EP3488148B1 - Gas-luft-mischvorrichtung - Google Patents

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EP3488148B1
EP3488148B1 EP17735476.8A EP17735476A EP3488148B1 EP 3488148 B1 EP3488148 B1 EP 3488148B1 EP 17735476 A EP17735476 A EP 17735476A EP 3488148 B1 EP3488148 B1 EP 3488148B1
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EP
European Patent Office
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gas
section
guide body
flow guide
flow
Prior art date
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Active
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EP17735476.8A
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English (en)
French (fr)
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EP3488148A1 (de
Inventor
Tobias Schmidt
Roland Keber
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Ebm Papst Landshut GmbH
Original Assignee
Ebm Papst Landshut GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Ebm Papst Landshut GmbH filed Critical Ebm Papst Landshut GmbH
Publication of EP3488148A1 publication Critical patent/EP3488148A1/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N1/00—Regulating fuel supply
    • F23N1/007—Regulating fuel supply using mechanical means
    • 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
    • F23D14/34—Burners specially adapted for use with means for pressurising the gaseous fuel or the combustion air
    • F23D14/36—Burners specially adapted for use with means for pressurising the gaseous fuel or the combustion air in which the compressor and burner form a single unit
    • 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, e.g. noise reduction means
    • F23D14/62—Mixing devices; Mixing tubes

Definitions

  • the invention relates to a gas-air mixing device with a flow line body designed as a Venturi nozzle, which has an air flow inlet, a gas-air mixture outlet and a combustion gas supply opening provided between the air flow inlet and the gas-air mixture outlet in the area of a venturi cross-sectional constriction.
  • gas-air mixing devices are used in conjunction with premix fans to provide heating devices with a gas-air mixture quantity appropriate to their performance and, during operation, the burner output to be able to continuously adapt to the actually required heat output. This modulation should be implemented over the largest possible area.
  • a flow optimization is necessary in order to keep the pressure losses as low as possible.
  • the system pressure loss in the flow line body of the gas-air mixing device which is designed as a Venturi nozzle, with the same Venturi pressure can be achieved by reducing the flow losses when adding fuel gas.
  • the main air flow is guided through the flow line body, which is designed as a Venturi nozzle, and is usually drawn in via a fan.
  • the gas is fed in at the narrowest cross section and from the outside through the wall of the flow line body, ie at the point of the highest negative pressure of the Venturi nozzle.
  • Such gas supplies are for example from the EP 2 863 125 A1 known, the application described there being directed to other technical problems than the present disclosure.
  • Further prior art in the present technical field is disclosed in the documents DE 10 2009 024269 A1 , WO 02/9319 A1 and EP 0 846 916 A2 .
  • the invention is based on the object of providing a gas-air mixing device which ensures high efficiency and a wide modulation range due to a low pressure loss with a high Venturi pressure at the same time. This must be so high that a connected gas valve can still work reliably even with a low degree of modulation.
  • a gas-air mixing device is proposed with a flow line body designed as a Venturi nozzle, which has an air flow inlet, a gas-air mixture outlet and one between the air flow inlet and the gas-air mixture outlet in the area having a venturi cross-sectional constriction provided fuel gas supply opening.
  • the fuel gas supply opening is formed by at least six individual gas pockets that are distributed over the circumference of the flow line body, spaced from one another and penetrate the flow line body.
  • the gas pockets each have a first radially outwardly extending section in which the inner wall surfaces of the gas pockets extend radially outward over a predetermined length t at an angle of ⁇ 10 ° with respect to a radius of the flow line body . This results in a high mixture of gas and air.
  • the number of gas pockets is 6 to 20, more preferably 8 to 20.
  • the greater the number of gas pockets the better the mixing between the main flow of air through the flow line body and fuel gas supplied from outside via the gas pockets.
  • the efficiency of the Venturi nozzle also increases. Due to the increased number of gas pockets, each individual gas pocket can be made smaller without reducing the overall cross-section. As a result, seen in absolute terms, the total area of the inner wall area of the flow conduction body lying between the individual gas pockets, on which the air flows unaffected and thus with a better adjacent flow, increases.
  • an embodiment is favorable in terms of flow in which the gas pockets are arranged uniformly distributed in the circumferential direction.
  • a one-piece design of the entire gas-air mixing device is also advantageous in terms of production technology.
  • the advantageous effect according to the invention is achieved through the flow-optimized geometry of the gas pockets, according to which the gas pockets proceed from the inner circumferential surface of the flow line body initially have the radially outwardly extending first section in which the inner wall surfaces of the gas pockets extend radially outward at an angle of ⁇ 10 ° to a radius of the flow line body, i.e. close to the normal to the inner circumferential surface of the flow line body.
  • this angle is set to 0 °, so that the inner wall surfaces of the gas pockets extend radially outwards normal to the inner circumferential surface of the flow line body and parallel to the radius of a cylindrical flow line body.
  • each gas pocket in the circumferential direction on the inner circumferential surface of the flow guide body is thus minimized and, in return, the flow area unaffected by the gas pockets is increased.
  • the flow is present in this area between the gas pockets, so that the pressure loss is lower for the same volume flow and the degree of mixing between the fuel gas supplied via the gas pockets and the air flow through the Venturi nozzle is increased.
  • the predetermined length t of the inner wall surfaces in the first radially outwardly extending section of the gas pockets is at least 0.2 mm and at most 10% of the minimum flow diameter Dv of the venturi cross-sectional constriction of the flow line body. It is therefore 0.2 mm ⁇ t ⁇ 0.1 Dv.
  • the minimum flow diameter Dv of the Venturi cross-sectional constriction is also referred to in technical jargon as the "Venturi diameter".
  • the gas pockets have a second section radially adjoining the first radially outwardly extending section, which completely penetrates the flow line body in the radial direction to form the fuel gas supply opening up to its outside, the second section being in a radial section the venturi cross-sectional constriction of the flow line body seen, is designed as a convex contour and in particular as a segment of a circle with a radius R.
  • the circular section of the second section merges tangentially into the first section extending radially outward from the inner circumferential surface.
  • the first and second sections, seen in radial section have a jump in the course at their transition.
  • the radius R of the circular segment has a size which corresponds to 0.02 to 0.3 of the minimum flow diameter Dv of the venturi cross-sectional constriction of the flow line body.
  • an embodiment is advantageous in which the gas pockets have a total opening area which corresponds to 5-25% of the minimum flow cross-section of the venturi cross-sectional constriction of the flow line body.
  • the total opening area in the area mentioned avoids a flow-technically disadvantageous throttle point through the gas pockets.
  • the flow line body has a widening section pointing in the direction of the gas-air mixture outlet with a flow cross-section that increases compared to the Venturi cross-section narrowing.
  • the gas pockets extend in the axial longitudinal direction, i.e. the main flow direction of the flow line body, over 20-80%, more preferably 20-40% of the axial length of the extension section.
  • the depth of penetration of the gas pockets into the wall of the flow line body increases steadily until they completely penetrate the wall in the area of the minimum flow diameter Dv of the venturi cross-sectional constriction and each form an opening for the gas inlet.
  • an axial length h of the individual gas pockets in the area of the minimum flow diameter Dv compared to this minimum flow diameter Dv is designed such that 0 h / Dv 0.3 applies.
  • the wall of the flow guide body has a wall thickness of 0.2-2 mm in the area of the minimum flow cross-section of the Venturi cross-sectional constriction.
  • the gas-air mixing device 1 is designed as a Venturi nozzle with a one-piece flow line body 2, which has an inlet section 21 which tapers in cross section, a Venturi cross section constriction 20 with the smallest flow cross section and an expansion section 11.
  • the inlet section 21 forms the air flow inlet 3, the widening section 11 the gas-air mixture outlet 4.
  • the circumferential and evenly distributed spaced apart eight gas pockets 5 formed fuel gas supply opening.
  • the fuel gas entry into the air flow within the flow line body 2 takes place exclusively at the Venturi cross-sectional constriction 20, even if the gas pockets 5 extend in the axial longitudinal direction of the flow line body 2 over 60% of the axial length of the extension section 11 on the inner circumferential surface 6, without the wall of the flow line body 2 to penetrate.
  • Each of the eight gas pockets 5 has, starting from the inner circumferential surface 6 of the flow guide body 2, a radially outwardly extending section 7 (first section), in which the inner wall surfaces 8 of the gas pockets 5 extend over the length t parallel to the radius and normally at right angles opposite to the inner circumferential surface 6 of the flow line body 2 extend in a straight line radially outward.
  • This section 7 is directly followed by the section 9 (second section), which connects the flow line body 2 to the venturi cross-section constriction 20 penetrates completely in the radial direction to form the fuel gas supply opening.
  • the second section 9, seen in cross section, is designed as a circular section 10 with a radius R which has a size that corresponds to 0.16 of the minimum flow diameter Dv of the Venturi cross-sectional constriction 20 of the flow line body 2.
  • the sections 7 and 9 form a jump at their transition 28, so that the section 9 does not merge tangentially into the section 7.
  • the inner circumferential surface 6 forms flow contact surfaces 17 which, due to the geometric design of the first section 7 of the gas pockets 5, are larger than if the circular arc of the circular section 10 section 9 were continued unchanged to the circumferential surface 6.
  • the length t of the inner wall surfaces 8 in the radial direction in the radially outwardly extending section 7 of the gas pockets 5 is in FIG Fig. 3
  • the embodiment shown is 5% of the minimum flow diameter Dv of the Venturi cross-sectional constriction 20.
  • FIG 5b is a detailed view of an alternative embodiment of the flow guide body 2 is shown, with all features of the embodiment from Figures 1 to 5a are identical except for the ones described below.
  • sixteen gas pockets 5 are formed which are uniformly distributed in the circumferential direction and spaced apart from one another and which provide the fuel gas supply opening. The size of each individual gas pocket 5 in the circumferential direction is correspondingly smaller than in the first embodiment.
  • Each of the sixteen gas pockets 5 has, starting from the inner circumferential surface 6 of the flow line body 2, a radially outwardly extending section 7 in which the inner wall surfaces 8 of the gas pockets 5 extend over the length t at an angle ⁇ of + 5 ° with respect to the radius r des Flow line body 2 extend radially outward.
  • the circular section 10 of the radially outer convex section 9 goes tangentially into the section 7 which extends radially outwardly from the inner circumferential surface 6 over.
  • the sum of the flow contact surfaces 17 provided between the gas pockets 5 on the inner circumferential surface 6 forms an enlarged total surface in which the flow is essentially unaffected and the pressure loss is low.
  • Fuel gas entry takes place in the air flow adjacent to the flow contact surfaces 17, so that a high degree of mixing is achieved.
  • the length t of the inner wall surfaces 8 in the radial direction in the radially outwardly extending section 7 of the gas pockets 5 is in FIG Figure 5b
  • the embodiment shown is 8% of the minimum flow diameter Dv of the Venturi cross-sectional constriction 20.
  • FIG. 6 A longitudinal sectional view of an alternative gas-air mixing device with 16 gas pockets 5 is shown, the features disclosed above being directly applied to this embodiment.
  • the axial length h of the individual gas pockets 5 and the wall thickness s in the minimum flow diameter Dv of the venturi cross-sectional constriction 20 are identified, which are applied to the embodiment according to FIG Fig. 2 finds.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Gas-Luft-Mischvorrichtung mit einem als Venturidüse ausgebildeten Strömungsleitungskörper, der einen Luftströmungseinlass, einen Gas-Luft-Gemischauslass sowie eine zwischen dem Luftströmungseinlass und dem Gas-Luft-Gemischauslass im Bereich einer Venturiquerschnittsverengung vorgesehene Brenngaszufuhröffnung aufweist. Derartige Gas-Luft-Mischvorrichtungen werden in Verbindung mit Vormischgebläsen verwendet, um Heizgeräten eine leistungsgerechte Gas-Luft-Gemischmenge zu liefern und während des Betriebs, die Brennerleistung stufenlos an die tatsächlich benötigte Wärmeleistung anpassen zu können. Diese Modulation soll über einen möglichst großen Bereich realisiert werden. Hierzu ist bei der Gaszumischung zur Luft-Hauptströmung durch die Gas-Luft-Mischvorrichtung eine Strömungsoptimierung notwendig, um die Druckverluste so gering wie möglich zu halten. Der Systemdruckverlust in dem als Venturidüse ausgebildeten Strömungsleitungskörper der Gas-Luft-Mischvorrichtung bei gleichem Venturidruck ist durch eine Reduzierung der Strömungsverluste bei der Zumischung von Brenngas erreichbar.
  • Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass durch den als Venturidüse ausgebildeten Strömungsleitungskörper die Hauptluftströmung geführt und zumeist über ein Gebläse angesaugt wird. Die Gaszuführung erfolgt am engsten Querschnitt und von außen durch die Wand des Strömungsleitungskörpers, d.h. an der Stelle des höchsten Unterdrucks der Venturidüse. Derartige Gaszuführungen sind beispielsweise aus der EP 2 863 125 A1 bekannt, wobei sich die dort beschriebene Anwendung an andere technische Probleme richtet als die vorliegende Offenbarung. Weiterer Stand der Technik im vorliegenden technischen Gebiet ist offenbart in den Dokumenten DE 10 2009 024269 A1 , WO 02/9319 A1 und EP 0 846 916 A2 .
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gas-Luft-Mischvorrichtung bereit zu stellen, die eine hohe Effizienz und einen breiten Modulationsbereich durch geringen Druckverlust bei gleichzeitig hohem Venturidruck gewährleistet. Dieser muss so hoch sein, dass ein angeschlossenes Gasventil auch bei niedrigem Modulationsgrad noch zuverlässig arbeiten kann.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
  • Erfindungsgemäß wird eine Gas-Luft-Mischvorrichtung vorgeschlagen mit einem als Venturidüse ausgebildeten Strömungsleitungskörper, der einen Luftströmungseinlass, einen Gas-Luft-Gemischauslass sowie eine zwischen dem Luftströmungseinlass und dem Gas-Luft-Gemischauslass im Bereich einer Venturiquerschnittsverengung vorgesehene Brenngaszufuhröffnung aufweist. Die Brenngaszufuhröffnung wird durch mindestens sechs einzelne über den Umfang des Strömungsleitungskörpers verteilte, voneinander beabstandete und den Strömungsleitungskörper durchdringende Gastaschen ausgebildet. Die Gastaschen weisen dabei ausgehend von einer inneren Umfangsfläche des Strömungsleitungskörpers jeweils einen ersten sich radial nach außen erstreckenden Abschnitt auf, in dem sich die Innenwandflächen der Gastaschen über eine vorbestimmte Länge t in einem Winkel von ±10° gegenüber einem Radius des Strömungsleitungskörpers nach radial außen erstrecken. Dadurch ergibt sich eine hohe Durmischung von Gas und Luft.
  • In vorteilhaften Ausführungsformen ist die Anzahl der Gastaschen 6 bis 20, weiter bevorzugt 8 bis 20. Je größer die Anzahl der Gastaschen ist, desto besser ist die Vermischung zwischen der Hauptströmung an Luft durch den Strömungsleitungskörper und von außen über die Gastaschen zugeführtem Brenngas. Auch die Effizienz der Venturidüse erhöht sich. Durch die vergrößerte Anzahl an Gastaschen kann jede einzelne Gastasche kleiner dimensioniert werden, ohne dass der Gesamtquerschnitt verringert wird. Hierdurch vergrößert sich absolut gesehen die Gesamtfläche der zwischen den einzelnen Gastaschen liegenden Innenwandfläche des Strömungsleitungskörpers, an der die Luft unbeeinflusst und dadurch mit besser anliegender Strömung entlangströmt.
  • Ferner ist eine Ausführung strömungstechnisch günstig, bei der die Gastaschen in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Auch ist fertigungstechnisch eine einteilige Ausbildung der gesamten Gas-Luft-Mischvorrichtung vorteilhaft.
  • Neben der vergrößerten Anzahl an Gastaschen wird der erfindungsgemäß vorteilhafte Effekt durch die strömungstechnisch optimierte Geometrie der Gastaschen erzielt, wonach die Gastaschen ausgehend von der inneren Umfangsfläche des Strömungsleitungskörpers zunächst den sich radial nach außen erstreckenden ersten Abschnitt aufweisen, in dem sich die Innenwandflächen der Gastaschen in einem Winkel von ±10° gegenüber einem Radius des Strömungsleitungskörpers, das heißt nahe der Normalen zur inneren Umfangsfläche des Strömungsleitungskörpers nach radial außen erstrecken. In einer vorteilhaften Ausführung wird dieser Winkel auf 0° festgelegt, so dass sich die Innenwandflächen der Gastaschen normal zur inneren Umfangsfläche des Strömungsleitungskörpers und parallel zum Radius eines zylindrischen Strömungsleitungskörpers nach radial außen erstrecken. Der Flächenbedarf jeder Gastasche in Umfangsrichtung an der inneren Umfangsfläche des Strömungsleitungskörpers wird somit minimiert und im Gegenzug die von den Gastaschen unbeeinflusste Strömungsfläche vergrößert. In diesem Bereich zwischen den Gastaschen liegt die Strömung an, so dass der Druckverlust bei gleichem Volumenstrom geringer und der Vermischungsgrad zwischen über die Gastaschen zugeführtem Brenngas und dem Luftstrom durch die Venturidüse vergrößert ist.
  • Die vorbestimmte Länge t der Innenwandflächen im ersten sich radial nach außen erstreckenden Abschnitt der Gastaschen beträgt mindestens 0,2 mm und maximal 10% des minimalen Strömungsdurchmessers Dv der Venturiquerschnittsverengung des Strömungsleitungskörpers. Es gilt mithin 0,2 mm ≤ t ≤ 0,1 Dv. Der minimale Strömungsdurchmessers Dv der Venturiquerschnittsverengung wird in der Fachsprache auch als "Venturidurchmesser" bezeichnet.
  • In einer erfindungsgemäßen Ausführung weisen die Gastaschen einen sich an den ersten sich radial nach außen erstreckenden Abschnitt radial anschließenden zweiten Abschnitt auf, der den Strömungsleitungskörper in radialer Richtung zur Bildung der Brenngaszufuhröffnung bis zu seiner Außenseite vollständig durchdringt, wobei der zweite Abschnitt, in einem Radialschnitt an der Venturiquerschnittsverengung des Strömungsleitungskörpers gesehen, als konvexe Kontur und insbesondere als Kreisabschnitt mit einem Radius R ausgebildet ist.
  • In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Kreisabschnitt des zweiten Abschnitts tangential in den ersten sich radial von der inneren Umfangsfläche nach außen erstreckenden Abschnitt übergeht. Alternativ weisen der erste und zweite Abschnitt, im Radialschnitt gesehen, an ihrem Übergang einen Sprung im Verlauf auf.
  • Der Radius R des Kreisabschnitts weist in einer vorteilhaften Lösung eine Größe auf, die 0,02 bis 0,3 des minimalen Strömungsdurchmessers Dv der Venturiquerschnittsverengung des Strömungsleitungskörpers entspricht.
  • Ferner ist eine Ausführung vorteilhaft, bei der die Gastaschen eine Gesamtöffnungsfläche aufweisen, die 5 - 25% des minimalen Strömungsquerschnitts der Venturiquerschnittsverengung des Strömungsleitungskörpers entspricht. Die Gesamtöffnungsfläche im genannten Bereich vermeidet eine strömungstechnisch nachteilige Drosselstelle durch die Gastaschen.
  • Bei der Venturidüse weist der Strömungsleitungskörper einen in Richtung des Gas-Luft-Gemischauslasses weisenden Erweiterungsabschnitt mit sich gegenüber der Venturiquerschnittsverengung vergrößerndem Strömungsquerschnitt auf. Die Gastaschen erstrecken sich in einer vorteilhaften Ausführungsvariante in axialer Längsrichtung, d.h. der Hauptströmungsrichtung des Strömungsleitungskörpers über 20 - 80%, weiter bevorzugt 20 - 40% der axialen Länge des Erweiterungsabschnitts. Entlang dieser Erstreckung vergrößert sich die Eindringtiefe der Gastaschen in die Wandung des Strömungsleitungskörpers stetig, bis sie im Bereich des minimalen Strömungsdurchmessers Dv der Venturiquerschnittsverengung die Wandung vollständig durchdringen und jeweils eine Öffnung für den Gaseintritt bilden.
  • Zudem ist in einer Ausführungsvariante vorgesehen, dass eine axiale Länge h der einzelnen Gastaschen im Bereich des minimalen Strömungsdurchmessers Dv gegenüber diesem minimalen Strömungsdurchmessers Dv so ausgelegt ist, dass gilt 0 ≤ h/Dv ≤ 0,3. Die Wandung des Strömungsleitungskörpers weist im Bereich des minimalen Strömungsquerschnitts der Venturiquerschnittsverengung in einer günstigen Ausführung eine Wandstärke von 0,2 - 2 mm auf.
  • Alle vorstehend beschriebenen Merkmale sind beliebig kombinierbar, soweit dies technisch möglich und nicht widersprüchlich ist. Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine perspektivische Ansicht einer Gas-Luft-Mischvorrichtung;
    Fig. 2
    eine Längsschnittansicht der Gas-Luft-Mischvorrichtung aus Fig. 1;
    Fig. 3
    eine Querschnittansicht der Gas-Luft-Mischvorrichtung aus Fig. 1;
    Fig. 4
    eine perspektivische Detailansicht der Gas-Luft-Mischvorrichtung aus Fig. 1;
    Fig. 5a
    eine Detailansicht X aus Fig. 3;
    Fig. 5b
    eine alternative Ausführungsvariante der Gas-Luft-Mischvorrichtung;
    Fig. 6
    einen Längsschnittansicht einer alternativen Gas-Luft-Mischvorrichtung mit 16 Gastaschen.
  • Die Figuren sind beispielhaft schematisch, wobei gleiche Bezugszeichen stets gleiche Teile benennen.
  • In den Figuren 1 bis 5a ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Gas-Luft-Mischvorrichtung 1 in verschiedenen Ansichten sowie Detailansichten dargestellt. Die Gas-Luft-Mischvorrichtung 1 ist als Venturidüse mit einem einteiligen Strömungsleitungskörper 2 ausgebildet, der einen sich bezüglich des Querschnitts verjüngenden Einlaufabschnitt 21, eine Venturiquerschnittsverengung 20 mit geringstem Strömungsquerschnitt und einen Erweiterungsabschnitt 11 aufweist.
  • Der Einlaufabschnitt 21 bildet den Luftströmungseinlass 3, der Erweiterungabschnitt 11 den Gas-Luft-Gemischauslass 4. In axialer Längsrichtung, d.h. Strömungsrichtung gesehen liegt zwischen dem Luftströmungseinlass 3 und dem Gas-Luft-Gemischauslass 4 bei der Venturiquerschnittsverengung 20 die durch in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilte und voneinander beabstandete acht Gastaschen 5 gebildete Brenngaszufuhröffnung. Der Brenngaseintritt in die Luftströmung innerhalb des Strömungsleitungskörpers 2 erfolgt ausschließlich an der Venturiquerschnittsverengung 20, auch wenn sich die Gastaschen 5 in der axialen Längsrichtung des Strömungsleitungskörpers 2 über 60% der axialen Länge des Erweiterungsabschnitts 11 an der inneren Umfangsfläche 6 erstrecken, ohne die Wandung des Strömungsleitungskörpers 2 zu durchdringen.
  • Bezugnehmend auf die Figuren 3 und 5a sind die Gastaschen 5 detaillierter dargestellt. Jede der acht Gastaschen 5 weist ausgehend von der inneren Umfangsfläche 6 des Strömungsleitungskörpers 2 einen sich radial nach außen erstreckenden Abschnitt 7 (erster Abschnitt) auf, in dem sich die Innenwandflächen 8 der Gastaschen 5 über die Länge t parallel zum Radius und normal im rechten Winkel gegenüber zur inneren Umfangsfläche 6 des Strömungsleitungskörpers 2 geradlinig nach radial außen erstrecken. An diesen Abschnitt 7 schließt sich unmittelbar der Abschnitt 9 (zweiter Abschnitt) an, der den Strömungsleitungskörper 2 an der Venturiquerschnittsverengung 20 in radialer Richtung vollständig durchdringt, um die Brenngaszufuhröffnung zu bilden. Der zweite Abschnitt 9 ist im Querschnitt gesehen als Kreisabschnitt 10 mit einem Radius R ausgebildet, der eine Größe aufweist, die 0,16 des minimalen Strömungsdurchmessers Dv der Venturiquerschnittsverengung 20 des Strömungsleitungskörpers 2 entspricht. In der gezeigten Ausführung bilden die Abschnitte 7 und 9 an ihrem Übergang 28 einen Sprung, so dass der Abschnitt 9 nicht tangential in den Abschnitt 7 übergeht. Zwischen den einzelnen Gastaschen 5 bildet die innere Umfangsfläche 6 Strömungsanlageflächen 17, die aufgrund der geometrischen Ausbildung des ersten Abschnitts 7 der Gastaschen 5 größer sind, als wenn der Kreisbogen des Kreisabschnitts 10 Abschnitts 9 unverändert bis zur Umfangsfläche 6 fortgesetzt würde. Die Länge t der Innenwandflächen 8 in radialer Richtung im sich radial nach außen erstreckenden Abschnitt 7 der Gastaschen 5 beträgt in der gemäß Fig. 3 gezeigten Ausführung 5% des minimalen Strömungsdurchmessers Dv der Venturiquerschnittsverengung 20.
  • In Fig. 5b ist eine Detailansicht einer alternativen Ausführungsform des Strömungsleitkörpers 2 dargestellt, wobei alle Merkmale des Ausführungsbeispiels aus den Figuren 1 bis 5a bis auf nachstehende beschriebene identisch sind. An der inneren Umfangsfläche 6 des Strömungsleitungskörpers 2 sind in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt und voneinander beabstandet sechzehn Gastaschen 5 gebildet, welche die die Brenngaszufuhröffnung bereitstellen. Die Größe jeder einzelnen Gastasche 5 in Umfangsrichtung ist entsprechend geringer als in der ersten Ausführung. Jede der sechzehn Gastaschen 5 weist ausgehend von der inneren Umfangsfläche 6 des Strömungsleitungskörpers 2 einen sich radial nach außen erstreckenden Abschnitt 7 auf, in dem sich die Innenwandflächen 8 der Gastaschen 5 über die Länge t im Winkel α von +5° gegenüber dem Radius r des Strömungsleitungskörpers 2 nach radial außen erstrecken. Der Kreisabschnitt 10 des radial äußeren konvexen Abschnitts 9 geht tangential in den sich radial von der inneren Umfangsfläche 6 unmittelbar nach außen erstreckenden Abschnitt 7 über. Die Summe der zwischen den Gastaschen 5 an der inneren Umfangsfläche 6 bereitgestellten Strömungsanlageflächen 17 ist bildet eine vergrößerte Gesamtfläche, in der die Strömung im Wesentlichen unbeeinflusst und der Druckverlust gering ist. Der in den Fig. 5a und 5b durch Pfeile angedeutete Brenngaseintritt erfolgt in die an den Strömungsanlageflächen 17 anliegende Luftströmung, so dass ein hoher Vermischungsgrad erreicht wird. Die Länge t der Innenwandflächen 8 in radialer Richtung im sich radial nach außen erstreckenden Abschnitt 7 der Gastaschen 5 beträgt in der gemäß Fig. 5b gezeigten Ausführung 8% des minimalen Strömungsdurchmessers Dv der Venturiquerschnittsverengung 20.
  • In Fig. 6 ist ein Längsschnittansicht einer alternativen Gas-Luft-Mischvorrichtung mit 16 Gastaschen 5 gezeigt, wobei die vorstehend offenbarten Merkmale unmittelbar Anwendung auf diese Ausführung finden. Zudem ist die axiale Länge h der einzelnen Gastaschen 5 sowie die Wanddicke s im minimalen Strömungsdurchmessers Dv der Venturiquerschnittsverengung 20 gekennzeichnet, die entsprechend Anwendung auf die Ausführung gemäß Fig. 2 findet.

Claims (11)

  1. Gas-Luft-Mischvorrichtung mit einem als Venturidüse ausgebildeten Strömungsleitungskörper (2), der einen Luftströmungseinlass (3), einen Gas-Luft-Gemischauslass (4) sowie eine zwischen dem Luftströmungseinlass (3) und dem Gas-Luft-Gemischauslass (4) im Bereich einer Venturiquerschnittsverengung (20) vorgesehene Brenngaszufuhröffnung aufweist, wobei die Brenngaszufuhröffnung durch mindestens sechs einzelne über den Umfang des Strömungsleitungskörpers (2) verteilte, voneinander beabstandete und den Strömungsleitungskörper (2) durchdringende Gastaschen (5) ausgebildet ist, und die Gastaschen (5) ausgehend von einer inneren Umfangsfläche (6) des Strömungsleitungskörpers (2) jeweils einen ersten sich radial nach außen erstreckenden Abschnitt (7) aufweisen, in dem sich Innenwandflächen (8) der Gastaschen (5) über eine vorbestimmte Länge (t) in einem Winkel von ±10° gegenüber einem Radius des Strömungsleitungskörpers (2) nach radial außen erstrecken, wobei die Gastaschen (5) einen sich an den ersten sich radial nach außen erstreckenden Abschnitt (7) radial anschließenden zweiten Abschnitt (9) aufweisen, der den Strömungsleitungskörper (2) in radialer Richtung bis auf seine Außenseite durchdringt, wobei der zweite Abschnitt (9) in einem Radialschnitt an der Venturiquerschnittsverengung (20) des Strömungsleitungskörpers (2) gesehen als Kreisabschnitt (10) mit einem Radius R ausgebildet ist.
  2. Gas-Luft-Mischvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Innenwandflächen (8) im ersten sich radial nach außen erstreckenden Abschnitt (7) der Gastaschen (5) ausgehend von der inneren Umfangsfläche (6) des Strömungsleitungskörpers (2) über die vorbestimmte Länge (t) parallel zum Radius des Strömungsieitungskörpers (2) nach radial außen erstrecken.
  3. Gas-Luft-Mischvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Länge (t) der Innenwandflächen (8) im ersten sich radial nach außen erstreckenden Abschnitt (7) der Gastaschen (5) mindestens 0,2 mm und maximal 10% eines minimalen Strömungsdurchmessers (Dv) der Venturiquerschnittsverengung (20) des Strömungsleitungskörpers (2) ist, dass gilt 0,2mm ≤ t ≤ 0,1 Dv.
  4. Gas-Luft-Mischvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius R des Kreisabschnitts (10) eine Größe aufweist, die 0,02 bis 0,3 des minimalen Strömungsdurchmessers der Venturiquerschnittsverengung (20) des Strömungsleitungskörpers (2) entspricht.
  5. Gas-Luft-Mischvorrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kreisabschnitt (10) des zweiten Abschnitts (9) tangential in den ersten sich radial von der inneren Umfangsfläche (6) nach außen erstreckenden Abschnitt (7) übergeht.
  6. Gas-Luft-Mischvorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gastaschen (5) in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnet sind.
  7. Gas-Luft-Mischvorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gastaschen (5) eine Gesamtöffnungsfläche aufweisen, die 5 - 25% eines minimalen Strömungsquerschnitts der Venturiquerschnittsverengung (20) des Strömungsleitungskörpers (2) entspricht.
  8. Gas-Luft-Mischvorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsleitungskörper (2) einen in Richtung des Gas-Luft-Gemischauslasses (3) weisenden Erweiterungsabschnitt (11) mit sich gegenüber der Venturiquerschnittsverengung (20) vergrößerndem Strömungsquerschnitt aufweist und sich die Gastaschen (5) in einer axialen Längsrichtung des Strömungsleitungskörpers (2) über 20 - 80% der axialen Länge des Erweiterungsabschnitts (11) erstrecken.
  9. Gas-Luft-Mischvorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwischen acht und zwanzig Gastaschen (5) aufweist.
  10. Gas-Luft-Mischvorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie einteilig ausgebildet ist.
  11. Gas-Luft-Mischvorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche 1 oder 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wandstärke des Strömungsleitungskörpers (2) im Bereich des minimalen Strömungsquerschnitts der Venturiquerschnittsverengung (20) 0,2 - 2 mm beträgt.
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