DE4129711C2

DE4129711C2 - Gas burner with a fuel element made of a porous body

Info

Publication number: DE4129711C2
Application number: DE19914129711
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Dipl Ing Faust; Heinz-Bernd Dr I Grabenhenrich
Original assignee: Buderus Heiztechnik GmbH
Current assignee: Bosch Thermotechnik GmbH
Priority date: 1991-09-06
Filing date: 1991-09-06
Publication date: 1993-09-30
Anticipated expiration: 2011-09-07
Also published as: DE4129711A1; EP0530630A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Gasbrenner mit einem Brennelement aus einem porösen Körper nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a gas burner with a fuel assembly from a porous body according to the preamble of claim 1.

Ein solcher Gasbrenner ist der DE-PS 13 03 596 zu entnehmen. Das Brennelement besteht dabei aus einem porösen Körper mit mehreren unterschiedlichen Schichten aus hitzebeständigem Material, dessen Porosität sich von innen nach außen ändert. Eine äußere, gröbere Schicht besteht aus einem gebundenen Haufwerk von Siliziumkarbidkörnern. Sie dient als Strahlungsschicht und besitzt eine kleinere Gasdurchtrittsgeschwindigkeit als die innere, der Rückschlagsicherung dienende Schicht aus einem gebundenen Haufwerk aus wärmeisolierendem Material wie Tonkörnern. Das Brennelement setzt sich somit aus unterschiedlichen Werkstoffen zusammen. Mit ihm soll gezielt eine hohe Emission von Strahlungswärme sowie Rückschlagsicherheit erreicht werden, indem außen eine gröbere Körnung vorhanden ist als innen.Such a gas burner can be found in DE-PS 13 03 596. The fuel element consists of a porous body with several different layers made of heat-resistant material, whose porosity changes from the inside out. An outer, coarser layer consists of a bound pile of silicon carbide grains. It serves as Radiation layer and has a lower gas passage rate than that inner, anti-kickback layer made of a bound Piles of heat-insulating material such as clay grains. The fuel assembly sets thus composed of different materials. With him should targeted high emission of radiant heat as well as security against kickback can be achieved by having a coarser grain on the outside than on the inside.

Die Fertigung eines solchen Brennelementes ist sehr aufwendig. Die exakt notwendige Porosität ist nicht zu erreichen, da es sich um gebundene Haufwerke von zunächst losen Materialien handelt. Die nach außen ansteigende Porosität macht das Brennelement nur für den besonderen Anwendungsfall des Strahlungsbrenners geeignet.The production of such a fuel element is very complex. The exact The necessary porosity cannot be achieved, since it is bound piles is initially about loose materials. The increasing porosity makes the fuel assembly only for the special application of the Radiation burner suitable.

Ein ähnlicher Gasbrenner, jedoch nicht aus porösem Material, ist der DE 38 31 624 A1 zu entnehmen. Das Brennelement besitzt dort mehrere Lagen eines perforierten Materiales. Eine innere Lage mit relativ großen Durchtrittsöffnungen dient der Drosselung des einströmenden Brenngas-Luft- Gemisches, eine mittlere Lage hat eine Verteilfunktion und eine äußere Lage mit einer sehr feinen Perforation bildet schließlich die Oberfläche, über der die Verbrennung stattfindet. Das Brennelement kann die dort dargestellte zylindrische Form besitzen. Es ist aber auch beispielsweise eine ebene oder halbkugelförmige Gestalt möglich und leicht darzustellen. Die Erzeugung solcher Brennelemente aus mehreren Lagen erfordert einen gewissen Aufwand mit entsprechenden Kosten. Nur durch eine sehr genaue Abstimmung der Perforation ist eine optimale Mischung des Gas-Luft-Gemisches zu erzielen, was jedoch nicht immer erreicht wird. Schließlich können auch die auftretenden Temperaturwechsel zu Schwierigkeiten führen.A similar gas burner, but not made of porous material, is the DE 38 31 624 A1. The fuel element has several layers there of a perforated material. An inner layer with a relatively large size Through openings serve to throttle the inflowing fuel gas air Mixtures, a middle layer has a distribution function and an outer layer with A very fine perforation finally forms the surface over which the Combustion takes place. The fuel assembly can be the cylindrical one shown there To have shape. But it is also a level, for example or hemispherical shape possible and easy to display. The production Such multi-layer fuel assemblies require some effort corresponding costs. Only by very precise tuning of the perforation to achieve an optimal mixture of the gas-air mixture, but not is always achieved. Finally, the temperature changes that occur lead to difficulties.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Gasbrenner zu schaffen, dessen Brennelement einfach und preisgünstig herzustellen ist und das für die Funktionen eines Drosselns, Verteilens und Verbrennens des Gemisches optimale Eigenschaften besitzt.The invention has for its object to a generic gas burner create, whose fuel element is easy and inexpensive to manufacture and that for the functions of throttling, distributing and burning the mixture has optimal properties.

Erfindungsgemäß wird dies durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 genannten Merkmale erreicht.According to the invention, this is characterized by the Claim 1 characteristics achieved.

Das Brennelement besteht nicht mehr als zusammengefügten Schichten unterschiedlicher poröser Materialien oder aus mehreren getrennten Lagen unterschiedlichen Aufbaues. Es handelt sich vielmehr um einen einheitlichen, porösen Körper aus einem hitzebeständigen Material mit einer von innen nach außen sich verfeinernden Porosität. Auf diese Weise ergeben sich am Einheitskörper die gewünschten Funktionszonen zum Drosseln, Verteilen und Verbrennen des durchströmenden Gas-Luft-Gemisches.The fuel assembly is no longer composed of layers different porous materials or from several separate layers different structure. Rather, it is a uniform, porous body made of a heat-resistant material with an inside out outside refining porosity. This gives rise to the unit body the desired functional zones for throttling, distributing and burning the flowing gas-air mixture.

Das Brennelement läßt sich sehr einfach durch ein schichtweises Auftragen oder Einpressen der Komponenten mit unterschiedlicher Struktur auf oder in einen Stützkörper erstellen. Es entsteht ein mehrschichtiger Sinter- oder Preßkörper, der die gewünschten Eigenschaften besitzt. Als Material für das Brennelement ist beispielsweise Siliziumcarbid oder Aluminiumoxid geeignet, aber auch die Anwendung anderer Werkstoffe, wie Faserstoffe, ist denkbar. Wesentlich ist die Tatsache, daß in einem einheitlichen Körper durch eine nach außen sich verfeinernde Porosität die unterschiedlichen Funktionen hintereinander ablaufen und daß dieser Körper einfach zu fertigen ist. Er besitzt als weiteren Vorteil eine hohe Temperaturwechselbeständigkeit.The fuel assembly can be very easily applied in layers or Pressing the components with different structures onto or into one Create support body. A multilayer sintered or pressed body is formed, which has the desired properties. As material for the fuel assembly For example, silicon carbide or aluminum oxide is suitable, but so is the Use of other materials, such as fiber materials, is conceivable. It is essential Fact that in a unitary body through an outward refining porosity the different functions run in succession and that this body is easy to manufacture. He owns Another advantage is a high resistance to temperature changes.

In Anlehnung an die Gestaltung des Brennelements nach der DE 38 31 624 A1 können drei Zonen unterschiedlicher Porosität vorgesehen werden. Die Porosität an der Oberfläche ist dabei so zu wählen, daß eine Abhebeneigung der Flamme und auch eine Rückschlaggefahr vermieden wird. Die Zonen können auch gleitend ineinander übergehen. Es kann weiterhin eine kontinuierliche Veränderung der Porosität vorliegen.Based on the design of the fuel assembly according to DE 38 31 624 A1, three zones different porosity can be provided. The porosity on the surface is to be chosen so that a tendency of the flame to take off and also a Risk of kickback is avoided. The zones can also slide into each other pass over. The porosity may continue to change.

Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Es zeigtThe drawing shows an embodiment of the invention. It shows

Fig. 1 einen Längsquerschnitt durch ein Brennelement eines Gasbrenners und Fig. 1 shows a longitudinal cross section through a fuel assembly of a gas burner and

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1. FIG. 2 shows an enlarged detail from FIG. 1.

Das Brennelement besteht aus einem einheitlichen, porösen Körper 1 aus einem hitzebeständigen Material. Die Struktur verfeinert sich von innen nach außen, im dargestellten Fall durch eine innere Zone 2 grober Körnung, eine mittlere Zone 3 etwas feinerer Körnung und eine äußere Zone 4 feiner Körnung. Es entstehen unterschiedliche Strömungsquerschnitte, die in dem einheitlichen Element die Funktionen des Drosselns und Verteilens des einströmenden Gas-Luft-Gemisches übernehmen. Die Verbrennung erfolgt dann über der Oberfläche.The fuel assembly consists of a uniform, porous body 1 made of a heat-resistant material. The structure is refined from the inside out, in the case shown by an inner zone 2 with a coarse grain size, a middle zone 3 with a somewhat finer grain size and an outer zone 4 with a fine grain size. Different flow cross-sections are created, which take on the functions of throttling and distributing the inflowing gas-air mixture in the uniform element. The combustion then takes place over the surface.

Claims

1. Gas burner with a component made of a porous body made of heat-resistant material, the porosity of which changes from the inside to the outside to form flow zones of a gas-air mixture, characterized in that the fuel element as a uniform, porous body ( 1 ) Porosity in the form of an increasing number of decreasing individual cross sections from the inside out.

2. Gas burner according to claim 1, characterized in that three zones ( 2 , 3 , 4 ) of different porosity are present, namely an inner zone ( 2 ) of large individual cross sections, a central zone ( 3 ) of medium individual cross sections and an outer zone ( 4th ) finest single cross sections.

3. Gas burner according to one of claims 1 or 2, characterized in that the zones merge smoothly.

4. Gas burner according to one of claims 1 to 3, characterized in that the structure is continuous from the inside out refined.