EP1201991B1 - Brennerplatte für einen Gasbrenner - Google Patents

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EP1201991B1
EP1201991B1 EP01125297A EP01125297A EP1201991B1 EP 1201991 B1 EP1201991 B1 EP 1201991B1 EP 01125297 A EP01125297 A EP 01125297A EP 01125297 A EP01125297 A EP 01125297A EP 1201991 B1 EP1201991 B1 EP 1201991B1
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EP
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burner
beads
burner plate
mixing body
plate
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EP01125297A
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English (en)
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EP1201991A1 (de
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Manfred Schwesing
Ralf Fischer
Volker Porzer
Helmut Lemke
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • 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
    • F23D14/04—Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone induction type, e.g. Bunsen burner
    • F23D14/045—Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone induction type, e.g. Bunsen burner with a plurality of burner bars assembled together, e.g. in a grid-like arrangement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • 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
    • F23D14/04—Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone induction type, e.g. Bunsen burner
    • F23D14/10—Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone induction type, e.g. Bunsen burner with elongated tubular burner head
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2211/00—Thermal dilatation prevention or compensation

Definitions

  • the invention relates to a gas burner according to the Preamble of claim 1.
  • EP 769 656 A1 also includes an atmospheric gas burner several, arranged in parallel next to each other Burner elements with a mixing body and one Burner plate with mixture outlet openings known.
  • the Burner plate is essentially semi-cylindrical executed arched and as an attachable unit with the Mixing body connected.
  • the mixing body and the burner plate each have a surrounding bead, which in the Interact a sealing edge between these two Generate components.
  • the mixing body has two Mixing tubes, each narrowing the flow cross section Have constrictions that in the sheet metal elements formed mixing tubes are molded.
  • the gas burner according to the invention with the characteristic Features of claim 1 has the advantage that a defined sealing edge and an extended sealing labyrinth is generated, which in all operating states required fuel gas tightness between mixing body and Burner plate is ensured. Stiffen the beads also the two components mixing body and burner plate. This type of connection of the mixing body and burner plate also enables a relative movement in horizontal direction between burner plate and Mixing body due to thermal stress occurs without affecting the sealing geometry becomes.
  • Figure 1 shows a view of the broad side of a Burner element
  • Figure 2 is a sectional view through the Burner element in Figure 1 along the line II-II
  • Figure 3 a Side view of a burner plate
  • Figure 4 is a plan view on the burner plate in Figure 3
  • Figure 5 an enlarged Section X in Figure 2
  • Figure 6 is a sectional view through the burner plate in Figure 4 along the line VI-VI.
  • FIG 1 shows a burner element 10 one not closer shown atmospheric gas burner.
  • the atmospheric gas burner consists of a number of Burner elements 10 arranged in parallel next to one another. About the arrangement of a corresponding number of Burner elements 10 can have any burner output increase.
  • Each burner element 10 has a mixing body 12 with two mixing tubes 13 and a burner plate 15.
  • the mixing tubes 13 each have an air inlet opening 21, each a gas nozzle, not shown assigned.
  • the gas nozzles direct fuel gas into the Mixing tubes 13, which via the air inlet openings 21 Primary air entrains in the mixing tube 13, so that in the Mixing tubes 13 forms a fuel gas-air mixture.
  • a gap Between the burner elements 10 arranged side by side is a gap, not shown, available through the additional Secondary air in a above the burner plate 15th forming combustion zone flows.
  • the mixing tubes 13 are each connected Diffuser sections 24 at a common Distribution chamber 25 open.
  • For even distribution of the Fuel gas-air mixture is the flow channel of the Diffuser section 24 with a delta-shaped constriction 27 educated.
  • In the area of the distribution chamber 25 form the Sheet metal halves 17, 18 a circumferential, housing-side Wall section 29 from ( Figure 5).
  • the burner plate 15 has a substantially flat one Burner surface 35, into the mixture outlet openings 16 are introduced.
  • the mixture outlet openings 16 are for example as alternately offset in two rows arranged slots formed. ( Figure 4).
  • the burner surface 35 is of a frame-like shape Surround wall section 37, in the according to Figures 5 and 6 for example two superimposed and outward pointing beads 38, 38 'on the burner plate side are incorporated are.
  • the beads 39, 39 'on the housing engage in assembled state of mixing body 12 and burner plate 15 into the beads 38, 38 'on the burner plate side.
  • the beads 38, 38 ', 39, 39' have in the direction of insertion Burner plate on the mixing tube of different heights.
  • the to the gas passage openings 16 facing upper beads 38, 39 have a lower height than that of Gas passage openings 16 located lower Beads 38 ', 39', the ratio of the two heights can be a maximum of 1: 2 to each other. This ratio is with mixing body 12 and burner plate 15 the same.
  • a safe one Gasket is also created by the top bead 38 of the burner plate 15 to nominal size with a positive Tolerance and the lower bead 38 'of the burner plate Pressing is designed.
  • the beads 38, 38 ', 39, 39 ' matched to one another in such a way that these Interaction create a defined line pressure, each form sealing edges. This will in all Operating conditions the required fuel gas tightness guaranteed.
  • the beads 38, 38 ', 39, 39' also stiffen both Components and thus enable smaller tolerances. There are however, embodiments are also conceivable that have more than two Use overlapping beads.
  • the wall section 37 of the burner plate 15 also points in accordance with Figure 3, for example, at four opposite points each have two locking hooks 40, each as from the Wall section 37 formed formed sheet metal tabs 41 are.
  • the sheet metal tabs 41 have a resilient Preload.
  • the sheet metal tabs 41 are shaped for example, by punching out a sheet metal strip from the Sheet metal of the wall section 37 and bending it inwards Metal strip.
  • the locking hooks 40 are located at locations where the Sheet metal halves 17, 18 of the housing 19 with the constrictions 27 are executed. Through these constrictions 27 form the Sheet metal halves 17, 18 each have recessed housing sections 32 out.
  • the metal tabs 41 are bent so far inwards that that the recessed housing portion 32 in reach behind the assembled state ( Figure 5).
  • the Resilient effect of the sheet metal tabs 41 enables a safe Connection between mixing body 12 and burner plate 15.
  • this type of connection enables one Relative movement between mixing body 12 and burner plate 15, which makes it possible to compensate for thermal stresses is.
  • the wall sections 37 In addition to the longitudinal movement between burner plate 15 and mixing body 12, which due to high Temperature differences arise, are to be improved the wall sections 37, for example, expansion slots 43 introduced (Figure 3).
  • the geometry of the expansion slots 43 is designed so that there is no interruption of the beads 38, 38 ' takes place and thus ensures the tightness requirements are.
  • the wall sections 37 are also on the two Narrow sides each provided with a slot 45 through which the crimping points of the housing 19 can grip (FIG 6).

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Gas Burners (AREA)
  • Pre-Mixing And Non-Premixing Gas Burner (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft einen Gasbrenner gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Stand der Technik
Aus der EP 769 656 A1 ist ein atmosphärischer Gasbrenner mit mehreren, parallel nebeneinander angeordneten Brennerelementen mit einem Mischkörper und einer Brennerplatte mit Gemischaustrittsöffnungen bekannt. Die Brennerplatte ist im Wesentlichen halbzylinderförmig gewölbte ausgeführt und als aufsteckbare Einheit mit dem Mischkörper verbunden. Der Mischkörper und die Brennerplatte weisen dabei jeweils eine umlaufende Sicke auf, die im Zusammenwirken eine Dichtkante zwischen diesen beiden Bauelementen erzeugen. Der Mischkörper besitzt zwei Mischrohre, die jeweils den Strömungsquerschnitt verengende Einschnürungen aufweisen, die in die aus Blechelementen gebildeten Mischrohre eingeformt sind.
Vorteile der Erfindung
Der erfindungsgemäße Gasbrenner mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass eine definierte Dichtkante und ein verlängertes Dichtlabyrinth erzeugt wird, wodurch in allen Betriebszuständen die erforderliche Brenngasdichtheit zwischen Mischkörper und Brennerplatte sicherstellt wird. Die Sicken versteifen außerdem die beiden Bauteile Mischkörper und Brennerplatte. Diese Art von Verbindung von Mischkörper und Brennerplatte ermöglicht darüber hinaus eine Relativbewegung in horizontaler Richtung zwischen Brennerplatte und Mischkörper, die aufgrund von thermischen Spannungen auftritt, ohne dass dadurch die Dichtgeometrie beeinflusst wird.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands des Hauptanspruchs möglich. Eine vorteilhafte und ohne großen Kraftaufwand durchführbare Montage von Mischkörper und Brennerplatte wird dadurch ermöglicht, wenn die beiden Sicken in Steckrichtung der Brennerplatte auf das Mischrohr unterschiedliche Höhen besitzen. Das Verhältnis der beiden Höhen beträgt dabei zweckmäßigerweise maximal 1:2, wobei die oberen Sicken eine geringere Höhe aufweisen als die unteren Sicken. Dieses Verhältnis ist bei Mischkörpern und Brennerplatte gleich. Eine sichere Dichtung wird außerdem dadurch erzeugt, wenn die obere Sicke der Brennerplatte auf Nennmass mit einer positiven Toleranz und die untere Sicke der Brennerplatte auf Pressung ausgelegt ist. Um zusätzlich die Längsbewegung von Brennerplatte und Mischkörper, die aufgrund von hohen Temperaturunterschieden beider Teile auftreten, zu verbessern, ist es zweckmäßig, in den längsseitigen Wandabschnitt der Brennerplatte Dehnschlitze auszubilden. Die Geometrie der Dehnschlitze ist so ausgeführt, dass keine Unterbrechung der Sicken erfolgt und somit die Dichtheitsanforderungen gewährleistet sind.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Figur 1 zeigt eine Ansicht der Breitseite eines Brennerelements, Figur 2 eine Schnittdarstellung durch das Brennerelement in Figur 1 nach der Linie II-II, Figur 3 eine Seitenansicht einer Brennerplatte, Figur 4 eine Draufsicht auf die Brennerplatte in Figur 3, Figur 5 einen vergrößerten Ausschnitt X in Figur 2 und Figur 6 eine Schnittdarstellung durch die Brennerplatte in Figur 4 nach der Linie VI-VI.
Ausführungsbeispiel
Figur 1 zeigt ein Brennerelement 10 eines nicht näher dargestellten atmosphärischen Gasbrenners. Der atmosphärische Gasbrenner besteht aus einer Anzahl von parallel nebeneinander angeordneten Brennerelementen 10. Über die Anordnung einer entsprechenden Anzahl von Brennerelementen 10 lässt sich die Brennerleistung beliebig erhöhen. Jedes Brennerelement 10 weist einen Mischkörper 12 mit zwei Mischrohren 13 und einer Brennerplatte 15 auf. Der Mischkörper 12 wird gemäß Figur 2 beispielsweise aus zwei schalenförmigen Blechhälften 17, 18 ausgeführt, die ein Gehäuse 19 bilden.
Die Mischrohre 13 haben jeweils eine Lufteintrittsöffnung 21, der jeweils eine nicht näher dargestellte Gasdüse zugeordnet ist. Die Gasdüsen leiten Brenngas in die Mischrohre 13 ein, das über die Lufteintrittsöffnungen 21 Primärluft in das Mischrohr 13 mitreißt, so dass sich in den Mischrohren 13 ein Brenngas-Luft-Gemisch bildet. Zwischen den nebeneinander angeordneten Brennerelementen 10 ist ein nicht dargestellter Spalt vorhanden, durch den zusätzlich Sekundärluft in eine sich oberhalb der Brennerplatte 15 ausbildende Brennzone strömt.
An die Mischrohre 13 schließen sich jeweils Diffusorabschnitte 24 an, die in eine gemeinsame Verteilkammer 25 münden. Zur gleichmäßigen Verteilung des Brenngas-Luft-Gemischs ist der Strömungskanal des Diffusorabschnitts 24 mit einer deltaförmigen Verengung 27 ausgebildet. Im Bereich der Verteilkammer 25 bilden die Blechhälften 17, 18 einen umlaufenden, gehäuseseitigen Wandabschnitt 29 aus (Figur 5).
Die Brennerplatte 15 hat eine im Wesentlichen ebene Brennerfläche 35, in die Gemischaustrittsöffnungen 16 eingebracht sind. Die Gemischaustrittsöffnungen 16 sind beispielsweise als in zwei Reihen abwechselnd versetzt angeordnete Schlitze ausgebildet. (Figur 4).
Die Brennerfläche 35 ist von einem rahmenförmigen Wandabschnitt 37 umgeben, in den gemäß Figur 5 und 6 beispielsweise zwei übereinanderliegende und nach außen weisende brennerplattenseitige Sicken 38, 38' eingearbeitet sind. Den Sicken 38, 38' sind gemäß Figur 5 im gehäuseseitigen Wandabschnitt 29 des Mischkörpers 12 zwei ebenfalls nach außen weisende gehäuseseitige Sicken 39, 39' zugeordnet. Die gehäuseseitigen Sicken 39, 39' greifen im montierten Zustand von Mischkörper 12 und Brennerplatte 15 in die brennerplattenseitigen Sicken 38, 38' ein.
Die Sicken 38, 38', 39, 39' besitzen in Steckrichtung der Brennerplatte auf das Mischrohr unterschiedliche Höhen. Die zu den Gasdurchtrittsöffnungen 16 weisenden oberen Sicken 38, 39 weisen dabei eine geringere Höhe auf als die von den Gasdurchtrittsöffnungen 16 entfernt angeordneten unteren Sicken 38', 39', wobei das Verhältnis der beiden Höhen zueinander maximal 1:2 betragen kann. Dieses Verhältnis ist bei Mischkörper 12 und Brennerplatte 15 gleich. Eine sichere Dichtung wird außerdem dadurch erzeugt, wenn die obere Sicke 38 der Brennerplatte 15 auf Nennmass mit einer positiven Toleranz und die untere Sicke 38' der Brennerplatte auf Pressung ausgelegt ist. Dadurch sind die Sicken 38, 38', 39, 39' derart aufeinander abgestimmt, dass diese im Zusammenwirken eine definierte Linienpressungen erzeugen, die jeweils Dichtkanten ausbilden. Dadurch wird in allen Betriebszuständen die geforderte Brenngasdichtheit gewährleistet.
Die Sicken 38, 38', 39, 39' versteifen außerdem beide Bauteile und ermöglichen somit kleinere Toleranzen. Es sind jedoch auch Ausführungsformen denkbar, die mehr als zwei übereinander liegende Sicken benutzen.
Der Wandabschnitt 37 der Brennerplatte 15 weist ferner gemäß Figur 3 beispielsweise an vier gegenüberliegenden Stellen jeweils zwei Rasthaken 40 auf, die jeweils als aus dem Wandabschnitt 37 ausgeformte Blechlaschen 41 ausgebildet sind. Die Blechlaschen 41 besitzen eine federnde Vorspannung. Das Ausformen der Blechlaschen 41 erfolgt beispielsweise durch Ausstanzen eines Blechstreifens aus dem Blech des Wandabschnitts 37 und nach innen Biegen dieses Blechstreifens.
Die Rasthaken 40 befinden sich an Stellen, an denen die Blechhälften 17, 18 des Gehäuses 19 mit den Verengungen 27 ausgeführt sind. Durch diese Verengungen 27 bilden die Blechhälften 17, 18 jeweils zurückgesetzte Gehäuseabschnitte 32 aus. Die Blechlaschen 41 sind so weit nach innen gebogen, dass sie den zurückgesetzten Gehäuseabschnitt 32 im montierten Zustand rastend hintergreifen (Figur 5). Die federnde Wirkung der Blechlaschen 41 ermöglicht eine sichere Verbindung zwischen Mischkörper 12 und Brennerplatte 15. Darüber hinaus ermöglicht diese Art der Verbindung eine Relativbewegung zwischen Mischkörper 12 und Brennerplatte 15, wodurch ein Ausgleich bei thermischen Spannungen möglich ist.
Um zusätzlich die Längsbewegung zwischen Brennerplatte 15 und Mischkörper 12, die auf Grund von hohen Temperaturunterschieden entstehen, zu verbessern, sind in die Wandabschnitte 37 beispielsweise Dehnschlitze 43 eingebracht (Figur 3). Die Geometrie der Dehnschlitze 43 ist so ausgeführt, dass keine Unterbrechung der Sicken 38, 38' erfolgt und somit die Dichtheitsanforderungen gewährleistet sind. Die Wandabschnitte 37 sind ferner an den beiden Schmalseiten mit jeweils einem Schlitz 45 versehen, durch den die Bördelstellen des Gehäuses 19 greifen können (Figur 6).

Claims (6)

  1. Gasbrenner mit mehreren, im Wesentlichen parallel zueinander angeordneten Brennerelementen (10) mit einem Mischkörper (12) und einer dem Mischkörper zur Brennzone hin abschließenden Brennerplatte (15) mit Gemischaustrittsöffnungen, wobei der Mischkörper und die Brennerplatte jeweils an einem Wandabschnitt (29, 37) Sicken aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass an den Wandabschnitten (29, 37) von Mischkörper (12) und Brennerplatte (15) mindestens zwei übereinander liegende Sicken (38, 38', 39, 39') ausgebildet sind, die mittels einer Linienpressung eine Dichtwirkung zwischen beiden Bauteilen realisieren.
  2. Gasbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der zu den Gemischaustrittsöffnungen weisenden oberen Sicken (38, 39) geringer ist als die Höhe der von den Gemischaustrittsöffnungen entfernteren unteren Sicken (38', 39').
  3. Gasbrenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Höhe der beiden Sicken (38, 38', 39, 39') maximal 1:2 beträgt.
  4. Gasbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zu den Gemischaustrittsöffnungen weisende obere Sicke (38) der Brennerplatte (15) auf Nennmass mit einer positiven Toleranz und die von den Gemischaustrittsöffnungen entferntere untere Sicke (38') der Brennerplatte (15) auf Pressung ausgelegt ist.
  5. Gasbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in den beiden gegenüberliegenden Wandabschnitten (37) jeweils mindestens ein Dehnschlitz (43) eingebracht ist.
  6. Gasbrenner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Dehnschlitz (43) außerhalb der Sicken (38, 38') liegt.
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