EP0042134B1

EP0042134B1 - Gas burner

Info

Publication number: EP0042134B1
Application number: EP81104451A
Authority: EP
Inventors: Georg Hein; Hans-Willi Müller
Original assignee: Vaillant Austria GmbH; Cofrabel Nv; Joh Vaillant GmbH and Co; Vaillant GmbH; Vaillant SARL; Vaillant Ltd; SCHONEWELLE BV
Current assignee: Cofrabel Nv; SCHONEWELLE BV; Vaillant Austria GmbH; Vaillant GmbH; Vaillant SARL; Vaillant Ltd
Priority date: 1980-06-14
Filing date: 1981-06-10
Publication date: 1984-04-18
Also published as: DE8016123U1; EP0042134A3; ATE7168T1; EP0042134A2; DE3163188D1

Abstract

1. A burner for a gas-fired appliance, comprising a gas-distributing chamber (16), burner tubes (19) which are provided with flame-feeding openings (26) and arranged at the top of the gas-distributing chamber, which is provided between the burner tubes (19) with additional flame-feeding openings (35), characterized in that further flame-feeding openings (37) are provided at fuel-feeding passages between inlet openings (36) and the additional flame-feeding openings (35) and have exit axes which are at right angles to the other flame-feeding openings (26, 35).

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Brenner für ein gasbeheiztes Gerät gemäss dem Oberbegriff des Hauptanspruches.The present invention relates to a burner for a gas-heated device according to the preamble of the main claim.

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.Such a burner has become known from DE-A No. 2207888. This burner is a premix burner in which the individual burner tubes are seated at a distance from the top of a gas-air mixture distribution chamber. When such a burner is ignited, which generally takes place via a pilot burner protruding into an outer region of the burner tubes, the pilot flame of the pilot burner sweeps the combustion openings of such a burner tube, whereupon a flame front moves forward over the burner tube until all combustion openings of the combustion chamber are ignited. At the same time: however, the flame front also jumps from one combustion chamber to the next over the distance. The skip of the flame front from one burner tube to the other depends, among other things, on the spacing of the burner tubes, on the lateral extent of the emerging gas-air mixtures from the combustion openings of the burner tubes, and on the ignitability of the fuel gas-air mixtures.

Bei ungünstigem Zusammentreffen der verschiedenen Umstände kann es mit dem Überzünden der Flammen von einem Brennerrohr zum anderen Schwierigkeiten geben.If the various circumstances come together unfavorably, it can be difficult to ignite the flames from one burner tube to another.

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.Furthermore, a series gas burner has become known from CH - PS No. 441193, which has a gas distribution chamber on which individual burner tubes are mounted, which have combustion openings on their top. In order to make it possible to ignite from one to the other burner tube, expansion chambers have been formed on the sides of the burner tubes, which merge into channels whose outlet openings are directed laterally obliquely upwards to the next burner tube.

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.Since the outlet openings of the over-ignition combustion openings are directed more towards the other over-ignition openings of the adjacent burner tubes than towards the main gas outlet openings, over-ignition can nevertheless become difficult here when several unfavorable circumstances come together.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Überzünden von einem zum anderen Brennerrohr, wenn diese im Abstand voneinander angeordnet sind, zu erleichtern.The present invention has for its object to facilitate the ignition from one to the other burner tube when they are arranged at a distance from each other.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs.This problem is solved with the characterizing features of the main claim.

Mit dieser Massnahme ist ein sicheres Überzünden auch bei schwierigen Betriebsbedingungen ohne weiteres möglich.With this measure, reliable ignition is easily possible even in difficult operating conditions.

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.

Further refinements and particularly advantageous developments of the invention emerge from the subclaims, the following description and FIGS. 1 to 3 of the drawings, which explain an exemplary embodiment of the invention in more detail. It means:

1 is a view representation of a mixing channel unit,
2 shows a partial section through the mixing channel unit according to FIG. 1,
3 an embossed sheet metal part of a varied mixing channel unit,
Fig. 4 shows an enlarged detail from Fig. 3, and
Fig. 5 is an enlarged detail of a mixing channel unit.

In allen fünf Figuren bedeuten gleiche Bezugszeichen jeweils die gleichen Einzelheiten.In all five figures, the same reference numerals denote the same details.

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.1 and 2, 1 denotes a gas connecting piece, which is connected by means of a union nut 2 to a gas switch (not shown) of a gas-heated water heater. Gas is conducted from the gas connection stub 1 via a downwardly bent gas supply pipe 3 to a nozzle pipe 4 on which gas outlet nozzles 5 are arranged at regular intervals. Two socket pins are arranged on the nozzle tube between adjacent nozzles 5, each having a shoulder 6. Holders 7, which are slotted in the middle of the longitudinal direction of the nozzle tube 4 and are provided with a transverse bore near the upper end, are also fastened to the nozzle tube.

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.A mixing channel unit 8 consists of two stamped sheet metal parts (half-shells 9, 10). The half-shells 9, 10 have embossments 11 which complement one another to form perpendicular mixing channels 12 which are parallel to one another. Flat surface parts 13 lie between these mixing channels. Above the mixing channels 12, the half-shells 9, 10 are provided with transverse impressions 14, 15, which form a mixture distribution chamber 16 extending across the mixing channels. The mixing channels 12 formed by the impressions 11 open into this distributor 16.

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.Between two impressions 11, each of the half-shells 9, 10 has two semi-cylindrical impressions 17, which complement each other to form a cylindrical socket. When assembling the burner, the mixing duct unit 8 is plugged onto the plug bolts with the sockets formed by the impressions 17 until the lower edge of the mixing duct unit comes to rest on the shoulder 6. Then each of the mixing channels 12 is centered exactly above a nozzle 5 and held at a distance from this nozzle defined by the shoulder 6.

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.Two surface parts 13 between mixing channels 12 have been inserted into the slots of the holder 7. The mixing channel unit 8 is then fastened by two screws 18 which are passed through the transverse bore of the holder 7 and corresponding openings in the half-shells 9 and 11.

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.On the mixing channel unit 8 is a sequence of burner tubes 19 of rectangular cross section befe above the mixture distribution chamber 16 increases. For this purpose, each of the burner tubes 19 is provided on the underside with a U-shaped recess 20, by means of which it sits riding on the mixture distribution chamber 16. The connection between the mixture distribution chamber 16 and the interior of the burner tubes 19 is established by two openings 21, 22 arranged laterally from the plane of contact of the half-shells within the burner tubes. In this way, in the extension of the mixing channel, a wall part is left at the opening 22, which acts as a baffle plate and ensures a uniform pressure distribution in the burner tube. In the plane of contact, the half-shells 9 and 11 are connected to one another by a fold 23. As can be seen from FIG. 1, the fold 23 on the upper side of the distribution chamber 16 is provided with interruptions for cutouts 24, in which the burner tubes 19 are held, and combustion openings.

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.On the top 25 of the individual burner tubes, gas outlet openings 26 are provided, through which the gas / air mixture emerges from the burner in order to be ignited and burned there.

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.As is clear from FIG. 3, each of the half-shells 9 or 10 in the area of the mixture distribution chamber 16 has incisions 30 which accommodate the burner tubes 19. Since the burner tubes are spaced from one another, there are extensions 31 in each half-shell, which have two semi-cylindrical embossments 34 in the area of their uppermost end 32, which in connection with the other half-shell result in overfire combustion openings 35, which can be seen in total from FIG. 5 are.

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.Flames result from these cross-ignition openings, which lie parallel to the flames from the gas outlet openings 26. They are aligned with the longitudinal directions of the mixing ducts 11. The arrangement is such that the distance between two burner tubes is divided by three through the cross-ignition opening through the two ignition ports 35, which are provided between two burner tubes 19. In the case of burner tubes which are close together, a single igniter opening 35 can be provided between two burner tubes, and in the case of burner tubes which are far apart, there are several igniter openings. The number of over-ignition openings or the size of the distances between them or to the adjacent burner tubes can also be influenced by the ignitability of the gas or gas-air mixture and also by the direction of the gas mixture outlet flows from the gas outlet openings 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.Each igniter opening 35 is fed by an inlet opening 36, which is larger in cross section than the cross section of each gas igniter opening 35. The inlet opening 36 extends directly from the interior of the mixture distribution chamber 16. Further igniting openings 37, which are perpendicular to the axes of the gas igniting opening 35 of the incoming opening 36, branch off from the inlet opening 36. These over-ignition openings 37 lie in the course of a bend 38, which causes the cross-sectional change between the inlet opening 36 and the gas over-ignition opening 35. The size of the openings 37 is dimensioned such that each is individually larger than the cross section of the inlet opening 36, and the gas transfer opening 35 is dimensioned smaller than the input opening 36. Due to this strong throttling, the gas throughput through the transfer opening 35 is not sufficient to to bring the mixture flame up there to lift off.

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.When dimensioning the size ratios of the exit surfaces between the inlet opening and the additional igniter openings 35 and 37, the conditions are such that the area of a single perpendicular igniter opening 37 is equal to or larger than the area of the associated inlet opening 36. Because of one inlet opening 36, two are aligned with one another vertical over-ignition openings 37, their common exit surface is approximately twice as large as that of the inlet opening. It is important here that the edge of the inner boundary of the vertical ignition openings 37 facing the inlet opening 36 is kept larger than the edge distant therefrom in the area of the bend 38. This results in a certain build-up of dust in the gas or gas-air mixture in the course of the flow channel, so that this gas or gas / air mixture emerges in the region of the kink with the formation of vortices as an adhesive flame and burns at the top of the ignition openings 37.

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.The size of the area of the gas ignition opening 35 is dimensioned such that it is less than half the area of the entrance opening. The tolerance dimensions are determined such that, with the largest possible area of the inlet opening 36, it is the same size as the smallest possible outlet area of an ignition opening 37. With maximum tolerance, the outlet area of the ignition hole 35 is half of these areas.

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.As can be seen from FIG. 4, the kink 38 is brought about by pressing 39 with a form stamp on the upper region 40 of the half-shells 9, 10.

Claims

2. A burner according to claim 1, characterized in that the inlet openings (36) are larger in cross-section than the additional flame-feeding openings (35).

3. A burner according to any of claims 1 to 2, characterized in that the cross-sections of the inlet openings (36) are smaller than the exit areas of the additional flame-feeding openings (37).

4. A burner according to any of claims 1 to 3, characterized in that a constriction (38) is provided adjacent to the further flame-feeding openings (37).

5. A burner according to claim 2 or 3, characterized in that the maximum cross-sections of the inlet openings (36) correspond to the area of one of the two further flame-feeding openings (37).

6. A burner according to claim 5, characterized in that the exit area of the additional flame-feeding openings (35) is almost one half the area of the associated inlet opening (36).