DE19723367C1

DE19723367C1 - Brenner für einen gasförmigen Brennstoff

Info

Publication number: DE19723367C1
Application number: DE1997123367
Authority: DE
Inventors: Gerard Westendorp; Hendrik Jacob Lammert Wierenga
Original assignee: Buderus Heiztechnik GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1997-06-04
Filing date: 1997-06-04
Publication date: 1998-11-05
Anticipated expiration: 2017-06-05

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Brenner für einen gasförmigen Brennstoff nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Ein derartiger Brenner ist aus der FR 2589 555 A1 bekannt. Dabei besteht der Brenner körper aus einem hitzebeständigen keramischen Material. Durch die Zufuhr von Sekundär luft stromabwärts vom Brennerkörper sind Zündgeräusche unterdrückbar. Dieser Gas brenner kann jedoch beim Betrieb unter bestimmten Umständen ein Resonanzgeräusch hervorbringen, das als störend empfunden wird. Umsomehr weil in der Praxis mehr und mehr moderne, sehr kompakte Hochleistungskessel nicht mehr in einem speziellen abge schlossenen Raum untergebracht, sondern dort aufgestellt werden, wo dies im Zu sammenhang mit Nutzung des vorhandenen Raumes so günstig wie möglich ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, an einem gattungsgemäßen Brenner Maßnahmen zu ergrei fen, durch die das durch Resonanzen hervorgebrachte Geräusch sehr erheblich verringert, wenn nicht ganz eliminiert wird.

Der erfindungsgemäße Brenner besitzt die im Patentanspruch 1 genannten Merkmale.

Aus der GB 22 72 509 A ist bereits ein Vormischbrenner bekannt, dem zur Dämpfung re sonanzbedingter Geräusche stromauf eine Matte aus keramischen Fasern vorgeschaltet ist. Überraschenderweise hat sich herausgestellt, daß die durch Resonanzen bedingte Ge räuscherzeugung behoben ist, wenn die erfindungsgemäße Distanzvariation erfüllt wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

In der bevorzugten Ausbildung gemäß Patentanspruch 4 wird ein Brennerkörper mit einer flachen Anströmoberfläche angewendet, bei dem die Bezugsebene wellenförmig verläuft. Jedoch ist nach Patentanspruch 5 auch eine Ausführungsform möglich, bei der die Be zugsebene eine im wesentlichen flache Ebene ist, während die Anströmoberfläche des Brennerkörpers wellenförmig verläuft. Diese flache Ebene kann die herkömmliche Vertei lerplatte sein.

Der im Patentanspruch 1 und in der Beschreibung verwendete Ausdruck "plattenförmig" impliziert nicht, daß die zwei Hauptdimensionen des Querschnitts des Brennerkörpers in einer flachen Ebene liegen.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung erläutert. Es zeigt:

Fig. 1: einen schematischen Längsschnitt durch einen Teil einer ersten Ausbildung eines Brennerkörpers;

Fig. 2: einen schematischen Längsschnitt durch eine alternative Ausbildung eines Brennerkörpers;

Fig. 3: eine aufgeschnittene perspektivische Seitenansicht einer praktischen Ausbildung eines Brenners;

Fig. 4: einen Querschnitt durch einen in einen Heizkessel eingebauten Brenner.

Die Figuren zeigen Ausbildungen, in denen der Brennerkörper im wesentlichen plattenför mig ist; jedoch ist auch eine Konfiguration möglich, in der der Brennerkörper im Schnitt kreisförmig oder C-förmig ist.

Die Fig. 1 zeigt einen Teil eines plattenförmigen Brennerkörpers 2 mit einer Anströmober fläche 4 und einer Ausflußoberfläche 6 mit zwischen ihnen verlaufenden Durchlaßkanälen 8, die in Strömungsrichtung 10 eines brennbaren Gas-Luft-Gemisches, das über eine stromaufwärts des Brennerkörpers 2 angeordnete Verteilerplatte 12 mit Perforationen 14 anströmt, verlaufen. Bei Betrieb bilden sich Flammen 16 an der Seite der Ausflußoberfläche 6. Zur Realisierung der bezweckten Wirkung ist gemäß Fig. 1 stromaufwärts der Anströmoberfläche 4 eine in eine einzige Richtung gewellte, perforierte Platte 18 angeordnet, die eine Bezugsebene B bildet. So ist also zum Beispiel für den Durchlaßkanal 8a die Distanz von dessen Mündung 8'a zur perforierten Platte 18 mit d1 angedeutet. Diese Distanz ist unterschiedlich von der Distanz d₂ zwischen der Mündung 8'b des Durchlaßkanales 8b zu dieser Bezugsebene B. Die Wellungen in der Platte 18 verlaufen nach einer Sinusfunktion; ihre Nullinie ist mit 20, die Periode mit P und die Spitze-Spitze-Amplitude mit A angedeutet.

Die Fig. 2 zeigt eine alternative Realisierung der bezweckten Wirkung. Hier ist die Ausflußoberfläche 6 des Brennerkörpers 2 eine flache Ebene und die Anströmoberfläche 4 in einer Richtung quer zu der Strömungsrichtung 10 des brennbaren Gas-Luft-Gemisches gewellt ausgeführt, wodurch auch hier als Effekt erzielt wird, daß die jeweiligen Distanzen der Mündungen der Durchlaßkanäle 8 zur perforierten Platte 18 als Bezugsebene B unterschiedlich sind. Die Distanz ist für den Durchlaßkanal 8a mit d₃ und für den Kanal 8b mit d₄ angegeben. Die Bezugsebene B wird hier durch die herkömmliche, perforierte Verteilerplatte gebildet. Hierbei kann die zusätzliche Zwischenplatte entfallen. Jedoch steht dem gegenüber, daß der Brennerkörper 2, wie die Zeichnung zeigt, stellenweise ziemlich dünn sein wird.

Die Fig. 3 zeigt in Perspektive, wie ein vollständiger Brenner auf einfache Weise realisiert werden kann. Der Brennerkörper 2 ist in einem Gehäuse 22 angeordnet; die Ausflußober fläche 6 des Brennerkörpers 2 bildet die Oberfläche dieses Gehäuses. In dieser Ausbildung bildet die Unterseite des Gehäuses 22 die Verteilerplatte 12 und eine gewellte, perforierte Metallplatte die Platte 18 als Bezugsebene B. Diese gewellte Platte 18 kann aber auch, wie einleuchtend sein wird, die Unterseite des Gehäuses 22 bilden, wobei die Verteilerplatte 12 dann entfällt.

Die Fig. 4 zeigt, wie ein Brenner 34 ohne weitergehende Modifikation in einer bereits be stehenden Konstruktion eines Heizkessels realisiert werden kann. Bei diesem Kessel wird das brennbare Gas-Luft-Gemisch über den Zuführstutzen 30 zugeführt und strömt dann in Strömungsrichtung 32 zum Brenner 34. Dieser besitzt, in Strömungsrichtung gesehen, nacheinander die Verteilerplatte 36 (vergleichbar mit der Verteilerplatte 12 in Fig. 1 und 3) und den perforierten keramischen Brennerkörper 38 (vergleichbar mit dem Brennerkörper 2 in Fig. 1 und 3).

Wie sich aus der Figur ergibt, kann die gewellte und perforierte Platte 40 ohne nennens werte Änderung der Konstruktion zwischen der Verteilerplatte 36 und dem Brennerkörper 38 angeordnet werden. Die Praxis hat gezeigt, daß diese an sich sehr einfache Maßnahme zu einer erheblichen Abnahme des von dem Brenner beim Betrieb hervorgebrachten Ge räusches führt. Die einfache Befestigung des Brenners 34 an der Kesselkonstruktion 42 unter Einfügung der Dichtungsprofile 44 macht den Brenner 34 gut zugänglich.

In einer in der Praxis geprüften Ausführung hat der Brennerkörper 38 die Abmessungen Länge × Breite = 226 × 90 mm und die Platte 40 die Abmessungen Länge × Breite = 235 × 92 mm. Die Wellungen stehen quer zu der Längsrichtung und haben die Periode von 36 mm (als insgesamt 6 ganze Wellungen über die Längsrichtung) mit einer Spitze-Spitze- Amplitude von 6 mm. Der Perforationsgrad der Verteilerplatte 36 beträgt 4% und derjenige der perforierten Platte 40 50% bei einem im wesentlichen regelmäßigen Perforationsmuster.

Claims

1. Brenner für einen gasförmigen Brennstoff, umfassend einen, aus mindestens einem plattenförmigen Teil bestehenden Brennerkörper (2) mit einer in Strömungsrichtung (10) eines Gas-Luft-Gemisches stromaufwärts liegendenden Anströmoberfläche (4), einer stromabwärts liegendenden Ausflußoberfläche (6) und zwischen ihnen verlaufenden Durchlaßkanälen (8) sowie einer stromaufwärts davon liegenden perforierten Bezug sebene (B), dadurch gekennzeichnet, daß von wenigstens einer Anzahl der in der Anströmoberfläche (4) liegenden Mündungen der Durchlaßkanäle (8) die jeweiligen Distanzen (d₁, d₂; d₃, d₄) zur Bezugsebene (B) ungleich sind.

2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzvariation zwischen den Mündungen und der Be zugsebene (B) in einer Richtung quer zur Strömungsrichtung (10) des Gemisches mindestens eine periodische Funktion erfüllt.

3. Brenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktion eine Sinusfunktion ist.

4. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anströmoberfläche (4) eine im wesentlichen flache Ebene ist und die Bezugsebene (B) in einer Dimension quer zur Strömungsrichtung (10) des Gemisches wellenförmig verläuft.

5. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anströmoberfläche (4) in einer Dimension quer zu der Strömungsrichtung (10) des Gemisches wellenförmig Verläuft und die Bezugsebene (B) eine im wesentlichen flache Ebene ist.

6. Brenner nach Anspruch 5, mit einer Verteilerplatte (12) für das Gemisch stromauf des Brennerkörpers (2), dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsebene (B) die Verteilerplatte (12) ist.

7. Brenner nach Anspruch 4, mit einem in der Vorderfläche den Brennerkörper (38) und stromauf eine im wesentlichen flache, von dem Gemisch durchströmte, perforierte Verteilerplatte (36) aufnehmenden Gehäuse, gekennzeichnet durch eine, in einer Dimension quer zu der Strömungsrichtung (32) des Gemisches gewellten, perforierten Platte (40) als Bezugsebene, die zwischen der im wesentlichen flachen Anströmoberfläche des Brennerkörpers (38) einerseits und der die Hinterfläche des Gehäuses bildenden Verteilerplatte (36) andererseits angeordnet ist.

8. Brenner nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Seitenverhältnis des rechteckig gestalteten Brennerkörpers (38) von ca. 2,5 und bei einer perforierten Platte (40) mit quer zu der Längsrichtung des Brennerkörpers sinusförmig verlaufenden Wellungen, die Länge einer einzelnen ganzen Sinuswelle zwischen 0,1 und 0,2 mal der Länge des Brennerkörpers und die Spitze-Spitze-Amplitude einer einzelnen ganzen Sinuswelle zwischen 0,02 und 0,04 mal der Länge des Brennerkörpers liegt.