DE202016105039U1 - gas burner - Google Patents

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Abstract

Gasbrenner, umfassend einen Brennerinnenraum (1) und eine diesen begrenzende, von einem Gas-Luft-Gemisch durchströmbare Verteileinrichtung (2), die eine zum Brennerinnenraum (1) gewandte Innenfläche (2.1) mit Lochstruktur und eine brennerinnenraumabgewandte Brenneroberfläche (2.2) mit Lochstruktur für das als Flamme verbrennende Gas-Luft-Gemisch aufweist, wobei der Brenneroberfläche (2.2) flammenseitig ein stabförmiger, parallel zu dieser erstreckter Ionisationsstromsensor (3) zugeordnet ist, wobei ein zum Ionisationsstromsensor (3) nächstliegender, erster Flächenbereich (2.2.1) der Brenneroberfläche (2.2) eine einen kleineren Öffnungsgrad aufweisende Lochstruktur aufweist und wobei beidseitig des ersten Flächenbereichs (2.2.1) und parallel zum Ionisationsstromsensor (3) jeweils ein zweiter Flächenbereich (2.2.2) mit einer einen größeren Öffnungsgrad aufweisenden Lochstruktur vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Ionisationsstromsensor (3) gegenüberliegende Lochstruktur der Innenfläche (2.1) der Verteileinrichtung (2) in Axialrichtung des Ionisationsstromsensors (3) gesehen gleichbleibend ausgebildet ist.Gas burner, comprising a burner interior (1) and this limiting, by a gas-air mixture flowed through distribution device (2) facing the burner interior (1) inner surface (2.1) with a hole structure and a Brennerinnenraumabgewandte burner surface (2.2) with hole structure for the flame-burning gas-air mixture, wherein the burner surface (2.2) on the flame side, a rod-shaped, parallel to this extended Ionisationsstromsensor (3) is assigned to the Ionisationsstromsensor (3) next, first surface area (2.2.1) of the burner surface (2.2) has a smaller opening degree having hole structure and wherein on both sides of the first surface area (2.2.1) and parallel to the Ionisationsstromsensor (3) each have a second surface area (2.2.2) is provided with a larger opening degree having hole structure, characterized that are opposite to the ionization current sensor (3) de hole structure of the inner surface (2.1) of the distributor (2) in the axial direction of the ionization current sensor (3) is designed to be consistent.

Description

Die Erfindung betrifft einen Gasbrenner gemäß dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1.The invention relates to a gas burner according to the preamble of patent claim 1.

Ein Gasbrenner der eingangs genannten Art ist aus dem Patentdokument EP 2 167 876 B1 bekannt. Dieser Gasbrenner besteht aus einem Brennerinnenraum und einer diesen begrenzenden, von einem Gas-Luft-Gemisch durchströmbaren Verteileinrichtung, die eine zum Brennerinnenraum gewandte Innenfläche mit Lochstruktur und eine brennerinnenraumabgewandte Brenneroberfläche mit Lochstruktur für das als Flamme verbrennende Gas-Luft-Gemisch aufweist, wobei der Brenneroberfläche flammenseitig ein stabförmiger, parallel zu dieser erstreckter Ionisationsstromsensor (auch Ionsationselektrode genannt) zugeordnet ist, wobei ein zum Ionisationsstromsensor nächstliegender, erster Flächenbereich der Brenneroberfläche eine einen kleineren Öffnungsgrad aufweisende Lochstruktur aufweist und wobei beidseitig des ersten Flächenbereichs und parallel zum Ionisationsstromsensor jeweils ein zweiter Flächenbereich mit einer einen größeren Öffnungsgrad aufweisenden Lochstruktur vorgesehen ist. Bei diesem Gasbrenner besteht die Verteileinrichtung im Grunde aus zwei, distanziert zueinander angeordneten Lochblechen mit unterschiedlichen Lochstrukturen.A gas burner of the type mentioned is from the patent document EP 2 167 876 B1 known. This gas burner consists of a burner interior and a limiting, which can be flowed through by a gas-air mixture distribution device, which has a burner surface facing inner surface with a hole structure and a Brennerinnenraumabgewandte burner surface with hole structure for the flame-burning gas-air mixture, wherein the burner surface On the flame side, a rod-shaped ionization current sensor (also called ionization electrode) is associated with a first area region of the burner surface closest to the ionization current sensor, and a second area region having a second opening area on both sides of the first area region and parallel to the ionization current sensor a larger opening degree having hole structure is provided. In this gas burner, the distribution device basically consists of two spaced apart perforated plates with different hole structures.

Unter ”Öffnungsgrad” ist dabei hier und auch nachfolgend ein auf eine Grundfläche bezogenes Verhältnis zwischen offener und geschlossener Fläche zu verstehen. Weist also beispielsweise eine Grundfläche von 100 mm2 Öffnungen mit einer Gesamtfläche von 50 mm2 auf, so ist deren Öffnungsgrad offensichtlich größer als bei einer gleichgroßen Grundfläche mit Öffnungen mit einer Gesamtfläche von 25 mm2.By "opening degree" is meant here and below a reference to a base area ratio between open and closed surface. Thus, if, for example, a base area of 100 mm 2 has openings with a total area of 50 mm 2 , then the degree of opening is obviously greater than with an equally large area with openings with a total area of 25 mm 2 .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gasbrenner der eingangs genannten Art zu verbessern. Insbesondere soll unter Einsatz einer ionisationsstrombasierten Verbrennungsregelung der bisher bei einem Gasbrenner übliche Modulationsgrad (Verhältnis von minimaler zu maximaler Leistung) auf bis zu 1:20 gesteigert werden.The invention has for its object to improve a gas burner of the type mentioned. In particular, with the use of ionization current-based combustion control, the modulation degree (ratio of minimum to maximum power) customary in the past for a gas burner is to be increased to up to 1:20.

Diese Aufgabe ist mit einem Gasbrenner der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des Schutzanspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.This object is achieved with a gas burner of the type mentioned by the features listed in the characterizing part of the protection claim 1.

Nach der Erfindung ist also vorgesehen, dass die dem Ionisationsstromsensor gegenüberliegende Lochstruktur der Innenfläche der Verteileinrichtung in Axialrichtung des Ionisationsstromsensors gesehen gleichbleibend ausgebildet ist.According to the invention, it is thus provided that the perforation structure of the inner surface of the distribution device opposite the ionization current sensor is designed to be consistent in the axial direction of the ionization current sensor.

Dass diese Maßgabe die eingangs genannte Aufgabe löst und dass diese Aufgabe vom Gasbrenner der eingangs genannten Art nicht gelöst werden kann, wird verständlich, wenn man die beiden Lösungen im Detail miteinander vergleicht:
Beim eingangs genannten Gasbrenner variiert die Lochstruktur der an einem Leitblech befindlichen Innenfläche in Axialrichtung des Ionisationsstromsensors (siehe insbesondere 4 des genannten Patentdokuments). Dies führt dazu, dass sich der Ionisationsstromsensor während des Betriebs des Brenners in Flammenbereichen unterschiedlicher Intensität befindet. So weist zum Beispiel der untere Bereich in 4 einen größeren, der obere Bereich einen kleineren Öffnungsgrad auf. Der untere Bereich gewährleistet im unteren Leistungsbereich, der obere Bereich im oberen Leistungsbereich eine ausreichende Flammlänge, um mit Hilfe des Ionisationsstromsensor das Vorhandensein der Flamme überwachen zu können.That this requirement solves the above-mentioned problem and that this task can not be solved by the gas burner of the type mentioned, is understandable when comparing the two solutions in detail with each other:
In the case of the initially mentioned gas burner, the hole structure of the inner surface located on a baffle varies in the axial direction of the ionization current sensor (see in particular FIG 4 of the cited patent document). As a result, during operation of the burner, the ionization current sensor is in flame regions of different intensities. For example, the lower area in 4 a larger, the upper area a smaller opening degree. The lower area guarantees in the lower power range, the upper area in the upper power range a sufficient flame length in order to be able to monitor the presence of the flame with the aid of the ionization current sensor.

Eine Verbrennungsregelung mit Hilfe der Luftzahl auf Basis des Ionisationsstromes ist auf diese Weise allerdings nicht möglich, denn hierzu muss in jedem Lastpunkt bzw. bei jeder Leistung ein eindeutiger Zusammenhang zwischen Ionisationstrom und Luftzahl bestehen, was bei der eingangs genannten, eine Variation der Lochstruktur in Axialrichtung aufweisenden Lösung aber aufgrund der sich ergebenden unterschiedlichen Flammenlängen und der somit bei gleichem Ionisationsstrom ergebenden unterschiedlichen Luftzahlen zu einer Mehrdeutigkeit im Zusammenhang zwischen Ionisationsstrom und Luftzahl führt.A combustion control using the air ratio based on the ionization is not possible in this way, however, for this purpose, there must be a clear relationship between ionization and air ratio at each load point or at each power, which in the aforementioned, a variation of the hole structure in the axial direction However, due to the resulting different flame lengths and thus resulting in the same ionization current different air ratios resulting in an ambiguity in the relationship between ionization and air ratio.

Mit der eingangs genannten Lösung mag somit zwar eine Flammenüberwachung möglich sein, eine ionisationsstrombasierte Verbrennungsregelung funktioniert auf diese Weise aber nicht.Thus, flame monitoring may be possible with the solution mentioned at the outset, but an ionization-current-based combustion control does not work in this way.

Der eingangs genannte hohe Modulationsgrad ist dabei erfindungsgemäß dadurch möglich, dass auf der Brenneroberfläche im Bereich des Ionisationsstromsensors und auf dessen gesamter Länge eine aus zwei Flächenbereichen bestehende Lochstruktur vorgesehen ist.The above-mentioned high degree of modulation is inventively possible in that on the burner surface in the region of the ionization current sensor and over its entire length a hole structure consisting of two surface areas is provided.

Die im Schutzanspruch genannte Maßgabe, nämlich, dass es einen zum Ionisationsstromsensor nächstliegenden, ersten Flächenbereich gibt, definiert dabei den Flächenbereich, der sich ergibt, wenn man vom Ionisationsstromsenor eine Lotrechte auf die Brenneroberfläche bildet und dann in Axialrichtung des Ionisationsstromsensors gesehen die Bereiche links und rechts der Lotrechten zur Bildung des Flächenbereichs verwendet. Dabei entspricht die Breite des Flächenbereichs vorzugsweise mindestens dem Durchmesser des stabförmigen Ionisationsstromsensors, eine etwa dem doppelten Durchmesser entsprechende Breite ist aber ebenso möglich.The measure mentioned in the protection claim, namely that there is a first surface area closest to the ionization current sensor, defines the surface area that results when a perpendicular to the burner surface is formed by the ionization current sensor and then seen in the axial direction of the ionization current sensor the areas left and right the perpendicular used to form the surface area. The width of the area preferably corresponds to at least the diameter of the rod-shaped ionization current sensor, approximately twice that Diameter corresponding width is also possible.

Beidseitig des ersten Flächenbereichs sind zweite Flächenbereich vorgesehen, wobei der Öffnungsgrad des ersten Flächenbereichs kleiner als der Öffnungsgrad der zweiten Flächenbereiche ausgebildet ist, was bedeutet, dass beim ersten Flächenbereich pro Flächeneinheit eine kleinere Durchgangsfläche für das Gas-Luft-Gemisch als bei den zweiten Flächenbereichen vorgesehen ist.Second surface regions are provided on both sides of the first surface region, wherein the opening degree of the first surface region is smaller than the opening degree of the second surface regions, which means that a smaller passage surface for the gas-air mixture is provided for the first surface region per unit area than for the second surface regions is.

Die erfindungsgemäße Steigerung des Modulationsgrades auf bis zu 1:20 ist schließlich wie folgt zu erklären:
Die Erfassung des Ionisationsstroms der ionisationsstrombasierten Verbrennungsregelung ist im Kern abhängig von der Gemischzusammensetzung, also der Luftzahl der Verbrennung.The increase of the degree of modulation according to the invention to up to 1:20 can finally be explained as follows:
The detection of the ionization current of the ionization current-based combustion control is essentially dependent on the mixture composition, ie the air ratio of the combustion.

Allerdings ist ein anderes grundsätzliches Problem der ionisationsstrombasierten Verbrennungsregelung die Abhängigkeit des gemessenen Ionisationsstroms von weiteren Größen, nämlich insbesondere der Temperatur des Ionisationsstomsensors. Um ein Regelverhalten der Verbrennungsregelung möglichst unabhängig von Störeinflüssen wie Lastpunktverschiebung zu erreichen, ist eine Konstanz der Sollwertkennlinie über dem Lastbereich erforderlich.However, another fundamental problem of the ionization current-based combustion control is the dependence of the measured ionization current on further variables, namely in particular the temperature of the ionization current sensor. In order to achieve a control behavior of the combustion control as independent as possible of disturbing influences such as load point shift, a constancy of the nominal value characteristic curve over the load range is required.

Hieraus ergibt sich die Aufgabe bei der Auslegung der Lochstruktur, eine möglichst konstante Temperatur des Ionisationsstromsensors über den gesamten Lastbereich des Brenners zu erzielen. Wird dies nicht erreicht, kommt es zu großen Verschiebungen der Luftzahl beim Anfahren eines Lastpunktes oder einem Schwingen der Luftzahl in bestimmten Lastpunkten.This results in the task in the design of the hole structure to achieve a constant temperature as possible of the ionization current sensor over the entire load range of the burner. If this is not achieved, there are large shifts in the air ratio when approaching a load point or a swing in the air ratio at certain load points.

Bei Modulationsgraden von bis 1:10 wird die konstante Temperatur durch Veränderung des offenen Querschnitts, damit also der Intensität der Flamme im Belochungsbereich des Ionisationsstromsensors, erreicht.At modulation levels of up to 1:10, the constant temperature is achieved by changing the open cross-section, ie the intensity of the flame in the hole area of the ionization current sensor.

Bei weiterer Steigerung des Modulationsbereichs auf bis zu 1:20 ist diese Vorgehensweise nicht mehr zielführend:
Wird die Intensität auf die untere Last des Brenners angepasst, ist der offene Querschnitt und damit die Länge der Flammen im oberen Lastpunkt zu groß. Damit findet die wesentliche Energiefreisetzung erst hinter dem Ionisationsstromsensor statt. Der Sensor bzw. die Elektrode kühlt aus.By further increasing the modulation range up to 1:20, this procedure is no longer expedient:
If the intensity is adapted to the lower load of the burner, the open cross-section and thus the length of the flames in the upper load point is too large. Thus, the essential energy release takes place behind the ionization current sensor. The sensor or the electrode cools down.

Eine Anpassung auf den oberen Lastpunkt des Brenners bedingt sehr kleine Flammen in unteren Lastpunkt. Die Energiefreisetzung wird zu gering, um hier die Sensortemperatur im konstanten Bereich zu halten.An adaptation to the upper load point of the burner requires very small flames in the lower load point. The energy release is too low, to keep the sensor temperature in the constant range.

Die Lösung des Zielkonfliktes zwischen einer Belochung für den unteren und den oberen Lastbereich besteht erfindungsgemäß nicht mehr im Ändern der Intensität, sondern im Ändern der Lochstruktur. Als geeignet hat sich, wie oben bereits beschrieben, eine Dreiteilung der Lochstruktur parallel zur Richtung des Ionisationsstromsensors erwiesen.The solution of the conflict between a target for the lower and upper load range according to the invention is no longer in changing the intensity, but in changing the hole structure. As described above, a three-part division of the hole structure has proven to be suitable parallel to the direction of the ionization current sensor.

Im Randbereich ist ein relativ offener Querschnitt (größerer Öffnungsgrad) vorhanden, im mittleren Bereich, unterhalb des Ionisationsstromsensors, ein geschlossenerer Bereich (kleinerer Öffnungsgrad).In the edge area, a relatively open cross section (larger opening degree) is present, in the middle area, below the ionization current sensor, a more closed area (smaller opening degree).

Im Ergebnis wird hierdurch im oberen Lastpunkt des Gasbrenners die Flammenzone durch die kleinere Flamme im mittleren Bereich auf der Brenneroberflächen stabilisiert. Der Ionisationsstromsensor liegt damit wieder im Bereich der Energiefreisetzung, womit sich gleichzeitig die Temperatur des Sensors stabilisiert.As a result, in the upper load point of the gas burner, the flame zone is thereby stabilized by the smaller flame in the middle region on the burner surfaces. The ionization current sensor is thus again in the energy release range, which simultaneously stabilizes the temperature of the sensor.

Im unteren Lastbereich bilden die äußeren, offenen Zonen der Lochstruktur ausreichend lange Flammen, um die Auskühlung der Ionsationselektode zu verhindern.In the lower load range, the outer, open zones of the hole structure form sufficiently long flames to prevent the cooling of the ionization electrode.

Somit kann auch bei einem gesteigerten Modulationsgrad mit relativ konstanten Sollwerten im Ionisationsstrom gearbeitet werden. Damit wird ein robustes Geräteverhalten und eine sehr gute Luftzahltreue der Verbrennungsregelung erreicht.Thus, even with an increased degree of modulation with relatively constant setpoints in the ionization can be worked. This achieves a robust device behavior and a very good air fidelity of the combustion control.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Gasbrenners ergeben sich aus den abhängigen Schutzansprüchen.Other advantageous developments of the gas burner according to the invention will become apparent from the dependent claims.

Der erfindungsgemäße Gasbrenner einschließlich seiner vorteilhaften Weiterbildungen gemäß der abhängigen Schutzansprüche wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The gas burner according to the invention including its advantageous developments according to the dependent claims will be explained in more detail with reference to the drawing of a preferred embodiment.

Es zeigtIt shows

1 schematisch und perspektivisch den erfindungsgemäßen Gasbrenner mit Einblick in den Brennerinnenraum (der Übersichtlichkeit halber komplett ohne Lochstrukturen); und 1 schematically and in perspective the gas burner according to the invention with insight into the burner interior (for clarity, completely without hole structures); and

2 in Draufsicht die in die Ebene abgewickelte Brenneroberfläche mit den Flächenbereichen, wobei in beiden Figuren die Flächenbereiche extra durch Linien gekennzeichnet sind, die bei einem realen Gasbrenner nicht vorhanden sind. 2 in plan view, the unwound burner surface in the plane with the surface areas, wherein in both figures, the surface areas are specially marked by lines that are not present in a real gas burner.

Der in 1 dargestellte Gasbrenner besteht in an sich bekannter Weise aus einem Brennerinnenraum 1 und einer diesen mindestens teilweise begrenzenden, von einem Gas-Luft-Gemisch durchströmbaren Verteileinrichtung 2, die eine zum Brennerinnenraum 1 gewandte Innenfläche 2.1 mit Lochstruktur und eine brennerinnenraumabgewandte Brenneroberfläche 2.2 mit Lochstruktur für das als Flamme verbrennende Gas-Luft-Gemisch aufweist, wobei der Brenneroberfläche 2.2 flammenseitig ein stabförmiger, parallel zu dieser erstreckter Ionisationsstromsensor 3 zugeordnet ist, wobei ein zum Ionisationsstromsensor 3 nächstliegender, erster Flächenbereich 2.2.1 der Brenneroberfläche 2.2 eine einen kleineren Öffnungsgrad aufweisende Lochstruktur aufweist und wobei beidseitig des ersten Flächenbereichs 2.2.1 und parallel zum Ionisationsstromsensor 3 jeweils ein zweiter Flächenbereich 2.2.2 mit einer einen größeren Öffnungsgrad aufweisenden Lochstruktur vorgesehen ist. The in 1 shown gas burner consists in a conventional manner from a burner interior 1 and an at least partially limiting, can be flowed through by a gas-air mixture distribution device 2 one to the burner interior 1 attentive inner surface 2.1 with hole structure and burner surface facing away burner surface 2.2 having hole structure for the flame-burning gas-air mixture, wherein the burner surface 2.2 Flame side a rod-shaped, parallel to this extended ionization current sensor 3 is assigned, one to the ionization current sensor 3 nearest, first surface area 2.2.1 the burner surface 2.2 a hole opening structure having a smaller opening and having on both sides of the first surface area 2.2.1 and parallel to the ionization current sensor 3 in each case a second surface area 2.2.2 is provided with a larger opening degree having hole structure.

Wesentlich für den erfindungsgemäßen Gasbrenner ist nun, dass die dem Ionisationsstromsensor 3 gegenüberliegende Lochstruktur der Innenfläche 2.1 der Verteileinrichtung 2 in Axialrichtung des Ionisationsstromsensors 3 gesehen gleichbleibend ausgebildet ist. Diese Maßgabe ermöglicht, wie eingangs erläutert, dass der Gasbrenner über seinen gesamten Lastbereich mit Hilfe des Ionisationsstromsensors 3 präzise geregelt werden kann.Essential for the gas burner according to the invention is now that the the ionization current sensor 3 opposite hole structure of the inner surface 2.1 the distribution device 2 in the axial direction of the ionization current sensor 3 seen consistently formed. This proviso allows, as explained above, that the gas burner over its entire load range with the help of the ionization current sensor 3 can be precisely regulated.

Besonders bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass die Lochstruktur der Innenfläche 2.1 kongruent mit der Lochstruktur der Brenneroberfläche 2.2 ausgebildet ist, d. h. die Lochbilder auf beiden Seiten der Verteileinrichtung 2 entsprechen sich.Particularly preferably, it is provided that the hole structure of the inner surface 2.1 Congruent with the hole structure of the burner surface 2.2 is formed, ie the hole patterns on both sides of the distributor 2 correspond.

Um dies zu erreichen, ist weiterhin bevorzugt vorgesehen, dass die Verteileinrichtung 2 aus einem Metallblech besteht, wobei auf einer Seite des Metallblechs die Innenfläche 2.1 und auf der anderen Seite des Metallblechs die Brenneroberfläche 2.2 angeordnet ist.To achieve this, it is further preferred that the distribution device 2 consists of a metal sheet, wherein on one side of the metal sheet, the inner surface 2.1 and on the other side of the metal sheet, the burner surface 2.2 is arranged.

Dieses Metallblech ist dabei insbesondere einschichtig ausgebildet, weist also im Gegensatz zum eingangs genannten Stand der Technik keinen Zwischenraum auf, ist also zwischenraumfrei ausgebildet. Außerdem ist bevorzugt vorgesehen, dass der Brennerinnenraum 1 insgesamt frei von Strömungsführungen für das Gas-Luft-Gemisch ausgebildet ist.This metal sheet is formed in particular a single layer, so in contrast to the above-mentioned prior art, no gap, so it is formed gap-free. In addition, it is preferably provided that the burner interior 1 is formed entirely free of flow guides for the gas-air mixture.

Ferner ist mit Verweis auf 2 bevorzugt vorgesehen, dass die Brenneroberfläche 2.2 mindestens 90% einer Gesamtoberfläche des Metallblechs einnehmend ausgebildet ist.Further, with reference to 2 preferably provided that the burner surface 2.2 at least 90% of an overall surface of the metal sheet is formed engaging.

Außerdem ist bevorzugt vorgesehen, dass wahlweise der erste Flächenbereich 2.2.1 quer zum Ionisationsstromsensor 3 gesehen zwischen 1 mm und 8 mm, vorzugsweise (etwa) 4 mm, breit und/oder der zweite Flächenbereich 2.2.2 quer zum Ionisationsstromsensor 3 gesehen zwischen 4 mm und 10 mm, vorzugsweise (etwa) 7 mm, breit ausgebildet ist. Die Maßgabe ”wahlweise” bedeutet dabei, dass von diesen beiden Vorgaben auch nur eine gelten muss.In addition, it is preferably provided that optionally the first surface area 2.2.1 transverse to the ionization current sensor 3 seen between 1 mm and 8 mm, preferably (about) 4 mm, wide and / or the second surface area 2.2.2 transverse to the ionization current sensor 3 Seen between 4 mm and 10 mm, preferably (about) 7 mm, wide. The proviso "optional" means that only one of these two specifications must apply.

Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass der erste Flächenbereich 2.2.1 eine aus einer mit ihrer Längsachse parallel zum Ionisationsstromsensor 3 parallel angeordneten Reihe Schlitzen gebildete Lochstruktur aufweist. Dabei sind die Schlitze des ersten Flächenbereichs 2.2.1 besonders bevorzugt zwischen 1 mm und 9 mm, vorzugsweise (etwa) 5 mm, lang und zwischen 0,1 mm und 0,9 mm, vorzugsweise (etwa) 0,5 mm, breit ausgebildet. Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass die Schlitze des ersten Flächenbereichs 2.2.1 in deren Längsrichtung gesehen zueinander einen Abstand von 1 mm bis 9 mm, vorzugsweise (etwa) 5 mm, aufweisen.Furthermore, it is preferably provided that the first surface area 2.2.1 one from a with its longitudinal axis parallel to the ionization current sensor 3 Having parallel array row slots formed hole structure. Here are the slits of the first surface area 2.2.1 more preferably between 1 mm and 9 mm, preferably (about) 5 mm, long and between 0.1 mm and 0.9 mm, preferably (about) 0.5 mm, wide. Furthermore, it is preferably provided that the slots of the first surface area 2.2.1 Seen in the longitudinal direction to each other a distance of 1 mm to 9 mm, preferably (about) 5 mm.

Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass der zweite Flächenbereich 2.2.2 eine aus mit ihrer Längsachse parallel und quer zum Ionisationsstromsensor 3 angeordneten Schlitzen gebildete Lochstruktur aufweist. Dabei sind die Schlitze des zweiten Flächenbereichs 2.2.2 besonders bevorzugt zwischen 1 mm und 9 mm, vorzugsweise (etwa) 5 mm, lang und zwischen 0,5 mm und 0,9, vorzugsweise (etwa) 0,7 mm, breit ausgebildet. Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass quer zum Ionisationsstromsensor 3 verlaufende Schlitze des zweiten Flächenbereichs 2.2.2 als Paare nebeneinander angeordnet sind. Außerdem ist bevorzugt zwischen einem Paar quer zum Ionisationsstromsensor 3 verlaufender Schlitze ein parallel zum Ionisationsstromsensor 3 verlaufender Schlitz angeordnet.Furthermore, it is preferably provided that the second surface area 2.2.2 one with its longitudinal axis parallel and transverse to the ionization current sensor 3 having arranged slots formed hole structure. The slots of the second surface area are 2.2.2 more preferably between 1 mm and 9 mm, preferably (about) 5 mm, long and between 0.5 mm and 0.9, preferably (about) 0.7 mm, wide. Furthermore, it is preferably provided that transversely to the ionization current sensor 3 extending slots of the second surface area 2.2.2 arranged as pairs next to each other. In addition, it is preferable between a pair across the ionization current sensor 3 extending slots a parallel to the ionization current sensor 3 extending slot arranged.

Die beiden bisher betrachteten Flächenbereiche 2.2.1, 2.2.2 betreffen den Bereich der Brenneroberfläche 2.2, dem der Ionisationsstromsensor 3 zugeordnet ist. Darüber hinaus ist aber auch noch bevorzugt vorgesehen, dass die Brenneroberfläche 2.2 neben den beiden Flächenbereichen 2.2.1, 2.2.2 noch einen dritten Flächenbereich 2.2.3 mit einer Lochstruktur aufweist. Wie aus 2 zu erkennen, ist dabei wiederum besonders bevorzugt vorgesehen, dass die Lochstrukturen der drei Flächenbereiche 2.2.1, 2.2.2, 2.2.3 unterschiedlich ausgebildet sind. Außerdem ist vorgesehen, dass der dritte Flächenbereich 2.2.3 einen größeren Bereich von der gesamten Brenneroberfläche 2.2 einnehmend ausgebildet ist als die beiden anderen Flächenbereiche 2.2.1, 2.2.2 zusammen.The two areas considered so far 2.2.1 . 2.2.2 affect the area of the burner surface 2.2 , the ionization current sensor 3 assigned. In addition, however, is also preferably provided that the burner surface 2.2 next to the two surface areas 2.2.1 . 2.2.2 another third area 2.2.3 having a hole structure. How out 2 In this case, it is particularly preferred that the hole structures of the three surface areas be provided 2.2.1 . 2.2.2 . 2.2.3 are formed differently. It is also envisaged that the third surface area 2.2.3 a larger area of the entire burner surface 2.2 engaging is formed as the other two surface areas 2.2.1 . 2.2.2 together.

Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass der dritte Flächenbereich 2.2.3 eine aus mit ihrer Längsachse quer zum Ionisationsstromsensor 3 angeordneten Schlitzen gebildete Lochstruktur aufweist. Dabei sind die Schlitze des dritten Flächenbereichs 2.2.3 vorzugsweise zwischen 1 mm und 6 mm, vorzugsweise (etwa) 3,5 mm, lang und zwischen 0,1 mm und 0,9 mm, vorzugsweise (etwa) 0,5 mm, breit ausgebildet. Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass die Schlitze des dritten Flächenbereichs 2.2.3 parallel zueinander einen Abstand zwischen 2 mm und 7 mm, vorzugsweise (etwa) 4,5 mm, und in Längsrichtung zueinander einen Abstand zwischen 2 mm und 7,6 mm, vorzugsweise (etwa) 4,8 mm, aufweisen.Furthermore, it is preferably provided that the third surface area 2.2.3 one with its longitudinal axis transverse to the ionization current sensor 3 having arranged slots formed hole structure. The slots of the third surface area are 2.2.3 preferably between 1 mm and 6 mm, preferably (about) 3.5 mm, long and between 0.1 mm and 0.9 mm, preferably (about) 0.5 mm, wide. Furthermore, it is preferably provided that the slots of the third surface area 2.2.3 parallel to each other a distance between 2 mm and 7 mm, preferably (about) 4.5 mm, and in the longitudinal direction to each other a distance between 2 mm and 7.6 mm, preferably (about) 4.8 mm.

Auf 1 zurück kommend, ist weiterhin besonders bevorzugt vorgesehen, dass der Brennerinnenraum 1 zylindrisch ausgebildet ist und an einer seiner Stirnseiten einen Zufuhrbereich 4 für das Gas-Luft-Gemisch und an seiner anderen Stirnseite einen Verschlusselement 5, insbesondere einen öffnungsfreien Deckel, aufweist. Abgesehen von den Lochstrukturen der vorzugsweise zylindermantelförmig ausgebildeten Brenneroberfläche 2.2 ist der Gasbrenner bzw. jedenfalls dieser Teil des Gasbrenners somit wie ein Topf bzw. topfartig ausgebildet. Weiterhin ist bevorzugt am Zufuhrbereich 4 ein Anschlussflansch 4.1 vorgesehen, um den in eine Brennkammer hineinragenden Gasbrenner auf einfache Weise befestigen zu können.On 1 Coming back, is further particularly preferred provided that the burner interior 1 is cylindrical and at one of its end faces a supply area 4 for the gas-air mixture and at its other end a closure element 5 , in particular a non-opening lid. Apart from the hole structures of the preferably cylinder jacket-shaped burner surface 2.2 is the gas burner or at least this part of the gas burner thus formed like a pot or pot-like. Furthermore, it is preferred at the feed area 4 a connection flange 4.1 provided in order to fix the projecting into a combustion chamber gas burner in a simple manner.

Im übrigen ist auch der in 1 offenbar über dem Gasbrenner schwebende Ionisationsstromsensor 3, was, weil ohne weiteres vorstellbar, nicht extra dargestellt ist, vorzugsweise zufuhrbereichsseitig am Gasbrenner selbst oder an dazu benachbarten Bereichen befestigt.Moreover, the in 1 apparently above the gas burner suspended ionization current sensor 3 , which, because it can not be imagined, is not shown separately, preferably attached to the supply area side of the gas burner itself or to adjacent areas.

Der erfindungsgemäße Gasbrenner funktioniert wie folgt:
Das Gas-Luft-Gemisch wird über den Zufuhrbereich 4 in den Brennerinnenraum 1 eingebracht. Von dort strömt es über die Lochstrukturen durch die Verteileinrichtung 2 auf die Brenneroberfläche 2.2, die wie erläutert, im Grunde drei Bereiche aufweist, nämlich zum einen den dritten Flächenbereich 2.2.3, also den Hauptbereich für die Verbrennung des Gas-Luft-Gemisches. Darüber hinaus sind noch die beiden anderen Flächenbereiche 2.2.1, 2.2.2 vorgesehen, denen der Ionisationsstromsensor 3 zugeordnet ist.The gas burner according to the invention works as follows:
The gas-air mixture is over the supply area 4 in the burner interior 1 brought in. From there it flows through the hole structures through the distribution device 2 on the burner surface 2.2 , which, as explained, basically three areas, namely on the one hand, the third area 2.2.3 , ie the main area for the combustion of the gas-air mixture. In addition, there are the other two areas 2.2.1 . 2.2.2 provided, which the ionization current sensor 3 assigned.

Wird der erfindungsgemäße Gasbrenner im oberen Lastbereich betrieben, werden am ersten, einen kleineren Öffnungsgrad aufweisenden Flächenbereich 2.2.1 bis zum Ionisationsstromsensor 3 reichende Flammen gebildet, d. h. der Gasbrenner ist auf diese Weise gut regelbar. Wird der erfindungsgemäße Gasbrenner aber im unteren Lastbereich betrieben, sind die Flammen des ersten Flächenbereichs 2.2.1 nicht mehr ausreichend lang, um Einfluss auf den Ionisationsstromsensor 3 nehmen zu können. Erfindungsgemäß ist daher vorgesehen, dass an den zweiten, einen größeren Öffnungsgrad aufweisenden Flächenbereichen 2.2.2 ausreichend lange Flammen gebildet werden, die dafür sorgen, dass der Ionisationsstromsensor 3 nicht auskühlt und der Gasbrenner auch weiterhin präzise regelbar ist. Alle dies setzt allerdings, wie im Schutzanspruch 1 definiert, voraus, dass die Verbrennung des Gas-Luft-Gemisches auf der gesamten Länge des Ionisationsstromsensors 3 gleichmäßig ist.If the gas burner according to the invention is operated in the upper load range, at the first surface area, which has a smaller degree of opening, become 2.2.1 to the ionization current sensor 3 reaching flames formed, ie the gas burner is well regulated in this way. However, if the gas burner according to the invention is operated in the lower load range, the flames of the first surface area are 2.2.1 not longer enough to affect the ionization current sensor 3 to be able to take. According to the invention it is therefore provided that at the second, a larger opening degree having surface areas 2.2.2 sufficiently long flames are formed, which ensure that the ionization current sensor 3 does not cool down and the gas burner continues to be precisely adjustable. However, all this requires, as defined in the protection claim 1, that the combustion of the gas-air mixture over the entire length of the ionization current sensor 3 is even.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
BrennerinnenraumBurner interior
22
Verteileinrichtungdistributor
2.12.1
Innenflächepalm
2.22.2
Brenneroberflächeburner surface
2.2.12.2.1
erster Flächenbereichfirst surface area
2.2.22.2.2
zweiter Flächenbereichsecond surface area
2.2.32.2.3
dritten Flächenbereichthird area
33
IonisationsstromsensorIonisationsstromsensor
44
Zufuhrbereichfeed area
4.14.1
Anschlussflanschflange
55
Verschlusselementclosure element

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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  • EP 2167876 B1 [0002] EP 2167876 B1 [0002]

Claims (15)

Gasbrenner, umfassend einen Brennerinnenraum (1) und eine diesen begrenzende, von einem Gas-Luft-Gemisch durchströmbare Verteileinrichtung (2), die eine zum Brennerinnenraum (1) gewandte Innenfläche (2.1) mit Lochstruktur und eine brennerinnenraumabgewandte Brenneroberfläche (2.2) mit Lochstruktur für das als Flamme verbrennende Gas-Luft-Gemisch aufweist, wobei der Brenneroberfläche (2.2) flammenseitig ein stabförmiger, parallel zu dieser erstreckter Ionisationsstromsensor (3) zugeordnet ist, wobei ein zum Ionisationsstromsensor (3) nächstliegender, erster Flächenbereich (2.2.1) der Brenneroberfläche (2.2) eine einen kleineren Öffnungsgrad aufweisende Lochstruktur aufweist und wobei beidseitig des ersten Flächenbereichs (2.2.1) und parallel zum Ionisationsstromsensor (3) jeweils ein zweiter Flächenbereich (2.2.2) mit einer einen größeren Öffnungsgrad aufweisenden Lochstruktur vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Ionisationsstromsensor (3) gegenüberliegende Lochstruktur der Innenfläche (2.1) der Verteileinrichtung (2) in Axialrichtung des Ionisationsstromsensors (3) gesehen gleichbleibend ausgebildet ist.Gas burner, comprising a burner interior ( 1 ) and a limiting device through which a gas-air mixture can flow ( 2 ), one to the burner interior ( 1 ) facing inner surface ( 2.1 ) with a hole structure and a burner interior surface facing away from the burner ( 2.2 ) having a hole structure for the flame-burning gas-air mixture, wherein the burner surface ( 2.2 ) on the flame side a rod-shaped, parallel to this extended ionization current sensor ( 3 ), one to Ionisationsstromsensor ( 3 ) nearest, first surface area ( 2.2.1 ) of the burner surface ( 2.2 ) has a hole structure having a smaller opening degree, and wherein on both sides of the first surface area ( 2.2.1 ) and parallel to the ionization current sensor ( 3 ) each have a second surface area ( 2.2.2 ) Is provided with a larger opening degree having the hole pattern, characterized in that the (the Ionisationsstromsensor 3 ) opposite hole structure of the inner surface ( 2.1 ) of the distribution device ( 2 ) in the axial direction of the ionization current sensor ( 3 ) is formed consistently. Gasbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochstruktur der Innenfläche (2.1) kongruent mit der Lochstruktur der Brenneroberfläche (2.2) ausgebildet ist.Gas burner according to claim 1, characterized in that the hole structure of the inner surface ( 2.1 ) is congruent with the hole structure of the burner surface ( 2.2 ) is trained. Gasbrenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteileinrichtung (2) aus einem Metallblech besteht, wobei auf einer Seite des Metallblechs die Innenfläche (2.1) und auf der anderen Seite des Metallblechs die Brenneroberfläche (2.2) angeordnet ist.Gas burner according to claim 1 or 2, characterized in that the distribution device ( 2 ) consists of a metal sheet, wherein on one side of the metal sheet, the inner surface ( 2.1 ) and on the other side of the metal sheet the burner surface ( 2.2 ) is arranged. Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Flächenbereich (2.2.1) quer zum Ionisationsstromsensor (3) gesehen zwischen 1 mm und 8 mm, vorzugsweise 4 mm, breit ausgebildet ist.Gas burner according to one of claims 1 to 3, characterized in that the first surface area ( 2.2.1 ) across the ionization current sensor ( 3 ) Seen between 1 mm and 8 mm, preferably 4 mm, wide. Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Flächenbereich (2.2.2) quer zum Ionisationsstromsensor (3) gesehen zwischen 4 mm und 10 mm, vorzugsweise 7 mm, breit ausgebildet ist.Gas burner according to one of claims 1 to 4, characterized in that the second surface area ( 2.2.2 ) across the ionization current sensor ( 3 ) Seen between 4 mm and 10 mm, preferably 7 mm, wide. Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Flächenbereich (2.2.1) eine aus einer mit ihrer Längsachse parallel zum Ionisationsstromsensor (3) parallel angeordneten Reihe Schlitzen gebildete Lochstruktur aufweist.Gas burner according to one of claims 1 to 5, characterized in that the first surface area ( 2.2.1 ) one from one with its longitudinal axis parallel to the Ionisationsstromsensor ( 3 ) has parallel arranged row slots formed hole structure. Gasbrenner nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze des ersten Flächenbereichs (2.2.1) zwischen 1 mm und 9 mm, vorzugsweise 5 mm, lang und zwischen 0,1 mm und 0,9 mm, vorzugsweise 0,5 mm, breit ausgebildet sind.Gas burner according to claim 6, characterized in that the slots of the first area ( 2.2.1 ) are formed between 1 mm and 9 mm, preferably 5 mm, long and between 0.1 mm and 0.9 mm, preferably 0.5 mm, wide. Gasbrenner nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze des ersten Flächenbereichs (2.2.1) in deren Längsrichtung gesehen zueinander einen Abstand von 1 mm bis 9 mm, vorzugsweise 5 mm, aufweisen.Gas burner according to claim 6 or 7, characterized in that the slots of the first surface area ( 2.2.1 ) Seen in the longitudinal direction to each other a distance of 1 mm to 9 mm, preferably 5 mm. Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Flächenbereich (2.2.2) eine aus mit ihrer Längsachse parallel und quer zum Ionisationsstromsensor (3) angeordneten Schlitzen gebildete Lochstruktur aufweist.Gas burner according to one of claims 1 to 8, characterized in that the second surface area ( 2.2.2 ) one with its longitudinal axis parallel and transverse to the ionization current sensor ( 3 ) arranged slots has formed hole structure. Gasbrenner nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze des zweiten Flächenbereichs (2.2.2) zwischen 1 mm und 9 mm, vorzugsweise 5 mm, lang und zwischen 0,5 mm und 0,9, vorzugsweise 0,7 mm, breit ausgebildet sind.Gas burner according to claim 9, characterized in that the slots of the second area ( 2.2.2 ) between 1 mm and 9 mm, preferably 5 mm, long and between 0.5 mm and 0.9, preferably 0.7 mm, are wide. Gasbrenner nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass quer zum Ionisationsstromsensor (3) verlaufende Schlitze des zweiten Flächenbereichs (2.2.2) als Paare nebeneinander angeordnet sind.Gas burner according to claim 9 or 10, characterized in that transversely to the ionization current sensor ( 3 ) extending slots of the second surface area ( 2.2.2 ) are arranged as pairs next to each other. Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Brenneroberfläche (2.2) neben den beiden Flächenbereichen (2.2.1, 2.2.2) noch einen dritten Flächenbereich (2.2.3) mit einer Lochstruktur aufweist.Gas burner according to one of claims 1 to 11, characterized in that the burner surface ( 2.2 ) next to the two surface areas ( 2.2.1 . 2.2.2 ) a third area ( 2.2.3 ) having a hole structure. Gasbrenner nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochstrukturen der drei Flächenbereiche (2.2.1, 2.2.2, 2.2.3) unterschiedlich ausgebildet sind.Gas burner according to claim 12, characterized in that the hole structures of the three surface areas ( 2.2.1 . 2.2.2 . 2.2.3 ) are formed differently. Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennerinnenraum (1) zylindrisch ausgebildet ist und an einer seiner Stirnseiten einen Zufuhrbereich (4) für das Gas-Luft-Gemisch und an seiner anderen Stirnseite einen Verschlusselement (5) aufweist.Gas burner according to one of claims 1 to 13, characterized in that the burner interior ( 1 ) is cylindrical and at one of its end faces a supply area ( 4 ) for the gas-air mixture and at its other end a closure element ( 5 ) having. Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennerinnenraum (1) frei von Strömungsführungen für das Gas-Luft-Gemisch ausgebildet ist.Gas burner according to one of claims 1 to 14, characterized in that the burner interior ( 1 ) is formed free of flow guides for the gas-air mixture.
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