EP0255472A2 - Gas burner - Google Patents
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- EP0255472A2 EP0255472A2 EP87730086A EP87730086A EP0255472A2 EP 0255472 A2 EP0255472 A2 EP 0255472A2 EP 87730086 A EP87730086 A EP 87730086A EP 87730086 A EP87730086 A EP 87730086A EP 0255472 A2 EP0255472 A2 EP 0255472A2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
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- F23D—BURNERS
- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/02—Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone
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- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/30—Inverted burners, e.g. for illumination
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- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/34—Burners specially adapted for use with means for pressurising the gaseous fuel or the combustion air
- F23D14/36—Burners specially adapted for use with means for pressurising the gaseous fuel or the combustion air in which the compressor and burner form a single unit
Definitions
- the invention relates to a gas burner, in particular a lintel burner, with a burner plate through which outlet openings for a gas-air mixture pass and through which a mixture guide can be fed with such a mixture.
- the object of the invention is to design such a gas burner from a few, robust and simple components in such a way that it can be easily assembled and dismantled for maintenance purposes and that its components are associated with one another in such a space-saving manner that the gas burner is located in one device, e.g. in the housing of a water heater, can be conveniently accommodated and, due to the sensible assignment of the components, ensures largely pollution-free combustion with high efficiency.
- this object is achieved in that the burner plate of a gas burner of the type mentioned at the outset is detachably held with a centrally arranged mixture guide in an annular holder enclosing a mixture chamber.
- Such a holder is advantageously simple in design and opens up the possibility of a particularly uniform distribution of the mixture over the surface of the burner plate through which the mixture outlet openings pass.
- the mixture guide is radially connected to an air guide, into which a gas supply line with a gas nozzle opens in the opposite direction to the air flow and coaxially.
- This arrangement ensures a simple manner an optimally intimate mixing of combustion air with the gas, and thus the production of a gas-air mixture which x enables a low-carbon NO combustion.
- the air duct between a stationary part containing the mouth of the gas supply line and a part movable together with the mixture guide and the burner plate connected to it has a detachable butt joint, then this part that can be moved can be easily removed from the stationary part to service or replace individual components.
- the object of the invention is also a structurally simple design of the holder of the burner plate, the deformation caused by temperature-related stresses prevents without affecting the peripheral sealing of the edge of the burner plate.
- the edge of the burner plate can be held in the holder by an outer and / or inner retaining ring.
- a rotatable clamping ring can be mounted within the annular holder, which rests on the inside of the edge of the burner plate and whose radially outward extensions engage in recesses of a fixed ring fastened in the holder and engage behind parts of this ring.
- the burner plate can be fastened in its holder with a pretension generated in the direction of the combustion chamber.
- Another object of the invention is to reduce the pollutant emissions of such a gas burner and to fully utilize the thermal energy generated by such a gas burner.
- the invention is based on the knowledge that the NO x accumulation can be reduced significantly by cooling the gas-air mixture and by cooling the burner plate.
- the holder of the burner plate forms at least one cavity carrying a coolant.
- This solution has the advantage that the coolant, preferably water, is able to cool not only the gas-air mixture in the mixture chamber, but also the burner plate itself, and this fact is due to the fact that the burner plate is comparatively smaller than before can have.
- the coolant preferably water
- the air duct 15 of such a gas burner is connected via a coupling to an interchangeable fan 16 of an optimally selectable output, which feeds air to a mixing device for producing a gas-air mixture.
- the design of the fan 16 must be selected for a basic setting with the optimal air ratio.
- the blower 16 must have the steepest possible characteristic curve in the range of the required delivery volume, i.e. the delivery volume should remain essentially the same in the widest possible counter pressure range.
- these should be able to be connected to a conventional chimney as well as to a flue gas duct made of stainless steel without any adjustment to the hygiene values of the basic setting.
- the gas burners according to FIGS. 1 and 3 have a mixture outlet openings 2 (FIG. 4) which are directed downwards and which have a gas / air mixture through the mixture guide 3 Loadable burner plate 1, which is fastened to a lower end wall 64 of the cylindrical mixture guide 3 by means of a central screw connection 4 and a holding disk 64 ⁇ .
- This mixture guide 3 has radial recesses 5 at a distance from the end wall 64, via which the mixture flowing from the mixture guide 3 can exit into the mixture chamber 6 enclosed by the holder 7 of the burner plate 1.
- the height of these recesses 5 should not exceed a certain limit value and the distance of the recesses 5 from the burner plate 1 should not be less than a certain limit value. In general, you can set up the measurement rule, according to which the distance should be at least twice the height.
- the circular burner plate 1 is held at its edge by the annular holder 7, in this embodiment shown by the horizontal leg of an angularly profiled outer retaining ring 8 according to FIG. 2, which is fastened to the cylindrical wall of the holder 7 by means of fastening elements 9 and Edge of the burner plate 1 sealingly presses against the inward edge flange 37 of the holder 7.
- the mixture chamber 6 is delimited at the top by an end plate 10, through which the mixture guide 3 passes.
- the radial recesses 5 of the mouth area of the mixture guide 3 is assigned an annular diaphragm 11 which can be adjusted axially by means of a spindle 12 to adjust the optimum mixture throughput to the size of the To determine the opening cross-section.
- the ring diaphragm 11 and the spindle 12 are adjusted by means of a threaded nut 13 and a lock nut 14 on the upper, threaded end of the spindle 12 with support against the upper end wall 65 of the mixture guide 3.
- An air duct 15 is connected radially to the upper region of this mixture duct 3, in which the combustion air conveyed by the blower 16 flows in and is mixed with gas.
- a gas supply line 17 opens into this air duct 15 coaxially and in the opposite direction to the air flow in a gas nozzle 18 which is exchangeably fastened and coaxially penetrated by a nozzle bore and which is held coaxially in the air duct by a holder 19.
- This retaining ring 19 forms in the region of the gas nozzle 18 a throttle acting as a baffle plate, which delimits the front part of the air duct 15 from the rear part, which serves as a mixing chamber.
- the inflowing gas mixes intimately with the combustion air conveyed in countercurrent and this mixture then passes via the mixture guide 3 into the mixture chamber 6 and to the mixture outlet openings 2 of the burner plate 1.
- This mixture passes via the mixture guide 3 into the mixture chamber 6 and to the mixture outlet openings 2 of the burner plate 1.
- the part of the air duct 15 running between the retaining ring 19 of the gas nozzle 18 and the mixture guide 3 has, according to FIG. 1, a butt joint 20 formed by flanges extending obliquely to the axis, so that the right part the air duct 15 together with the adjoining mixture duct 3 for maintenance work after loosening the screw connection 4 can be easily removed from the burner plate 1 and from the stationary part of the air duct 15 containing the gas nozzle 18.
- the gas burner further comprises the burner plate 1, which is penetrated by a plurality of recesses 2 and separates the combustion chamber 24 from the mixture chamber 6 and is fastened and supported centrally on the mixture guide.
- the same flow rate should occur as possible, in order to prevent the burner plate 1 from kicking back or partially glowing in the case of low air numbers or to partially raise the flames at high air numbers.
- this burner plate 1 is penetrated by a plurality of sets of mixture outlet openings 2 which run parallel to one another and are divided into groups which are spaced apart from one another.
- the groups of holes sit within these groups in each case uniform distances and every fifth group of holes is omitted, so that the remaining groups of four thereby have a distance from one another which is twice the uniform distance.
- the hole pattern of the burner plate 1, like the hole diameter, is important for the emission behavior of the gas burner, for its tendency to kick back or lift off the flames, and for the range of the air ratio.
- FIG 3 shows an embodiment variant of the gas burner, according to which the gas supply line 17 is guided coaxially to the gas nozzle 18 through an end wall 21 of the air duct 15 and is held axially adjustable in this end wall 21 with a threaded sleeve 22.
- cylindrical holder 7 of the burner plate 1, which is coaxial with the mixture guide 3, is separated by insulation 23 from a cylindrical wall 26 which encloses the combustion chamber 24 and is located within a device housing 25.
- the radial recesses 5 of the mouth area of the mixture guide 3 are assigned within the mixture chamber 6 a conically shaped, downwardly tapering, axially adjustable distributor plate 27 with an obliquely upwardly extending guide surface in order to distribute the mixture emerging from the recesses 5 to the mixture outlet openings 2 of the burner plate 1 as evenly as possible feed.
- the end plate 10 of the mixture chamber 6 forms part of the housing cover, which rests with the seals 41 on the edge of the device housing 25.
- the gas nozzle 18 is held within the air duct 15 by an end of the gas supply line 17 protruding laterally into this air duct 15 in a seal 28 accommodated therein and can be simply, namely screwless, into this seal 28 , be plugged in.
- the gas nozzle 18 At its end facing the blower 16, the gas nozzle 18 is centered in a central recess 30 of the holder 19 by means of a pin 29 and at the end facing the mixture guide 3 it is closed by a threaded piece and held by the spring clip 31, the ends of which are shown in FIG. 6 a pipe socket 33, which surrounds the gas nozzle 18 at a distance, can be anchored in mutually opposite recesses 32.
- the gas emerges from radial nozzle bores 34, which are arranged within the pipe socket 33 and ensure intensive mixing of the gas with the air flowing rapidly therethrough.
- the centering pin 29 can be designed and screwed as a threaded pin, specifically it can be screwed inside the hollow gas nozzle 18 (FIG. 7 ) or on the free end face (Fig. 8), whereby in the latter case it can also serve to fix the spring clip 31, which can be accommodated in the screw groove of the screw head.
- Fig. 9 illustrates more clearly the removability of the part located on the right of the butt joint 20 of the air duct 15, which also includes the mixture duct 3 and the burner head attached to it, from the fixed part on the left of the butt joint 20, containing the gas nozzle 18 and connected to the blower 16 Part. 9 shows the setting of the axially movable ring diaphragm 11, which covers the recesses 5 of the mouth area of the mixture guide 3 to a greater or lesser extent if necessary (FIGS. 12, 13).
- this ring diaphragm 11 is served by the already mentioned spindle 12, at the lower end of which a three-armed carrier 35 of the ring diaphragm 11 is detachably fastened, and the upper, threaded end of which is adjustably screwed into a threaded nut 13 and by means of a lock nut 14 in a desired position is fixable.
- FIG. 9 also shows the fastening of the burner plate 1 in its holder 7 by means of a retaining ring 36 which is fastened to the lower end of the mixture guide 3 and presses the edge of the burner plate 1 against the inwardly directed edge flange 37 of the annular holder 7.
- the upper, insulation-carrying end plate 10 of the mixture chamber 6 is firmly connected, the edge of which rests sealingly on the edge of the annular holder 7 via a seal 38 and is held by claws 39 according to FIG the housing cover 40 are attached.
- This housing cover 40 on which the holder 7 also rests with its edge via a seal 41, contains insulating material and - according to FIG. 14 - is penetrated by the insulating jacket 43 of an ignition electrode 42, the connection of which protrudes upwards from the housing cover 40 and the lower end thereof is located below the burner plate 1.
- This ignition electrode can be inserted from below and is held by a spring 44 which engages in a recess 45 in the casing 43 and is fastened to a shoulder 46 of the housing cover 40 by means of a screw.
- the holder 7 of the burner plate 1 illustrates another embodiment of the holder 7 of the burner plate 1, namely the holder 7 comprises a mixture guide ring 47 which delimits a peripheral annular space 48 in the holder 7.
- the holder 7 receives a stationary ring 49, which is welded to the inside of the annular holder 7 and is gripped by its inward-facing edge flange 37.
- the rotatable clamping ring 50 can be anchored to this stationary ring 49, specifically this stationary ring 49 according to FIG. 19 has upwardly open but undercut recesses 51, into which outward radial extensions 52 of the clamping ring 50 engage.
- the clamping ring 50 is resiliently elastic, namely approximately V-shaped, profiled and presses with its lower edge 53 against the edge of the burner plate 1.
- this burner plate 1 is offset and protrudes with the plane of its underside (outside) relative to an edge flange 37 of the holder 7, the heat effect of the burner flames on the holder 7 is comparatively low.
- the clamping force of the clamping ring 50 can be transmitted to the edge of the burner plate 1 in any desired constructive manner.
- curved tongues 54 spaced apart from one another can be provided or knobs 55 bulged out of a continuous edge according to FIG. 17.
- the lower edge of the clamping ring 50 can also be designed to be smooth (flat) if the extensions 52 are given an inclined contact surface 57 which increases in the clamping direction indicated by the arrow 56.
- the clamping ring 50 is formed between its radially outwardly projecting projections 52 with upright webs 58 which, if necessary, can be bent so as to engage the fixing ring 50 in one of the recesses 51 of the stationary ring 49.
- Fig. 21 shows a cross section through a gas burner, the burner plate 1 is clamped in its holder 7 with pretension.
- this burner plate 1 is supported against the end wall 64 of the mixture guide 3 and a pin 65 is used for the perfect centering of the burner plate 1 on this end wall 64.
- the pretensioning of the burner plate 1 can be adjusted by means of the screw bolts 61 and a screwable ring 63.
- the left and right half of the drawing show two different variants of the design of the peripheral holder 7 of the burner plate 1 on the burner housing 25.
- the edge of the burner plate 1 is clamped in a sealing manner between a supporting flange 37 and an overlapping flange 62 of the holder 7.
- the overlapping flange 62 of the holder 7 is formed by a ring 63 which can be screwed to the burner housing 25 by means of screw bolts 61.
- the overlapping flange 62 of the holder 7 is fastened to the supporting flange 37 of the holder 7 fastened to the housing 25.
- the supporting flange 37 could be designed as a leg of a Z or U profile fastened to the housing 25.
- FIG. 22 shows a holder 7, which is embodied by a hollow profile 67 and includes a water-carrying cavity 68 and carries an inwardly directed ring flange 37 on which the burner plate 1 rests.
- the insulating upper end plate 10 of the mixture chamber 6 rests in an annular, with a seal 38 equipped support 69 of the hollow profile 67 and can be pulled off from the holder together with the burner plate 1 and the mixture guide 3.
- the hollow profile 67 forming the holder 7 can also be part of the housing 25 and its cavity 68 is used to recycle the heat absorbed by the coolant, preferably water, to the circulation system of a water heater, e.g. can be connected to the flow and return of a heating system.
- the coolant preferably water
- the cylindrical combustion chamber 24 of a gas burner according to the invention which is delimited at the bottom by a base, can be arranged within the housing of a water heater.
- the bottom of the combustion chamber 24 can be formed by the top of a condensate heat exchanger, which may have a channel-shaped profile.
- the outside (top) of the plate 10, which is traversed by the mixture guide 3 and adjoins the mixture chamber 6 at the top, and the area of the housing cover 40 which surrounds the holder 7 of the burner plate 1 are expediently filled with an insulating material, as shown in FIGS. 15 and 21 show.
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einer Gasbrenner, insbesondere einen Sturzbrenner, mit einer von Austrittsöffnungen für ein Gas-Luft-Gemisch durchsetzten und über die eine Gemischführung mit einem solchen Gemisch beschickbaren Brennerplatte.The invention relates to a gas burner, in particular a lintel burner, with a burner plate through which outlet openings for a gas-air mixture pass and through which a mixture guide can be fed with such a mixture.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen solchen Gasbrenner aus wenigen, robusten und einfachen Bestandteilen derart zu gestalten, daß er problemlos montiert und zu Wartungszwecken fallweise demontiert werden kann und daß seine Bestandteile in ihrem sinnvollen Zusammenwirken einander derart raumsparend zugeordnet sind, daß sich der Gasbrenner in einem Gerät, z.B. im Gehäuse eines Wasserheizers, günstig unterbringen läßt und infolge der sinnvollen Zuordnung der Bestandteile eine weitgehend schadstofffreie Verbrennung mit hohem Wirkungsgrad gewährleistet.The object of the invention is to design such a gas burner from a few, robust and simple components in such a way that it can be easily assembled and dismantled for maintenance purposes and that its components are associated with one another in such a space-saving manner that the gas burner is located in one device, e.g. in the housing of a water heater, can be conveniently accommodated and, due to the sensible assignment of the components, ensures largely pollution-free combustion with high efficiency.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Brennerplatte eines Gasbrenners der eingangs bezeichnenten Gattung mit einer zentral angeordneten Gemischführung in einer eine Gemischkammer einschließenden ringförmigen Halterung lösbar gehalten ist.According to the invention, this object is achieved in that the burner plate of a gas burner of the type mentioned at the outset is detachably held with a centrally arranged mixture guide in an annular holder enclosing a mixture chamber.
Eine solche Halterung ist vorteilhaft einfach gestaltbar und erschließt die Möglichkeit einer besonders gleichmäßigen Verteilung des Gemisches über die von den Gemischaustrittsöffnungen durchsetzte Fläche der Brennerplatte.Such a holder is advantageously simple in design and opens up the possibility of a particularly uniform distribution of the mixture over the surface of the burner plate through which the mixture outlet openings pass.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist der Gemischführung eine Luftführung radial angeschlossen, in die gegensinnig zum Luft-Förderstrom und koaxial eine Gaszufuhrleitung mit einer Gasdüse mündet.According to a preferred embodiment of the subject of the invention, the mixture guide is radially connected to an air guide, into which a gas supply line with a gas nozzle opens in the opposite direction to the air flow and coaxially.
Diese Anordnung gewährleistet auf einfache Weise eine optimal innige Vermischung der Verbrennungsluft mit dem Gas und damit die Herstellung eines Gas-Luft-Gemisches, das eine NOx-arme Verbrennung ermöglicht.This arrangement ensures a simple manner an optimally intimate mixing of combustion air with the gas, and thus the production of a gas-air mixture which x enables a low-carbon NO combustion.
Mit besonderen Vorteilen sind diese Erfindungsmerkmale für die Versorgung sogenannter Flächenbrenner anwendbar, weil sich das erfindungsgemäße Mischsystem mit einem solchen Brenner gut zu einer kompakten Einheit vereinigen läßt.These features of the invention can be used with particular advantages for the supply of so-called surface burners because the mixing system according to the invention can be easily combined with such a burner to form a compact unit.
Darüber hinaus erschließt diese Anordnung die Möglichkeit einer einfachen Wartung des Gasbrenners.In addition, this arrangement opens up the possibility of simple maintenance of the gas burner.
Wenn nämlich - nach einem weiteren Erfindungsmerkmal - die Luftführung zwischen einem die Mündung der Gaszufuhrleitung enthaltenden ortsfesten Teil und einem mit der Gemischführung und der mit ihr verbundenen Brennerplatte gemeinsam ortsbeweglichen Teil eine lösbare Stoßverbindung aufweist, dann kann dieser ortsbewegliche Teil sehr einfach vom ortsfesten Teil abgezogen werden, um einzelne Bestandteile zu warten oder auszutauschen.If, according to a further feature of the invention, the air duct between a stationary part containing the mouth of the gas supply line and a part movable together with the mixture guide and the burner plate connected to it has a detachable butt joint, then this part that can be moved can be easily removed from the stationary part to service or replace individual components.
Aufgabe der Erfindung ist ferner eine konstruktiv einfache Gestaltung der Halterung der Brennerplatte, die einer durch temperaturbedingte Spannungen verursachten Verformung vorbeugt, ohne die periphere Abdichtung des Randes der Brennerplatte zu beeinträchtigen.The object of the invention is also a structurally simple design of the holder of the burner plate, the deformation caused by temperature-related stresses prevents without affecting the peripheral sealing of the edge of the burner plate.
In diesem Sinne kann der Rand der Brennerplatte in der Halterung von einem äußeren und/oder inneren Haltering gehalten sein.In this sense, the edge of the burner plate can be held in the holder by an outer and / or inner retaining ring.
Gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal kann innerhalb der ringförmigen Halterung ein verdrehbarer Spannring gelagert sein, der an der Innenseite des Randes der Brennerplatte anliegt und dessen radial nach außen weisende Fortsätze in Ausnehmungen eines in der Halterung befestigten ortsfesten Ringes eingreifen und Teile dieses Ringes hintergreifen.According to a further feature of the invention, a rotatable clamping ring can be mounted within the annular holder, which rests on the inside of the edge of the burner plate and whose radially outward extensions engage in recesses of a fixed ring fastened in the holder and engage behind parts of this ring.
Ferner kann die Brennerplatte erfindungsgemäß mit einer in Richtung zum Brennraum erzeugten Vorspannung in ihrer Halterung befestigt sein.Furthermore, according to the invention, the burner plate can be fastened in its holder with a pretension generated in the direction of the combustion chamber.
Dank dieser Vorspannung entsteht in der peripheren Halterung der Brennerplatte ein vergleichsweise hoher Anpreßdruck und es kann mit einer metallischen Dichtung des Plattenrandes das Auslangen gefunden werden. Einer Verwerfung der Brennerplatte zu einer für die Dichtheit ungünstigen Form wird durch eine solche Spannungsvorgabe in Richtung zur Brennerkammer zuverlässig vorgebeugt; die Brennerplatte erhält durch diese Vorspannung zwangsläufig die Form einer Kalotte.Thanks to this preload, a comparatively high contact pressure is created in the peripheral holder of the burner plate and it is possible to find it out with a metallic seal on the plate edge. A warping of the burner plate to a form that is unfavorable for the tightness is reliably prevented by such a voltage specification in the direction of the burner chamber; This pretension inevitably gives the burner plate the shape of a calotte.
Weiters ist Aufgabe der Erfindung eine Verringerung der Schadstoffemissionen eines solchen Gasbrenners sowie eine volle Verwertung der von einem solchen Gasbrenner erzeugten Wärmeenergie.Another object of the invention is to reduce the pollutant emissions of such a gas burner and to fully utilize the thermal energy generated by such a gas burner.
In diesem Zusammenhang beruht die Erfindung auf der Erkenntnis, daß der NOx-Anfall wesentlich durch eine Kühlung des Gas-Luft-Gemisches und durch eine Kühlung der Brennerplatte verringert werden kann.In this context, the invention is based on the knowledge that the NO x accumulation can be reduced significantly by cooling the gas-air mixture and by cooling the burner plate.
Erfindungsgemäß ist deshalb vorgesehen, daß die Halterung der Brennerplatte zumindest einen ein Kühlmittel führenden Hohlraum bildet.According to the invention it is therefore provided that the holder of the burner plate forms at least one cavity carrying a coolant.
Diese Lösung bringt den Vorteil, daß das Kühlmittel, vorzugsweise Wasser, nicht nur das in der Gemischkammer befindliche Gas-Luft-Gemisch, sondern gleichzeitig auch die Brennerplatte selbst zu kühlen vermag und diesem Umstand ist es zuzuschreiben, daß die Brennerplatte vergleichsweise geringere Abmessungen als bisher aufweisen kann.This solution has the advantage that the coolant, preferably water, is able to cool not only the gas-air mixture in the mixture chamber, but also the burner plate itself, and this fact is due to the fact that the burner plate is comparatively smaller than before can have.
Zahlreiche weitere Erfindungsmerkmale sind der besseren Verständlichkeit wegen nachstehend an Hand der Zeichnungen erläutert, die Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes veranschaulichen.Numerous further features of the invention are explained below for the sake of clarity with reference to the drawings, which illustrate exemplary embodiments of the subject matter of the invention.
Im einzelnen zeigen
- Fig.1 einen Axialschnitt durch einen erfindungsgemäßen Gasbrenner,
- Fig.2 ein Detail dieses Gasbrenners schaubildlich,
- Fig.3 eine Ausführungsvariante des Gasbrenners gleichfalls im Axialschnitt,
- Fig.4 eine Untersicht der Brennerplatte nach den Fig. 1 und 3,
- Fig.5 die Gasdüse einer weiteren Ausführungsvariante in einem Horizontalschnitt,
- Fig.6 einen Vertikalschnitt durch die Gasdüse nach Fig.5,
- Fig.7 und 8 Horizontalschnitte durch Ausführungsvarianten einer solchen Gasdüse,
- Fig.9 die Luftführung und den Anschluß der zur Brennerplatte führenden Gemischführung im Vertikalschnitt,
- Fig.10 einen Horizontalschnitt durch die Luftführung und Gemischführung mit einer Teil-Draufsicht auf die Halterung der Brennerplatte,
- Fig.11 einen Vertikalschnitt durch die Gemischführung in größerem Maßstab,
- Fig.12 und 13 Horizontalschnitte durch einen Bestandteil der Gemischführung,
- Fig.14 einen Vertikalschnitt durch den Rand der Halterung der Brennerplatte,
- Fig.15 einen Vertikalschnitt durch eine Ausführungsvariante der Halterung mit einem Spannring,
- Fig. 16 bis 19 die Abwicklungen ringförmiger Bestandteile dieser Ausführungsvariante nach Fig.15,
- Fig.20 eine Draufsicht, teils einen Horizontalschnitt dieser Variante,
- Fig.21 einen Vertikalschnitt durch eine Ausführungsvariante mit Vorspannung der Brennerplatte und
- Fig.22 einen Vertikalschnitt durch eine Ausführungsvariante einer wassergekühlten Halterung.
- 1 shows an axial section through a gas burner according to the invention,
- 2 shows a detail of this gas burner,
- 3 shows a variant of the gas burner also in axial section,
- 4 shows a bottom view of the burner plate according to FIGS. 1 and 3,
- 5 shows the gas nozzle of a further embodiment variant in a horizontal section,
- 6 shows a vertical section through the gas nozzle according to FIG. 5,
- 7 and 8 horizontal sections through variants of such a gas nozzle,
- 9 the air duct and the connection of the mixture duct leading to the burner plate in vertical section,
- 10 shows a horizontal section through the air duct and mixture duct with a partial top view of the holder of the burner plate,
- 11 shows a vertical section through the mixture guide on a larger scale,
- 12 and 13 horizontal sections through a component of the mixture guide,
- 14 shows a vertical section through the edge of the holder of the burner plate,
- 15 shows a vertical section through an embodiment variant of the holder with a clamping ring,
- 16 to 19 the developments of ring-shaped components of this embodiment variant according to Fig. 15,
- 20 shows a plan view, partly a horizontal section of this variant,
- 21 shows a vertical section through an embodiment variant with pretensioning of the burner plate and
- 22 shows a vertical section through an embodiment variant of a water-cooled holder.
Sämtliche Zeichnungsfiguren betreffen sogenannte Sturzbrenner, deren Brennerplatten 1 einem unterhalb gelegenen Brennraum 24 zugewendet sind. Dieser Brennraum 24 kann beispeilsweise die Oberseite eines Kondensat-Wärmetauschers begrenzen.All drawing figures relate to so-called lintel burners, the
Gemäß der Fig.1 und 3 ist die Luftführung 15 eine solchen Gasbrenners über eine Kupplung an ein austauschbares Gebläse 16 einer jeweils optimal wählbaren Leistung angeschlossen, das zur Herstellung eines Gas-Luft-Gemisches einer Mischeinrichtung Luft zuführt. Entsprechend den zur Gemischbildung erforderlichen Widerständen in der Mischeinrichtung und im Gemischweg muß die Auslegung des Gebläses 16 für eine Grundeinstellung mit der optimalen Luftzahl gewählt werden.According to FIGS. 1 and 3, the
Weil ferner das Mischungsverhältnis für möglichst alle Betriebsbedingungen gleich bleiben soll, muß das Gebläse 16 im Bereich des erforderlichen Fördervolumens eine möglichst steile Kennlinie aufweisen, d.h. es soll in einem möglichst weiten Gegendruckbereich das Fördervolumen im wesentlichen gleich bleiben. Bei Brennwertgeräten sollen diese ohne Nachstellung sowohl an einen üblichen Kamin als auch an eine aus Edelstahl bestehende Abgasführung ohne wesentliche Änderung der Hygienewerte der Grundeinstellung betriebssicher angeschlossen werden können.Furthermore, because the mixing ratio should remain the same for as many operating conditions as possible, the
Die Gasbrenner nach den Fig.1 und 3 weisen eine von abwärts gerichteten Gemischaustrittsöffnungen 2 (Fig.4) durchsetzte und über die Gemischführung 3 mit einem Gas-Luft-Gemisch beschickbare Brennerplatte 1 auf, die an einer unteren Stirnwand 64 der zylindrischen Gemischführung 3 mittels einer zentrischen Verschraubung 4 und einer Haltescheibe 64ʹ befestigt ist. Diese Gemischführung 3 weist in einem Abstand von der Stirnwand 64 radiale Ausnehmungen 5 auf, über die das aus der Gemischführung 3 zuströmende Gemisch in die von der Halterung 7 der Brennerplatte 1 umschlossene Gemischkammer 6 austreten kann.The gas burners according to FIGS. 1 and 3 have a mixture outlet openings 2 (FIG. 4) which are directed downwards and which have a gas / air mixture through the
Die Höhe dieser Ausnehmungen 5 sollte einen bestimmten Grenzwert nicht überschreiten und der Abstand der Ausnehmungen 5 von der Brennerplatte 1 sollte einen gewissen Grenzwert nicht unterschreiten. Allgemein kann man die Gemessungsregel aufstellen, wonach der Abstand mindestens dem Doppelten der Höhe entsprechen sollte.The height of these
Die kreisrunde Brennerplatte 1 wird an ihrem Rand von der ringförmigen Halterung 7 gehalten, und zwar bei diesem dargestellten Ausführungsbeispiel vom horizontalen Schenkel eines winkelförmig profilierten äußeren Halteringes 8 gemäß Fig.2, der mittels Befestigungsorganen 9 an der zylindrischen Wandung der Halterung 7 befestigt ist und den Rand der Brennerplatte 1 dichtend gegen den einwärts gerichteten Randflansch 37 der Halterung 7 drückt.The
Die Gemischkammer 6 wird oben von einer Abschlußplatte 10 begrenzt, die von der Gemischführung 3 durchsetzt ist.The
Den radialen Ausnehmungen 5 des Mündungsbereiches der Gemischführung 3 ist eine Ringblende 11 zugeordnet, die zur Einstellung eines optimalen Gemischdurchsatzes mittels einer Spindel 12 axial verstellbar ist, um die Größe des Öffnungsquerschnittes zu bestimmen. Die Einstellung der Ringblende 11 und der Spindel 12 erfolgt mittels einer Gewindemutter 13 und einer Gegenmutter 14 am oberen, mit einem Gewinde versehenen Ende der Spindel 12 unter Abstützung gegen die obere Stirnwand 65 der Gemischführung 3.The radial recesses 5 of the mouth area of the
Dem oberen Bereich dieser Gemischführung 3 ist eine Luftführung 15 radial angeschlossen, in der die mittels des Gebläses 16 geförderte Verbrennungsluft zuströmt und mit Gas vermischt wird.An
In diese Luftführung 15 mündet nämlich koaxial und gegensinnig zum Luftstrom eine Gaszufuhrleitung 17 in einer austauschbar befestigten und koaxial von einer Düsenbohrung durchsetzten Gasdüse 18, die von einem Halterung 19 koaxial in der Luftführung gehalten wird. Dieser Haltering 19 bildet im Bereich der Gasdüse 18 eine als Stauscheibe wirkende Drossel, die den vorderen Teil der Luftführung 15 gegen den hinteren, als Mischkammer dienenden Teil abgrenzt.A
Das zuströmende Gas vermischt sich innig mit der im Gegenstrom geförderten Verbrennungsluft und dieses Gemisch gelangt dann über die Gemischführung 3 in die Gemischkammer 6 und zu den Gemischaustrittsöffnungen 2 der Brennerplatte 1. Durch die Umlenkung des Gemisches im Bereich der rechtwinkeligen Einmündung der Luftführung 15 in die Gemischführung 3 wird dessen gründliche Durchmischung zusätzlich begünstigt.The inflowing gas mixes intimately with the combustion air conveyed in countercurrent and this mixture then passes via the
Der zwischen dem Haltering 19 der Gasdüse 18 und der Gemischführung 3 verlaufende Teil der Luftführung 15 weist gemäß Fig.1 eine von schräg zur Achse verlaufenden Flanschen gebildete Stoßverbindung 20 auf, so daß der rechte Teil der Luftführung 15 gemeinsam mit der daran anschließenden Gemischführung 3 für Wartungsarbeiten nach Lösen der Verschraubung 4 problemlos von der Brennerplatte 1 und vom ortsfesten, die Gasdüse 18 enthaltenden Teil der Luftführung 15 abgenommen werden kann.The part of the
Der Gasbrenner umfaßt ferner die von einer Vielzahl von Ausnehmungen 2 durchsetzte Brennerplatte 1, die den Brennraum 24 von der Gemischkammer 6 trennt und zentral an der Gemischführung befestigt und abgestützt ist. In sämtlichen Gemischaustrittsöffnungen 2 dieses Flächenbrenners sollte tunlichst die gleichen Strömungsgeschwindigkeit auftreten, um bei geringen Luftzahlen ein Rückschlagen oder partielles Glühen der Brennerplatte 1 oder bei hohen Luftzahlen ein teilweises Abheben der Flammen zu verhindern.The gas burner further comprises the
Wie Fig.4 zeigt, ist diese Brennerplatte 1 von einer Vielzahl zueinander parallel verlaufender Scharen von Gemischaustrittsöffnungen 2 durchsetzt, die in voneinander distanzierte Gruppen gegliedert sind. Beispielsweise gesitzen die Lochscharen innerhalb dieser Gruppen jeweils einheitliche Abstände und jede fünfte Lochschar entfällt, so daß die verbleibenden Vierergruppen dadurch einen dem Doppelten des einheitlichen Abstandes entsprechenden Abstand voneinander aufweisen.As FIG. 4 shows, this
Das Lochbild der Brennerplatte 1 ist ebenso wie der Lochdurchmesser von Bedeutung für das Emissionsverhalten des Gasbrenners, für dessen Neigung zum Rückschlagen bzw. Abheben der Flammen sowie für die Bandbreite der Luftzahl.The hole pattern of the
Fig.3 zeigt eine Ausführungsvariante des Gasbrenners, derzufolge die Gaszufuhrleitung 17 durch eine Stirnwand 21 der Luftführung 15 koaxial zur Gasdüse 18 geführt ist und mit einer Gewindemuffe 22 in dieser Stirnwand 21 axial einstellbar gehalten wird.3 shows an embodiment variant of the gas burner, according to which the
Außerdem ist bei dieser Ausführungsvariante die zylindrische, mit der Gemischführung 3 koaxiale Halterung 7 der Brennerplatte 1 durch eine Isolierung 23 von einer den Brennraum 24 einschließenden und innerhalb eines Geräte-Gehäuses 25 befindlichen zylindrischen Wandung 26 getrennt.In addition, in this embodiment variant, the
Den radialen Ausnehmungen 5 des Mündungsbereiches der Gemischführung 3 ist innerhalb der Gemischkammer 6 ein konisch gestalteter, sich abwärts verjüngender, axial einstellbarer Verteilerteller 27 mit schräg aufwärts verlaufender Leitfläche zugeordnet, um das aus den Ausnehmungen 5 austretende Gemisch den Gemischaustrittsöffnungen 2 der Brennerplatte 1 möglichst gleichmäßig verteilt zuzuführen.The radial recesses 5 of the mouth area of the
Die Abschlußplatte 10 der Gemischkammer 6 bildet einen Teil der Gehäusedecke, die mit den Dichtungen 41 auf dem Rand des Geräte-Gehäuses 25 aufruht.The
Gemäß der in den Fig. 5 bis 14 dargestellten Ausführungsform eines Gasbrenners wird die Gasdüse 18 innerhalb der Luftführung 15 von einem seitlich in diese Luftführung 15 einragenden Ende der Gaszufuhrleitung 17 in einer dort untergebrachten Dichtung 28 gehalten und kann in diese Dichtung 28 einfach, nämlich verschraubungslos, eingesteckt werden.According to the embodiment of a gas burner shown in FIGS. 5 to 14, the
An ihrem dem Gebläse 16 zugewendeten Ende ist die Gasdüse 18 mittels eines Zapfens 29 in einer zentralen Ausnehmung 30 der Halterung 19 zentriert und an dem der Gemischführung 3 zugewendeten Ende wird sie durch ein Gewindestück verschlossen und von dem Federbügel 31 gehalten, dessen Enden gemäß Fig.6 in einander gegenüberliegenden Ausnehmungen 32 eine Rohrstutzens 33 verankerbar sind, der die Gasdüse 18 mit Abstand umgibt.At its end facing the
Das Gas tritt aus radialen Düsenbohrungen 34 aus, die innerhalb des Rohrstutzens 33 angeordnet sind und für eine intensive Vermischung des Gases mit der dort rasant durchströmenden Luft sorgen.The gas emerges from radial nozzle bores 34, which are arranged within the
Fig. 7 und 8 zeigen Varianten der Ausbildung der Gasdüse 18. So kann gemäß Fig. 7 und 8 der zentrierende Zapfen 29 als Gewindezapfen ausgebildet und verschraubt sein, und zwar kann er sich mit einem Schraubenkopf im Inneren der hohlen Gasdüse 18 (Fig.7) oder an deren freier Stirnseite (Fig.8) abstützen, wobei er im letztgenannten Fall auch der Fixierung des Federbügels 31 dienen kann, der in der Schraubnut des Schraubenkopfes Platz findet.7 and 8 show variants of the design of the
Fig.9 veranschaulicht deutlicher die Abnehmbarkeit des rechts der Stoßverbindung 20 der Luftführung 15 befindlichen Teiles, der auch die Gemischführung 3 und den an ihr befestigten Brennerkopf umfaßt, von dem links der Stoßverbindung 20 befindlichen ortsfesten, die Gasdüse 18 enthaltenden und an das Gebläse 16 angeschlossenen Teil. Ferner ist aus Fig.9 die Einstellung der axial beweglichen Ringblende 11 ersichtlich, die die Ausnehmungen 5 des Mündungsbereiches der Gemischführung 3 bedarfsweise mehr oder weniger weitgehend abdeckt (Fig.12,13). Der Einstellung dieser Ringblende 11 dient die bereits erwähnte Spindel 12, an deren unterem Ende ein dreiarmiger Träger 35 der Ringblende 11 lösbar befestigt ist, und dern oberes, mit einem Gewinde versehenes Ende einstellbar in einer Gewindemutter 13 verschraubt und mittels einer Gegenmutter 14 in einer Sollstellung fixierbar ist.Fig. 9 illustrates more clearly the removability of the part located on the right of the
Schließlich zeigt Fig.9 auch die Befestigung der Brennerplatte 1 in ihrer Halterung 7 mittels eines Halteringes 36, der an dem unteren Ende der Gemischführung 3 befestigt ist und den Rand der Brennerplatte 1 gegen den einwärts gerichteten Randflansch 37 der ringförmigen Halterung 7 drückt.Finally, FIG. 9 also shows the fastening of the
Mit der Außenseite der Gemischführung 3 ist auch die obere, eine Isolierung tragende Abschlußplatte 10 der Gemischkammer 6 fest verbunden, deren Rand über eine Dichtung 38 am Rand der ringförmigen Halterung 7 dichtend anliegt und gemäß Fig.10 von Pratzen 39 gehalten ist, die am Rand der Gehäusedecke 40 befestigt sind.With the outside of the
Diese Gehäusedecke 40, an der auch die Halterung 7 mit ihrem Rand über eine Dichtung 41 aufliegt, enthält Isoliermaterial und wird - gemäß Fig.14 - vom isolierenden Mantel 43 einer Zündelektrode 42 durchsetzt, deren Anschluß aufwärts aus der Gehäusedecke 40 ausragt und deren unteres Ende sich unterhalb der Brennerplatte 1 befindet.This
Diese Zündelektrode ist von unten her einschiebbar und wird von einer Feder 44 gehalten, die in einer Vertiefung 45 des Mantels 43 einrastet und an einem Ansatz 46 der Gehäusedecke 40 mittels einer Schraube befestigt ist.This ignition electrode can be inserted from below and is held by a
Die Fig. 15 bis 20 stellen eine andere Ausführungsform der Halterung 7 der Brennerplatte 1 dar, und zwar umfaßt die Halterung 7 einen Gemisch-Leitring 47, der in der Halterung 7 einen peripheren Ringraum 48 abgrenzt. An ihrer Peripherie nimmt die Halterung 7 einen ortsfesten Ring 49 auf, der mit der Innenseite der ringförmigen Halterung 7 verschweißt ist und von deren einwärtsgerichtetem Randflansch 37 untergriffen wird.15 to 20 illustrate another embodiment of the
An diesem ortsfesten Ring 49 ist der drehbare Spannring 50 verankerbar, und zwar besitzt dieser ortsfeste Ring 49 gemäß Fig.19 nach oben offene, jedoch hinterschnittene Ausnehmungen 51, in die nach außen weisende radiale Fortsätze 52 des Spannringes 50 eingreifen.The
Unterhalb dieser radialen Fortsätze 52 ist der Spannring 50 federnd elastisch, nämlich etwa V-förmig, profiliert und dückt mit seiner Unterkante 53 gegen den Rand der Brennerplatte 1.Below these
Weil diese Brennerplatte 1 mit der Ebene ihrer Unterseite (Außenseite) gegenüber einem Randflansch 37 der Halterung 7 abgesetzt ist und vorragt, ist die Hitzeeinwirkung der Brennerflammen auf die Halterung 7 vergleichsweise gering.Because this
Die Spannkraft des Spannringes 50 kann auf beliebig wählbare konstruktive Weise auf den Rand der Brennerplatte 1 übertragen werden.The clamping force of the clamping
So können etwa gemäß Fig.16 gewölbt profilierte, in Abständen voneinander angeordnete Zungen 54 vorgesehen werden oder aus einem durchlaufenden Rand ausgebeulte Noppen 55 gemäß Fig.17. Man kann den unteren Rand des Spannringes 50 aber auch glatt (eben) ausbilden, wenn man den Fortsätzen 52 eine in der mit dem Pfeil 56 bezeichneten Spannrichtung ansteigende schräge Anlauffläche 57 gibt.For example, according to FIG. 16,
Aus Fig.18 ist noch ersichtlich, daß der Spannring 50 zwischen seinen radial nach außen ragenden Fortsätzen 52 mit aufrechten Stegen 58 ausgebildet ist, die bedarfsweise zur Fixierung des Spannringes 50 in eine der Ausnehmungen 51 es ortsfesten Ringes 49 eingreifend abkantbar sind.From Fig. 18 it can still be seen that the clamping
Fig.15 zeigt ferner noch eine peripher angeordnete Arretierung 59 der Halterung 7 in bezug zur ortsfesten Gehäusedecke 40.15 also shows a peripherally arranged locking
Drei periphere, im gleichen Winkelabstand voneinander einwärts abgebogene Nocken 60 des ortsfesten Ringes 49 sichern im Eingriff mit drei zugeordneten Ausschnitten 61 der Peripherie der Brennerplatte 1 diese Platte beim Spannen mittels des drehbaren Spannringes 50 gegen eine Verdrehung; sie sind aus Fig.20 ersichtlich.Three
Fig.21 zeigt einen Querschnitt durch einen Gasbrenner, dessen Brennerplatte 1 mit Vorspannung in ihrer Halterung 7 eingespannt ist.Fig. 21 shows a cross section through a gas burner, the
In ihrem Zentrum ist diese Brennerplatte 1 gegen die Stirnwand 64 der Gemischführung 3 abgestützt und ein Zapfen 65 dient der einwandfreien Zentrierung der Brennerplatte 1 an dieser Stirnwand 64. Die Vorspannung der Brennerplatte 1 ist mittels der Schraubbolzen 61 und eines verschraubbaren Ringes 63 einstellbar.At its center, this
Die linke bzw. rechte Hälfte der Zeichnung zeigen zwei verschiedene Varianten der Ausbildung der peripheren Halterung 7 der Brennerplatte 1 am Brennergehäuse 25.The left and right half of the drawing show two different variants of the design of the
Bei beiderlei Varianten ist der Rand der Brennerplatte 1 zwischen einem stützenden Flansch 37 und einem überdeckenden Flansch 62 der Halterung 7 dichtend eingespannt.In both variants, the edge of the
Gemäß dem linken Teil der Darstellung ist der überdeckende Flansch 62 der Halterung 7 von einem mit dem Brennergehäuse 25 mittels Schraubbolzen 61 verschraubbaren Ring 63 gebildet.According to the left part of the illustration, the overlapping
Hingegen ist bei der im rechten Teil der Zeichnung dargestellten Variante der überdeckende Flansch 62 der Halterung 7 an dem am Gehäuse 25 befestigten stützenden Flansch 37 der Halterung 7 befestigt.On the other hand, in the variant shown in the right part of the drawing, the overlapping
Bei beiden Variaten könnte der stützende Flansch 37 ais Schenkel eines am Gehäuse 25 befestigten Z- oder U-Profiles gestaltet sein.In both variants, the supporting
Fig.22 zeigt schließlich eine Halterung 7, die von einem Hohlprofil 67 verkörpert wird und einen wasserführenden Hohlraum 68 einschließt sowie einen einwärts gerichteten Ringflansch 37 trägt, auf dem die Brennerplatte 1 aufliegt. Die isolierende obere Abschlußplatte 10 der Gemischkammer 6 ruht in einem ringförmigen, mit einer Dichtung 38 bestückten Auflager 69 des Hohlprofiles 67 und ist gemeinsam mit der Brennerplatte 1 und der Gemischführung 3 aus der Halterung abziehbar.Finally, FIG. 22 shows a
Das die Halterung 7 bildende Hohlprofil 67 kann auch ein Teil des Gehäuses 25 sein und sein Hohlraum 68 ist zwecks Verwertung der vom Kühlmittel, vorzugsweise Wasser, aufgenommenen Wärme an das Umlaufsystem eines Wasserheizers, z.B. an der Vor- und Rücklauf einer Heizungsanlage, anschließbar.The
Wie schon erwähnt kann der zylindrische, unten durch einen Boden begrenzte Brennraum 24 eines erfindungsgemäßen Gasbrenners innerhalb des Gehäuses eines Wasserheizers angeordnet sein. Der Boden des Brennraumes 24 kann durch die gegebenenfalls rinnenförmig profilierte Oberseite eines Kondensatwärmetauschers gebildet werden.As already mentioned, the
Die Außenseite (Oberseite) der von der Gemischführung 3 durchsetzten, die Gemischkammer 6 oben anschließenden Platte 10 sowie der die Halterung 7 der Brennerplatte 1 umschließende Bereich der Gehäusedecke 40 sind zweckmäßigerweise mit einem Isoliermaterial gefüllt, wie dies die Fig.6,9,14,15 und 21 zeigen.The outside (top) of the
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