DE2806652C2

DE2806652C2 - Gasbrenner

Info

Publication number: DE2806652C2
Application number: DE2806652A
Authority: DE
Inventors: Karoly Erdos; Laszlo Budapest Husztik; György Kiszely
Original assignee: KOENNYUEIPARI SZERELOE ES EPITOE VALLALAT BUDAPEST HU
Current assignee: KOENNYUEIPARI SZERELOE ES EPITOE VALLALAT BUDAPEST HU
Priority date: 1977-02-17
Filing date: 1978-02-16
Publication date: 1982-06-09
Also published as: DE2806652A1; HU175769B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gasbrenner, insbesondere Gebläse-Gasbrenner, der einen sich an ein Gaszuführrohr anschließenden, in axialer Richtung mit mindestens einer Reihe radialer Gasaustrittsöffnungen ausgestatteten zylindrischen Mantel aufweist, der an seinem flammenseitigen Ende mit einem Boden luftdicht abgeschlossen ist, und ein zum zylindrischen Mantel koaxial angeordnetes äußeres Brennerrohr besitzt, das der Zufuhr von Verbrennungsluft dient und zwischen dem zylindrischen Mantel und dem Brennerrohr mit kreissymmetrisch angeordneten Leitschaufeln ausgestattet ist.

Aus der DE-PS 15 26 020 ist ein derartiger Brenner bekannt, der insbesondere für schwer entzündbare Gase geeignet ist und bei welchem die Gaszuführung zentral angeordnet und mit einer Reihe radialer Gasaustrittsöffnungen versehen ist. Das durch die Gasaustrittsöffnungen austretende Gas vermischt sich im Querstrom mit der Verbrennungsluft, die in den axialen, geraden oder schraubenlinienförmig ausgestalteten und mit den Gasaustrittsöffnungen eine Einheit bildenden Nuten strömt. Der Brennstoff und die Verbrennungsluft werden in Teilmengen aufgeteilt Die Vermischung der Teilmengen findet voneinander getrennt statt, wonach sich die bereits brennbaren Teilmengen beim Verlassen des Brennerrohres und im Verlaufe der Verbrennungsreaktion miteinander vermischen.

Der Nachteil besteht darin, daß eine vollkommene Vermischung nicht erreicht werden kann, da dazu die Aufteilung der Verbrennungsmedien in endlos viele Teilmengen erforderlich wäre. Die Anordnung von

endlos vielen Gaszuführöffnungen und Verbrennungsluf tkanälen ist jedoch nicht möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gasbrenner der eingangs beschriebenen Art derart weiterzubilden, daß trotz der an der Verbrennung

teilnehmenden Medien in Teilmengen von endlicher Zahl eine Qualität bei der Vermischung erreicht werden kann, die eine gute Annäherung an selche Werte ermöglicht, die sonst nur durch den Abbau der Verbrennungsmedien in Teilmengen von endloser Zahl erreicht werden könnten.

Erfindungsgemäß wird dieses Ziel dadurch erreicht, daß zwischen den am Brennerrohr angeordneten Leitschaufeln und dem zylindrischen Mantel ein Spalt vorgesehen ist und die Leitschaufeln über den den zylindrischen Mantel abschließenden Boden hinausragend mit einem mit der axialen Richtung einen spitzen Winkel einschließenden scharfen Knick ausgestaltet sind.

Durch die erfindungsgemäßen Merkmale ist ein

«o Gasbrenner geschaffen, bei dem das Vermischen der Teilmengen erheblich intensiver und vollkommener erfolgt, als bei dem bekannten Brenner. Dies ist insbesondere darauf zurückzuführen, daß das Gas über die Gasaustrittsöffnungen in einem Bereich zwischen den Leitschaufeln eingeblasen wird, in dem durch den scharfen Knick in der Leitschaufelführung eine turbulente Strömung in der Verbrennungsluft herrscht, die den Mischvorgang erheblich unterstützt. Außerdem werden die Teilmengen des aus den einzelnen

w Schaufelkanälen in axialer Richtung mit dem Drall austretenden brennbaren Gemisches infolge der Unterdruckwirkung am Mantelboden in Richtung der Bodenmitte zurückströmen. Ein bedeutender Teil des einmal bereits ausgetretenen und rückzirkulierten

5"i Verbrennungsmediums tritt infolge der Injektorwirkung der innen offenen, über den Mantelboden hinausragenden Leitschaufelkanäle wiederholt in die Leitschaufelkanäle ein und vermischt sich intensiv auch mit dem eben eintretenden Verbrennungsmedium.

Die Mischwirkung wird weiterhin dadurch gefördert, daß die durch die über den Mantelboden hinausragenden Leitschaufeln bestimmte Strömungsrichtung infolge des scharfen Knickes der Schaufel mit der axialen Richtung einen spitzen Winkel einschließt, wodurch das

M aus dem einen Kanal austretende und rückzirkulierende Verbrennungsmedium durch den von den Leitschaufeln erhaltenen Drall in einen anderen Kanal eintritt. Auf diese Weise wird Draktisch das Vermischen von

Teilmengen in endlos hoher Zahl erreicht

Infolge der im Verlaufe der kontinuierlichen Mediumströmung entstandenen mehrfachen Rückzirkulation und der intensiven Vermischung bei hoher Geschwindigkeit verläßt ein gut verbrennbares, intensiv verrnischtes Gas-Luftgemisch die an dem Ende des Brennerrohres vorhandene Brennermündung.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Bei Ausgestaltung des Brenners nach Anspruch 2 kann die Stelle der Gaszuführung gegenüber der Ablösungsstelle verändert bzw. experimentell eingestellt werden, wodurch erreicht werden kann, daß die Gaseinführung im wirksamsten Bereich des turbulenten Luftstromes erfolgt.

Gemäß Anspruch 6 beträgt ein besonders vorteilhaftes Verhältnis zwischen dem Durchmesser des Brennerrohres und dem Durchmesser des zylindrischen Mantels 1,2 bis 1,7.

im folgenden wird die Erfindung anhand eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels unter Cezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig.! einen Brenner für gasförmige Verbrennungsmedien, im Schnitt dargestellt,

F i g. 2 einen Teil des Brenners mit planar entfalteten Leitschaufeln,

F i g. 3 eine Leitschaufel mit einer eine konstante Breite aufweisenden inneren Schaufelkante, und

Fig.4 eine Leitschaufel mit in der Richtung der Strömung des Verbrennungsmediums sich verbreitern- to der innerer Schaufelkante.

Der Brenner für gasförmige Verbrennungsmedien (F i g. 1) weist einen sich einem konzentrisch angeordneten Gaszuführrohr 1 mit Kreisquerschnitt anschließenden, mit radialen Gasaustrittsöffnungen 2 versehenen js zylindrischen Mantel 3 und ein gegenüber dem zylindrischen Mantel 3 koaxial angeordnetes äußeres Brennerrohr 5 auf. Der zylindrische Mantel 3 ist an dem dem Anschluß an dem Gaszuführrohr 1 gegenüberliegenden Ende mit einem Boden 4 luftdicht abgeschlossen. Der Durchmesser des äußeren Brennerrohres 5 ist nicht viel größer, als der Durchmesser des zylindrischen Mantels 3; das Verhältnis der Durchmesser beträgt zweckmäßig 1,2 bis 1,7. In dem Raum zwischen dem zylindrischen Mantel 3 und dem Brennerrohr 5 sind an dem Brennerrohr 5 Leitschaufeln 6 kreissymmetrisch angeordnet. Zwischen den Leitschaufeln 6 und dem zylindrischen Mantel 3 ist ein Spalt vorgesehen. Die durch die Leitsdiaufeln gebildeten Leitkanäle weisen einen axialen Eintrittsabschnitt auf. Nach einer scharfen -,0 Richtungsänderung schließt die Schaufel mit der axialen Richtung einen spitzen Winkel ein (F i g. 2).

Die Leitschaufeln 6 ragen über die Ebene des den zylindrischen Mantel 3 abschließenden Boden:; 4 hinaus und bilden nach innen offene Kanäle. Die Leitschaufeln 6 bilden keine konstruktive Einheit mit dem zylindrischen Mantel 3. Auch sind das Gaszuführrohr 1 und der daran sich anschließende zylindrische Mantel 3 zueinander bewegbar ausgestaltet Die Anzahl der an dem zylindrischen Mantel 3 ausgestalteten Gasaustrittsöffnungen 2 entspricht der Anzahl der durch die Leitschaufeln 6 gebildeten Kanäle oder beträgt ein ganzes Vielfaches derselben.

Die Zufuhr der Verbrennungsluft erfolgt über das Brennerrohr 5. Das Gas wird über das Gaszuführrohr 1 eingeführt, das parallel zu der in axialer Richtung strömenden Luft angeordnet ist. Das aus den Gasaustrittsöffnungen 2 des zylindrischen Mantels 3 in radialer Richtung ausströmende Gas vermischt sich in einem Querstrom mit der in den durch die Leitschaufeln 6 gebildeten Kanälen strömenden Luft, und zwar auf diese Weise, daß sich das Gas mit dem. durch die scharfe Richtungsänderung der Kanäle erzeugten, sich ablösenden turbulenten Luftstrom vermischt. Um die Lenkwirkung der Leitschaufeln 6 zu erhöhen, können die Schaufeln auch derart ausgestaltet werden, daß der Durchmesser des durch die Innenkante der überragenden Schaufeltelle bestimmten Kreises den Durchmesser des abschließenden Bodens 4 unterschreitet, so können die Leitschaufeln 6 entweder mit einer konstanten Breite (F i g. 3) oder mit einer in der Strömungsrichtung des Verbrennungsmediums sich verbreiternden inneren Schaufelkante (Fig.4) ausgestaltet werden. Das in dieser Weise entstandene brennbare Gemisch wird infolge des von den Leitschaufel 6 erhaltenen Dralls und der Ausbildung des Bodens 4 mehrfach rückzirkuliert und noch vor dem Austritt aus dem Brennerrohr 5 vermischt.

Durch die Injektorwirkung der über die Ebene des Bodens 4 hinausragend, unten offenen Schaufelkanäle, sowie infolge des Dralles des brennbaren Gemisches tritt ein bedeutender Anteil der Teilmenge des aus dem einen Kanal austretenden Gemisches in den anderen Kanal zurück. Im Hinblick darauf, daß das Gas und die Verbrennungsluft sich in einer fortlaufenden Strömung befinden, werden die einzelnen Teilmengen noch vor dem Austritt aus dem Brennerrohr 5 vollkommen miteinander vermischt, wodurch ein gut vermischtes, homogenes, gasförmiges, brennbares Gemisch das Brennerrohr 5 verläßt.

Der Gasbrenner kann innerhalb eines weiten Bereiches betrieben werden. Innerhalb des Niederleistungsbereiches bleibt die Gemischbildung der Verbrennungsmedien — trotz der niedrigen Geschwindigkeit des austretenden Gases und der Verbrennungsluft — wirksam, so daß auch das Zünden des Brenners stets betriebssicher ist. Der CC>2-Gehalt der Abgase ist hoch und toxisches CO ist nicht mehr enthalten.

Innerhalb des Hochleistungsbereiches gehen das intensive Mischen und die Rückzirkulation mit einer stabilen ablösungsfreien Flamme vor sich. Die Analysedaten des Abgases weisen gute Resultate auf.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Gasbrenner, insbesondere Gebläse-Gasbrenner, der einen sich an ein Gaszuführrohr anschließenden, in axialer Richtung mit mindestens einer Reihe radialer Gasaustrittsöffnungen ausgestatteten zylindrischen Mantel aufweist, der an seinem flammenseitigen Ende mit einem Boden luftdicht abgeschlossen ist, und ein zum zylindrischen Mantel koaxial angeordnetes äußeres Brennerrohr besitzt, das der Zufuhr von Verbrennungsluft dient und zwischen dem zylindrischen Mantel und dem Brennerrohr mit kreissymmetrisch angeordneten Leitschaufeln ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den am Brennerrohr (5) angeordneten Leitschaufeln (6) und dem zylindrischen Mantel (3) ein Spalt vorgesehen ist und die Leitschaufeln (6) über den den zylindrischen Mantel (3) abschließenden Boden (4) hinausragend mit einem mit der axialen Richtung einen spitzen Winkel einschließenden scharfen Knick ausgestaltet sind.

2. Gasbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gaszuführrohr (1) mit dem zylindrischen Mantel (3) und das Brennerrohr (5) mit den Leitschaufeln (6) gegeneinander bewegbar ausgestaltet sind.

3. Gasbrenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des durch die Innenkanten der über den Boden (4) hinausragenden Leitschaufelteile bestimmten Kreises den Durchmesser des Bodens (4) unterschreitet.

4. Gasbrenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitschaufeln (6) eine konstante Breite aufweisen.

5. Gasbrenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Leitschaufeln (6) in Strömungsrichtung zunimmt.

6. Gasbrenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen dem Durchmesser des Brennerrohres (5) und dem Durchmesser des zylindrischen Mantels (3) 1,2 bis 1,7 beträgt.

7. Gasbrenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der an dem zylindrischen Mantel (3) ausgestalteten Gasaustrittsöffnungen (2) der Anzahl der durch die Leitschaufeln (6) gebildeten Kanäle entspricht oder ein ganzes Vielfaches derselben beträgt.