DE202011107309U1

DE202011107309U1 - Brenner mit Zündhilfeeinrichtung

Info

Publication number: DE202011107309U1
Application number: DE202011107309U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Gustatus Holding De GmbH
Priority date: 2011-11-02
Filing date: 2011-11-02
Publication date: 2012-07-24
Anticipated expiration: 2021-11-03

Abstract

Brennervorrichtung für Verbrennen von Gasen oder anderen Brennstoffen, mit einem gelochten Brennerdeck (3) das Austrittsöffnungen (4) für Gas und/oder Brenngemisch (8) bereitstellt und mit zumindest einer Zuführung (1) für Gas und/oder Brenngemisch (8), mit zumindest einer Zündvorrichtung (10) die sich in einem Zündbereich (11) befindet dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Brennerkörpers (2) in einem von der Gas und/oder Brenngemischströmung (8) erfassten Bereich zumindest ein perforierter Strömungs-Abweiser (7) eingesetzt ist, der einen Abgriff eines Gasteilstroms bewirkt und diesen Gasteilstrom in den Zündbereich (11) hinein umlenkt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brennervorrichtung durch welche eine brennfähige Gasmischung zu Heizzwecken abgebrannt wird, wobei diese Brennervorrichtung mit einer Zündhilfe ausgestattet ist. Insbesondere betrifft die Erfindung hierbei einen Brenner zur Bereitung eines Garklimas zur Nahrungsmittelzubereitung.
Aus der WO 2011/128103A2 ist ein Brenner bekannt der mit Hilfe eines geschlossenen Abweisers Teil der Strömung des Gasgemisches in den Bereich der Zündvorrichtung umlenkt. Dabei entstehen auf der der Strömungsrichtung abgewandten Seite des Abweisers turbulente Strömungen, die die Austrittsgeschwindigkeit hinter dem Abweiser reduzieren und somit eine Quelle des Flammrückschlagens sind.
Aus der EP 2 037 175 A2 ist ein Brenner bekannt, der einen Strömungsverteiler aufweist, wodurch die Strömungsgeschwindigkeit reduziert wird. Bei dieser Konstruktion ist dennoch ein gewisser Zündverzug feststellbar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Brenner zu schaffen bei welchem die Zündhilfe vorteilhaft positioniert werden kann und eine zuverlässige sanfte Zündung des Brenngases ohne Rückschlagen erreicht werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung, die ermöglicht, dass der Gasluftgemisch-Austritt im Bereich der Zündvorrichtung gleichzeitig mit dem Einströmen des Brenngemisches in die Brennervorrichtung erfolgt. Ein in der Brenngemischströmung liegender perforierter Strömungsabweiser leitet die abgefangene Strömung von dem Inneren des Brennerkörper teils nach außen des Brenners um. Dabei entsteht eine Erhöhung des dynamischen Drucks in dem Bereich des Brenners, wo die resultierende Richtung an die Austrittsöffnungen des Brenners gelangt. Dadurch Strömt das Brenngemisch in diesem Bereich aus. Der perforierte Strömungsabweiser wird so positioniert, dass diese Ausströmung für bekannten Geschwindigkeitsbereich unterhalb der Zündvorrichtung liegt- in dem Zündbereich. Eine weitere Lösung dieser Aufgabe wird durch ein perforiertes oder teilperforiertes Rohr und/oder Kanal durchgeführt, wobei das Rohr das Brenngemisch von der Eintrittsöffnung des Brenners in den Austrittsbereich des Brenners unterhalb der Zündvorrichtung leitet. Falls ein nicht perforierter Abweiser verwendet wird, bilden sich hinter diesem in der Strömungsrichtung entstandene Turbulenzen, deren Einfluss auf die Austrittsgeschwindigkeit durch eine im Bereich der Turbulenzen teils oder voll geschlossene Austrittsfläche des Brennerdecks eliminiert wird.
Durch das erfindungsgemäße Konzept wird in vorteilhafter Weise eine Gasluftgemisch-Versorgung des Bereiches unterhalb der Zündvorrichtung geschaffen, die es frühzeitig ermöglicht, das Gasluftgemisch qualitativ so zu zünden, wie dies bei herkömmlichen Brennern der Fall ist, bei welchen sich die Zündung auf dem der Zuströmseite gegenüberliegenden Bereich befindet.
Weitere, vorteilhafte Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und deren Kombination. Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt:
1 eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Brennervorrichtung nach dem Stand der Technik.
2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Brennervorrichtung mit einer Zündvorrichtung beim Gaseingang und mit einem nicht perforierten Strömungsabweiser zum Abgriff eines Teilstromes; mit dem eine oberhalb des Turbulenzenbereichs liegende voll oder teils-geschlossene Austrittsfläche des Brennerdecks korrespondiert.
3 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Brennervorrichtung mit einer Zündvorrichtung beim Gaseingang und mit einem perforierten Strömungsabweiser zum Abgriff eines Teilstromes und geschlossener reduzierter Austrittsoberfläche des Brenners hinter dem Abweiser in der Strömungsrichtung;
4 Eine schematische Darstellung einer weiteren Variante einer erfindungsgemäßen Brennereinrichtung ähnlich wie in der 3. damit, dass der Abweiser durch ein perforiertes Rohr und/oder Kanal gebildet ist.

Anmerkung: bei den 1 bis 4 sind sämtliche umgebenden Komponenten wie Gehäuseteile, Befestigungselemente und dergleichen weggelassen.

1 zeigt eine schematische Darstellung der Brennervorrichtung nach dem Stand der Technik. Dabei kann der Brenner als ein Rohr oder als ein Kasten oder ein Teller ausgebildet sein. Die Brennervorrichtung ist durch einen Brennerkörper (5) mit der Gaszuführung (1), mit dem Brennerdeck (3) durch dessen Löcher (4) das zugeführte Brenngemisch (8) ausströmt, mit der Zündvorrichtung (10) und dem geschlossenem Strömungsabweiser (31) gebildet. Beim ersten Gaszuführen wird die im Brenner-Inneren sich befindende Luft ausgedrückt und das Gas (8) prallt auf die Wand (5). Dabei wandelt sich partial die kinematische Energie in den Druckaufbau im Brennerkörper um, wobei der Prozess von der Seite (5) anfängt. Dadurch hat die Charakteristik des auslaufenden Gases ihr Maximum an der Seite (5). Der für die Zündung notwendige Mindestvolumen-Strom ist als Vektor E1 gekennzeichnet. Die Außenform des austretenden Gases ist kegelig. Im Bereich (36) hinter dem Strömunsabweiser (31), gesehen in der Strömungsrichtung, entstehen turbulente Strömungen (29), die die Austrittsgeschwindigkeit in diesem Bereich reduzieren und dadurch ein Rückschlagen der Flamme verursachen. Die Zündvorrichtung (10) liegt in mittelbaren oder unmittelbaren Bereich des Gasgemischs-Eintritts
2 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßer Brennervorrichtung mit dem geschlossenen Abweiser (31) und einem geschlossenen Austrittsbereich (30) des Brennerdecks mit der gasdurchlässiger Schicht (9). Die durch Turbulenzen (29) verursachte Reduzierung der Austrittsgeschwindigkeit wirkt nicht aus, da dieser Bereich (30) geschlossen ist. Außerhalb dieses Bereiches (30) liegt die Austrittsgeschwindigkeit oberhalb der Flammgeschwindigkeit, sodass kein Flammrückschlag stattfindet.
In 3 ist in Form einer Schemadarstellung eine erfindungsgemäße Brennervorrichtung gezeigt, bei welcher sich die Zündvorrichtung (10) in der Nähe des Gaseingangs (1) befindet und bei welcher vermittels eines perforierten Strömungsabweisers (7) ein Teilstrom des zuströmenden Gas lokal abgegriffen und derart in den Bereich der Zündhilfe 10 verbracht wird, dass an dieser unmittelbar bei Zustrom des Gases ein zündfähiges Gemisch vorliegt. Das hineinströmende Gas (8) wird teils von dem perforierten Strömungsabweiser (7) abgeleitet und aus dem Brennerinneren durch die Öffnungen (4) des Brennerdecks (3) nach außen gedrückt. Durch die Löcher (32) des Abweisers (7) strömt das zündfähige Gasluftgemisch auch hinter den Abweiser (7) und unterdrückt damit die Bildung der turbulenten Strömung (29) in diesem Bereich. Da diese Unterdrückung nicht zum vollständigen Beseitigen der turbulenten Strömungen (29) führen kann, wird die Brenneroberfläche (3) im Bereich der turbulenten Strömungen (36) geschlossen. Die Perforierung (32) des Abweisers (7) führt dazu bei, dass diese geschlossene Fläche (34) minimalisiert ist und dadurch die gesamte Oberfläche des Brenners (2) minimalisiert ist. Die Position des perforierten Strömungsabweisers (7) ist so gewählt, dass die austretende Strömung im Zündungsbereich (11) austritt. Somit kann die zum Zünden benötigte Gasmenge auf das Minimum reduziert werden und der Zündvorgang erfolgt sehr leise. Der perforierte Strömungsabweiser (7) kann als konkave und/oder konvexe und/oder plane Fläche ausgebildet werden.
In 4 ist ebenfalls eine erfindungsgemäße Brennereinrichtung dargestellt. die in ihrem Aufbau der Brennereinrichtung nach 3 ähnelt, mit dem Unterschied, dass die Umlenkung der Strömung in den Zündbereich (11) durch ein perforiertes oder teilperforiertes Rohr (14) erfolgt, dessen Austrittsöffnung (15) in dem Zündbereich (11) mündet.
Der Abgriff des Teilstroms erfolgt vorzugsweise so, dass die Abgriffsstruktur einer idealen Strömungslinie folgt. Bei diesem Ansatz bewirkt auch der Rückenbereich der Abgriffsstruktur eine gewisse Gasführung. Zwischen der Abgriffsstruktur und der Unterseite der Brennerdecke verbleibt vorzugsweise ein gewisser Abstand. Die Abgriffsstruktur kann an eine Gelenkmechanik angebunden sein, oder in sich elastisch ausgebildet sein, so dass diese nur während des Zündvorganges aktiv ist. Nach Abwicklung des Zündvorganges kann die Abgriffsstruktur in eine Passivstellung verlagert werden. Hierdurch ergibt sich eine Reduktion der thermischen Belastung der Zündvorrichtung.
Bezugszeichenliste

1: Zuführung (Brenngemisch-Strömungseintritts-Öffnung)
2: Brennerkörper
3: Brennerdeck
4: Austrittsöffnungen von Brenngemisch
5: gegenüberliegende Seite zur Zuführung
7: perforierter Strömungs-Abweiser
8: Brenngemisch und dessen Strömungslinien
9: gasdurchlässige Schicht
10: Zündvorrichtung
11: Zündbereich
14: strömungsleitendes perforiertes Rohr oder Kanal
15: Austrittsöffnung des Rohres
20: Verlaufscharakteristik für den Zeitpunkt der Zündung von Brenngemisch-Volumen für Zündungsposition hinten (bei Seite 5); Stand der Technik
21: Verlaufscharakteristik für den Zeitpunkt der Zündung von Brenngemisch-Volumen für Zündungsposition vorne; (bei Zuführung 1); Stand der Technik
22: Verlaufscharakteristik für den Zeitpunkt der Zündung von Brenngemisch-Volumen für Zündungsposition vorne bei Zuführung 1; mit Abweiser (7) oder Leitrohr (14);
23: E1: Mindestvolumen-Strom vom Brenngemisch für Zündung Vektor E1
24: E2: Volumen-Vektor E2 an der Seite (5)
25: E2.1: Volumen-Vektor E2.1 an der Seite (5); E2.1 < E2
26: E3: Vergrösserung von Volumen-Vektor E2 um E3
27: E4: Volumen-Vektor E4 im Zündbereich (11); E4 >/= E1
28: Gasgemischaustritt im Bereich der Turbulenzen
29: Turbulenz
30: geschlossener Bereich der Austrittsöffnungen
31: geschlossener Strömungsabweiser
32: Löcher im perforierten Abweiser oder Rohr oder Kanal
33: Gasgemischströmung hinter dem perforierten Abweiser
34: reduzierter geschlossener Bereich der Austrittsöffnungen
35: perforiertes Rohr oder Kanal
36: Bereich der Turbulenzen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2011/128103 A2 [0002]
EP 2037175 A2 [0003]

Claims

Brennervorrichtung für Verbrennen von Gasen oder anderen Brennstoffen, mit einem gelochten Brennerdeck (3) das Austrittsöffnungen (4) für Gas und/oder Brenngemisch (8) bereitstellt und mit zumindest einer Zuführung (1) für Gas und/oder Brenngemisch (8), mit zumindest einer Zündvorrichtung (10) die sich in einem Zündbereich (11) befindet dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Brennerkörpers (2) in einem von der Gas und/oder Brenngemischströmung (8) erfassten Bereich zumindest ein perforierter Strömungs-Abweiser (7) eingesetzt ist, der einen Abgriff eines Gasteilstroms bewirkt und diesen Gasteilstrom in den Zündbereich (11) hinein umlenkt.
Brennervorrichtung für Verbrennen von Gasen oder anderen Brennstoffen, mit einem gelochten Brennerdeck (3) mit den Austrittöffnungen (4) für Gas und/oder Brenngemisch (8), mit zumindest einer Zuführung (1) für Gas und/oder Brenngemisch (8), mit einer Zündvorrichtung (10) mit dem Zündbereich (11) dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Brennerkörpers (2) in der Gas und/oder Brenngemischströmung (8) sich zumindest ein perforiertes Strömungsleitendes-Rohr (14) und/oder Kanal (35) befindet, dessen Austritt (15) im Zündbereich (11) liegt.
Vorrichtung nach den vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der aus einer gasdurchlässige Fläche aus Stahl und/oder Keramik bestehende Brennerdeck (2) in dem in der Strömungsrichtung nach dem Abweiser (7; 14) hinterliegenden Turbulenzenbereich (36) geschlossen oder weniger perforiert als die Austritts-Brenneroberfläche ist.
Vorrichtung nach den vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Brennerdecks (3) durch eine gasdurchlässige Schicht (9) abgedeckt ist.
Vorrichtung nach den vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der perforierte Strömungs-Abweiser (7) eine konkave und/oder konvexe und/oder gerade Fläche sein kann.
Vorrichtung nach den vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündvorrichtung (10) eine Funkzündung oder eine Glühzündung sein kann
Vorrichtung nach den vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass ein geschlossener Strömungsabweiser (31) mit einer voll oder teils geschlossener Brenneroberfläche (30; 34) kombiniert ist.
Brennervorrichtung für Verbrennen von Gasen oder anderen Brennstoffen, mit: einer Brenngasverteilungskammer – einem gaspermeablen Brennerdeckmaterial (3) das Austrittsöffnungen (4) für Gas und/oder Brenngemisch (8) bereitstellt und die Brenngasverteilungskammer abdeckt, – wenigstens zumindest einer Zuführungseinrichtung (1) zur Zuführung von Brenngas in die Brenngasverteilungskammer, – zumindest einer Zündvorrichtung (10) die sich in einem Zündbereich (11) befindet, – wobei sich der Zündbereich außerhalb der Brenngasverteilungskammer in der Nähe eines unmittelbar oder mittelbar nach Austritt aus der Zuführungseinrichtung unterströmten Bereich des Bennerdeckmateriales befindet, und – wobei in diesem unterströmten Bereich eine perforierte Teilstromabgriffsstruktur vorgesehen ist die einen Abgriff eines Brenngasteilstromes aus dem zuströmenden Brenngas bewirkt und dieses auf einen dem Zündbereich benachbarten Abschnitt des Brennerdeckmateriales umlenkt.
Brennervorrichtung für Verbrennen von Gasen oder anderen Brennstoffen, mit: – einem gaspermeablen Brennerdeckmaterial (3) das Austrittsöffnungen (4) für Gas und/oder Brenngemisch (8) bereitstellt und vermittels einer Brenngaszuführungseinrichtung (1) mit Brenngas beaufschlagt wird, und – zumindest einer Zündvorrichtung (10) die sich in einem Zündbereich (11) befindet, – wobei sich auf einer dem Zündbereich abgewandten Seite des Brennerdeckmateriales eine Gasstromumlenkstruktur befindet durch welche ein Teilstrom von zufließendem Brenngas aufgegriffen und auf eine dem Zündbereich benachbarte Zone des Brennerdeckmateriales geleitet wird, so dass diese Zone mit einem dynamischen Gasdruck angeströmt wird, der im wesentlichen dem dynamischen Gasdruck im Bereich der Brenngas-Zuführungseinrichtung entspricht.
Brennervorrichtung für Verbrennen von Gasen oder anderen Brennstoffen, mit: einer Brenngasverteilungskammer einem gaspermeablen Brennerdeckmaterial (3) das Austrittsöffnungen (4) für Gas und/oder Brenngemisch (8) bereitstellt und die Brenngasverteilungskammer abdeckt, wenigstens zumindest einer Zuführungseinrichtung (1) zur Zuführung von Brenngas in die Brenngasverteilungskammer, zumindest einer Zündvorrichtung (10) die sich in einem Zündbereich (11) befindet, zumindest einer perforierten Gasstromumlenkstruktur (7; 35) durch welche ein Teilstrom von zufließendem Brenngas aufgegriffen und auf eine dem Zündbereich benachbarte Zone des Brennerdeckmateriales geleitet wird, wobei Teil der gasdurchlässigen in der Strömungsrichtung hinter der geschlossenen und/oder perforierten Gasstromumlenkstruktur (7; 35) Brenneroberfläche geschlossen oder weniger perforiert als die Brenneroberfläche des Brennerdecks (3) ist.