EP0967435B1

EP0967435B1 - Pilot burner

Info

Publication number: EP0967435B1
Application number: EP99109179A
Authority: EP
Inventors: Josef Brandtner; Markus Jäger; Uwe Armbruster
Original assignee: Truma Geraetetechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Truma Geraetetechnik GmbH and Co KG
Priority date: 1998-06-26
Filing date: 1999-05-10
Publication date: 2003-08-27
Anticipated expiration: 2019-05-10
Also published as: DE19828602C1; EP0967435A1; DE59906737D1

Description

Die Erfindung betrifft einen Zündbrenner gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a pilot burner according to the preamble of claim 1.

Ein derartiger Zündbrenner (US 3,184,337) besteht aus zwei Gehäuseschalen aus umgeformtem Blech, die mittels entsprechender Falze zueinandergefügt worden sind. Die Gehäuseschalen umschließen dabei einen Brenngaseinlaß und einen Primärlufteinlaß zum Zuführen von Primärluft, die mit dem Brenngas in einem Mischkanal zu einem Gas-Luftgemisch vermischt wird, welches anschließend an einem Gas-Luftgemischauslaß vom Zündbrenner abgegeben wird, wo es verbrennt. Zur Überwachung der Flamme am Zündbrenner ist ein Thermoelement vorgesehen, das durch die Flamme erwärmt wird. Fällt die Erwärmung z. B. nach Erlöschen der Flamme unter einen bestimmten Grenzwert ab, unterbricht das Thermoelement über ein Magnetventil die Brenngaszufuhr zu dem Zündbrenner.Such a pilot burner (US 3,184,337) consists of two housing shells made of formed sheet metal, which have been joined together using appropriate folds are. The housing shells enclose a fuel gas inlet and one Primary air inlet for supplying primary air with the fuel gas in one Mixing channel is mixed to a gas-air mixture, which is then at a gas-air mixture outlet from the pilot burner, where it is burns. A thermocouple is used to monitor the flame on the pilot burner provided that is heated by the flame. The warming falls z. B. after the flame goes out below a certain limit, interrupts the thermocouple via a solenoid valve to the fuel gas supply Pilot burner.

Beim Einsatz des Zündbrenners, z. B. in Flüssiggas-Fahrzeugheizungen, ist permanent eine Flamme zur Verfügung zu stellen. Zum einen soll dadurch das Entzünden des Hauptbrenners in Form eines atmosphärischen Heizbrenners erleichtert werden, so daß bei diesem lediglich die Brenngaszufuhr geöffnet werden muß, Zum anderen stellt die Zündflamme sicher, daß z. B. durch Undichtigkeiten am Hauptbrenner austretendes Brenngas sofort verbrannt wird. Eine gefährliche Konzentration von noch nicht verbranntem Gas in der Heizung wird somit zuverlässig vermieden. Dabei erfordert der ebenfalls atmosphärische Zündbrenner einen hohen Gasdurchsatz, z. B. eine Brennleistung von 300 Watt. Wenn mehrere Brennereinheiten zur Erhöhung der Gesamtheizleistung vorgesehen werden, wird jeder Brennereinheit ein separater Zündbrenner zugeordnet, so daß bei Versorgung von zwei Brennereinheiten mindestens 600 Watt durch die Zündbrenner geleistet werden. Dies ist insbesondere in der Übergangszeit bei Außentemperaturen geringfügig unter einer angenehmen Raumtemperatur und bei Fahrzeugen mit kleinem Innenraum bereits soviel, daß eine unerwünscht starke Aufheizung auftreten kann.When using the pilot burner, e.g. B. in LPG vehicle heaters to make a flame permanently available. For one thing, this is supposed to Igniting the main burner in the form of an atmospheric heating burner is easier are so that only the fuel gas supply can be opened On the other hand, the pilot flame ensures that, for. B. by leaks fuel gas escaping from the main burner is burned immediately. A dangerous one Concentration of not yet burned gas in the heating system is thus reliably avoided. This also requires an atmospheric pilot burner a high gas throughput, e.g. B. a burning power of 300 watts. If several burner units are provided to increase the total heating output a separate pilot burner is assigned to each burner unit, so that when two burner units are supplied by at least 600 watts the pilot burners are made. This is especially in the transition period at outside temperatures slightly below a comfortable room temperature and so much in vehicles with a small interior that an undesirable strong heating can occur.

Der bekannte Zündbrenner aus Blech ist aufgrund der zahlreichen Verfahrensschritte, wie Stanzen, Umformen, Einlegen zusätzlicher Teile wie einer Gasdüse und einem Brennersieb, Falzen und Bördeln aufwendig und teuer in der Herstellung. The well-known pilot burner made of sheet metal is due to the numerous process steps, such as punching, forming, inserting additional parts such as a gas nozzle and a burner screen, folding and flanging complex and expensive to manufacture.

Bei einem Wach- und Zündflammenbrenner mit einem eine Kappe tragenden Trägerteil (DD 73487) weist die abgerundete Kappe Austrittsöffnungen für ein Gas-Luft-Gemisch auf, die durch einen schmalen Überzündschlitz verbunden sind.In a watch and pilot burner with a cap Carrier part (DD 73487) has the rounded cap for outlet openings Gas-air mixture connected by a narrow ignition slot are.

In der EP 0 597 645 A1 wird ein weiterer Zündbrenner beschrieben, dessen Gehäuseschalen aus Blech hergestellt sind und mit geeigneten Falzen zusammengefügt werden.EP 0 597 645 A1 describes a further pilot burner, the housing shells of which are made of sheet metal and assembled with suitable folds become.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zündbrenner der eingangs genannten Art anzugeben, dessen Herstellung stark vereinfacht ist.The invention has for its object a pilot burner of the aforementioned Specify type, the production of which is greatly simplified.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe ist in Patentanspruch 1 angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.The inventive solution to the problem is specified in claim 1. Advantageous embodiments of the invention are given in the dependent claims remove.

Bei dem erfindungsgemäßen Zündbrenner ist es insbesondere wenn es sich bei dem Urformverfahren um ein Aluminium-Druckgießverfahren handelt, aber auch beim Schmieden nach einmaliger Erstellung der Formwerkzeuge sehr einfach und preiswert möglich, die Gehäuseschalen auch in größeren Stückzahlen und mit komplexer Geometrie herzustellen. Dies gilt auch dann, wenn gegebenenfalls noch eine spanende Nachbearbeitung, z. B. durch Fräsen oder Bohren, erforderlich sein sollte. Im Idealfall weisen die beiden Gehäuseschalen eine identische Geometrie auf, so daß nur eine Gießform angefertigt werden muß. Wenn die Gehäuseschalen geeignete Erhöhungen und Vertiefungen, z. B. Zapfen und Bohrungen aufweisen, lassen sie sich zusammenfügen und werden durch den dadurch entstehenden Preßverband zusammengehalten, ohne daß zusätzliche Befestigungsmittel, wie Schrauben oder Falze, erforderlich sind. Vor dem Zusammenfügen läßt sich auch eine Gasdüse zum Zuführen von Brenngas in eine Ausnehmung der Gehäuseschalen einsetzen, die durch das Zusammenfügen der Gehäuseschalen fest mit dem Zündbrenner verbunden wird.In the pilot burner according to the invention it is particularly when it is the master molding process is an aluminum die casting process, but also very easy when forging after creating the forming tools once and inexpensive possible, the housing shells also in larger quantities and with complex geometry. This also applies if applicable another machining post-processing, e.g. B. by milling or drilling, required should be. Ideally, the two housing shells have an identical one Geometry so that only one mold has to be made. If the Suitable increases and depressions, z. B. pins and holes have, they can be put together and by the resulting press dressing held together without additional Fasteners such as screws or folds are required. Before the A gas nozzle for supplying fuel gas can also be put together insert a recess in the housing shells by assembling the housing shells is firmly connected to the pilot burner.

Bei der besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung gemäß den Patentansprüchen 6 und 7 mit gleichzeitig verbesserten Brenneigenschaften weist der Gas-Luftgemischauslaß einen gekrümmten Austrittsquerschnitt und mehrere Vergrößerungen auf. Dies führt zu einem gekrümmten Flammaustritt, was das Brennverhalten deutlich verbessert und auch bei Störungen von außen - z. B. durch Seltenwinde - ein stabiles und sauberes Flammenbild gewährleistet. Außerdem werden Kanäle zum Erzeugen von gerichteten Flammkegeln gebildet. Bei drei Vergrößerungen ist es damit möglich, den Zündbrenner zwischen zwei Heizbrennern anzuordnen, wobei der Zündbrenner zwei sich seitlich erstreckende, jeweils zu den Heizbrennern gerichtete Flammkegel abgibt. Ein dritter Flammkegel kann zu einem den Zündbrenner überwachenden Thermoelement geführt werden. Selbst wenn einer der Flammkegel aufgrund eines Seitenwindes erlöschen sollte, wird er unmittelbar darauf wieder entzündet, da die Flamme entlang dem gekrümmten Austrittsquerschnitt zu dem gelöschten Flammkanal wieder zurückschlägt.In the particularly advantageous embodiment of the invention according to the claims 6 and 7 with improved burning properties the gas-air mixture outlet has a curved outlet cross section and several Enlargements on. This leads to a curved flame leak, what the burning behavior is significantly improved and also in the event of external disturbances - e.g. B. by rare winds - a stable and clean flame pattern guaranteed. In addition, channels for generating directed flame cones are formed. With three enlargements it is possible to switch the pilot burner between Arrange two heating burners, with the pilot burner two on the side extending flame cone, each directed towards the heating burners. On third flame cone can lead to a thermocouple monitoring the pilot burner be performed. Even if one of the flame cones is due to a cross wind should go out, it will be ignited immediately afterwards since the Flame along the curved exit cross-section to the extinguished one Flame channel strikes back.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung nach Patentanspruch 8 ermöglicht die an der Außenfläche vorgesehene Anschrägung ein besonders störungsfreies und zuverlässiges Zuführen von Sekundärluft, um das Gas-Luftgemisch in der Flamme vollständig zu verbrennen.In the preferred embodiment of the invention according to claim 8 enables the bevel provided on the outer surface is particularly trouble-free and reliable supply of secondary air to the gas-air mixture to burn completely in the flame.

Wie sich herausgestellt hat, liegt die Heizleistung des erfindungsgemäßen Zündbrenners bei etwa 180 Watt, so daß die unerwünschte Erwärmung durch Wirkung des Zündbrenners erheblich reduziert werden kann.As has been found, the heating power of the pilot burner according to the invention is at about 180 watts, so that the undesirable heating by effect of the pilot burner can be significantly reduced.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend unter Zuhilfenahme der begleitenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: eine Perspektivansicht eines Zündbrenners,
Fig. 2: eine Seitenansicht des Zündbrenners aus Fig. 1,
Fig. 3: eine vergrößerte Vorderansicht des Zündbrenners aus Fig. 1 und
Fig. 4: eine Draufsicht auf das Innere einer Gehäuseschale des Zündbrenners nach Fig. 1 bis 3.

An exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below with the aid of the accompanying figures. Show it:

Fig. 1: a perspective view of a pilot burner,
Fig. 2: 2 shows a side view of the pilot burner from FIG. 1,
Fig. 3: an enlarged front view of the pilot burner of Fig. 1 and
Fig. 4: a plan view of the inside of a housing shell of the pilot burner according to FIGS. 1 to 3.

Der Zündbrenner weist eine untere Gehäuseschale 1 und eine obere Gehäuseschale 2 auf, die sich mit einem im wesentlichen rechteckigen Grundriß stabförmig erstrecken, so daß eine einfache und leicht herstellbare Geometrie erreicht werden kann.The pilot burner has a lower housing shell 1 and an upper housing shell 2, which is rod-shaped with an essentially rectangular plan extend so that a simple and easy to manufacture geometry is achieved can be.

Die beiden Gehäuseschalen 1, 2 werden in einem Aluminium-Druckgießverfahren oder in einem Schmiedeverfahren mit den erforderlichen Endmaßen vollständig hergestellt. Sie können auch aus anderen geeigneten Werkstoffen bestehen, die eine ausreichende Temperaturbeständigkeit aufweisen, wie z. B. Messing, Zink oder Edelstahl. Eine Nachbearbeitung ist nur noch zum Entfernen von möglicherweise vorhandenen Graten oder Angüssen erforderlich. Je nach Ausführungsform können jedoch auch bestimmte Konturen an den Gehäuseschalen 1, 2 im Wege einer Nachbearbeitung mit einem spanabhebenden Bearbeitungsverfahren durchgeführt werden.The two housing shells 1, 2 are in an aluminum die casting process or completely in a forging process with the required final dimensions manufactured. They can also consist of other suitable materials, which have sufficient temperature resistance, such as. B. brass, Zinc or stainless steel. Post-processing is only for removing any ridges or sprues may be required. Depending on the embodiment can also have certain contours on the housing shells 1, 2 by post-processing with a machining process be performed.

Die Gehäuseschalen 1, 2 werden mittels nicht dargestellter, in Bohrungen 3 einsetzbarer Schraubverbindungen zusammengehalten. Dazu können in einer der Gehäuseschalen Bohrungen und in der anderen zugehörige Gewinde vorgesehen sein. Alternativ ist es auch möglich, in beiden Gehäuseschalen 1, 2 Bohrungen und geeignete Aufnahmen 4 für nicht dargestellte Flachmuttern vorzusehen.The housing shells 1, 2 can be inserted into bores 3 by means of not shown Screw connections held together. You can do this in one of the Housing shells holes and provided in the other associated thread his. Alternatively, it is also possible to drill 1, 2 holes in both housing shells and provide suitable receptacles 4 for flat nuts, not shown.

Hinsichtlich einer wirtschaftlichen Fertigung ideal ist es jedoch, wenn beide Gehäuseschalen 1, 2 eine identische Geometrie aufweisen und somit im gleichen Formwerkzeug hergestellt werden können. Dabei ist es besonders günstig, wenn jede der Gehäuseschalen 1, 2 in den Figuren nicht dargestellte Fortsätze und Vertiefungen aufweist, die bei Zusammenfügen der Gehäuseschalen 1, 2 ineinandergesteckt werden können. Wenn die Fortsätze - z. B. in Form zylindrischer Stifte - etwas größere Außenabmessungen aufweisen als die - z. B. zylindrischen - Vertiefungen, entsteht beim Zusammenfügen der Gehäuseschalen 1, 2 ein stabiler Preßverband, der die Gehäuseschalen 1, 2 ohne zusätzliche Befestigungsmittel zusammenhält. Darüber hinaus handelt es sich bei dem Zusammenfügen um einen im Vergleich zum Befestigen mehrerer Schrauben einfachen und schnellen Montagevorgang.In terms of economical production, however, it is ideal if both Housing shells 1, 2 have an identical geometry and thus in the same Mold can be made. It is particularly beneficial if each of the housing shells 1, 2 extensions and not shown in the figures Has depressions which are inserted into one another when the housing shells 1, 2 are joined together can be. If the extensions - e.g. B. in the form of cylindrical Pins - have slightly larger external dimensions than the - z. B. cylindrical - Wells, a stable is created when the housing shells 1, 2 are joined together Press fit, which the housing shells 1, 2 without additional fasteners holds together. In addition, it is the joining to a simple and compared to fastening several screws quick assembly process.

Die Gehäuseschalen 1, 2 weisen auf einer Seite jeweils eine als Brenngaseinlaß 5 dienende halbzylindrische Aussparung auf, in die beim Zusammenfügen der Gehäuseschalen 1, 2 eine nicht dargestellte Gasdüse zum Zuführen von Brenngas, z. B. Flüssig- oder Erdgas, eingesetzt werden kann.The housing shells 1, 2 each have a fuel gas inlet on one side 5 serving semi-cylindrical recess in which when assembling the housing shells 1, 2, a gas nozzle, not shown, for supplying Fuel gas, e.g. B. liquid or natural gas can be used.

Die Gasdüse wird derart eingesetzt, daß sie in einem Vorraum 6 das Brenngas in Richtung eines als Mischkanal 7 dienenden Venturikanals leitet. Der Venturikanal weist an seiner Eingangsseite 7a einen ovalen Querschnitt auf, der bis zu einem Diffusorabschnitt 7b in einen kreisförmigen Querschnitt übergeht. The gas nozzle is used such that the fuel gas is in an antechamber 6 Directs a Venturi channel serving as a mixing channel 7. The venturi channel has an oval cross section on its input side 7a, which is up to one Diffuser section 7b merges into a circular cross section.

Über als Primärlufteinlaß 8 dienende Injektoröffnungen reißt der Brenngasstrom im Vorraum 6 Primärluft aus der Umgebung mit, die sich in dem Venturikanal mit dem Brenngas vermischt. Das Gas-Luftgemisch wird in einem im wesentlichen zylindrisch ausgeführten Beruhigungsraum 9 beruhigt und strömt über einen Gas-Luftgemischauslaß 10 nach außen, wo es verbrannt wird.The fuel gas stream breaks via injector openings serving as primary air inlet 8 in the anteroom 6 primary air from the environment with, which is in the Venturi channel mixed with the fuel gas. The gas-air mixture becomes essentially one Cylindrical calming chamber 9 calms and flows over you Gas-air mixture outlet 10 to the outside where it is burned.

Der Gas-Luftgemischauslaß 10 weist einen sich über einen Winkel von 180° gekrümmten und darüber hinaus an beiden Enden der Krümmung lineare Anteile aufweisenden Austrittsquerschnitt auf, der unter anderem drei Flammkanäle 11, 12, 13 umfaßt.The gas-air mixture outlet 10 has an angle of 180 ° curved and also linear portions at both ends of the curvature having outlet cross-section on, among other things, three flame channels 11, 12, 13 includes.

Wie insbesondere in den Fig. 2 und 3 erkennbar ist, besitzt der Austrittsquerschnitt des Gas-Luftgemischauslasses 10 zwischen den Flammkanälen 11, 12, 13 in Form eines Schlitzes 14 nur eine sehr geringe Höhe, während an den Flammkanälen 11, 12, 13 selbst erheblich mehr Gas-Luftgemisch austreten kann. Dadurch entsteht ein Flammbild mit drei Einzelflammen, die aber entlang dem Gas-Luftgemischauslaß 10 durch eine bogenförmige kleinere Flamme miteinander verbunden sind. Wenn eine der an den Flammkanälen 11, 12, 13 anstehenden Flammen - z. B. durch Seitenwind - ausgeblasen wird, schlägt der Flammenbogen sofort zurück und entzündet die gelöschte Flamme aufs neue. Dadurch wird ein sehr stabiles und zuverlässiges Brennverhalten erreicht.As can be seen in particular in FIGS. 2 and 3, the outlet cross section has the gas-air mixture outlet 10 between the flame channels 11, 12, 13 in the form of a slot 14 only a very small height, while at the Flame channels 11, 12, 13 themselves emit considerably more gas-air mixture can. This creates a flame image with three individual flames, but along the gas-air mixture outlet 10 by an arcuate smaller flame with each other are connected. If one of the lines on the flame channels 11, 12, 13 Flames - e.g. B. is blown out by cross wind, the Flame arc immediately back and ignite the extinguished flame again. This results in a very stable and reliable burning behavior.

Die drei Flammen können dazu benutzt werden, daß ein einziger Zündbrenner mit seinen an den Flammkanälen 11 und 13 anstehenden Flammen jeweils einen Heizbrenner versorgt, während die am Flammkanal 12 anstehende Flamme auf ein Thermoelement zum Überwachen des Zündbrenners gerichtet ist. Das bedeutet, daß nicht jeder Heizbrenner durch einen eigenen Zündbrenner versorgt werden muß.The three flames can be used to make a single pilot burner with its pending flames 11 and 13 each one Heating burner supplied while the flame on the flame channel 12 is directed to a thermocouple to monitor the pilot burner. The means that not every heating burner is supplied by its own pilot burner must become.

An den Außenseiten der beiden Gehäuseschalen 1, 2 sind im Bereich des Gas-Luftgemischauslasses 10 Anschrägungen 15, 16 vorgesehen, die nach hinten zu einer Gehäusekante auslaufen. Die Anschrägungen 15, 16 erleichtern die Zufuhr von Sekundärluft, die durch die Flamme bei der Verbrennung angesaugt und zur Erlangung einer optimalen Verbrennung benötigt wird. Die Sekundärluft kann aufgrund der Anschrägungen 15, 16 sanft zu der Flammstelle geführt werden, ohne scharfe Gehäusekanten umströmen zu müssen.On the outside of the two housing shells 1, 2 are in the area of the gas-air mixture outlet 10 bevels 15, 16 provided to the rear leak from a housing edge. The bevels 15, 16 facilitate the Supply of secondary air sucked in by the flame during combustion and is needed to achieve optimal combustion. The secondary air can gently lead to the flash point due to the bevels 15, 16 without having to flow around sharp edges of the housing.

Claims

Pilot burner with two casing shells (1, 2) which surround a fuel gas inlet (5) accommodating a gas jet, a primary air inlet (8), a mixing duct (7) for mixing fuel gas and primary air, and a gas-air mixture outlet (10) characterised by the fact that both the casing shells (1, 2) are produced by a creative forming or forging process and the gas-air mixture outlet (10) has a curved outlet cross-section which extends through an angle of at least 90°.
Pilot burner in accordance with claim 1, characterised by the fact that the creative forming process is an aluminium diecasting process.
Pilot burner in accordance with claim 1 or 2, characterised by the fact that at least one of the casing shells (1, 2) produced by the creative forming process has been subjected to a metal cutting remachining process.
Pilot burner in accordance with one of the above claims, characterised by the fact that both the casing shells (1, 2) have identical geometry.
Pilot burner in accordance with one of the above claims, characterised by the fact that both the casing shells (1, 2) are held together by a compression joint.
Pilot burner in accordance with one of the above claims, characterised by the fact that the outlet cross-section has several enlargements along its curve, particularly three enlargements designed as flame ducts (11, 12, 13).
Pilot burner in accordance with one of the above claims, characterised by the fact that at least one of the casing shells (1, 2) has on its outside a bevel (15, 16) in the vicinity of the outlet cross-section towards an intended flame.