DE102009054378B4

DE102009054378B4 - gas burner

Info

Publication number: DE102009054378B4
Application number: DE102009054378A
Authority: DE
Inventors: Harm Jan Schroten; Remko Voordendag
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-11-24
Filing date: 2009-11-24
Publication date: 2011-09-22
Anticipated expiration: 2029-11-25
Also published as: DE102009054378A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Gasbrenner, insbesondere einen Vormischbrenner, zur Verwendung in Brennkammern (4) von Heizgeräten mit einem Brennergehäuse (1), einem Verbrennungsluftgebläse zur Förderung der Verbrennungsluft, einer Gaszuführung und einem Gasregelventil, einem Brennergehäuse (2) zum Verteilen von Verbrennungsluft und Gas, einer Brenneroberfläche (3) für den Eintritt des zündfähigen Gas-Luft-Gemischs in die Brennkammer (4), einer Zündvorrichtung (5) stromabwärts in der Nähe der Brenneroberfläche (3) sowie mit einer mit Durchtrittsöffnungen (6, 6a) für das Gas-Luft-Gemisch versehenen Verteilerplatte (7), welche etwa parallel und mit einem Abstand stromaufwärts der Brenneroberfläche (3) angeordnet ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Zündverhalten eines Gasbrenners zu opti- und damit dessen Robustheit zu verbessern. Erfindungsgemäß ist der Gasbrenner dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilerplatte (7) mindestens im Bereich der Zündvorrichtung (5) eine Vorrichtung zum Regulieren der Durchlässigkeit der Verteilerplatte (7) für das Gas-Luft-Gemisch aufweist.The invention relates to a gas burner, in particular a premix burner, for use in combustion chambers (4) of heating devices with a burner housing (1), a combustion air blower for conveying the combustion air, a gas supply and a gas control valve, a burner housing (2) for distributing combustion air and gas , a burner surface (3) for the entry of the ignitable gas-air mixture into the combustion chamber (4), an ignition device (5) downstream in the vicinity of the burner surface (3) and one with through openings (6, 6a) for the gas -Air mixture provided distributor plate (7) which is arranged approximately parallel and at a distance upstream of the burner surface (3). The object of the invention is to optimize the ignition behavior of a gas burner and thus to improve its robustness. According to the invention, the gas burner is characterized in that the distributor plate (7) has, at least in the area of the ignition device (5), a device for regulating the permeability of the distributor plate (7) for the gas-air mixture.

Description

Die Erfindung betrifft einen Gasbrenner, insbesondere einen Vormischbrenner, zur Verwendung in Brennkammern von Heizgeräten zur Brauchwasser- und/oder Heizwassererwärmung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a gas burner, in particular a premix burner, for use in combustion chambers of heaters for hot water and / or Heizwassererwärmung according to the preamble of claim 1.

Gattungsgemäße Gasbrenner umfassen ein Verbrennungsluftgebläse zur Förderung der Verbrennungsluft, eine Gaszuführung und ein Gasregelventil, ein Brennergehäuse zum Verteilen des Gemisches aus Verbrennungsluft und Gas, eine Brenneroberfläche für den Eintritt des zündfähigen Gas-Luft-Gemischs in die Brennkammer, eine Zündvorrichtung stromabwärts in der Nähe der Brenneroberfläche sowie eine mit Durchtrittsöffnungen für das Gas-Luft-Gemisch versehene Verteilerplatte, welche etwa parallel und mit einem Abstand stromaufwärts der Brenneroberfläche angeordnet ist. Gattungsgemäße Gasbrenner dienen dem kontrollierten Verbrennen eines Gas-Luft-Gemischs zur Wärmeerzeugung. Hinsichtlich ihrer Feuerungsleistung arbeiten sie entweder einstufig, mehrstufig oder stufenlos modulierend.Generic gas burners include a combustion air blower for conveying the combustion air, a gas supply and a gas control valve, a burner housing for distributing the mixture of combustion air and gas, a burner surface for the entry of the ignitable gas-air mixture into the combustion chamber, an ignition device downstream in the vicinity of Burner surface and provided with passages for the gas-air mixture distribution plate, which is arranged approximately parallel and at a distance upstream of the burner surface. Generic gas burners are used for the controlled burning of a gas-air mixture for heat generation. With regard to their firing capacity they work either single-stage, multi-stage or infinitely modulating.

Mittels einer Verteilerplatte stromaufwärts der Brenneroberfläche werden Pulsationen, Verwirbelungen oder ungleichmäßige Strömungen aus dem stromaufwärtigen Bereich und somit im Wesentlichen aus der Luft- und/oder Gaszuführung minimiert, um die Brenneroberfläche möglichst gleichmäßig mit dem Gas-Luft-Gemisch zu beaufschlagen.By means of a distributor plate upstream of the burner surface, pulsations, turbulences or uneven flows from the upstream region and thus substantially from the air and / or gas supply are minimized in order to apply the gas-air mixture as evenly as possible to the burner surface.

Während des Startvorganges wird generell ein schnelles Zünden angestrebt. Daher ist es wichtig, dass die in der Nähe der Brenneroberfläche angeordnete Zündeinrichtung, beispielsweise ein Glühzünder oder Funkenelektroden, auch gut mit Gas-Luft-Gemisch beaufschlagt wird. Ansonsten tritt bei Start über einen zu langen Zeitraum Gas-Luft-Gemisch über die Brenneroberfläche aus und es könnte möglicherweise zu einer Verpuffung kommen. Andererseits kann auch die für einen Brennerstart üblicherweise vorgegebene Sicherheitszeit überschritten werden, so dass der Start durch Schließen des Gasventils abgebrochen und eine Störmeldung ausgegeben wird. Dies gilt es zu vermeiden.During the starting process, a fast ignition is generally desired. Therefore, it is important that the igniter arranged in the vicinity of the burner surface, for example, an igniter or spark electrodes, is also well supplied with gas-air mixture. Otherwise, when starting for a too long period gas-air mixture over the burner surface and it could possibly lead to a deflagration. On the other hand, the safety time usually specified for a burner start can also be exceeded, so that the start is interrupted by closing the gas valve and a fault message is issued. This should be avoided.

Aus der DE 195 33 906 A1 ist ein atmosphärischer Gasbrenner bekannt, bei dem sich der Druckverlust an der Brenneroberfläche in Abhängigkeit der dort vorhandenen Temperatur derart verändert, dass die Primärluftzahl in einem vorgegebenen Lambda-Bereich konstant bleibt. Dazu wird eine doppellagige, temperaturabhängig gegeneinander verstellbare Brenneroberfläche mit mehr oder weniger korrespondierenden Gasdurchtrittsöffnungen vorgeschlagen. Somit ändert sich der Druckverlust mit der veränderten Strömungsgeometrie.From the DE 195 33 906 A1 An atmospheric gas burner is known, in which the pressure loss at the burner surface changes depending on the temperature present there in such a way that the primary air value remains constant within a predetermined lambda range. For this purpose, a double-layer, temperature-dependent mutually adjustable burner surface with more or less corresponding gas passage openings is proposed. Thus, the pressure loss changes with the changed flow geometry.

Weiterhin geht aus der DE 197 24 806 A1 eine Verteilerplatte eines Gasbrenners hervor, welche unterhalb einer als Brenneroberfläche dienenden Abdeckung zwei gegeneinander und in Abhängigkeit der Temperatur der Abdeckung verschiebbare Lochbleche aufweist. Die Lochbleche erstrecken sich dabei über den gesamten Bereich unterhalb der Abdeckung.Furthermore, goes from the DE 197 24 806 A1 a distributor plate of a gas burner, which has below a serving as a burner surface cover two mutually and depending on the temperature of the cover slidable perforated plates. The perforated plates extend over the entire area below the cover.

Die DE 298 13 122 U1 zeigt außerdem einen atmoshpärischen Gasbrenner mit mindestens einem an der Innenseite der Brenneroberfläche angebrachten Bimetallelement zum Abdecken eines Teils der Gemischaustrittsöffnungen in Abhängigkeit der Temperatur der Brenneroberfläche.The DE 298 13 122 U1 also shows an atmospheric gas burner with at least one bimetal element mounted on the inside of the burner surface for covering part of the mixture outlet openings in dependence on the temperature of the burner surface.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Zündverhalten eines Gasbrenners zu optimieren und damit dessen Robustheit zu verbessern.The invention is therefore based on the object to optimize the ignition behavior of a gas burner and thus to improve its robustness.

Erfindungsgemäß wird dies mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.This is achieved with the features of claim 1 according to the invention. Advantageous developments can be found in the dependent claims.

Der Gasbrenners ist dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilerplatte mindestens im Bereich der Zündvorrichtung eine Vorrichtung zum Regulieren der Durchlässigkeit der Verteilerplatte für das Gas-Luft-Gemisch aufweist.The gas burner is characterized in that the distributor plate at least in the region of the ignition device has a device for regulating the permeability of the distributor plate for the gas-air mixture.

Dazu besteht die Vorrichtung zum Regulieren der Durchlässigkeit der Verteilerplatte im Wesentlichen aus einem temperaturabhängig seine Form und/oder Lage ändernden Bimetallelement, welches mindestens einen Teil der Durchtrittsöffnungen für das Gas-Luft-Gemisch in der Verteilerplatte, im Bereich der Zündvorrichtung, abdeckt oder freigibt. So werden während der Startphase, wenn die Zündvorrichtung aktiviert und die Temperaturen in diesem Bereich noch niedrig sind, Durchtrittsöffnungen freigegeben, um diesen Bereich um die Zündvorrichtung möglichst gut mit Gas-Luft-Gemisch zu versorgen. Nach der Zündung, wenn die Temperaturen ansteigen, sowie während des stationären Brennerbetriebs reagiert das Bimetallelement und verschließt die zugeordneten Durchtrittsöffnungen.For this purpose, the device for regulating the permeability of the distributor plate essentially consists of a temperature-dependent changing its shape and / or position bimetallic element, which covers or releases at least part of the passage openings for the gas-air mixture in the distributor plate, in the region of the ignition device. Thus, during the starting phase, when the ignition device is activated and the temperatures in this region are still low, passage openings are released in order to supply this area around the ignition device as well as possible with gas-air mixture. After ignition, as the temperatures rise, as well as during stationary burner operation, the bimetallic element responds and closes the associated ports.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist das Bimetallelement als geschlossene Platte gestaltet, welche mit einer Seite an der Verteilerplatte befestigt ist. Durch Verformung und Abheben der anderen Seite im kühleren Zustand, also beim Startvorgang, wird mindestens ein Teil der überdeckten Durchtrittsöffnungen für das Gas-Luft-Gemisch in der Verteilerplatte freigegeben.In one embodiment of the invention, the bimetallic element is designed as a closed plate, which is fastened with one side to the distributor plate. By deformation and lifting the other side in the cooler state, ie during the starting process, at least part of the covered passage openings for the gas-air mixture in the distributor plate is released.

In einer Ausführungsform der Erfindung weist das Bimetallelement selbst oder ein mit einem Bimetallelement bewegtes Bauteil Durchtrittsöffnungen für das Gas-Luft-Gemisch auf. Diese korrespondieren mit den Durchtrittsöffnungen in der Verteilerplatte. Dabei führt das Bimetallelement selbst oder ein mit einem Bimetallelement bewegtes Bauteil temperaturabhängig eine Bewegung auf der Oberfläche der Verteilerplatte aus, so dass die Durchtrittsöffnungen für das Gas-Luft-Gemisch während der Startphase, wenn die Zündvorrichtung aktiviert und die Temperaturen in diesem Bereich noch niedrig sind, korrespondieren und freigegeben sind. Während des stationären Brennerbetriebs und mit ansteigenden Temperaturen am Bimetallelement sind die Durchtrittsöffnungen mindestens teilweise verschlossen.In one embodiment of the invention, the bimetallic element itself or a component moved with a bimetal element has passage openings for the gas-air mixture. These correspond with the passage openings in the distributor plate. In this case, the bimetallic element itself or a component moved with a bimetallic element causes temperature-dependent movement on the surface of the distributor plate, so that the passage openings for the gas-air mixture during the starting phase, when the ignition device is activated and the temperatures in this area are still low , correspond and are released. During stationary burner operation and with increasing temperatures at the bimetal element, the passage openings are at least partially closed.

Vorteilhafterweise sind in der Verteilerplatte zusätzliche oder größere Durchtrittsöffnungen im Bereich der Zündvorrichtung eingebracht, um diesen speziellen Bereich möglichst gut mit Gas-Luft-Gemisch zum Zünden zu versorgen. Diese Durchtrittsöffnungen werden mindestens teilweise von der Vorrichtung zum Regulieren der Durchlässigkeit der Verteilerplatte erfasst. So wird vermieden, dass dann später im nachfolgenden stationären Brennerbetrieb in diesem Bereich mit größeren Durchtrittsquerschnitten mehr Gas-Luft-Gemisch zur Verbrennung zur Verfügung steht und sich auf der Brenneroberfläche möglicherweise heiße Zonen und/oder große Flammen ausbilden. Diese sind unerwünscht, weil einerseits die Brenneroberfläche oder Zündeinrichtung durch thermische Belastungen beschädigt werden könnten und weil andererseits die Verbrennungsqualität dort eventuell nicht optimal ist.Advantageously, additional or larger passage openings in the region of the ignition device are introduced into the distributor plate in order to supply this special region as well as possible with gas-air mixture for ignition. These passages are at least partially detected by the device for regulating the permeability of the distributor plate. This avoids that later in the subsequent stationary burner operation in this area with larger passage cross-sections more gas-air mixture for combustion is available and may form on the burner surface hot zones and / or large flames. These are undesirable because, on the one hand, the burner surface or ignition device could be damaged by thermal stresses and, on the other hand, the combustion quality may not be optimal there.

Mit der Erfindung wird das Zündverhalten eines Gasbrenners optimiert und damit dessen Robustheit verbessert. Das einfache Prinzip mit einem Bimetall im Bereich der Zündvorrichtung ist äußerst funktionssicher, da ein Start derartiger Gasbrenner in der Regel aus dem ausgekühlten Zustand heraus erfolgt. Das heißt, es ist sichergestellt, dass sich das Bimetall durch ausreichend große Temperaturschwankungen an dessen Einbaustelle auch entsprechend verformt. Durch die Modulationsfähigkeit moderner Gasbrenner kommen außerdem relativ wenige Brennerstarts vor, da sich die Feuerungsleistung sehr gut an den tatsächlichen Wärmebedarf anpassen kann. Wenn ein modulierender Gasbrenner dann abschaltet bedeutet dies, dass keine Wärmeanforderung mehr anliegt und eine Betriebspause folgt, die lange genug ist, um den Bereich der Verteilerplatte mitsamt Bimetall abkühlen zu lassen und dabei das Bimetall in die optimale Ausgangslage für den nächsten Brennerstart zu bringen.With the invention, the ignition behavior of a gas burner is optimized and thus improves its robustness. The simple principle with a bimetal in the ignition device is extremely reliable, since a start of such gas burners usually takes place from the cooled state out. That is, it is ensured that the bimetal also deforms due to sufficiently large temperature fluctuations at its installation point. Due to the modulating capability of modern gas burners, moreover, relatively few burner starts occur, since the firing output can be adapted very well to the actual heat requirement. If a modulating gas burner then shuts off, this means that there is no more heat demand and a pause in operation that is long enough to allow the area of the distributor plate to cool together with bimetal and thereby bring the bimetal in the optimal starting position for the next burner start.

Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Es zeigt:The drawing illustrates an embodiment of the invention. It shows:

1: den schematischen Aufbau eines erfindungsgemäßen Gasbrenners in einem vertikalen Schnitt, 1 FIG. 2 shows the schematic structure of a gas burner according to the invention in a vertical section, FIG.

2: einen Ausschnitt einer Verteilerplatte mit einem schwenkbaren Bimetallelement und 2 a section of a distributor plate with a pivotable bimetallic element and

3: einen Ausschnitt einer Verteilerplatte mit einem längsbeweglichen Bimetallelement. 3 a section of a distributor plate with a longitudinally movable bimetallic element.

Gemäß 1 umfasst der Gasbrenner einem Brennergehäuse 1, ein nicht dargestelltes Verbrennungsluftgebläse zur Förderung der Verbrennungsluft, eine nicht dargestellte Gaszuführung mit einem Gasregelventil, ein Brennergehäuse 2 zum Verteilen des Gemisches aus Verbrennungsluft und Gas, einer Brenneroberfläche 3 für den Eintritt des zündfähigen Gas-Luft-Gemischs in die Brennkammer 4, eine Zündvorrichtung 5 stromabwärts in der Nähe der Brenneroberfläche 3 sowie mit eine mit Durchtrittsöffnungen 6 für das Gas-Luft-Gemisch versehene Verteilerplatte 7, welche etwa parallel und mit einem Abstand stromaufwärts der Brenneroberfläche 3 angeordnet ist.According to 1 the gas burner comprises a burner housing 1 , An unillustrated combustion air blower for conveying the combustion air, a gas supply, not shown, with a gas control valve, a burner housing 2 for distributing the mixture of combustion air and gas, a burner surface 3 for the entry of the flammable gas-air mixture into the combustion chamber 4 , an ignition device 5 downstream near the burner surface 3 as well as with one with passages 6 for the gas-air mixture provided distributor plate 7 which is approximately parallel and at a distance upstream of the burner surface 3 is arranged.

In der Verteilerplatte sind zusätzliche oder größere Durchtrittsöffnungen 6a im Bereich der Zündvorrichtung 5 vorgesehen. In diesem Bereich ist stromaufwärts ein Bimetallelement 8 zum Regulieren der Durchlässigkeit der Verteilerplatte 7 an derselben angebracht.In the distributor plate are additional or larger openings 6a in the area of the ignition device 5 intended. In this area upstream is a bimetallic element 8th for regulating the permeability of the distributor plate 7 attached to the same.

Gemäß allen Zeichnungsfiguren überdeckt das Bimetallelement 8 mindestens im Bereich der Zündvorrichtung einen Teil der Durchtrittsöffnungen 6a für das Gas-Luft-Gemisch in der Verteilerplatte 7. Während der Startphase, wenn die Zündvorrichtung aktiviert und die Temperaturen in diesem Bereich noch niedrig sind bleiben die Durchtrittsöffnungen 6a geöffnet. Mit ansteigenden Temperaturen sowie während des stationären Brennerbetriebs verschließt das Bimetallelement 8 diese.According to all drawing figures covers the bimetallic element 8th at least in the area of the ignition device, a part of the passage openings 6a for the gas-air mixture in the distributor plate 7 , During the starting phase, when the ignition device is activated and the temperatures in this area are still low, the passage openings remain 6a open. With rising temperatures and during stationary burner operation, the bimetallic element closes 8th these.

Gemäß 2 ist das Bimetallelement 8 als geschlossene Platte gestaltet, welche mit einer Seite an der Verteilerplatte 7 befestigt ist. Das andere freie Ende kann sich verformen und entsprechend von der Oberfläche der Verteilerplatte 7 abheben.According to 2 is the bimetal element 8th designed as a closed plate, which with one side on the distributor plate 7 is attached. The other free end may deform and correspondingly from the surface of the distributor plate 7 take off.

Gemäß 3 weist das Bimetallelement 8 selbst Durchtrittsöffnungen 6b für das Gas-Luft-Gemisch auf, welche mit den Durchtrittsöffnungen 6a in der Verteilerplatte 7 korrespondieren. In diesem Fall führt das Bimetallelement 8 temperaturabhängig eine Bewegung auf der Oberfläche der Verteilerplatte 7 aus, wobei die Durchtrittsöffnungen 6a und 6b für das Gas-Luft-Gemisch während der Startphase, wenn die Zündvorrichtung 5 aktiviert und die Temperaturen in diesem Bereich noch niedrig sind, korrespondieren und durchlässig sind. Dagegen und werden sie mit ansteigenden Temperaturen sowie während des stationären Brennerbetriebs durch Verschiebung des Bimetallelementes 8 verschlossen.According to 3 has the bimetal element 8th even passages 6b for the gas-air mixture, which with the passage openings 6a in the distributor plate 7 correspond. In this case, the bimetallic element leads 8th Depending on the temperature, a movement on the surface of the distributor plate 7 from, wherein the passage openings 6a and 6b for the gas-air mixture during the starting phase, when the ignition device 5 activated and the temperatures in this area are still low, correspond and permeable. On the other hand, they increase with increasing temperatures and during stationary burner operation by displacement of the bimetallic element 8th locked.

Claims

Gas burners, in particular premix burners, for use in combustion chambers ( 4 ) of heaters with a burner housing ( 1 ), a combustion air blower for conveying the combustion air, a gas supply and a gas control valve, a burner housing ( 2 ) for distributing combustion air and gas, a burner surface ( 3 ) for the entry of the flammable gas-air mixture into the combustion chamber ( 4 ), an ignition device ( 5 ) downstream near the burner surface ( 3 ) as well as with one with passages ( 6 . 6a ) for the gas-air mixture provided distributor plate ( 7 ), which are approximately parallel and at a distance upstream of the burner surface ( 3 ), characterized in that the distributor plate ( 7 ) at least in the region of the ignition device ( 5 ) a device for regulating the permeability of the distributor plate ( 7 ) for the gas-air mixture, wherein a bimetallic element ( 8th ) by form and / or change in position at least a part of the passage openings ( 6 . 6a ) for the gas-air mixture in the distributor plate ( 7 ) during the starting phase when the ignition device ( 5 ) are activated and the temperatures in this area are still low, releases, and closes with rising temperatures and during stationary burner operation.

Gas burner according to claim 1, characterized in that the bimetallic element ( 8th ) is designed as a closed plate, which with one side on the distributor plate ( 7 ) is fixed, and that by deformation and lifting the other side at least a part of the covered passage openings ( 6 . 6a ) for the gas-air mixture in the distributor plate ( 7 ) is released.

Gas burner according to claim 1 or 2, characterized in that the bimetallic element ( 8th ) itself or a component moved with a bimetal element through openings ( 6b ) for the gas-air mixture, which with the passage openings ( 6 . 6a ) in the distributor plate ( 7 ) and that the bimetallic element ( 8th ) or a component moved with a bimetal element, depending on the temperature, a movement on the surface of the distributor plate ( 7 ), wherein the passage openings ( 6a . 6b ) for the gas-air mixture during the starting phase, when the ignition device ( 5 ) are activated and the temperatures in this area are still low, correspond and released, and wherein with increasing temperatures and during the stationary burner operation, the passage openings ( 6a ) are closed.

Gas burner according to one of claims 1 to 3, characterized in that in the distributor plate ( 7 ) additional or larger openings ( 6a ) in the region of the ignition device ( 5 provided at least partially by the device for regulating the permeability of the distributor plate ( 7 ).