DE10062209A1

DE10062209A1 - Leistungsvariabler Gasbrenner

Info

Publication number: DE10062209A1
Application number: DE2000162209
Authority: DE
Inventors: Werner Klausmann
Original assignee: Viessmann Werke GmbH and Co KG
Current assignee: Viessmann Werke GmbH and Co KG
Priority date: 2000-12-13
Filing date: 2000-12-13
Publication date: 2002-03-14

Abstract

Die Erfindung betrifft einen leistungsvariablen Gasbrenner mit einer Brennerfläche (1) zur Verbrennung eines in einer der Brennerfläche (1) vorgeschalteten Mischeinrichtung (4) vorgemischten Gas-Luft-Gemisches. Nach der Erfindung ist vorgesehen, dass in einem die Brennerfläche (1) umschließenden Randbereich (2) mindestens eine, bei Mehrleistungsbedarf der eine Teilleistung erbringenden Brennerfläche (1) zuschaltbare und wahlweise mit der Mischeinrichtung (4) verbundene Gas-Luft-Gemisch-Austrittsöffnung (3) zur Verbrennung einer zusätzlichen Gas-Luft-Gemischmenge angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen leistungsvariablen Gasbrenner nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Gasbrenner sind beispielsweise nach der G 91 02 991 U1 bekannt. Ferner sind die halbkugelförmigen, sogenannten Ma trix-Strahlungsbrenner der Anmelderin allgemein bekannt und insbesondere bei Niedertemperatur- und Brennwertheizkesseln in Benutzung.

Bei diesen, allgemein als Flächenbrenner bezeichneten Gas brennern wird das zu verbrennende Gas in einer Mischeinrich tung mit der Verbrennungsluft vermischt. Anschließend strömt das so entstandene Gas-Luft-Gemisch durch die beispielsweise aus einem als Flammenhalter dienenden Drahtgewebe hergestellte Brennerfläche, um dort verbrannt zu werden.

Diese bekannten Gasbrenner werden dabei sowohl atmosphärisch als auch, und zwar im modulierenden Betrieb, mit einem Gebläse betrieben.

Ein bekannter Vorteil der Flächenbrenner besteht neben ihrer schadstoffarmen Verbrennung insbesondere in ihrer leisen Be triebsweise, die aus der großen Brennfläche und damit verbun den aus der vergleichsweise geringen Strömungsgeschwindigkeit des Gas-Luft-Gemisches resultiert.

Bei den leistungsstärkeren Gebläseflächenbrennern beträgt die derzeitige Nenn-Wärmeleistungsgrenze etwa 100 kW. Bei modulie render Betriebsweise kann dabei die Leistung zwischen etwa 30 kW und 100 kW variiert werden, d. h. es ergibt sich so ein Mo dulationsbereich von 1 : 3.

Um höhere Leistungen zu erreichen, werden beispielsweise Gas gebläsebrenner mit einer sogenannten Stauscheibe eingesetzt, die aber zur Sicherstellung eines möglichst homogenen Gas- Luft-Gemisches mit hohen Mischgeschwindigkeiten betrieben wer den müssen und damit im Betrieb vergleichsweise laut sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Flächenbrenner der eingangs genannten Art hinsichtlich seiner oberen Lei stungsgrenze zu verbessern, und zwar bei nach wie vor mög lichst geringer Geräuschentwicklung.

Diese Aufgabe ist mit einem leistungsvariablen Gasflächenbren ner der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des unabhängigen Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.

Der erfindungsgemäße Brenner besteht also aus einem Flächen brenner, der vorzugsweise halbkugelförmig ausgebildet ist, und um diesen herum angeordnete Gas-Luft-Gemisch-Austrittsöffnun gen, durch die bei Mehrleistungsbedarf eine zusätzliche Gas- Luft-Gemischmenge in die Brennerkammer einströmt. Die Zündung des zusätzlich zugeführten Gemisches erfolgt dabei einfach an der bereits brennenden Brennerfläche. Mit diesem, sogenannte Brennerlanzen aufweisenden Brenner sind, wie erste Versuche gezeigt haben, ohne weiteres Leistungsbereiche bis zu 500 kW (Modulationsbereich mindestens 1 : 6 und mehr) erreichbar, und zwar ohne merkliche Lautstärkenerhöhung, da das vorgemischte Gas-Luft-Gemisch auch aus den Lanzenstufen mit geringere Ge schwindigkeit austritt als bei den bisher üblichen, oben er wähnten Gasgebläsebrennern mit Stauscheibe.

Die Formulierung im Kennzeichen des Anspruchs 1, nämlich dass "mindestens eine Gas-Luft-Gemisch-Austrittsöffnung" neben der Brennerfläche angeordnet ist, umfasst dabei insbesondere die zu bevorzugende Variante mehrerer, gleichmäßig um die Brenner fläche verteilt angeordneter Austrittsöffnungen, da auf diese Weise eine deutlich gleichmäßigere Verbrennung erreicht werden kann.

Die Möglichkeit, dass die Austrittsöffnungen "wahlweise" mit der Mischeinrichtung verbunden sind, umfasst die denkbare Va riante, eine separate Mischeinrichtung für die Brennerlanzen vorzusehen. Aus Zweckmäßigkeitsgründen wird in der Regel wohl aber eine Mischeinrichtung für den Flächenbrenner und die Lan zen verwendet werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen 2 bis 6.

Der erfindungsgemäße, leistungsvariable Gasbrenner wird nach folgend anhand der zeichnerischen Darstellung von zwei Ausfüh rungsbeispielen näher erläutert. Dabei werden auch die abhän gigen Ansprüche 2 bis 6, die im übrigen für alle Ausführungs beispiele gelten, ausführlich erörtert.

Es zeigt jeweils perspektivisch

Fig. 1 einen ebenflächigen Gasbrenner mit einer einzigen, die Brennerfläche umfassenden Gas-Luft-Gemisch-Aus trittsöffnung und

Fig. 2 in bevorzugter Ausführungsweise einen halbkugelför migen Gasbrenner mit gleichmäßig verteilt angeord neten Gas-Luft-Gemisch-Austrittsöffnungen.

Der in Fig. 1 in leicht abstrahierter Weise dargestellte Gas brenner umfasst eine Brennerfläche 1 zur Verbrennung eines in einer der Brennerfläche 1 vorgeschalteten Mischeinrichtung 4 vorgemischten Gas-Luft-Gemisches. Wesentlich für diesen Gas brenner ist nun, dass in einem die Brennerfläche 1 umschies senden Randbereich 2 mindestens eine, bei Mehrleistungsbedarf der eine Teilleistung erbringenden Brennerfläche 1 zuschalt bare und mit der Mischeinrichtung 4 verbundene Gas-Luft-Ge misch-Austrittsöffnung 3 zur Verbrennung einer zusätzlichen Gas-Luft-Gemischmenge angeordnet ist.

Um dabei auch bei Mehrleistungsbedarf eine möglichst gleich mäßige Verbrennung zu gewährleisten, erstreckt sich die Gas- Luft-Gemisch-Austrittsöffnung bei der Ausführungform nach Fig. 1 an drei Seiten der Brennerfläche.

In der Mischeinrichtung 4, die, da ohne weiteres vorstellbar, einfach als Kasten abstrahiert dargestellt ist, erfolgt die Vermischung des zu verbrennenden Gases mit der Verbrennungs luft. Das entstandene Gas-Luft-Gemisch wird dann mindestens zum Drahtgewebe 5 der Brennerfläche 1 geführt und dort ver brannt. Bei Mehrleistungsbedarf wird das Gemisch zusätzlich, wie erwähnt, auch der Gas-Luft-Gemisch-Austrittsöffnung 3 zu geführt, welches sich dort zwangsläufig an der Flamme der Brennerfläche 1 entzündet.

Eine der geplanten Bauform sehr nahekommende Ausführungsform ist in Fig. 2 dargestellt. Bei dieser ist die Brennerfläche 1, wie bei den bekannten Matrix-Brennern, halbkugelförmig ausge bildet. Ferner ist nicht nur eine, sondern eine ganze Anzahl von Gas-Luft-Gemisch-Austrittsöffnungen 3 gleichmäßig verteilt um die Brennerfläche 1 in deren Randbereich 2 angeordnet.

Darüber hinaus sind an den Gas-Luft-Gemisch-Austrittsöffnungen 3 genau wie am Flächenbrenner jeweils Drahtgewebe 5 als Flam menhalter angeordnet.

Im Teillastbereich werden mit diesem Brenner die bekannt guten Schadstoffwerte des Oberflächenbrenners erreicht, wobei die leise Betriebsweise voll erhalten bleibt. Durch die zugeführ ten Gemischstrahlen aus der Lanzenstufe (Gas-Luft-Gemisch-Aus trittsöffnung 3) ergibt sich eine deutliche Leistungssteige rung.

Um die Lanzenstufen mit dem Gas-Luft-Gemisch versorgen zu kön nen, ist der Mischeinrichtung 4 ein Gebläse vorgeschaltet. Da aber im Vergleich zu den vorerwähnten herkömmlichen Gasgeblä sebrennern mit Stauscheibe erheblich geringere Strömungsge schwindigkeiten erforderlich sind, ist auch die Geräuschent wicklung beim erfindungsgemäßen Brenner deutlich geringer.

Bezugszeichenliste

1

Brennerfläche

2

Randbereich

3

Austrittsöffnung

4

Mischeinrichtung

5

Drahtgewebe

Claims

1. Leistungsvariabler Gasbrenner mit einer Brennerfläche (1) zur Verbrennung eines in einer der Brennerfläche (1) vorge schalteten Mischeinrichtung (4) vorgemischten Gas-Luft-Ge misches, dadurch gekennzeichnet, dass in einem die Brennerfläche (1) umschließenden Randbe reich (2) mindestens eine, bei Mehrleistungsbedarf der eine Teilleistung erbringenden Brennerfläche (1) zuschaltbare und wahlweise mit der Mischeinrichtung (4) verbundene Gas- Luft-Gemisch-Austrittsöffnung (3) zur Verbrennung einer zu sätzlichen Gas-Luft-Gemischmenge angeordnet ist.

2. Gasbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennerfläche (1) halbkugelförmig ausgebildet ist.

3. Gasbrenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl von Gas-Luft-Gemisch-Austrittsöffnungen (3) gleichmäßig verteilt um die Brennerfläche (1) in deren Randbereich (2) angeordnet ist.

4. Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an der mindestens einen Gas-Luft-Gemisch-Austritts öffnung (3) ein Drahtgewebe (5) als Flammenhalter angeord net ist.

5. Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Gas-Luft-Gemisch-Austrittsöffnung (3) mit einer separaten Mischeinrichtung verbunden ist.

6. Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass wahlweise der Mischeinrichtung (4) oder den Mischein richtungen ein Gebläse vorgeschaltet ist.