DE2215246A1

DE2215246A1 - Gasbrenner, insbesondere für Haushaltsgeräte

Info

Publication number: DE2215246A1
Application number: DE19722215246
Authority: DE
Inventors: Jean-Bernard De Montbazon Gouville (Frankreich)
Original assignee: Sourdillon Matricage Robinette de Precision
Current assignee: Sourdillon Matricage Robinette de Precision
Priority date: 1971-04-28
Filing date: 1972-03-29
Publication date: 1972-11-09
Also published as: FR2135778A5; IT951260B; DE2215246C3; ES395925A1; DE2215246B2; GB1391199A; US3796535A

Description

ETABLISSEMENTS SOUKDILLOH, IiATRIQAGS ET ROBINETTERIE DE

PREGISIOIi

Gasbrenner, insbesondere fur Haushaltsgeräte.

Die Erfindung betrifft die Gasbrenner, insbesondere für Haushaltsgeräte, wie Kochherde, Warmeplatten (insbesondere für Campingzwecke), öfen, Waschmaschinen usw.

Sie bezweckt insbesondere, einen grosseren Änderungsbereich der Brennerleistung zu ermöglichen, d.h. kleinere Sparflammen im Verhältnis zu der Höchstleistung, ohne Gefahr eines Erlöschens oder einer Zündung an der Zufuhrduse.

Bei den bekannten Ausfuhrungen betragt die

Sparflainmenleistung grössenordnungsmässig 1/7. der Nennleistung. Sie ist im allgemeinen zu gross, um eine Flüssigkeit in einem Behalter warm zu halten, ohne dass diese zum Kochen kommt.

Bei den bekannten Ausfuhrungen ist es schwierig, die Sparflainmenleistung noch weiter zu verringern, da

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hierbei folgende Schwierigkeiten auftreten.

1.) \lenn die Strömungsmenge zu klein iot, besteht die Gefahr eines Erlöschens, da der das Gemisch den Brenner zuführende Lufttrichter für die normale Strömungsinenge ausgebildet wurde, während für geringe Strömungsmengen das Gemisch einen zu grossen Luftüberschuss aufweist und unbrennbar wird;

2.) ferner besteht die-Gefahr einer Zündung

an der Zufuhrdüse, insbesondere bei einem plötzlichen Übergang aus der Stellung der normalen Strömungsmenge in die Stellung kleiner Strömungsmenge ;

3.) die schwachen kleinen Sparflammen sind

sehr empfindlich für Wind und Zugluft, welche sie auszulöschen suchen ;

4.) die automatische Wiederzündung nach dem

Erlöschen in der Sparflammenstellung ( durch elektrische Zündung, Wellenrohre usw.) wird schwierig ;

5.) eine sehr weitgetriebene Verringerung

der Sparflammen ermöglicht bei den gegenwärtigen Lösungen nicht die Aufrechterhaltung einer in der Nähe des Brenners angeordneten, mit einem Thermoelement ausgerüsteten Sicherheitsvorrichtung.

Die Erfindung bezweckt daher die Herstellung

von sehr stark verringerten Sparflammen, welche z.B. grössenordnungsmässig eine Leistung von 1/10 bis 1/15 der Nennleistung haben, wobei jedoch die obigen. Schwierigkeiten vermieden werden.

Hierfür werden erfindungsgemass z.B. bei :

einem Brenner, bei welchem der Austrittsquerschnitt des zu entzündenden Gemischs auf eine gewisse Zahl von Öffnungen in dem Brennerkopf verteilt ist, in diesem Kopf oder in der Nahe desselben Mittel vorgesehen, welche bei Betrieb mit Sparflamme das Gemisch bevorzugt an einen Teil dieses Querschnitts ausgeben, z.B. an eine oder zwei Öffnungen, welche so die Sparflamme bilden»

Die den al3 Sparflamme benutzten bevorzugten Abschnitt umgebende Sekundärluft ist dann für den Bedarf und die Aufrechterhaltung der so gebildeten Flammen gerade ausreichend aber nicht überschussig.

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- Ausserdem kann in diesem bevorzugten Atschnitt die Leistung je Oberflächeneinheit bequem erhöht v/er-' den, so daes die Stai'ka der Srarilamsie die geeignete Grosse haben kann und keine Gefahr ihres Ausblasens durch Zugluft besteht. Ferner kann diese ?iainine bequem in Kombination mit beliebigen Zund- oder Sicherheitsvorrichtungen benutzt werden.

Die genannten Kittel können auf verschiedene

ΐ/eise ausgebildet werden. Sie umfassen insbesondere ein Diffusorglied oder -Rohr, welches das von der Zufuhrdüse kommende Geniisch in das Innere des Brennerkopfs fuhrt, wobei dieses Gemisch von dieses Rohr an die Austrittsöffnungen des Brenners durch Durchlässe ausgegeben wird, welche so ausgebildet sind, ■ dass die mit dem bevorzugten Austrittsquerschnitt zusammenwirkenden erheblich geringexe Druckabfälle haben» als die mit den anderen Austrittsöffnungen zusammenwirkenden.

So besitzt z.B. das Diffusorrohr auf der Seite des bevorzugten Austrittsquerschnitts des Brenners einen. Durchlass mit breitem Querschnitt, wahrend zur Speisung der anderen Austrittsöffnungen des Brenners an dem Umfang des Rohrs eine gewisse Zahl von kleinen Offnungen vorgesehen ist, welche das Geniisch aus den· Innern des Rohrs zu den innerhalb des Brennerkopfs vorgesehenen entsprechenden Ringabschnitten le.iten.

Dank dieser Ausbildung können, wie dies weiter unten nachgewiesen ist, in aller Sicherheit sowohl der,Betrieb mit Sparflamme als auch der !Tennbetrieb und die verschiedenen Zwischenbetriebszustande hergestellt werden, und zwar infolge der Wirkung des statischen und des dynamischen Drucks an der Stelle der Elammenaustrittsöffnungen, infolge der Druckabfalle,« deiche von dem Vorhandensein der beiden Arten.von an dem

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Rohr vorgesehenen Ausgabedürchlässenjund-öffnungeHf wobei die Möglichkeit deri Herstellung eines hohen Verhältnisses zwischen dem liennbetrieb t?nd dem Sparflaiamenbetrieb besteht.

Im Sparflaunenbetrieb ist die Gasströmung

hauptsächlich vor decf^bevörzugten Querschnitt lokalisiert, während bei Nennbetrieb ^is zu schwächeren Betriebszuständen, und wenigstens bis zur hälibefirlieä'stung, xdie^Vißpteilung des ,Gas-.;, gemisehs ungefähr homogen auf dem gaÄzeE iUafarigi des ist. -

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Anders ausgedruckt, fur sehr kleine Leistungen speist der Strömungskreis mit geringem Druckabfall, d.h. der den Durchtrittsquerschnitt mit geringem Druckabfall enthaltende, bevorzugt die Öffnungen des bevorzugten Querschnitts des Brenners, dessen Flammen so eine genügende Lange behalten können, so dass sie den Wind aushalten und ausserdem mit einer beliebigen Zünd- und/oder Sicherheitsvorrichtung zusammenwirken können. Fur grössere Leistungen genügen der statische und der dynamische Druck allein zur Überwindung der D_rUckabfälle und zur praktisch gleichmässigen Speisung der verschiedenen Öffnungen des Brenners·

Die Erfindung ist nachstehend unter Bezignahme auf die Zeichnung beispielshalber erläutert.

Fig. 1 und 2 zeigen einen erfindungsgemas-

sen Gasbrenner in einem lotrechten Axialschnitt bzw. im Quer- . schnitt längs der Linie II-II der Fig. 1.

Fig. 3 und 4 zeigen in gleicher Darstellung

eine andere Ausfuhrungsform dieses Brenners mit Benutzung verschiedener Zubehörteile, wie Zunder, Sicherheitsvorrichtung, Wellenrohre.

Das nachstehende Beispiel betrifft einen

kranzförmigen Gasbrenner mit einem Leistungsbereich, welcher von einem Sparflammenbetrieb bis zu einem höchsten Betriebszustand oder Nennbetrieb reicht.

Der Brenner besitzt wie üblich einen Kopf

1 mit einem ringförmigen Diffusorraum 2 zur Ausgabe des brennbaren Gemische an eine gewisse Zahl von Austrittsoffnungen, welche auf den Umfang des Brenners oder wenigstens einen Teil desselben verteilt sind, wobei diese Öffnungen z.B. durch Einschnitte 3 an dem Rand eines auf den Brennerkopf aufgesetzten Deckels 4 gebildet werden.

Zwischen dem Deckel 4 und dem Kopf 1 können

auch ausser den Öffnungen oder Einschnitten fur die Hauptflammen bei 15 schematisch dargestellte zusätzliche Öffnungen oder Durchlasse für Zündflanimen vorgesehen werden, wie dies inebeson dere in der franzosischen Patentanmeldung Nr. 158.550 der Anmel derin vom 9. Juli 1968 beschrieben ist.

Hinsichtlich der Mittel zur Zufuhr des Ge-

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mischs zu dem Ringraum 2 von der Zufuhrdüse 5 und einem Lufttrichter oder dergleichen aus ist zu bemerkenj dass hier das von der Zufuhrdüse und dem Lufttrichter kommende Rohr 6 nicht frei in diesen Ringraum mundet, sondern dass am Eingnag dieses Ringraums ein Diffusorglied 7 vorgesehen ist, welches so ausgebildet ist, dass es das Gemisch mit einem sehr geringen Druckabfall auf einen bevorzugten Austrittsquerschnitt ausgibt, welcher die Sparflammenöffnungen bildet, z.B. an zwei öffnungen 3-j ι welche aus den öffnungen 3 ausgewählt sind und entweder den gleichen Querschnitt wie diese, oder einen anderen (insbesondere grösseren) Querschnitt haben können, während die Ausgabe an die anderen öffnungen 3 durch höhere Druckabfälle erzeugende Mittel erfolgt. .

So kann gemäss der dargestellten Ausfuhrungsform der Diffusor 7, welcher fest mit dem Deckel 4 verbunden ist und mit seinem freien Band an das Rohr 6 angeschlossen sein kann, gemäss Pig. 1 und 2 seitlich und den bevorzugten Sparflam- " menöffnungen 3-j gegenüber einen durch seitliche Teile 9 bis zu diesen öffnungen verlängerten breiten Durchlass 8 sowie auf dem Rest seines Umfangs eine gewisse Zahl von kleinen öffnungen oder Durchlässen mit geeignetem Querschnitt 10 aufweisen.

Der Diffusor 7 braucht übrigens nich fest mit

dem Deckel verbunden zu sein. Er kann einfach das Rohr 6 verlängern, wie als Ausführungsabwandlung in Pig. 3 und 4 dargestellt., wobei die öffnungen z.B. die Form von Einschnitten haben.

Die Verhältnisse zwischen dem Durchlass 8

bzw. den öffnungen 10 und den öffnungen 3^ bzw. 3, 15 werden natürlich von dem Paehmann unter Berücksichtigung des gesuchten Ergebnisses mit Hilfe von vergleichenden Versuchen festgestellt.

So ist im allgemeinen der Durchschnittsquerschnitt 8 erheblich grosser als der Querschnitt der Sparflammenöffnungen 3-j, während der ^esamtquerschnitt der öffnungen 10 im allgemeinen so gewählt wird, dass diese öffnungen zu einem höheren Druckabfall als die öffnungen 3 und 15 führen.

Die obige Anordnung arbeitet folgendermaßen.

Unter der Annahme^ dass die Zufuhrdüse 5 mit voller Leistung arbeitet, d.h. mit der Nennleistung, und dass sich sowohl die statischen als auch die dynamischen Drucke in

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dem Brennerkopf ausgebildet haben, zündet die Anordnung wie ein normaler Brenner bei ihrer Nennleistung. Man stellt nur fest, dass die beiden bevorzugten Flammen etwas starker als die ande-r ren sind.

Wenn man jetzt nach dieser Zündung plötzlich auf die Sparflammen übergeht und der Brenner noch keine Zeit hatte, auf seine Betriebstemperatur zu kommen, bleiben nur die beiden bevorzugten Flammen gezündet, oder es ist zumindest möglich, dass sich dieser besondere Betriebszustand einstellt. Das Gemisch speist hauptsachlich die öffnungen 3«, es speist aber auch die anderen Querschnitte 3 und 15, jedoch so, dass, da der Brenner noch kalt und die. Sekundärluft im Überschuss vorhanden ist, noch keine Verbrennung auftreten kann. Allmählich erwärmt sich jedoch der Brenner, so dass sich das Luft-Gasgemisch innerhalb des Brenners ebenfalls erwärmt, was ein grosseres Volumen zur Folge hat, wodurch der Luftanteil entsprechend verringert wird. Ferner erhärfc die Temperaturerhöhung die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Flamme, was ebenfalls die Zündung des Luft-Gasgemischs begünstigt. Dies hat zur Folge, dass der Brenner an den öffnungen 3 und 15 mit kleinen Sparflammen zündet.

Unter der gleichen Annahme eines plötzlichen

Übergangs von der Hennleistung auf die Sparflammenleistung jedoch bei warmem Brenner bleibt der gesamte Brenner gezündet, da der dann im Innern der ringförmigen Diffusionskammer 2 herrschende statische Druck die Aufrechterhaltung der Flammen gewährleistet. Anders ausgedruckt, das Aufhören des dynamischen Drucks kann in keiner Weise den Brenner zum Erloschen bringen, und zwar dank des Vorhandenseins der kleinen Diffusionsoffnungen 10.

Aus den obigen Ausführungen geht hervor, dass, da kein Erloschen des Brenners zu befürchten ist, welches bei den vorhandenen Brennern beim übergang aus der Stellung der Höchstleistung in die Stellung der Sparflammen auftritt, das Verhältnis zwischen der Höchstleistung und der Sparflammenleistung beträchtlich vergrössert werden kann. Es wird daher möglich, eine geringe Sparflammenleistung zu erhalten, welche zur Erwärmung von Flüssigkeiten, welche nicht kochen sollen, gut geeignet ist.

Der Brenner hat ausserdem folgende zusätzliche Vorteile :

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- Es wird eine Zündung an der Zuführduse vermieden, insbesondere "bei dem Übergang auf den Sparflammenbetrieb ;

- die beiden bevorzugten Flammen haben eine

verhaltnismassig grosse Heizleistung, welche jedenfalls grosser als die der Flammen eines normalen Brenners im Spärflammenbetrieb ist, und halten den Wind besser aus ;

- diese beiden bevorzugten Flammen können

infolge ihrer Abmessung und ihrer leistung bequem durch elektronische Zündung oder ein System mit Wellenrohren gezündet werden;

- diese Flammen reichen aus, um ein Thermoelement einer elektrischen Anordnung zu speisen.

Fig. 3· und 4 zeigen, wie z.B. eine elektronische Zündvorrichtung 11, eine Vorrichtung mit Wellenrohren und eine Sicherheitsvorrichtung mit !Thermoelement 13 eingebaut werden können.

Diese Teile, welche in Fig* 3 und 4 zusammen

dargestellt sind, können naturlich auch unabhängig voneinander verwendet werden.

Nachstehend ist beispielshalber eine Tabelle der Werte und der Verhältnisse der Querschnitte in zwei Verschiedenen Fallen I und II angegeben, welche einem Halbschnell-r brenner bzw. einem Schnellbrenner entsprechen, von denen angenommen ist, dass sie Flammenaustrittsoffnungen 3 und Öffnungen oder Durchlasse 15 für Zündflammen besitzen.

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CD -J O

	9 5 m/	-i J C S nhnni.i.hranno-r-'l
Austri^tSnuerschnitt der Hauptflammen 3	39 H)Ti^	**1 /\ /\| -mrr-¹-**
Austrittsquerschnitt der Zündflammen 15	134 mm²	51 mm¹'
Gesamtaustrittsquerschnitt des Brenners	8 mm²	19 5 mm²
Austrittsquerschnitt 3-, der Sparflammen	1,9.6 mmt h/mm	B tnm-
Höchstleistung je Oberflächeneinheit bei Sparflammenbetrieb	12 mmth/mm²	2, 55 in rat h/mm²
Nennleistung je Oberflächeneinheit	85,3 mm²	13 mtnth/mra'"
Querschnitt der zu den Offnungen 3 und 15 gehenden öffnungen 10 des Diffusors 7	32 mm²	168 mrn^
Zu den Öffnungen 3-, gehender bevorzugter Durchtrittsquersohnitt 8 des Diffusors 7	117,3 mm²	ρ 51 mm
Gesamtaustrittsquerschnitt des Diffusors'/	2,8	219 mm²
Verhältnis:Querschnitt der Öffnungen 10 des Diffusors/bevorzugter Durchtritts querschnitt 8	117/134 = 0,82	3,2
Verhältnis:Gesamtaustrittsquerschnitt des Diffusors/Austrittsquerschnitt des Bronnens	32/8 = 4	219/195 = 1,1
Verhältnis:Austrittsquerschnitt des be vorzugten Durchlasses/Austritssquerschnifct der beiden Sparflammen	51/8 =6,4

co

H CD O I

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CD

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Aus diesen Beispielen geht, ohne dass dieses eine Beschränkung darstellt, hervor, dass das Verhältnis zwischen dem Querschnitt des Durchlasses 8 des Diffusors und dem Gesamtquerschnitt der "beiden bevorzugten Öffnungen "5* grosse.nordnungsmässig 4 bis 7 beträgt·

Ferner hat der Gesamtquerschnitt der Öffnungen 10 des Diffusors die gleiche Grössenordnung wie der Gesamtquerschnitt der Austrittsoffnungen der Hauptflammen.

Schliesslich haben in dem Pall I die ITennleistungen und die Sparflammenleistungen. z.B. folgende Vierte :

- Hennleistung P_n : 1600 keal/h

- Sparflammenleistung'P : 160 kcal/h woraus sich ein Verhältnis von P /P =10 ergibt.

Für den Fall II gelten folgende. Zahlen : P_n = 2500 Ecal/h

P_r = 210 kcal/h ·

P_n/P_r =12.

Diese Zahlen 10 und 12 sind erheblich grosser als das bei den bekannten Apparaten mögliche Maximum von 7.

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Claims

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P_a.t entansprüche

f 1 Λ) Gasbrenner, insbesondere für Haushaltsgeräte, bei welchem aas Gasgemisch innerhalb des Brennerkopfs auf eine gewisse Zahl von z.B. kranzförmig angeordneten Austritt soff nungen verteilt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kopf Mittel vorgesehen sind, welche für den Sparflammenbetrieb das Gemisch bevorzugt an eine oder mehrere (3-i) dieser Öffnungen (3) ausgeben, welche so die Sparflammen bilden.
2.) Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasausgabemittel ein Diffusorrohr (7) aufweisen, welches das Gemisch in den Brennerkopf führt und es durch Durchlässe ausgibt, welche so ausgebildet sind, dass die den bevorzugten Querschnitten (3^) entsprechenden Durchlässe kleinere Druckabfälle haben, als die (10) mit den anderen Flammenaustrittsoffnungen (3) zusammenwirkenden-
3·) Brenner nach Anspruch 1 und 2, dadurch

gekennzeichnet, dass das Diffusorrohr (7) auf der Seite des bevorzugten Querschnitts einen breiten Durchlass (8), welcher das Gemisch diesem Querschnitt (3-j ) zuführt, sowie eine gewisse Zahl von Öffnungen (10) kleineren Querschnitts aufweist, welche das Gemisch an den ringförmigen Teil 'des Kopfs ausgeben, welcher mit dem Aussenrauia durch die verschiedenen, von den Sparflammenöffnungen (3-t) des bevorzugten Abschnitts verschiedenen IPlammenaustritt soff nungen (3) in Verbindung steht.
4.) Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis

3f dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des breiten, die Sparflammen speisenden Durchlasses (8) ein Vielfaches des bevorzugten Querschnitts der Sparflammenöffnungen (3-j ) beträgt.
5.) Brenner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis dieser beiden Querschnitte zwischen 4 und 7 liegt.
6.) Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, dass der Gesamtquerschnitt der die Flammenaustrittsöffnungen (3) speisenden öffnungen (10) des Diffusors (7) die gleiche Grössenordnung wie der Gesamtquerschnitt dieser Flammenaustrittsöffnungen hat.
7·) Brenner nach Anspruch 1 und 2 mit abnehmbarem Deckel, dadurch gekennzeichnet, dass das Diffusor-

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roiir (7) f^st mit dem Deckel (4) verbunden ist und auf das Ende des das Gemisch von der Zufuhrdüse (5) zuführenden Rohrs (6) passt.
8.) Brenner nach Anspruch 1 und 2, dadurch

gekennzeichnet, dass das Diffusorrohr (7) das Rohr (6) zur Zufuhr des Gernischs verlängert und ein Stück mit diesem bildet.
9.) Brenner nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Durciitrittsoffnungen zur Speisung der Plamnenaustrittsöffnungen die Form von an dem Ende des Rohrs (7) unter dem Deckel des Brenners angebrachten Einschnitten (10, Pig. 3) haben.
10.) Brenner nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Sparflammen des Brenners mit einem elektrischen oder elektronischen Zünder zusammenwirken. ■
11.) Brenner nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Sparflammen des Brenners mit einer mit einem Thermoelement versehenen Sicherheitsvorrichtung zusammenwirken.
12.) Brenner nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Sparflammen des Brenners mit einem Weilenrohr zusammenwirken.

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