DE3415946A1 - Gasbrenner mit vormischung von luft und gas - Google Patents

Description

Anmelder: Societe Anonyme SAUNIER DUVAL EAU CHAUDE CHAUFFAGE - S.D.E.C.C, 93103 Montreuil, Frankreich

Bezeichnung; Gasbrenner mit Vormischung von Luft und Gas

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gasbrenner mit Vormischung von Luft und Gas, insbesondere einen Gebläsebrenner und bevorzugt einen Gasbrenner für die Anwendung in Haushalten und mit dichter Brennkammer vom Kondensationstyp. Derartige Gasbrenner werden auch Leuchtflammenbrenner genannt.

Gasbrenner der eingangs genannten Art weisen häufig ein zylindrisches, mit Löchern versehenes Teil auf, das an einem Ende abgeschlossen und an dem anderen Ende offen ist. In sein Inneres wird eine Mischung von Gas und Luft unter Druck zugeführt, der durch einen stromaufwärts angeordneten Ventilator aufgebracht wird. Ein derartiger Gasbrenner des radialen Typs befindet sich im Inneren eines zylindrischen Wärmetauschers. Damit sich die Flamme korrekt über den gesamten Umfang und die gesamte Höhe des Teils ausbildet, ist es notwendig, daß die Form und die Verteilung der Öffnungen für den Auslaß der Gasmischung sehr sorgfältig bestimmt sind. Dies führt in gewissen Fällen zu kostspieligen Ausführungen, die nicht von Nachteilen frei sind, insbesondere hinsichtlich der Geräuschentwicklung auf Grund der Vibrationen, die von Kompressionswellen während der Zündung des Gasbrenners stammen und aufrecht erhalten werden durch die Front der Flammen um das zylindrische Teil, auf Grund der

Tatsache, daß die Flamme sich unmittelbar an dem Gitter ausbildet, gleichsam an diesem Gitter "festgehakt" ist, das das genannte Teil bildet. Um diese Erscheinungen zu vermeiden wäre es wünschenswert, daß sich die Flamme nicht direkt an ihrem Tragteil bzw. Gitter ausbildet, dort also nicht festgehakt ist. Dies ist jedoch sehr schwierig mit einem zylindrischen, perforierten Teil zu realisieren, wie es hier in Rede steht.

Man könnte nun an die Verwendung eines klassischen Gasgebläsebrenners denken, von dem man weiß, daß die unter einem gewissen Druck befindliche Gasmischüng mit einer gewissen Geschwindigkeit aus einer perforierten Scheibe austritt, von der ausgehend sich die Flamme ausbildet. Derartige Brenner eignen sich für Kessel mit sehr großer Wärmeleistung, bei denen die Brennkammer eine erhöhte Aüslaßgeschwindigkeit der Gasmischung erlaubt. Die Verbrennungsprodukte treten unter Druck aus, das heißt die Flamme erstreckt sich über eine sehr große, wärmetauschende Oberfläche.

Derartige Brenner sind nicht für dichte Heizkessel vom Kondensationstyp geeignet, bei denen die Brennkammer im Vergleich zu den Wärmetauschern des klassischen Gasbrenners sehr "abgeschlossen" ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten Gasbrenner zu vermeiden und einen Gasbrenner zu schaffen, der einen möglichst guten Wirkungsgrad hat, bei dem die Flamme nicht direkt am Ausgangsgitter beginnt und eine begrenzte Höhe im Vergleich zu den Abmessungen der Brennkammer hat.

Diese Aufgabe wird bei einem Gasbrenner mit Vormischung von Luft und Gas dadurch gelöst, daß er einen konischen Verteilungsraum aufweist, der die Gasmischung zu einem zentralen Ausgangsgitter und zu einem Kranz verteilt, und daß dieser Kranz aus der Ebene des Gitters vorsteht und in Auslaßrichtung des Gemischs orientierte Öffnungen sowie seitlich zum Zentrum des Brenners ausgerichtete Öffnungen aufweist.

Die Erfindung ermöglicht eine wirksame Lösung der oben erläuterten Probleme dadurch, daß sie einenLeuchflammenbrenner vorschlägt, bei dem die Flamme nicht direkt an das Ausgangsgitter für die Gasmischung "festgehakt" ist und bei dem die Flamme eine begrenzte Höhe aufweist, die vergleichbar ist mit den Abmessungen einer Brennkammer eines dichten Heizkessels vom Kondensationstyp.

Der erfindungsgemäße Gasbrenner hat im wesentlichen ein rundes Gitter, das den Hauptauslaß für die unter Druck stehende Gasmischung bildet, einen Kranz, der die Ebene des Gitters begrenzt und zum Zentrum des Gitters gerichtete, sowie nach oben ausgerichtete Öffnungen trägt und der einen Hilfsauslaß für die Gasmischung bildet sowie einen konischen Verteilungsraum für das Gemisch einerseits zum Gitter und andererseits zum Kranz hin.

Einzelne Merkmale und Vorteile der Erfindung, ebenso wie die Funktion der wesentlichen Elemente des Gasbrenners werden anhand der folgenden Beschreibung von zwei nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen besser verständlich, die unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben werden. In dieser zeigen:

Fig. 1 eine schnittbildliche Darstellung eines Gasbrenners

und
Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Gasbrenner in geänderter Ausführung.

In Figur 1 ist teilweise ein zylindrischer Wärmetauscher dargestellt, der mit einer Wand von Wasserrohren 1 in einen Sammelring 2 einmündet, der auf einem unteren Sockel 3 ruht. Der Gasbrenner, der eine im allgemeinen zylindrische Form hat, ISt₇ wie dargestellt, an der Basis des Wärmetauschers angeordnet, eine Abdichtung wird über eine Dichtung 4 erreicht. Er hat ein Zuleitungsrohr 5 für. die Gasmischung, das von einem ersten Gitter 14 begrenzt wird und sich in einen konischen Raum 6 fortsetzt. Dieser wird von einer Ringplatte 7 überdeckt, die zum Inneren des konischen Raums 6 hin vorspringt und die nach außen hin als Tragteil für die Dichtung 4 dient. Ein Gitter 10 erstreckt sich straff vom Zentrum der Ringplatte 7 bis hin zur Dichtung. Die Ring-, platte 7 ist umfänglich mit Ausschnitten 8 versehen, durch die Gasmischung in das Innere eines Kranzes 9 eintreten kann, der aus der Ebene des Gitters 10 vorsteht. Dieser Kranz hat eine Anzahl von nach oben in Richtung des Auslasses der Mischung ausgerichteten öffnungen 11 und eine Anzahl von Öffnungen 12, die seitlich zum Zentrum des Brenners hin gerichtet sind. Schließlich ist eine Zündkerze 13 mit einer Ionisierungselektrode vorgesehen, die die Ringplatte 7 und den Kranz 9 durchsetzt und außerhalb des konischen Raums 6 vorspringt.

Der Gasbrenner funktioniert wie folgt:

Das erste Gitter 14 bewirkt einen gewissen Druckverlust, der Vorverteilung des Gasgemisches, das durch das Zulei-

tungsrohr 5 strömt. In dem konischen Raum 6 wird die Geschwindigkeit der Gasmischung in Druck umgesetzt, hierdurch wird das Ausbringen der Flamme begrenzt und es ermöglicht, die Flamme im Niveau des Brenners beginnen zu lassen. Die Gasmischung verläßt den Brenner durch das Gitter 10 und mit wesentlich geringerer Geschwindigkeit durch die Öffnungen 12 und 11. Die Zündkerze 13 zündet das Gemisch in Höhe der Öffnungen 12. Die Flamme überträgt sich daraufhin auf die Mischung, die aus den Öffnungen 11 austritt, wodurch wiederum die Mischung gezündet wird, die das Gitter 10 mit einer derartigen Geschwindigkeit durchsetzt hat, daß sich die Flamme nicht an diesem Gitter 10 ausbildet oder festhakt, wodurch sein Überhitzen verhindert wird. Die Hauptflamme kann sich nur an den Flammen der Öffnungen 11 ausbilden, mit denen sie einen Torus bildet, der mit seiner Flamme weder das Gitter 10 noch die Austrittsöffnungen 11 bestreicht. Zwischen der Basis der Flamme und dem Gitter bleibt ein Freiraum mit sehr genau bestimmter Höhe, während sich die Spitze der Flamme in einer derartigen Höhe befindet, daß die mittlere Höhendifferenz zwischen der Basis und der Spitze, die repräsentativ ist für die Brennzeit, so eingestellt ist, daß die Flamme in keinem Moment von den kalten Wänden des Wärmetauschers abgeschreckt werden kann und daß die Brennzeit, die auch Verzögerung ( deläi ) genannt wird, sich zwischen gewissen, bekannten Werten befindet. Die Öffnungen 12 können hiervon ausgehend so betrachtet werden, daß sie einen Sekundärbrenner ausbilden, der auf Grund geeigneter Abmessungen in der Lage ist, auf die zwei zuvor genannten Parameter einzuwirken und dadurch eine freie Einstellbarkeit ermöglicht. Dadurch auch bleiben die von der Flamme erzeugten Druckschwankungen reine Druckschwankungen und können nicht an irgendein starres Element übertragen werden, das Teil des Heizkessels

ist. Die starke Kompression auf Grund der Volumenvergrößerung, die durch den raschen Temperaturanstieg bedingt ist, ist wesentlich abgeschwächt, da die Zündung in drei Stufen erfolgt. Es treten keine durch die Zündung erzeugten Vibrationen auf, wodurch die Kompressionswelle keine ausreichend große Amplitude hat, um aufrecht erhalten werden zu können und irgendein Element, das Teil des Heizkessels ist, sie in stationäre Wellen umwandeln kann.

Dieses Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 zeigt die Anordnung eines Brenners an der Basis einer Brennkammer. Es ergibt sich von selbst, daß die Erfindung auch eine umgekehrte Anordnung umfaßt, bei der die Zufuhr von oben erfolgt, die Flamme also von oben nach unten gerichtet ist.

Figur 2 zeigt eine unterschiedliche Ausbildung der Erfindung. In dieser Figur finden sich die zuvor beschriebenen Teile wie die Ringplatte 7, der Kranz 9, das Gitter 10, die Zündkerze 13 usw. wieder. Bei der dargestellten Ausführungsform sind radiale, kontinuierliche Schlitze 15 einerseits an der oberen Wandung und andererseits an der seitlichen, inneren Wandung des Kranzes 9 vorgesehen. Man erhält anstelle von nach oben gerichteten Pilotflammen und seitlichen Flammen der Öffnungen 12, wie dies im Ausführungsbeispiel nach Figur 1 der Fall ist, an jedem Schlitz 15 eine einzige, schmale Flamme, die zugleich seitlich und nach oben gerichtet ist und die dieselbe Rolle wie die unabhängigen Flammen spielt, die weiter oben hervorgerufen werden. Dieses Ausführungsbeispiel läßt sich einfacher herstellen, so daß es dem erstgenannten Ausführungsbeispiel vorgezogen werden könnte. Hierdurch aber werden die charakteristischen Funktionseigenschaften des Leuchflammenbrenners nicht verändert.

Claims (1)

1. Dr. RER. NAT. WULF BAUER wolfgang-moller-strasse

   PATENTANWALT D-5000 KÖLN 51 (MARIENBURG)

   SAN 3/84

   Anmelder: Societe Anonyme SAUNIER DUVAL EAU CHAUDE CHAUFFAGE - S.D.E.C.C, 93103 Montreuil, Frankreich

   Bezeichnung: Gasbrenner mit Vormischung von Luft und Gas

   Ansprüche

   Gasbrenner mit Vormischung von Luft und Gas, dadurch gekennzeichnet, daß er einen konischen Verteilungsraum (6) aufweist, der die Gasxnischung zu einem zentralen Ausgangsgitter (10) und zu einem Kranz (9) verteilt, und daß dieser Kranz (9Y aus der Ebene des Gitters (10) vorsteht und in Auslaßrichtung des Gemischs orientierte Öffnungen (11) sowie seitlich zum Zentrum des Brenners ausgerichtete Öffnungen (12) aufweist.

   Gasbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der konische Verteilungsraum (6) von einer Ringplatte (7) bedeckt ist, die im,Inneren dieses Verteilungsraums (6) vorsteht.

   Gasbrenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringplatte (7) umlaufend mit bogenförmigen Auschnitten (8) versehen ist, die den konischen Verteilungsraum (6) mit dem Kranz (9) verbinden.

   Gasbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reihe von radialen, durchlaufenden Schlitzen

   (15) zugleich an der oberen Wandung und auf der seitlichen, inneren Wandung des Kranzes (9) anstelle der öffnungen (11) und (12) vorgesehen sind.