DE3831624A1 - Gas burner - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen gebläseunterstützten, überstöchiome trisch vormischenden Gasbrenner mit einer zwischen einem Brennraum und einem Gemischraum angeordneten Trennwand, die Durchtrittsöff nungen für das Gemisch aufweist, und mit einer im Gemischraum stromauf der Trennwand angeordneten Drossel.The invention relates to a blower-assisted, overstoichioma tric premixing gas burner with a between a combustion chamber and a mixing room arranged partition, the Durchgangsöff Has openings for the mixture, and with one in the mixture room Throttle arranged upstream of the partition.
Ein derartiger Gasbrenner ist aus der EP-PS 00 92 838 bekannt. Dort ist als Trennwand eine Brennerplatte vorgesehen. Stromauf dieser Platte ist ein Stück gekrümmtes Blech in den Gemischkanal angeord net, um Brennerschwingungen durch Drosselwirkung zu unterdrücken. Das bloße Vorsehen dieses Bleches ist allerdings von der Wirkung her noch nicht voll befriedigend.Such a gas burner is known from EP-PS 00 92 838. There a burner plate is provided as a partition. Current on this Plate is a piece of curved sheet metal arranged in the mixture channel net to suppress burner vibrations by throttling. The mere provision of this sheet is however effective not entirely satisfactory.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Gasbrenner der eingangs genannten Art der art weiterzuentwickeln, daß die Drossel ihrer Bestimmung voll ge recht werden kann.The invention is therefore the Task based on a gas burner of the type mentioned Art to further develop that the throttle fully ge can be right.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach langwierigen Untersuchungen über Ursache und Beseitigung der aufgetretenen Brennerschwingungen darin, daß die Drossel zur schwingungsmäßigen Abkopplung des Brenn raumes vom Gemischraum mindestens eine Drosselöffnung mit einem Gesamtquerschnitt definiert, der 2 bis 10%, vorzugsweise 2 bis 5%, des Gesamtquerschnitts der Durchtrittsöffnungen der Trennwand beträgt. Diese Regel stellt eine nachhaltige Abhilfemaßnahme dar, indem die Drossel einen hohen Druckverlust des mit Überdruck geför derten Gas-Luftgemisches hervorruft und dadurch die schwingungs mäßige Trennung des Gemischraumes vom Brennraum in verstärktem Maße bewirkt.This task has been solved after lengthy investigations about the cause and elimination of the burner vibrations that have occurred in that the throttle for vibration decoupling of the focal space from the mixture space at least one throttle opening with a Defined total cross section, which is 2 to 10%, preferably 2 to 5%, of the total cross section of the passage openings of the partition is. This rule is a sustainable remedy, by the throttle causing a high pressure loss of the excess pressure causes gas-air mixture and thus the vibrations moderate separation of the mixture chamber from the combustion chamber to an increased extent causes.
Überraschenderweise bewirken die erfindungsgemäßen Merkmale, die inzwischen mit Erfolg erprobt wurden, die reproduzierbare Unter drückung der Brennerschwingungen praktisch über den gesamten Luft zahl- und Leistungsbereich bei beliebiger Brennerkonstruktion. Pfeif- und Heultöne verschwinden dabei gänzlich. Auch eine deut liche Verbesserung der Gemischverteilung tritt ein, so daß auf entsprechende Verteileinbauten verzichtet werden kann. Besonders vorteilhaft ist, daß die Pressung üblicher Gebläse für eine ein wandfreie Funktion des Gasbrenners voll ausreicht und somit nach erfolgter Mischung des Brenngases mit der Luft noch genug Druck übrig bleibt, um den durch die Drosselung hervorgerufenen Druck verlust störungsfrei verkraften zu können.Surprisingly, the features according to the invention cause the have since been successfully tried out, the reproducible sub pressure of the burner vibrations practically over the whole air Number and performance range with any burner design. Whistling and howling tones completely disappear. Also a German union improvement occurs, so that appropriate distribution internals can be dispensed with. Especially it is advantageous that the pressure of conventional blowers for a wall-free function of the gas burner is sufficient and therefore sufficient After mixing the fuel gas with the air, there is still enough pressure what remains is the pressure caused by the throttling able to cope with loss without any problems.
Diese Vorteile treten betont hervor, wenn die Drossel in einem Ab stand von ca. 5 bis 30 mm zur Trennwand angeordnet ist.These advantages are particularly pronounced when the throttle is in an ab 5 to 30 mm from the partition.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform für die Verwendung in Gasheizkesseln mit zylindrischer Brennkammer besteht darin, daß die Trennwand und die Drossel als zylindrische Bauteile ausgebildet sind, die an ihrem einen Ende von einem mischerseitigen Übergangs stück gehalten werden und an ihrem anderen Ende an einen Brenner deckel angeschlossen sind. Eines der zylindrischen Bauteile ist sowohl mit dem Übergangsstück als auch mit dem Brennerdeckel fest verbunden, während das andere zylindrische Bauteil mit mindestens einem Ende längsverschieblich in eine Führung des Übergangsstücks bzw. des Brennerdeckels eingreift. Durch diese Anordnung können sich die Bauteile bei den vorkommenden starken Temperatur-Wechsel beanspruchungen ungehindert ausdehnen. Dadurch werden Schäden durch Wärmespannungen vermieden. A particularly advantageous embodiment for use in Gas boilers with a cylindrical combustion chamber is that the Partition and the throttle formed as cylindrical components are at one end of a mixer-side transition pieces are held and at their other end to a burner lid are connected. One of the cylindrical components is both with the adapter and with the burner cap connected while the other cylindrical member with at least one end longitudinally displaceable in a guide of the transition piece or the burner cap engages. With this arrangement you can the components with the occurring strong temperature changes expand stresses unhindered. This will cause damage Avoided thermal stress.
Die Trennwand ist beidseitig mit Rückschlagsicherungen zu versehen. Hierzu können vorteilhafterweise feuerbeständige weiche Dichtungen in die Führungen eingelegt werden.The partition is to be provided with anti-kickback devices on both sides. For this purpose, fire-resistant soft seals can advantageously be used be inserted into the guides.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Trennwand dasjenige zylin drische Bauteil darstellt, welches sowohl mit dem Übergangsstück als auch mit dem Brennerdeckel fest verbunden ist.It when the partition wall that cylin is particularly advantageous represents drische component, which both with the transition piece and is also firmly connected to the burner cap.
Eine weitere Verbesserung der Gemischverteilung wird erreicht, wenn man den hohen Gemischaustrittsimpulsen Hindernisse entgegensetzt, so daß die Gemischstrahlen nicht unmittelbar auf die Durchtritts öffnungen der Trennwand treffen. Diesbezüglich ist es zweckmäßig, der Drosselöffnung stromab ein Prallelement gegenüberzustellen. Dieses kann vorteilhafterweise als gesondertes Bauteil zwischen der Drossel und der Trennwand angeordnet sein.A further improvement in the mixture distribution is achieved if one opposes the high mixture discharge impulses, so the mixture jets are not directly on the passage meet openings in the partition. In this regard, it is advisable to face a throttle element downstream of the throttle opening. This can advantageously as a separate component between the Throttle and the partition be arranged.
Erfindungsgemäß weist das Prallelement Durchlaßöffnungen auf, die relativ zu den Drosselöffnungen der Drossel versetzt angeordnet sind.According to the invention, the baffle element has passage openings which arranged offset relative to the throttle openings of the throttle are.
Versuche haben gezeigt, daß es besonders günstig ist, wenn die Durchlaßöffnungen des Prallelements einen Gesamtquerschnitt von mindestens 30%, vorzugsweise 40 bis 70% des Gesamtquerschnitts der Durchtrittsöffnungen der Trennwand aufweisen.Experiments have shown that it is particularly favorable if the Through openings of the baffle element a total cross section of at least 30%, preferably 40 to 70% of the total cross section of the passage openings of the partition.
Vorteilhafterweise ist als Prallelement mindestens ein zylindri sches Bauteil vorgesehen.Advantageously, at least one cylinder is used as the impact element cal component provided.
Eine bevorzugte Ausführungsform besteht darin, daß das als zylin drisches Bauteil ausgebildete Prallelement an seinem einen Ende von dem Übergangsstück gehalten wird und an seinem anderen Ende an den Brennerdeckel angeschlossen ist, wobei das Prallelement mit minde stens einem Ende längsverschieblich in eine Führung des Übergangs stücks bzw. des Brennerdeckels eingreift. Auf diese Weise werden auch bei diesem Bauteil Schäden durch Wärmespannungen vermieden.A preferred embodiment is that the zylin Drisches baffle element formed at one end of the transition piece is held and at the other end to the Burner cap is connected, the impact element with min at least one end longitudinally displaceable in a guide of the transition piece or the burner cap engages. That way Damage caused by thermal stresses is also avoided with this component.
Eine Alternativausführung besteht darin, daß man unter Weglassung des gesonderten Blechzylinders als Prallelement den Brennermantel selbst wirken läßt, indem man ungelochte Abschnitte an dem Bren nermantel bestehen läßt. An alternative version is that one omits the separate sheet metal cylinder as the baffle element the burner jacket let it work itself by having unperforated sections on the bren leaves coat.
Ein besonders einfacher und kostengünstiger Aufbau des Gasbrenners ergibt sich, wenn zur Bildung der Trennwand ein zylindrischer Bren nermantel mit vorzugsweise 0,5 bis 1,3 mm Stärke vorgesehen ist, der sich an den Mischer mit einem rotationssymmetrischen Übergangs stück anschließt, an seinem Ende von einem Brennerdeckel verschlos sen ist und mit den Durchtrittsöffnungen, die einen hydraulischen Durchmesser von 0,8 bis 1,5 mm aufweisen, in Hexagonalanordnung versehen ist, wobei als Drossel ein innerhalb des Brennermantels zwischen dem Übergangsstück und dem Brennerdeckel angeordneter Zy linder dient, der die Drosselöffnungen in Kreisreihen aufweist.A particularly simple and inexpensive construction of the gas burner arises when a cylindrical flash is used to form the partition is preferably provided with a thickness of 0.5 to 1.3 mm, which connects to the mixer with a rotationally symmetrical transition piece connects, closed at its end by a burner cap sen and with the passage openings that a hydraulic Have diameters from 0.8 to 1.5 mm, in hexagonal arrangement is provided, with a throttle within the burner jacket Zy arranged between the transition piece and the burner cap serves linder, which has the throttle openings in circular rows.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von in den Zeichnungen sche matisch dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert.In the following the invention is based on cal in the drawings illustrated exemplary embodiments.
Es zeigenShow it
Fig. 1 einen zylindrischen Gasbrenner im Schnitt durch die Zy linderachse, Fig. 1 linder axis a cylindrical gas burner in section through the Zy,
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1, Fig. 2 shows a section along the line II-II of Fig. 1,
Fig. 3 eine weitere Ausführungsform des zylindrischen Gasbren ners im der Fig. 1 entsprechenden Schnitt, Fig. 3 shows another embodiment of the cylindrical Gasbren listeners in Fig. 1 corresponding section,
Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 3, Fig. 4 shows a section along the line IV-IV of Fig. 3,
Fig. 5 eine dritte Ausführungsform des zylindrischen Gasbrenners im der Fig. 1 entsprechenden Schnitt, Fig. 5 shows a third embodiment of the cylindrical gas burner in Fig. 1 corresponding section,
Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI der Fig. 5 und Fig. 6 is a section along the line VI-VI of Fig. 5 and
Fig. 7 eine vierte Ausführungsform des zylindrischen Gasbrenners im der Fig. 1 entsprechenden Schnitt. Fig. 7 shows a fourth embodiment of the cylindrical gas burner in the section corresponding to FIG. 1.
Fig. 8 eine fünfte Ausführungsform des zylindrischen Gasbrenners in der Fig. 3 entsprechendem Schnitt. Fig. 8 shows a fifth embodiment of the cylindrical gas burner in Fig. 3 corresponding section.
In den Fig. 1 bis 6 verdeutlichen zifferlose Pfeile den Strö mungsverlauf eines überstöchiometrischen Gas-Luftgemisches, das mit Überdruck im Sinne der Zeichnung von unten in einen Zylinder 1 ein tritt, dessen Drosselöffnungen 2 durchsetzt, die in Kreisreihen 3 übereinander angeordnet sind, und zuletzt im wesentlichen radial aus Durchtrittsöffnungen 4 eines zylindrischen Brennermantels 5 austritt und dort gleichmäßig verbrennt, wie dies teilweise in den Fig. 2, 4 und 6 mit Pfeilköpfen dargestellt ist. Der Zylinder 1 und der Brennermantel 5 sind oben durch einen gemeinsamen Brenner deckel 6 abgeschlossen.In Figs. 1 to 6, numeral arrows illustrate the flow of an over-stoichiometric gas-air mixture which enters with pressure in the sense of the drawing from below into a cylinder 1 , the throttle openings 2 of which are arranged in rows 3 above one another, and last essentially radially exits through openings 4 of a cylindrical burner jacket 5 and burns there uniformly, as is partially shown in FIGS . 2, 4 and 6 with arrow heads. The cylinder 1 and the burner jacket 5 are closed at the top by a common burner cover 6 .
In den Fig. 1 bis 4 ist eine derartige Anordnung getroffen, daß der drosselnde Zylinder 1 einen koaxialen Abstand bis zu 30 mm von dem Brennermantel 5 hält und der Gesamtquerschnitt der Drosselöff nungen 2 2 bis 10%, vorzugsweise 2 bis 5%, von dem Gesamtquer schnitt der Durchtrittsöffnungen 4 ausmacht, um Brennerschwingungen vorzubeugen. Damit die Gemischstrahlen in ihren Impulsen gehemmt werden, die sie bei der hochgradigen Drosselung erhalten, ist zwi schen dem Zylinder 1 und dem Brennermantel 5 ein Prallelement vor gesehen. Dieses besteht nach den Fig. 3 und 4 aus einem einzi gen, an den Enden abgefangenen Blechzylinder 7 mit Durchlaßöffnun gen 8, die sowohl in der Höhe als auch in der Umfangsrichtung ver setzt zu den Drosselöffnungen 2 angeordnet sind. Die Durchlaßöff nungen 8 weisen einen Gesamtquerschnitt von mindestens 30%, vor zugsweise 40 bis 70% des Gesamtquerschnitts der Durchtrittsöff nungen 4, der Trennwand 5 auf. Nach den Fig. 1 und 2 besteht das Prallelement aus mehreren Blechzylindern 7 a, die ringförmig jeweils eine Kreisreihe 3 der Drosselöffnungen 2 abdecken und durch Ab standshalter 9 an dem Zylinder 1 befestigt sind.In Figs. 1 to 4, such an arrangement is made that the throttling cylinder 1 mm a coaxial distance up to 30 holding of the torch casing 5 and the total cross section of Drosselöff voltages 2 2 to 10%, preferably 2 to 5%, of the Total cross-section of the passage openings 4 makes up to prevent burner vibrations. So that the mixture jets are inhibited in their impulses, which they receive in the high-level throttling, a baffle element is seen between the cylinder 1 and the burner jacket 5 . This is shown in FIGS. 3 and only peo gene from a 4, at the ends intercepted plate cylinder 7 with Durchlaßöffnun gene 8 which are also arranged in the circumferential direction ver sets the throttle openings 2, both in height. The passage openings 8 have a total cross section of at least 30%, preferably 40 to 70% of the total cross section of the passage openings 4 , the partition 5 . According to FIGS. 1 and 2, the impact element is a plate of a plurality of cylinders 7, the annular each covering a circular row 3 of the throttle openings 2 and are fixed by spacers From 9 to the cylinder 1.
Zur Vorbeugung von Brennerschwingungen ist die Konstruktion nach den Fig. 5 und 6 ähnlich aufgebaut wie die vorbeschriebenen Aus führungen. Der drosselnde Zylinder 1 ist allerdings diesmal in ei nem Abstand von nur 5 mm von dem Brennermantel 5 vorgesehen. Als Prallelement dienen ungelochte senkrechte Abschnitte 7 b des Bren nermantels 5, die den übereinanderliegenden Drosselöffnungen 2 ge genüberstehen. To prevent burner vibrations, the construction according to FIGS. 5 and 6 is constructed similarly to the above-described executions. The throttling cylinder 1 is provided this time at a distance of only 5 mm from the burner jacket 5 . Unperforated vertical sections 7 b of the burner sleeve 5 serve as a baffle element, the ge opposing the superimposed throttle openings 2 .
Entsprechend den Fig. 7 und 8 strömt das Brenngas durch die Gas düse 10 in eine Kammer 11 eines als Lochmischer ausgebildeten Mi schers 12. Die Verbrennungsluft wird mit Hilfe eines nicht darge stellten Gebläses der Kammer 11 zugefügt. Das Gemisch strömt durch Bohrungen 12 a (nur eine dargestellt) und ein sich konisch erwei terndes Übergangsstück 13 in den Zylinder 1, der innerhalb des Brennermantels 5 im Sinne der Fig. 5 angeordnet ist. Die Stärke des Brennermantels 5 liegt zwischen 0,5 und 2 mm. Der Brennerman tel 5 weist die Durchtrittsöffnungen 4 in Hexagonalanordnung auf, deren hydraulischer Durchmesser 0,8 bis 1,5 mm beträgt. Durch die hexagonale Anordnung dieser Öffnungen wird ein hoher Perforations grad und damit eine niedrige Austrittsflächenbelastung bei hoher Gesamtflächenbelastung erreicht.According to FIGS. 7 and 8, the fuel gas flows through the gas nozzle 10 in a chamber 11 of a Mi exchanger 12 designed as a perforated mixer. The combustion air is added to the chamber 11 with the aid of a fan not shown. The mixture flows through bores 12 a (only one shown) and a conically expanding transition piece 13 in the cylinder 1 , which is arranged within the burner jacket 5 in the sense of FIG. 5. The thickness of the burner jacket 5 is between 0.5 and 2 mm. The Brennerman tel 5 has the passage openings 4 in a hexagonal arrangement, the hydraulic diameter of which is 0.8 to 1.5 mm. The hexagonal arrangement of these openings results in a high degree of perforation and thus a low exit surface load with a high total surface load.
Fig. 8 unterscheidet sich von Fig. 7 nur dadurch, daß als Prall element der Blechzylinder 7 dient und durch die Art der Halterung der drei zylindrischen Elemente 1, 5 und 7. Der Brennerdeckel 6 bzw. das Übergangsstück 13 weisen Führungen 14 auf, in die der Brennermantel 5, der Blechzylinder 7 und der Zylinder 1 eingreifen. Die Führungen sind zur besseren Darstellung brennerdeckelseitig ohne die zylindrischen Elemente 1 und 7 dargestellt. Der Brenner mantel 5 ist mit dem Brennerdeckel 6 und dem Übergangsstück 13 rückschlagsicher verschraubt. Der Zylinder 1 und der Blechzylinder 7 werden längsverschieblich in den Führungen 14 gehalten. Fig. 8 differs from Fig. 7 only in that the plate cylinder 7 serves as a baffle element and by the type of mounting of the three cylindrical elements 1 , 5 and 7th The burner cover 6 and the transition piece 13 have guides 14 , in which the burner jacket 5 , the plate cylinder 7 and the cylinder 1 engage. The guides are shown on the burner cover side without the cylindrical elements 1 and 7 for better illustration. The burner coat 5 is connected to the burner cover 6 and the transition piece 13 screwed to check safely. The cylinder 1 and the sheet metal cylinder 7 are held in the guides 14 so as to be longitudinally displaceable.
Die in den Zeichnungen dargestellten Brenner können je nach Ver wendungszweck sowohl hängend, d. h. mit dem Brennerdeckel nach unten weisend, als auch stehend, d. h. mit dem Brennerdeckel nach oben weisend, eingebaut werden.The burners shown in the drawings can, depending on Ver application both hanging, d. H. with the burner cap pointing below as well as standing, d. H. with the burner cap facing the top.
Die hängende Einbauweise ist besonders vorteilhaft für Gasheizkes sel mit Abgaskondensation, da das Kondensat abtropfen kann, ohne dabei den Brenner zu tangieren.The hanging installation method is particularly advantageous for gas heaters sel with exhaust gas condensation, since the condensate can drip without while touching the burner.
Claims (12)
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DE19883831624 DE3831624A1 (en) | 1987-09-26 | 1988-09-17 | Gas burner |
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DE3831624A1 true DE3831624A1 (en) | 1989-04-06 |
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Family Applications (1)
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