DE19729718A1

DE19729718A1 - Porous body for gas-burner

Info

Publication number: DE19729718A1
Application number: DE19729718A
Authority: DE
Inventors: Paulus Jacobus Vloon
Original assignee: Buderus Heiztechnik GmbH
Current assignee: Bosch Thermotechnik GmbH
Priority date: 1996-11-16
Filing date: 1997-07-11
Publication date: 1998-05-20
Also published as: NL1005800A1; NL1005800C2

Abstract

The body is divided into two or more successive zones in the flow direction, having interconnected chambers. The upstream zone is of lesser porosity hindering flame formation, while the porosity of the second zone is greater, allowing combustion. An open space (3,29) is provided at an igniter (2,31) situated after the upstream zone. The height of this space can be small in relation to its measurements in the transverse direction, and it can extend over virtually the entire cross-section of the body. Where the cross-sectional area of the space is 30 to 50 sq. cm, its height can be between 5,10 mm. The body can be in two or more successive sections (21,23) in the flow direction, the upstream one enclosing the space at the top.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Brennerkörper für einen Brenner für gasförmige Brennstoffe nach dem Oberbegriff des Patenanspruches 1.The invention relates to a burner body for a burner for gaseous Fuels according to the preamble of claim 1.

Ein mit einem derartigen Brennerkörper versehenen Brenner ist aus DE-A-4322109 bekannt. Bei diesem Brenner nimmt die Porosität des Materials in Strömungsrichtung des Gas-Luft-Gemisches zu und zwar in solchem Maße, daß keine Flammenbildung in der ersten, stromaufwärts liegenden Zone mit geringer Porosität auftreten kann, während dies jedoch in einer sich daran anschließenden zweiten Zone mit einer offeneren Porosität möglich ist. Also wird mit Sicherheit vorgebeugt daß die Flamme in die stromaufwärts liegende Mischkammer zurückschlägt, weil die Flammenbildung erst innerhalb des porösen Materials der zweiten Zone stattfindet.A burner provided with such a burner body is from DE-A-4322109 known. With this burner, the porosity of the material increases in the direction of flow Gas-air mixture to such an extent that no flame formation in the first, upstream zone with low porosity can occur during however, in a subsequent second zone with a more open porosity is possible. So it is certainly prevented that the flame in the upstream lying mixing chamber strikes back because the flame formation only within the porous material of the second zone takes place.

Am Anfang oder kurz vor dieser zweiten Zone ist eine Zündvorrichtung angeordnet, die das durchströmende Gemisch entzünden soll. Nachdem das Gemisch entzündet worden ist, brennt die Flamme zunächst an der Oberfläche der zweiten Zone und "kriecht" dann allmählich stromaufwärts, bis die Flamme ganz in der zweiten Zone steht. Während dieser Startzeit ist der Ausstoß schädlicher Verbrennungsprodukte, insbesondere CO, hoch. Für Anwendungen im Ein-Aus-Betrieb des Brenners ist ein derartiger CO-Ausstoß unakzeptabel.At the beginning or shortly before this second zone, an ignition device is arranged, the the mixture flowing through should ignite. After the mixture has ignited the flame burns on the surface of the second zone and then "creeps" gradually upstream until the flame is completely in the second zone. While this start time is the emission of harmful combustion products, especially CO, high. Such a CO emission is required for applications in burner on-off operation unacceptable.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu beheben und den Zündvorgang zu beschleunigen.The invention has for its object to remedy this disadvantage and To accelerate the ignition process.

Der erfindungsgemäße Brennerkörper besitzt die im Patentanspruch l genannten Merkmale. The burner body according to the invention has those mentioned in claim 1 Features.

Im Bereich der Zündvorrichtung ist im Brennerkörper ein offener Raum gebildet. In diesem wird sich das Gas-Luft-Gemisch ohne Verzögerung und unbehindert entzünden. Diese Zündung breitet sich dann stromabwärts aus bis die Verbrennung schließlich das Material mit der größeren Porosität vollständig bestreicht. Aus Versuchen hat sich herausgestellt, daß hierdurch die hohen Startausstöße nicht mehr auftreten.An open space is formed in the burner body in the area of the ignition device. In the gas-air mixture will ignite without delay and unhindered. This ignition then spreads downstream until the combustion finally does that Material with the larger porosity completely coated. Trials turned out to be emphasized that this means that the high starting emissions no longer occur.

Bevorzugte Ausbildungen sind in den Ansprüchen 2-6 beschrieben. Das Schutzbegehren erstreckt sich weiter auf einen im Anspruch 7 definierten Brenner.Preferred designs are described in claims 2-6. The Protection requests further extend to a burner defined in claim 7.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt:The invention is explained with reference to the drawing. It shows:

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch einen Brenner nach einer ersten Ausbildung der Erfindung, Fig. 1 shows a schematic longitudinal section through a burner according to a first embodiment of the invention,

Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt durch eine zweite Ausbildung der Erfindung, Fig. 2 shows a schematic longitudinal section through a second embodiment of the invention,

Fig. 3 eine Draufsicht auf das in der Ausbildung nach Fig. 2 verwendete Material mit einer großen Porosität. Fig. 3 is a plan view of the material used in the embodiment of Fig. 2 with a large porosity.

Die Fig. 1 zeigt einen Brennerkörper, dessen Volumen mit einem porösen Material aufgefüllt ist, und zwar in Strömungsrichtung des Gas-Luft-Gemisches gesehen zunächst mit einem feinporösen Material 1' und anschließend mit einem grobporösen Material 1''. Auf der Höhe der seitlich hineinragenden Zündvorrichtung 2 liegt ein offener Raum 3, in dem ohne Zeitverzögerung und mit einem sehr geringen Startausstoß das brennbare Gemisch entzündet wird. Die weitere Verbrennung erfolgt dann in dem gröberen porösen Material 1'', das Zurückschlagen der Flamme in die stromaufwärtsliegende Mischkammer 4 wird von dem feinporösen Material 1' verhindert. Fig. 1 shows a burner body, the volume of which is filled with a porous material, namely in the direction of flow of the gas-air mixture seen initially with a finely porous material 1 ', and then with a highly porous material 1' '. At the level of the laterally protruding ignition device 2 is an open space 3 , in which the combustible mixture is ignited without a time delay and with a very low starting emission. The further combustion then takes place in the coarser porous material 1 ″, and the flame is prevented from striking back into the upstream mixing chamber 4 by the fine-porous material 1 ′.

Die Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch eine praktisch geprüfte, nach dem Grundgedanken der Erfindung aufgebaute Brennereinheit. Deren Brennerkörper bestehe aus zwei aufeinander passenden Elementen 21, 23 aus keramischem Material. Im Boden des Elementes 21 und in der Oberseite des Elementes 23 sind scheibenförmige Hohlräume 25, 27 ausgespart. Zusammen bilden diese einen allseitig abgeschlossenen zwischen den Elementen 21 und 23 liegenden Raum 29, in den die Zündvorrichtung 31 hineinragt. Die Elemente 21 und 23 sind in einem Gehäuse 33 angeordnet, das an der Unterseite mit einer üblichen perforierten Verteilerplatte 35 abgeschlossen ist. Das brennbare Gas-Luft-Gemisch wird in Richtung des Pfeiles 36 zugeführt. Fig. 2 shows a longitudinal section through a practically tested, according to the principles of the invention constructed burner unit. The burner body consists of two matching elements 21 , 23 made of ceramic material. Disc-shaped cavities 25 , 27 are recessed in the bottom of the element 21 and in the top of the element 23 . Together, these form a space 29 , which is closed on all sides and lies between the elements 21 and 23 and into which the ignition device 31 projects. The elements 21 and 23 are arranged in a housing 33 , which is closed at the bottom with a conventional perforated distributor plate 35 . The combustible gas-air mixture is supplied in the direction of arrow 36 .

Dieses Gas-Luft-Gemisch entzündet sich in dem offenen Raum. Die sich dann bildende Flammenfront ist mit 37 angedeutet. Diese Flammenfront "kriecht" unter Erwärmung des porösen Materials des Elementes 21 stromabwärts und stabilisiert sich in dem Material, was mit der Schraffierung 39 angedeutet ist. Während dieses Stabilisierungsvorgangs ist, wie sich bei Versuchen herausgestellt hat, der CO-Ausstoß niedrig und dieser bleibt selbstverständlich auch beim Betrieb des Brenners niedrig.This gas-air mixture ignites in the open space. The flame front that then forms is indicated at 37 . This flame front "creeps" with heating of the porous material of the element 21 downstream and stabilizes in the material, which is indicated by the hatching 39 . During this stabilization process, as has been found in tests, the CO emissions are low and, of course, this remains low even when the burner is operating.

Das Material des Elementes 23 kann von der an sich bekannten "Spaghetti-Keramik" gebildet werden, wobei zwischen den einzelnen Keramikteilchen sehr feine Poren vorhanden sind. Das Element 21 besteht vorzugsweise aus einer Anzahl nebeneinander angeordneter Wellblechplättchen mit einer schematisch in Fig. 3 angedeuteten Querschnittskonfiguration. Die Fläche der einzelnen plattenförmigen Teilen 41 steht dabei parallel zur Strömungsrichtung des Gas-Luft-Gemisches, die hier also senkrecht zu der Bildebene verläuft.The material of the element 23 can be formed from the "spaghetti ceramic" known per se, very fine pores being present between the individual ceramic particles. The element 21 preferably consists of a number of corrugated metal plates arranged next to one another with a cross-sectional configuration schematically indicated in FIG. 3. The surface of the individual plate-shaped parts 41 is parallel to the direction of flow of the gas-air mixture, which here is perpendicular to the image plane.

Es ist deutlich, daß der Raum 29, der in der dargestellten Ausführung aus zwei aneinander anschließenden, jeweils in einem der Elemente 21 und 23 ausgesparten Teilen besteht, auch von einer einzigen Aussparung in einem der Elemente gebildet werden kann. Auch kann der Raum bis an die Wände des Gehäuses 33 weiterlaufen, wie es mit den punktierten Linien 43 angegeben ist.It is clear that the space 29 , which in the embodiment shown consists of two adjoining parts, each recessed in one of the elements 21 and 23 , can also be formed by a single recess in one of the elements. The space can also continue to the walls of the housing 33 , as indicated by the dotted lines 43.

In einer praktischen Ausbildung mit einem Brennerkörper mit Abmessungen von 80 mm ∅ und einer Gesamthöhe von 80 mm erzielte ein offener Raum mit einer Höhe von 5-10 mm gute Ergebnisse.In a practical training with a torch body with dimensions of 80 mm ∅ and a total height of 80 mm achieved an open space with a height of 5-10 mm good results.

Claims

1.Burner body for a burner for gaseous fuels, made of a porous material with interconnected cavities, which is divided in the gas flow direction into at least two zones, of which the first zone has a narrower, flame-preventing porosity when viewed in the direction of flow and the second zone has a more open, combustion-permeable porosity, with an ignition device behind the first zone, characterized in that in the loading area of the ignition device ( 2 , 31 ) there is an open space ( 3 , 29 ).

2. Burner body according to claim 1, characterized in that the height of the open space ( 3 , 29 ) compared to its transverse dimensions is small.

3. Burner body according to claims 1 to 2, characterized in that the open space ( 3 , 29 ) extends over almost the entire cross section of the same.

4. Burner body according to claims 1 to 3, characterized in that with a cross-sectional surface of the open space ( 3 , 29 ) between 30-50 cm ² whose height is between 5-10 mm.

5. Burner body according to claim 1, characterized in that it is constructed from at least two in the flow direction one at the next, the respective zones forming porous elements ( 21 , 23 ), of which the downstream element ( 21 ) has the more open porosity and the forms a downstream boundary of the open space ( 29 ).

6. Burner body according to claims 1 and 5, characterized in that the first element ( 23 ) consists of a ceramic material with an intricate, serpentine structure and the second element ( 21 ) consists of corrugated plate-shaped parts ( 41 ).