DE3415946C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gasbrenner nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, wie er bevorzugt in Haus­ haltsheizkesseln vom Kondensationstyp mit dichter Brennkammer zur Anwendung gelangt.

Bei dem aus dem DE-GM 18 16 813 bekannten Gasbrenner der eingangs genannten Art sind die zur Stabilisierung der Haupt­ flamme einen Hilfsauslaß für das Gemisch bildenden Öffnungen des Kranzes aus abwechselnd ringförmig angeordneten, radial verlaufenden Schlitzen und runden Hilfsdüsen gebildet. Sie umgeben das zentrale Ausgangsgitter, das eine Vielzahl läng­ licher, in axialer Strömungsrichtung des Gemisches orien­ tierter Kanäle aufweist. Diese enden in derselben Ebene wie die Schlitze bzw. die runden Hilfsdüsen. Dadurch brennt das Gemisch nahe oberhalb der genannten Ebene, mit anderen Worten befindet sich die Hauptflamme in unmittelbarer Nähe oberhalb des zentralen Ausgangsgitters und ist gleichsam an diesem Gitter "festgehakt". Dadurch werden durch die Front der Flamme Kompressionswellen aufrechterhalten, die von Kompressions­ wellen während des Zündens des Gasbrenners stammen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Gasbrenner der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem bei gutem Wirkungsgrad die Flamme stromab vom Ausgangsgitter stabilisiert ist und eine begrenzte Höhe im Vergleich zu den Abmessungen der zugeordne­ ten Brennkammer hat.

Diese Aufgabe wird durch den Gasbrenner mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung ermöglicht eine wirksame Lösung der oben erläu­ terten Probleme dadurch, daß sie einen auch Leuchtflammen­ brenner genannten Gasbrenner vorschlägt, bei dem die Flamme nicht direkt an das Ausgangsgitter für das Gemisch "festge­ hakt" ist, weil der Kranz mit seinen Öffnungen stromab aus der Ebene des Ausgangsgitters vorsteht und sich die Haupt­ flamme nur an den Flammen der in axialer Auslaßrichtung orientierten Öffnungen ausbilden kann, mit denen sie einen Torus bildet, der mit seiner Flamme weder das Ausgangsgitter noch diese Öffnungen bestreicht, und bei dem die Flamme eine begrenzte Höhe aufweist, die vergleichbar ist mit derjenigen der Brennkammer eines Haushaltsheizkessels vom Kondensationstyp, was vornehmlich durch die seitlich zum Zentrum des Brenners gerichteten, durch die Ringplatte vor der Hauptströmung des Gemisches weitgehend geschützten Öffnungen erreicht wird, die einen Sekundärbrenner ausbilden, der aufgrund seiner Abmes­ sungen in der Lage ist, unter anderem auf die mittlere Höhen­ differenz zwischen der Basis und der Spitze der Flamme ein­ zuwirken.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteran­ sprüchen angegeben.

Die gemäß Anspruch 2 ausgebildete Ringplatte dient zugleich der Aufteilung des Gemischstromes auf das Ausgangsgitter und den Kranz.

Zwei Ausführungsbeispiele werden im folgenden unter Bezugnah­ me auf die Zeichnung beschrieben. In dieser zeigt

Fig. 1 eine schnittbildliche Darstellung eines Gasbrenners und

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Gasbrenner in geänderter Ausführung.

In Fig. 1 ist teilweise ein zylindrischer Wärmetauscher eines Heizkessels dargestellt, der mit einer Wand von Wasserrohren 1 in einen Sammelring 2 einmündet, der auf einem unteren Sockel 3 ruht. Der Gasbrenner, der eine zylindrische Form hat, ist an der Basis des Wärmetauschers angeordnet, eine Abdichtung wird über eine Dichtung 4 erreicht. Er hat ein Zuleitungsrohr 5 für ein Gas-Luft-Gemisch, das von einem ersten Gitter 14 begrenzt wird und sich in einen stromab konisch erweiterten Verteilungsraum 6 fortsetzt. Dieser wird von einer Ringplatte 7 überdeckt, die zum Inneren des Ver­ teilungsraums 6 hin vorspringt und die nach außen hin als Tragteil für die Dichtung 4 dient. Ein Ausgangsgitter 10 erstreckt sich straff vom Zentrum der Ringplatte 7 bis hin zur Dichtung 4. Die Ringplatte 7 ist umfänglich mit Aus­ schnitten 8 versehen, durch die das Gemisch in das Innere eines Kranzes 9 eintreten kann, der stromab aus der Ebene des Gitters 10 vorsteht. Dieser Kranz 9 hat eine Anzahl von nach oben in Richtung des Auslasses des Gemisches am Gitter 10 ausgerichteten Öffnungen 11 und eine Anzahl von Öffnungen 12, die seitlich zum Zentrum des Brenners hin gerichtet sind. Schließlich ist eine Zündkerze 13 mit einer Ionisierungselek­ trode vorgesehen, die die Ringplatte 7 und den Kranz 9 durchsetzt und außerhalb des Verteilungsraums 6 vorspringt.

Der Gasbrenner funktioniert wie folgt:

Das erste Gitter 14 bewirkt einen gewissen Druckverlust und eine Vorverteilung des Gemisches, das durch das Zuleitungs­ rohr 5 strömt. In dem konischen Verteilungsraum 6 wird die Geschwindigkeit des Gemisches in Druck umgesetzt, hierdurch wird das Ausbringen der Flamme begrenzt. Das Gemisch verläßt den Brenner durch das Gitter 10 und mit wesentlich geringerer Geschwindigkeit durch die Öffnungen 12 und 11. Die Zündkerze 13 zündet das Gemisch in Höhe der Öffnungen 12. Die Flamme überträgt sich daraufhin auf das Gemisch, das aus den Öff­ nungen 11 austritt, wodurch wiederum das Gemisch gezündet wird, das das Gitter 10 mit einer derartigen Geschwindigkeit durchsetzt hat, daß sich die Flamme nicht an diesem Gitter 10 ausbildet oder festhakt, wodurch sein Überhitzen verhindert wird. Die Hauptflamme kann sich nur an den Flammen der Öff­ nungen 11 ausbilden, mit denen sie einen Torus bildet, der mit seiner Flamme weder das Gitter 10 noch die Öffnungen 11 bestreicht. Zwischen der Basis der Flamme und dem Gitter 10 bleibt ein Freiraum bestimmter Höhe, während sich die Spitze der Flamme in einer derartigen Höhe befindet, daß die mitt­ lere Höhendifferenz zwischen der Basis und der Spitze, die repräsentativ ist für die Brennzeit, so eingestellt ist, daß die Flamme in keinem Moment von den kalten Wänden des Wärme­ tauschers abgeschreckt werden kann. Die Öffnungen 12 können hiervon ausgehend so betrachtet werden, daß sie einen Se­ kundärbrenner ausbilden, der auf Grund seiner Abmessungen die Einstellung der Hauptflamme ermöglicht. Dadurch auch bleiben die von dieser Flamme erzeugten Druckschwankungen reine Druckschwankungen und können nicht an irgendein starres Ele­ ment übertragen werden, das Teil des Heizkessels ist. Die starke Kompression auf Grund der Volumenvergrößerung, die durch den raschen Temperaturanstieg bedingt ist, ist wesent­ lich abgeschwächt, da die Zündung in drei Stufen erfolgt. Es treten keine durch die Zündung erzeugten Vibrationen auf, wodurch die Kompressionswelle keine ausreichend große Ampli­ tude hat, um aufrechterhalten werden zu können, und irgend­ ein Element des Heizkessels sie in stationäre Wellen umwan­ deln kann.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 zeigt die Anordnung des Brenners an der Basis einer Brennkammer. Es ist auch eine umgekehrte Anordnung möglich, bei der die Flamme also von oben nach unten gerichtet ist.

Fig. 2 zeigt eine unterschiedliche Ausbildung des Brenners, in der sich die zuvor beschriebenen Teile, wie die Ringplatte 7, der Kranz 9, das Gitter 10, die Zündkerze 13 usw. wieder­ finden. Bei der dargestellten Ausführungsform sind radiale, kontinuierliche Schlitze 15 einerseits an der oberen Wandung und andererseits an der seitlichen, inneren Wandung des Kran­ zes 9 vorgesehen. Man erhält anstelle von nach oben gerichte­ ten Pilotflammen und seitlichen Flammen der Öffnungen 12, wie dies im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 der Fall ist, an jedem Schlitz 15 eine einzige schmale Flamme, die zugleich seitlich und nach oben gerichtet ist und die dieselbe Rolle wie die unabhängigen Flammen spielt. Dieses Ausführungsbei­ spiel läßt sich einfacher herstellen. Hierdurch aber werden die charakteristischen Funktionseigenschaften des Brenners nicht verändert.

Claims (3)

1. Gasbrenner mit Vormischung von Luft, insbesondere Geblä­ seluft, und Gas, der einen stromab konisch erweiterten Verteilungsraum (6) aufweist, welcher das Gemisch zu einem zentralen Ausgangsgitter (10) als Hauptauslaß leitet und dem ein Kranz (9) außerhalb des Gitters (10) als Hilfsauslaß zugeordnet ist, der in Auslaßrichtung des Gemischs am Gitter (10) orientierte Öffnungen (11) hat, dadurch gekennzeichnet, daß der Kranz (9) stromab aus der Ebene des Gitters (10) vorsteht und zusätzlich seitlich zum Zentrum des Brenners ausgerichtete Öffnun­ gen (12) aufweist und daß der Verteilungsraum (6) strom­ ab von einer Ringplatte (7) bedeckt ist, die in das Innere des Verteilungsraums (6) vorsteht.

2. Gasbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringplatte (7) umlaufend mit bogenförmigen Aus­ schnitten (8) versehen ist, die den Verteilungsraum (6) mit dem Kranz (9) verbinden.

3. Gasbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reihe von radialen, durchlaufenden Schlitzen (15) zugleich an der oberen Wandung und auf der seitlichen inneren Wandung des Kranzes (9) anstelle der Öffnungen (11 und 12) vorgesehen ist.