NO310161B1 - Gassbrenner for komfyr - Google Patents

Description

Oppfinnelsen gjelder en gassbrenner for komfyrer. En slik brenner har utløpsåpninger for en blanding av luft og gass som antennes i åpningenes munning. Generelt skal slike gassbrennere kunne brukes uansett hvilken gassblanding man har til rådighet, for eksempel såkalt bygass, naturgass eller rørledningsgass fra oljeforekomster, fra flytende tilstand. Særlig er det viktig at flammene i åpningsmunningene holder seg stabile selv om gass/ luftblandingen skulle variere under bruken av gassbrenneren.

En rekke løsninger har stått til rådighet for det man i denne sammenheng kan kalle flergassbrennere: Først og fremst har man hatt brennere med stabilisering ved hjelp av en pilotflamme, og disse har en overliggende plate hvis ytterkant er gjennomhullet, idet platen hviler på et underlag. Hovedflammene som dannes ved hullene holdes stabile ved det som kalles pilotflammen, og denne frembringes ved basis av eller eventuelt noe over hovedflammene. Ved bruken av pilotflamme kan man antenne hovedblandingen av luft og gass slik at denne kommer til å brenne stabilt under bruken.

Man har imidlertid i større grad gått bort fra denne løsning, siden brennere av denne type er noe kompliserte og har litt store fremstillingskostnader. Videre arbeider de ikke godt ved stor gjennomstrømning av svak gass, siden pilotflammen da har tendens til å slokke. Hovedflammene blir således ganske følsomme for trekk nær brenneren. Endelig vil det frembringes uforbrent karbonmonoksid CO når pilotflammen økes.

Andre typer brennere er mer selvstabiliserende og er utformet med et spesielt munningstverrsnitt for gass/luftblandingen. Et eksempel på en brenner av denne type har en overliggende plate hvis omkretskant som i den først omtalte brenner også hviler på et underlag, men i kanten er det her avsatt spalter for utslippet av luft/gass. Disse spalter er ganske smale og har trapesformet profil. Der spaltene har relativt stor bredde får altså gassblandingen liten hastighet, og dette gjør at flammene blir holdt tilbake. Motsatt får gassblandingen stor hastighet der spaltene er smale. Løsningen har vært ganske populær, men er nå i større grad overgitt siden slike gassbrennere ikke så lett kan tilpasses nyere teknikk som innebærer injeksjon av aluminium.

Den overliggende plate med åpningene langs kanten bør nemlig være utført av et materiale som kan motstå høye temperaturer, og dette er ikke tilfellet med aluminium.

Et annet eksempel på en gassbrenner av denne type er en som har platen delt i en del av støpejern eller emalje og lagt på et brennerhode av sprøytestøpt aluminium. Hodet har et midtparti som bærer en skjørtliknende kant, og det er i denne kant eller dette skjørt gassutløpsåpningene er avsatt. Åpningene er også her utformet som spalter med større eller mindre dybde, avvekslende anordnet rundt omkretsen. Platen hviler direkte på skjørtet på brennerhodet. Ved at man har en rekke smale spalter deles luft/gassblandingen opp i laminær delstrømning og frembringer flammer som er kortere enn hovedflammene fra de dypere spalter, og på denne måte stabiliseres disse hovedflammer. Man har merket seg at gassen ikke antennes direkte i en slik brenner ved kontakten med hodet. Siden brennerne er følsomme for flammeblåsingen vil luftmengden i blandingen måtte begrenses. Ved at man derfor må ha relativt liten luftmengde i gassblandingen trengs en betydelig sekundær lufttilførsel.

Av denne grunn må hovedspaltene ha stor innbyrdes avstand, og diameteren av brennerhodet må være relativt stor. Det er videre nødvendig å avsette en viss høyde opp til avsetningsgitteret for stekepanner, kjeler etc, slik at sekundærluften kan slippe til.

Dette er bakgrunnen for oppfinnelsen, og dennes hensikt er å unngå de ulemper som er skissert ovenfor, ved at det foreslås en gassbrenner som kan bruke forskjellig forbrenningsgass og i forskjellig blandingsforhold, hvor fabrikasjonskostnadene er holdt nede og hvor fremstillingen er egnet for store serier. Gassbrenneren skal kunne utformes med relativt liten avstand opp til gitteret og skal kunne virke tilfredsstillende med store variasjoner i tilført gassmengde.

Det er således skaffet til veie, slik det fremgår av patentkravene og fra hvilke henvisningstall til tegningene er tatt med i parentes, en gassbrenner for steke- og kokeapparater og med et brennerhode og en overliggende plate beregnet til å monteres oppå brennerhodet, hvor brennerhodet har et midtparti med et hull i midten for tilførsel av en blanding av luft og gass og et skjørt som strekker seg rundt brennerhodets omkrets, idet dette skjørt har en rekke spalter som strekker seg tilnærmet normalt på et hovedplan for midtpartiet. Denne gassbrenner er særlig kjennetegnet ved flere knaster på oversiden av skjørtet, idet knastenes bredde i skjørtets omkretsretning er mindre enn bredden av de skjørtstykker som dannes mellom to nabospalter, hvor knastene i alt vesentlig har samme avstand til den ene og den andre av de to nabospalter, hvor knastene i det minste delvis er anordnet i den indre halvdel av skjørtstykkenes overside og slik at det mellom knastene dannes spalteformede hulrom mellom platen og brennerhodet for laminær utstrømming av blandingen av luft og gass.

Fortrinnsvis er bredden av knastene mindre enn halvparten av bredden av hvert skjørtstykke mellom to nabospalter, dybden av knastene er mindre enn halvparten av lengden av spaltene, tilsvarende dybden av skjørtets overside, hver knast har en sideflate i flukt med innerkanten av skjørtet, og/eller platen rager noe utenfor brennerhodet og på undersiden, ytterst og i denne utoverragende del har en kantring på flaten på undersiden, slik at kantringen rager nedover mot brennerhodet, platen har et midtgods med større tykkelse enn av platen for øvrig, idet midtgodset er sentralt i flaten på undersiden.

Oppfinnelsen gjelder også en gassbrenner som er egnet for et komfyrbord, og i dette tilfelle er hullet i midtpartiet i brennerhodet utformet slik at gasstilførselen kommer via en injektor, idet dette midtparti har en egnet form for å tilføre gass/luftblanding når det benyttes en plate øverst i brenneren.

Ifølge oppfinnelsen har platen i så fall på undersiden, i flaten, en kuppelformet utsparing som således vender nedover mot brennerhodet, utsparingen kan ha kulekalottform, sentrum rett over gassdysens midtakse og en krumningsradius som tilsvarer avstanden ned til oversiden av gassdysen, brennerhodet og platen har tilnærmet sirkulær form eller oval form, og/eller brennerhodet er utført av sprøytestøpt aluminium, mens platen er fremstilt ved støping eller forming i støpegods eller av stål.

Fra den detaljbeskrivelse som nå følger vil oppfinnelsens gassbrenner i forskjellige utførelser lettere forstås, selv om beskrivelsen bare tar for seg typiske eksempler som ikke egentlig begrenser oppfinnelsen. Til beskrivelsen hører tegninger, idet fig. 1 i perspektiv og med fraskilte elementer viser en typisk gassbrenner med brennerhode og overliggende plate, fig. 2 viser halvparten av brennerhodet sett ovenfra, fig. 3 viser et forstørret utsnitt fra den innringede del A på fig. 2, fig. 4 viser et vertikalsnitt gjennom halvparten av denne brenner, idet det er illustrert en hovedflamme fra en kraftig gassblandingsstrøm, fig. 5 viser et utsnitt fra undersiden av brennerhodet for å illustrere gassblandingens sirkulasjon, fig. 6 viser et vertikalsnitt tilsvarende fig. 4, men hvor hovedflammen dannes ved en liten gassblandingsstrøm, og fig. 7 viser et vertikalsnitt gjennom en gassbrenner som er beregnet for et bord med innfelte kokeplater eller gassgittere.

Samme eller tilsvarende element i de enkelte tegninger har fått samme henvisningstall.

Først betraktes fig. 1 hvor en typisk gassbrenner ifølge oppfinnelsen er vist delt i to og med en overliggende plate 1 løftet opp fra hoveddelen som her er kalt et brennerhode 2. Disse elementer har generelt sirkulær form, men oppfinnelsen er naturligvis ikke begrenset til dette, blant annet er enkelte utførelser ovale.

Platen 1 har på undersiden, på en flate 11 en kantring 12, et midtgods 13 med større tykkelse, og en innovervendende ansats 14. Disse elementer vil bli beskrevet nærmere nedenfor.

Brennerhodet 2 har et midtparti 20 med et sentralt hull 21 for tilførsel av en luft/ gassblanding. Midtpartiet 20 er i alt vesentlig plant. Gassen kan for øvrig tilføres via en injektor som imidlertid ikke er vist på fig. 1.

Midtpartiet har altså et skjørt 22 langs omkretsen og hvis ytterflate på innsiden er skrådd ned mot midtpartiets 20 sentrum. Spalter 23 er avsatt med regelmessig avstand over hele skjørtet og slik at spaltene strekker seg tilnærmet normalt på det øvre hovedplan for midtpartiet 20. Spaltene 23 er relativt smale og er ført ned en viss brøkdel av skjørtets 22 høyde. På oversiden 24 av skjørtet er det avsatt en knast 25 mellom hvert sett på to og to spalter 23, fortrinnsvis midt på flaten mellom dem, eller i alle fall med samme avstand til dem. I den viste utførelse er knastene 25 anordnet langs innerkanten av oversiden 24, og derved kommer de innenfor den midtlinje som er stiplet på fig. 2, nemlig i den indre halvdel 27.

Fortrinnsvis er knastene 25 helt innenfor denne halvdel 27 og følger i eksemplet innerkanten 26 av skjørtet 22. Fig. 3 viser den typiske dimensjonering. Dybden f er altså fortrinnsvis mindre enn halve dybden e av spaltene 23 og altså mindre enn halvparten av tykkelsen av skjørtet 22. Bredden d av knastene, hvilket tilsvarer lengden i omkretsret-ningen, er også fortrinnsvis mindre enn halvparten av tykkelsen (lengden) c av hvert skjørtstykke mellom to nabospalter 23.

Det vises nå til fig. 4 som illustrerer hvordan anordningen av knastene 25 lar det være igjen en rom mellom brennerhodet 2 og den overliggende plate 1 i gassbrenneren. Den allerede omtalte ansats 14 som danner en innovervendende kant på undersiden av platen 1 muliggjør ganske stabil posisjon av denne på brennerhodet, ved at den blir liggende an mot ytterkanten av knastene 25.

Virkemåten for gassbrenneren ifølge oppfinnelsen skal nå gjennomgås, og det vises til fig. 4-6: En blanding av luft og gass og som kommer fra en ikke vist blander føres inn i rommet mellom platen og brennerhodet via hullet 21 i midten av brennerhodet. Luft/gass-strømmen er indikert med bokstaven F og en buet pil på fig. 4. Strømmen F føres altså utover mot de gassåpninger som dannes av spaltene 23 og rommet mellom knastene 25. Den største delen av strømmen F kan kalles en hovedstrøm Fl og blir ført ut gjennom spaltene 23, og det er utenfor disse gassbrennerens hovedflammer dannes. En mindre del som kan kalles en sidestrøm F2 føres imidlertid på oversiden av spaltene og mellom knastene 25, mellom oversiden 24 av skjørtet 22 og flaten 11 på undersiden av platen 1. Også fig. 5 viser de nærmere enkeltheter ved oppdelingen av den totale luft/gasstrøm F i en hovedstrøm Fl og en sidestrøm F2. Sidestrømmen F2 danner en rekke laminære enkeltstrømmer ved at passasjen er relativt smal, men bred på undersiden av platen 1. Sidestrømmen brukes således som en pilotstrøm for gassbrennerens pilotflamme. Sett fra utsiden' får altså gassbrenneren en ubrutt spalte som går langs omkretsen på undersiden av platen 1 og hvor en pilotflamme etableres for stabilisering av hovedflammen, på oversiden av denne.

Det er allerede påpekt at plasseringen av knastene 25 er viktig. Særlig vil gassbrenneren ikke virke på riktig måte hvis man i stedet hadde anordnet disse knaster på spaltenes 23 sideflater 28 (se fig. 2).

Det er videre demonstrert at gassbrennerens funksjon bedres vesentlig når knastene 25 anordnes mot innerkanten 26 på skjørtet 22. Særlig har man erfart at brenneren ikke arbeider bra hvis i stedet knastene er ført ut til nærmere ytterkanten 29 av skjørtet.

Som allerede illustrert på fig. 1 har platen 1 på flaten 11 på undersiden en kantring 12 som vender nedover mot yttersiden av skjørtet på brennerhodet. Denne kantring ligger således noe utenfor oversiden 24 av skjørtet og kommer altså til å holde seg noe utenfor det område hvor flammene dannes. Hensikten med kantringen er å danne en viss turbulens i den sidestrøm F2 som danner pilotflammene, slik at man får en tilbakeføringssone for disse, hvilket bidrar til å stabilisere den øverste del av hovedflammene.

Kantringen 12 gjør altså at en pilotflamme som er ført ut på oversiden av hovedflammen kan stabilisere denne like effektivt som om den hadde vært anordnet ved hovedflammenes basis.

Fig. 4 illustrerer hvordan hovedflammenes fasong blir når relativt stor mengde luft/ gass tilføres brenneren, mens fig. 6 viser situasjonen ved svakere brenning. I dette tilfelle kommer hovedflammene til å holde seg innenfor omkretsen av platen 1. Ved at spalten under platen strekker seg sammenhengende rundt omkretsen sikres at pilotflammene er sammenhengende og danner en eneste pilotflammering, hvilket sikrer tenning av deler av hovedflammen dersom denne skulle ha tendens til å slokke, for eksempel ved lokale trekkvirkninger.

På denne måte vil oppfinnelsens gassbrenner kunne arbeide tilfredsstillende innenfor et stort gassområde, det vil si mellom svak tilførsel av gass/luftblanding og til stor tilførsel. Særlig kan forholdet mellom minste og største gassblandingstilførsel være helt nede i 1/10.

Fig. 1 viser videre at platen 1 har et midtgods 13 som danner en fortykkelse på undersiden, ved midten. Et slikt tykkere midtgods 13 reduserer hastigheten av den del av luft/gassblandingen som føres inn i området mellom knastene 25 og mellom skjørtets 22 overside 24 og undersiden av platen, hvilket er indikert som sidestrømmen F2 på fig. 4 og 5. Ved slik hastighetsreduksjon bedres flammestabiliteten selv om gassen skulle ha tendens til blåsevirkning med medfølgende slokking.

Generelt skal bemerkes at den ringspalte som dannes mellom platen og brennerhodet gir fullgod stabilisering av hovedflammeringen, særlig ved at pilotflammen i praksis er nært koplet til denne. Dette gjør at man kan bruke gassbrenneren for både liten og stor gasstilførsel. Man kan altså tilføre en slik gassbrenner mer primærluft enn brennere som ikke har en slik omkretsspalte for pilotflammen.

Videre kan oppfinnelsens gassbrenner også med hell brukes med en mindre fri høyde opp til et pålagt gitter, det vil si høyden mellom steke- eller kokeplanet øverst på gassbrenneren og et gitter under bunnen av en stekepanne eller et kokekar.

Brenneren kan for eksempel arbeide med en slik fri "grillhøyde" mellom 25 og 30 mm, mens konvensjonelle brennere krever en høyde mellom 35 og 45 mm. Den reduserte grillhøyde muliggjøres fordi oppfinnelsens gassbrenner trenger mindre sekundærluft, fordi primærlufttilførselen er relativt stor. For å favorisere sekundærluften er det imidlertid foretrukket at spaltene 23 har relativt stor avstand.

Videre merker man seg at tilstedeværelsen av en pilotflamme på oversiden av hovedflammen gir bedre forbrenning innenfor grensene for gassbrennerens arbeidsområde.

Det vises nå til fig. 7 som illustrerer en gassbrenner ifølge oppfinnelsen, beregnet for et kombinasjonsbord hvor gassbrenneren er innmontert som på en komfyr. I dette tilfelle er det disponible rom for gassinjektoren og blanderen relativt beskjedent i forhold til en vanlig gasskomfyr. Av denne grunn er gassbrenneren utformet slik at blandingen av luft og gass finner sted i brenneren selv.

Brenneren har som tidligere en plate 3 og et brennerhode 4 med et midtparti 40. Dette midtparti er imidlertid ikke helt plant. Midt i det er det som før et hull 41 for tilførsel av gass, og munningen av dette hull er noe hevet i forhold til planet ved spaltene 43 langs omkretsen, idet midtpartiet fra munningen skråner ned mot skjørtet 42. Ved 5 er indikert en gassdyse som fører gassen inn gjennom det sentrale hull 41 i midtpartiet 40. Ved at dette parti er utformet på denne måte får man en god blanding av gass og luft i det rom som dannes mellom platen og midtpartiet i brennerhodet.

Man har funnet at denne gass/luftblander imidlertid er meget følsom for hvor nøyaktig gassdysen 5 blir innstilt i forhold til den sentrale midtakse 6 av brenneren. Dersom dysen 5 for eksempel er rettet inn en vinkel a på 1° i forhold til denne akse 6 vil dette allerede gi en synlig usymmetri i hovedflammeringen, som følge av at luft/gass-blandingsforholdet blir forskjellig mot den ene og andre side av brenneren.

Av denne grunn har den viste utførelse en kuppelformet utsparing 35 på undersiden av platen 3, i flaten 31 på undersiden av midtgodset 33 i platen 3. Utsparingen 35 vender altså nedover mot midtpartiet 40 og kan ha form som en kulekalott hvis midte ligger på aksen 6 og hvis krumningsradius tilsvarer avstanden ned til oversiden av gassdysen 5.

Ved at man har anordnet en slik kuppelformet utsparing 35 blir brennvirkningen riktigere selv om vinkelen a blir så stor som ca. 3° og selv om gassdysens 5 midtakse skulle komme til å forskyves opp til for eksempel 2 mm i forhold til aksen 6 (forskyv-ningsavstanden p). Ved at man har en slik utsparing 35 stilles altså mindre krav til monteringen av gassdysen.

Som et eksempel skal gjennomgås hoveddimensjonene for en gassbrenner ifølge oppfinnelsen og som har en nominell varmeeffekt på 3500 W. Dimensjonene er angitt i millimeter og har samme bokstavsymboler som på fig. 3,6 og 7.1 kolonnen helt til høyre er indikert tillatt variasjon, enten angitt i mm eller i forhold til en av de andre størrelser.

Oppfinnelsen er ikke begrenset til de viste og beskrevne eksempler, men modifikasjoner og kombinasjoner vil kunne høre til oppfinnelsen så lenge disse faller innenfor rammen som bestemmes av patentkravene, særlig kan antallet knaster 25 være mindre enn det som er vist, ved at det ikke er avsatt en knast på hvert skjørtstykke. Hensikten er imidlertid at det skal etableres en pilotflamme som er atskilt fra hovedflammen.

Videre kan den kuppelformede utsparing som er vist på fig. 7 også brukes sammen med andre typer plater enn den viste og blant annet med brennere som ikke har knaster mellom spaltene for hovedflammene.

Claims (11)

1. Gassbrenner for steke- og kokeapparater og med et brennerhode (2) og en overliggende plate (1) beregnet til å monteres oppå brennerhodet, hvor brennerhodet har et midtparti (20) med et hull (21) i midten for tilførsel av en blanding av luft og gass og et skjørt (22) som strekker seg rundt brennerhodets omkrets, idet dette skjørt har en rekke spalter (23) som strekker seg tilnærmet normalt på et hovedplan for midtpartiet (20), KARAKTERISERT VED flere knaster (25) på oversiden (24) av skjørtet (22), idet knastenes bredde (d) i skjørtets omkretsretning er mindre enn bredden (c) av de skjørtstykker som dannes mellom to nabospalter (23), hvor knastene (25) i alt vesentlig har samme avstand til den ene og den andre av de to nabospalter (23), hvor knastene i det minste delvis er anordnet i den indre halvdel (27) av skjørtstykkenes overside (24) og slik at det mellom knastene dannes spalteformede hulrom mellom platen (1) og brennerhodet (2) for laminær utstrømming av blandingen av luft og gass.

2. Gassbrenner ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at bredden (d) av knastene (25) er mindre enn halvparten av bredden (c) av hvert skjørtstykke mellom to nabospalter (23).

3. Gassbrenner ifølge krav 1 eller 2, KARAKTERISERT VED at dybden (f) av knastene (25) er mindre enn halvparten av lengden (e) av spaltene (23), tilsvarende dybden av skjørtets overside (24).

4. Gassbrenner ifølge ett av kravene 1-3, KARAKTERISERT VED at hver knast (25) har en sideflate i flukt med innerkanten (26) av skjørtet (22).

5. Gassbrenner ifølge ett av kravene 1-4, KARAKTERISERT VED at platen (1) rager noe utenfor brennerhodet (2) og på undersiden, ytterst og i denne utoverragende del har en kantring (12) på flaten (11) på undersiden, slik at kantringen rager nedover mot brennerhodet (2).

6. Gassbrenner ifølge ett av kravene 1-5, KARAKTERISERT VED at platen (1) har et midtgods (13) med større tykkelse enn av platen for øvrig, idet midtgodset er sentralt i flaten (11) på undersiden.

7. Gassbrenner ifølge krav 1-6 og innrettet for innfelling i et bord eller en benk, hvor gassbrenneren på konvensjonell måte har en plate (3) og et brennerhode (4) med et midtparti (40) og et sentralt hull (41) for tilførsel av gass fra en gassdyse (5), og hvor gassbrenneren i denne utførelse har en form som er egnet for å blande gassen med luft i brennerhodet 4, KARAKTERISERT VED at platen (3) på undersiden, i flaten (11) har en kuppelformet utsparing (35) som således vender nedover mot brennerhodet.

8. Gassbrenner ifølge krav 7, KARAKTERISERT VED at utsparingen (35) har kulekalottform, sentrum rett over gassdysens (5) midtakse og en krumningsradius (r) som tilsvarer avstanden ned til oversiden av gassdysen.

9. Gassbrenner ifølge ett av kravene 1-8, KARAKTERISERT VED at brennerhodet (2, 4) og platen (1, 3) har tilnærmet sirkulær form eller oval form.

10. Gassbrenner ifølge ett av kravene 1-9, KARAKTERISERT VED at brennerhodet (2, 4) er utført av sprøytestøpt aluminium.

11. Gassbrenner ifølge ett av kravene 1-10, KARAKTERISERT VED at platen (1, 3) er fremstilt ved støping eller forming i støpegods eller av stål.