DE19744564C1

DE19744564C1 - Gas burner for house heating

Info

Publication number: DE19744564C1
Application number: DE1997144564
Authority: DE
Original assignee: TAVIRA HOLDINGS Ltd
Current assignee: TAVIRA HOLDINGS Ltd
Priority date: 1997-10-09
Filing date: 1997-10-09
Publication date: 1999-01-21
Anticipated expiration: 2017-10-10

Abstract

The gas burner has a base (1) with a support (2) and a base ring (4) from which a circular flame ring (5) with at least one flame groove (10) extends, out of the mixture stream under the suction effect of the secondary air stream. A cover (6) on the base ring gas a combustion gas divider (8) with at least one divider groove (12). The overlap of the divider and flame grooves can be varied by rotation of the cover on the base body. The base ring has an annular outer area beyond the flame ring (5). The cover has an annular wall outwardly of the divider (8) in which a plate (13) is provided to form two smaller flame spaces.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gasbrenner für Brenngas-Primärluft-Gemisch nach dem Oberbegriff des Patent anspruchs 1.The invention relates to a gas burner for Fuel gas / primary air mixture according to the preamble of the patent claim 1.

Ein solcher für Haushaltsgasherde bestimm ter Gasbrenner ist aus dem SU-Erfinderschein 1 252 549 A1 bekannt.Determine such for household gas stoves The gas burner is from the SU inventor's certificate 1 252 549 A1 known.

Dieser bekannte Gasbrenner mit einer Vielzahl von rundum angeordneten Flammennuten und Verteilnuten ist bestimmt zur Verwendung mit Erdgas und mit Flüssiggas und ist dabei durch die Drehung des Deckels und die hierdurch bewirkte Änderung des Austrittsquerschnitts für ein Brenngas-Primärluft-Gemisch von der einen auf die andere Verwendungsart umstellbar. Für die Verwendung von Erdgas wird der Deckel so aufgesetzt, daß ein mit ihm verbunde ner Fixierzapfen in eine der Flammennuten greift und diese gegenüber den Verteilnuten versetzt sind, wodurch sich eine teilweise Überdeckung derselben und ein klei ner summarischer Austrittsquerschnitt ergibt. Für die Verwendung von Flüssiggas greift der Fixierzapfen in eine Ausnehmung des Grundkörperrings und nimmt dabei eine Drehstellung ein, in der die Flammennuten und die Verteilnuten miteinander fluchten und sich eine große summarische Austrittsquerschnittsfläche ergibt.This well-known gas burner with a variety of all around arranged flame grooves and distribution grooves is determined for use with natural gas and with LPG and is thereby by the rotation of the lid and thereby caused change in the outlet cross section for a Fuel gas / primary air mixture from one to the other Configurable use. For the use of natural gas the lid is placed so that a connected with it ner fixing pin engages in one of the flame grooves and these are offset from the distribution grooves, whereby a partial covering of the same and a small one ner summary exit cross section results. For the The fixing pin engages when using liquid gas a recess of the main body ring and takes a rotary position in which the flame grooves and Distribution grooves are aligned and a large one summary exit cross-sectional area results.

Der Ansaugeffekt der austretenden Gemischstrahlen zur Zumischung von Sekundärluft in die Flamme ist bei diesem bekannten Brenner nur wenig wirksam, insbesondere in der Stellung der kleinen Austrittsquerschnitte bei der Ver brennung von Erdgas. Es stellt sich dadurch nicht der optimale Verbrennungsvorgang ein.The suction effect of the emerging mixture jets Secondary air is added to the flame known burner little effective, especially in the Position of the small outlet cross-sections at Ver burning natural gas. This does not result in optimal combustion process.

Aus der US-Patentschrift 2 621 722 ist ein zylindrischer Gasbrenner bekannt, dessen Brennerkopf aus quer zur Brennerachse angeordneten Scheiben besteht. Diese weisen Abstandshalter auf und bilden ringförmige Flammenschlit ze.A cylindrical one is known from US Pat. No. 2,621,722 Gas burner known, the burner head from across Burner axis arranged discs there. These point Spacers and form annular flame slits ze.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines gattungsgemäßen Gasbrenners für Haushalts- und industrielle Anwendungen, bei dem der Ansaugeffekt der austretenden Gemischstrahlen zur Zumischung von Sekun därluft verbessert ist und der Verbrennungsvorgang in tensiviert und optimiert ist.The object of the present invention is to create of a generic gas burner for household and industrial applications where the suction effect of the emerging mixture jets for the admixture of seconds därluft is improved and the combustion process in is intensified and optimized.

Diese Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 genannten kennzeichnenden Merkmale gelöst; Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.This object by those mentioned in claim 1 characteristic features solved; Further training of the Invention are specified in the subclaims.

Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung strömt das Brenngas-Primärluft-Gemisch aus den Flammennuten in ei nen Außenbereich, in dem die seitliche Kanalführung weg fällt und der Strömungsraum nur noch von zwei gegenüber liegenden Flächen begrenzt wird. In diesem als Flammen entwicklungsraum dienenden schmalen Ringraum entstehen an den freien Seitenrändern der Strahlen längsgerichtete Wirbel, welche mit großer Wirksamkeit Sekundärluft an saugen und einmischen, welche in den Sektoren eintreten kann, die im Umfangsbereich der Grundkörperzähne gemäß Patentanspruch 2 radial außerhalb derselben liegen. Die Ansaugwirkung jedes Strahls für sich genommen und da durch die des gesamten Gasbrenners ist durch diese Ge staltung der Strömungsbedingungen erheblich verbessert, was eine vollständige Verbrennung und einen hohen Wir kungsgrad des Gasbrenners zur Folge hat. Der Gasbrenner ist für Haushalts- und industrielle Anwendungen geeig net.In the training according to the invention that flows Fuel gas-primary air mixture from the flame grooves in egg NEN outdoor area, in which the lateral duct run away falls and the flow space only from two opposite lying areas is limited. In this as flames development space serving narrow annular space along the free side edges of the rays Vortex, which with great effectiveness secondary air suck and mix, which occur in the sectors can, according to the peripheral area of the base teeth Claim 2 lie radially outside the same. The Intake effect of each jet taken and there through that of the entire gas burner is through this Ge design of the flow conditions significantly improved, what a complete combustion and a high we efficiency of the gas burner. The gas burner is suitable for household and industrial applications net.

Die Erfindung wird nachfolgend durch die Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beigegebenen Zeich nungen erläutert. Es zeigt:The invention will hereinafter be described by the description of exemplary embodiments based on the attached drawing explained. It shows:

Fig. 1 die zur Hälfte geschnittene Seitenansicht ei nes Gasbrenners mit gleichmäßig auf dem Umfang verteilter Flammenbildung; Figure 1 is a half-sectioned side view of egg nes gas burner with evenly distributed flame formation around the circumference.

Fig. 2 den Schnitt nach Linie 1-1 aus Fig. 1; Figure 2 shows the section along line 1-1 of Fig. 1.

Fig. 3 den Längsschnitt eines Gasbrenners mit in ei ner Radialrichtung erfolgender Flammenbildung; Fig. 3 is a longitudinal section of a gas burner with success in forming ei ner radial direction of flame;

Fig. 4 den Schnitt nach Linie 3-3 aus Fig. 3; Fig. 4 is a section along line 3-3 of FIG. 3;

Fig. 5 den Querschnitt eines Gasbrenners mit exzen trischer Scheibenanordnung; Figure 5 shows the cross section of a gas burner with eccentric disc assembly.

Fig. 6 ein höheneinstellbares Abstandselement im Längsschnitt. Fig. 6 shows a height-adjustable spacer in longitudinal section.

Der Gasbrenner in der Ausführungsform gemäß Fig. 1, 2 hat einen Grundkörper 1, welcher aus einem Zufuhrstutzen 2 und einem an dessen Ende anschließenden Grundkörper ring 4 besteht. Von diesem ragen an einer etwa mittleren Stelle seiner Radialerstreckung gleichmäßig auf dem Um fang verteilt rechtwinklig Grundkörperzähne 9 auf, deren Zwischenräume Flammennuten 10 darstellen und die ins gesamt einen kammartigen Flammenbildungskranz 5 darstel len. Der innerhalb des Flammenbildungskranzes 5 gelegene Kopfraum 3 stellt zusammen mit dem Innenraum des Zu fuhrstutzens 2 eine Mischkammer für eintretendes Brenn gas und Primärluft dar. Radial außerhalb des von den Grundkörperzähnen 9 gebildeten Flammenbildungskranzes 5 liegt ein ringförmiger Außenbereich 4' des Grundkörper rings 4.The gas burner in the embodiment according to FIGS. 1, 2 has a base body 1 , which consists of a feed pipe 2 and an adjoining end body ring 4 . Of this protrude at an approximately central point of its radial extent evenly distributed around the circumference around basic body teeth 9 , the spaces between which represent flame grooves 10 and which represent a comb-like flame formation ring 5 overall. The head space 3 located within the flame formation ring 5 , together with the interior of the supply nozzle 2, represents a mixing chamber for incoming combustion gas and primary air. Radially outside the flame formation ring 5 formed by the base teeth 9 there is an annular outer region 4 ′ of the base ring 4 .

Auf den Grundkörperring 4 ist ein Deckel 6 mit abwärts gerichteten Deckelzähnen 11 aufgesetzt; diese Deckelzäh ne 11 bilden mit den zwischen ihnen gebildeten Verteil nuten 12 den Brenngasverteiler 8, welcher sich am Flam menbildungskranz 5 radial innen anliegend über den Um fang erstreckt. Die Deckelzähne 11 und die Grundkörper zähne 9 sind von gleicher Länge und halten den Deckel 6 in Abstand vom Grundkörperring 4. Radial außerhalb des Brenngasverteilers 8 und des Flammenbildungskranzes 5 liegt ein Ringrand 7 des Deckels 6.A cover 6 with downward-facing cover teeth 11 is placed on the base body ring 4 ; this Deckelzäh ne 11 form with the distribution grooves formed between them 12, the fuel gas distributor 8 , which extends on the Flam menbildungkranz 5 radially inward over the order to start. The cover teeth 11 and the base body teeth 9 are of the same length and keep the cover 6 at a distance from the base body ring 4 . An annular edge 7 of the cover 6 lies radially outside of the fuel gas distributor 8 and the flame formation ring 5 .

Der Außenbereich außerhalb des Flammenbildungskranzes 5 ist von einer Mehrzahl - vorliegend drei - von Scheiben 13 gleicher Wandstärke besetzt, welche von Abstandsele menten 14 in gleichem Abstand voneinander bzw. vom Grundkörperring 4 und Deckel 6 gehalten sind. Die Innen ränder 17 dieser Scheiben 13 sind angeschärft. Diese Scheiben 13 bilden im Außenbereich vier übereinanderlie gende ringförmige Flammenentwicklungsräume 15.The outer area outside the flame formation ring 5 is occupied by a plurality - in the present case three - of disks 13 of the same wall thickness, which are held by spacing elements 14 at the same distance from one another or from the base ring 4 and cover 6 . The inner edges 17 of these disks 13 are sharpened. These disks 13 form four superimposed annular flame development spaces 15 in the outer region.

Die Abstandselemente 14 sind so ausgebildet und angeord net, daß sie die von der Mündung der Flammennuten 10 ausgehende Flammenentwicklung nicht stören, das heißt ihre Erstreckung in Umfangsrichtung bzw. ihr Durchmesser ist geringer als die Breite der Grundkörperzähne 9 und sie liegen etwa in der Radialrichtung eines solchen. Für ihre Anzahl n gilt die Beziehung
The spacer elements 14 are designed and angeord net that they do not interfere with the flame development starting from the mouth of the flame grooves 10 , that is, their extent in the circumferential direction or their diameter is less than the width of the base teeth 9 and they are approximately in the radial direction of one such. The relationship applies to their number n

n₁ ≧ n ≧ 3
n ₁ ≧ n ≧ 3

mit n₁ = Anzahl der Grundkörperzähne 9.with n ₁ = number of base teeth 9 .

Der Gasbrenner gemäß Fig. 3 und 4 erzeugt ein anderes Flammenbild, nämlich eine langgestreckte schmale Flamme. Sein Aufbau entspricht grundsätzlich dem Aufbau des vor stehend beschriebenen Gasbrenners, jedoch hat hier der Brenngasverteiler 8 nur eine Verteilnut 12 und ist im übrigen rundum geschlossen und ebenso hat der Flammen bildungskranz 5 nur eine Flammennut 10 und ist im übri gen rundum geschlossen.The gas burner according to Fig. 3 and 4 generates another flame pattern, namely an elongated narrow flame. Its structure basically corresponds to the structure of the gas burner described above, but here the fuel gas distributor 8 has only one distribution groove 12 and is otherwise closed all around and likewise the flame formation ring 5 has only one flame groove 10 and is closed all around.

Der Austrittsquerschnitt der Verteilnuten 12 entspricht dem Eintrittsquerschnitt der Flammennuten 10, sodaß in der Drehlage des Deckels 6, in der diese Querschnitte miteinander zur Deckung gebracht sind, ein Radialkanal mit glatt durchgehenden Seitenwänden gebildet ist. Diese Seitenwände können, wie in den Abbildungen gezeigt, parallel zueinander verlaufen; sie können auch in einer Radialebene liegen, sodaß der gebildete Kanal sich im Querschnitt diffusorartig erweitert. The outlet cross section of the distribution grooves 12 corresponds to the inlet cross section of the flame grooves 10 , so that in the rotational position of the cover 6 , in which these cross sections are made to coincide with one another, a radial channel with smooth, continuous side walls is formed. As shown in the figures, these side walls can run parallel to one another; they can also lie in a radial plane, so that the channel formed widens like a diffuser in cross section.

Die Scheiben 13 können gemäß Fig. 5 exzentrisch zum Brenngasverteiler 8 und Flammenbildungskranz 5 liegen, insbesondere, wenn nur ein Verteilnut-Flammennut-Kanal vorhanden ist oder nur wenige solcher Kanäle, die an einer Umfangsstelle konzentriert sind. In solchen Fällen ist der Mittelpunkt der Scheiben 13 in Richtung der Flammenentwicklung exzentrisch versetzt, sodaß die von den Scheiben 13 gewährleistete Strahlbegrenzung durch gegenüberliegende Wände die größte Radialerstreckung in Flammenrichtung hat.The disks 13, according to Fig. 5 eccentrically to the fuel gas distributor 8 and flame ring 5 are, in particular, when only a distribution groove-Flammennut channel is present or only a few of such channels, which are concentrated at one circumferential location. In such cases, the center of the disks 13 is offset eccentrically in the direction of the flame development, so that the beam limitation guaranteed by the disks 13 through opposite walls has the greatest radial extent in the direction of the flame.

Um den Abstand der Scheiben 13 voneinander bzw. vom Grundkörperring 4 und Ringrand 7 des Deckels 6 verändern zu können, können Abstandselemente 14 gemäß Fig. 6 ver wendet werden: Jedes derselben besteht aus einem Zylin der mit Innengewinde, in dem eine Madenschraube 16 sitzt. Durch Herausdrehen der Madenschraube 16 kann die Höhe des Abstandselements 14 eingestellt werden.In order to be able to change the spacing of the disks 13 from one another or from the base ring 4 and ring edge 7 of the cover 6 , spacer elements 14 according to FIG. 6 can be used: each of these consists of a cylinder with an internal thread in which a grub screw 16 is seated. The height of the spacer element 14 can be adjusted by unscrewing the grub screw 16 .

In den Abbildungen sind Gasbrenner gezeigt, bei denen der Grundkörperring 4 mit seinem Außenbereich 4', alle Scheiben 13 und der Ringrand 7 des Deckels 6 den glei chen Außendurchmesser haben, sodaß der Brenner eine zy lindrische Gestalt hat. Für einige Anwendungsfälle kann der Brenner eine kegelstumpfförmige Gestalt in der Weise haben, daß der Außenbereich 4' des Grundkörperrings 4 den größten Durchmesser hat und der Durchmesser der nach oben anschließenden Scheiben 13 bis hin zum Ringrand 7 des Deckels 6 abnimmt.In the figures, gas burners are shown, in which the base ring 4 with its outer region 4 ', all disks 13 and the ring edge 7 of the cover 6 have the same outer diameter, so that the burner has a cylindrical shape. For some applications, the burner can have a frustoconical shape in such a way that the outer region 4 'of the base ring 4 has the largest diameter and the diameter of the disks 13 adjoining upwards decreases as far as the ring edge 7 of the cover 6 .

Der angeschärfte Innenrand 17 der Scheiben 13 dient zur Verringerung des der ankommenden Strömung entgegenge setzten Widerstands; möglich ist auch eine gerundete oder eine im Querschnitt halbelliptische Strömungsvor derkante.The sharpened inner edge 17 of the disks 13 serves to reduce the resistance to the incoming flow; a rounded or semi-elliptical flow leading edge is also possible.

Im Betrieb des Gasbrenners gelangt eine Mischung aus gasförmigem Brennstoff und Primärluft durch die vom Zu fuhrstutzen 2 und Kopfraum 3 gebildete Mischkammer in die von den Verteilnuten 12 und Flammennuten 10 gebilde ten Kanäle und strömt aus diesen radial nach außen in den Flammenentwicklungsraum 15. In Abhängigkeit von der Art des gasförmigen Brennstoffs - Erdgas oder Flüssiggas - und dem Primärluftanteil in der eintretenden Mischung kann der Durchtrittsquerschnitt durch Drehen des Deckels 6 eingestellt werden. Wenn die Verteilnuten 12 und die Flammennuten 10 nur noch teilweise zusammenfallen, er gibt sich eine Drosselung.During operation of the gas burner, a mixture of gaseous fuel and primary air passes through the mixing chamber formed by the supply nozzle 2 and head space 3 into the channels formed by the distribution grooves 12 and flame grooves 10 and flows radially outward into the flame development space 15 . Depending on the type of gaseous fuel - natural gas or liquefied petroleum gas - and the proportion of primary air in the incoming mixture, the passage cross section can be adjusted by turning the cover 6 . If the distribution grooves 12 and the flame grooves 10 only partially coincide, it throttles itself.

Beim Austritt aus der Flammennut 10 in den Flammenent wicklungsraum 15 verliert jeder der im Querschnitt rechteckigen Brenngasstrahlen seine seitliche Führung, während er durch die Scheiben 13 in Axialrichtung zer teilt wird und diese sowie der Grundkörperring-Außen bereich 4' und der Ringrand 7 des Deckels 6 Führungsflächen in der Höhenrichtung bzw. Axialrichtung bieten, an denen die Strömung sich anlegt und haften bleibt. An den freien seitlichen Strahlrändern, die diffusorartig divergieren, entstehen längsgerichtete Wirbel mit Unter druckentwicklung im Inneren, durch welche Sekundärluft von außen in die Zwischenstrahlbereiche eingesaugt wird und sich in die Flamme einmischt.As it emerges from the flame groove 10 in the flame chamber 15 , each of the cross-sectionally rectangular fuel gas jets loses its lateral guidance while it is divided by the disks 13 in the axial direction and this, as well as the outer ring area 4 'and the ring edge 7 of the cover 6 Provide guiding surfaces in the height direction or axial direction on which the flow attaches and adheres. On the free side edges of the jet, which diverge like a diffuser, longitudinal vortices are created with negative pressure inside, through which secondary air is sucked in from the outside into the intermediate jet areas and mixes into the flame.

Claims

1. Gas burner for a fuel gas-primary air mixture, with a base body ( 1 ) from a supply nozzle ( 2 ) and an adjoining end body ring ( 4 ), from which a circular flame formation ring ( 5 ) with at least one flame groove ( 10 ) protrudes , from which mixed jets emerge while drawing in secondary air,
and with a cover ( 6 ) placed on the base ring ( 4 ), from which a circular fuel gas distributor ( 8 ) with at least one distribution groove ( 12 ) protrudes and adjoins the flame formation ring ( 5 ) on the inside, the covering of the at least one flame groove ( 5 ) 10 ) with the at least one distribution groove ( 12 ) can be changed by rotating the cover ( 6 ) relative to the base body ( 1 ),
characterized in that the main body ring ( 4 ) ra dial has an annular outer region ( 4 ') outside the flame formation ring ( 5 ) and the cover ( 6 ) radially outside of its fuel gas distributor ( 8 ) has an annular rim ( 7 ),
that in the annular space between the outer region ( 4 ') and the ring edge ( 7 ) at least one disc ( 13 ) is arranged, the spacer elements ( 14 ) at a distance from the outer region ( 4 '), possibly adjacent discs ( 13 ) and the Rin grand ( 7 ) is held so that at least two flame development spaces ( 15 ) are formed in the form of narrow annular spaces radially outside the flame formation ring ( 5 ),
and that the number of spacer elements ( 14 ) on the circumference is at least three and these in the flame development spaces ( 15 ) lie outside the areas which are acted upon by the mixture jets emerging from the flame grooves ( 10 ).

2. Gas burner according to claim 1, characterized in that the flame formation ring ( 5 ) is formed by a plurality of base body teeth ( 9 ) which project evenly distributed over the circumference of the base body ring ( 4 ) and form the flame grooves ( 10 ) between them,
that the fuel gas distributor ( 8 ) is formed by the same number of cover teeth ( 11 ) which protrude from the cover ( 6 ) within its ring edge ( 7 ) and form the distribution grooves ( 12 ) between them,
and that the teeth (9, 11) directed against each other and bounded by the cover teeth (11) Verteilnu ten (12) in a rotational position of the cover (6) with the Flammennuten (10) are aligned to the base body teeth (9).

3. Gas burner according to claim 2, characterized in that the number n of the spacer elements ( 14 ) is determined by the relationship n ₁ ≧ n ≧ 3 with n ₁ = number of basic teeth ( 9 ).

4. Gas burner according to one of the preceding claims, characterized in that the outer diameter of the outer ring portion ( 4 '), all discs ( 13 ) and the lid ring rim ( 7 ) are the same.

5. Gas burner according to one of claims 1 to 3, characterized in that the base body outer region ( 4 ') has the largest diameter and the diameter of the discs ( 13 ) to the cover ( 6 ) decrease and the ring edge ( 7 ) the smallest Has diameter.

6. Gas burner according to one of the preceding claims, characterized by height-adjustable spacer elements ( 14 ; Fig. 6).

7. Gas burner according to one of the preceding claims, characterized in that the inner edges ( 17 ) of the discs ( 13 ) are sharp-edged.

8. Gas burner according to one of claims 1 or 4 to 7, characterized in that in the formation of the flame formation ring ( 5 ) with only one flame groove ( 10 ) and the fuel gas distributor ( 8 ) with only one distribution groove ( 12 ) the discs ( 13 ) eccentrically are arranged to them, in the direction of the grooves ( 10 , 12 ) offset ( Fig. 5).

9. Gas burner according to one of the preceding claims, characterized in that the flow cross sections of the distribution grooves ( 12 ) and the flame grooves ( 10 ) are constant and equal to one another.