DE112012003434T5 - Infrarot-Gasbrenner - Google Patents
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Abstract
Ein Infrarot-Gasbrenner besteht aus einem Zündventil (1), Düse (2), Ausstoßvorrichtung (3), Ofenkammer (4), porösem strahlendem Verbrennungspaneel (5) und Zündnadel (6). Innerhalb der Ofenkammer (4) liegt eine Zünddüse (7), unterhalb des strahlenden Verbrennungspaneels (5) ist eine Ablenkplatte (8) und oberhalb der Zünddüse (7) in der Ofenkammer (4) vorgesehen, und die Zündnadel (6) liegt oberhalb des strahlenden Verbrennungspaneels (5), damit sich das aus der Zünddüse (7) ausgeworfene Zündgas schnell mit der Luft in der Ofenkammer (4) mischt und das Gas-Luft-Gemisch aus den Feuerlöchern des strahlenden Verbrennungspaneels (5) oberhalb der Zünddüse (7) austritt. Die Gaskonzentration des Mischgases ist relativ hoch und zur Zündung geeignet; der Hauptbrenner lässt sich schnell anzünden; es entsteht kein schwarzer Rauch, keine offensichtlich unvollständige Verbrennung, und es ergibt sich eine hohe Zündrate. Die vorliegende Erfindung ist mit den Vorteilen einer guten Zündleistung, hohen Zuverlässigkeit, einer einfachen und glaubwürdigen Struktur, leichten Installation und Eignung für eine breite Palette an Gasarten verbunden.
Description
- FACHGEBIET DER ERFINDUNG
- Allgemein betrifft die vorliegende Erfindung einen Gasbrenner, v. a. eine Verbesserung des Zündsystems eines Infrarot-Gasbrenners zum Einsatz im Haushaltsbereich.
- HINTERGRUND DER ERFINDUNG
- Mit der Verbesserung der Lebensverhältnisse sind Millionen von Haushalten in den Genuss von Gasgeräten, z. B. Gasherden, -wärmern und -grillöfen gekommen; dabei wird der Infrarot-Gasbrenner vom Haushaltskunden, sowie dem gewerblichen und industriellen Anwender aufgrund seiner offensichtlichen hohen Leistungsfähigkeit hinsichtlich der Energieeffizienz und des Umweltschutzes, der Sauberkeit und Hygiene, Sicherheit und Zuverlässigkeit angenommen. Da mit dem Infrarot-Gasbrenner ein höherer primärer Luftkoeffizient eingeführt worden ist, und der Brenner üblicherweise erst nach der Luft in der Ofenkammer des Brenners angezündet und verbrannt wird, welche zum Mischen des Brennergases mit der primären Luft verwendet wird und relativ groß ist, entleert worden ist, lässt sich das aus einem Feuerloch austretende Gas-Luft-Gemisch mit elektrischen Funken oder piezoelektrischer Keramikzündung schwer unmittelbar anzünden, die bei der Zündung leicht eine Deflagration auslösen, und die Zündung erfolgt generell durch Anzünden des Hauptbrenners durch einen Startbrenner über eine Zünddüse. In Anbetracht der Schönheit der Herdoberfläche und der Anforderungen an den Verschluss wird bei Infrarot-Gasbrennern zum Einsatz im Haushalt und insbesondere für Einbauherde der Zündbrenner außerhalb des Infrarot-Hauptbrenners, z. B. in der Mitte, unterhalb und außerhalb des brennerexternen Brenners mit einer bestimmten Aufwärtsneigung installiert. Das Gas fließt in die Zündhilfe über die Zünddüse hinein und mischt sich mit Teilluft; das Mischgas wird auf der Zündhilfe zur Bildung einer Zündflamme angezündet und die Zündflamme wird auf den Hauptbrenner gefeuert, um diesen anzuzünden. Derzeit weisen die handelsüblichen Brenner die nachfolgenden Mangel hinsichtlich der Zündstruktur und des Betriebsmodus auf:
- 1. Hinsichtlich der Anzündung des Brenners von außerhalb des Brenners durch Anzünden auf der Außenperipherie des Brenners muss die strukturelle Auslegung einen bestimmten Abstand zwischen Brenner und Scheibe oder Herdoberfläche wahren, denn sonst wird der von einer Zündflamme angezündete Hauptbrenner beeinflusst; diese Struktur wirkt sich jedoch offensichtlich auf das Erscheinungsbild des Produktes auf und vernichtet dessen Vitalität und Marktwert. Außerdem ist die Zündflamme groß, also wird die dekorative Folie oder Herdfläche in der Brennerumgebung angeschwärzt, was sich offensichtlich auf das Erscheinungsbild auswirkt; gleichzeitig kommt es dabei häufig zu unvollständiger Verbrennung.
- 2. Hinsichtlich der Anzündung des Brenners mittels einer externen Flamme durch eine im unteren Teil des Brenners positionierte Zünddüse ist ein mittlerer Kanal erforderlich, um den Hauptbrenner anzuzünden. Bei der Anzündung des Startbrenners kommt es mit großer Wahrscheinlichkeit zur Rückzündung, nachdem die Flamme austritt und die Zündplatte berührt, was vor dem Startbrenner brennen wird, und der Übertragungsabstand der Flamme reicht auch nicht aus, um das Hauptfeuerloch bzw. -feuerplatte zu erreichen, was zu Fehlzündungen oder Deflagration führt.
- 3. Hinsichtlich der Anzündung des Brenners mittels einer externen Flamme durch eine im unteren Teil des Brenners positionierte Zünddüse ist ein mittlerer Kanal erforderlich, um den Hauptbrenner anzuzünden. Aufgrund des begrenzten Durchmessers des mittleren Kanals wird die Übertragung der Flamme gewissermaßen gestört. Wenn der Rohrgasdruck gering ist, kann die Zündflamme den Widerstand nicht überwinden, um das Hauptfeuerloch zu erreichen, was zu einer Fehlzündung führt. Ist der Rohrgasdruck hoch, wird der von der Zündflamme erzeugte Rauch von der Zündflamme schnell entfernt, und die Übertragung der Flamme ist dann infolge des Sauerstoffmangels im Kanal begrenzt.
- 4. Hinsichtlich der Anzündung des Brenners mittels einer externen Flamme durch eine im unteren Teil des Brenners positionierte Zünddüse ist ein mittlerer Kanal erforderlich, um den Hauptbrenner anzuzünden. Da der mittlere Zündkanal klein ist, ist die Zündflamme generell groß und schwarz und führt zu einer offensichtlich unvollständigen Verbrennung, und das Gas-Luft-Gemisch des Hauptbrenners erreicht das Hauptfeuerloch nur langsam und in niedriger Konzentration; kommt es zum Zeitpunkt des Zündens zu keiner Zündung wird die Zündflamme auf den Brennerboden gerichtet, und aufgrund der Trägheit der Flamme kann die Zündflamme auf der Ober- oder Seitenfläche des Hauptfeuerlochs nicht bleiben und kann den Brenner also üblicherweise nicht anzünden.
- 5. Hinsichtlich der Zündung des Brenners durch eine externe Flamme über eine am Brennerboden positionierte Zünddüse sind die Strukturen der Zünddüse und der Zündhilfe komplizierter, so dass sie sich auf dem Brennerboden oder im engen Raum des mittleren Kanals schwer installieren lassen, was zu einer geringen Zuverlässigkeit und Präzision der Installation und damit zu einer schlechten Zündleistung des Produktes führt.
- 6. Hinsichtlich der direkten Zündung mittels einer Zündflamme auf der Oberfläche des strahlenden Verbrennungspaneels des Infrarotzünders, dauert die Extrusion der ursprünglichen Luft aus der Kammer durch das Gas-Luft-Gemisch lange, da das Kammervolumen des Infrarot-Brenners groß ist, also lässt sich der Brenner schwer anzünden, was zu einer niedrigen Feuerrate führt; gerade bei einer Zündung durch piezoelektrische Keramik ist eine normale Zündung schwer erreichbar.
- Daher ist die Auslegung und Veränderung der Brennerstruktur zur Verbesserung des Erscheinungsbildes und der Zuverlässigkeit der Zündung durch das Produkt ein schweres technisches Problem der Produktauslegung des Infrarot-Gasbrenners zum Haushalts- und kommerziellen Einsatz, und zwar derzeit v. a. bei der Auslegung eingebauter Infrarot-Herde.
- ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
- Aufgabe der Erfindung ist es, die Zündstruktur eines Brenners zu verbessern und eine neue integrierte Zündstruktur eines Infrarot-Brenners bereitzustellen, damit das Produkt ein schönes Erscheinungsbild, zuverlässige Brennerzündung, gute Verbrennungsleistung, eine einfache und glaubwürdige Struktur aufweist, sich leicht installieren lässt und für eine breite Palette an Gasarten geeignet ist.
- Die erfindungsgemäße technische Lösung gestaltet sich wie folgt:
Ein Infrarot-Gasbrenner besteht aus einem Zündventil5 , einer Düse2 , einer Ausstoßvorrichtung3 , einer Ofenkammer4 , einem porösen strahlenden Verbrennungspaneel5 und einer Zündnadel6 , eine Zünddüse7 durchläuft die Ofenkammer4 und befindet sich im Kammerkörper der Ofenkammer4 unterhalb des porösen strahlenden Verbrennungspaneels5 , eine Ablenkplatte8 ist in der Ofenkammer4 unterhalb des porösen strahlenden Verbrennungspaneels5 und oberhalb der Zünddüse7 vorgesehen, die Zündnadel6 liegt oberhalb des strahlenden Verbrennungspaneels5 , das wiederum oberhalb der Zünddüse7 liegt, die Spitze der Zündnadel6 liegt 1 bis 10 mm oberhalb des strahlenden Verbrennungspaneels5 ; Zündnadel6 und Gehäuse der Ofenkammer4 können einen Zündkreis bilden, wobei das Gehäuse der Ofenkammer4 als negativer Zündpol fungiert; alternativ kann ein selbständiger negativer Zündpol9 mit eingebaut werden; handelt es sich beim Brenner um einen Doppelringbrenner, können Zündnadel6 und Ablenkplatte8 im Innenring des Brenners liegen, und sie können auch im Außenring des Brenners liegen; das strahlende Verbrennungspaneel5 kann ein poröses strahlendes Verbrennungspaneel aus Keramik, Metallgewebe, Metallfasern, Metallwaben, Schaummetall, Drahtgewebe oder mit Metallloch sein; die Zündnadel6 kann dabei als Ionisierungssonde einer Vorrichtung zum Schutz vor versehentlichen Flammausfällen. Wenn also der Gasbrenner gezündet wird, öffnet sich das Zündventil1 , erzeugt die Zündnadel6 einen Zündfunken oberhalb des strahlenden Verbrennungspaneels5 , wenn Zünddüse7 und Düse2 beide Gas zuführen. Da die Zünddüse7 innerhalb der Ofenkammer4 liegt, mischt sich das aus der Zünddüse7 ausgeworfene Zündgas schnell mit der Luft in der Ofenkammer4 , tritt das Gas-Luft-Gemisch aus den Feuerlöchern des strahlenden Verbrennungspaneels5 oberhalb der Zünddüse7 aus und die Gaskonzentration ist relativ hoch und zur Zündung geeignet, und der Hauptbrenner kann schnell angezündet werden. Aufgrund der geeigneten Dispersität und Konzentration der Zündflamme kommt es zu keiner offensichtlich unvollständigen Verbrennung, keinem schwarzen Rauch, und es ergibt sich eine hohe Zündrate. Die Situation, dass die Zünddüse7 von Gegenständen wie Flüssigkeiten, die im normalen Einsatz durch das strahlende Verbrennungspaneel5 hindurch filtrieren, blockiert wird, lässt sich dadurch vermeiden, dass die Ablenkplatte8 oberhalb der Zünddüse7 und unterhalb des strahlenden Verbrennungspaneels5 positioniert wird. Wird die Zündnadel6 sowohl als Flammenionisierungssonde für eine Flammausfallschutzvorrichtung als auch als Zündnadel der Zündflamme, kann der Schaltkreis des Pulsreglers derart ausgelegt werden, dass die Zündnadel6 zu Beginn der Zündung Zündfunken abgibt und nach der Zündung sofort zur Sonde des Zündflammsignals des Brenners wird. - Die vorliegende Erfindung kann in Gas-Haushaltsgeräten, -wärmern, -grillöfen, -trocknern, usw. eingesetzt werden und die Strukturen des strahlenden Verbrennungspaneels
5 und der Ofenkammer4 können dabei abgerundet, quadratförmig, rechteckig sein oder eine sonstige Form aufweisen; die Struktur des Doppelringbrenners kann einen Innen- und Außenring aufweisen oder eine links-rechts-getrennte Ringstruktur aufweisen. Längliche Brenner können zwei oder mehr Zündgruppen aufweisen, die jeweils aus Zünddüse7 , Ablenkplatte8 und Zündnadel6 bestehen, und die zwei oder mehr Zündgruppen fungieren insgesamt als Zündsystem des Gesamtbrenners, damit der Brenner schnell angezündet werden und sich die Flamme schnell auf die gesamte Zündfläche ausbreiten kann. - Die vorliegende Erfindung ist mit den Vorteilen einer guten Zündleistung, hohen Zuverlässigkeit, guten Verbrennungsleistung, einer einfachen und glaubwürdigen Struktur, leichten Installation und Eignung für eine breite Palette an Gasarten verbunden.
- KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
- Die Erfindung lässt sich anhand der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen besser verstehen.
-
1 ist eine vordere Schnittansicht einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. -
2 zeigt eine Draufsicht der Struktur eines selbständigen negativen Zündpols9 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. -
3 zeigt eine Draufsicht der Struktur der Verwendung des Körpers einer Ofenkammer4 als negatives Zündpol gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. -
4 zeigt eine teilweise vergrößerte Ansicht der Struktur einer Zünddüse7 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. -
5 zeigt eine vordere Schnittansicht der Struktur, bei der der Brenner ein Doppelringbrenner und die Zünddüse7 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Innenring liegt. -
6 zeigt eine vordere Schnittansicht der Struktur, bei der der Brenner ein Doppelringbrenner und die Zünddüse7 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Außenring liegt. -
7 zeigt eine teilweise vergrößerte Draufsicht der Struktur, bei der der Brenner ein Doppelringbrenner und die Zünddüse7 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Außenring liegt. -
8 zeigt eine Draufsicht der Struktur, bei der der Brenner ein Doppelringbrenner und die Zünddüse7 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung über einen selbständigen negativen Zündpol9 verfügt. -
9 zeigt eine Draufsicht der Struktur, bei der der Brenner ein Doppelringbrenner ist und die Zünddüse7 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung über ein selbständiges negatives Zündpol9 verfügt. -
10 zeigt eine Draufsicht der Struktur, wobei die Brenneroberfläche eine mit zwei Zündgruppen kombinierte Form aufweist, die jeweils aus Zünddüse7 , Ablenkplatte8 und Zündnadel6 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bestehen. -
11 zeigt eine Draufsicht der Struktur, bei der die Brenneroberfläche eine mit nur einer Zündgruppe kombinierte Form aufweist, die aus Zünddüse7 , Ablenkplatte8 und Zündnadel6 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht. -
12 zeigt eine Draufsicht der Struktur, bei der die Brenneroberfläche gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung rechteckig ist. -
13 zeigt eine Draufsicht der Struktur, bei der die Brenneroberfläche gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung quadratförmig ist. -
14 zeigt eine Draufsicht der Struktur, bei der die Brenneroberfläche gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung trapezförmig ist. - AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
- Beispiel 1 (Fig. 1, Fig. 2 und Fig. 4)
- Ein Infrarot-Gasbrenner zum Haushaltseinsatz besteht aus einem Zündventil
5 , einer Düse2 , einer Ausstoßvorrichtung3 , einer Ofenkammer4 , einem porösen strahlenden Verbrennungspaneel5 und einer Zündnadel6 , eine Zünddüse7 durchläuft die Ofenkammer4 und befindet sich im Kammerkörper der Ofenkammer4 unterhalb des porösen strahlenden Verbrennungspaneels5 , eine Ablenkplatte8 ist in der Ofenkammer4 unterhalb des porösen strahlenden Verbrennungspaneels5 und oberhalb der Zünddüse7 vorgesehen, die Zündnadel6 liegt oberhalb des strahlenden Verbrennungspaneels5 , das wiederum oberhalb der Zünddüse7 liegt, die Spitze der Zündnadel6 liegt 1 bis 10 mm oberhalb des strahlenden Verbrennungspaneels5 , und der Brenner ist mit einem selbständigen negativen Zündpol9 versehen, das zusammen mit der Zündnadel6 einen Zündkreis bildet; beim Brenner handelt es sich um einen einfachen Ringbrenner und das strahlende Verbrennungspaneel5 ist ein poröses strahlendes Verbrennungspaneel aus Keramik. Wenn also bei der Zündung des Gasbrenners das Zündventil1 eröffnet wird, erzeugt die Zündnadel6 einen Zündfunken oberhalb des strahlenden Verbrennungspaneels5 , wenn Zünddüse7 und Düse2 beide Gas zuführen. Da die Zünddüse7 innerhalb der Ofenkammer4 liegt, mischt sich das aus der Zünddüse7 ausgeworfene Zündgas schnell mit der Luft in der Ofenkammer4 , tritt das Gas-Luft-Gemisch aus den Feuerlöchern des strahlenden Verbrennungspaneels5 oberhalb der Zünddüse7 aus und die Gaskonzentration ist relativ hoch und zur Zündung geeignet, und der Hauptbrenner kann schnell angezündet werden. Aufgrund der geeigneten Dispersität und Konzentration der Zündflamme kommt es zu keiner offensichtlich unvollständigen Verbrennung, keinem schwarzen Rauch, und es ergibt sich eine hohe Zündrate. Die Situation, dass die Zünddüse7 von Gegenständen wie Flüssigkeiten, die im normalen Einsatz durch das strahlende Verbrennungspaneel5 hindurch filtrieren, blockiert wird, lässt sich dadurch vermeiden, dass die Ablenkplatte8 oberhalb der Zünddüse7 und unterhalb des strahlenden Verbrennungspaneels5 positioniert wird. Die vorliegende Erfindung ist mit den Vorteilen einer guten Zündleistung, hohen Zuverlässigkeit, einer einfachen und glaubwürdigen Struktur, leichten Installation und Eignung für eine breite Palette an Gasarten verbunden. - Beispiel 2 (Fig. 1, Fig. 3 und Fig. 4)
- Ist im Wesentlichen gleich dem Beispiel 1, und unterscheidet sich nur darin, dass der negative Zündpol der Zündnadel
6 das Gehäuse der Ofenkammer4 ist. - Beispiel 3 (Fig. 1, Fig. 3 und Fig. 4)
- Ist im Wesentlichen gleich dem Beispiel 1, und unterscheidet sich nur darin, dass der negative Zündpol der Zündnadel
6 das Gehäuse der Ofenkammer4 ist, und die Zündnadel6 sowohl als Flammenionisierungssonde einer Flammausfallschutzvorrichtung (FSV) als auch als Zündnadel der Zündflamme fungiert; Der Schaltkreis des Pulsreglers ist derart ausgelegt, dass die Zündnadel6 zu Beginn der Zündung Zündfunken abgibt und nach der Zündung des Brenners die Zündnadel6 sofort zur Sonde zur Erkennung des Verbrennungsflammsignals des Brenners wird. - Beispiel 4 (Fig. 5, Fig. 8 und Fig. 4)
- Ist im Wesentlichen gleich dem Beispiel 1, und unterscheidet sich nur darin, dass der Brenner ein Doppelringbrenner ist und die Zünddüse
7 im Innenring liegt. - Beispiel 5 (Fig. 6, Fig. 9, Fig. 4 und Fig. 7)
- Ist im Wesentlichen gleich dem Beispiel 1, und unterscheidet sich nur darin, dass der Brenner ein Doppelringbrenner ist und die Zünddüse
7 im Außenring liegt. - Beispiel 6 (Fig. 1, Fig. 2 und Fig. 4)
- Ist im Wesentlichen gleich dem Beispiel 1, und unterscheidet sich nur darin, dass das strahlende Verbrennungspaneel
5 aus Metallgewebe besteht. - Beispiel 7 (Fig. 10 und Fig. 4)
- Ist im Wesentlichen gleich dem Beispiel 1, und unterscheidet sich nur darin, dass die Struktur des strahlenden Verbrennungspaneels
5 zwei Zündgruppen aufweist, die jeweils aus einer Zündnadel6 , Zünddüse7 und Ablenkplatte8 bestehen. - Beispiel 8 (Fig. 11, Fig. 12, Fig. 13, Fig. 14 und Fig. 4)
- Ist im Wesentlichen gleich dem Beispiel 1, und unterscheidet sich nur darin, dass die Struktur des strahlenden Verbrennungspaneels
5 eine kombinierte Form, rechteckige Form, Quadratform oder Trapezform aufweist.
Claims (6)
- Infrarot-Gasbrenner, bestehend aus einem Zündventil (
1 ), einer Düse (2 ), einer Ausstoßvorrichtung (3 ), einer Ofenkammer (4 ), einem porösen strahlenden Verbrennungspaneel (5 ) und einer Zündnadel (6 ), dadurch gekennzeichnet, dass eine Zünddüse (7 ) die Ofenkammer (4 ) durchläuft und sich im Kammerkörper der Ofenkammer (4 ) unterhalb des porösen strahlenden Verbrennungspaneels (5 ) befindet, eine Ablenkplatte (8 ) in der Ofenkammer (4 ) unterhalb des strahlenden Verbrennungspaneels (5 ) und oberhalb der Zünddüse (7 ) vorgesehen ist, die Zündnadel (6 ) oberhalb des strahlenden Verbrennungspaneels (5 ) liegt, das wiederum oberhalb der Zünddüse (7 ) liegt, die Spitze der Zündnadel (6 ) 1 bis 10 mm oberhalb des porösen strahlenden Verbrennungspaneels (5 ) liegt. - Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Zündnadel (
6 ) und Gehäuse der Ofenkammer (4 ) einen Zündkreis bilden können, wobei das Gehäuse der Ofenkammer (4 ) als negativer Zündpol fungiert; oder alternativ ein selbständiger negativer Zündpol (9 ) mit eingebaut werden kann. - Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn es sich beim Brenner um einen Doppelringbrenner handelt, Zündnadel (
6 ) und Ablenkplatte (8 ) im Innenring des Brenners liegen, oder im Außenring des Doppelringbrenners liegen. - Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das poröse strahlende Verbrennungspaneel (
5 ) ein poröses strahlendes Verbrennungspaneel aus Keramik, Metallgewebe, Metallfasern, Metallwaben, Schaummetall, Drahtgewebe oder mit Metallloch ist. - Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündnadel (
6 ) als Flammenionisierungssonde einer Vorrichtung zum Schutz vor versehentlichen Flammausfällen verwendbar ist. - Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenform des porösen strahlenden Verbrennungspaneels (
5 ) kreisförmig, rechteckig, quadratförmig, trapezförmig oder eine Kombination aus den vorgenannten Formen ist.
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