DE10053877A1

DE10053877A1 - Burner plate for a gas burner

Info

Publication number: DE10053877A1
Application number: DE2000153877
Authority: DE
Inventors: Manfred Schwesing; Ralf Fischer; Volker Porzer; Helmut Lemke
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2000-10-31
Filing date: 2000-10-31
Publication date: 2002-05-16
Anticipated expiration: 2020-11-01
Also published as: EP1201990A1; DE10053877B4

Abstract

Es wird ein Gasbrenner mit mehreren, im Wesentlichen parallel zueinander angeordneten Brennerelementen (10) vorgeschlagen. Das Brennerelement (10) ist mit einem Mischkörper (12) und einer den Mischkörper (12) zur Brennzone hin abschließenden Brennerplatte (15) mit einer im Wesentlichen ebenen Brennerfläche (35) mit Gemischaustrittsöffnungen (16) ausgeführt. Die Gemischaustrittsöffnungen (16) bestehen aus langen Schlitzen (51) und kurzen Schlitzen (52), wobei die Schlitze (51, 52) in zwei Reihen jeweils abwechselnd versetzt nebeneinander angeordnet sind.A gas burner with a plurality of burner elements (10) arranged essentially parallel to one another is proposed. The burner element (10) is designed with a mixing body (12) and a burner plate (15) which closes the mixing body (12) towards the combustion zone and has a substantially flat burner surface (35) with mixture outlet openings (16). The mixture outlet openings (16) consist of long slots (51) and short slots (52), the slots (51, 52) being alternately staggered in two rows.

Description

Die Erfindung betrifft einen Gasbrenner gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a gas burner according to the Preamble of claim 1.

State of the art

Aus der EP 769 656 A1 ist ein atmosphärischer Gasbrenner mit mehreren, parallel nebeneinander angeordneten Brennerelementen mit einem Mischkörper und einer Brennerplatte mit Gemischaustrittsöffnungen bekannt. Die Brennerplatte ist im Wesentlichen halbzylinderförmig gewölbte ausgeführt und als aufsteckbare Einheit mit dem Mischkörper verbunden. Die Gemischaustrittsöffnungen sind dabei als Schlitze ausgeführt, die in zwei Reihen angeordnet sind.EP 769 656 A1 also includes an atmospheric gas burner several arranged in parallel next to each other Burner elements with a mixing body and one Burner plate with mixture outlet openings known. The Burner plate is essentially semi-cylindrical curved and executed as an attachable unit with the Mixing body connected. The mixture outlet openings are executed as slots arranged in two rows are.

Ein atmosphärischer Gasbrenner mit einer ebenen Brennerfläche mit Schlitzen und Bohrungen als Gemischdurchtrittsöffnungen geht aus DE 297 02 645 U1 hervor. Hierbei sind zwei benachbarte Schlitze versetzt zueinander angeordnet. Zusätzlich zu dem kurzen Schlitzen sind zwei Bohrungen in jeder Spalte ausgebildet.An atmospheric gas burner with a flat one Burner surface with slots and holes as Mixture passage openings go from DE 297 02 645 U1 out. Here, two adjacent slots are offset arranged to each other. In addition to the short slitting two holes are formed in each column.

Advantages of the invention

Der erfindungsgemäße Gasbrenner mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass das Brenngasgemisch mit einer laminaren Strömung austritt und über die gesamte Brennerfläche eine stabile Flammenfront ausbildet. Durch die zueinander versetzt angeordneten. Schlitze bildet sich kein durchgehender Mittelsteg aus. Dadurch verringert sich die gesamte Längenausdehnung Δl bedingt durch die unterbrochene thermische Spannung, mit Δl = α.l₀.ΔT, wobei α der Wärmeausdehnungkoeffizient, l₀ die Länge der nicht unterbrochenen Stege zwischen den Schlitzen und ΔT die Temperaturdifferenz bedeuten. Daraus folgt, dass bei versetzt zueinander angeordneten Schlitzen die effektiv auftretende Längenausdehnung um vieles geringer ausfällt als bei nicht versetzten Schlitzen mit durchgehenden Stegen. Somit können die thermischen Spannung aufgrund der auftretenden Temperaturdifferenzen besser aufgefangen werden. Daraus folgt weiterhin, dass sich die Zug-/Druckspannungen ebenfalls verringern, was zu geringerer Ausdehnung und somit kleinerem Krafteintrag in vertikaler Richtung des eingespannten System von Brennerplatte und Mischkörper führt.The gas burner according to the invention with the characterizing features of claim 1 has the advantage that the fuel gas mixture emerges with a laminar flow and forms a stable flame front over the entire burner surface. Due to the staggered arrangement. Slots do not form a continuous central web. This reduces the total linear expansion Δl due to the interrupted thermal stress, with Δl = α.l ₀ .ΔT, where α is the coefficient of thermal expansion, l ₀ the length of the uninterrupted webs between the slots and ΔT the temperature difference. It follows from this that in the case of slots which are arranged offset with respect to one another, the length expansion which effectively occurs is much less than with slots which are not offset with continuous webs. The thermal stress can thus be better absorbed due to the temperature differences that occur. It also follows that the tensile / compressive stresses also decrease, which leads to less expansion and thus less force input in the vertical direction of the clamped system of burner plate and mixing body.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands des Hauptanspruchs möglich. Eine besonders gleichmäßige Verbrennung wird erzielt, wenn die Länge des kurzen Schlitzes mindestens die halbe Länge des langen Schlitzes aufweist und die Schlitze entlang einer gemeinsamen Linie an den beiden gegenüberliegenden Wandabschnitten ausgerichtet sind.By the measures listed in the subclaims advantageous embodiments of the subject of Main claim possible. A particularly even one Burning is achieved when the length of the short Slot at least half the length of the long slot and the slots along a common line aligned with the two opposite wall sections are.

drawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Fig. 1 zeigt eine Ansicht der Breitseite eines Brennerelements, Fig. 2 eine Schnittdarstellung durch das Brennerelement in Fig. 1 nach der Linie II-II, Fig. 3 eine Seitenansicht einer Brennerplatte, Fig. 4 eine Draufsicht auf die Brennerplatte in Fig. 3, Fig. 5 einen vergrößerten Ausschnitt X in Fig. 2, Fig. 6 eine Schnittdarstellung durch die Brennerplatte in Fig. 4 nach der Linie VI-VI und Fig. 7 eine vergrößerte Draufsicht auf einen Ausschnitt der Brennerplatte.An embodiment of the invention is shown in the drawing and explained in more detail in the following description. Fig. 1 shows a view of the wide side of the burner element, Fig. 2 a sectional view of the burner element shown in Fig. 1 along the line II-II, Fig. 3 is a side view of a burner plate, Fig. 4 is a plan view of the burner plate in Fig. 3 , Fig. 5 shows an enlarged detail X in Fig. 2, Fig. 6 is a sectional view through the burner plate in Fig. 4 according to the line VI-VI and Fig. 7 is an enlarged plan view of a detail of the burner plate.

embodiment

Fig. 1 zeigt ein Brennerelement 10 eines nicht näher dargestellten atmosphärischen Gasbrenners. Der atmosphärische Gasbrenner besteht aus einer Anzahl von parallel nebeneinander angeordneten Brennerelementen 10. Über die Anordnung einer entsprechenden Anzahl von Brennerelementen 10 lässt sich die Brennerleistung beliebig erhöhen. Jedes Brennerelement 10 weist einen Mischkörper 12 mit zwei Mischrohren 13 und einer Brennerplatte 15 auf. Der Mischkörper 12 wird gemäß Fig. 2 beispielsweise aus zwei schalenförmigen Blechhälften 17, 18 ausgeführt, die ein Gehäuse 19 bilden. Fig. 1 shows a burner element 10 of an atmospheric gas burner, not shown. The atmospheric gas burner consists of a number of burner elements 10 arranged in parallel next to one another. The burner output can be increased as desired by arranging a corresponding number of burner elements 10 . Each burner element 10 has a mixing body 12 with two mixing tubes 13 and a burner plate 15 . The mixing body 12 is according to Fig. 2, for example, carried out from two shell-shaped sheet metal halves 17, 18 forming a housing 19.

Die Mischrohre 13 haben jeweils eine Lufteintrittsöffnung 21, der jeweils eine nicht näher dargestellte Gasdüse zugeordnet ist. Die Gasdüsen leiten Brenngas in die Mischrohre 13 ein, das über die Lufteintrittsöffnungen 21 Primärluft in das Mischrohr 13 mitreißt, so dass sich in den Mischrohren 13 ein Brenngas-Luft-Gemisch bildet. Zwischen den nebeneinander angeordneten Brennerelementen 10 ist ein nicht dargestellter Spalt vorhanden, durch den zusätzlich Sekundärluft in eine sich oberhalb der Brennerplatte 15 ausbildende Brennzone strömt.The mixing tubes 13 each have an air inlet opening 21 , each of which is assigned a gas nozzle, not shown. The gas nozzles introduce fuel gas into the mixing tubes 13 , which carries primary air into the mixing tube 13 via the air inlet openings 21 , so that a fuel gas / air mixture forms in the mixing tubes 13 . Between the burner elements 10 arranged side by side there is a gap, not shown, through which additional secondary air flows into a combustion zone which forms above the burner plate 15 .

An die Mischrohre 13 schließen sich jeweils Diffusorabschnitte 24 an, die in eine gemeinsame Verteilkammer 25 münden. Zur gleichmäßigen Verteilung des Brenngas-Luft-Gemischs ist der Strömungskanal des Diffusorabschnitts 24 mit einer deltaförmigen Verengung 27 ausgebildet. Im Bereich der Verteilkammer 25 bilden die Blechhälften 17, 18 einen umlaufenden, gehäuseseitigen Wandabschnitt 29 aus (Fig. 5).Diffuser sections 24 , which open into a common distribution chamber 25 , adjoin each of the mixing tubes 13 . The flow channel of the diffuser section 24 is designed with a delta-shaped constriction 27 for uniform distribution of the fuel gas / air mixture. In the area of the distribution chamber 25 , the sheet metal halves 17 , 18 form a peripheral wall section 29 on the housing side ( FIG. 5).

Die Brennerplatte 15 ist von einem rahmenförmigen Wandabschnitt 37 umgeben und hat eine im Wesentlichen ebene Brennerfläche 35, in die Gemischaustrittsöffnungen 16 eingebracht sind. Die Gemischaustrittsöffnungen 16 bestehen gemäß Fig. 7 aus einem langen Schlitz 51 mit einer Länge L1 und einem kurzen Schlitz 52 mit einer Länge L2. Die Schlitze 51, 52 sind dabei in zwei Reihen abwechselnd versetzt nebeneinander angeordnete, so dass in jeder Spalte jeweils ein kurzer Schlitz 52 und ein langer Schlitz 51 liegen. Die Schlitze 51, 52 sind ferner langlochförmig mit etwa halbkreisförmigen Endabschnitten ausgeführt. Die Breite beider Schlitze 51, 52 ist gleich. Die Länge L2 des kurzen Schitzes 52 ist dabei etwa gleich der halben Länge L1 bis größer als die halbe Länge L1 des langen Schlitzes 51. Zu den beiden Wandabschnitten 37 sind die Schlitze 51 und 52 entlang einer gemeinsamen Linie ausgerichtet. Dadurch kommt die Anordnung der abwechseln nebeneinander liegenden kurzen Schlitze 52 und langen Schlitze 51 in zwei Reihen zustande, wobei die langen Schlitze 51 jeweils bis über die Mitte der Brennerfläche 35 reichen. Zwischen zwei gegenüberliegenden Schlitzen 51, 52 ist ein Steg ausbildetet, dessen Breite sich dann aus der Differenz von L1 und L2 ergibt. Es sind jedoch auch Ausführungsformen von mehr als zwei Reihen von abwechselnd versetzt angeordneten Schlitzen möglich.The burner plate 15 is surrounded by a frame-shaped wall section 37 and has an essentially flat burner surface 35 , into which the mixture outlet openings 16 are introduced. The mixture outlet openings 16 are shown in FIG. 7 of a long slot 51 having a length L1 and a short slot 52 having a length L2. The slots 51 , 52 are alternately staggered in two rows, so that in each column there is a short slot 52 and a long slot 51 . The slots 51 , 52 are also elongated with approximately semicircular end sections. The width of both slots 51 , 52 is the same. The length L2 of the short slot 52 is approximately equal to half the length L1 to greater than half the length L1 of the long slot 51 . The slots 51 and 52 are aligned with the two wall sections 37 along a common line. This results in the arrangement of the alternately adjacent short slots 52 and long slots 51 in two rows, the long slots 51 each reaching over the center of the burner surface 35 . A web is formed between two opposite slots 51 , 52 , the width of which then results from the difference between L1 and L2. However, embodiments of more than two rows of alternately staggered slots are also possible.

In den Wandabschnitt 37 sind gemäß Fig. 5 und 6 beispielsweise zwei übereinanderliegende und nach außen weisende brennerplattenseitige Sicken 38, 38' eingearbeitet. Den Sicken 38, 38' sind gemäß Fig. 5 im gehäuseseitigen Wandabschnitt 29 des Mischkörpers 12 zwei ebenfalls nach außen weisende gehäuseseitige Sicken 39, 39' zugeordnet. Die gehäuseseitigen Sicken 39, 39' greifen im montierten Zustand von Mischkörper 12 und Brennerplatte 15 in die brennerplattenseitigen Sicken 38, 38' ein. Die Sicken 38, 38', 39, 39' sind derart aufeinander abgestimmt, dass diese im Zusammenwirken eine definierte Linienpressungen erzeugen, die jeweils Dichtkanten ausbilden. Dadurch wird in allen Betriebszuständen die geforderte Brenngasdichtheit gewährleistet. Die Sicken 38, 38', 39, 39' versteifen außerdem beide Bauteile und ermöglichen somit kleinere Toleranzen. Es sind jedoch auch Ausführungsformen denkbar, die nur mit einer Sicke auskommen oder die mehr als zwei übereinander liegende Sicken benutzen.In the wall section 37 are shown in FIG. 5 and 6, for example two superposed and incorporated outwardly facing burner plate-side beads 38, 38 '. The beads 38, 38 'are shown in FIG. 5 in the housing 12, two side wall portion 29 of the mixing body also outwardly facing housing side beads 39, 39' assigned. The beads 39 , 39 'on the housing engage in the assembled state of the mixing body 12 and burner plate 15 in the beads 38 , 38 ' on the burner plate side. The beads 38 , 38 ', 39 , 39 ' are coordinated with one another in such a way that, in cooperation, they generate a defined line pressure, which in each case forms sealing edges. This ensures the required fuel gas tightness in all operating states. The beads 38 , 38 ', 39 , 39 ' also stiffen both components and thus enable smaller tolerances. However, embodiments are also conceivable which only need one bead or which use more than two beads lying one above the other.

Der Wandabschnitt 37 der Brennerplatte 15 weist ferner gemäß Fig. 3 beispielsweise an vier gegenüberliegenden Stellen jeweils zwei Rasthaken 40 auf, die jeweils als aus dem Wandabschnitt 37 ausgeformte Blechlaschen 41 ausgebildet sind. Die Blechlaschen 41 besitzen eine federnde Vorspannung. Das Ausformen der Blechlaschen 41 erfolgt beispielsweise durch Ausstanzen eines Blechstreifens aus dem Blech des Wandabschnitts 37 und nach innen Biegen dieses Blechstreifens.According to FIG. 3, the wall section 37 of the burner plate 15 also has two latching hooks 40 at four opposite points, each of which is designed as a sheet metal tab 41 formed from the wall section 37 . The sheet metal tabs 41 have a resilient bias. The sheet metal brackets 41 are formed, for example, by punching out a sheet metal strip from the sheet metal of the wall section 37 and bending this sheet metal strip inwards.

Die Rasthaken 40 befinden sich an Stellen, an denen die Blechhälften 17, 18 des Gehäuses 19 mit den Verengungen 27 ausgeführt sind. Durch diese Verengungen 27 bilden die Blechhälften 17, 18 jeweils zurückgesetzte Gehäuseabschnitte 32 aus. Die Blechlaschen 41 sind so weit nach innen gebogen, dass sie den zurückgesetzten Gehäuseabschnitt 32 im montierten Zustand rastend hintergreifen (Fig. 5). Die federnde Wirkung der Blechlaschen 41 ermöglicht eine sichere Verbindung zwischen Mischkörper 12 und Brennerplatte 15. Darüber hinaus ermöglicht diese Art der Verbindung eine Relativbewegung zwischen Mischkörper 12 und Brennerplatte 15, wodurch ein Ausgleich bei thermischen Spannungen möglich ist.The latching hooks 40 are located at locations where the sheet metal halves 17 , 18 of the housing 19 are designed with the constrictions 27 . By means of these constrictions 27 , the sheet metal halves 17 , 18 each form recessed housing sections 32 . The metal tabs 41 are bent so far inward that they engage behind the recessed housing section 32 in the assembled state ( FIG. 5). The resilient effect of the sheet metal tabs 41 enables a secure connection between the mixing body 12 and the burner plate 15 . In addition, this type of connection enables a relative movement between the mixing body 12 and the burner plate 15 , which makes it possible to compensate for thermal stresses.

Um zusätzlich die Längsbewegung zwischen Brennerplatte 15 und Mischkörper 12, die auf Grund von hohen Temperaturunterschieden entstehen, zu verbessern, sind in die Wandabschnitte 37 beispielsweise Dehnschlitze 43 eingebracht (Fig. 3). Die Geometrie der Dehnschlitze 43 ist so ausgeführt, dass keine Unterbrechung der Sicken 38, 38' erfolgt und somit die Dichtheitsanforderungen gewährleistet sind. Die Wandabschnitte 37 sind ferner an den beiden Schmalseiten mit jeweils einem Schlitz 45 versehen, durch den die Bördelstellen des Gehäuses 19 greifen können (Fig. 6).In order to additionally improve the longitudinal movement between burner plate 15 and mixing body 12 , which arise due to high temperature differences, expansion slots 43 are made in wall sections 37, for example ( FIG. 3). The geometry of the expansion slots 43 is designed such that there is no interruption of the beads 38 , 38 'and thus the tightness requirements are guaranteed. The wall sections 37 are further provided on each of the two narrow sides with a slot 45 through which the flanging points of the housing 19 can reach ( FIG. 6).

Claims

1.Gas burner with a plurality of burner elements arranged essentially parallel to one another with a mixing body and a burner plate which closes the mixing body toward the combustion zone and has a burner surface in which mixture outlet openings are arranged, characterized in that the mixture outlet openings ( 16 ) consist of long slots ( 51 ) and there are short slots ( 52 ) and that the long slots ( 51 ) and the short slots ( 52 ) are alternately staggered in at least two rows.

2. Gas burner according to claim 1, characterized in that the two rows of slots ( 51 , 52 ) to the two wall sections ( 37 ) are aligned along a common line.

3. Gas burner according to claim 1, characterized in that the long slots ( 51 ) have a length (L1) and the short slots ( 52 ) have a length (L2) and that the length (L2) of the short slot ( 52 ) is approximately the same half the length (L1) to greater than half the length (L1) of the long slot ( 51 ).

4. Gas burner according to claim 1, characterized in that the long slots ( 51 ) each extend over the middle of the burner surface 35 .

5. Gas burner according to claim 1, characterized in that the. Slots ( 51 , 52 ) are elongated with approximately semicircular end sections.

6. Gas burner according to claim 1, characterized in that the burner surface ( 35 ) is substantially flat.