DE19747484C1 - Gasbrenner mit einem Brennkörper - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Gasbrenner mit einem Brennerkörper, an dem oder in dem die Verbrennung eines Brenngases erfolgt und der von einem Rahmen um­ faßt ist, welcher den Brennerkörper seitlich zumindest teilweise überdeckt und über dessen abgasseitige Oberfläche mit einer Abschirmung aus Metall vorsteht, die in Längsrichtung der Seiten des Brennerkörpers mit Durchbrüchen versehen ist.

Ein solcher Gasbrenner mit einem als Lamellenblock ausgebildeten Brennerkörper ergibt sich aus dem betriebsinternen Stand der Technik der Erfinder. Dieser Brennerkörper weist eine Vielzahl von parallel zueinander stehenden Lamellen auf. Zwischen diesen strömt Brenngas zur Oberfläche des Brenner­ körpers, das hier entzündet wird. Um zu verhindern, daß Luft aus der Umgebung der Oberfläche des Brennerkörpers zuströmt, ist dieser von einem Rahmen um­ faßt. Der Rahmen schirmt weitgehend die Oberfläche ab. Diese Maßnahme ist erforderlich, um den Anteil an Kohlenmonoxid in dem Abgas so gering wie mög­ lich zu halten. Auf den Rahmen wirken hohe Temperaturen (bis zu 600°C) ein.

Hierdurch dehnt sich dieser im Betrieb aus. Um eine unkontrollierte Verformung des Rahmens zu verhindern, sind Durchbrüche vorgesehen. Diese werden in Form von rechteckigen Aussparungen flächig aus der Abschirmung ausgestanzt. Verfahrenstechnisch bedingt dürfen die Durchbrüche eine minimale lichte Fläche nicht unterschreiten. Dies ist jedoch gewünscht, da so wenig Umgebungsluft wie möglich dem Brennerkörper zuströmen soll. Als nachteilig hat sich auch erwiesen, daß für die Fertigung der Durchbrüche ein hoher Werkzeugverschleiß entsteht.

Es ist außerdem ein Reihenbrenner für gasförmigen Brennstoff bekannt (FR 22 92 929), dessen Brenerkörper längsseitig jeweils eine Abschirmung aufweist. Letztere ist zur Vermeidung von Verformungen in mehrere Abschnitte unterteilt, die mit Abstand voneinander angeordnet sind.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Gasbrenner der eingangs erwähnten Art bereitzustellen, dessen Rahmen einfach zu fertigen ist und eine minimierte Kohlenmonoxid-Entwicklung unterstützt.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zur Bildung der Durchbrüche Lappen von der Abschirmung freigestanzt oder freigeschert und von dieser abgebogen sind.

Auf das flächige Ausstanzen von Aussparungen kann damit verzichtet werden. Der Lappen läßt sich längs einer Linie von der Abschirmung freischneiden, so daß die Fertigung der Abschirmung sehr einfach ohne großen Werkzeugver­ schleiß durchführbar ist. Abhängig von dem Dehnverhalten der Abschirmung wird das Maß der Abwinklung des Lappens gewählt. Dabei kann die lichte Fläche der Durchbrüche und damit auch die Zuströmfläche für die Umgebungs­ luft minimiert werden. Darüberhinaus setzt der Lappen der Umgebungsluft auch einen Strömungswiderstand entgegen. Mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Abschirmung kann damit eine Minimierung der Kohlenmonoxid-Entwicklung er­ reicht werden.

Um zu verhindern, daß die Lappen thermisch stark beansprucht werden, sind diese nach Patentanspruch 2 auf die dem Brennkörper abgekehrte Seite der Abschirmung hin abgewinkelt.

Bevorzugt ist es vorgesehen, daß die Durchbrüche gemäß Patentanspruch 3 als Schlitze ausge­ bildet sind, die sich ausgehend von dem nach oben gerichteten freien Ende der Abschirmung bis unter die, durch die abgasseitige Oberfläche des Brenner­ körpers gebildete Ebene erstrecken. Damit kann sich die Abschirmung in dem stark thermisch belasteten Bereich über der Oberfläche des Brennerkörpers frei ausdehnen.

Eine mögliche Erfindungsvariante ist dadurch gekennzeichnet, daß die Ab­ schirmung einen vertikalen, parallel zum Brennerkörper verlaufenden Steg auf­ weist, der an seiner nach oben gerichteten Seite in einen nach außen gewin­ kelten Kragen übergeht, und daß sowohl der Steg als auch der Kragen mit den Durchbrüchen versehen sind.

Um der Temperaturverteilung im Bereich der Seiten des Brennerkörpers Rech­ nung zu tragen, ist es vorgesehen, daß der Rahmen des Brennerkörpers aus Profilstücken zusammengesetzt ist, die zumindest teilweise zweiteilig aus der Abschirmung und einem Halteprofil gebildet sind, und daß das Halteprofil mit dem Brennerkörper fest verbunden ist. Dabei wird bevorzugt die Abschirmung mit einem anderen Wärmeausdehnungskoeffizienten als das Halteprofil ausge­ stattet sein. Insbesondere kann die Abschirmung dann beispielsweise aus einem austenitischen Stahl bestehen. Das Halteprofil hingegen ließe sich aus einem kostengünstigeren Material herstellen. Insofern ist eine materialoptimierte Auslegung des Rahmens ermöglicht. Da das Halteprofil und die Abschirmung verschiedene Wärmeausdehnungskoeffizienten haben, kann es zudem bevorzugt vorgesehen sein, daß das Halteprofil über ein oder mehrere Dehnelemente mit der Abschirmung verbunden ist.

Ist der Brennerkörper, wie bereits vorher erwähnt, als Lamellenblock ausgebildet, kann aus den Lamellen die Wärmeenergie mittels eines Wärmetauschers ausge­ koppelt werden. Dabei ist es dann denkbar, daß an den Stirnseiten der Lamellen, die die seitliche Begrenzung des Brennerkörpers bilden, die Halteprofile mit einem Schenkel in wärmeleitendem Kontakt anliegen. Der Kontakt kann dabei beispielsweise durch eine stoffschlüssige Verbindung (Lötung oder Schweißung) hergestellt werden. Damit läßt sich die Wärmeenergie aus den Halteprofilen direkt in die Lamellen abführen. Das Halteprofil wird auf einem gleichmäßigen Temperaturniveau gehalten. Damit ist auch die Wärmeausdehnung des Halte­ profiles begrenzt.

Das Halteprofil kann mit einem Verbindungsabschnitt ausgestattet sein, der auf einem Basisteil aufsitzt, welches die Gaszuführung aufnimmt. Der Verbindungs­ abschnitt ist dann bevorzugt abgedichtet auf dem Basisteil befestigt.

Anstatt eines Lamellenblockes kann auch ein poröser Körper beispielsweise ein Keramikschaum oder ein Stahlwollegeflecht, als Brennerkörper Verwendung fin­ den.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in perspektivischer Zusammenstell-Zeichnung einen Gas­ brenner,

Fig. 2 im Schnitt und als vergrößerte Detaildarstellung ein in der Fig. 1 mit 20 näher bezeichnetes Bauteil und

Fig. 3 die Darstellung gemäß Fig. 1 in Seitenansicht von links, in bezüglich Wärmetauscher, Zündung und Temperaturfühler abgewandelter Ausführung.

In der Fig. 1 ist ein Gasbrenner gezeigt, der im wesentlichen aus einem Basisteil 50 und einem Brennerkörper 10 besteht. Das Basisteil 50 besitzt einen Zu­ leitungstrakt 50.1, der Gasführungen 50.6 aufnimmt. In die Gasführungen 50.6 wird von der Frontseite des Gasbrenners her Brenngas eingespeist. Dabei wird beispielsweise Erdgas über ein Verteilerrohr 50.5 geleitet und über Austritt­ düsen in die Gasführungen 50.6 eingeleitet. Das Verteilerrohr 50.5 ist über Verbindungsstücke 50.4 an dem Basisteil 50 befestigt. Die Verbindungsstücke 50.4 halten das Verteilerrohr 50.5 im Abstand zu dem Basisteil 50. Die Be­ festigung des Verteilerrohres 50.5 an den Verbindungsstücken 50.4 erfolgt über Schraubverbindungen 50.7.

Der Brennerkörper 10 ist als Lamellenblock ausgebildet. Er ist aus einer Vielzahl von vertikalen, parallel hintereinanderliegenden Lamellen gefertigt. Die einzelnen Lamellen sind mit Durchbrüchen versehen, durch die die Rohrleitungen eines Flüssigkeits-Wärmetauschers 40 hindurchgeführt sind. Der Flüssigkeits-Wärme­ tauscher 40 kann über einen Einlaß 40.1 und einen Auslaß 40.2 an ein Kreis­ laufsystem angeschlossen werden. Der Brennerkörper 10 ist von einem Rahmen umgeben. Dieser ist aus vier Profilstücken zusammengesetzt. Die beiden seit­ lichen Profilstücke, an denen eine Zündung 30.1 bzw. ein Temperaturfühler 30.2 befestigt sind, weisen dabei die gleiche Bauart auf. Das vordere und das hintere Profilstück unterscheiden sich lediglich in Detailausgestaltungen voneinander. Sie weisen beide jedoch den gleichen Grundaufbau auf. Wie aus der Darstellung gemäß Fig. 1 ersichtlich ist, besitzen alle Profilstücke eine Abschirmung 20. Die Abschirmung 20 überragt die Oberfläche des Brennerkörpers 10. Um eine Län­ genausdehnung der einzelnen Abschirmungen 20 infolge von Wärmeeinwirkung zu ermöglichen, sind schlitzförmige Durchbrüche vorgesehen. Zur Ausbildung dieser Durchbrüche sind Lappen 20.41 (s. Fig. 2) in regelmäßigen Abständen aus der Abschirmung freigeschert. Die Lappen 20.41 sind dann nach außen abge­ winkelt.

Der Fig. 2 kann die Ausbildung der Lappen 20.41 näher entnommen werden. Diese Darstellung zeigt einen Vertikalschnitt durch die rückseitige Abschirmung 20. Wie aus dieser Detailansicht hervorgeht, weist die Abschirmung 20 einen vertikalen Steg 20.5 auf, der seitlich an dem Brennerkörper 10 anliegt. An seinem nach oben gekehrten Ende ist von dem Steg 20.5 ein Kragen 20.4 abge­ winkelt. An seiner Unterseite geht der Steg 20.5 rechtwinklig in einen Schenkel 20.6 über. Von dem Schenkel 20.6 ist ein Übergangsabschnitt 20.7 rechtwinklig abgewinkelt. Vom diesem ist wiederum ein Schenkel 20.8 abgebogen, der paral­ lel zu dem Schenkel 20.6 steht. Die Abschirmung 20 ist zur Unterseite hin mit einem Stützabschnitt 20.9 abgeschlossen. Der Kragen 20.4 und der Steg 20.5 sind mit den schlitzförmigen Durchbrüchen, die von den Lappen 20.41 gebildet sind, versehen. Die Lappen 20.41 sind längs einer Kante 20.42 aus dem Kragen 20.4 bzw. dem Steg 20.5 freigeschnitten. Der durch den Lappen 20.41 gebil­ dete Durchbruch ist bis unter die Oberseite des Brennerkörpers 10 geführt. Damit wird erreicht, daß sich die Abschirmung 20 frei dehnen kann. Zur Aus­ bildung des Rahmens, der den Brennerkörper 10 umgibt, sind Steckverbindun­ gen in den Rahmeneckbereich vorgesehen. Dabei sind die beiden seitlichen Pro­ filstücke zwischen der vorderen und der hinteren Abschirmung 20 eingesetzt.

In der Fig. 3 ist die Ausgestaltung des vorderen und des hinteren Profilteiles näher gezeigt. Wie aus dieser Darstellung ersichtlich ist, sind die Profilteile dabei aus der Abschirmung 20 und einem Halteprofil 70 zusammengesetzt. Das Halte­ profil 70 ist dabei im wesentlichen U-förmig aus einem Verbindungsabschnitt 70.2 und zwei daran angeschlossenen, zueinander parallel stehenden Schenkeln 70.1 und 70.3 gebildet. Der Schenkel 70.1 liegt dabei stirnseitig an den Lamellen des Brennerkörpers 10 an. Er kann hier über eine Lötung oder eine Schweißverbindung an den Brennerkörper 10 angekoppelt werden. Auf der dem Brennerkörper 10 abgekehrten Seite liegt die Abschirmung 20 mit ihrem Steg 20.5 und dem Stützabschnitt 20.9 an dem Schenkel 70.1 an. Der Stützabschnitt 20.9 stützt die Abschirmung 20 auch auf dem Verbindungsabschnitt 70.2 ab.

Der zweite Schenkel 70.3 des Halteprofiles 70 liegt an dem Übergangsabschnitt 20.7 der Abschirmung 20 an. Zur Fixierung der Abschirmung 20 an dem Halte­ profil 70 ist ein Niet 20.10 vorgesehen. Dieser Niet 20.10 läßt sich im einzelnen der Fig. 1 näher entnehmen. Der Niet 20.10 ist in die Lochungen des Schenkels 70.3 und des Übergangsabschnittes 20.7 eingeführt. An dem Schenkel 70.3 sind Halterungen 70.4 abgekantet. Die Halterungen 70.4 lassen sich der Fig. 1 entnehmen. Wie Fig. 1 weiter zeigt, sind die abgebogenen Halterungen 70.4 in Durchbrüche 20.11 der Abschirmung 20 eingesetzt. Dabei sind die Durchbrüche 20.11 so dimensioniert, daß ein begrenzter Versatz der Abschirmung 20 gegen­ über dem Halteprofil 70 in horizontaler Richtung möglich ist.

Die Einheit bestehend aus Brennerkörper 10 und dem diesen umgebenden Rah­ men ist auf das Basisteil 50 aufgesetzt und an diesem abgedichetet befestigt. Das Basisteil 50 weist hierzu einen Flansch 50.3 auf, auf dem die Halteprofile 70 mit ihrem Verbindungsabschnitt 70.2 aufsitzen. Zur Fixierung des Basisteiles 50 ist rückseitig eine Scharnierverbindung 50.8 vorgesehen. Mit dieser kann das Basisteil 50 gegenüber dem Brennerkörper 10 abgeklappt werden. Frontseitig wird das Basisteil 50 über zwei Schnellspann-Verschlüsse 60 an dem Brenner­ körper 10 fixiert. Die Schnellspann-Verschlüsse 60 sind dabei mit einem Bügel 61 in entsprechende Aufnahmen des Halteprofiles 70 eingesetzt.

Claims (9)

1. Gasbrenner mit einem Brennerkörper, an dem oder in dem die Verbren­ nung eines Brenngases erfolgt und der von einem Rahmen umfaßt ist, welcher den Brennerkörper seitlich zumindest teilweise überdeckt und über dessen abgasseitige Oberfläche mit einer Abschirmung aus Metall vorsteht, die in Längsrichtung der Seiten des Brennerkörpers mit Durch­ brüchen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der Durchbrüche Lappen (20.41) von der Abschirmung (20) freigestanzt oder freigeschert und von dieser abgebogen sind.

2. Gasbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lappen (20.41) auf die dem Brennerkörper (10) abgekehrte Seite der Abschirmung (20) hin abgewinkelt sind.

3. Gasbrenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrüche als Schlitze ausgebildet sind, die sich ausgehend von dem nach oben gerichteten freien Ende der Abschirmung (20) bis unter die durch die abgasseitige Oberfläche des Brennerkörpers (10) gebildete Ebene erstrecken.

4. Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Abschirmung (20) einen vertikalen, parallel zum Brennerkörper (10) verlaufenden Steg (20.5) aufweist, der an seiner nach oben ge­ richteten Seite in einen nach außen gewinkelten Kragen (20.4) übergeht, und
daß sowohl der Steg (20.5) als auch der Kragen (20.4) mit den Durch­ brüchen versehen sind.

5. Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der Rahmen der den Brennerkörper (10) umgibt aus Profilstücken zusammengesetzt ist, wobei die Profilstücke zumindest teilweise zwei­ teilig aus der Abschirmung (20) und einem Halteprofil (70) gebildet sind, und
daß das Halteprofil (70) mit dem Brennerkörper (10) fest verbunden ist.

6. Gasbrenner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Abschirmung (20) einen anderen Wärmeausdehnungskoeffizienten als das Halteprofil (70) aufweist, und
daß die Abschirmung (20) mit dem Halteprofil (70) über ein oder mehrere Dehnelemente (Halterung 70.4 und Durchbruch 20.11) verbunden ist.

7. Gasbrenner nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der Brennerkörper (10) aus einer Vielzahl von vertikalen, parallel hintereinanderstehenden Lamellen gebildet ist, und
daß an den Stirnseiten der Lamellen, die die seitliche Begrenzung des Brennerkörpers (10) bilden, die Halteprofile (70) mit einem Schenkel (70.1) in wärmeleitendem Kontakt anliegen.

8. Gasbrenner nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß das Halteprofil (70) mit einem Verbindungsabschnitt (70.2) auf einem Basisteil (50) aufsitzt, welches eine Gaszuführung (50.6) aufnimmt, und
daß der Verbindungsabschnitt (70.2) abgedichtet auf dem Basisteil (50) befestigt ist.

9. Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 8, daß der Brennerkörper (10) als poröser Körper ausgebildet ist, innerhalb dem die Verbrennung des Brenngases abläuft.