EP0967436A2

EP0967436A2 - Cascade-burner

Info

Publication number: EP0967436A2
Application number: EP99108866A
Authority: EP
Inventors: Thomas Hartmann; Uwe Wöllert
Original assignee: Truma Geraetetechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Truma Geraetetechnik GmbH and Co KG
Priority date: 1998-06-23
Filing date: 1999-05-04
Publication date: 1999-12-29
Anticipated expiration: 2019-05-04
Also published as: DE19827936C1; EP0967436B1; EP0967436A3

Abstract

Each of the at least two burner bodies (1,2) has an inlet into which combustion gas and primary air are supplied, and an outlet (5) for discharging the mixture of combustion gas and primary air. The burner bodies are enclosed in a combustion chamber housing with an inlet for fresh air. The surface centers of gravity of the inlet cross sections (4a) lie on different levels in relation to the horizontal.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gasbrennersystem mit wenigstens zwei Brennerkörpern gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a gas burner system with at least two burner bodies according to the preamble of claim 1.

Ein derartiges atmosphärisches Gasbrennersystem Ist bekannt (DE 87 08 194 U1). Es weist mehrere Brennerkörper mit einer Einlaßöffnung an einem Mischer, in die z. B. Flüssiggas oder Erdgas und Primärluft einbringbar ist, und einem Brennauslaß zum Abgeben eines Gasgemisches aus dem Brenngas und aufgrund einer Injektorwirkung über die Einlaßöffnung mit zugeführter Primärluft auf. Am Brennauslaß ist ein Brennersieb angeordnet, über dem sich schließlich die Flamme ausbildet. Zur Vervollständigung der Verbrennung wird dem Bereich oberhalb des Brennersiebs Sekundärluft zugeführt. In der Praxis haben sich Brennerkörper mit einer Leistung von 2 bis 3 kW als Brennereinheit besonders bewährt. Kaskadengasbrennersysteme mit mehreren Brennerkörpern stellen gegenüber einem einzelnen Brennerkörper eine vielfache Heizleistung bereit.Such an atmospheric gas burner system is known (DE 87 08 194 U1). It has several burner bodies with an inlet opening on a mixer, in the z. B. LPG or natural gas and primary air can be introduced, and one Burning outlet for discharging a gas mixture from the fuel gas and due to an injector effect via the inlet opening with primary air supplied. At the The burner outlet has a burner sieve over which the Flame forms. To complete the combustion is the area Secondary air is supplied above the burner sieve. Have in practice Burner body with a power of 2 to 3 kW as a burner unit in particular proven. Set cascade gas burner systems with several burner bodies Compared to a single burner body, a multiple heating capacity is available.

Um bei dem bekannten Gasbrennersystem einen kompakten Aufbau realisieren zu können, wird die benötigte Verbrennungsluft, d. h. die Primär- und die Sekundärluft, horizontal über einen Lufteinlaß zugeführt, der in Gasaustrittsrichtung an den Gasdüsen verläuft. Bei einer zur Gasaustrittsrichtung seitlichen Luftzufuhr ist zu beobachten, daß die in Luftströmungsrichtung zuerst angeordnete Brennereinheit zwar ausreichend mit Primärluft versorgt wird, aber die dahinterliegenden Brennereinheiten, d.h., die neben der ersten Brennereinheit angebauten Brennereinheiten, nicht mehr ausreichend Primärluft erhalten, so daß keine optimale Verbrennung erreicht werden kann. Die unzulängliche Versorgung mit Primärluft liegt darin begründet, daß aufgrund der Injektorwirkung an der ersten Brennereinheit der Frischluftstrom derart gestört wird, daß für die - in Luftströmungsrichtung gesehen - dahinterliegenden Brennereinheiten keine ausreichende Luftversorgung mehr gewährleistet ist.To realize a compact structure in the known gas burner system to be able to, the required combustion air, d. H. the primary and the Secondary air, fed horizontally through an air inlet, in the gas outlet direction runs on the gas nozzles. With a side to the gas outlet direction Air supply is observed to be the first to be arranged in the air flow direction Although the burner unit is adequately supplied with primary air, the burner units behind, i.e. next to the first burner unit attached burner units, no longer receive sufficient primary air, see above that optimal combustion cannot be achieved. The insufficient supply with primary air is because of the injector effect at the first burner unit the fresh air flow is disturbed so that for the - seen in the direction of air flow - no burner units behind sufficient air supply is more guaranteed.

Aus der DE 38 11 477 A1 ist ein atmosphärischer Gasbrenner bekannt, der mehrere Brennerkörper mit vorgeschalteten Mischrohren umfaßt. Damit bei jeweils benachbart angeordneten Mischrohren das Ansaugen der Primärluft im Bereich von den Einlässen nicht behindert wird, sind die Einlässe in verschiedenen, voneinander distanzierten, zu den Achsen der Mischrohre senkrechten Ebenen angeordnet. Bei radial angeordneten Mischrohren können diese in verschiedenen horizontalen Ebenen verlaufen, bevor sie über Umlenkung in die Unterseite einer Brennerkammer einmünden.From DE 38 11 477 A1 an atmospheric gas burner is known comprises several burner bodies with upstream mixing tubes. So with each Adjacent mixing pipes for sucking in the primary air in the area is not hindered by the inlets, the inlets are in different, planes spaced apart from one another and perpendicular to the axes of the mixing tubes arranged. In the case of radially arranged mixing tubes, these can be in different horizontal planes run before redirecting to the bottom open into a burner chamber.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gasbrennersystem mit wenigstens zwei Brennerkörpern der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem bei zur Brenngaseinbringung seitlicher Frischluftzufuhr eine ausreichende Primärluftversorgung gewährleistet ist.The invention has for its object a gas burner system with at least specify two burner bodies of the type mentioned, in which at A sufficient supply of primary air is supplied by fuel gas from the side fresh air supply is guaranteed.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Gasbrennersystem nach Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.The object is achieved by the gas burner system according to claim 1 solved. Advantageous embodiments of the invention are dependent Claims.

Bei dem erfindungsgemäßen Gasbrennersystem, mit wenigstens zwei Brennkörpern, läßt sich das bei gleichem Höhenniveau der Einlaßöffnungsquerschnitte zu beobachtende Problem der unvollständigen Verbrennung bei seitlich zugeführter Frischluft durch den Höhenversatz praktisch vollständig beheben.In the gas burner system according to the invention, with at least two burners, this can be done at the same height level of the inlet cross-sections problem to be observed of incomplete combustion with side feeding Almost completely eliminate fresh air due to the height offset.

Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß bereits bei geringfügigen Höhendifferenzen zwischen zwei benachbarten Einlaßöffnungen um 5 mm bzw. 25 % des Durchmessers der Einlaßöffnungsquerschnitte eine erheblich verbesserte Versorgung der Einlaßöffnungen mit Primärluft erreicht werden kann. Ein Wert um 5 mm stellt einen guten Kompromiß zwischen einer ungestörten Primärluftzufuhr und einem beschränkten Bauraum dar.It has surprisingly been found that even minor Differences in height between two adjacent inlet openings by 5 mm or 25% of the diameter of the inlet opening cross sections a significantly improved Supply of the inlet openings with primary air can be achieved. A value around 5 mm represents a good compromise between an undisturbed one Primary air supply and a limited space.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die zugeordneten Brennauslässe jeweils den gleichen Höhenunterschied auf, wie die Einlaßöffnungen. Dadurch ist es möglich, jeweils identische Brennerkörper zu verwenden, die lediglich auf unterschiedlichem Höhenniveau miteinander zusammengebaut werden. Das bedeutet, daß diese Ausführung keine baulich aufwendige Realisierung erfordert.In a particularly preferred embodiment of the invention, the assigned fire outlets each have the same height difference as the Inlet openings. This makes it possible to have identical burner bodies use that only at different levels with each other be assembled. This means that this version is not structurally complex implementation requires.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Einlaßöffnungen und die Brennauslässe durch eine außerhalb des Mischkanals angeordnete Trennplatte voneinander getrennt. Dadurch lassen sich die Strömungen für die Primärluft und die Sekundärluft stabilisieren und voneinander trennen. Insbesondere wird eine Beeinträchtigung der Injektorwirkung an den Einlaßöffnungen durch die Sekundärluftzufuhr vermieden. In a further preferred embodiment of the invention, the inlet openings are and the firing outlets through one arranged outside the mixing channel Separation plate separated from each other. This allows the currents stabilize and separate the primary and secondary air. In particular, there is an impairment of the injector action at the inlet openings avoided by the secondary air supply.

Besonders vorteilhaft ist das Gasbrennersystem nach Patentanspruch 8. Das horizontale Zuführen der Luft ermöglicht nämlich einen besonders kompakten Aufbau des Gasbrennersystems und läßt sich nun auch realisieren, ohne die bisher bekannten Beeinträchtigungen hinsichtlich der Qualität der Verbrennung beobachten zu können.The gas burner system according to claim 8 is particularly advantageous horizontal supply of the air enables a particularly compact Structure of the gas burner system and can now also be realized without the previously known impairments with regard to the quality of the combustion to be able to observe.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Zuhilfenahme der begleitenden Figuren anhand eines Beispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: eine Teil-Perspektivansicht eines Gasbrennersystems als schräge Rückansicht:
Fig. 2: den Teil des Gasbrennersystems aus Fig. 1 in Vorderansicht;
Fig. 3: einen anderen Teil des Gasbrennersystems als Draufsicht:

The invention is explained in more detail below with the aid of the accompanying figures using an example. Show it:

Fig. 1: a partial perspective view of a gas burner system as an oblique rear view:
Fig. 2: the part of the gas burner system of Figure 1 in front view.
Fig. 3: another part of the gas burner system as a top view:

Da die Figuren das gleiche Gasbrennersystem zeigen, nur in unterschiedlichen Ansichten und mit unterschiedlichem Detaillierungsgrad, erfolgt ihre Beschreibung gemeinsam.Since the figures show the same gas burner system, only in different ones Views and with different levels of detail are described together.

Das Gasbrennersystem umfaßt zwei identisch aufgebaute Brennereinheiten, die identische, im wesentlichen aus Blech bestehende Brennerkörper 1, 2 aufweisen, wobei der Brennerkörper 2 auf einem etwas höheren Höhenniveau als der Brennerkörper 1 angeordnet ist.The gas burner system comprises two identical burner units, the have identical burner bodies 1, 2 consisting essentially of sheet metal, the burner body 2 at a slightly higher level than that Burner body 1 is arranged.

Jeder der Brennerkörper 1, 2 weist einen gekrümmten Mischkanal 3 mit einem als Einlaßöffnung dienenden horizontal liegenden Lufteinlauftrichter 4 am eingangsseitigen Ende und einem nach oben geöffneten Brennauslaß 5 an seinem anderen Ende auf. Der Lufteinlauftrichter 4 weist einen kreisförmigen Einlaßöffnungsquerschnitt 4a auf. Der Brennauslaß 5 wird durch ein Brennersieb 6 abgedeckt, was einen besonders gleichmäßigen Austritt des Gasgemisches und damit eine gleichmäßige Ausbildung der Flamme oberhalb des Brennersiebs 6 ermöglicht.Each of the burner bodies 1, 2 has a curved mixing channel 3 with one serving as the inlet opening horizontally lying air inlet funnel 4 on the input side End and an upwardly open combustion outlet 5 at his other end. The air inlet funnel 4 has a circular inlet opening cross section 4a. The combustion outlet 5 is through a burner sieve 6 covered, which is a particularly uniform outlet of the gas mixture and thus a uniform formation of the flame above the burner sieve 6 enables.

Vor dem Lufteinlauftrichter 4 ist eine Gasdüse 7 konzentrisch zum Einlaßöffnungsquerschnitt 4a angebaut, die zum Einbringen eines Gasstrahls aus Brenngas, d. h. Flüssiggas oder Erdgas in den Mischkanal 3 dient. Durch die hohe Geschwindigkeit des Gasstrahls wird aufgrund seiner Injektorwirkung Primärluft mitgerissen, die als Frischluft von außen über einen in Fig. 3 erkennbaren, ein Brennkammergehäuse 8 durchdringenden Luftkanal 9 zugeführt wird.In front of the air inlet funnel 4, a gas nozzle 7 is concentric with the cross section of the inlet opening 4a, which are used to introduce a gas jet from fuel gas, d. H. Liquid gas or natural gas is used in the mixing channel 3. Due to the high The speed of the gas jet becomes primary air due to its injector effect entrained, which as fresh air from the outside via a recognizable in Fig. 3, a Combustion chamber housing 8 penetrating air channel 9 is supplied.

Das Brennkammergehäuse 8 und der Lufkanal 9 sind in Fig. 3 nur schematisch dargestellt. Relevant ist, daß der Luftstrom durch den Luftkanal 9 seitlich auf die Lufteinlauftrichter 4 der Brennerkörper 1 und 2 trifft. Das Brennkammergehäuse 8 umschließt außer dem Luftkanal 9 und den Brennereinheiten auch den eigentlichen Brennraum mit den über den Brennersieben 6 ausgebildeten Flammen.The combustion chamber housing 8 and the air duct 9 are only schematic in FIG. 3 shown. It is relevant that the air flow through the air duct 9 laterally the air inlet funnel 4 of the burner body 1 and 2 hits. The combustion chamber housing 8 encloses in addition to the air duct 9 and the burner units the actual combustion chamber with those formed over the burner sieves 6 Flames.

Der Luftkanal 9 führt auch die Sekundärluft zu, die durch die sich über dem Brennersieb 6 ausbildende Flamme angesaugt wird und eine vollständige Verbrennung des am Brennersieb 6 austretenden Gasgemischs gewährleistet. Je nach Bauform kann die Sekundärluft auch über einen separaten Frischluftkanal zugeführt werden.The air duct 9 also supplies the secondary air through which the air flows Burner sieve 6 forming flame is sucked in and complete combustion of the gas mixture emerging at the burner sieve 6 is guaranteed. Each Depending on the design, the secondary air can also be supplied via a separate fresh air duct be fed.

Die Brennerkörper 1, 2 sind durch Stege 10 miteinander verbunden und auf einer Bodenplatte 11 derart befestigt, daß die Flächenschwerpunkte der Einlaßöffnungsquerschnitte 4a, d.h. die Mittelpunkte der am Eingang der Lufteinlauftrichter 4 erkennbaren Kreisquerschnitte, auf unterschiedlichen Höhenniveaus bezüglich der Horizontalen liegen. Je nach Baugröße kann die Höhendifferenz in einem Bereich von 15 bis 50 %, vorzugsweise bei 25 % des Durchmessers des Einlaßöffnungsquerschnitts 4a liegen. Wenn außer den in den Figuren gezeigten Brennerkörpern 1, 2 weitere Brennereinheiten angebaut werden, liegen deren Einlaßöffnungsquerschnitte 4a ebenfalls auf einem anderen Höhenniveau. In Fig. 3 ist durch die Stege 10 angedeutet, daß weitere Brennerkörper vorgesehen werden können.The burner bodies 1, 2 are connected to one another by webs 10 and on a base plate 11 is attached such that the centroids of the inlet opening cross sections 4a, i.e. the midpoints of the air intake funnels at the entrance 4 recognizable circular cross-sections, at different height levels with respect to the horizontal. Depending on the size, the height difference in a range of 15 to 50%, preferably at 25% of the diameter of the Inlet opening cross section 4a. If other than those shown in the figures Burner bodies 1, 2 additional burner units are installed, are located Inlet cross sections 4a also at a different height level. In Fig. 3 is indicated by the webs 10 that further burner bodies are provided can be.

Ein Teil der über den Luftkanal 9 einströmenden Primärluft wird durch den aus der Gasdüse 7 ausströmenden Gasstrahl in den, bezüglich der Luftströmungsrichtung gesehen, ersten Brennerkörper 1 in dessen Lufteinlauftrichter 4 eingesaugt und Im Mischkanal 3 mit dem Flüssiggas vermischt. Der verbleibende Teil des Primärluftstroms aus dem Luftkanal 9 gelangt weitgehend ungestört zum Gasstrahl des zweiten Brennerkörpers 2, wo erneut Primärluft mit dem Flüssiggas in den Lufteinlauftrichter 4 eingeblasen wird. Dieses Verfahren wiederholt sich in Abhängigkeit von der Anzahl der Brennerkörper. Part of the primary air flowing in via the air duct 9 is expelled by the of the gas nozzle 7 in the direction of the air flow seen, first burner body 1 sucked into the air inlet funnel 4 and mixed in the mixing channel 3 with the liquid gas. The remaining one Part of the primary air flow from the air duct 9 is largely undisturbed to the gas jet of the second burner body 2, where primary air again with the Liquid gas is blown into the air inlet funnel 4. This method repeats itself depending on the number of burner bodies.

Durch den Höhenversatz der Einlaßöffnungsquerschnitte 4a der Lufteinlauftrichter 4 bzw. durch den Höhenversatz der gesamten Brennerkörper 1, 2 ist es möglich, auch dem - in Luftströmungsrichtung gesehen - zweiten Brennerkörper 2 genügend Primärluft ungehindert zukommen zu lassen. Die Injektorwirkung am Brennerkörper 1 reicht nicht aus, die Primärluftzufuhr zum Brennerkörper 2 wirksam zu beeinträchtigen.Due to the height offset of the inlet opening cross sections 4a of the air inlet funnels 4 or by the height offset of the entire burner body 1, 2 it is possible, also the - seen in the air flow direction - second burner body 2 allow enough primary air to flow freely. The injector effect on the burner body 1 is not sufficient, the primary air supply to the burner body 2 to affect effectively.

Bei der beschriebenen Ausführungsform erfolgt die Frischluftzufuhr durch den Luftkanal 9 in horizontaler Richtung. Es ist jedoch ohne Beeinträchtigung der Funktion auch möglich, den Frischluftstrom bezüglich der Horizontalen schräg oder vertikal zuzuführen.In the described embodiment, the fresh air is supplied by the Air duct 9 in the horizontal direction. However, it is unaffected by the Function also possible, the fresh air flow obliquely with respect to the horizontal or feed vertically.

Zur Unterstützung einer günstigen Verbrennung durch beruhigte Primär- und Sekundärluftströmungen ist zwischen den Lufteinlauftrichtern 4 und den Brennauslässen 5 bzw. den Brennersieben 6 außen an den Brennerkörpern 1, 2 eine nur in Fig. 1 gezeigte Trennplatte 12 in Form eines dünnen Blechs vorgesehen. Die Trennplatte 12 stellt sicher, daß der durch die Flamme hervorgerufene Sekundärluftstrom keinen negativen Einfluß auf den Primärluftstrom am Lufteinlauftrichter 4 hat.To support a favorable combustion by calming primary and Secondary air flows is between the air inlet funnels 4 and Firing outlets 5 or the burner sieves 6 on the outside of the burner bodies 1, 2 a partition plate 12 shown only in Fig. 1 is provided in the form of a thin sheet. The partition plate 12 ensures that that caused by the flame Secondary airflow has no negative influence on the primary airflow on Has air inlet funnel 4.

Claims

Gas burner system, with at least two burner bodies (1, 2), each of which has a mixing channel (3) with an inlet opening into which fuel gas and primary air can be introduced, and a combustion outlet (5) for dispensing a fuel gas / primary air mixture and which of a combustion chamber housing (8) and an air inlet for fresh air, characterized in that the centroids of the inlet opening cross sections (4a) are at different height levels with respect to a horizontal.

Gas burner system according to claim 1, characterized in that the difference in height levels between two adjacent inlet openings is in a range of 3 to 10 mm.

Gas burner system according to claim 2, characterized in that the difference in height levels between two adjacent inlet openings is 5 mm.

Gas burner system according to claim 1, characterized in that the inlet opening cross sections (4a) each correspond to a circular area and the difference in height levels is in a range between 15 and 50% of the diameter of the circular area.

Gas burner system according to claim 4, characterized in that the difference in height levels is 25% of the diameter of the circular area.

Gas burner system according to one of the preceding claims, characterized in that the combustion outlets (5) each have the same height level difference as the inlet openings.

Gas burner system according to one of the preceding claims , characterized in that the inlet openings and the combustion outlets (5) are separated from one another by a partition plate (12) arranged outside the mixing channels.

Gas burner system according to one of the preceding claims, in which a gas nozzle is arranged concentrically within the combustion chamber housing (8) in front of each inlet opening of the mixing channels, characterized in that the air inlet of the combustion chamber housing (8) forms an air channel (9) through which the fresh air flows in the horizontal direction at least to the inlet openings.