerkammer.
- Um bei einem solchen Gasbrenner eine stabile Verbrennung zu gewährleisten, muß die Luftzahl des Gemisches, also der Anteil der Verbrennungsluft im Gemisch, eine optimale Größe aufweisen. Bei serienmäßig gefertigten Gasbrennern tritt demnach das Problem auf, den Ist-Luftanteil des Gemisches, der von verschiedenen Parametern, unter anderem auch vom Gasdruck an der Gasdüse beeinflußt wird, auf seinem Niveau zu halten, obwohl die örtlichen Bedingungen unterschiedlich sein können.
- Bei konstanter Brennerbelastung ergibt ein bestimmter, örtlich gegebener Gasdruck einen bestimmten Düsendurchmesser. Ist nun der Gasdruck vergleichsweise groß, müßte dementsprechend der Düsendurchmesser klein sein. Daraus resultiert jedoch eine größere Ansaugung der Primärluft und die Primärluftzahl wird größer. Dementsprechend muß pro Zeiteinheit eine größere Menge an Gas-Luft-Gemisch durch die Gemischaustrittsöffnungen des Brenners strömen und die Austrittsgeschwindigkeit nimmt gleichfalls zu. Im Extremfall kann dies zu einem Abheben der Brennerflammen von den Gemischaustrittsöffnungen führen.
- Nur durch eine exakte Anpassung der Primärluftzahl an die jeweils gegebenen örtlichen Verhältnisse, z.B. Gas -Sorte, Gas-Druck u.dgl., kann der Volumenstrom des Gemisches verringert werden, um dadurch eine Stabilisierung der Flammen zu erzielen. Aufgabe der Erfindung ist es, die Durchführung einer solchen exakten Anpassung der Primärluftzahl an jeweils vorgegebene örtliche Verhältnisse auf einfache Art zu ermöglichen, und zwar durch eine Nachrüstung serienmäßig gefertigter Gasbrenner an ihrem Aufstellungsort. Weiteres Ziel der Erfindung ist es, Bestandteile für solche Gasbrenner zu schaffen, die eine solche Nachrüstung ohne nennenswerten Montageaufwand ermöglichen.
- Erfindungsgemäß ist bei einem Gasbrenner der eingangs bezeichneten Gattung dem Einlaß des Mischrohres ein durch seine Gestaltung die Größe des Primärluftanteiles bedarfsweise bestimmender Vorbau zugeordnet. Ein solcher Vorbau läßt sich für bestimmte vorgegebene örtliche Verhältnisse anfertigen und in einer Soll-Stellung problemlos im Bereich des Einlasses des Mischrohres montieren.
- Am einfachsten läßt sich ein solcher Vorbau als eine zur bedarfsweisen Verringerung des innerhalb des Abstandes zwischen Gasdüse und Mischrohreinlaß zuströmenden Primärluftanteiles dienende bereichsweise Abdeckung des zwischen der Gasdüse und dem Mischrohreinlaß befindlichen Raumes ausbilden. Nach einer besonders einfachen und deshalb bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist eine solche Abdeckung an der die Gasdüse mit dem Mischrohr verbindenden Gasdüsen-Halterung befestigbar, wobei sich die Soll-Lage der Abdeckung schon aus der Art ihrer jeweiligen Befestigung ohne weiteres Zutun ergibt.
- In diesem Sinne kann beispielsweise die Abdeckung auf die Gasdüsen-Halterung aufschiebbar oder aufsteckbar und in dieser Soll-Stellung formschlüssig gehalten sein.
- Konstruktiv läßt sich dies sehr einfach dadurch verwirklichen, daß die Gasdüse am Mischrohr mittels einer winkelförmigen Halterung gehalten ist, deren einer Winkelschenkel die Gasdüse trägt und deren anderer Schenkel an der Außenseite des Mischrohres anliegend befestigt ist, um die Gasdüse in einer Soll-Distanz vom Einlaß des Mischrohres zu distanzieren.
- Unter dieser Voraussetzung kann die Abdeckung gleichfalls sehr einfach und robust gestaltet werden, nämlich beispielsweise aus einem U-Profil bestehen, dessen Steg an dem die Gasdüse mit dem Einlaß des Mischrohres verbindenden Schenkel der Halterung flächig anliegt und dessen beide Schenkel den zwischen der Gasdüse und dem Mischrohreinlaß befindlichen Raum beidseits begrenzen.
- Um den exakten Sitz der Abdeckung in ihrer Soll-Stellung zu gewährleisten, kann das U-Profil der Abdeckung, z.B. mittels beidseits einwärts gegeneinander ragender Fortsätze seiner beiden Schenkel, eine Führung für den an seinem Steg anliegenden Schenkel der winkelförmigen Halterung bilden.
- Nach einer gleichfalls vorteilhaft anwendbaren Variante kann eine als rechteckig oder quadratisch profilierte Hülse ausgebildete Abdeckung mit zwei Flanschen den am Mischrohr anliegenden Schenkel der winkelförmigen Halterung randseitig übergreifen und ergibt dadurch eine leicht herstellbare und zuverlässige formschlüssige Verbindung.
- Um eine solche Abdeckung noch zuverlässiger in ihrer Soll- Stellung zu fixieren, kann zusätzlich noch eine am Boden der Abdeckung ansetzende, die Gasdüse mit einer Ausnehmung untergreifende Stirnwand vorgesehen sein.
- Nach einer anderen Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes kann die Abdeckung aber auch an dem den Einlaß bildenden Ende des Mischrohres befestigt sein, wobei sie in diesem Fall zweckmäßigerweise aus einer auf das freie Ende des Mischrohres aufsteckbaren Hülse besteht, die axial verschiebbar und in ihre Soll-Stellung einstellbar ist, wobei sie sich zur Erleichterung ihrer Anbringung nur über einen Teil des Umfanges des Mischrohres zu erstrecken braucht.
- Ferner läßt sich die Größe des dem Gas-Luft-Gemisch zuströmenden Primärluftanteiles sehr feinfühlig auch dadurch variieren und auf einen optimalen Sollwert einstellen, daß die Wandung der Abdeckung von Ausnehmungen durchsetzt wird.
- Nicht nur die Größe solcher Ausnehmungen kann für die Regelung des Primärluftanteiles im Sinne der Erfindung herangezogen werden, sondern auch deren Form. So können im Rahmen der Erfindung mit Vorteil runde, vorzugsweise kriesrunde, rechteckige oder quadratische und/oder auch dreieckförmige Ausnehmungen vorgesehen sein.
- Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in den Zeichnungen veranschaulicht und nachstehend an Hand dieser Zeichnungen erläutert. Im einzelnen zeigt
- Figur 1 eine Gasdüsenhalterung in einem Längsschnitt nach der Linie I-I der Figur 2 und
- Figur 2 ist ein Querschnitt nach II-II der Figur 1.
- Figur 3 zeigt die Stirnansicht einer abgewandelten Ausführungsform einer solchen Halterung,
- Figur 4 ist ein zugehöriger Längsschnitt,
- Figur 5 eine Draufsicht auf die Abdeckung allein,
- Figur 6 deren Stirnansicht und
- Figur 7 deren Seitenansicht.
- Figur 8 stellt die Stirnansicht einer anderen Ausführungsform einer Abdeckung im Schnitt nach VIII-VIII der
- Figur 9 dar, die eine Seitenansicht dieser Ausführungsform veranschaulicht. Die
- Figuren 10 bis 15 stellen in Seitenansichten verschiedene Varianten der Abdeckungen hinsichtlich der in ihnen vorgesehenen Ausnehmungen dar.
- Dem Einlaß des Mischrohres nach Fig.1 ist in einem vorgegebenen Soll-Abstand x eine nicht dargestellte Gasdüse koaxial zugeordnet am Winkelschenkel 3 einer winkelförmigen Halterung 5 befestigt, deren anderer Winkelschenkel 4 längs einer Erzeugenden der zylindrischen Wandung des Mischrohres 1 an dessen Außenseite anliegend befestigt, z.B. angeschweißt, ist.
- Die Abmessungen dieser serienmäßib gefertigten Gasdüsenhalterung sind auf einen bestimmten Gasdruck abgestimmt und ergeben nur bei diesem Gasdruck eine optimale Luftzahl, d.h. ein optimales Verhältnis der Gas- bzw. Primärluftanteile im Gas-Luft-Gemisch.
- Ist der Gasdruck örtlich fallweise zu hoch, bedarf es einer Drosselung der Primärluftzufuhr in dem zwischen der Gasdüse und dem Mischrohreinlaß befindlichen Raum.
- Eine hierfür geeignete Abdeckung 5 besteht nach einer ersten Ausführungsform aus einem U-Profil, dessen Steg 6 an dem die Gasdüse mit dem Mischrohr 1 verbindenden Winkelschenkel 4 flächig anliegt und dessen beide Schenkel 7 beidseits den zwischen der Gasdüse und dem Mischrohreinlaß befindlichen Raum begrenzen und abdecken.
- Gegeneinanderweisende Fortsätze 8 (Fig.2) bilden eine Führung für den Winkelschenkel 4, so daß die Abdeckung 5 formschlüsig und exakt von der Halterung 2 der Gasdüse fixiert wird, sobald sie bis zum Anschlag auf den Winkelschenkel 4 aufgeschoben wurde.
- Durch Bemessung der Schenkel 7 des die Abdeckung 5 verkörpernden U-Profiles ist der Primärluftanteil problemlos regelbar.
- Bei der Ausführungsform nach den Figuren 3 bis 7 ist die Form der Abdeckung 5 gleichfalls der Halterung 2 der Gasdüse 9 am Mischrohr 1 angeglichen, und zwar besteht diese Abdeckung 5 aus einem zu einer Hülse mit etwa quadratischem Profil abgekanteten Blech, dessen Oberseite lediglich von zwei zueinanderweisenden Flanschen 10 gebildet wird, mit denen diese Abdeckung 5 an der Oberseite des am Mischrohr 1 befestigten Schenkels 4 der Halterung 2 anliegt. Durch diese Flanschen 10 wird die aus einem Boden 11 und den beiden Seitenwandungen 12 bestehende Abdeckung 5 am Winkelschenkel 4 gehalten. Außerdem weist diese Abdeckung 5 eine Stirnwand 13 auf, die mit einer Ausnehmung 14 die Gasdüse 9 formschlüssig untergreift und dadurch die Abdeckung 5 in bezug zur Achse des Mischrohres 1 zentriert.
- Die Seitenwandungen 12 der Abdeckung 5 können von beliebig gestaltbaren Ausnehmungen 15 durchsetzt sein, mit deren Form und Größe bzw. Anzahl das Ausmaß der dem Gasstrom zuströmenden Primärluft regelbar ist.
- Gemäß der Ausführungsform nach den Figuren 8 und 9 besteht eine Abdeckung 5 aus einer kreisrund profilierten Hülse, deren Innendurchmesser etwa dem Außendurchmesser des an die Stirnseite einer Brennerkammer 16 anschließenden Mischrohres 1 entspricht, die sich jedoch nur über einen Teil des Mischrohrumfanges erstreckt und z.B. elastisch federnd, am Mischrohr 1 befestigbar ist. Diese hülsenförmige Abdeckung 5 ist innerhalb der Distanz x in bezug zur Gasdüse 9 und zum Mischrohr 1 axial verschiebbar und ihre jeweilige optimale Position ist empirisch ermittelbar.
- Die Figuren 10 bis 15 zeigen verschiedenerlei Möglichkeiten für die Gestaltung von Ausnehmungen 15, die in der Wandung einer Abdeckung vorgesehen sein können, um eine möglichst feinfühlige Einstellung des jeweils optimalen Primärluftanteiles zu ermöglichen, wobei mit der Formgebung dieser Ausnehmungen 15 zielführend auf die Verschiebbarkeit der Abdekkung 5 in bezug zur Wandung des Mischrohres 1 Bedacht genommen werden kann.
- Montiert wird diese Abdeckung 5 entweder durch axiales Aufschieben auf das freie Ende des Mischrohres 1 oder durch Aufklemmen der federnd nachgiebigen Hülse in einer zur Achse des Mischrohres 1 senkrechten Richtung
- Sodann wird diese Abdeckung 5 durch axiales Verschieben derart einzustellen sein, daß durch die Größe des verbleibenden Abstandes von der Gasdsüe 9 bzw. durch die Form, Größe und Anzahl der jeweils offen bleibenden Bereiche der Ausnehmungen 15 der Wandung der Abdeckung 5 die Zufuhr des richtigen Primärluftanteiles gewährleistet ist.
- Im einzelnen zeigt Figur 10 beispielsweise vier kreisrunde Ausnehmungen 15 der Abdeckungswandung, Figur 11 zwei kreisrunde Ausnehmungen 15 größeren Durchmessers, Figur 12 zwei Längsschlitze 15, deren Verlauf zur Folge hat, daß sich bei eienr Verschiebung der Abdeckung 5 der Primärluftzustrom stetig , linear ändert, wogegen sich dieser Zustrom bei Anordnung einer dreieckförmigen Ausnehmung 15 nach Figur 13 progressiv nach einer Funktion dritter Ordnung ändern läßt.
- Die Figuren 14 und 15 zeigen Ausführungsformen mit einer Vielzahl relativ klein bemessener Ausnehmungen 15, die in beliebig wählbarer systematischer Anordnung in der Wandung der Abdeckung 5 ausgebildet sein können.
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