DE19813896B4

DE19813896B4 - gas burner

Info

Publication number: DE19813896B4
Application number: DE19813896A
Authority: DE
Inventors: Juergen Waidner; Marcus Dr. Bienzle
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1998-03-28
Filing date: 1998-03-28
Publication date: 2005-12-29
Anticipated expiration: 2018-03-29
Also published as: EP0947770A2; DE59907249D1; EP0947770B1; EP0947770A3; DE19813896A1

Abstract

Gasbrenner mit einem Brennerkörper, der von einer porösen Struktur zumindest teilweise durchdrungen ist, und in dem ein Brenngas-Luftgemisch verbrennbar ist, wobei sich die quer zur Strömungsrichtung des Brenngas-Luftgemisches verlaufende Querschnittsfläche der Reaktionszone des Brennerkörpers, in der die Verbrennung stattfindet, in Strömungsrichtung zumindest in einem Teilbereich des Brennerkörpers vergrößert,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich die Querschnittsfläche der Reaktionszone über eine oder mehrere Stufensprünge vergrößert, oder
dass sich die Querschnittsfläche der Reaktionszone teilweise kontinuierlich und teilweise über einen oder mehrere Stufensprünge vergrößert.Gas burner with a burner body, which is at least partially penetrated by a porous structure, and in which a fuel gas-air mixture is combustible, wherein the transverse to the flow direction of the fuel gas-air mixture cross-sectional area of the reaction zone of the burner body in which the combustion takes place in the flow direction enlarged at least in a partial region of the burner body,
characterized,
that the cross-sectional area of the reaction zone increases over one or more increments, or
that the cross-sectional area of the reaction zone increases in part continuously and in part over one or more increments.

Description

Die Erfindung betrifft einen Brennerkörper, der von einer porösen Struktur zumindest teilweise durchdrungen ist, und in dem ein Brenngas-Luftgemisch verbrennbar ist, wobei sich die quer zur Strömungsrichtung des Brenngas-Luftgemisches verlaufende Querschnittsfläche der Reaktionszone des Brennerkörpers, in der die Verbrennung stattfindet, in Strömungsrichtung zumindest in einem Teilbereich des Brennerkörpers vergrößert.The The invention relates to a burner body which is of a porous structure is at least partially permeated, and in which a fuel gas-air mixture is combustible, wherein the transversely to the flow direction of the fuel gas-air mixture extending cross-sectional area the reaction zone of the burner body, in which the combustion takes place, in the flow direction at least in a portion of the burner body increased.

Ein solcher Gasbrenner ist aus der US 1,331,022 bekannt.Such a gas burner is from the US 1,331,022 known.

In diesem Dokument ist ein Gasbrenner mit einem Brennerkörper beschrieben. Der Brennerkörper besteht aus einer porösen Schüttung. Sie ist in einem Brennergehäuse gehalten, das eine stumpfkegelförmige Gestalt aufweist. An das Brennergehäuse sind drei voneinander räumlich getrennte Leitungen angeschlossen. Zwei dieser Leitungen führen Brenngas und eine Brennluft direkt der porösen Schüttung zu. In dem unteren Bereich der porösen Schüttung erfolgt die Mischung des Brenngases mit der Brennluft. Das gemischte Gas strömt dann in einen Bereich mit der Brennluft. Das gemischte Gas strömt dann in einen Bereich des porösen Körpers, in dem es sich entzündet und verbrennt. Die Abgase verlassen den Brennerkörper über die offene obere Seite des Brennergehäuses.In This document describes a gas burner with a torch body. The burner body consists of a porous Bulk. It is in a burner housing held, which is a truncated cone Has shape. To the burner housing are three spatially separated Lines connected. Two of these lines carry fuel gas and a combustion air directly the porous one Fill too. In the lower area of the porous Pouring takes place the mixture of the fuel gas with the combustion air. The mixed gas flows then into an area with the combustion air. The mixed gas then flows in a region of the porous body, in which it ignites and burns. The exhaust gases leave the burner body over the open upper side of the burner housing.

Das in der US 1,331,022 beschriebene Brennergehäuse ist insbesondere für den Einsatz von porösen Schüttungen konzipiert. Die Brennerkörper moderner Gasbrenner bestehen in der Regel aus einheitlichen Körpern, beispielsweise einem keramischen Schaum, einem Fasergestrick oder -gewirr. Solche Brennerkörper lassen sich nur schwierig in den aus der US 1,331,022 bekannten Brennergehäuse einsetzen.That in the US 1,331,022 described burner housing is designed especially for the use of porous beds. The torch body of modern gas burners are usually made of uniform bodies, such as a ceramic foam, a fiber knit or tangle. Such torch body can be difficult in the from the US 1,331,022 use known burner housing.

Die Brennerkörper müssen sehr exakt in das Brennergehäuse eingepasst sein. Infolge von Temperaturschwankungen verändert das Brennergehäuse seine Abmessungen, die dann zu einer Deformation oder Schädigung des Brennerkörpers führen können, wenn dieser nicht sehr exakt gefertigt ist. Eine solche Herstellung ist jedoch sehr aufwändig.The torch body have to very precisely in the burner housing be fitted. This changes as a result of temperature fluctuations burner housing its dimensions, which then lead to deformation or damage to the torch body can lead, though This is not very accurate. Such a production is but very expensive.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Gasbrenner der im Oberbegriff des Anspruches 1 erwähnten Art zu schaffen, mit dem über den gesamten Leistungsbereich ein niedriger CO-Ausstoß sicher gestellt ist und der dabei einfach fertigbar ist und betriebssicher arbeitet.It Object of the invention is a gas burner in the preamble of Claim 1 mentioned Kind of creating with that over the entire output range ensures low CO emissions is and is easily manufacturable and reliable.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass sich die Querschnittsfläche der Reaktionszone über eine oder mehrere Stufensprünge vergrößert, oder dass sich die Querschnittsfläche der Reaktionszone teilweise kontinuierlich und teilweise über einen oder mehrere Stufensprünge vergrößert.These Task is solved by that is the cross-sectional area the reaction zone via a or several increments magnified, or that the cross-sectional area the reaction zone partially continuously and partially over a or several increments increased.

Der Brennerkörper derartiger Gasbrenner lässt sich einfach fertigen. Er kann aufgrund der gestuften Ausbildung aus Teilkörpern bestehen, die weniger aufwändig zu fertigen sind, als ein großer Brennerkörperblock. Die stufige Ausführung ermöglicht zudem eine Geometriebildung für den Brennerkörper, die weniger anfällig für temperaturschwankungsbedingte Änderungen der Brennergehäuse-Abmessung ist.Of the torch body such gas burner leaves easy to manufacture. He can because of the graduated education from partial bodies exist, which are less expensive to be finished, as a big one Torch body block. The stage execution also allows a geometry formation for the torch body, the less vulnerable for temperature fluctuation changes the burner housing dimension is.

Gemäß einer bevorzugten Erfindungsausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass das Brenngas-Luftgemisch in den Brennerkörper über eine Zuleitung einleitbar und hier über einen zylindrischen oder kugelförmigen Verteiler abgegeben wird. Das Brenngas-Luftgemisch kann ring- bzw. kugelförmig in den Brennerkörper einströmen und sich hier entzünden. Abhängig von der Brennerleistung füllt die Reaktionszone den Brennerkörper mehr oder weniger aus.According to one preferred embodiment of the invention may be provided that the fuel gas-air mixture into the burner body via a supply line can be introduced and over here a cylindrical or spherical Distributor is delivered. The fuel gas-air mixture can ring or spherical in the burner body pour in and ignite here. Dependent from the burner capacity fills the reaction zone the burner body more or less.

Zur Fertigungsvereinfachung kann es vorgesehen sein, dass der Brennerkörper zwei oder mehrere zylindrische oder kreisscheibenförmige Teil-Brennkörper aufweist, die einen unterschiedlichen Durchmesser aufweisen, und dass die Mittellängsachsen der Teil-Brennkörper zueinander fluchtend angeordnet sind.to Manufacturing simplification can be provided that the burner body two or has a plurality of cylindrical or circular-shaped part-burning body, which have a different diameter, and that the central longitudinal axes the part-burning body are aligned with each other.

Um bestimmte Leistungsbereiche festlegen zu können, kann es vorgesehen sein, dass die Teil-Brennkörper in Strömungsrichtung des Brenngas-Luftgemisches unterschiedliche Dicken aufweisen.Around It can be provided for that the part-burning body in the flow direction of the fuel gas-air mixture have different thicknesses.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von in den Zeichnungen dargstellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:The Invention will be dargstellten below with reference to in the drawings embodiments explained in more detail. It demonstrate:

1 in schematischer Seitenansicht einen Brennerkörper mit stumpfkegelförmiger Geometrie, 1 a schematic side view of a burner body with frustoconical geometry,

2 in schematischer Seitenansicht einen Brennerkörper mit teilweiser stumpfkegelförmiger und teilweise zylindrischer Geometrie, 2 a schematic side view of a burner body with a partial frustoconical and partially cylindrical geometry,

3 in schematischer Seitenansicht einen Brennerkörper, der aus drei Teilbrennkörpern zusammengesetzt ist, 3 a schematic side view of a burner body, which is composed of three partial fuel bodies,

4 in schematischer Seitenansicht einen weiteren Brennerkörper, der aus drei Teil-Brennkörpern zusammengesetzt ist und 4 in a schematic side view one another burner body, which is composed of three part-bodies and

5 in perspektivischer Schemazeichnung einen scheibenförmigen Brennerkörper mit einer Zuleitung. 5 in a perspective schematic drawing of a disk-shaped burner body with a supply line.

In der 1 ist ein Brennerkörper 10 dargestellt, der eine stumpfkegelförmige Geometrie aufweist. Der Brennerkörper 10 wird von einer seitlichen Mantelfläche 13, einer Eintrittsfläche 11 und einer Abgasaustrittsfläche 12 begrenzt. Die Eintrittsfläche 11 und die Abgasaustrittsfläche 12 sind kreisförmig ausgebildet. Dem Brennerkörper 10 wird ein Brenngas-Luftgemisch über die Eintrittsfläche 11 zugeleitet. Hier strömt es in den porösen Brennerkörper 10 ein und entzündet sich. Bei geringen Brennerleistungen erstreckt sich die Reaktionszone, in der das Brenngas-Luftgemisch umgesetzt wird, ausgehend von der Eintrittsfläche 11 nur gering in den Brennerkörper 10 hinein. Aufgrund der konischen Geometrie des Brennerkörpers 10 wird das verfügbare Verbrennungsvolumen bei der niedrigen Brennerleistung gering gehalten. Hierdurch entsteht eine hohe Temperatur-Flächen bzw. – Volumenbelastung. Bei zunehmender Brennerleistung wird auch der Volumenstrom an Brenngas-Luftgemisch, der in den Brennerkörper 10 einströmt erhöht. Die Reaktionszone erstreckt sich zunehmend in den Brennerkörper 10 hinein. Dadurch wird auch die Reaktionszone vergrößert. Die Temperatur-Flächen bzw. – Volumenbelastung nimmt dann ab.In the 1 is a burner body 10 shown having a truncated cone-shaped geometry. The burner body 10 is from a lateral lateral surface 13 , an entrance area 11 and an exhaust gas exit surface 12 limited. The entrance area 11 and the exhaust outlet surface 12 are circular. The burner body 10 is a fuel gas-air mixture over the entrance surface 11 fed. Here it flows into the porous burner body 10 and ignites. At low burner outputs, the reaction zone, in which the fuel gas-air mixture is reacted, extends from the entrance surface 11 only slightly into the burner body 10 into it. Due to the conical geometry of the burner body 10 the available combustion volume is kept low at the low burner output. This creates a high temperature surfaces or - volume load. With increasing burner power and the volume flow of fuel gas-air mixture, in the burner body 10 inflates increases. The reaction zone increasingly extends into the burner body 10 into it. This also increases the reaction zone. The temperature surfaces or volume load then decreases.

In der 2 ist ein Brennerkörper 10 veranschaulicht, der zwei Teil-Brennkörper 14.1, 14.2 aufweist. Der Teil-Brennkörper 14.1 hat eine stumpfkegelförmige Geometrie. Der Teil-Brennkörper 14.2 ist zylindrisch ausgebildet. Die beiden Teilbrennkörper 14.1, 14.2 können einzeln gefertigt werden oder es kann vorgesehen sein, daß diese einstückig miteinander verbunden sind. In dem Teil-Brennkörper 14.1 ist eine kontinuierliche Vergrößerung der Queschnittsfläche des Brennerkörpes 10 verwirklicht. Hier läßt sich ein bestimmter Leistungsbereich des Gasbrenners ausfahren. Beispielsweise kann die Leistung hier von 0 bis 40% der Gesamtleistung des Gasbrenners betragen. Im Anschluß an den Teil-Brennkörper 14.1 verlagert sich die Reaktionszone über die Eintrittsfläche 11" in den zweiten Teil-Brennkörper 14.2. In diesem Bereich kann die restliche Leistung des Gasbrenners ausgefahren werden.In the 2 is a burner body 10 Illustrates the two part-burning body 14.1 . 14.2 having. The part-burning body 14.1 has a frustoconical geometry. The part-burning body 14.2 is cylindrical. The two part burning bodies 14.1 . 14.2 can be made individually or it can be provided that they are integrally connected to each other. In the part-burning body 14.1 is a continuous enlargement of the Queschnittsfläche the Brennerkörpes 10 realized. Here, a certain power range of the gas burner can be extended. For example, the power here can be from 0 to 40% of the total power of the gas burner. Following the part-burner body 14.1 the reaction zone shifts over the entrance surface 11 " in the second part-burning body 14.2 , In this area, the remaining power of the gas burner can be extended.

3 veranschaulicht einen Gasbrenner 10, bei dem sich die Querschnittsfläche in Strömungsrichtung des Gas-Luftgemisches über Stufensprünge vergrößert. Hierzu werden drei Teil-Brennkörper 14.1, 14.2,14.3 verwendet. Diese Teil-Brennkörper 14.1, 14.2, 14.3 haben eine zylindrische Form und sind von den Mantelflächen 13 begrenzt. Die Mittellängsachsen der Teil-Brennkörper 14.1, 14.2, 14.3 sind fluchtend zueinander angeordnet. Die Erstreckung der Teil-Brennkörper 14.1, 14.2, 14.3 in Strömungsrichtung ist jeweils gleich. Jeder Teil-Brennkörper 14.1, 14.2, 14.3 ist einem spezifischem Leistungsbereich des Gasbrenners zugeordnet. In einem mittleren Leistungsbereich dienen beispielsweise der Teil-Brennkörper 14.1 und teilweise auch der Teil-Brennkörper 14.2 als Reaktionszone. 3 illustrates a gas burner 10 , in which the cross-sectional area in the flow direction of the gas-air mixture increases over increments. For this purpose, three part-burning body 14.1 . 14.2 . 14.3 used. These part-burning bodies 14.1 . 14.2 . 14.3 have a cylindrical shape and are of the lateral surfaces 13 limited. The central longitudinal axes of the part-burning body 14.1 . 14.2 . 14.3 are arranged in alignment with each other. The extension of the part-burning body 14.1 . 14.2 . 14.3 in the flow direction is the same. Each part-burning body 14.1 . 14.2 . 14.3 is assigned to a specific power range of the gas burner. In a medium power range, for example, serve the part-burner body 14.1 and partly also the part-burner body 14.2 as a reaction zone.

4 veranschaulicht eine alternative Ausgestaltung zu dem Brennerkörper 10 gemäß 3. Hier weisen die zylindrischen Teil-Brennkörper 14.1, 14.2, 14.3 unterschiedliche Erstreckungen in Richtung der Strömung des Gas-Luftgemisches auf. Um im unteren Leistungsbereich des Gasbrenners eine erhöhte Variabilität der Temperatur-Volumenbelastung erreichen zu können, sind die beiden Teil-Brennkörper 14.1, 14.2 schmal ausgebildet. 4 illustrates an alternative embodiment to the burner body 10 according to 3 , Here are the cylindrical part-burning body 14.1 . 14.2 . 14.3 different extents in the direction of the flow of the gas-air mixture. In order to be able to achieve an increased variability in the temperature-volume load in the lower power range of the gas burner, the two partial combustion bodies are 14.1 . 14.2 narrow trained.

In der 5 ist ein Brennerkörper 10 mit zylindrischer Gestalt dargestellt. In den Brennerkörper 10 kann über eine Zuleitung 15 und einen Verteiler 16 ein Brenngas-Luftgemisch eingeleitet werden. Dieses strömt aus dem Verteiler 16 in den porösen Brennerkörper 10 ein und entzündet sich hier. Das Brenngas-Luftgemisch entweicht dem Verteiler und strömt in den Brennerkörper 10 ein. Bei niedrigen Brennerleistungen ist die Reaktionszone dicht um den Verteiler 16 herum angeordnet. Bei höheren Brennerleistungen erstreckt sich die Reaktionszone ebenfalls ringförmig zunehmend in den Brennerkörper 10 hinein. Die bei der Verbrennung entstandenen Abgase entweichen über die Mantelfläche 13, die als Abgasaustrittsfläche 12 dient.In the 5 is a burner body 10 shown with a cylindrical shape. In the burner body 10 can via a supply line 15 and a distributor 16 a fuel gas-air mixture are introduced. This flows out of the distributor 16 in the porous burner body 10 and ignites here. The fuel gas-air mixture escapes from the manifold and flows into the burner body 10 one. At low burner powers, the reaction zone is close to the manifold 16 arranged around. At higher burner powers, the reaction zone also extends annularly increasingly into the burner body 10 into it. The exhaust gases produced during combustion escape via the lateral surface 13 acting as exhaust gas outlet surface 12 serves.

Claims

Gas burner with a burner body, which is at least partially penetrated by a porous structure, and in which a fuel gas-air mixture is combustible, wherein the transverse to the flow direction of the fuel gas-air mixture cross-sectional area of the reaction zone of the burner body in which the combustion takes place in the flow direction enlarged at least in a portion of the burner body, characterized in that the cross-sectional area of the reaction zone increases over one or more increments, or that increases the cross-sectional area of the reaction zone partially continuously and partially over one or more increments.

Gas burner according to claim 1, characterized in that the fuel gas-air mixture in the burner body ( 10 ) via a supply line ( 15 ) and here via a, for example cylindrical or spherical distributor ( 16 ) in the Bren body ( 10 ) is deliverable.

Gas burner according to claim 1, characterized in that the burner body ( 10 ) two or more cylindrical or circular-shaped part-burner body ( 14.1 . 14.2 ... 14.n ), which have a different diameter, and that the central longitudinal axes of the part burner body ( 14.1 . 14.2 .. 14.n ) are aligned with each other.

Gas burner according to claim 3, characterized in that the partial burner body ( 14.1 . 14.2 ... 14.n ) have different thicknesses in the flow direction of the fuel gas-air mixture.