DE10053877B4

DE10053877B4 - Burner plate for a gas burner

Info

Publication number: DE10053877B4
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: 2004-10-07
Anticipated expiration: 2020-11-01
Also published as: EP1201990A1; DE10053877A1

Abstract

Gasbrenner mit mehreren, im Wesentlichen parallel zueinander angeordneten Brennerelementen mit einem Mischkörper und einer dem Mischkörper zur Brennzone hin abschließenden Brennerplatte mit einer Brennerfläche, in der Gemischaustrittsöffnungen angeordnet sind, wobei die Gemischaustrittsöffnungen aus langen Schlitzen und kurzen Schlitzen bestehen, dadurch gekennzeichnet, dass die langen Schlitze (51) und die kurzen Schlitze (52) in mindestens zwei Reihen jeweils abwechselnd versetzt nebeneinander angeordnet sind, dass die langen Schlitze (51) eine Länge (L1) und die kurzen Schlitze (52) eine Länge (L2) aufweisen, dass die Länge (L2) des kurzen Schlitzes (52) etwa gleich der halben Länge (L1) bis größer als die halbe Länge (L1) des langen Schlitzes (51) ist und dass die langen Schlitze (51) jeweils bis über die Mitte der Brennerfläche (35) reichen.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, the mixture outlet openings consisting of long slots and short slots, characterized in that the long slots (51) and the short slots (52) are alternately staggered in at least two rows, so that the long slots (51) have a length (L1) and the short slots (52) have a length (L2) that 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) and that the long slots (51) each extend over the center of the burner surface (35 ) pass.

Description

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

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.From the EP 769 656 A1 an atmospheric gas burner with several burner elements arranged in parallel next to one another with a mixing body and a burner plate with mixture outlet openings is known. The burner plate is essentially semi-cylindrical and is connected to the mixing body as a plug-on unit. The mixture outlet openings are designed as slots that are arranged in two rows.

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 burner surface with slots and bores as mixture passage openings goes out DE 297 02 645 U1 out. Here, two adjacent slots are arranged offset from one another. In addition to the short slot, two holes are formed in each column.

Aus FR 2 738 327 A3 ist ein Gasbrenner mit einer Brennerplatte mit Gemischaustrittsöffnungen bekannt, bei dem die Gemischaustrittsöffnungen aus langen Schlitzen und kurzen Schlitzen bestehen. Die Schlitze mit den unterschiedlichen Längen sind dabei in unterschiedlichen Reihen angeordnet, wobei die kurzen Schlitze in Gruppen mit dazwischenliegenden Materialstegen zusammengefaßt sind. Die langen Schlitze erstrecken sich dabei über den Materialsteg von einer Gruppe in die benachbarte Gruppe von kurzen Schlitzen.Out FR 2 738 327 A3 a gas burner with a burner plate with mixture outlet openings is known, in which the mixture outlet openings consist of long slots and short slots. The slots with the different lengths are arranged in different rows, the short slots being combined in groups with material webs in between. The long slots extend over the material web from one group to the adjacent group of short slots.

Ein weiterer atmosphärischer Gasbrenner mit einer Brennerplatte mit Gemischaustrittsöffnungen ist aus FR 2 777 978 A1 bekannt. Hierbei sind die schlitzförmigen Gemischaustrittsöffungen in einer wellenförmigen Verteilung angeordnet, wobei die nebeneinander liegenden Schlitze jeweils bis zur Mitte des benachbarten Schlitzes reichen.Another atmospheric gas burner with a burner plate with mixture outlet openings is out FR 2 777 978 A1 known. Here, the slit-shaped mixture outlet openings are arranged in a wave-shaped distribution, the slits lying next to one another each reaching to the center of the adjacent slit.

Vorteile der ErfindungAdvantages of 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, wobei eine gleichmäßige Verbrennung erzielt wird. 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 Wärmeausdehnungskoeffizient, 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, uniform combustion being achieved. Due to the staggered slots, no continuous central web is formed. 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 is} the length of the uninterrupted webs between the slots and ΔT is the temperature difference. It follows from this that in the case of slots arranged offset with respect to one another, the effective length expansion is much smaller 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 continues to follow from this; 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 Schlitze entlang einer gemeinsamen Linie an den beiden gegenüberliegenden Wandabschnitten ausgerichtet sind.By the measures listed in the subclaims are advantageous embodiments of the subject of the main claim possible. A particularly even combustion is achieved when the slots along a common line on the two opposite wall sections are aligned.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. 1 zeigt eine Ansicht der Breitseite eines Brennerelements, 2 eine Schnittdarstellung durch das Brennerelement in 1 nach der Linie II-II, 3 eine Seitenansicht einer Brennerplatte, 4 eine Draufsicht auf die Brennerplatte in 3, 5 einen vergrößerten Ausschnitt X in 2, 6 eine Schnittdarstellung durch die Brennerplatte in 4 nach der Linie VI-VI und 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. 1 shows a view of the broad side of a burner element, 2 a sectional view through the burner element in 1 along the line II-II, 3 a side view of a burner plate, 4 a plan view of the burner plate in 3 . 5 an enlarged section X in 2 . 6 a sectional view through the burner plate in 4 along the line VI-VI and 7 an enlarged plan view of a section of the burner plate.

Ausführungsbeispielembodiment

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 2 beispielsweise aus zwei schalenförmigen Blechhälften 17, 18 ausgeführt, die ein Gehäuse 19 bilden. 1 shows a burner element 10 an atmospheric gas burner, not shown. The atmospheric gas burner consists of a number of burner elements arranged in parallel next to each other 10 , About the arrangement of a corresponding number of burner elements 10 the burner output can be increased as desired. Every burner element 10 has a mixing body 12 with two mixing tubes 13 and a burner plate 15 on. The mixing body 12 is according to 2 for example from two shell-shaped sheet metal halves 17 . 18 running which is a housing 19 form.

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 feed fuel gas into the mixing tubes 13 one that goes through the air intake vents 21 Primary air into the mixing tube 13 sweeps away, so that in the mixing tubes 13 forms a fuel gas-air mixture. Between the burner elements arranged side by side 10 there is a gap, not shown, through which additional secondary air flows into a space above the burner plate 15 forming combustion zone flows.

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 (5).To the mixing tubes 13 each close diffuser sections 24 at that in a common distribution chamber 25 lead. The flow channel of the diffuser section is for an even distribution of the fuel gas / air mixture 24 with a delta-shaped narrowing 27 educated. In the area of the distribution chamber 25 form the sheet metal halves 17 . 18 a circumferential wall section on the housing side 29 out ( 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 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 from a frame-shaped wall section 37 surrounded and has a substantially flat burner surface 35 , into the mixture outlet openings 16 are introduced. The mixture outlet openings 16 exist according to 7 from a long slit 51 with a length L1 and a short slot 52 with a length L2. The slots 51 . 52 are alternately staggered in two rows, so that there is a short slot in each column 52 and a long slit 51 lie. The slots 51 . 52 are also elongated with approximately semicircular end sections. The width of both slots 51 . 52 is equal to. The length L2 of the short slit 52 is approximately equal to half the length L1 to greater than half the length L1 of the long slot 51 , To the two wall sections 37 are the slots 51 and 52 aligned 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 slits 51 each up to the middle of the burner surface 35 pass. Between two opposite slots 51 . 52 a web is formed, 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 5 und 6 beispielsweise zwei übereinanderliegende und nach außen weisende brennerplattenseitige Sicken 38, 38' eingearbeitet. Den Sicken 38, 38' sind gemäß 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 according to 5 and 6 For example, two superimposed and outward-facing beads on the burner plate side 38 . 38 ' incorporated. The beads 38 . 38 ' are according to 5 in the wall section on the housing side 29 of the mixing body 12 two outward-facing beads on the housing 39 . 39 ' assigned. The beads on the housing side 39 . 39 ' grip in the assembled state of the mixing body 12 and burner plate 15 into the beads on the burner plate side 38 . 38 ' on. The beads 38 . 38 ' . 39 . 39 ' are coordinated with one another in such a way that, when they interact, they generate a defined line pressure, each of which 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 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.The wall section 37 the burner plate 15 further points according 3 for example, two locking hooks at four opposite points 40 on, each as from the wall section 37 molded sheet metal tabs 41 are trained. The sheet metal brackets 41 have a resilient preload. Forming the sheet metal tabs 41 takes place, 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 (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 locking hooks 40 are in places where the sheet metal halves 17 . 18 of the housing 19 with the constrictions 27 are executed. Because of these narrowing 27 form the sheet metal halves 17 . 18 recessed housing sections 32 out. The sheet metal brackets 41 are bent so far inwards that they are the recessed housing section 32 reach behind in the assembled state ( 5 ). The elastic effect of the sheet metal straps 41 enables a secure connection between the mixing body 12 and burner plate 15 , In addition, this type of connection enables a relative movement between the mixing body 12 and 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 (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 ( 6).To additionally the longitudinal movement between the burner plate 15 and mixing body 12 that arise due to high temperature differences are to be improved in the wall sections 37 for example expansion slots 43 brought in ( 3 ). The geometry of the expansion slots 43 is designed so that there is no interruption of the beads 38 . 38 ' takes place and thus the tightness requirements are guaranteed. The wall sections 37 are also on the two narrow sides, each with a slot 45 through which the flanges of the housing 19 can grab ( 6 ).

Claims

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 towards the combustion zone and has a burner surface in which mixture outlet openings are arranged, the mixture outlet openings consisting of long slots and short slots, characterized in that the long slots ( 51 ) and the short slots ( 52 ) in at least two rows, alternately staggered next to each other, that the long slots ( 51 ) a length (L1) and the short slots ( 52 ) have a length (L2) that the length (L2) of the short slot ( 52 ) approximately equal to half the length (L1) to greater than half the length (L1) of the long slot ( 51 ) and that the long slots ( 51 ) each over the middle of the burner surface ( 35 ) pass.

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.

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

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