DE4223513A1

DE4223513A1 - Gas burner with gas duct plate - which is formed by several, corrugated metal strips, with corrugations bounding gas ducts

Info

Publication number: DE4223513A1
Application number: DE19924223513
Authority: DE
Inventors: Jan-Aede Dipl Ing Stapensea
Original assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Current assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Priority date: 1992-07-17
Filing date: 1992-07-17
Publication date: 1994-01-20
Anticipated expiration: 2012-07-18
Also published as: DE4223513C2

Abstract

Into the gas ducts (4) passing through the burner plate (3), enters the gas-air mixt. at one plate side (5) from a mixing chamber. At the opposite plate side (6) are formed the flames (F). The burner plate consists of numerous, corrugated metal strips (7). The strip corrugations bound the gas ducts. The strip wall thickness is considerably less than their width (B), determining the gas duct length. The wall thickness is smaller by a factor of 10 to 30. A flat strip (9) may be fitted between the corrugated ones, on which the corrugations abut. ADVANTAGE - Simple design for preventing overheating of the burner plate, and stable flame pattern.

Description

Die Erfindung betrifft einen Gasbrenner mit einer Brennerplatte, durch die sich eine Vielzahl von Gaskanälen erstreckt, in welche an der einen Seite der Brennerplatte aus einer Gemischkammer ein Gas-Luftgemisch eintritt und an denen sich an der gegenüberliegenden Seite der Brennerplatte die Flammen entwickeln.The invention relates to a gas burner with a Burner plate through which a variety of Gas channels extends into which on one side of the Burner plate from a mixture chamber a gas-air mixture enters and at which the opposite Develop the flames on the side of the burner plate.

Ein derartiger Gasbrenner ist in der DE-OS 39 18 855 beschrieben. Die Brennerplatte ist dort als Flächenbrenner von Keramikplatten oder von einem metallischen Geflecht oder Gewirk gebildet. Dadurch sollen die innere Flammenkühlung verbessert und örtliche Überhitzungen vermieden werden.Such a gas burner is in DE-OS 39 18 855 described. The burner plate is there as Surface burner of ceramic plates or one metallic braid or knitted fabric. Thereby the internal flame cooling should be improved and local Overheating can be avoided.

Eine Brennerplatte aus keramischem Material ist auch in der US-PS 4 673 349 beschrieben.A burner plate made of ceramic material is also in U.S. Patent 4,673,349.

Ein Gasbrenner, bei dem im Bereich der Flammen Rohre zur Herabsetzung der Flammentemperatur und damit Reduzierung der NO_x-Emissionen angeordnet sind, ist in der US-PS 4 525 141 gezeigt.A gas burner in which pipes are arranged in the area of the flames to lower the flame temperature and thus reduce the NO _x emissions is shown in US Pat. No. 4,525,141.

In der DE-AS 14 29 128 ist ein Brennerrohr beschrieben, dessen Gasaustrittsöffnungen etwa rechteckig sind. Die Austrittsöffnungen sind durch quer zur Achse des Brennerrohrs verlaufende, aus diesem ausgeformte und nach innen abgebogene Laschen und Stege getrennt. Dadurch soll eine gute Kühlung und gleichmäßige Flammenausbildung erreicht werden. DE-AS 14 29 128 describes a burner tube whose gas outlet openings are approximately rectangular. The Outlet openings are through across the axis of the Burner tube extending, formed from this and after Separately bent tabs and webs. This is supposed to good cooling and even flame formation can be achieved.

Zur NO_x-Reduzierung über den Gasausströmöffnungen eines Brenners angeordnete Einsätze aus Stegen, Stäben, Streifen oder Lamellen sind auch in der DE-OS 35 09 506, der DE-OS 35 09 521 und dem DE-GM 86 13 610 beschrieben. Solche Einsätze sind zusätzliche Bauteile und liegen flammenseitig vor den eigentlichen Gasaustrittsöffnungen des Brennerrohres. Sie sind für atmosphärische Brenner geeignet, bei denen mit einer Überhitzung des Brennerrohres kaum gerechnet werden muß.To reduce NO _x above the gas outflow openings of a burner, inserts made of webs, rods, strips or lamellae are also described in DE-OS 35 09 506, DE-OS 35 09 521 and DE-GM 86 13 610. Such inserts are additional components and are located on the flame side in front of the actual gas outlet openings of the burner tube. They are suitable for atmospheric burners, where the burner tube can hardly be overheated.

Bei Gasbrennern mit Gas-Luftvormischung sind die Flammen kürzer als bei atmosphärischen Brennern, so daß sie den Brenner so stark aufheizen können, daß dieser zum Glühen kommt. Dies ist unerwünscht.The flames are on gas burners with gas-air premix shorter than atmospheric burners, so that they have the Can heat up the burner so much that it glows is coming. This is undesirable.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Gasbrenner der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei dem mit einfachem Aufbau Überhitzungen der Brennerplatte vermieden und ein dichtes, stabiles Flammenbild erreicht ist.The object of the invention is to provide a gas burner to propose the type mentioned at the beginning, in which simple construction overheating of the burner plate avoided and a dense, stable flame pattern achieved is.

Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einem Gasbrenner der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Brennerplatte aus einer Mehrzahl gewellter, metallischer Streifen zusammengesetzt ist, wobei die Wellen die Gaskanäle begrenzen, und daß die Wandstärke der Streifen wesentlich kleiner als deren die Länge der Gaskanäle bestimmende Breite ist.According to the invention, the above object is in a gas burner of the type mentioned in that the Burner plate made of a plurality of corrugated, metallic Strip is composed, the waves being the Limit gas channels, and that the wall thickness of the strips much smaller than the length of the gas channels determining width is.

Bei dieser Anordnung ist die Material-Oberfläche der Brennerplatte bezogen auf deren gesamte Fläche sehr klein. Die Material-Oberfläche ist von der Wandstärke der Streifen bestimmt. Die Flammen können also die Brennerplatte nur beschränkt erhitzen. Außerdem werden die die Brennerplatte bildenden Streifen von dem durch ihre Gaskanäle durchströmenden Gas-Luftgemisch gekühlt. Diese Kühlung ist besonders wirkungsvoll, da die Fläche der Streifen, die vom Gas-Luftgemisch beaufschlagt ist, wesentlich größer ist als die von der Wandstärke gebildete flammenseitige Fläche der Streifen. Die Brennerplatte kommt damit auch bei sehr kurzen Flammen nicht zum Glühen.With this arrangement, the material surface is the Burner plate related to its entire area very much small. The material surface is based on the wall thickness Strips determined. So the flames can Only heat the burner plate to a limited extent. Also be the strips forming the burner plate from that through cooled gas-air mixture flowing through their gas channels. This cooling is particularly effective because of the area the strip that is exposed to the gas-air mixture, is much larger than that of the wall thickness formed flame-side surface of the strips. The The burner plate also comes with very short flames not to glow.

Vorteilhaft für die Stabilisierung der Flammen und ein dichtes Flammenbild ist auch, daß mittels der Wellen im Querschnitt kleine Gaskanäle auf einfache Weise gebildet werden. Die flammenseitigen Stirnkanten der Streifen stabilisieren die Flammen, so daß es in einem weiten Steuerbereich der Zufuhr des Gas-Luftgemisches nicht zu einem Flammenrückschlag oder zu einer Flammenablösung kommt.Beneficial for the stabilization of the flames and a dense flame picture is also that by means of the waves in the Cross section of small gas channels formed in a simple manner become. The flame-side front edges of the strips stabilize the flames so that it is in a wide Control range of the supply of the gas-air mixture is not too a flashback or flame release is coming.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung. In der Zeichnung zeigen:Advantageous refinements of the invention result from the subclaims and the following description. The drawing shows:

Fig. 1 eine Aufsicht auf die Brennerplatte eines Gasbrenners, Fig. 1 is a plan view of the burner plate of a gas burner,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Brennerplatte in Richtung der Pfeile II-II nach Fig. 1, Fig. 2 is a side view of the burner plate in the direction of arrows II-II of FIG. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht eines der gewellten Streifen der Brennerplatte in Richtung der Pfeile III-III nach Fig. 1, Fig. 3 is a side view of the corrugated strip of the burner plate 1 in the direction of arrows III-III of FIG.

Fig. 4 eine gegenüber Fig. 1 vergrößerte Teil-Aufsicht, Fig. 4 shows a comparison with FIG. 1 enlarged partial plan view,

Fig. 5 eine Alternative in einer Fig. 4 entsprechenden Ansicht und Figure 5 is a corresponding alternative in Fig. 4 view. And

Fig. 6 eine weitere alternative Gestaltung in einer Fig. 4 entsprechenden Ansicht. Fig. 6 shows a further alternative design in a view corresponding to Fig. 4.

Ein Gasbrenner (1) weist eine Gemischkammer (2) und eine Brennerplatte (3) auf. Der Gemischkammer (2) wird über ein nicht näher dargestelltes Gebläse ein Gas-Luftgemisch zugeführt. In der Brennerplatte (3) erstreckt sich eine Vielzahl von Gaskanälen (4). An der Seite (5) der Brennerplatte (3) tritt das Gas-Luftgemisch in die Gaskanäle (4) ein. An der gegenüberliegenden Seite (6) der Brennerplatte (3) entwickeln sich die Flammen (F) (vgl. Fig. 2).A gas burner ( 1 ) has a mixture chamber ( 2 ) and a burner plate ( 3 ). A gas-air mixture is fed to the mixture chamber ( 2 ) via a blower (not shown). In the burner plate (3), a plurality of gas channels (4). The gas-air mixture enters the gas channels ( 4 ) on the side ( 5 ) of the burner plate ( 3 ). The flames (F) develop on the opposite side ( 6 ) of the burner plate ( 3 ) (cf. FIG. 2).

Die Brennerplatte (3) ist aus einer Mehrzahl von gewellten Streifen (7) aus Edelstahl zusammengesetzt. Die Wellen (8) der Streifen (7) bilden die Gaskanäle (4).The burner plate ( 3 ) is composed of a plurality of corrugated strips ( 7 ) made of stainless steel. The waves ( 8 ) of the strips ( 7 ) form the gas channels ( 4 ).

Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 4 ist jeweils zwischen zwei benachbarte gewellte Streifen (7) ein planer Streifen (9) aus Edelstahl eingesetzt. Die dadurch entstehenden Gaskanäle (4) sind dabei einerseits durch die planen Streifen (9) und andererseits durch die Wellen (8) der Streifen (7) begrenzt (vgl. Fig. 4).In the embodiment according to FIGS. 1 to 4, a flat strip ( 9 ) made of stainless steel is inserted between two adjacent corrugated strips ( 7 ). The resulting gas channels ( 4 ) are limited on the one hand by the flat strips ( 9 ) and on the other hand by the waves ( 8 ) of the strips ( 7 ) (cf. FIG. 4).

Die Streifen (7, 9) sind in einen Rahmen (10) eingeschoben und in diesem fixiert. Hierzu sind die Streifen (7, 9) an ihren längsseitig äußeren Enden (11, 12), beispielsweise mittels einer Verschraubung, zu einem Block zusammengespannt.The strips ( 7 , 9 ) are inserted into a frame ( 10 ) and fixed in it. For this purpose, the strips ( 7 , 9 ) are clamped together at their longitudinal outer ends ( 11 , 12 ), for example by means of a screw connection, to form a block.

Jeder Streifen (7, 9) weist eine Breite (B) und eine Wandstärke (D) auf. Die Wandstärke (D) ist wesentlich kleiner als die Breite (B). Beispielsweise ist die Wandstärke (D) um etwa den Faktor 10 bis 30 kleiner als die Breite (B). Beispielsweise beträgt die Breite (B) 10 mm und die Wandstärke (D) 0,5 mm. Die Breite (B) bestimmt die Länge der Gaskanäle (4). Mit der Wandstärke (D) bilden die Streifen (7, 9) flammenseitige Stirnkanten (13) an der Seite (6) der Brennerplatte (3).Each strip ( 7 , 9 ) has a width (B) and a wall thickness (D). The wall thickness (D) is much smaller than the width (B). For example, the wall thickness (D) is smaller by a factor of 10 to 30 than the width (B). For example, the width (B) is 10 mm and the wall thickness (D) is 0.5 mm. The width (B) determines the length of the gas channels ( 4 ). With the wall thickness (D), the strips ( 7 , 9 ) form flame-side end edges ( 13 ) on the side ( 6 ) of the burner plate ( 3 ).

Der Gasbrenner kann in ein Gasheizgerät so eingebaut werden, daß die Brennerplatte (3) vertikal steht, also die Seiten (5, 6) vertikal verlaufen (vgl. Fig. 2). Es ist auch möglich, die Brennerplatte (3) horizontal oder schräg, je nach dem jeweiligen Gasgerät, zu montieren.The gas burner can be installed in a gas heater in such a way that the burner plate ( 3 ) is vertical, that is to say the sides ( 5, 6 ) run vertically (cf. FIG. 2). It is also possible to mount the burner plate ( 3 ) horizontally or at an angle, depending on the gas device.

Um eine homogene Verteilung des Gas-Luftgemisches zur Brennerplatte hin zu gewährleisten ist unterhalb derselben, also in Strömungs richtung vor der Brennerplatte, ein mit Öffnungen versehenes Verteilblech (14) vorgesehen.In order to ensure a homogeneous distribution of the gas-air mixture to the burner plate, a distribution plate ( 14 ) provided with openings is provided below it, that is to say in the flow direction in front of the burner plate.

Die Wirkungsweise des beschriebenen Gasbrenners ist etwa folgende:The operation of the gas burner described is approximately the following:

Im Betrieb entstehen wegen der vergleichsweise geringen Wandstärke (D) sehr dicht nebeneinanderliegende und wegen des Gas-Luftgemischbetriebs vergleichsweise kurze Flammen (F). Die flammseitigen Stirnkanten (13) stabilisieren die Flammen (F) auch bei einem weiten Regelbereich der Gas-Luftgemisch-Zufuhr. Die Streifen (7, 9) werden im wesentlichen nur über ihre flammenseitigen Stirnkanten (13) erhitzt. Da diese eine vergleichsweise kleine Oberfläche bilden, werden die Streifen (7, 9) nicht übermäßig erhitzt. Da außerdem die Streifen (7, 9) über ihre die Länge der Gaskanäle (4) bildende Breite (B) vom durchströmenden Gas-Luftgemisch gekühlt werden, wodurch wegen der Wärmeleitfähigkeit der Streifen (7, 9) auch die Wärme von den flammseitigen Stirnkanten (13) abgeführt wird, kommt es nicht zu einer Überhitzung bzw. zu einem Glühen der Stirnkanten (13).Because of the comparatively small wall thickness (D), flames are very close together during operation and because of the gas-air mixture operation they are comparatively short flames (F). The flame-side end edges ( 13 ) stabilize the flames (F) even with a wide control range of the gas-air mixture supply. The strips ( 7 , 9 ) are heated essentially only over their flame-side end edges ( 13 ). Since these form a comparatively small surface, the strips ( 7 , 9 ) are not heated excessively. In addition, since the strips ( 7 , 9 ) are cooled by the gas-air mixture flowing through them over their width (B) forming the length of the gas channels ( 4 ), so that due to the thermal conductivity of the strips ( 7 , 9 ), the heat from the flame-side end edges ( 13 ) is discharged, there is no overheating or glowing of the front edges ( 13 ).

Aufgrund der bezogen auf die Fläche der Brennerplatte (3) großen Flammendichte ist ein kompakter Aufbau des Gasbrenners (1) erreicht, was insbesondere für Gasheizgeräte im Haushaltsbereich günstig ist.Because of the large flame density in relation to the area of the burner plate ( 3 ), the gas burner ( 1 ) has a compact structure, which is particularly advantageous for gas heaters in the household sector.

In den Fig. 5 und 6 sind beispielshaft weitere Anordnungen der gewellten Streifen (7) gezeigt. In beiden Fällen erübrigen sich die planen Streifen. Bei der Ausführung nach Fig. 5 sind sinusartig gewellte Streifen (7) in Längsrichtung gegeneinander versetzt miteinander verspannt, wobei die Wellen (8) einerseits zur gegenseitigen Abstützung und andererseits zur Bildung der Gaskanäle (4) nur teilweise aneinander anliegen. In FIGS. 5 and 6 by way of example, other arrangements of the corrugated strip (7) are shown. In both cases, the flat strips are unnecessary. In the embodiment according to FIG. 5, sinusoidally corrugated strips ( 7 ) are braced against one another in the longitudinal direction, with the shafts ( 8 ) resting only partly against one another for mutual support and partly to form the gas channels ( 4 ).

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 sind die gewellten Streifen mehr rechteckförmig gestaltet, so daß sich im Querschnitt rechteckförmige bzw. trapezförmige Gaskanäle (4) ergeben.In the exemplary embodiment according to FIG. 6, the corrugated strips are more rectangular in shape, so that there are rectangular or trapezoidal gas channels ( 4 ) in cross section.

Claims

1. Gas burner with a burner plate ( 3 ) through which a plurality of gas channels ( 4 ) extend, into which a gas-air mixture enters from one mixture chamber ( 2 ) on one side ( 5 ) of the burner plate ( 3 ) and at which the flames (F) develop on the opposite side ( 6 ) of the burner plate ( 3 ), characterized in that the burner plate ( 3 ) is composed of a plurality of corrugated metallic strips ( 7 ), the shafts ( 8 ) being the gas channels ( 4 ) limit, and that the wall thickness (D) of the strips ( 7 ) is substantially smaller than their width (B) which determines the length of the gas channels ( 4 ).

2. Gas burner according to claim 1, characterized in that the wall thickness (D) of the strips ( 7 ) is 10 to 30 times smaller than the width (B) of the strips ( 7 ).

3. Gas burner according to claim 1 or 2, characterized in that a planar strip ( 9 ) is arranged between the corrugated strips ( 7 ), on which the waves ( 8 ) of the corrugated strips ( 7 ) partially rest.

4. Gas burner according to claim 1 or 2, characterized in that the adjacent corrugated strips ( 7 ) partially abut each other directly.

5. Gas burner according to one of the preceding claims, characterized in that the strips ( 7 , 9 ) are connected to one another to form a block which is inserted into a frame ( 10 ) of the mixture chamber ( 2 ).

6. Gas burner according to one of the preceding claims, characterized in that the strips ( 7 , 9 ) consist of stainless steel.