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Beschreibung
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zur Patentanmeldung betreffend Gasbrenner für Kochherde Die Erfindung
betrifft einen Gasbrenner nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Aus der deutschen Patentschrift 335 658 ist bereits ein Gasbrenner
der erwähnten Art, bei welchem der Sammeldurchtritt der kreisförmigen Sekundärluftführungsplatte
etwas oberhalb des Brennerkopfes angeordnet ist, bekannt. Dies führt dazu, daß das
Gemisch aus Brenngas und Primärluft beim Ausströmen aus dem Brennerkopf durch Injektorsaugwirkung
Sekundärluft
durch den Sammeldurchtritt mitreißt, wobei eine Einmischung
kalter Sekundärluft in das Brenngas bewirkt wird. Dadurch wird zwar eine vollständige
Verbrennung des Brenngases ohne größere Kohlenoxydanteile erhalten, der Wirkungsgrad
ist jedoch nicht optimal, da kalte Sekundärluft mit dem Topfboden in Berührung gelangt.
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Der bekannte Brenner umfaßt zusätzlich zu einem zentralen Brennerkopf,
der bereits vorangehend erwähnt wurde, noch einen zusätzlichen umgebenden ringförmigen
Brennerkopf zur Erzielung einer gesteigerten Wärmeleistung, jedoch liegt dieser
ringförmige Brennerkopf auf gleicher Höhe wie der zentrale Brennerkopf, und das
aus dem ringförmigen Brennerkopf strömende brennbare Gasgemisch verläuft ebenfalls
durch den oberhalb gelegenen zentralen kreisförmigen Sammeldurchtritt der Sekundärluftführungsplatte
. Infolgedessen unterscheidet sich die Wirkungsweise des ringförmigen Brennerkopfes
grundsätzlich nicht von der bereits vorangehend abgehandelten Wirkungsweise des
zentralen Brennerkopfes.
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Es ist auch aus der deutschen Patentschrift 664 221 ein Gasbrenner
für Kochherde ähnlich dem eingangs abgehandelten Brenner bekannt, jedoch mit dem
Unterschied, daß einerseits die Sekundärluftführungsplatte unterhalb des Brennerkopfes
angeordnet ist, andererseits aber das Injektorrohrstück keinen umgebenden Gehäusemantel
mit Sekundärluftdurchtritten aufweist. Dies führt dazu, daß die Sekundärluft ungedrosselt
unmittelbar durch den zentralen kreisförmigen Sammeldurchtritt der Sekundärluftführungaplatte
eingesaugt Izil mit einer Verwirbelung unterworfen wird, was letztlich eine unerwünschte
verwirbelte Einmischung von Sekundärluft in das teilweise verbrannte Gasgemisch
im Bereich des Topfbodens bewirkt.
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* rufgabe der Erfindung ist die schaffung eines gegenüber
dem
Stand der Technik besseren Gasbrenners, welcher einerseits eine vollständige Verbrennung
im Sinne der Erzielung der maximal zulässigen unverbrannten schädlichen Abgase ermöglicht,
andererseits aber einen besseren Wirkungsgrad aufweist.
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Dae Obige wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches
1 erreicht.
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Durch die Vorordnung der Sekundärluftdurchtritte gegenüber dem kreisförmigen
Sammeldurchtritt der Sekundärluftführungsplatte, welcher einen demgegenüber größeren
Querschnitt aufweist, wird eine weitgehend verwirbelungsfreie Führung der Sekundärluft
durch den Sammeldurchtritt ermöglicht.
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Da die Sekundärluft praktisch unverwirbelt bereits unterhalb des Brennerkopfes
austritt, gelangt sie nicht unmittelbar zum Topfboden, sondern lediglich zu einer
unteren Schicht des vom Brennerkopf abgegebenen, den Topfboden umspülenden und radial
in allen Richtungen verlassenden, zum großen Teil bereits verbrannten brennbaren
Gasgemisches. Die Nachverbrennung unverbrannter Restgasbestandteile beschränkt sich
daher im wesentlichen auf radial äußere Bereiche des Topfbodens, während die Verbrennung
und die Wärmeeinwirkung im zentralen Teil des Topfbodens durch Sekundärluft praktisch
nicht gestört werden.
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Durch die Weiterbildung nach den Patentansprüchen 2 und 3 wird eine
Anpassung des Gasbrenners an unterschiedliche Brenngasarten, Gasdrücke und sonstige
Parameter ermöglicht.
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Gegebenenfalls kann der Querschnitt des Gehäusemantels und/oder der
Sekundärluftdurchtritte veränderbar sein.
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Durch die Weiterbildung nach dem Patentanspruch 4 wird eine herstellungsmäßige
Vereinfachung erzielt.
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Durch die Weiterbildung nach den Patentansprüchen 5 und 6 wird eine
besonders günstige Führung der Sekundärluft lediglich zu den radial äußeren Bereichen
des Topfbodens erzielt.
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Vorzugsweise ist die Sekundärluftführungsplatte in einem vertikalen
Abstand von 6 bis 13 mm unter dem Brennerkopf angeordnet.
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Vorteilhafterweise ist die Größe des Sammeldurchtrittes der Sekundärluftführungsplatte
beziehungsweise der kleinste Durchflußquerschnitt der Sekundärluft veränderbar.
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Die Sekundärluftführungsplatte kann gegebenenfalls an ihren Rändern
aufgebogen sein. Ihre untere Seite kann gegebenenfalls auf das Injektorrohrstück
zu steigend oder von diesem weg steigend ausgeführt sein.
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Im Leistungsbereich von 800 bis 2 300 kcal/Stunde (0,89 bis 2,55
kW) kann der Brennerkopf bei Anwendung in Verbindung mit Stadtgas, Erdgas oder Propan/Butan-Gas
ein und denselben Außendurchmesser aufweisen, wobei dieser zweckmäßig nicht mehr
als 45 mm betragen sollte. Der (nach DIN 3360) gemessene Wirkungsgrad bei den drei
erwähnten Brenngasen liegt hierbei zwischen 69 und 7396. Die Ergebnisse der Messungen
sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt.
Tabelle
| Wärmeleistung Heizwirkungsgrad |
| in in |
| kcal/Stunde % |
| Stadtgas Erdgas Propan/Butan-Gas |
| Heizwert: 4 500 kcal/Nm3 Heizwert: 8 690 kcal/Nm3 Heizwert:
29 500 kcal/Nm3 |
| 800 70,3 70,2 70,8 |
| 1 400 71,4 71,5 71,9 |
| 2 300 68,9 69,0 69,2 |
Mit Brennern nach dem Stand 1 ;e(tmik können dagegen Wirkungsgrade
von nur höchstens 61% erzielt werden. Der erfindungsgemäße Brenner ist also den
bekannten Brennern überlegen.
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Die Verwendung des erfindungsgemäßen Brenners führt auch zu einer
bedeutenden Materialersparnis bei der Fertigung infolge des universellen Brennerkopfes.
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Die mit erfindungsgemäßen Brennern erreichten Abgaswerte entsprechen
in jeder Beziehung den behördlichen Vorschriften.
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In Bezug auf das Material der Sekundärluftführungsplatte besteht
die Anforderung der Korrosionsbeständigkeit. Da während des Betriebes die Temperatur
derselben etwa 3500C beträgt, eignet sich beispielsweise Aluminium für diesen Zweck.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnungen näher erläutert.
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Hierbei sind: Figur 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Gasbrenners im vertikalen Axialschnitt und Figur 2 ein gegenüber Figur 1 abgewandeltes
Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Gasbrenners in einer axialen Halbschnittdarstellung
ähnlich Figur 1.
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Ein Injektorrohrstück 2 verläuft vertikal durch eine Herdplatte 4
und trägt an seinem oberen Ende einen Brennerkopf 3, der einen größeren Durchmesser
als das Injektorrohrstück 2 aufweist und sich vati oben nach unten konisch ver-Jüngt.
Dem unteren Ende des Injektorrohrstückes 2 ist eine
mit Brenngas
zu beschickende Düse 1 zugeordnet. Das aus der Düse 1 strömende Brenngas nimmt durch
Injektorwirkung Primärluft in das Injektorrohrstück 2 mit, so daß am Brennerkopf
3 ein brennbares Gasgemisch ausströmt.
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Unterhalb des Brennerkopfes 3 sowie oberhalb der Herdplatte 4 ist
eine zum Brennerkopf 3 koaxiale kreisförmige Sekundärluftführungsplatte 5 vorgesehen,
welche einen zentralen kreisförmigen Sammeldurchtritt 9 für Sekundärluft aufweist.
Die Unterseite der Sekundärluftführungsplatte 5, welche im vorliegenden Fall die
Form eines flachen konischen Tellers aufweist, ist an der Unterseite mit einem das
Injektorrohrstück 2 koaxial umgebenden Gehäusemantel 6 fest verbunden, welcher mit
über den Umfang verteilten Sekundärluftdurchtritten 12 versehen ist. Der Gesamtquerschnitt
der Sekundärluftdurchtritte 12 ist kleiner als der effektive Querschnitt, das heißt
der um den Querschnitt des Injektorrohrstückes 2 verminderte Querschnitt des Sammeldurchtrittes
9 der Sekundärluftführungsplatte 5.
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Oberhalb des Brennerkopfes 3 ist eine Lagerebene für einen Topf 8
durch zumindest drei etwa gleichmäßig um die Brennerkopfachse verteilte messerartige
Auflagevorsprünge 7 gebildet.
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Der Abstand der Sekundärluftführungsplatte 5 gegenüber der durch
die Auflagevorsprünge 7 definierten Lagerebene beziehungsweise gegenüber dem Boden
des Topfes 8 entspricht einem Wert von c x I h =
wobei 0,9# x 10-2
< c < 1,3# x 10-2 I = die Wärmeleistung des Brenners und k - der Umfang der
Sekundärluftführungsplatte 5 ist. Bevorzugt weist die Sekundärluftführungsplatte
5 gegenüber dem Brennerkopf 3 einen vertikalen Abstand von 6 bis 13 mm auf.
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Im Betrieb umspült das aus dem Brennerkopf 3 strömende aus Brenngas
und Primärluft bestehende brennende Gasgemisch den Boden des Topfes 8 und verläuft
im wesentlichen vom Zentrum des Topfbodens radial nach außen. Hierbei wird durch
Inåektorwirkung über die Sekundärluftdurchtritte 12 Sekundärluft eingesaugt, welche
durch den Sammeldurchtritt 9 im wesentlichen unverwirbelt in Form eines konischen
Fächers nach oben zum Topfboden streicht, diesen jedoch erst in seinen radial äußeren
Bereichen erreicht. Allerdings tritt auch hier im wesentlichen keine unmittelbare
Berührung zwischen der Sekundärluft und dem Topfboden auf 1 sondern lediglich mit
den unteren Schichten der den Topfboden umspülenden, teilweise verbrannten Gase
des Brennerkopfes 3. In diesen radial äußeren Bereichen des Topfbodens findet eine
Nachverbrennung durch die Sekundärluft statt, ohne daß diese die Verbrennung in
zentralen Bereichen stört oder eine unerwünschte Kälteleistung zum Topfboden transportiert.
Diese erwünschte Führung der Sekundärluft wird noch dadurch gefördert, daß der Durchmesser
des Brennerkopfes 3 denjenigen des zentralen kreisförmigen Sammeldurchtrittes 9
der Sekundärluftführungsplatte 5 übersteigt.
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Beim Ausführungsbeispiel von Figur 2 besteht der unterhalb der Sekundärluftführungsplatte
5 angeordnete Gehäusemantel aus zwei sich axial überlappenden Zylinderabschnitten,
von
denen der obere mit der Sekundärluftführungsplatte 5 und der untere mit der Herdplatte
4 verbunden sind. Die beiden Zylinderabschnitte sind mit rechteckeinschnittartigen
korrespondierenden Sekundärluftdurchtritten 12a, 12b versehen und gegeneinander
verdrehbar. Die gegenseitige Drehstellung kann mittels einer Schraube 11 fixiert
werden, die in einem der beiden Zylinderabschnitte aufgenommen ist und einen Umfangsschlitz
10 des anderen Zylinderabschnittes durchsetzt. Auf diese Weise ist der Querschnitt
der Sekundärluftdurchtritte in Anpassung an unterschiedliche Parameter, inebesondere
Brenngasarten, möglich.
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Patentansprüche