EP1731836A1 - Vormischender Gasbrenner - Google Patents

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Publication number
EP1731836A1
EP1731836A1 EP06011335A EP06011335A EP1731836A1 EP 1731836 A1 EP1731836 A1 EP 1731836A1 EP 06011335 A EP06011335 A EP 06011335A EP 06011335 A EP06011335 A EP 06011335A EP 1731836 A1 EP1731836 A1 EP 1731836A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
gas
cylinder
air mixture
cylinders
filler
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP06011335A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Heinrich Oehler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/48—Nozzles
    • F23D14/58—Nozzles characterised by the shape or arrangement of the outlet or outlets from the nozzle, e.g. of annular configuration
    • 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
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    • F23D2203/10—Flame diffusing means
    • F23D2203/101—Flame diffusing means characterised by surface shape
    • F23D2203/1012—Flame diffusing means characterised by surface shape tubular
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F23D2212/10—Burner material specifications ceramic
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F23D—BURNERS
    • F23D2212/00—Burner material specifications
    • F23D2212/20—Burner material specifications metallic

Definitions

  • the invention relates to a premixing gas burner with a cylindrical fuel assembly according to the preamble of claim 1.
  • a gas burner of this kind is in the DE 38 31 624 A1 shown and described.
  • the cylindrical fuel element is exposed to very high temperatures, since the flames are close to the surface.
  • this outer cylinder which serves as a burner surface and therefore has a very fine perforation, further cylinders are arranged for uniform distribution of the gas / air mixture on the surface and for acoustic decoupling of combustion chamber and mixture space.
  • These serve as throttling and distribution cylinders are concentric with the outer cylinder, usually have slightly larger flow openings for the gas / air mixture than the outer cylinder and are fastened together with this on the upstream end element.
  • the disclosure DE 42 29 070 A1 a gas burner with a bottom perforated and open-topped chamber which is filled with spherical elements. Through their gaps, the gas / air mixture flows through and burns above the ball bed or in the interstices.
  • a burner surface as in a generic premixing gas burner, is not present.
  • the invention is therefore based on the object of optimizing the quality of combustion and the robustness, especially with regard to the material load on the burner surface, in the case of a premixing gas burner.
  • the premixing gas burner is characterized in that between two cylinders a permeable to the gas / air mixture, temperature-resistant filler is introduced.
  • the filler is located between two cylinders below the outer, serving as a burner surface cylinder, and in particular in the space to the nearest inner cylinder as a distribution cylinder.
  • the filler consists of particulate fillers, granules or chips, preferably of metallic or ceramic materials.
  • the lumpy packing, granules or chips each have at least slightly larger dimensions than a single flow opening for the gas / air mixture in the inner, serving as a distribution cylinder cylinder.
  • the filler can also consist of a fine-meshed fabric, which is wound in at least one position around the inner cylinder as a distribution cylinder.
  • This structure becomes very irregular and delicate, especially in the case of several layers and fine meshes.
  • the filler at least in the intermediate space below the outer, serving as a burner surface cylinder is introduced.
  • the drawing illustrates an embodiment of the invention and shows in a single figure a cross section through the cylindrical fuel assembly of a premixing gas burner.
  • the cylindrical fuel assembly consists of two concentrically arranged cylinders 1, 2, which are provided with flow openings 3 for the gas / air mixture.
  • the inner cylinder 1 serves as a distribution cylinder and the outer cylinder 2 as a burner surface.
  • temperature-resistant filler 4 With the most diffuse, finely distributed flow of the gas / air mixture is generated before reaching the burner surface.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen vormischenden Gasbrenner mit einem zylindrischen Brennelement, das aus mindestens zwei konzentrisch zueinander angeordneten, mit Durchströmöffnungen (3) für das Gas-/Luft-Gemisch versehenen Zylindern (1, 2) besteht, die an einem gemeinsamen, eine Einströmöffnung für das Gas-/Luft-Gemisch aufweisenden Stirnelement fest gelagert sind. Ein innerer Zylinder (1) dient als Verteilzylinder und ein äußerer Zylinder (2) als Brenneroberfläche.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem vormischenden Gasbrenner die Verbrennungsqualität und die Robustheit, insbesondere im Hinblick auf die Materialbelastung an der Brenneroberfläche, zu optimieren.
Erfindungsgemäß ist daher vorgesehen, dass zwischen zwei Zylindern (1, 2) ein für das Gas-/Luft-Gemisch durchlässiger, temperaturbeständiger Füllstoff (4) eingebracht ist. Damit wird eine möglichst diffuse, fein verteilte Strömung des Gas-/Luft-Gemisches vor dem Erreichen der Brenneroberfläche erzeugt und eine gleichmäßige Temperaturverteilung an der Brenneroberfläche erreicht.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen vormischenden Gasbrenner mit einem zylindrischen Brennelement nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
    Ein Gasbrenner dieser Art ist in der DE 38 31 624 A1 dargestellt und beschrieben. Bei einem solchen Gasbrenner ist das zylindrische Brennelement sehr hohen Temperaturen ausgesetzt, da sich die Flammen dicht an der Oberfläche befinden. Innerhalb dieses äußeren Zylinders, welcher als Brenneroberfläche dient und daher eine sehr feine Perforation aufweist, sind zur gleichmäßigen Verteilung des Gas-/Luft-Gemisches an der Oberfläche und zur akustischen Entkopplung von Brennraum und Gemischraum weitere Zylinder angeordnet. Diese dienen als Drossel- und Verteilzylinder, liegen konzentrisch zum äußeren Zylinder, besitzen meistens etwas größere Durchströmöffnungen für das Gas-/Luft-Gemisch als der äußere Zylinder und sind gemeinsam mit diesem am einströmseitigen Stirnelement befestigt.
    Wegen der hohen Temperaturen ist es bei den bekannten Gasbrenner-Ausführungen möglich, dass das insbesondere metallische Material des äußeren Zylinders durch Grenzspannungen zu hoch belastet wird und dass dadurch eventuell lokale Schäden auftreten. Begründet ist dies mit dem Aufbau des zylindrischen Brennelementes, denn die jeweiligen Bereiche über den punktuellen Durchströmöffnungen für das Gas-/Luft-Gemisch im inneren Zylinder bilden sich auf dem äußeren Zylinder als kühle Flecken ab, weil hier das Gas-/Luft-Gemisch direkt auf die Innenwand des äußeren Zylinders trifft. Die intensive, punktuelle Kühlung sowie die dadurch ungleichmäßige Temperaturverteilung führen daher zu Wärmespannungen. Möglich sind auch negative Auswirkungen auf das Flammenbild, nämlich dass strömungsbedingt ebenfalls eine etwas ungleichmäßige Flammenform am Umfang des Brennelementes entsteht.
    Weiterhin offenbart die DE 42 29 070 A1 einen Gasbrenner mit einer unten perforierten und oben offenen Kammer, welche mit kugelförmigen Elementen gefüllt ist. Durch deren Lücken fließt das Gas-/Luft-Gemisch hindurch und verbrennt oberhalb der Kugelschüttung oder in den Zwischenräumen. Eine Brenneroberfläche, wie bei einem gattungsgemäßen vormischenden Gasbrenner, ist dabei allerdings nicht vorhanden.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem vormischenden Gasbrenner die Verbrennungsqualität und die Robustheit, besonders im Hinblick auf die Materialbelastung an der Brenneroberfläche, zu optimieren.
  • Erfindungsgemäß wurde dies mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
    Der vormischende Gasbrenner ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei Zylindern ein für das Gas-/Luft-Gemisch durchlässiger, temperaturbeständiger Füllstoff eingebracht ist. Dabei befindet sich der Füllstoff zwischen zwei Zylindern unterhalb des äußeren, als Brenneroberfläche dienenden Zylinders, und insbesondere im Zwischenraum zum nächstgelegenen inneren Zylinder als Verteilzylinder.
    Der Füllstoff besteht aus stückigen Füllkörpern, Granulat oder Spänen, vorzugsweise aus metallischen oder keramischen Werkstoffen. Die stückigen Füllkörper, das Granulat oder die Späne besitzen jeweils mindestens etwas größere Abmessungen als eine einzelne Durchströmöffnung für das Gas-/Luft-Gemisch im inneren, als Verteilzylinder dienenden Zylinder. Alternativ oder in Kombination damit kann der Füllstoff auch aus einem feinmaschigen Gewebe bestehen, welches in mindestens einer Lage um den inneren Zylinder als Verteilzylinder gewickelt ist. Diese Struktur wird besonders bei mehreren Lagen und feinen Maschen sehr unregelmäßig und feingliedrig. Vorteilhaft ist es, wenn der Füllstoff, mindestens im Zwischenraum unterhalb des äußeren, als Brenneroberfläche dienenden Zylinders eingebracht ist.
    Mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen werden bei vormischenden Gasbrennern mit einem zylindrischen Brennelement sowohl die Verbrennungsqualität und als auch die Robustheit verbessert. Insbesondere die Materialbelastung an der Brenneroberfläche vermindert sich, weil erfindungsgemäß eine sehr gleichmäßige Temperaturverteilung an der Brenneroberfläche entsteht. Durch den zwischen zwei Zylindern eingebrachten Füllstoff, besonders wenn er sich unterhalb der Brenneroberfläche befindet, wird eine möglichst diffuse, fein verteilte Strömung des Gas-/Luft-Gemisches am Außenmantel des Brennelementes erzeugt. Das bisher problematische direkte Durchströmen von innen nach außen, das Aufprallen auf die Innenwand des äußeren Zylinders und die dadurch verursachte punktuelle Kühlung der Brenneroberfläche mit den daraus resultierenden Wärmespannungen, treten nicht mehr auf. Außerdem lässt sich der Füllstoff in den beschriebenen Variationen sehr einfach bei der Herstellung eines zylindrischen Brennelementes einbringen. Generell ist die Gemischverteilung beim Einsatz eines Füllstoffes zwischen zwei Zylindern so gleichmäßig, dass in der Regel auf weitere Zylinder zur Gemischverteilung oder Drosselung verzichtet werden kann.
  • Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar und zeigt in einer einzigen Figur einen Querschnitt durch das zylindrische Brennelement eines vormischenden Gasbrenners.
  • Das zylindrische Brennelement besteht aus zwei konzentrisch zueinander angeordneten Zylindern 1, 2, welche mit Durchströmöffnungen 3 für das Gas-/Luft-Gemisch versehenen sind. Dabei dient der innere Zylinder 1 als Verteilzylinder und der äußere Zylinder 2 als Brenneroberfläche. Zwischen den beiden Zylindern 1, 2 befindet sich ein für das Gas-/Luft-Gemisch durchlässiger, temperaturbeständiger Füllstoff 4, mit dem eine möglichst diffuse, fein verteilte Strömung des Gas-/Luft-Gemisches vor dem Erreichen der Brenneroberfläche erzeugt wird.

Claims (5)

  1. Vormischender Gasbrenner mit einem zylindrischen Brennelement, das aus mindestens zwei konzentrisch zueinander angeordneten, mit Durchströmöffnungen für das Gas-/Luft-Gemisch versehenen Zylindern (1, 2) besteht, die an einem gemeinsamen, eine Einströmöffnung für das Gas-/Luft-Gemisch aufweisenden Stirnelement fest gelagert sind, wobei ein innerer Zylinder (1) als Verteilzylinder und ein äußerer Zylinder (2) als Brenneroberfläche dient,
    dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei Zylindern (1, 2) ein für das Gas-/Luft-Gemisch durchlässiger, temperaturbeständiger Füllstoff (4) eingebracht ist.
  2. Gasbrenner nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstoff (4) zwischen zwei Zylindern (1, 2) unterhalb des äußeren Zylinders (2) als Brenneroberfläche, und insbesondere im Zwischenraum zum nächstgelegenen inneren Zylinder (1) als Verteilzylinder, angebracht ist.
  3. Gasbrenner nach den Ansprüchen 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstoff (4) aus stückigen Füllkörpern, Granulat oder Spänen besteht, wobei diese jeweils mindestens etwas größere Abmessungen als eine Durchströmöffnung (3) für das Gas-/Luft-Gemisch im inneren Zylinder (1) als Verteilzylinder besitzen.
  4. Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstoff (4) aus einem feinmaschigen Gewebe besteht, welches in mindestens einer Lage um den inneren Zylinder (1) als Verteilzylinder gewickelt ist.
  5. Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass mit dem zwischen zwei Zylindern (1, 2) eingebrachten Füllstoff (4), mindestens unterhalb des äußeren Zylinders (2) als Brenneroberfläche, eine möglichst diffuse Strömung des Gas-/Luft-Gemisches erzeugt wird.
EP06011335A 2005-06-08 2006-06-01 Vormischender Gasbrenner Withdrawn EP1731836A1 (de)

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