EP0326185B1

EP0326185B1 - Atmospheric gas burner

Info

Publication number: EP0326185B1
Application number: EP89102126A
Authority: EP
Inventors: Bernd Bittmann; Donald Hellmann; Kurt Pelzer; Thomas Pieper; Jürgen Dr. Tenhumberg
Original assignee: Vaillant Austria GmbH; Nv Vaillant Sa; Joh Vaillant GmbH and Co; Vaillant GmbH; Vaillant SARL; Vaillant Ltd; Vaillant-Schonewelle BV
Current assignee: Vaillant BV
Priority date: 1985-10-05
Filing date: 1986-10-06
Publication date: 1992-04-29
Anticipated expiration: 2006-10-06
Also published as: EP0238572A1; EP0322399A1; DE3679831D1; ATE100556T1; US4915620A; EP0238572B1; ATE75533T1; EP0323439B1; EP0327135B1; EP0322399B1; ATE69870T1; DE3685119D1; EP0322399B2; EP0323439A1; EP0327135A1; ATE64449T1; ATE71706T1; EP0326185A1; DE3683506D1; DE3682685D1

Abstract

The tube (1) for an atmospheric gas burner, with flame holes through its top surface (7), has gas delivered to its interior by a concentric supply tube (3). It has cooling rods (2) supported above the flame holes, parallel to the axis of the tubes. Three rods of steel or refractory ceramic material can be used, carried by a support (9) half-way along the tube, to cool the cores of the flames. A very wide variety of cooling elements is shown, and supports can be used at different positions on the tube. The rods can be located along a straight line, or can form an arc of a circle spaced from the tube, and different types of support are shown.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen atmosphärischen Gasbrenner gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.The invention relates to an atmospheric gas burner according to the preambles of the independent claims.

Ein solcher Gasbrenner ist sowohl aus der US-A-45 25 141, der DE-U-8 507 804 wie auch der De-U-8 603 672 bekannt, wobei das letztgenannte Gebrauchsmuster im Prioritä sintervall liegt. Bei dem aus der US-A-4525 141 vorbekannten Gasbrenner dienen als Halterungen massive Ringe, die auf das Brennerrohr aufgeschoben und daran derart befestigt werden, daß sie das Brennerrohr satt umschließen. Solche Ringe müssen naturgemäß für den jeweiligen Rohrdurchmesser des Brennerrohres mit einem einen Paßsitz ergebenden Innendurchmesser gefertigt beziehungweise auf Lager gehalten werden. Bedarf das Brennerrohr einer Wartung oder eines Austausches, müssen diese Ringe entweder mit ausgetauscht oder zeitaufwendig abgenommen werden. Durch den Paßsitz dieser massiven Ringe ergibt sich auch eine unerwünscht gute Wärmeleitung zwischen dem zu kühlenden Brennerrohr und den zu seiner Kühlung bestimmten Kühlstäben, so daß ein Teil der von letzteren im Flammenbereich zweckdienlich aufgenommenen Hitze nicht abgeleitet, sondern in das Brennerrohr eingeleitet wird.Such a gas burner is known both from US-A-45 25 141, DE-U-8 507 804 and De-U-8 603 672, the latter utility model being in the priority interval. In the gas burner previously known from US-A-4525 141, solid rings serve as holders, which are pushed onto the burner tube and fastened thereon in such a way that they surround the burner tube properly. Such rings naturally have to be manufactured or kept in stock for the respective tube diameter of the burner tube with an inner diameter resulting in a snug fit. If the burner tube needs maintenance or replacement, these rings must either be replaced or removed in a time-consuming process. The fit of these massive rings also results in an undesirably good heat conduction between the burner tube to be cooled and the cooling rods intended for its cooling, so that part of the heat expediently absorbed by the latter in the flame area is not dissipated, but rather is introduced into the burner tube.

Bei dem aus der DE-U-8 507 804 vorbekannten Gasbrenner dienen als Halterung von Kühlstäben U-förmig abgekantete Bleche, die sich mit einem Steg quer über das Brennerrohr erstrecken und mit zwei senkrechten Schenkeln an den Brennerrohr flanken tangierend befestigt sind. Durch diese Art der Befestigung wird aber die Wandung des Brennerrohres örtlich erheblich geschwächt, und diese Befestigung, die außerdem höhenverstellbar sein soll, kann allzu leicht örtliche Schäden in dieser thermisch hoch beanspruchten Wandung verursachen und bildet diesbezüglich eine beständige Gefahrenquelle, zumal sich durch die Brennertemperaturen verursachte unterschiedlich thermisch bedingte Formänderungen zwangsläufig, speziell in diesem Wandungsbereich, ungünstig auswirken müssen.In the gas burner known from DE-U-8 507 804, U-shaped sheets are used as holders for cooling rods, which extend across the burner tube with a web and are attached tangentially to the burner tube with two vertical legs. With this type of fastening, however, the wall of the burner tube is considerably weakened locally, and this fastening, which is also said to be adjustable in height, can all too easily cause local damage in this thermally highly stressed wall and forms a constant source of danger in this regard, especially since it was caused by the burner temperatures different thermal changes in shape necessarily have an adverse effect, especially in this wall area.

Aus der DE-U-8 603 672 geht ein atmosphärischer Gasbrenner hervor, der über einem Brennerrohr im Flammenbereich Kühlstäbe aufweist, die zwischen seinen Endhaltern in Abhängigkeit von der Länge des Brennerrohres mit einem oder mehreren am Brennerrohr fest oder lösbar fixierten Haltern gelagert ist, wobei die Halter als Spannschelle ausgebildet sind.DE-U-8 603 672 shows an atmospheric gas burner which has cooling rods above a burner tube in the flame area and is mounted between its end holders depending on the length of the burner tube with one or more holders which are fixed or detachably fixed to the burner tube, wherein the holders are designed as a clamp.

Erfindungsgemäß werden die oben geschilderten Nachteile der vorbekannten Halterunden bei einem Gasbrenner der eingangs näher bezeichneten Art durch die in den unabhängigen Patentansprüchen aufgenommenen Merkmale vermieden.According to the invention, the above-described disadvantages of the previously known holding rounds in a gas burner of the type specified in the introduction are avoided by the features included in the independent patent claims.

Eine solche geeignet gestaltete Blechlamelle beansprucht wenig Raum, kann in Bereichen des Brennerrohres befestigt werden, die frei von Gemischaustrittsöffnungen sind und ist aus vergleichsweise dünnem Blech herstellbar, das dementsprechend eine geringe Wärmeleitfähigkeit besitzt. Dadurch, daß ein solches Blechgebilde bereichsweise satt auf der Brennerrohrwandung aufliegt, bildet es eine solide Halterung gleichwohl es mit geringem Arbeits- und Kostenaufwand aus einfach verarbeitbaren Material herstellbar ist.Such a suitably designed sheet metal lamella takes up little space, can be fastened in areas of the burner tube which are free of mixture outlet openings and can be produced from comparatively thin sheet metal, which accordingly has a low thermal conductivity. Characterized in that such a sheet metal structure rests in places on the burner tube wall, it forms a solid holder, nevertheless it can be produced from easily processable material with little effort and expense.

Für eine zweckdienliche Gestaltung der Halterung stehen im Rahmen der Erfindung vorteilhafterweise mannigfaltige Möglichkeiten offen.A variety of options are advantageously available within the scope of the invention for an expedient design of the holder.

So kann eine solche Halterung erfindungsgemäß aus einem zumindest einen Kühlstab zumindest bereichsweise umfassenden, vorzugsweise aus einem Band geformten Gebilde bestehen. Ein solches Gebilde kann den Kühlstab umfanggeschlossen umfassen und unterhalb des Kühlstabes einen doppelwandigen Tragsteg oder divergierend gespreizte Tragbeine bilden. Man kann aber auch solche Gebilde in paarweiser Anordnung jeweils nur an Flankenbereichen von Kühlstäben anliegen und oberhalb dieser Flankenbereiche divergierend offene Halterungen bilden lassen.Thus, according to the invention, such a holder can consist of a structure which at least in regions comprises at least one cooling rod and is preferably formed from a band. Such a structure can encompass the cooling rod in a circumferentially closed manner and form a double-walled supporting web or diverging spreading supporting legs below the cooling rod. However, such structures can also be applied in pairs in each case only to flank areas of cooling rods and can have diverging open holders formed above these flank areas.

Ferner ist es im Rahmen der Erfindung auch möglich, die Halterungen an Rohrschellen zu befestigen, deren lichter Durchmesser dem Außendurchmesser des Brennerrohres entspricht und die an diesem konformen Brennerrohr anklemmbar sind.Furthermore, it is also possible within the scope of the invention to fasten the brackets to pipe clamps, the inside diameter of which corresponds to the outside diameter of the burner tube and which can be clamped onto this compliant burner tube.

Weitere Erfindungsmerkmale solcher Rohrschellen sind nachstehend erläutert und bilden die Gegenstände von Unteransprüchen.Further features of the invention of such pipe clamps are explained below and form the subject of subclaims.

Die Zeichnungen stellen Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dar, und zwar zeigt

Figur 1 die Stirnansicht einer Halterung im Querschnitt durch das Brennerrohr und
Figur 2 einen Teil-Längsschnitt durch den Bereich dieser Halterung.
Figur 3 zeigt in gleicher Weise wie Fig.1 eine Variante und
Figur 4 ist der zugehörige Längsschnitt nach IV-IV der Fig.3.
Figur 5 stellt wiederum so wie Figur 1 eine weitere Ausführungsvariante dar und
Figur 6 ist wieder der zugehörige Längsschnitt nach VI-VI der Figur 5.
Figur 7 ist die Stirnansicht einer als Rohrschelle ausgebildeten Halterung,
Figur 8 ist ein Schnitt nach VIII-VIII und
Figur 9 ein Schnitt nach IX-IX der Figur 7.
Figur 10 stellt eine abgewandelte Ausführungsform wieder in einer Stirnansicht dar und
Figur 11 ist ein Vertikalschnitt nach XI-XI der Figur 10.
Figur 12 bis 15 zeigen Ausführungsvarianten des oberen mit den Kühlstäben zusammenwirkenden Bereiches in Vertikalschnitten. Die
Figuren 16 und 17 betreffen weitere Ausführungsvarianten solcher Rohrschellen in Querschnitten durch das Brennerrohr und
Figur 18 ist eine Draufsicht auf ein mit solchen Halterungen ausgestattetes Brennerrohr.

The drawings illustrate exemplary embodiments of the subject matter of the invention, specifically showing

Figure 1 is an end view of a bracket in cross section through the burner tube and
Figure 2 is a partial longitudinal section through the area of this bracket.
Figure 3 shows a variant in the same way as Figure 1 and
Figure 4 is the associated longitudinal section according to IV-IV of Figure 3.
FIG. 5 shows a further embodiment variant like FIG. 1 and
Figure 6 is again the associated longitudinal section according to VI-VI of Figure 5.
FIG. 7 is the end view of a holder designed as a pipe clamp,
Figure 8 is a section along VIII-VIII and
9 shows a section along IX-IX of FIG. 7.
Figure 10 shows a modified embodiment again in a front view and
Figure 11 is a vertical section according to XI-XI of Figure 10.
FIGS. 12 to 15 show design variants of the upper area interacting with the cooling rods in vertical sections. The
FIGS. 16 and 17 relate to further design variants of such pipe clamps in cross sections through the burner pipe and
Figure 18 is a plan view of a burner tube equipped with such brackets.

Die Figuren 1 bis 6 zeigen zunächst Brennerrohre 1 mit zur Lagerung von Kühlstäben 2 dienenden Halterungen 3, die zumindest einen Kühlstab 2 zumindest bereichsweise umfassende Schlaufen bilden und aus einem Band oder Draht geformt sind.FIGS. 1 to 6 first show burner tubes 1 with brackets 3 which serve for the storage of cooling rods 2, which form at least one cooling rod 2 at least in regions comprising loops and are formed from a strip or wire.

Das die Halterung 3 verkörpernde Bandgebilde nach Figur 1 umfaßt die Kühlstäbe 2 zur Gänze, also umfanggeschlossen und bildet unterhalb der Kühlstäbe doppelwandige Tragstege.The band structure embodying the holder 3 according to FIG. 1 encompasses the cooling rods 2 entirely, that is to say in a closed manner, and forms double-walled supporting webs below the cooling rods.

Gemäß der Ausführungsform nach Figur 3 bildet eine solche Halterung 3 unterhalb der Kühlstäbe 2 gespreizte Standbeine und bei der Ausführungsform nach Figur 5 liegt das die Halterung 3 verkörpernde Bandgebilde nur an den Flanken der Kühlstäbe 2 an und bildet oberhalb dieser Flankenbereiche mit divergierenden Flügeln offene, zum Einfügen der Kühlstäbe 2 geeignete Aufnahmen.According to the embodiment according to FIG. 3, such a holder 3 forms spread legs below the cooling rods 2 and in the embodiment according to FIG. 5 the band structure embodying the holder 3 only rests on the flanks of the cooling rods 2 and forms open, above these flank regions with divergent wings Insert the cooling rods 2 suitable recordings.

Alle diese Bandgebilde besitzen Winkelschenkel, deren Krümmung jener der Wandung des Brennerrohres 1 entspricht und sind mittels dieser Winkelschenkel an dieser Wandung flächig anliegend befestigt.All of these band structures have angle legs, the curvature of which corresponds to that of the wall of the burner tube 1 and are attached to this wall so as to lie flat against this wall.

Die Figuren 7 bis 18 zeigen Ausführungsformen von Halterungen 3, die an Rohrschellen 4 befestigt sind, mit denen sie die Wandung des zylindrischen Brennerrohres 1 umschließen. Eine solche ringförmige Rohrschelle 4 liegt unmittelbar an der Außenseite des Brennerrohres 1 an und endet an ihrer Unterseite in zwei unter Belassung eines Abstandes 5 einander parallel gegenüberliegenden Schenkeln 6, deren Bohrungen 7 fluchten und die mittels eines nicht dargestellten Bolzens gegeneinander preßbar sind, um die Rohrschelle 4 an der Brennerrohrwandung anzuklemmen.Figures 7 to 18 show embodiments of brackets 3, which are attached to pipe clamps 4, with which they enclose the wall of the cylindrical burner tube 1. Such an annular pipe clamp 4 rests directly on the outside of the burner tube 1 and ends on its underside in two parallel legs 6, the bores 7 of which are aligned and leave a distance 5 apart and which can be pressed against one another by means of a bolt (not shown) around the pipe clamp 4 to be clamped to the burner tube wall.

Auf der Oberseite dieser Rohrschelle 4 ist die eigentliche Halterung 3 aufgeschweißt; sie besteht aus einer Scheibe 8 mit zwei Tragarmen, die ihrerseits an der Brennerrohrwandung flächig anliegende, abgekantete Schenkel 9 tragen. Diese beiden Tragarme begrenzen eine Ausnehmung 10, durch die sich die Flammen des Brenners von einer zur anderen Seite der Halterung 3 fortpflanzen können, sobald der Brenner gezündet wird.The actual holder 3 is welded onto the top of this pipe clamp 4; it consists of a disk 8 with two support arms, which in turn bear flat, folded legs 9 on the burner tube wall. These two support arms delimit a recess 10 through which the flames of the burner can propagate from one side to the other of the holder 3 as soon as the burner is ignited.

Gemäß Figur 7 und 10 sind im oberen Rand der Scheibe 8 der Halterung 3 drei sich abwärts verjüngende Nuten 11 angeordnet, deren Mittelpunkte auf einem Teilkreis 12 liegen, der zur Achse 13 des Brennerrohres 1 konzentrisch ist. Dadurch sind die Kühlstäbe 2 durchwegs gleich weit von der Brennerrohrwandung entfernt.According to FIGS. 7 and 10, three downwardly tapering grooves 11 are arranged in the upper edge of the disk 8 of the holder 3, the center points of which lie on a pitch circle 12 which is concentric with the axis 13 of the burner tube 1. As a result, the cooling rods 2 are equally far from the burner tube wall.

Die von den Mittelpunkten der Nuten 11 definierten Radien schließen Zentriwinkel α einer Größe von etwa 27° ein.The radii defined by the center points of the grooves 11 include central angles α of a size of approximately 27 °.

Die Figuren 8 und 9 zeigen Schnitte VIII und IX, die entlang der Radien der beiden äußeren Nuten 11 geführt sind und zeigen, daß die Halterung 3 an ihren beiden seitlichen Rändern Befestigungsorgane in Form von Abwinkelungen 13 bzw. 14 aufweist; die eine Abwinkelung 13 besitzt ein Loch 15, die andere 14 eine Hinterschneidung 16.Figures 8 and 9 show sections VIII and IX, which are guided along the radii of the two outer grooves 11 and show that the holder 3 has fastening members in the form of bends 13 and 14 on its two lateral edges; one bend 13 has a hole 15, the other 14 has an undercut 16.

Gemäß Figur 16 kann durch das Loch 15 das Ende eines Bügels 17 geführt werden, dessen anderes Ende sich in der Hinterschneidung 16 verankern läßt und der die Kühlstäbe 2 in den Nuten 11 festhält und sie gegen den Boden dieser sich verjüngenden Nuten 11 preßt, so daß sie darin auch axial festgehalten werden.According to Figure 16, the end of a bracket 17 can be passed through the hole 15, the other end of which can be anchored in the undercut 16 and which holds the cooling rods 2 in the grooves 11 and presses them against the bottom of these tapering grooves 11, so that they are also held axially in it.

Die zugehörige zweite Halterung 3 ist in den Figuren 10 und 17 dargestellt; sie ist hinsichtlich der zu ihrer Befestigung am Brennerrohr 1 dienenden Organe gleich jener nach den Figuren 9 und 16. Die Halterung 3 dieser Rohrschelle 4 weist jedoch drei runde Löcher 18 zur Lagerung der Kühlstäbe 2 auf, in denen diese gleitend lagern und nur radial gehalten sind.The associated second bracket 3 is shown in Figures 10 and 17; in terms of the organs used to attach it to the burner tube 1, it is the same as that shown in FIGS. 9 and 16. However, the holder 3 of this pipe clamp 4 has three round holes 18 for mounting the cooling rods 2, in which they slide and are only held radially .

Die Figuren 11 und 12 zeigen Querschnitte der Halterung 3 gemäß Figur 10 in den Ebenen XI-XI und XII-XII. Die Figuren 13 bis 15 stellen Ausführungsvarianten dar, denenzufolge die Halterunen 3 mit einer Schrägversteifung ausge= bildet und mit der Rohrschelle 4 einstückig gefertigt sein können.FIGS. 11 and 12 show cross sections of the holder 3 according to FIG. 10 in the planes XI-XI and XII-XII. FIGS. 13 to 15 represent design variants, according to which the retaining rods 3 are formed with an oblique reinforcement and can be manufactured in one piece with the pipe clamp 4.

Die Anordnung der Rohrschellen 4 am Brennerrohr 1 ist in der Figur 18 dargestellt, die ein einzelnes Brennerrohr 1 in Draufsicht zeigt. Dieses Brennerrohr 1 ist an seiner Stirnseite 20 geschlossen und am gegenüberliegenden Ende 21 ist ein Mischrohr 22 vorgesehen, das in das Brennerrohr 1 mündet und in das eine Gaszufuhrleitung 23 über eine Gasdüse 24 mit Luft vermischtes Gas einbläst.The arrangement of the pipe clamps 4 on the burner tube 1 is shown in FIG. 18, which shows a single burner tube 1 in plan view. This burner tube 1 is closed on its end face 20 and a mixing tube 22 is provided at the opposite end 21, which opens into the burner tube 1 and into which a gas supply line 23 blows gas mixed with air via a gas nozzle 24.

Als Gemischaustrittsöffnungen 25 sind Gruppen von Löchern und Gruppen von Schlitzen alternierend angeordnet. Die Kühlstäbe 2 verlaufen derart, daß sie nur Bereiche von Löchern abdecken, aber nie Bereiche der Schlitzgruppen. Sind als Gemischaustrittsöfnungen 25 größere und kleinere Ausnehmungen anderer Figuration vorgesehen, dann sind die Kühlstäbe 2 so zu bemessen und anzuordnen, daß sie jeweils die runden Öffnungen abdecken bzw. überlaufen.Groups of holes and groups of slots are arranged alternately as mixture outlet openings 25. The cooling rods 2 run such that they only cover areas of holes, but never areas of the slot groups. If 25 larger and smaller recesses of another figuration are provided as mixture outlet openings, then the cooling rods 2 are to be dimensioned and arranged such that they cover or overflow the round openings.

Aus der Figur 18 ist auch ersichtlich, daß jeweils zweierlei Halterungen 3 vorgesehen sind, von denen die der Stirnseite 20 nähere nach Figur 17 ausgebildet ist, wogegen die andere nach Figur 10 die Kühlstäbe 2 gleitend lagert, um Längenänderungen infolge unterschiedlicher Ausdehnungskoeffizienten des Materiales der Kühlstäbe 2 bzw. des Brennerrohres 1 ausgleichen zu können.From FIG. 18 it can also be seen that two types of brackets 3 are provided, one of which is closer to the end face 20 according to FIG. 17, whereas the other according to FIG. 10 slides the cooling rods 2 by length changes due to different expansion coefficients of the material of the cooling rods 2 or the burner tube 1 to be able to compensate.

Claims

1. An atmospheric gas burner comprising at least one elongate burner tube (1), which is disposed within a combustion chamber and is formed in its wall at the top with mixture outlet openings for a gras-air mixture that is supplied to the burner tube (1), wherein said preferably metallic burner tube (1) has associated with it with at least one holder (3) for the fixat on of at least one cooling rod (2), which preferably consists of ceramic material and is substantially parallel to the axis of the burner tube (1) and spaced from the tube wall, characterized in that the holder (3) consists of a sheet metal element, which is in part in contact with the outside surface of tee wall of the burner tube (1).

2. A gas burner according to claim 1, characterized in that the sheet metal element (3) is formed by a strip, which surrounds at least one cooling rod (2) at least in part (Figures 1 to 6).

3. A gas burner according to claim 2, characterized in that tee strip entirely surrounds the cooling rod (2) and constitutes a double-walled carrying web below the cooling rod.

4. A gas burner according to claim 2, characterized that the strip entirely surrounds the cooling rod (2) and below the cooling rod (2) constitutes divergently straddled carrying legs (Figures 1 and 2).

5. A gas burner according to claim 2, characterized in that the strip consists of parts which are in contact with mutually opposite side face portions of the cooling rods (2) and above said side face portions is divergently open (Figures 5 and 6).

6. An atmospheric gas burner comprising at least one elongate burner tube (1), which is disposed within a combustion chamber and is formed in its wall at tee top with mixture outlet openings for a gas-air mixture that is supplied to the burner tube (1), wherein said preferably metallic burner tube (1) has associated with it with at least one holder (3) for the fixation of at least one cooling rod (2), which preferably consists of ceramic material and is substantially parallel to the axis of the burner tube (1) and spaced from the tube wall, characterized in that tee holder (3) is secured to pipe clips (4). The inside diameter of which corresponds to the outside diameter of the burner tube (1) and which are adapted to be clipped to said burner tube (1), one pipe clip (4) of at least one pair thereof is provided with a holder (3) for radially fixing the cooling rods (2) and the other with a holder (3) for receiving and supporting the cooling rods (2) (Figures 7 and 10, respectively).

7. A gas burner according to claim 6, characterized in that said one of the two holders (3, Figure 7) has tapering grooves (11) for tee axial fixation and the other has peripherally closed holes (18) for the radially fixation of the cooling rods (2) (Figures 7 and 10, respectively).

8. A gas burner according to claim 7, characterized by a U-shaped member (17), which is adapted to be anchored on the holder (3) that is formed with grooves (11) and which serves to straddle the cooling rods (2) which are mounted in said grooves (11).

9. A gas burner according to claim 8, characterized in that means (13, 15 and 14, 16) for anchoring the U-shaped member (17) are provided on the two side faces of the holder (3) (Figures 7 to 9 and 16).