DE29519050U1

DE29519050U1 - Brenner

Info

Publication number: DE29519050U1
Application number: DE29519050U
Authority: DE
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1995-12-01
Filing date: 1995-12-01
Publication date: 1997-03-27
Anticipated expiration: 2005-12-02
Also published as: ITMI962303A1; ITMI962303A0; IT1295698B1

Description

R. 29616
27.11.95 Se/Hy/Sm

ROBERT BOSCH GMBH, 70442 Stuttgart

Brenner
Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Brenner nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei bekannten Brennern der gattungsgemäßen Art {DE-OS 38 01 046) werden die Flammentemperatur und damit die NO_x-Bildung reduzierende Elemente aus hitzefestem und gut wärmeleitfähigem Material, wie z.B. Edelstahl, eingesetzt. Diese unmittelbar in der Brennzone angebrachten und als Kühlstäbe ausgebildeten Elemente leiten Wärme aus dem Hochtemperaturbereich in den niederen Temperaturbereich der Flamme über, bevor eine nennenswerte NO_x-Bildung einsetzen kann. Außerdem wird Wärme durch Abstrahlung über die aufglühende Oberfläche der Elemente an die Brennraumwandungen abgeführt.

Aus der DE-OS 37 10 244 ist eine Brenneranordnung bekannt, bei der mit Hilfe einer im Flammenbereich angeordneten Kühlmittelleitung die Flamme durch ein in der Kühlmittelleitung strömendes Medium, z.B. Wasser gekühlt wird.

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Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Brenner mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß sowohl die Wärmeableitung als auch die Wärmeabstrahlung über das Kühlelement optimiert und somit eine noch effektivere Senkung der Flammentemperatur und damit der NO_x-Werte möglich ist. Probleme, die bei wasserführenden Kühlmittelleitungen auftreten, wie z.B. Siedegeräusche, Korrosionserscheinungen und schlechte Wärmeleitfähigkeit, werden durch die erfindungsgemäße Anordnung vermieden.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Brenners möglich. 15

Durch die an der Ummantelung des Kühlelements angebrachten Stege findet über die aufglühende Oberfläche der Stege im Wege der Wärmeabstrahlung eine Senkung der Flammentemperatur statt. Darüberhinaus wird die von den Stegen aufgenommene 0 Wärme in den Kern des Kühlelements weitergeleitet.

Aufgrund der unterschiedlichen Flammentemperaturen innerhalb der Flamme sind die Stege in einem oberen Flammenrand-Bereich angeordnet, während der Kern und die Ummantelung einem unteren Flammenrand-Bereich zugeordnet sind. Damit wird im unteren Flammenrand-Bereich, entsprechend der geringeren Flammentemperatuf, die Flamme insbesondere durch die Wärmeableitung stärker gekühlt, als durch die über die Stege im Wege der Wärmeabstrahlung stattfindende Abkühlung.

0 Durch diese entgegengesetzt der Ausbrandstrecke der Flamme stärker werdende Kühlung wird ein zu starkes Abkühlen der Flamme im oberen Flammenrand-Bereich und damit insbesondere die Bildung von CO verhindert.

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Damit die Wärme vom Kühlelement nach außen abgeleitet werden kann, ist das Kühlelement mit einer Einrichtung zur Wärmeableitung verbunden. Die Einrichtung zur Wärmeableitung kann als kühlmittelführende Rohrschlange ausgebildet sein, wobei beim Einsatz des Brenners in einem Heizgerät die kühlmittelführende Rohrschlange in vorteilhafter Weise mit dem Rücklauf eines Heizkreislaufs verbunden ist. Die damit verbundene Anhebung der Wassertemperatur trägt zu einer besseren Energiebilanz des Heizsystems bei.

Die hochwirksame Kombination von Edelstahl als Ummantelung und Kupfer als Kern für das Kühlelement ist bruchunempfindlich, kostengünstig und auf einfache Art und Weise auch in bereits im Einsatz befindliche Brenner einsetzbar.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispxel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine Draufsicht auf einen Brenner, Figur 2 einen Schnitt nach Linie II-II in Figur 1 und Figur 3 einen Schnitt nach Linie III-III in Figur 1.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Der in Figur 1 dargestellte Brenner 10 weist eine Vielzahl von parallel angeordneten Brennerrohren 12 auf, denen über eine nicht dargestellte Zufuhreinrichtung ein Brenngas-Luft-Gemisch zugeführt wird. Das Brenngas-Luft-Gemisch tritt über an den Brennerrohren 12 angeordnete Öffnungen 14 aus und wird über eine nicht dargestellte Zündeinrichtung gezündet. Die Brennerrohre 12 sind durch Halterungen 16 in ihrer Lage zueinander fixiert. Über den Brennerrohren 12, im Flammenbereich ist ein Kühlstäbe 18 aufweisendes Kühlelement

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angeordnet. Wie Figur 1 zeigt erstrecken sich die Kühlstäbe 18 parallel zu den Brennerrohren 12 über deren gesamte Länge, jeweils zur rechten und zur linken Seite der Brennerrohre 12, so daß sie mit der sich oberhalb der Brennerrohre 12 ausbildenden Flammenfront direkt in Berührung kommen.

Die Kühlstäbe 18 weisen einen Kern 20 und eine den Kern umgebene Ummantelung 22 auf. Die Ummantelung 22 besteht aus einem ausreichend wärmeleitenden, korrosions- und temperaturbeständigen Material, wie zum Beispiel Edelstahl, während der Kern 20 aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit, wie z.B. Kupfer, besteht. Die Ummantelung 22 ist auf einer Oberseite 24 der Kühlstäbe 18 mit Stegen 26 versehen. Die Stege 26 werden einstückig aus der Ummantelung 22 gebildet, indem die Ummantelung 22 bei der Herstellung so bemessen wird, daß sich beim Umlegen der Ummantelung 22 um den Kern 20 derartige Stege 26 ausbilden können. Die aus den beiden Enden der Ummantelung 22 gebildeten Stege 26 werden durch eine Falznaht oder durch Punktschweißen miteinander verbunden. Die Kühlstäbe 18 sind an ihren beiden Enden 27 mit einer Einrichtung 28 zur Wärmeableitung verbunden. Die als Rohrleitung 28 ausgebildete wasserführende Kühleinrichtung wird beim Einsatz des Brenners 10 in einem Heizgerät mit dem Rücklauf eines Heizkreislaufs verbunden.

Die Kühlstäbe 18 arbeiten auf folgende Art und Weise: Beim Betrieb des Brenners 10 wird die Flammentemperatur durch 0 Abstrahlung über die aufglühende Ummantelung 22 und durch die Wärmeableitung über den Kern 20 an die wasserführende Rohrleitung 28 gesenkt. Auftretende Wärme im Hochtemperaturbereich wird so schnell abgeführt, daß eine nennenswerte NO_x-Bildung nicht einsetzen kann. Um eine kontinuierliche, den unterschiedlichen lokalen Temperaturen

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der Flamme angepaßte Kühlung zu erreichen, sind die Stege
26, wie in Fig. 3 dargestellt, im oberen Flammenrand-Bereich angeordnet, während der Kern 20 und die Ummantelung im
unteren Flammenrand-Bereich (Fig. 3) angeordnet sind. Durch die entgegengesetzt der Ausbrandstrecke der Flamme stärker
werdende Kühlung wird ein zu starkes Abkühlen der Flamme im oberen Flammenrand-Bereich verhindert und damit die Bildung von CO vermieden.

Damit die Senkung der Flammentemperatur über die

Wärmebstrahlung der Stege 26 noch weiter optimiert ist, ist die Höhe h der Stege 26 so zu wählen, daß die sich an den
Stegen 26 einstellende Temperatur möglichst dicht unterhalb der Verzunderungstemperatur der Stege 26 bewegt, da die

Warmeabstrahlung proportional der vierten Potenz der
Temperatur ist.

Claims

R. 29616 2 7.11.95 Se/Hy/Sm ROBERT BOSCH GMBH, 70442 Stuttgart Ansprüche

1. Brenner, vorzugsweise für Gasheizgeräte, mit mindestens einem innerhalb einer Brennkammer angeordneten und mit einer Vielzahl von Austrittsöffnungen für ein Brenngas-Luft-Gemisch versehenen Brennerrohr, wobei über dem Brennerrohr im Flammenbereich, insbesondere im Flammenrand-Bereich, ein die Flammentemperatur und damit die NO_x-Bildung reduzierendes Kühlelement aus hitzebeständigem und gut wärmeleitfähigem Material angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlelement (18) einen Kern (20) und eine Ummantelung (22) aufweist, wobei der Kern (20) aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit besteht, während die Ummantelung (22) ausreichend wärmeleitend, korrosions- und temperaturbeständig ist.

2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung (22) des Kühlelements (18) Stege (26) aufweist, die im Flammenrand-Bereich angeordnet sind.

3. Brenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (20) mit Ummantelung (22) in einem unteren Flammenrand-Bereich angeordnet ist, während die Stege (26) in einem oberen Flammenrand-Bereich angeordnet sind.

4. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlelement (18) mit einer Einrichtung (28) zur Wärmeableitung verbunden ist.

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5. Brenner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Wärmeableitung als kühlmittelführende Rohrschlange (28) ausgebildet ist.

6. Brenner nach einem der vorhergenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (20) des Kühlelements (18) aus Kupfer besteht und die Ummantelung (22) aus Edelstahl gebildet ist.