Oberflächen-Gasbrenner

Abstract

 Ein Oberflächen-Gasbrenner mit einer Anzahl im wesentlichen parallel und mit spaltförmigen Zwischenräumen angeordneter Bleche, deren Ränder auf einer Seite eine Brenneroberfläche bilden und auf der gegenüberliegenden Seite an einen Brenngas-Mischraum angrenzen, mit dem die spaltförmigen Zwischenräume in offener Verbindung stehen, wird dadurch verbessert, daß die Bleche als Rippen mit einem im wesentlichen quer zu den Ebenen der Bleche gerichteten Rohr verbunden sind. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform können dabei wenigstens zwei nebeneinander angeordnete, mit Rippen versehene Rohre vorhanden sein, und die Rohrachsen und die Rippen angrenzender Rohre können jeweils im wesentlichen in einer Ebene liegen. Auch können die Rippen Kreis-oder Ellipsenform haben und die Rohre symmetrisch in der Mitte angeordnet sein.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen Oberflächen-Gasbrenner mit einer Anzahl im wesentlichen parallel und mit spaltförmigen Zwischenräumen angeordneter Bleche, deren Ränder auf einer Seite eine Brenneroberfläche bilden und auf der gegenüberliegenden Seite an einen Brenngas-Mischraum angrenzen, mit dem die Spaltförmigen Zwischenräume in offener Verbindung stehen.

[0002] Herkömmliche Gasbrenner dieser Art bestehen aus vielen nebeneinander angeordneten flachen oder gewellten Blechen. Dadurch entsteht eine blockförmige Struktur, die auf der einen Seite eine gitterförmige Brenneroberfläche bildet und auf der anderen Seite an einen Brenngas-Mischraum angrenzt. Bei dieser Anordnung müssen die Bleche in einem Rahmen untergebracht werden.

[0003] Zweck der Erfindung ist, einen Gasbrenner der oben beschriebenen Art zu schaffen, der einfacher und kostengünstiger gefertigt werden kann, und der dabei hinsichtlich der Umweltbelastung, insbesondere im Hinblick auf die Stickoxide im Abgas, in vollem Umfang den gestellten Anforderungen entspricht oder sie sogar übertrifft.

[0004] Dies wird bei einem Oberflächen-Gasbrenner der eingangs bezeichneten Art dadurch erreicht, daß die Bleche als Rippen mit einem im wesentlichen quer zu den Ebenen der Bleche gerichteten Rohr verbunden sind. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Oberflächen-Gasbrenner wenigstens zwei nebeneinander angeordnete, mit Rippen versehene Rohre aufweist und die Rohrachsen und die Rippen angrenzender Rohre jeweils im wesentlichen in einer Ebene liegen. Dabei können Teile der Rippen derart umgebogen sein, daß seitliche Anschlußflächen zu benachbarten, mit Rippen versehenen Rohren gebildet sind. Hinsichtlich weiterer bevorzugter Merkmale der Erfindung wird auf die nachfolgende Beschreibung und die Ansprüche Bezug genommen.

[0005] Insbesondere läßt sich auf einfache Weise mit einem Rippenrohr, wie es gewöhnlich in Wärmetauschern Anwendung findet, ein Oberflächenbrenner verwirklichen. Dies ermöglicht nicht nur eine einfache Herstellung eines Oberflächenbrenners, sondern es bietet zugleich die Vorteile eines gekühlten Brenners mit hoher dm^2-Belastung, einer niedrigen Brennhöhe sowie einer niedrigen Stickoxid-Emission. Ein derartiger Oberflächenbrenner eignet sich für die übliche Anordnung, d.h. mit nach oben gerichteten Flammen, aber auch für die Anordnung mit nach unten gerichteten Flammen.

[0006] Der Gasbrenner kann mehrere Rohre aufweisen, die mit Rippen versehen sind, wobei sich die Rohrachsen im wesentlichen in der gleichen Ebene befinden und die Rippen von Zwei angrenzenden Rohren sich ebenfalls im wesentlichen in einer Ebene befinden. Die Rippen angrenzender Rohre können aneinander anliegen. Werden zwei oder mehr Ebenen von Rohren übereinander angeordnet, so können die Rohrachsen der einen Ebene gegenüber den Rohrachsen der anderen Ebene versetzt liegen.

[0007] Ein guter seitlicher Anschluß angrenzender Rippen ist dann gegeben, wenn die Rippen eine rechteckige Form aufweisen. Herkömmliche Rippenrohre haben jedoch vielfach einen runden oder von der Rechteckform abweichenden Umriß. Um unter Verwendung derartiger vorhandener Rohre einen Gasbrenner gemäß der Erfindung herzustellen, kann bei einem solchen Rohr, z.B. bei Kreisform oder Ellipsenform, in besonders vorteilhafter Weise derart vorgegangen werden, daß Teile der Rippen zur Bildung von seitlichen Anschlußflächen bei nebeneinander gelegenen Rohren umgebogen werden.

[0008] Dabei sollten sich die umgebogenen Teile der Rippen vorwiegend an der Brenneroberfläche oder an der zum Brennstoff-Mischraum gelegenen Oberfläche befinden. Selbstverständlich ist es auch möglich, Rippenteile abzuschneiden oder auf andere Weise zu entfernen, statt sie umzubiegen. Abhängig vom Abstand zwischen den Rippen kann sich durch das Umbiegen von Teilen der Rippen auch noch der Vorteil ergeben, daß das Gas-Luftgemisch zusätzlich aufgewirbelt wird, was sich günstig auf die Vermischung von Gas und Luft auswirkt.

[0009] Für eine optimale Führung des Gas-Luftgemischs zur Brenneroberfläche ist vor allem dann, wenn die Rippen nicht-umgebogene Teile mit freien Blechrändern haben, die weder auf der Brenneroberfläche noch auf der an den Gas-Luft-Mischraum grenzenden Oberfläche liegen, gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, daß diese Blechränder durch ein plattenförmiges Teil abgedeckt werden, das sich parallel in Richtung des Rohres erstreckt. Dabei sollte zumindest der Längsrand des plattenförmigen Teils zur oder in der Brenneroberfläche oder zur oder in der an den Brennstoff-Mischraum angrenzenden Oberfläche liegen. Wenn sich das plattenförmige Teil an der Seite des Oberflächenbrenners befindet, sollte es so angebracht werden, daß es vor allem die abzudeckenden Blechränder berührt. Dadurch wird ein zusätzlicher Wirbeleffekt auf das Gas-Luftgemisch erreicht. Befindet sich das plattenförmige Teil an der Seite des Gas-Luft-Mischraums, sollte es so angebracht werden, daß es überwiegend an der an den Brennstoff-Mischraum grenzenden Oberfläche liegt. Auf diese Weise wird die Führung des Gas-Luftgemisches gefördert.

[0010] Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform des Brenners gemäß der Erfindung in Seitenansicht;

Fig. 2 eine Ansicht gemäß Pfeil A in Fig. 1;

Fig. 3 eine zweite Ausführungsform der Erfindung in Vorderansicht;

Fig. 4 eine Seitenansicht des Gegenstandes der Fig. 3;

Fig. 5 eine Draufsicht des Gegenstandes der Fig. 3;

Fig. 6 eine dritte Ausführungsform des Brenners gemäß der Erfindung in Vorderansicht und

Fig. 7 eine Draufsicht des Gegenstandes der Fig. 6.

[0011] Die in Fig. 1 dargestellte Brenneranordnung enthält ein Rohr 1, das mit Rippen 2 versehen ist. Der Umriß jeder Rippe 2 bildet ein Quadrat, so daß ein Block genau auf Abstand gelegener Bleche aufgebaut werden kann. Die Bleche werden durch Rahmenteile an zwei gegenüberliegenden Seiten abgeschlossen. Dadurch wird einerseits eine gitterförmige Zuströmoberfläche für ein Gas-Luftgemisch sowie andererseits eine Brenneroberfläche gebildet. Um eine größere Brenneroberfläche zu erzielen, kann ein längeres Rippenrohrstück genommen werden und/oder einige Rippenrohrstücke in der Weise nebeneinandergesetzt werden, daß sowohl die Rohrachsen der Rohrteile als auch die angrenzenden Rippen in einer Ebene liegen.

[0012] Der Umriß der Rippen kann auch eine andere Form als ein Quadrat haben, z.B. die Form eines Rechtecks oder eines regelmäßigen Sechsecks. Diese letzte Ausführungsform ist in den Figuren 3-5 dargestellt. Hier sind in zwei Ebenen Rohre 3 und 5 mit sechseckigen Rippen 4 und 6 angeordnet.

[0013] Um eine im wesentlichen ebene Brenneroberfläche zu erhalten, besitzen die Rippen 4 je ein umgebogenes Teil 4a in der Form eines gleichschenkligen Dreiecks, dessen zwei gleiche Schenkel zwei Längsränder eines regelmäligen Sechsecks sind. Wie aus Fig. 5 hervorgeht, überlappen sich teilweise die aufeinanderfolgenden umgebogenen Teile 4a der Rippen 4 auf einem Rohr 3. Diese Teile 4a sind, wie aus Fig. 4 hervorgeht, zu weniger als 90° umgebogen. Die sich an die umgebogenen Teile 4a anschließenden, untereinander parallelen Längsränder des regelmäßigen Sechsecks schliessen sich an ähnliche Rippenrohre an, die sich in der gleichen Ebene befinden. Die beiden übrigen Umrißränder der Sechsecke finden Anschluß an den Rändern einer Reihe Rohre 5 mit Rippen 6, die auf einer tieferen Ebene liegen und derartig versetzt angeordnet sind, daß durch die verschiedenen aneinander anliegenden Rippen 4 und 6 eine im wesentlichen ebene Oberfläche gebildet wird.

[0014] Wie die Rippen 4 verfügen auch die Rippen 6 über umgebogene Teile 6a, die die gleiche Form wie die umgebogenen Teile 4a haben; die umgebogenen Teile 6a bilden eine im wesentlichen ebene untere Fläche, welche an den (nicht dargestellten) Brenngas-Mischraum angrenzen kann. Die Rohre 3 mit den Rippen 4 und 4a gleichen den Rohren 5 mit den Rippen 6 und 6a, so daß der Brenner mit einem einzigen Typ von Rippenrohren dargestellt werden kann.

[0015] Obwohl davon ausgegangen war, daß sich die Brenneroberfläche an der oberen Seite und die Gas-Luftzufuhrfläche an der unteren Seite befindet, kann der Brenner auch in umgekehrter Anordnung eingesetzt werden.

[0016] Ein drittes Ausführungsbeispiel ist in den Figuren 6 und 7 dargestellt. Hier werden in besonders vorteilhafter Weise Rohre 7 mit Rippen 8 mit kreisförmigem Umriß verwendet. Um mit derartigen Rippenrohren eine kompaktere Anordnung und dadurch möglichst ebene Oberflächen zu erzielen, die das Gas-Luftgemisch zur Brenneroberfläche leiten, verfügt jede Rippe 8 über vier symmetrisch über den Umriß verteilte einheitlich umgebogene Teile 8a. Wie aus Fig. 7 hervorgeht, ist die Oberfläche von dem umgebogenen Teil im Verhältnis zu dem Abstand zwischen zwei Rippen so gewählt, daß der umgebogene Teil genau zwischen zwei Rippen paßt. Auf diese Weise ist ein Umbiegewinkel von 90° möglich.

[0017] Wie aus Fig. 6 hervorgeht, bleiben trotz der umgebogenen Teile 8a relativ große, in Längsrichtung durchlaufende Öffnungen zwischen den angrenzenden Rippen 8. Dies kann nachteilige Auswirkungen auf die Bildung und Aufrechterhaltung der Flammen haben. Um dies zu vermeiden, ist links und rechts neben jedem Rippenrohr ein Profil 9 angebracht.

[0018] Das Profil 9 enthält ein Mittelteil 9a, das angrenzt an ein seitlich umgebogenes Teil 8a, ein senkrecht auf dem Mittelteil 9a angebrachtes Leitteil 9b und ein in einem Winkel zum Mittelteil 9a angebrachtes Wirbelteil 9c. Das Leitteil 9b befindet sich an der Seite des Gas-Luft-Mischraums und fördert die gleichmäßige Zufuhr des Gas-Luftgemischs zum Brenner. Das Wirbelteil 9c befindet sich an der Brenneroberfläche und sorgt durch eine zusätzliche Wirbelbewegung für eine bessere Mischung von Gas und Luft und dadurch für eine optimale Verbrennung.

[0019] In Fig. 6 sind an der Oberseite des Brenners Flammen dargestellt. Auch hier gilt wieder, daß der Brenner auch umgekehrt angeordnet werden kann, so daß dann die Flammen nach unten gerichtet sind.

[0020] Durch die Rohre 1, 3, 5 und 7 kann eine Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, geleitet werden, so daß ein gekühlter Brenner mit einer hohen dm^2- Belastung, einer niedrigen Brennhöhe sowie einer niedrigen Stickoxid-Emission gebildet ist. Ein derartiger Brenner kann auch leicht und kostengünstig hergestellt werden, indem eines oder mehrere Rohre in einen Rahmen gesetzt werden. Die Bleche, die die Leitkanäle für das Gas-Luftgemisch bilden, sind mit den Rohren einheitlich verbunden und schließen den vorgegebenen Abstand ein, ohne daß hierfür komplizierte oder zeitraubende Arbeiten erforderlich wären.

[0021] Im Rahmen der Erfindung sind neben den beschriebenen und in den Abbildungen dargestellten Ausführungsformen geeignete Änderungen und Verbesserungen möglich. So können, abhängig von dem Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Rippen, Rippenteile nicht nur umgebogen, sondern auch abgeschnitten oder auf andere Weise entfernt werden. Ferner kann es zweckmäßig sein, die seitlichen, umgebogenen Teile in der Ausführungsform gemäß Fig. 6 nicht, wie in Fig. 7 dargestellt alle zur gleichen Seite umzubiegen, sondern zwei aneinander anschließende Teile entgegengesetzt umzubiegen. Dadurch können die Rohre, wenn sie mehr als eine Rippenstärke gegeneinander versetzt sind, weiter zusammengeschoben werden, wobei die gebogenen Rippenteile weitere Leit-und Wirbelbleche bilden. Statt eines einteiligen Profils 9 können auch zwei lose Streifen entsprechend den Teilen 9b und 9c verwendet werden. Dadurch sind die Mittelteile 9a überflüssig. Darüber hinaus ist es auch möglich, zwischen zwei Rippenrohren anstelle von zwei Profilen ein Profil bzw. ein Mittelteil 9a weniger einzubauen. Auch in diesem Fall ist es wieder möglich, überhaupt kein Mittelteil zu verwenden. Welche Lösung im speziellen Fall den Vorzug erhält, hängt vom einzelnen Anwendungsfall und von der Art der verwendeten Rippenrohre ab.

Ansprüche

1. Oberflächen-Gasbrenner mit einer Anzahl im wesentlichen parallel und mit spaltförmigen Zwischenräumen angeordneter Bleche, deren Ränder auf einer Seite eine Brenneroberfläche bilden und auf der gegenüberliegenden Seite an einen Brenngas-Mischraum angrenzen, mit dem die spaltförmigen Zwischenräume in offener Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Bleche als Rippen (2, 4, 6, 8) mit einem im wesentlichen quer zu den Ebenen der Bleche gerichteten Rohr (1, 3, 5, 7) verbunden sind.

2. Oberflächen-Gasbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er wenigstens zwei nebeneinander angeordnete, mit Rippen (2, 4, 6, 8) versehene Rohre (1, 3, 5, 7) aufweist und die Rohrachsen und die Rippen (2, 4, 6, 8) angrenzender Rohre (1, 3, 5, 7) jeweils im wesentlichen in einer Ebene liegen.

3. Oberflächen-Gasbrenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Teile der Rippen (2, 4, 6, 8) derart umgebogen sind, daß seitliche Anschlußflächen zu benachbarten, mit Rippen (2, 4, 6, 8) versehenen Rohren (1, 3, 5, 7) gebildet sind.

4. Oberflächen-Gasbrenner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (8) Kreis- oder Ellipsenform haben und die Rohre (7) symmetrisch in der Mitte angeordnet sind.

5. Oberflächen-Gasbrenner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (2, 4, 6) als regelmäßige Vielecke ausgebildet sind und die Rohre (1, 3, 5) symmetrisch in der Mitte angordnet sind.

6. Oberflächen-Gasbrenner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine durch die umgebogenen Teile (4a, 6a, 8a) der Rippen (4, 6, 8) gebildete Anschlußfläche die Brenneroberfläche bildet.

7. Oberflächen-Gasbrenner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine durch die umgebogenen Teile (4a, 6a, 8a) der Rippen (4, 6, 8) gebildete Anschlußfläche an den Brenngas-Mischraum angrenzt.

8. Oberflächen-Gasbrenner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder von freien, nicht umgebogenen Teilen von Rippen (8), die weder an der Brenneroberfläche liegen noch an den Brenngas-Mischraum angrenzen, durch ein parallel zur Rohrrichtung angeordnetes plattenförmiges Teil (9) abgedeckt sind.

9. Oberflächen-Gasbrenner nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Längskanten (9b, 9c) des plattenförmigen Teils 9 sich an der Brenneroberfläche befindet.

10. Oberflächen-Gasbrenner nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Längskanten des plattenförmigen Teils (9) an den Brenngas-Mischraum angrenzt.

11. Oberflächen-Gasbrenner nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das plattenförmige Teil (9) die abzudeckenden Blechränder berührt.

12. Oberflächen-Gasbrenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei aneinander angrenzenden Rohren (7) in Richtung der Rohre (7) verlaufende plattenförmige Abdeckungen (9b) an der Grenzzone angeordnet sind.

13. Oberflächen-Gasbrenner nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckungen (9b) im wesentlichen parallel zu der durch die Rohre (7) gebildeten Ebene angeordnet sind.

14. Oberflächen-Gasbrenner nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckungen (9a, 9b) im wesentlichen T-Form haben und der wagerechte Teil der T-Form sich im wesentlichen in der Außenfläche befindet, während der senkrechte Teil von der Außenfläche weg gerichtet ist.

15. Oberflächen-Gasbrenner nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckungen (9c) im wesentlichen V-Form haben, und die Enden der V-Form sich im wesentlichen in der Außenfläche befinden, während die Spitze des V von der Außenfläche weg gerichtet ist.

Zeichnung