DE1901967A1

DE1901967A1 - Universalgas-Brenner

Info

Publication number: DE1901967A1
Application number: DE19691901967
Authority: DE
Inventors: Claeys Aime Hector
Original assignee: CLAEYS AIME HECTOR
Current assignee: CLAEYS AIME HECTOR
Priority date: 1968-01-18
Filing date: 1969-01-16
Publication date: 1969-10-02
Also published as: GB1259080A; FR1597229A; NL6900559A

Description

PATENTANWÄLTE 8902 augsburg-goggingen. den 10.1.1969

v. Eidiendorff· Straße 10

DR. ING. E. LIEBAU _{lWrZeichen Dr}._{Lb/s Az} 3 _{c W5} DIPLING.G.LIEBAU ' ^WC bitte on₉eben,

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Aime, Hector CLAEYS Torhoutsesteenweg 35 A Zedelgem
Belgien

Univerr,aLgas-Brenner

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Brenner für Universalgas, d. h. auf einen Brenner, der geeignet ist, die verschiedenen Gasarten wie Stadtgas, Erdgas oder Flaschengas zu verbrennen.

Im allgemeinen weisen die Brenner mit einer Vormischung an Luft und die ein mit Löchern versehenes Rohr umfassen, den Mangel auf, daß die Eignung des Brenners gewissen Beschränkungen unterworfen ist. Man muß in der Tat in Rechnung ziehen, daß ohne ein Regeln der Vormischung der Primärluft das Flaschengas z. B. Propan oder Butan ohne Rußbildung und mit blauer Flamme brennen muß, während gleichzeitig der Brenner Stadtgas ohne Rückschlaggefahr verbrennen soll und, was das Erdgas betrifft, dieses ebenfalls ohne Rußbildung und mit stabiler Flamme verbrennen soll.

.. Hinblick auf eine Verbrennung ohne Rußbildung, besonders was Flaschengas, Erdgas und die Gase betrifft, die durch die verschiedenen Zulassungsnormen in engem Rahmen bestimmt sind, soll das Luftgasgemisch im Brenner und in seinen Öffnungen beim Ausströmen nur einen leichten Widerstand erhalten, und zwar im Hinblick auf eine maximale Anzugmenge an Primärluft. Dieser Widerstand wird in erster Linie durch die Verteilungs-

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Tel«flr,-Adt,i ElPATENT. PoiHchetikonto München 86510 Dauttdi· Bank A aiburg Kto. 08/34192

einrichtung beeinflußt, die das Luftgasgemisch verteilt, welches aus dem beliebig als Diffusor oder als Venturirohr ausgebildeten Mischrohr entströmt.

Darüber hinaus muß man darauf achten, daß der Ausgang des Mischrohres 50 bis 250 mm am Rand des Brenners zu liegen kommt, damit die Verteilung des Luftgasgemisches über die gesamte Länge des Brenners oder Rohres gleichmäßig wird und somit das durch die öffnungen des Rohres ausströmende Gemisch mit konstanter Höhe brennt.

Gemäß der Erfindung erlaubt der Universalgasbrenner die vorerwähnten Erfordernisse in günstiger Weise durch die Anpassung einer Verteilungseinrichtung an das Mischrohr zu lösen, die für verschiedene Brennerstärken und Brennerlängen derart zweckdienlich ist, daß der Strömungswiderstand auf ein Minimum verringert wird und daß sie eine solche korrekte Verteilung erlaubt, daß der Brenner über seile gesamte Länge eine gleich hohe Flamme gibt.

Eines der Merkmale der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die Gasverteilungseinrichtung am Ende des Mischrohres, das als Diffusor oder ab Venturirohr ausgebildet ist, angeordnet ist, diese mindestens teilweise mit Austrittsöffnungen versehen ist, der Querschnitt dieser Verteilungseinrichtung konstant ist, so daß der freie Durchgang zwischen dieser Einrichtung und dem Brennerkörper konstant bleibt und, daß in dieser Einrichtung ein Leitblech schräg bezüglich der Brennerachse angeordnet ist, wobei dieses Leitblech mindestens auf einem Teil seiner Länge mit öffnungen versehen ist.

Die Erfindung wird mit Hilfe der nachfolgenden Beschreibung und der beiliegenden Zeichnungen besser verständlich sein.

Auf beillegender Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt.

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Fig. 1 zeigt den Brenner im Längsschnitt durch die Brennerachse j

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt entlang der Linie X-X in Fig. 1j

Fig. 3 zeigt einen Schnitt entlang der Linie Y-Y in Fig. 1;

Fig. 4 ist ein Schnitt entsprechend der Fig. 1, jedoch mit Angabe der Strömungslinien des Luftgasgemischesj

Fig. 5 ist ein Schnitt entsprechend der Fig. 2, in dem die Strömungslinien des Luftgasgemisches eingetragen sind;

Fig. 6 zeigt den Brenner im Schnitt entlang der Linie X-X in Fig. 7;

Fig. 7 zeigt eine Vorderansicht des Brenners; Fig. 8 gibt ein Detail der Fig. 7 wieder, und Fig. 9 zeigt einen Schnitt entlang der Linie Z-Z in Fig. 2.

Nach dsm auf der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel besteht der Universalgasbrenner im wesentlichen aus einem mit öffnungen 2 versehenen Brennerkörper 1, in dem an einem Mischrohr 3# das als Diffusor oder als Venturirohr ausgebildet sein kann, eine über seine ganze Länge mit öffnungen 5 versehene Verteilungseinrichtung 4 angeordnet istj es versteht sich, daß diese öffnungen auch nur über einen Teil ihrer Länge vorgesehen sein können.

Es versteht sich, daß diese Verteilungseinrichtung 4 die Form eines Hohlzylinders, eines Parallelipipeds, eines Prismas oder

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irgend eine andere Form haben kann, d. h., die ein Gehäuse bildet, das teilweise oder ganz mit Öffnungen versehen ist, in dessen Inneren ein Leitblech 6 schräg bezüglich der Brennerachse angeordnet ist, das den Verteiler so in zwei Räume teilt, daß der Querschnitt des einen abnimmt, während der des anderen zunimmt.

Das Leitblech 6 ist auf mindestens einem Teil seiner Länge mit öffnungen 7 versehenj die öffnungen 5 des Verteilers 4 und die öffnungen 7 des Leitblechs 6 können ähnlich und von x-beliebiger Form sein, sofern die Breite der öffnungen 5* in Längsrichtung gemessen, d. h. parallel zur Brennerachse und des Diffusors oder des Venturirohres, 8 mm nicht überschreitet, während die Länge der öffnungen,in Querrichtung gemessen, d. h. senkrecht zur Brennerachse, beliebig sein kann.

Die zwischen zwei öffnungen gelegenen vollen Teile des Verteilers schließen mit der Diffusorachse einen Winkel von 1 bis 45° ein und die Teile zwischen den öffnungen des Leitblechs bilden bezüglich der Leitblechebene einen Winkel von 1 bis 60 .

Vorzugsweise lassen das Leitblech und der Verteiler eine öffnung 8 frei, deren Größe von der. Stärke und der Länge des Brenners abhängt, die dazu bestimmt ist, einem Teil des Luftgasgemisches den direkten Durchgang zum Ende des Brenners zu gestatten.

Es ist so möglich, für einen gleichen Mischer und einen gleichen Verteiler ein größeres Rohr, als in der Zeichnung dargestellt, zu verwenden; in der Tat genügt es, eine größere öffnung 8 vorzusehen.

Um den Widerstand des Luftgasgemisches auf einem Minimum zu halten, darf der Abstand zwischen dem Verteiler und dem Brennerkörper nicht unter 1 mm sein. Außerdem muß der Innendurchmesser des Verteilers gleich oder größer dem Innendurchmesser des Mischrohres sein.

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Das aus dem Mischrohr, das als Diffusor oder als Venturirohr ausgebildet sein kann, ausströmende Luftgasgemisch wird teilweise durch das Leitblech 6 nach oben gerichtet und strömt teilweise durch die unteren seitlichen öffnungen des Verteilers 4 aus. Das Luftgasgemisch, das durch das Leitblech in den zweiten Raum des Verteilers eintritt, wird gegen den vorderen Teil, gegen die Mitte und besonders gegen den rückwärtigen Teil des Brenners gerichtet. Ein Teil des Luftgasgemisches kann frei zwischen dem Leitblech und dem Verteiler gegen das rückwärtige Ende des Brenners ausströmen, während ein weiterer Teil des Luftgasgemisches gleichmäßig durch die seitlichen und oberen öffnungen des Verteilers ausströmt.

Die verschiedenen gegen den vorderen Teil des Brenners gerichteten Gasströme halten sich dadurch bei konstantem Druck das Gleichgewicht, daß das Gas von oben, von den Seiten und von unten ankommt.

Die gleiche Situation ergibt sich für die Gasströme, die gegen den hinteren Teil des Brenners gerichtet sind und der Druck im hinteren Teil ist gleich dem Druck im vorderen Teil. So kann durch eine vernünftige Wahl aller Maße des Verteilers ein laminares Ausströmen des Luftgasgemisches durch die öffnungen 2 und damit eine absolut gleichförmige Flammenfront erhalten werden, wie dies eingangs gefordert wurde.

Für die oberhalb des Verteilers gelegene Zone wird ein zu beträchtliches Ankommen an Gas durch die von der oberen Gestalt des Verteilers verursachte richtende Wirkung vermieden.

Auf diese Weise wird ein Teil des Luftgasgemisches gegen die vordere Seite des Brenners gerichtet und das ergibt zusammen mit dem anderen Luftgasgemisch, der gMch gegen den vorderen Teil gerichtet ist, eine konstante Gasverteilung Im vorderen Teil dieses Brenners.

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Man versteht, daß für die Gasmenge, die durch die obere Seite des Verteilers gegen den vorderen Teil des Brenners gerichtet ist, der Winkel der Flügel dieser Seite von großer Bedeutung ist.

Das durch das Stück 9 herangeführte Gas, dessen Druck nach Herausschrauben der Schraube 11 am Druckabnahmestutzen 10 gemessen werden kann, gelangt durch die Düse 11a in die Primärluftkammer 12.

Die Luft, die sich im Inneren der Primärluftkammer 12 befindet, wird durch den Sog des Gases in das Mischrohr 3# Diffusor oder Venturirohr, mitgerissen, in dem eine innige Mischung stattfindet.

Am Ausgang des Mischrohres 3 verteilt sich das Luftgasgemisch ohne nennenswerten Druckverlust im ganzen Brennerkörper 1 durch den Verteiler 4 mit eingebautem Leitblech 6, so daß das Luftgasgemisch nach Ausströmen durch die öffnungen 2 mit Flammen gleicher Höhe brennen kann.

Wie bereits dargelegt kann die Länge des Brenners aufgrund der öffnung 8, die zwischen dem Leitblech 6 und dem Verteiler 4 vorgesehen ist, zwischen 20 und I50 cm variieren, indem einfach der Querschnitt dieser öffnung entsprechend angepaßt wird.

Der Brenner 1 ist an seinem freien Ende mittels einer Verschlußplatte 13 geschlossen, in die ein zylindrischer Vorsprung 14 getrieben ist, der dem Brenner ein Aufliegen im Verbrennungsraum des Ofens erlaubt.

Die Möglichkeit der Punktschweißung zwischen dem Brenner 1 und der Verschlußplatte 1j5 sowie des Brenners an die Primärlufteintrittskammer 12 schließt die Möglichkeit von Elektrokorro- sion aus, falls von den Verbrennungsgasen Feuchtigkeit oder eine Säure mitgeführt wird.

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Die vorliegende Erfindung sieht die Bereitstellung eines Universalbrenners vor, der erlaubt, ohne die Primärluft zu regeln, eine Verbrennung mit blauen Flammen ohne gelbe Punkte, kein Rußen bei allen Flaschengasen, Butan 28 eingeschlossen, zu erhalten, wobei ein gutes Aufrichten der Flammen ohne die Hilfe von Steueröffnungen gewährleistet ist, sowie eine Verbrennung zu erhalten, die bei Erdgasen ohne Rußbildung und bei Stadtgasen ohne Rückschlaggefahr, bei gleicher Brennerstärke, vor sich geht.

Der Universalgas-Brenner gemäß der Erfindung bietet folgentie Vorteile für alle Gasarten, bei beliebiger Brennerstärke:

1. Minimaler Strömungswiderstand des Gasluftgemisches durch die Öffnungen des Rohres derart, d=ß optimal Primärluft angesaugt wird j

2. eine Gemischtemperatur an den Austrittsöffnungen innerhalb gewisser Grenzen derart, daß auf der einen Seite ein Rückschlagen der Flammen (gefertigtes Gas) und auf der anderen Seite ein Ablösen der Flammen (Erdgas) vermieden wird.

3. Eine gleichmäßige und stetige Verteilung der Flammenfront über die ganze Länge des Rohres, wobei genügend Sekundärluft für die Verbrennung zur Flammenwurzel herangeführt werden kann.

Nach dem Ausführungsbeispiel, dargestellt in den Fig. 6-9, ist der Brennerkörper 1 an die Kammer 15 angeschweißt, in der das durch die Düse 11a eingeblasene Gas Luft mitreißt. Diese Luft wird in dem an die Kammer 15 angeschlossenen Mischrohr oder Venturirohr 3 mit dem Gas gemischt. Dieses Luftgasgemisch strömt aus dem Mischrohr oder Venturirohr in die Verteilungseinrichtung 16, die dazu dient, eine konstante Verteilung des Luftgasgemisches über die gesamte Länge zu erhalten.

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Der Brennerkörper 1 hat über seine gesamte Länge konstanten Querschnitt. Das Luftgasgemisch verteilt sich beim Verlassen aus der Verteilungseinrichtung im Brennerkörper 1 und strömt durch die öffnungen 17 aus dem Brenner, wobei diese mit einem feuerfesten Metallgewebe 18 unterlegt sind. Durch eine vernünftige Abschrägung des Brennerkopfes kann die Sekundärluft leicht zu den Flammenwurzeln gelangen, wodurch sich die Stabilität der Flammen verbessert, und das Luftgasgemisch wird ebenfalls ohne nennenswerten Widerstand in das Gewölbe des Brennerkopfes gegen die öffnungen 17 herangeführt.

Um die Flammenbreite auf ein Minimum zu bringen, kann der Brennerkopf eben oder leicht gewölbt sein. Das ist bei der Verbrennung zwischen feuerfesten Steinen von großer Widatigkeit.

Die Düse 11a kann beim Übergang auf eine andere Gasart leicht ausgewechselt werden.

Der Brennerkopf 1 ist aus 0,4 bis 1,5 mm starkem Blech und von einer oder mehreren Lochreihen 17 durchbrochen, wobei die Löcher einen Querschnitt von 5#5 bis 14,5 Qmm haben und entsprechend der Fig. 7 versetzt angeordnet sind, damit bei minimalster Fläche ein maximaler Zustrom an Sekundärluft erhalten wird. Die Löcher 17 einer Reihe haben untereinander gleichen Abstand von mindestens 1,5 mm. Der Abstand zwischen den Löchern 17 zweier . benachbarter Reihen beträgt ebenfalls mindestens 1,5 mm. Dies erlaubt, zum Teil durch den Querschnitt der Löcher und zum Teil durch ihre versetzte Anordnung (die eine vis-a-vis der anderen), eine sehr gute Flammenstabilität zu erreichen.

Um bei Verwenden von Stadtgas ein Rückschlagen der Flammen zu verhindern, sind die öffnungen 17 mit einem Metallgewebe unterlegt, wobei dieses Metallgewebe 18 eine maximale Maschenweite von 0,55 mm und eine maximale Drahtstärke von 0,25 mm aufweist. Der freie Durchgang für das Luftgasgemisch bleibt somit bewahrt, so daß weiterhin die maximale Menge an Primärluft angesaugt werden kann.

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Der Brennerkopf 1 ist flach oder leicht gewölbt. Auf beiden Seiten der Lochreihen kann in Längsrichtung eine Abschrägung vorgesehen werden. Diese letztere Maßnahme verbessert das Ausströmen des Luftgasgemisches aus dem Inneren des Brennerkörpers und erleichtert den Zufluß an Sekundärluft von außen gegen die öffnungen, ohne die Flammen zu beeinträchtigen.

Die Erfindung wurde anhand eines Ausführungsbeispieles beschrieben und illustriert und ist keinesfalls durch dieses begrenzt und es versteht sich von selbst, daß zahlreiche Veränderungen an den Details vorgenommen werden können, ohne 'sich vom Erfindungsgedanken zu entfernen.

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Claims

Patentansprüche

1. Universalgas-Brenner mit einem Mischrohr, als Diffusor oder als Venturirohr ausgebildet, und eine Gasverteilungseinrichtung umfassend, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasverteilungseinrichtung am Ende des Mischrohres angeordnet ist, diese mindestens teilweise mit Austrittsöffnungen versehen ist, der Querschnitt dieser Verteilungseinrichtung konstant ist, so daß der freie Durchgang zwischen dieser Einrichtung und dem Brennerkörper konstant bleibt und, daß inäieser Einrichtung ein

P Leitblech schräg bezüglich der Brennerachse angeordnet ist, wobei dieses Leitblech mindestens auf einem Teil seiner Länge mit öffnungen versehen ist.

2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verteiler rechteckigen Querschnitts ist.

3. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Verteiler quadratischen Querschnitts ist.

4. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Verteiler kreisförmigen Querschnitts ist.

5. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verteiler vieleckigen Querschnitts ist.

6. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verteiler auf seinem ganzen Umfang mit Austrittsöffnungen versehen ist.

7. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Austrittsöffnungen am Verteiler in Längsrichtung gemessen, d. h. parallel zur Brennerachse, 8 mm nioht überschreitet;/während das andere Maß beliebig sein kann·' '^{; v} ^ ^? ^ =

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8. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 7* dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Öffnungen des Verteilers liegenden vollen Teile mit der Brennerachse einen Winkel von weniger als 45° einschließen.

9. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitblech vom oberen Teil des Verteilers so weggeht, daß es diesen in zwei komplementäre Kammern aufteilt, wobei der Querschnitt der einen abnimmt und der der anderen wächst je näher die Querschnitte dem unteren Teil des · Brenners gelegen sind.

10. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende des Leitblechs nicht mit dem Verteiler in Berührung kommt, d. h. daß eine Öffnung geformt wird, die einen freien, von der Länge und der Stärke des Brenners bestimmten Durchgang bildet.

11. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitblech mit Öffnungen versehen ist, wobei die zwischen diesen Öffnungen liegenden vollen Teile einen Winkel von weniger als 60° mit der Längsebene des Leitblechs bzw. mit der Tangentialebene bei einem gekrümmten Leitblech einschließen.

12. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch g e k e nnzeichnet, daß der Abstand zwischen dem Verteiler und dem Brennerkörper mindestens 1 mm beträgt, um das Abbremsen' des Luftgasgemisches am Diffusorausgang auf ein Minimum zu bringen.

15· Universalgas-Brenner mit einem Mischrohr, als Diffusor oder als Venturirohr ausgebildet, und eine Gasverteilungseinrichtung umfassend, gekennzeichnet durch einen Brennerkopf aus 0,4 bis 1,4 mm starkem, von einer oder mehreren Lochreihen durchbrochenem Blech, wobei diese Löcher einen Querschnitt von

5,5 bis 14,5 mm haben, mit einem Metallgewebe, dessen Maschen-

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weite 0,55 nun und dessen Drahtstärke 0,25 mm nicht überschreitet, abgedeckt sind, die Löcher einer Lochreihe in gleichen Abständen von mindestens 1,5 mm angeordnet sind und der Abstand zwischen den Löchern zweier nebeneinanderliegender Lochreihen mindestens 1,5 mm beträgt, der den Wechsel von einem Gas auf ein beliebig anderes der ersten, zweiten oder dritten Art ohne Ändern der Ansaugöffnung für die Primärluft gestattet.

14* Brenner nach Anspruch 13* dadurch ge k e nnz e i c hnet, daß der Brennerkopf flach ist und mit Lochreihen versehen ist.

15· Brenner nach Anspruch 13* dadurch gekennzeichnet, daß der Brennerkopf gewölbt ist und mit mindestens einer Lochreihe versehen ist.

1ββ Brenner nach Anspruch 13* dadurch gekennze lehne t, daß der Brennerkopf schräg zuläuft und die Fläche zwischen den beiden Abschrägen mindestens eine Lochreihe umfaßt.

17. Brenner nach Anspruch I3* dadurch gekennzeichnet, daß der Brennerkopf mindestens zwei parallel verlaufende Lochreihen umfaßt, und die Löcher versetzt angeordnet sind, so daß bei minimalster Flammenfläche ein maximaler Zustrom von Sekundärluft mögliia ist.

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