EP0042134B1 - Brenner für ein gasbeheiztes Gerät - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Brenner für ein gasbeheiztes Gerät gemäss dem Oberbegriff des Hauptanspruches.
• Ein solcher Brenner ist aus der DE-A Nr. 2207888 bekanntgeworden. Bei diesem Brenner handelt es sich um einen Vormischbrenner, bei dem die einzelnen Brennerrohre im Abstand an der Oberseite einer Gasluftgemischverteilerkammer aufsitzen. Bei der Zündung eines solchen Brenners, die gemeinhin über einen in einen äusseren Bereich der Brennerrohre ragenden Zündbrenner erfolgt, bestreicht die Zündflamme des Zündbrenners die Brennöffnungen eines solchen Brennerrohres, worauf sich über das Brennerrohr eine Flammenfront vorwärtsbewegt, bis alle Brennöffnungen der Brennkammer gezündet sind. Gleich.: zeitig springt aber auch die Flammenfront von der einen Brennkammer zur nächsten über den Abstand über. Das Überspringen der Flammenfront von einem Brennerrohr zum nächsten hängt aber unter anderem vom Abstand der Brennerrohre, von den seitlichen Erstreckungen der austretenden Gasluftgemische aus den Brennöffnungen der Brennerrohre sowie der Zündfähigkeit der Brenngasluftgemische ab.
• Bei ungünstigem Zusammentreffen der verschiedenen Umstände kann es mit dem Überzünden der Flammen von einem Brennerrohr zum anderen Schwierigkeiten geben.
• Weiterhin ist aus der CH - PS Nr. 441193 ein Reihengasbrenner bekanntgeworden, der eine Gasverteilerkammer aufweist, auf der einzelne Brennerrohre reitend aufsitzen, die an ihrer Oberseite Brennöffnungen aufweisen. Um das Überzünden von einem zum anderen Brennrohr zu ermöglichen, sind an den Seiten der Brennerrohre Entspannungskammern gebildet worden, die in Kanäle übergehen, deren Austrittsöffnungen seitlich schräg nach oben auf das nächste Brennerrohr gerichtet sind.
• Da die Austrittsöffnungen der Überzündbrennöffnungen mehr auf die anderen Überzündöffnungen der benachbarten Brennerrohre als auf die Gasaustrittshauptöffnungen gerichtet sind, kann hier beim Zusammentreffen mehrerer ungünstiger Umstände das Überzünden trotzdem schwierig werden.
• Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Überzünden von einem zum anderen Brennerrohr, wenn diese im Abstand voneinander angeordnet sind, zu erleichtern.
• Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs.
• Mit dieser Massnahme ist ein sicheres Überzünden auch bei schwierigen Betriebsbedingungen ohne weiteres möglich.
• Weitere Ausgestaltungen und besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den Fig. 1 bis 3 der Zeichnungen hervor, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutern. Es bedeuten:
• Fig. 1 eine Ansichtsdarstellung einer Mischkanaleinheit,
• Fig. 2 einen Teilschnitt durch die Mischkanaleinheitgemäss Fig. 1,
• Fig. 3 ein geprägtes Blechteil einer variierten Mischkanaleinheit,
• Fig.4einevergrösserte Einzelheitaus Fig. 3, und
• Fig. 5 eine vergrösserte Einzelheit einer Mischkanaleinheit.
• In allen fünf Figuren bedeuten gleiche Bezugszeichen jeweils die gleichen Einzelheiten.
• Bei den Brennern gemäss Fig. 1 und 2 ist mit 1 ein Gasanschlussstutzen bezeichnet, welcher mittels einer Überwurfmutter 2 mit einem nicht dargestellten Gasschalter eines gasbeheitzten Wassererhitzers verbunden ist. Von dem Gasanschlussstutzen 1 wird Gas über ein nach unten gebogenes Gaszufuhrrohr 3 zu einem Düsenrohr 4 geleitet, auf dem in regelmässigen Abständen Gasaustrittsdüsen 5 angeordnet sind. Zwischen benachbarten Düsen 5 sind zwei Steckbolzen auf dem Düsenrohr angeordnet, wobei jeder eine Schulter 6 aufweist. Auf dem Düsenrohr sind weiterhin Halter 7 befestigt, die in der Mitte der Längsrichtung des Düsenrohres 4 geschlitzt und in der Nähe des oberen Endes mit einer Querbohrung versehen sind.
• Eine Mischkanaleinheit 8 besteht aus zwei geprägten Blechteilen (Halbschalen 9, 10). Die Halbschalen 9, 10 weisen Einprägungen 11 auf, die sich zu zueinander parallelen senkrechten Mischkanälen 12 ergänzen. Zwischen diesen Mischkanälen liegen plane Flächenteile 13. Oberhalb der Mischkanäle 12 sind die Halbschalen 9, 10mitquerverlaufenden Einprägungen 14,15 versehen, die eine sich quer über die Mischkanäle erstreckende Gemischverteilerkammer 16 bilden. In diesen Verteiler 16 münden die von den Einprägungen 11 gebildeten Mischkanäle 12.
• Zwischen zwei Einprägungen 11 weist jede der Halbschalen 9, 10 zwei halbzylindrische Einprägungen 17 auf, die sich zu einer zylindrischen Steckbuchse ergänzen. Beim Zusammensetzen des Brenners wird die Mischkanaleinheit 8 mit den von den Einprägungen 17 gebildeten Steckbuchsen auf die Steckbolzen aufgesteckt, bis der untere Rand der Mischkanaleinheit auf der Schulter 6 zur Auflage kommt. Dann ist jeder der Mischkanäle 12 genau über einer Düse 5 zentriert und in einem durch die Schulter 6 definierten Abstand von dieser Düse gehalten.
• Zwei Flächenteile 13 zwischen Mischkanälen 12 sind dabei in die Schlitze der Halter 7 eingesteckt worden. Die Mischkanaleinheit 8 wird dann durch zwei Schrauben 18 befestigt, die durch die Querbohrung der Halter 7 und entsprechende Durchbrüche der Halbschalen 9 und 11 hindurchgeführt sind.
• Auf der Mischkanaleinheit 8 ist oberhalb der Gemischverteilerkammer 16 eine Folge von Brennerrohren 19 von rechteckigem Querschnitt befestigt. Zu diesem Zweck ist jedes der Brennerrohre 19 an der Unterseite mit einer U-förmigen Ausnehmung 20 versehen, mittels welcher es reitend auf der Gemischverteilerkammer 16 aufsitzt. Die Verbindung zwischen der Gemischverteilerkammer 16 und dem Inneren der Brennerrohre 19 wird durch zwei seitlich von der Berührungsebene der Halbschalen angeordnete Durchbrüche 21, 22 innerhalb der Brennerrohre hergestellt. Auf diese Weise wird in Verlängerung des Mischkanals ein Wandungsteil am Durchbruch 22 stehengelassen, der als Prallplatte wirkt und für eine gleichmässige Druckverteilung in dem Brennerrohr sorgt. In der Berührungsebene sind die Halbschalen 9 und 11- durch einen Falz 23 miteinander verbunden. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist der Falz 23 an der Oberseite der Verteilerkammer 16 mit Unterbrechungen für Ausschnitte 24, in denen die Brennerrohre 19 gehalten sind, und Brennöffnungen versehen.
• An der Oberseite 25 der einzelnen Brennerrohre sind Gasaustrittsöffnungen 26 vorgesehen, durch die das Gasluftgemisch aus dem Brenner austritt, um dort gezündet und verbrannt zu werden.
• Wie aus der Fig. 3 deutlich wird, weist jede der Halbschalen 9 oder 10 im Bereich der Gemischverteilerkammer 16 Einschnitte 30 auf, die die Brennerrohre 19 aufnehmen. Da die Brennerrohre im Abstand voneinander stehen, ergeben sich in jeder Halbschale Fortsätze 31, die im Bereich ihres obersten Endes 32 zwei halbzylindrische Prägungen 34 aufweisen, die in Verbindung mit der jeweils anderen Halbschale Überzündbrennöffnungen 35 ergeben, die im ganzen aus der Fig. 5 ersichtlich sind.
• Aus diesen Überzündöffnungen ergeben sich Flammen, die parallel zu den Flammen aus den Gasaustrittsöffnungen 26 liegen. Sie fluchten mit den Längsrichtungen der Mischkanäle 11. Die Anordnung ist so getroffen, dass durch die zwei Überzündöffnungen 35, die zwischen jeweils zwei Brennerrohren 19 vorgesehen sind, der Abstand zwischen zwei Brennerrohren durch die Überzündöffnung gedrittelt ist. Im Falle dicht beieinanderliegender Brennerrohre kann eine einzige Überzündöffnung 35 zwischen zwei Brennerrohren vorgesehen sein, im Falle weit auseinanderliegender Brennerrohre sind mehrere Überzündöffnungen vorhanden. Die Zahl der Überzündöffnungen bzw. die Grösse der Abstände zwischen ihnen bzw. zu den benachbarten Brennerrohren kann ausserdem von der Zündfähigkeit des Gases oder Gasluftgemisches beeinflusst werden und auch von der Richtung der Gasmischaustrittsströme aus den Gasaustrittsöffnungen 26.
• Jede Überzündöffnung 35 wird von einer Eingangsöffnung 36 gespeist, die im Querschnitt grösser ist als der Querschnitt jeder Gasüberzündöffnung 35. Die Eintrittsöffnung 36 geht unmittelbar aus dem Innenraum der Gemischverteilerkammer 16 ab. Von der Eingangsöffnung 36 zweigen senkrecht zu den Achsen der Gasüberzündöffnung 35 der Eingangsöffnung 36 stehende weitere Überzündöffnungen 37 ab. Diese Überzündöffnungen 37 liegen im Zuge eines Knicks 38, der die Querschnittsänderung zwischen Eingangsöffnung 36 und Gasüberzündöffnung 35 bewirkt. Die Grösse der Öffnungen 37 ist so bemessen, dass jede für sich allein grösser ist als der Querschnitt der Eingangsöffnung 36, und die Gasüberzündöffnung 35 ist kleiner bemessen als die Eingangsöffnung 36. Durch diese starke Drosselung reicht der Gasdurchsatz durch die Überzündöffnung 35 nicht aus, um die dort anstehende Gemischflamme zum Abheben zu bringen.
• Bei der Bemessung der Grössenverhältnisse der Austrittsflächen zwischen der Eingangsöffnung und den zusätzlichen Überzündöffnungen 35 und 37 sind die Verhältnisse so, dass die Fläche einer einzigen senkrechtstehenden Überzündöffnung 37 gleich oder grösser ist als die Fläche der zugeordneten Eingangsöffnung 36. Da von einer Eingangsöffnung 36 zwei zueinander fluchtende senkrechtstehende Überzündöffnungen 37 abgehen, ist deren gemeinsame Austrittsfläche etwa doppelt so gross wie die der Eingangsöffnung. Wesentlich ist hierbei, dass die der Eingangsöffnung 36 zugewandte Kante der inneren Begrenzung der senkrechtstehenden Überzündöffnungen 37 grösser gehalten ist als die hiervon entferntstehende Kante im Bereich des Knicks 38. Hieraus resultiert eine gewisse Staubildung des Gas- bzw. Gasluftgemisches im Zuge des Strömungskanals, so dass dieses Gas- oder Gasluftgemisch unter Wirbelbildung als Haftflamme im Bereich des Knicks austritt und an der Oberseite der Überzündöffnungen 37 brennt.
• Die Grösse der Fläche der Gasüberzündöffnung 35 ist so bemessen, dass sie weniger als halb so gross ist als die Fläche der Eingangsöffnung. Die Toleranzmasse sind dabei so festgelegt, dass bei grössstmöglicher Fläche der Eingangsöffnung 36 diese gleich gross ist wie die kleinstmögliche Austrittsfläche einer Überzündöffnung 37. Bei Maximaltoleranz beträgt die Austrittsfläche der Überzündöffnung 35 die Hälfte dieser Flächen.
• Wie aus der Fig. 4 ersichtlich, kommt der Knick 38 durch eine Pressung 39 mit einem Formstempel auf dem oberen Bereich 40 der Halbschalen 9, 10 zustande.

Claims (6)

1. Brenner für ein gasbeheitzes Gerät mit einer Gasverteilerkammer (16), auf deren Oberseite mit Brennöffnungen (26) versehene Brennerrohre (19) angeordnet sind und die auf ihrer Oberseite zwischen den Brennerrohren (19) zusätzliche Brennöffnungen (35) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass an Brennstoffspeisekanäle zwischen Eintrittsöffnungen (36) und den zusätzlichen Brennöffnungen (35) weitere Brennöffnungen (37) angeschlossen sind,'deren Austrittsachsen senkrecht zu den anderen Brennöffnungen (26, 35) angeordnet sind.

2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnitte der Einlassöffnungen (36) grösser gehalten sind als die Querschnitte der zusätzlichen Brennöffnungen (35).

3. Brenner nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnitte der Einlassöffnungen (36) kleiner gehalten sind als die Austrittsflächen der weiteren Brennöffnungen (37).

4. Brenner nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der weiteren Brennöffnungen (37) eine Einschnürung (38) vorgesehen ist.

5. Brenner nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnitte der Einlassöffnungen (36) maximal so gross gehalten sind, dass sie der Fläche einer der beiden weiteren Brennöffnungen (37) entsprechen.

6. Brenner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsfläche der zusätzlichen Brennöffnungen (35) nahezu die Hälfte der Fläche der zugehörigen Einlassöffnung (36) beträgt.

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