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Industrie-Gasbrenner Gegenstand der Erfindung ist ein Industrie-Gasbrenner,
mit welchem Flammen von willkürlich einstellbarer Länge erzielbar sind, wodurch
es der erfindungsgemäße Brenner ermöglicht, die Flammenlänge den Heizerfordernissen
entsprechend beliebig anzupassen.
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Für den Einbau von Gasbrennern war bisher, je nach den Forderungen,
welche an die Heizungsbrenner gestellt werden, ihre mögliche Flammenlänge maßgebend,
die von der Konstruktion und den Betriebsmitteln des Brenners bestimmt wird. Es
ergab sich dadurch des öfteren die Notwendigkeit, am gleichen Wärmeverbraucher Gasbrenner
verschiedener Herkunft oder Konstruktion einzubauen, um einwandfreie Ergebnisse
zu erzielen.
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Der erfindungsgemäße Brenner erlaubt es, die Flammenlänge innerhalb
beträchtlicher Grenzen lediglich durch Verstellung eines Regelorgans verändern zu
können; gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des Erfindungsgedankens
erfolgt die Regelung der Flammenlänge unter vollkommener Aufrechterhaltung des günstigsten
Mischungsverhältnisses von Gas zu Luft. Der erfindungsgemäße Brenner zeichnet sich
demzufolge durch Anwendbarkeit unter verschiedensten Voraussetzungen des Heizungsbetriebes
aus und bietet des weiteren die Möglichkeit, die Flammenlänge auch während des Betriebes
zu verändern.
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Der erfundene Gasbrenner besitzt ein axial verschiebbares, der Gaszufuhr
dienendes Düsenrohr. Längs verschiebbare Düsenrohre sind in der vorliegenden Technik
bereits bekannt, und zwar sowohl in ihrer Ausführung als Gasdüsenrohr als auch als
Luftdüsenrohr. Es beschreibt z. B. die Patentschrift 6z9 905
einen Wirbelstrahlbrenner
mit einer Düse, welche die Zufuhr der Verbrennungsluft axial verstellt. Durch diese
Axialverstellung wird indes lediglich der Querschnitt des Ansaugkanals verändert,
um, je nach dem
Heizwert des Gases und dem jeweils herrschenden
Gasdruck, das gewünschte Mischungsverhältnis von Gas und Luft zu erhalten; es handelt
sich bei diesem Brenner nur um die Einstellung eines bestimmten Mischungsverhältnisses.
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Die Patentschrift 611318 offenbart einen Gasbrenner mit sich konisch
verjüngender Gasdüse, die von einer axial verstellbaren Regelmuffe umschlossen ist.
Diese axiale Verstellbarkeit bezweckt lediglich eine Regelung einer Erstluftzufuhr,indem
der freie Durchlaßquerschnitt zwischen Mischdüse und Gasdüse geändert wird. Ferner
beschreibt die Patentschrift 596 942 einen Gasbrenner mit längs verschiebbarer Gasdüse,
doch bezweckt diese Verstellbarkeit ebenfalls nur, das Mischungsverhältnis ändern
zu können. Die Regelbarkeit der Flammenlänge ist =mithin bei den bekanntgbwordenen
Erfindungen mit axial verschiebbarem Düsenrohr nicht verwirklicht.
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Erfindungsgemäß wird zwecks- Veränderung der Flammenlänge ein mit
dem Düsenrohr verstellbares Organ zur Steuerung des Luftzutritts angewendet, welches
mit Einrichtungen versehen ist, die den eintretenden Luftstrom lenken, und zwar
in der Weise, daß, je nach ihrer Stellung, die Luft entweder unter Ausbildung einer
Drallbewegung oder im wesentlichen im Gleichstrom mit dem aus dem Düsenrohr austretenden
Brenngas zugeführt wird. Hierbei wird von der durch Forschung festgestellten Erkenntnis
Gebrauch gemacht, daß die Flammenlänge eines Gasbrenners von der Geschwindigkeit
abhängig ist, mit welcher die Mischung des Brenngases mit der Verbrennungsluft erfolgt,
wobei man bei sich kreuzendem Gas- und Luftstrom geringe, bei parallel geführten
Strömen jedoch große Flammenlängen erzielt.
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Konstruktive Einzelheiten und Ausführungsmöglichkeiten des Erfindungsgedankens
werden im folgenden an Hand der schematischen Zeichnungen beschrieben. Es zeigt
Fig. i einen Gasbrenner im Schnitt, bei welchem die den Luftstrom lenkende Einrichtung
als eine mit dem Düsenrohr gelenkig gekuppelte Lenkhülse angeführt ist, die eine
zum Gasstrom schräg stehende Lenkwand aufweist; Fig. 2 zeigt im Schnitt einen Gasbrenner,
bei welchem die den Luftstrom lenkende Einrichtung als ein mit dem Düsenrohr verschiebbares
Organ zur Steuerung des Lufteintritts ausgeführt ist, das zwei Gruppen vön Luftdurchtrittsöffnungen
aufweist, welche in unterschiedlichem Ausmaße zur Wirkung kommen können.
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Gemäß Ausführungsform nach Fig. i tritt das Brenngas bei
A in den Brenner ein, während B den Anschluß für die Verbrennungsluft
vorstellt. Mit der Lenkhülse i kann die Durchtrittsrichtung der Luft durch Drehung
derselben um maximal 9o ° verändert werden. Durch diese Anordnung der Lenkhülse
wird die Luft, gezwungen, entweder mit starkem Drall oder, in der gezeichneten Lage
der Teile, axial aus der Mündungsöffnung 2 des Brenners auszuströmen. Zwischen diesen
beiden Luftströmungen in dem Brenner sind Zwischenstellungen je nach der Stellung
der Lenkhülse = ohne weiteres möglich. Die Ablenkung der Luft erfolgt, wie ersichtlich,
durch die Lenkwand i'.
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Das zugeführte Brenngas tritt durch das axial beweglich angeordnete
Gasrohr 3 hindurch, um im Brennerste=n 4 mit der Verbrennungsluft zurMischung und
Verbrennung zu gelangen. Durch direkte Kupplung'der Lenkhülse i mit dem beweglichen
Gasrohr -3 übenden Lenker 5 entspricht jeder Lenkhülsenstellung eine bestimmte Lage
des Gasrohres 3, und zwar derart, daß bei der Stellung paralleler Strömung, d. h.
langer Flamme, die Gasrohrmündung 6 außerhalb der Brennermündung 2 zu liegen kommt
(FiC. i) und bei größter Luftablenkung, d. h. größtem Drall, die Gasrohrmündung
6 sich innerhalb des Brennerkörpers 7 befindet, in welchem Falle eine kurze, buschige
Flamme erzeugt wird.
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Die eben beschriebene, wie ersichtlich sehr einfache Ausführungsform,
ist allerdings, obgleich für viele praktische Anwendungen geeignet, noch mit einigen
Mängeln behaftet. Zunächst wird die Ausbildung des Dralles durch Betätigung der
Stellhülse i nicht genau entsprechend der Stellung derselben beherrscht, während
andererseits die Größe der Luftdurchtrittsfläche zwischen Gasrohr und engstem Luftdüsenquerschnitt
durch die Bewegung der Gasdüse verändert wird. Diese letztgenannte Tatsache ist
mit einer Änderung der Gemischzusammensetzung und der Gemischmenge verknüpft, was
bisweilen nachteilig ist. Die vollkommene Vermeidung dieser Erscheinungen gewährleistet
eine Brennerausführung gemäß Fig.2.
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Bei dieser Ausführungsform wird die Flammenlänge bei vollkommen gleicher
Gemischmenge und unveränderter Gemischzusammensetzung innerhalb beträchtlicher Grenzen
veränderlich gemacht, und zwar wie folgt: Das Gas A tritt bei io in das Brennergehäuse
ein und gelangt durch eine Mehrzahl von im Mantel der Gasdüse ii vorgesehenen Öffnungen
12 in das einseitig verschlossene Gasrohr. Dieses Gasrohr trägt an seinem verschlossenen
Ende ein Außengewinde 13, mit welchem das Innengewinde eines Handrades 14 zusammenwirkt,
das durch einen Halteflansch 15 am Brennergehäuse 16 drehbar, aber axial umverschiebbar
gelagert ist. Mithin ist es durch Drehen des Handrades möglich, die Axialstellung
des Rohres ii mit Bezug auf das Brennergehäuse 16 zu verändern. Die Luft B tritt
durch den Ansatz 17 ein und wird durch ein mit dem Düsenrohr ii verschiebbares Organ
zur Steuerung des Lufteintritts der Flamme zugeleitet. Dieses Organ besteht im wesentlichen
aus einem zylindrischen Mantel 18 mit zwei Gruppen von Luftdurchtrittsöffnungen
i9 und 2o. Diese Öffnungen bestehen je aus der gleichen Zahl von Schlitzen im Mantel
18, wobei die Schlitze beider Gruppen untereinander gleiche Größe besitzen, jedoch
die Gruppe i9 radial und die Gruppe 2ö tangential geführt ist, wie dies aus den
Schnittfiguren 3 und 4 ersichtlich ist; diese Schnitte verlaufen nach den Linien
111-III bzw. IV-IV der Fig. 2. Die beiden Schlitzgruppen i9 bzw. 20 wirken mit Abdeckmitteln
in Form zylindrischer Wände 21 bzw. 22, je nach der Stellung des Düsenrohres ii,
im Brennergehäuse zusammen. In der gezeichneten Stellung sind die tangential gerichteten
Schlitze 20 durch den Teil 22 vollkommen abgedeckt, während die Schlitze i9 vollkommen
offen sind. In dieser Stellung tritt demnach die Luft durch die Schlitze i9 ein,
wird zwischen den Rohren ii und 18 parallel zu deren Achse gerichtet und tritt parallel
mit dem Gasstrahl
in den Brennerstein ein. Dies bedeutet,
daß die Flamme in dieser Brennerstellung ihre maximale Länge aufweist. Durch Drehen
des Handrades 14 ist es möglich, das Rohr ii und damit den Teil 18 so in Richtung
zum Handrad zu verschieben, daß die Schlitze i9 mehr oder weniger durch den Teil
ei abgedeckt und gleichzeitig die Schlitze 20 freigelegt werden. Im extremen Fall
sind Schlitze i9 durch den Teil 21 vollkommen verdeckt, und dies bedeutet, daß die
Luft ausschließlich durch die dann vollkommen freigelegten Schlitze 2o eintritt.
Diese Stellung entspricht wegen der größten Drallbildung der kürzesten Flammenlänge.
Die Abmessungen der Schlitzgruppen i9 bzw. 2o und der Abdeckmittel 2 1 bzw.22 sind
so gewählt, daß der wirksame, freie, dem Luftdurchtritt dienende Summenquerschnitt
beider Schlitzgruppen in jeder axialen Stellung des Rohres i i gleich ist; auf diese
Weise ist das Gesamtluftvolumen stets gleich und mithin auch das Mischungsverhältnis
von Gas und Luft konstant, zumal eine Beeinträchtigung der Strömungsverhältnisse,
im Gegensatz zur Ausführung nach Fig. i, nicht auftritt, d. h. eine Veränderung
des Mischungsverhältnisses durch das Eintreten der Gasdüsenmündung in die Brennerdüse,
wie ersichtlich, bei der Ausführungsform nach Fig. 2 nicht stattfindet.
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Gas- und Luftraum sind mittels einer Stopfbüchse23 o. dgl. voneinander
abgedichtet, wie auch die Durchführung des Rohres ii nach außen eine Stopfbüchse
24 aufweist. Einzelheiten dieser Art bedürfen hier keiner weiteren Erläuterung.
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Die Ausführungsform nach Fig. 2 legt besonderen Wert auf einfache
Reinigungsmöglichkeit, um die bei Verfeuerung ungereinigter Gase in Zeitabständen
erforderliche Säuberung rasch durchführen zu können. Zu diesem Zwecke ist der gesamte
Brennereinsatz samt Gasdüse und ihrem die Lufteintrittsöffnungen tragenden Steuerzylinder
nach Lösen der Befestigungsschrauben des Verschlußdeckels herausziehbar; das Gasdüsenrohr
ist nach Abnahme derVerschlußschraube zugänglich.
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Es ist nicht unbedingt erforderlich, die Schlitze 20 tangential verlaufen
zu lassen, indem selbstverständlich auch durch radiale Schlitze am flammenseitigen
Ende des Brenners vermöge des senkrecht zum Gasstrom eintretenden Luftstromes eine
Verkürzung der Flammenlänge eintritt. Indes führt der in diesem Falle bestehende
reine Kreuzstrom nicht zu so kurzen Flammen, wie dies bei Anwendung eines Luftdralles
erzielbar ist.