EP2863124A2 - Gasbrenner - Google Patents

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Publication number
EP2863124A2
EP2863124A2 EP20140184699 EP14184699A EP2863124A2 EP 2863124 A2 EP2863124 A2 EP 2863124A2 EP 20140184699 EP20140184699 EP 20140184699 EP 14184699 A EP14184699 A EP 14184699A EP 2863124 A2 EP2863124 A2 EP 2863124A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
chamber
nozzle
gas
gas burner
opening
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP20140184699
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2863124B1 (de
EP2863124A3 (de
Inventor
Joel Pereira
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2863124A2 publication Critical patent/EP2863124A2/de
Publication of EP2863124A3 publication Critical patent/EP2863124A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2863124B1 publication Critical patent/EP2863124B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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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
    • F23D14/02—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
    • F23D14/10—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 elongated tubular burner head
    • F23D14/105—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 elongated tubular burner head with injector axis parallel to the burner head axis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N1/00—Regulating fuel supply
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2237/00—Controlling
    • F23N2237/08—Controlling two or more different types of fuel simultaneously

Definitions

  • the invention relates to a gas burner for a heating system according to claim 1.
  • the object of the invention is to provide an improved gas burner which can be used flexibly.
  • the proposed gas burner has increased flexibility for the use of different types of gas, e.g. LPG or compressed gas and / or for the use of various gas pressures.
  • the object of the invention is achieved by the gas burner according to claim 1.
  • gas flow through the gas burner can be varied independently of the gas pressure. Furthermore, for example, with the same gas pressure and different gas densities, the same gas flow can be delivered by means of the gas burner. This function is achieved by switching a second chamber with a second nozzle. Thus, a larger opening cross-section can be provided for a higher gas flow overall with the same gas pressure. In addition, depending on the position of a closing member at constant gas pressure more or less gas can be discharged into a combustion chamber. There is thus a possibility for influencing the gas flow independently of the gas pressure. As a result, for example, a change from LPG to natural gas, i. compressed natural gas without replacement of the gas burner or without costly conversion of the gas burner done.
  • a third chamber is provided with a third nozzle, which makes it possible to set the gas flow independent of the gas pressure to a third value.
  • the second and third chambers are disposed on opposite sides of the first chamber.
  • the first, second and third nozzles of the first, second and third chambers are disposed on an axis with the second and third nozzles disposed on opposite sides of the first nozzle. In this way, a Coanda effect for focusing the gas jets of the three nozzles can be exploited on a common discharge cross-section.
  • first, second and third chambers are in the form of elongate chambers, the second and third chambers being disposed on opposite sides of the first chamber. In this way, a compact design is obtained.
  • a housing in which the first, the second and / or the third chamber are arranged.
  • the tubular housing allows a simple structure for housing the three chambers.
  • the first nozzle which is arranged centrally, extends further upwards away from the main body than the second and / or the third nozzle.
  • the outlet opening of the first nozzle is further spaced from the housing than the outlet opening of the second and / or the third nozzle.
  • first, second and third nozzles are arranged on an axis transverse to a longitudinal extent of an elongated housing.
  • the air flow which flows around the housing laterally, utilized for a precise deflection of the gas streams of the second and the third nozzle in the direction of the gas flow of the first nozzle.
  • the closing member is formed as part of a switching valve. In this way, the opening between the first chamber and the second and the third chamber can be opened automatically and quickly by a corresponding control of the switching valve.
  • the switchable valve is mounted in an opening of the housing. In this way, a structurally simple gas burner can be provided.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a heating system 1 with a combustion chamber 2, in which a gas burner 3 is arranged.
  • a fan 4 is provided which sucks in air via an intake passage 5 and blows via the gas burner 3 into the combustion chamber 2.
  • the gas burner 3 is supplied with gas via a gas line 24, in which a pressure control valve 23 is arranged.
  • the gas burner 3 discharges the gas into the combustion chamber 2.
  • the gas burns with the oxygen of the supplied air.
  • exhaust gas is discharged via an exhaust duct 6.
  • heat receiving surfaces 8 are provided, which are in operative connection with a medium to be heated.
  • Fig. 2 shows in a schematic perspective view of the gas burner 3 with an open first end 8.
  • the gas burner 3 has a housing 9, which has a tubular base body 10.
  • the main body 10 is divided into a first, second and third chambers 11,12,13.
  • the first chamber 11 is arranged centrally and extends along the elongated, tubular base body 10.
  • the second and third chambers are arranged laterally on opposite sides next to the first chamber 11 in the base body 10.
  • the second and the third chamber 12, 13 are connected to each other in the region of the first end 8, since the first chamber 11 before the end of the body 10 ends.
  • the first chamber 11 is bounded on an upper side and a lower side by the housing 9 of the main body 10.
  • the first chamber 11 is bounded laterally by two parallel side walls 14, 15.
  • the first chamber 11 is limited in the region of the first end 8 via a first end wall 16. In the first end wall 16, a first opening 17 is formed.
  • the first chamber 11 has eight first nozzles 18, which are arranged on an upper side of the main body 10 and extend upwards from the main body 10 at a defined height. Depending on the application, more or less first nozzles 18 may be provided.
  • the first nozzles 18 are arranged along the longitudinal axis of the first chamber 11 on a straight line.
  • the second chamber 12 has eight second nozzles 19 arranged along the longitudinal axis of the second chamber 12 along a second straight line.
  • the second nozzles 19 extend upwardly from the body from a fixed second height which is smaller than the height of the first nozzle. Each second nozzle 19 is arranged laterally next to a first nozzle 18.
  • the third chamber 13 has third nozzles 20 which are arranged along the longitudinal axis of the third chamber 13 along a third straight line.
  • the third nozzles 20 extend upwardly from the main body 10 by a predetermined third height.
  • the third height preferably corresponds to the third height.
  • There are eight third nozzles 20 are provided, wherein a third nozzle 20 is disposed in each case adjacent to a first nozzle 18.
  • Each second and third nozzles 19, 20 are disposed on opposite sides with respect to a first nozzle 18, respectively.
  • a first nozzle 18 has, depending on the selected embodiment, an outlet opening for the gas whose cross section is greater than the cross section of the outlet opening of a second or a third nozzle 19, 20.
  • the second and third nozzle 19, 20 preferably have the same cross section for the outlet opening.
  • the outlet openings of the first, second and third nozzles 18, 19, 20 have the same cross section.
  • the cross section of the first nozzle 18 is greater than the cross section of the second and the third nozzle 19, 20.
  • the first nozzles 18 are formed longer than the second and / or third nozzles 19,20.
  • a first, a second and a third nozzle 18, 19, 20 form each one group, wherein the first, the second and the third nozzle 18,19,20 are arranged on a straight line which is arranged perpendicular to the longitudinal axis of the base body 10.
  • the base body 10 has an elliptical cross section perpendicular to the longitudinal extent.
  • the nozzles 18, 19, 20 are arranged on a flat upper side of the main body 10.
  • Fig. 3 shows a schematic representation of a closed second end 21 of the gas burner 3.
  • the second end 21 of the housing 9 is closed by a second end wall 40.
  • the first and the second side wall 14,15 which are shown as dashed lines, are guided to the second end wall 40.
  • the first, second and third chambers 11, 12, 13 are not connected to each other at the second end 21.
  • a connection 22 for supplying gas into the first chamber 11 is provided adjacent to the first chamber 11. If the opening 17 is opened, the second and third chambers 12, 13 are connected to the first chamber 11 and are supplied with gas. If the opening 17 is closed by a closing member, only the first chamber 11 is supplied with gas via the connection 22. Thus, in this situation, only the first nozzles 18 can deliver gas. No gas can be released via the second and third nozzles 19, 20. If the opening 17 is not closed by a closing member, it is also possible to discharge gas via the second and third nozzles 19, 20.
  • Fig. 4 shows a schematic partial side view of an embodiment of a burner 3, in which a switching valve 25 is arranged at the first end 8 of the main body 10.
  • the switching valve 25 is attached to a third end wall 27, wherein the third end wall 27 with the switching valve 25, the first end 8 of the body 10 closes tightly.
  • the switching valve 25 has a movable closing member 26 which, depending on the activation of the switching valve 25, the first opening 17 opens or closes.
  • the switching valve 25 may be formed as a solenoid valve, which can be switched via corresponding control lines from a control unit in an open position or in a closed position.
  • a switching valve 25 may be provided in a simple embodiment, a closing member in the form of a plug, which is inserted by an operator in the opening 17 and is removed from the opening 17.
  • the base body 10 has a third end wall 27, which can be removed from the first end 8 of the base body 10, and which can again be mounted sealingly on the first end 8 of the main body 10.
  • the base body 10 has an approximately elliptical or oval shape in cross section. Depending on the selected embodiment, the shape of the base body 10 may also be rectangular or round in cross-section. In addition, the opening cross-sections of the first, the second and the third nozzle 18,19,20 may be formed differently sized. Furthermore, depending on the embodiment chosen, the position of the outlet openings 42, 43 of the second and third nozzles 19, 20 may be located below a center of the height of the first nozzle 18, as shown. In further embodiments, the position of the outlet openings 42, 43 of the second and third nozzles 19, 20 may be arranged above half the height of the first nozzle 18. Furthermore, the cross section of the second and third nozzles 19, 20 may also be larger than the cross section of the first nozzle 18.
  • the second and third nozzles can be arranged laterally offset from the first nozzles 18.
  • the cross sections of the first, second and third nozzles 18, 19, 20 converge conically in the direction of the outlet openings 41, 42, 43.
  • Fig. 5 shows in a schematic partial representation of a first end 8 of another embodiment of a gas burner 3.
  • the further embodiment of the gas burner 3 is according to the embodiment of Fig. 2 formed, however, wherein the first and the second side wall 14,15 are guided in the region of the first end 8 to the third end wall 27, not shown.
  • the first chamber 11 is connected to the second chamber 12 via a second opening 28 and to the third chamber 13 via a third opening 29.
  • the second opening 28 is formed in the first side wall 14 and the third opening 29 is formed in the second side wall 15.
  • the third end wall 27 closes each of the three chambers 11, 12, 13.
  • the housing 9 laterally for the second and the third opening 28, 29 a receiving opening 31, 32.
  • the receiving openings 31, 32 are provided approximately concentric with the second and third openings 28,29.
  • the receiving openings 31,32 are formed to receive a respective switching valve 25, 33, the second or the third opening 28,29 is assigned and the receiving openings 31,32 tightly closes.
  • Fig. 6 shows the other gas burner the Fig. 5 with a view of the second end 21.
  • the second end wall of the second end 21 is not shown.
  • the first, second and third chambers 11, 12, 13 are arranged side by side in the housing 9.
  • the second and the third chambers 12, 13 are arranged on opposite sides of the first chamber 11 and aligned in the longitudinal direction of the main body 10.
  • Fig. 7 shows a schematic cross section through the first end 8 of the gas burner 3 of Fig. 5 , wherein switching valves 25, 33 are arranged in the receiving openings 31, 32.
  • the switching valves 25,33 seal the receiving openings 31,32.
  • Each switching valve 25, 33 has a closing member 26 which is associated with the first and the second opening 28, 29.
  • the second and / or third openings 28, 29 are open or closed.
  • the first chamber 11 has a connection 22, with which the first chamber 11 can be supplied with gas.
  • the second and the third Chamber 11, 12, 13 supplied with gas.
  • the amount of gas discharged from the gas burner 3 can be changed.
  • the receiving openings 31, 32 can also be closed with a detachable lid and a stopper can be provided as a closing element for opening or closing the first or second opening 28, 29. If now a connection between the first and the second and / or the third chamber 12, 13 take place, the plug must be manually removed from the first or second opening 31, 32.
  • controllable switching valves 25, 33 are used, as in Fig. 7 shown schematically.
  • Fig. 8 shows a diagram in which the gas flow D, ie a certain volume of gas per second for a gas burner 3 of Fig. 5 is plotted for various switching positions and different types of gas.
  • the flow is D and along the x-axis, the chambers 11, 12, 13 are applied, which are supplied with gas.
  • the flow rate for LPG is indicated at 40 above the specification of the gas-supplied chambers, and at 41, the flow rate for natural gas.
  • the flow D possible for a given pressure range for liquid gas and natural gas is shown in the form of dashed bars.
  • the flow rate D is greater for LPG than for natural gas. This is always the case, even if the second and third chambers 11, 12, 13 are active, i. be supplied with gas. As the gas-supplied chambers increase, so does the flow of the gas for both the LPG and CNG.
  • the gas burner 3 is formed in such a way that the flow 41 for natural gas with active first, second and third chamber is the same size as the flow for LPG 40, when only the first chamber 11 is supplied with gas.
  • this gas burner 3 can be used to make any changes in gas pressure or constructive changes to the gas burner in a change from LPG to natural gas, to deliver the same gas flow. This is achieved by supplying only the first chamber 11 with gas when used with LPG and, when used with natural gas, supplying the first, second and third chambers 11, 12, 13 with gas.
  • Fig. 9 shows a schematic representation of a cross section through the gas burner 3, which is flowed around from the bottom 34 ago by the fan 4 with an air flow 35.
  • the air flow 35 is shown on one half of the gas burner 3.
  • the second and third gas streams 37, 38 discharged from the second and third nozzles 19, 20 are concentrated centrally in the direction of the first gas stream 36 of the first nozzle 18.
  • an output cross-section 39 of the total gas flow is changed by the connection of the second and the third nozzle 19, 20 barely opposite the cross section of the first gas stream 36, which results in using only the first nozzle 18.
  • This effect is called Coanda effect designated.
  • the gas streams 36, 37, 38 of the nozzles 18, 19, 20 are concentrated on a discharge cross-section 39.
  • the gas flow through the gas burner 3 can be varied independently of the gas pressure.
  • the gas streams of the nozzles 18, 19, 20 are concentrated on a discharge cross-section 39.
  • one or more gas nozzles 18, 19, 20 or rows of gas nozzles 18, 19, 20 can be variably used, the discharge cross section of the total gas stream of a group having a first, a second and a third gas nozzle 18, 19, 20 being substantially constant remains.
  • the switchable chambers of the same gas burner 3 can be used for both LPG and natural gas, without having to install a fitting device for adjusting the gas pressure.
  • the three chambers 11, 12, 13 each have the same number of nozzles 18, 19, 20.
  • a nozzle of the first, the second and the third chamber are each assigned to a discharge cross-section 39. If only one chamber is used for the delivery of gas, then the opening cross section for the discharge of gas is equal to the opening cross section of the corresponding nozzle.
  • the opening cross section for the delivery of the gas increases corresponding to the sum of the opening cross sections of the first, the second and the third nozzle per delivery cross section.
  • Q gas A ⁇ C D ⁇ 2 ⁇ ⁇ ⁇ P ⁇
  • q is the gas flow
  • a is the opening cross section of the nozzle
  • c is a gas outlet coefficient of the nozzle
  • ⁇ P is the gas differential pressure
  • P is the gas density.
  • the gas flow q is proportional to the opening cross-section of the nozzles. This can be varied by the connection of chambers or nozzles of the opening cross section for dispensing the gas and thus the gas flow.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Gasbrenner (3) zum Abgeben von Gas mit einer ersten Kammer (11), die wenigstens eine erste Düse (18) aufweist, mit einer zweiten Kammer (12), die wenigstens eine zweite Düse (12) aufweist, wobei die erste Kammer (11) durch eine Wand von der zweiten Kammer (12) getrennt ist, wobei die Wand eine Öffnung aufweist, wobei in der Öffnung ein Schließglied (26) anordenbar ist, wobei abhängig von der Position des Schließgliedes die erste Kammer (11) mit der zweiten Kammer (12) verbunden oder von der zweiten Kammer (12) getrennt ist, und wobei die erste Kammer (11) einen Anschluss für eine Gasversorgung aufweist.

Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft einen Gasbrenner für eine Heizanlage gemäß Patentanspruch 1.
    • Stand der Technik
  • Im Stand der Technik ist aus US 6 604 694 ein Coandainjektor für eine Gasheizung bekannt. Der Injektor weist eine Gasleitung auf, die über zwei Öffnungen in einen ringförmigen Vorraum münden. Der ringförmige Vorraum ist über eine kreisförmige Schlitzöffnung mit einer Austrittsöffnung des Injektors verbunden. Der ringförmige Spalt umgibt eine Ansaugöffnung für ein anzusaugendes Medium. Das Gas und das angesaugte Medium werden über die Austrittsöffnung ausgegeben.
    • Offenbarung der Erfindung
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen verbesserten Gasbrenner bereitzustellen, der flexibel einsetzbar ist. Der vorgeschlagene Gasbrenner weist insbesondere eine erhöhte Flexibilität für die Verwendung verschiedener Gasarten, z.B. Flüssiggas oder komprimiertes Gas und/oder für die Verwendung verschiedener Gasdrücke auf.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird durch den Gasbrenner gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Ein Vorteil des beschriebenen Gasbrenners besteht darin, dass der Gasstrom durch den Gasbrenner unabhängig vom Gasdruck variiert werden kann. Weiterhin kann beispielsweise bei gleichem Gasdruck und verschiedenen Gasdichten der gleiche Gasstrom mithilfe des Gasbrenners abgegeben werden. Diese Funktion wird dadurch erreicht, dass eine zweite Kammer mit einer zweiten Düse dazu geschalten wird. Somit kann bei gleichbleibendem Gasdruck insgesamt ein größerer Öffnungsquerschnitt für einen höheren Gasstrom bereitgestellt werden. Zudem kann abhängig von der Position eines Schließgliedes bei gleichbleibendem Gasdruck mehr oder weniger Gas in eine Brennkammer abgegeben werden. Damit besteht eine Möglichkeit zur Beeinflussung des Gasstromes unabhängig vom Gasdruck. Dadurch kann beispielsweise ein Wechsel von Flüssiggas auf Erdgas, d.h. komprimiertes natürliches Erdgas ohne einen Austausch des Gasbrenners oder ohne aufwändige Umbaumaßnahmen des Gasbrenners erfolgen.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist eine dritte Kammer mit einer dritten Düse vorgesehen, die es ermöglicht, den Gasstrom unabhängig vom Gasdruck auf einen dritten Wert einzustellen.
  • In einer weiteren Ausführungsform sind die zweite und die dritte Kammer an gegenüberliegenden Seiten der ersten Kammer angeordnet. Zudem sind die erste, die zweite und die dritte Düse der ersten, zweiten und der dritten Kammer auf einer Achse angeordnet, wobei die zweite und die dritte Düse an gegenüberliegenden Seiten der ersten Düse angeordnet sind. Auf diese Weise kann ein Coandaeffekt zur Bündelung der Gasstrahlen der drei Düsen auf eine gemeinsame Abgabequerschnitt ausgenutzt werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform sind die erste, die zweite und die dritte Kammer in Form von länglichen Kammern ausgebildet, wobei die zweite und die dritte Kammer an gegenüberliegenden Seiten der ersten Kammer angeordnet sind. Auf diese Weise wird eine kompakte Bauform erhalten.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist ein Gehäuse vorgesehen, in dem die erste, die zweite und/oder die dritte Kammer angeordnet sind. Das rohrförmige Gehäuse ermöglicht einen einfachen Aufbau zur Unterbringung der drei Kammern.
  • In einer weiteren Ausführungsform erstreckt sich die erste Düse, die mittig angeordnet ist, weiter nach oben vom Grundkörper weg als die zweite und/oder die dritte Düse. Damit ist die Austrittsöffnung der ersten Düse weiter vom Gehäuse beabstandet als die Austrittsöffnung der zweiten und/oder der dritten Düse. Auf diese Weise kann der Coandaeffekt zur Strahlformung eines gemeinsamen Gasstromes präzise eingesetzt werden.
  • Eine gute Ausnutzung des Coandaeffektes wird erreicht, wenn die erste, die zweite und die dritte Düse auf einer Achse quer zu einer Längserstreckung eines länglichen Gehäuses angeordnet sind. Auf diese Weise wird die Luftströmung, die das Gehäuse seitlich umströmt, für eine präzise Umlenkung der Gasströme der zweiten und der dritten Düse in Richtung auf den Gasstrom der ersten Düse ausgenutzt.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist das Schließglied als Teil eines Schaltventils ausgebildet. Auf diese Weise kann durch eine entsprechende Ansteuerung des Schaltventils die Öffnung zwischen der ersten Kammer und der zweiten bzw. der dritten Kammer automatisch und schnell geöffnet werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist das schaltbare Ventil in einer Öffnung des Gehäuses montiert. Auf diese Weise kann ein konstruktiv einfach aufgebauter Gasbrenner bereitgestellt werden.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen
    • Fig. 1 einen schematischen Aufbau einer Heizanlage mit einem Gasbrenner,
    • Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des Gasbrenners,
    • Fig. 3 eine schematische Darstellung eines zweiten Endes des Gasbrenners,
    • Fig. 4 eine schematische Seitenansicht des Gasbrenners,
    • Fig. 5 eine perspektivische Teildarstellung einer weiteren Ausführungsform eines Gasbrenners,
    • Fig. 6 eine perspektivische Teildarstellung eines zweiten Endes des Gasbrenners der Fig. 5,
    • Fig. 7 eine schematische Darstellung des Gasbrenners der Fig. 5 im Bereich der Schaltventile,
    • Fig. 8 ein Diagramm zur Darstellung verschieden großer Gasströme abhängig von der Verwendung einer oder mehrerer Kammern, und
    • Fig. 9 eine schematische Darstellung der Luft- und Gasströmung um den Brenner.
  • Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Heizanlage 1 mit einer Brennkammer 2, in der ein Gasbrenner 3 angeordnet ist. Zudem ist ein Ventilator 4 vorgesehen, der Luft über einen Ansaugkanal 5 ansaugt und über den Gasbrenner 3 in die Brennkammer 2 bläst. Der Gasbrenner 3 wird über eine Gasleitung 24, in der ein Druckregelventil 23 angeordnet ist, mit Gas versorgt. Der Gasbrenner 3 gibt das Gas in die Brennkammer 2 ab. In der Brennkammer 2 verbrennt das Gas mit dem Sauerstoff der zugeführten Luft. Von der Brennkammer 2 wird Abgasluft über einen Abluftkanal 6 abgeführt. In der Brennkammer 2 sind Wärmeaufnahmeflächen 8 vorgesehen, die in Wirkverbindung mit einem zu erwärmenden Medium stehen.
  • Fig. 2 zeigt in einer schematischen perspektivischen Darstellung den Gasbrenner 3 mit einem offenen ersten Ende 8. Der Gasbrenner 3 weist ein Gehäuse 9 auf, das einen rohrförmigen Grundkörper 10 aufweist. Der Grundkörper 10 ist in eine erste, zweite und dritte Kammer 11,12,13 unterteilt. Die erste Kammer 11 ist mittig angeordnet und erstreckt sich entlang des länglichen, rohrförmigen Grundkörpers 10. Die zweite und dritte Kammer sind seitlich an gegenüberliegenden Seiten neben der ersten Kammer 11 im Grundkörper 10 angeordnet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die zweite und die dritte Kammer 12, 13 im Bereich des ersten Endes 8 miteinander verbunden, da die erste Kammer 11 vor dem Ende des Grundkörpers 10 endet. Die erste Kammer 11 ist auf einer Oberseite und einer Unterseite durch das Gehäuse 9 des Grundkörpers 10 begrenzt. Zudem ist die erste Kammer 11 seitlich über zwei parallele Seitenwände 14, 15 begrenzt. Weiterhin ist die erste Kammer 11 im Bereich des ersten Endes 8 über eine erste Abschlusswand 16 begrenzt. In der ersten Abschlusswand 16 ist eine erste Öffnung 17 ausgebildet.
  • Die erste Kammer 11 weist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel acht erste Düsen 18 auf, die auf einer Oberseite des Grundkörpers 10 angeordnet sind und sich eine festgelegte Höhe nach oben vom Grundkörper 10 aus erstrecken. Je nach Anwendung können auch mehr oder weniger erste Düsen 18 vorgesehen sein. Die ersten Düsen 18 sind entlang der Längsachse der ersten Kammer 11 auf einer Geraden angeordnet. Die zweite Kammer 12 weist acht zweite Düsen 19 auf, die entlang der Längsachse der zweiten Kammer 12 entlang einer zweiten Geraden angeordnet sind. Die zweiten Düsen 19 erstrecken sich nach oben vom Grundkörper aus eine festgelegte zweite Höhe, die kleiner ist als die Höhe der ersten Düsen. Jede zweite Düse 19 ist seitlich neben einer ersten Düse 18 angeordnet. Die dritte Kammer 13 weist dritte Düsen 20 auf, die entlang der Längsachse der dritten Kammer 13 entlang einer dritten Geraden angeordnet sind. Die dritten Düsen 20 erstrecken sich vom Grundkörper 10 ausgehend nach oben um eine festgelegte dritte Höhe. Die dritte Höhe entspricht vorzugsweise der dritten Höhe. Es sind acht dritte Düsen 20 vorgesehen, wobei eine dritte Düse 20 jeweils neben einer ersten Düse 18 angeordnet ist. Jede zweite und dritte Düse 19, 20 ist jeweils an gegenüberliegenden Seiten in Bezug auf eine erste Düse 18 angeordnet.
  • Eine erste Düse 18 weist abhängig von der gewählten Ausführungsform eine Austrittsöffnung für das Gas auf, deren Querschnitt größer ist als der Querschnitt der Austrittsöffnung einer zweiten oder einer dritten Düse 19, 20. Die zweite und dritte Düse 19, 20 weisen vorzugsweise den gleichen Querschnitt für die Austrittsöffnung auf. In einer weiteren Ausführungsform weisen die Austrittsöffnungen der ersten, der zweiten und der dritten Düsen 18,19,20 den gleichen Querschnitt auf. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Querschnitt der ersten Düse 18 größer als der Querschnitt der zweiten bzw. der dritten Düse 19, 20. Zudem sind die ersten Düsen 18 länger ausgebildet als die zweiten und/oder dritten Düsen 19,20. Eine erste, eine zweite und eine dritte Düse 18, 19, 20 bilden jeweils eine Gruppe, wobei die erste, die zweite und die dritten Düse 18,19,20 auf einer Geraden angeordnet sind, die senkrecht zur Längsachse des Grundkörpers 10 angeordnet ist. Der Grundkörper 10 weist in der dargestellten Ausführungsform einen elliptischen Querschnitt senkrecht zur Längserstreckung auf. Die Düsen 18,19,20 sind auf einer flachen oberen Seite des Grundkörpers 10 angeordnet.
  • Fig. 3 zeigt in einer schematischen Darstellung ein geschlossenes zweites Ende 21 des Gasbrenners 3. Das zweite Ende 21 des Gehäuses 9 ist durch eine zweite Abschlusswand 40 verschlossen. Die erste und die zweite Seitenwand 14,15, die als gestrichelte Linien eingezeichnet sind, sind bis zur zweiten Abschlusswand 40 geführt. Somit sind die erste, die zweite und die dritte Kammer 11,12,13 am zweiten Ende 21 nicht miteinander verbunden. In der zweiten Abschlusswand 40 ist angrenzend an die erste Kammer 11 ein Anschluss 22 zur Zuführung von Gas in die erste Kammer 11 vorgesehen. Ist die Öffnung 17 geöffnet, so sind die zweite und dritte Kammer 12, 13 mit der ersten Kammer 11 verbunden und werden mit Gas versorgt. Ist die Öffnung 17 über ein Schließglied verschlossen, so wird nur die erste Kammer 11 über den Anschluss 22 mit Gas versorgt. Somit können in dieser Situation nur die ersten Düsen 18 Gas abgeben. Über die zweiten und dritten Düsen 19, 20 kann kein Gas abgegeben werden. Ist die Öffnung 17 nicht durch ein Schließglied verschlossen, so kann auch über die zweiten und dritten Düsen 19, 20 Gas abgegeben werden.
  • Fig. 4 zeigt in einer schematischen Teilseitenansicht eine Ausführungsform eines Brenners 3, bei der ein Schaltventil 25 an dem ersten Ende 8 des Grundkörpers 10 angeordnet ist. Das Schaltventil 25 ist an einer dritten Abschlusswand 27 befestigt, wobei die dritte Abschlusswand 27 mit dem Schaltventil 25 das erste Ende 8 des Grundkörpers 10 dicht verschließt. Das Schaltventil 25 weist ein bewegbares Schließglied 26 auf, das abhängig von der Ansteuerung des Schaltventils 25 die erste Öffnung 17 öffnet oder verschließt. Das Schaltventil 25 kann als Magnetventil ausgebildet sein, das über entsprechende Steuerleitungen von einem Steuergerät in eine Offenposition oder in eine Schließposition geschaltet werden kann. Anstelle eines Schaltventils 25 kann in einer einfachen Ausführungsform auch ein Schließglied in Form eines Stopfens vorgesehen sein, der von einer Bedienperson in die Öffnung 17 gesteckt wird bzw. aus der Öffnung 17 entfernt wird. In dieser Ausführungsform weist der Grundkörper 10 eine dritte Abschlusswand 27 auf, die von dem ersten Ende 8 des Grundkörpers 10 abgenommen werden kann, und die wieder dichtend auf das erste Ende 8 des Grundkörpers 10 montiert werden kann.
  • Der Grundkörper 10 weist im Querschnitt eine annähernd elliptische bzw. ovale Form auf. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann die Form des Grundkörpers 10 im Querschnitt auch rechteckig oder rund ausgebildet sein. Zudem können die Öffnungsquerschnitte der ersten, der zweiten und der dritten Düse 18,19,20 unterschiedlich groß ausgebildet sein. Weiterhin kann abhängig von der gewählten Ausführungsform die Position der Austrittsöffnungen 42,43 der zweiten und der dritten Düse 19,20 unterhalb einer Mitte der Höhe der ersten Düse 18 angeordnet sein, wie dargestellt. In weiteren Ausführungsformen kann die Position der Austrittsöffnungen 42,43 der zweiten und der dritten Düse 19, 20 oberhalb einer halben Höhe der ersten Düse 18 angeordnet sein. Weiterhin kann der Querschnitt der zweiten und der dritten Düse 19,20 auch größer als der Querschnitt der ersten Düse 18 sein. Zudem können die zweite und die dritte Düse auch in Längsrichtung des Gehäuses gesehen seitlich versetzt zu den ersten Düsen 18 angeordnet sein. Die Querschnitte der ersten, der zweiten und der dritten Düse 18,19,20 laufen in Richtung auf die Austrittsöffnungen 41,42,43 konisch zusammen.
  • Fig. 5 zeigt in einer schematischen Teildarstellung ein erstes Ende 8 einer weiteren Ausführungsform eines Gasbrenners 3. Die weitere Ausführungsform des Gasbrenners 3 ist gemäß der Ausführungsform der Fig. 2 ausgebildet, wobei jedoch die erste und die zweite Seitenwand 14,15 im Bereich des ersten Endes 8 bis zur nicht dargestellten dritten Abschlusswand 27 geführt sind. Die erste Kammer 11 ist über eine zweite Öffnung 28 mit der zweiten Kammer 12 und über eine dritte Öffnung 29 mit der dritten Kammer 13 in Verbindung. Die zweite Öffnung 28 ist in der ersten Seitenwand 14 und die dritte Öffnung 29 ist in der zweiten Seitenwand 15 ausgebildet. In dieser Ausführungsform verschließt die dritte Abschlusswand 27 jede der drei Kammern 11,12,13. Zudem weist das Gehäuse 9 seitlich für die zweite und die dritte Öffnung 28, 29 eine Aufnahmeöffnung 31, 32 auf. Die Aufnahmeöffnungen 31, 32 sind annähernd konzentrisch zu der zweiten bzw. dritten Öffnungen 28,29 vorgesehen. Die Aufnahmenöffnungen 31,32 sind ausgebildet, um jeweils ein Schaltventil 25, 33 aufzunehmen, das der zweiten bzw. der dritten Öffnung 28,29 zugeordnet ist und die Aufnahmeöffnungen 31,32 dicht abschließt.
  • Fig. 6 zeigt den weiteren Gasbrenner der Fig. 5 mit Blick auf das zweite Ende 21. Dabei ist die zweite Abschlusswand des zweiten Endes 21 nicht dargestellt. Anhand dieser Darstellung ist deutlich zu erkennen, dass die erste, die zweite und dritte Kammer 11, 12, 13 nebeneinander im Gehäuse 9 angeordnet sind. Die zweite und die dritte Kammer 12, 13 sind an gegenüberliegenden Seiten der ersten Kammer 11 angeordnet und in Längsrichtung des Grundkörpers 10 ausgerichtet.
  • Fig. 7 zeigt einen schematischen Querschnitt durch das erste Ende 8 des Gasbrenners 3 der Fig. 5, wobei Schaltventile 25, 33 in den Aufnahmeöffnungen 31, 32 angeordnet sind. Die Schaltventile 25,33 dichten die Aufnahmeöffnungen 31,32 ab. Jedes Schaltventil 25, 33 weist ein Schließglied 26 auf, das der ersten bzw. der zweiten Öffnung 28, 29 zugeordnet ist. Abhängig vom Schaltzustand der Schaltventile 25,33 sind die zweite und/oder die dritte Öffnung 28,29 offen oder verschlossen. Die erste Kammer 11 weist einen Anschluss 22 auf, mit dem die erste Kammer 11 mit Gas versorgt werden kann. In Abhängigkeit von der Schaltposition des ersten und des zweiten Schaltventils 25, 26 wird entweder nur die erste Kammer 11 oder die erste Kammer 11 und die zweite Kammer 12 oder die erste Kammer 11 und die dritte Kammer 13 oder die erste, die zweite und die dritte Kammer 11, 12, 13 mit Gas versorgt. Somit kann unabhängig von dem Gasdruck in der Zuleitung zur ersten Kammer 11 die vom Gasbrenner 3 abgegebene Gasmenge verändert werden.
  • Abhängig von der gewählten Ausführungsform können die Aufnahmeöffnungen 31, 32 auch mit einem lösbaren Deckel verschlossen werden und zum Öffnen oder Schließen der ersten bzw. zweiten Öffnung 28,29 ein Stopfen als Schließglied vorgesehen sein. Soll nun eine Verbindung zwischen der ersten und der zweiten und/oder der dritten Kammer 12, 13 erfolgen, so muss der Stopfen händisch aus der ersten bzw. zweiten Öffnung 31, 32 entfernt werden. In der Regel werden jedoch steuerbare Schaltventile 25, 33 eingesetzt, wie in Fig. 7 schematisch dargestellt.
  • Fig. 8 zeigt ein Diagramm, bei dem der Gasstrom D, d.h. ein bestimmtes Gasvolumen pro Sekunde für einen Gasbrenner 3 der Fig. 5 für verschiedene Schaltpositionen und verschiedene Gasarten aufgetragen ist. Entlang der y-Achse ist der Durchfluss D und entlang der x-Achse sind die Kammern 11, 12, 13 aufgetragen, die mit Gas versorgt werden. Zudem ist oberhalb der Angabe der mit Gas versorgten Kammern mit 40 der Durchfluss für Flüssiggas und mit 41 der Durchfluss für Erdgas aufgetragen. Zudem ist in Form von gestrichelten Balken der für einen vorgegebenen Druckbereich mögliche Durchfluss D für Flüssiggas und Erdgas dargestellt.
  • Ist nur die erste Kammer 11 geöffnet, so ist der Durchfluss D bei Flüssiggas größer als bei Erdgas. Dies ist immer der Fall, auch wenn die zweite und die dritte Kammer 11,12,13 aktiv sind, d.h. mit Gas versorgt werden. Mit der Zunahme der Mit Gas versorgten Kammern steigt auch der Durchfluss des Gases sowohl für das Flüssiggas als auch das Erdgas an. Zudem ist zu erkennen, dass der Gasbrenner 3 in der Weise ausgebildet ist, dass der Durchfluss 41 für Erdgas bei aktiver erster, zweiter und dritter Kammer gleich groß ist wie der Durchfluss für Flüssiggas 40, wenn nur die erste Kammer 11 mit Gas versorgt wird. Somit kann dieser Gasbrenner 3 eingesetzt werden, um bei einem Wechsel von Flüssiggas zu Erdgas keine Änderungen am Gasdruck oder konstruktive Änderungen am Gasbrenner vornehmen zu müssen, um den gleichen Gasstrom abzugeben. Dies wird dadurch erreicht, dass bei der Verwendung mit Flüssiggas nur die erste Kammer 11 mit Gas versorgt wird und bei der Verwendung mit Erdgas die erste, die zweite und die dritte Kammer 11, 12, 13 mit Gas versorgt werden.
  • Fig. 9 zeigt in einer schematischen Darstellung einen Querschnitt durch den Gasbrenner 3, der von der Unterseite 34 her durch den Ventilator 4 mit einem Luftstrom 35 umströmt wird. Für eine vereinfachte Darstellung ist nur der Luftstrom 35 auf einer Hälfte des Gasbrenners 3 dargestellt. Durch den Luftstrom 35 werden die von der zweiten und der dritten Düse 19, 20 abgegebenen zweiten und dritten Gasströme 37,38 mittig in Richtung auf den ersten Gasstrom 36 der ersten Düse 18 konzentriert. Damit wird ein Abgabequerschnitt 39 des Gesamtgasstroms durch das Zuschalten der zweiten und der dritten Düse 19, 20 kaum gegenüber dem Querschnitt des ersten Gasstroms 36 verändert, der sich bei Verwendung nur der ersten Düse 18 ergibt. Dieser Effekt wird als Coandaeffekt bezeichnet. Die Gasströme 36, 37, 38 der Düsen 18, 19, 20 werden auf einen Abgabequerschnitt 39 konzentriert.
  • Durch die Verwendung mehrerer Kammern kann der Gasdurchfluss durch den Gasbrenner 3 unabhängig vom Gasdruck variiert werden. Zudem werden die Gasströme der Düsen 18, 19, 20 auf einen Abgabequerschnitt 39 konzentriert. Somit können variabel eine oder mehrere Gasdüsen 18, 19, 20 bzw. Reihen von Gasdüsen 18,19,20 eingesetzt werden, wobei der Abgabequerschnitt des Gesamtgasstromes einer Gruppe mit einer ersten, einer zweiten und einer dritten Gasdüse 18,19,20 im Wesentlichen konstant bleibt. Durch die zuschaltbaren Kammern kann der gleiche Gasbrenner 3 sowohl für Flüssiggas auch als für Erdgas verwendet werden, ohne dass eine Anpassungsvorrichtung zur Anpassung des Gasdruckes eingebaut werden müsste.
  • Die drei Kammern 11, 12, 13 haben jeweils die gleiche Anzahl von Düsen 18, 19, 20. Zudem sind jeweils eine Düse der ersten, der zweiten und der dritten Kammer jeweils einem Abgabequerschnitt 39 zugeordnet. Wird nur eine Kammer für die Abgabe von Gas verwendet, so ist der Öffnungsquerschnitt für die Abgabe von Gas gleich dem Öffnungsquerschnitt der entsprechenden Düse.
  • Werden auch die zweite und die dritte Kammer mit Gas versorgt, so erhöht sich der Öffnungsquerschnitt für die Abgabe des Gases entsprechend der Summe der Öffnungsquerschnitte der ersten, der zweiten und der dritten Düse pro Abgabequerschnitt. Gemäß der Bernulli Gleichung: Q gas = A × C D × 2 × Δ ⁢ P ρ
    Figure imgb0001
    wobei q der Gasstrom, a der Öffnungsquerschnitt der Düse, c ein Gasaustrittskoeffizient der Düse, ΔP der Gasdifferenzdruck und P die Gasdichte darstellen. Somit ist der Gasstrom q proportional zum Öffnungsquerschnitt der Düsen. Damit kann durch die Zuschaltung von Kammern bzw. Düsen der Öffnungsquerschnitt zur Abgabe des Gases und damit der Gasstrom variiert werden.

Claims (12)

  1. Gasbrenner (3) zum Abgeben von Gas mit einer ersten Kammer (11), die wenigstens eine erste Düse (18) aufweist, mit einer zweiten Kammer (12), die wenigstens eine zweite Düse (19) aufweist, wobei die erste Kammer (11) durch eine Wand (14) von der zweiten Kammer (12) getrennt ist, wobei die Wand (14) eine Öffnung (17, 28) aufweist, wobei in der Öffnung (17, 28) ein Schließglied (26) anordbar ist, wobei abhängig von der Position des Schließglieds (26) die erste Kammer (11) mit der zweiten Kammer (12) verbunden oder von der zweiten Kammer (12) getrennt ist, und wobei die erste Kammer (11) einen Anschluss (22) für eine Gasversorgung aufweist.
  2. Gasbrenner nach Anspruch 1, wobei eine dritte Kammer (13) mit einer dritten Düse (20) vorgesehen ist, wobei die dritte Kammer (13) über eine Wand (15) von der ersten Kammer (11) getrennt ist, wobei die Wand (15) eine Öffnung (29) aufweist, wobei in der Öffnung (29) ein Schließglied (26) anordbar ist, wobei abhängig von der Position des Schließglieds (26) die erste Kammer (11) mit der dritten Kammer (13) verbunden oder getrennt ist.
  3. Gasbrenner nach Anspruch 1, wobei eine dritte Kammer (13) mit einer dritten Düse (20) vorgesehen ist, wobei die dritte Kammer (13) mit der zweiten Kammer (12) verbunden ist, wobei die dritte Kammer (13) über eine Wand von der ersten Kammer (11) getrennt ist.
  4. Gasbrenner nach Anspruch 2 oder 3, wobei die zweite und die dritte Kammer (12, 13) an gegenüber liegenden Seiten der ersten Kammer (11) angeordnet sind, und wobei die zweite Düse (19) und die dritte Düse (20) an gegenüber liegenden Seiten der ersten Düse (18) angeordnet sind.
  5. Gasbrenner nach Anspruch 4, wobei die erste Kammer (11), die zweite Kammer (12) und die dritte Kammer (13) in Form von länglichen Kammern ausgebildet sind, wobei die erste Kammer (11) mehrere erste Düsen (18) aufweist, wobei die zweite Kammer (12) mehrere zweite Düsen (19) aufweist, und wobei die dritte Kammer (13) mehrere dritte Düsen (20) aufweist.
  6. Gasbrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Gehäuse (9) vorgesehen ist, wobei das Gehäuse (9) rohrförmig ausgebildet ist, wobei die erste und die zweite Kammer (11, 12) oder die erste, die zweite und die dritte Kammer (11, 12, 13) in dem Gehäuse (9) angeordnet sind.
  7. Gasbrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Düse (18) einen größeren Öffnungsquerschnitt als die zweite Düse (19) aufweist, und/oder wobei die erste Düse (18) einen größeren Öffnungsquerschnitt als die dritte Düse (20) aufweist.
  8. Gasbrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Austrittsöffnung (42, 43) der zweiten Düse (19) und/oder der dritten Düse (20) näher an einem Grundkörper (10) des Gehäuses (10) als die Austrittsöffnung (41) der ersten Düse (18) angeordnet ist, wobei insbesondere die Austrittsöffnung (42, 43) der zweiten Düse (19) und/oder der dritten Düse (20) unterhalb einer Hälfte einer Höhe der ersten Düse (18) angeordnet ist.
  9. Gasbrenner nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei eine erste Düse (18), eine zweite Düse (19) und eine dritte Düse (20) auf einer Geraden insbesondere quer zu einer Längserstreckung eines Gehäuses (9) des Gasbrenners (3) angeordnet sind.
  10. Gasbrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Schließglied (26) als Teil eines Schaltventils (25, 33) ausgebildet ist.
  11. Gasbrenner nach Anspruch 10, wobei das Gehäuse (9) eine Aufnahmeöffnung (31, 32) aufweist, wobei das Schaltventil (25, 33) wenigstens teilweise in der Aufnahmeöffnung (31, 32) montiert ist, wobei das Schaltventil (25, 33) die Aufnahmeöffnung (31, 32) abdichtet.
  12. Gasbrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Gasbrenner (3) ein Gehäuse (9) aufweist, das in der Weise geformt ist und die erste und zweite Düse (18, 19) in der Weise angeordnet sind, dass mithilfe eines Luftstromes ein erster Gasstrom (36) der ersten Düse (18) und ein zweiter Gasstrom (37) der zweiten Düse (19) auf einen gemeinsamen Gasstrom konzentriert werden.
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