WO2015135679A1 - Multistage surface burner - Google Patents

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WO2015135679A1
WO2015135679A1 PCT/EP2015/051536 EP2015051536W WO2015135679A1 WO 2015135679 A1 WO2015135679 A1 WO 2015135679A1 EP 2015051536 W EP2015051536 W EP 2015051536W WO 2015135679 A1 WO2015135679 A1 WO 2015135679A1
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WO
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burner
zone
flame
zones
combustion
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PCT/EP2015/051536
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German (de)
French (fr)
Inventor
Ulrich Dreizler
Original Assignee
Ulrich Dreizler
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Publication date
Application filed by Ulrich Dreizler filed Critical Ulrich Dreizler
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D14/00Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/72Safety devices, e.g. operative in case of failure of gas supply
    • F23D14/82Preventing flashback or blowback
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C6/00Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion
    • F23C6/02Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion in parallel arrangement
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D14/00Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/02Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D2203/00Gaseous fuel burners
    • F23D2203/10Flame diffusing means
    • F23D2203/101Flame diffusing means characterised by surface shape
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D2203/00Gaseous fuel burners
    • F23D2203/10Flame diffusing means
    • F23D2203/103Flame diffusing means using screens
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D2900/00Special features of, or arrangements for burners using fluid fuels or solid fuels suspended in a carrier gas
    • F23D2900/00012Liquid or gas fuel burners with flames spread over a flat surface, either premix or non-premix type, e.g. "Flächenbrenner"
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D2900/00Special features of, or arrangements for burners using fluid fuels or solid fuels suspended in a carrier gas
    • F23D2900/00019Outlet manufactured from knitted fibres

Definitions

  • the invention includes a burner with a surface combustion, which comprises a first and at least one further burner zone.
  • WO 2006/019279 A1 discloses a burner with a surface combustion, which comprises a housing which receives a fan at one end and supplies a fuel-air mixture to burner zones at the opposite end downstream.
  • the burner zones each include a plate having a plurality of bores secured to the housing. These are assigned upstream of another mixing plate with additional holes.
  • By the fan combustion air is supplied. Downstream of the supply of combustion air, individual feeds for the fuel are provided on the housing.
  • fuel and air are mixed at the mixing plate and supplied to the respective burner zone, wherein upstream of each burner zone adjacent partition walls are provided which extend to the fuel supply to supply the burner zones.
  • all burner zones are supplied with the same air volume flow provided by the blower.
  • a gas burner which comprises three burner zones, to each of which a gas-air mixture is supplied by separate feeds. These three burner zones are fed independently of each other, the gas-air mixture for combustion.
  • the combustion surface or the combustion zone is formed by a frusto-conical lateral surface which comprises a first and a second burner zone.
  • the third burner zone is formed by a hemispherical surface.
  • the flames exiting laterally on the lateral surface of the burner surface are inclined with respect to the exit plane by almost 90 ° in the direction of the center of the combustion chamber, which lies downstream of the gas feed. Due to the succession of burner zones, a very long combustion chamber is required.
  • a gas burner is known from WO 2010/044931 A1, which is used for the heating of water, which flows through a heat exchanger in a combustion chamber of the gas burner.
  • This gas burner has a first and second burner zone, wherein the first burner zone comprises a combustion zone oriented radially to the longitudinal axis of the burner.
  • a gas-air mixture is supplied to a second burner zone, which comprises both a radially aligned combustion zone corresponding to the first burner zone and a further axially aligned combustion zone, which together form the second burner zone.
  • a structurally complex structure is provided.
  • the invention has for its object to provide a burner with a surface system, which is constructed Kizonig and a small space for arrangement in a burner plate or a burner and an efficient control includes and to provide a heat generator, which is physically small, but a high heat output allows.
  • each burner zone is supplied by a separate supply with a fuel-air mixture and the burner zones have a aligned in the same direction flame matrix.
  • low-profile burner zones can be created in the installation depth, so that a plurality of burner zones can be arranged next to one another, which, on the other hand, can be controlled by the respective separate supply of fuel-air mixtures in accordance with the desired operating mode.
  • the flame matrix of each burner zone is aligned axially with the flow direction of the fuel-air mixture between the flame arrestor and the tissue membrane.
  • the flame matrix is perpendicular to the surface of the tissue membrane, so that a free exit of the individual flame from the tissue membrane without tilting or deflection is possible, whereby an increased efficiency in the combustion and thus increased efficiency in the heating of the burner chamber is made possible.
  • the respective tissue membrane of the burner zone is arranged according to a preferred embodiment in a same plane.
  • a large-area burner can be subdivided into several burner zones with different or even the same area proportions as well as a separate control.
  • the individual tissue membranes of each associated burner zones may be provided offset parallel to each other. This is preferably then provided in order to assign the individual burner zones to one another in a structurally compact manner.
  • the respective tissue membrane of the associated burner zones preferably has a maximum offset when arranged with a parallel offset from one another which is equal to or less than the length of a flame root of the flame matrix.
  • the length of the flame root of the respective flame matrix is preferably less than 100 mm and the longest at full load.
  • a blower is provided for each burner zone. Thereby, a specific control and supply of the fuel-air mixture for each burner zone can be achieved, whereby the length of the flame root can be determined.
  • a common fan for supplying the fuel-air mixture and at least one of at least two leading to the respective burner zone supply a control valve may be provided for all burner zones of the burner.
  • multiple burner zones can be controlled with only one common blower and be supplied by driving the control valve or control flaps with the fuel-air mixture.
  • At least one ignition electrode and / or at least one monitoring electrode are assigned to the first burner zone to be ignited.
  • the first burner zone may be formed as a preliminary stage, which is first ignited and monitored in order to form a flame matrix in the combustion zone. Due to the second and / or further burner zone arranged adjacently thereto, this second or further burner zone can be switched on as a function of the feed of the fuel-air mixture, the flame matrix of the first burner zone being fed to the fuel-air / gas mixture for a second and / or further burner zone. or another adjacent burner zone and forms with this a common flame matrix.
  • a first burner zone is completely surrounded by the second and / or at least one further burner zone.
  • This arrangement can also be reversed.
  • a further alternative embodiment of the combustion zone of the burner provides that the first and at least one further burner zone each have the same area fraction.
  • the first burner zone may also be formed in the area deviating from the second or further burner zone, with the first burner zone preferably being smaller than the second burner zone in the case of two burner zones.
  • the size ratio of the respective burner zone is set. This depends on the heat generator to be fired and the downstream heat process.
  • the total control ratio can be determined from the sum of the maximum power of the first and second burner zones in relation to the minimum power of the first burner zone. The same applies to more than two burner zones.
  • a further preferred embodiment of the invention provides a common contact line or a common contact point of the respective flame matrix between the first and at least one further burner zone.
  • the flames of the flame matrix expand to the end of the respective flame in the flow direction of the fuel-air mixture, so that an expansion of the flame matrix is also given in the edge region of the combustion zone, whereby a simplified ignition of the adjacent combustion zone of another burner zone is made possible.
  • the first and at least one further burner zone preferably have a circular, rectangular or square geometry for forming a combustion zone. This allows an adaptation to the installation conditions are made possible.
  • a circular or square geometry may be provided for a cylindrical burner space.
  • an oblong-rectangular burner with a first and a second burner zone can be formed and used for strip-shaped and elongate heating zones.
  • the second or further burner zone preferably has two to seven times the area fraction of the first burner zone.
  • the first burner zone forms a preliminary stage and the second burner zone forms, for example, a main stage, preferably together with the precursor, for heating the combustion chamber.
  • a further preferred embodiment of the invention provides that the fuel-air mixture is mixed before the at least one blower and fed via the blower, the mixture of at least one burner zone. This is called a so-called premix burner.
  • the fuel-air mixture can be mixed and then fed to the at least one burner zone. Such an embodiment is referred to as a postmix burner.
  • a preferred embodiment of the burner with the first and at least one further burner zone provides that they are arranged in a common burner head, so that the first and at least one further burner zone are arranged together on a burner plate to the burner chamber, which on a burner housing for closing the Burner space is attachable.
  • the first and at least one further burner zone can each be formed by a separate combustion head with a respective housing, which are arranged adjacent or adjacent to one another in a burner plate.
  • the object underlying the invention is further achieved by a heat generator, in which a burner can be used according to one of the embodiments described above.
  • the heat generator for heating a liquid, vapor or gaseous medium may be provided, in which preferably a supply line into a burner chamber of the housing of the heat generator leads to heat the medium flowing through the conduit.
  • the conduit is part of a heat exchanger to heat, for example, water.
  • FIG. 1 shows a schematic sectional view of a burner with a first and a second burner zone
  • FIG. 2 shows a diagrammatically enlarged view of a burner head of the burner according to FIG. 1 in a sectional illustration
  • FIG. 3 shows a schematic side view of the combustion head according to FIG. 2,
  • FIG. 4 shows a schematic view of a first and a second burner zone, which is offset relative to one another, according to FIG. 2,
  • FIGS. 5a and 5b show schematic views of alternative embodiments for actuating the combustion head according to FIG. 2,
  • FIGS. 6a to 6e show schematic views of alternative embodiments of multi-stage combustion heads
  • Figure 7 is a schematic sectional view of an alternative embodiment of the first and second burner zones to Figure 1 and
  • FIG. 8 shows a schematic view of the burner zones according to FIG. 7.
  • FIG. 1 shows a schematic sectional view of a burner 13 on a heat generator 11 with a burner chamber 12, into which a heat exchanger or a liquid medium-carrying line 14 protrudes in order to heat the liquid medium guided through the line 14 and to dissipate the thermal energy of the flame ,
  • the heat transfer medium may also be vapor or gaseous.
  • the heat generator 11 comprises a housing 16, which has at an end face an opening 17 with a pipe 18 for the discharge of hot combustion gases. Opposite lying the burner chamber 12 is closed by a burner plate 21 which receives a burner 13 with a burner head 23 with a fan 24.
  • Such a burner 13 can be operated as a gas appliance in accordance with EN676 "Gas Blower Burner".
  • EN746-2 an operation according to EN746-2 on thermal processing plants in the field of industry and commerce is possible. A delineation of the respective areas of application is described in the corresponding standards under "area of application”.
  • air is supplied to the blower 24 via an air supply line 26.
  • a fuel line 27 leads to the blower 24, wherein a certain amount of fuel is supplied to the blower 24 via a solenoid valve 28.
  • This fan 24 preferably has a not-shown fan wheel, so that after the blower 24, a fuel-air mixture is generated and fed via a feed 29 to the burner head 23.
  • a fuel-air mixture can be supplied to the blower 24 already.
  • the control of the solenoid valve 28 for determining the amount of supplied fuel via a control device 40 which can monitor and control the activation of the entire combustion process.
  • the burner head 23 further comprises at least one ignition electrode 31 and at least one monitoring electrode 32, which are shown in Figure 1 only schematically and also connected to the controller 40 to forward data to the controller 40 or to drive the ignition electrode 31 to ignite the burner head 24.
  • the burner head 23 according to FIG. 1 is constructed in two stages by way of example and comprises a first burner zone 34 and a second burner zone 35. Each of these burner zones 34, 35 can be individually controlled continuously from the smallest to the largest power.
  • the second burner zone 35 is connected to the second burner zone 35, for example, by means of a feed 37 leading away from the housing 36 of the first burner zone 34.
  • the feeder 37 may also branch off from the feeder 24 coming from the fan 24.
  • the supply 37 comprises a control flap 38, which in turn is in communication with the control device 40 and can be controlled via it.
  • the burner head 23 comprises a cylindrical housing 36 having a bottom 41 to which the feeder 29 is connected, through which the fuel-air mixture is supplied via the blower 24 of the first burner zone 34.
  • a housing partition wall 43 is arranged to form the first and second burner zone 34, 35, which forms a housing 44 for the first burner zone 34 together with the associated portion of the bottom 41.
  • a housing 45 for the second burner zone 35 is formed by the housing partition wall 43 of the housing 44 and an outer wall 46 of the housing 34 of the burner head 23.
  • the feed opens 37 for supplying the fuel-air mixture.
  • this feed can also be connected to the bottom 41 of the housing 45.
  • the supply 37 may also be arranged on the bottom 41 of the housing 45.
  • the housing 44 of the first burner zone 34 and the housing 45 of the second burner zone 35 are nested and combined with each other so that the second housing 45 concentrically surrounds the housing 44.
  • a common bottom 41 for the housing 44, 45 is provided.
  • the bottoms of the housings 44, 45 may be offset from each other.
  • the first burner zone 34 includes a flashback barrier 48 as viewed from the bottom 41 and as viewed in the direction of flow of the fuel-air mixture and spaced therefrom and tissue membrane 49.
  • the tissue membrane 49 may be spaced from the flashback barrier 48 by spacers or a wall section or the like. Downstream of the tissue membrane 49, a combustion zone 51 is provided within which a flame matrix 52 is formed, wherein the combustion zone 51 is delimited in the radial direction by a delimiting element 54.
  • the first burner zone 34 includes, for example, an ignition electrode 31 and one or more monitoring electrodes 32, which are arranged, for example, in the middle of the first burner zone 34 or in the housing 44 of the first burner zone. Due to this central arrangement of the ignition electrode 31 and monitoring electrode 32, the feed 29 of the fuel-air mixture is formed on the housing 44 by a fork-shaped connection 56 which covers, for example, three openings 57 in the bottom 41.
  • the at least one ignition electrode 31 and / or monitoring electrode 32 can also be arranged in an edge region in the housing 44 of the first burner zone 34, so that a central or in the remaining area arranged in the bottom 41 supply of the fuel-air mixture is possible.
  • the second burner zone 35 also includes a flashback barrier 48 as seen in the flow direction and, spaced therefrom, a tissue membrane 49 to form an annular combustion zone 51.
  • a flashback barrier 48 as seen in the flow direction and, spaced therefrom, a tissue membrane 49 to form an annular combustion zone 51.
  • delimiting elements 54 are provided in the housing 45.
  • the limiting element 54 is designed to hold down the tissue membrane 49 to the spacer which positions the tissue membrane 49 at a predetermined distance from the flame arrester 48.
  • the limiting element 54 is designed such that starting from the operation of the burner head 23 with the first burner zone 34 by a switch of the second burner zone 35 ignition of the flame matrix 52 of the second burner zone 35 due to the flame matrix 52 in the first burner zone 34 is made possible.
  • the individual flames 59 emerging from the fabric membrane 49 expand at the end of the individual flames in the direction of flow, so that expansion of the flame matrix 52 in the edge region of the burner zone 34 is provided and if the fuel-air mixture is supplied via the adjacent burner zone 35 an automatic ignition of the burner zone 51 of the adjacent burner zone takes place.
  • the arrangement and design of the burner head 23 with a tissue membrane 49 spaced from the flame arrestor 49 enables the formation of a cool flame root, in particular when using a tissue membrane 49 according to WO 2012/065582, to which reference is made in its entirety.
  • FIG. 4 schematically shows the arrangement of the tissue membrane 49 of the first burner zone 34 and of the second burner zone 35 according to FIG. 2, these being aligned with a parallel offset a relative to one another.
  • a flame matrix 52 is formed in the region of the combustion zone 51, which is composed of individual flames 59 and holding flames 60 arranged between them, the individual flames 59 protruding from the holding flames 60.
  • the parallel offset between the tissue membrane 49 of the first burner zone 44 and the tissue membrane 49 of the second burner zone 45 corresponds at most to the flame root of the individual flame 59.
  • the maximum offset a also applies to further tissue membranes 49 which are provided in further burner zones in multizone burners 11.
  • “Flame root” is understood to mean a zone of the individual flames 59 which keeps this individual flame 59 stabilized, so that it does not lift off the tissue membrane 49 or can go out.
  • the flame root of the fuel and oxygen is only partially ignited and is still partially separated. Only at the end of the flame root in the direction of flow of the fuel-air mixture, the exothermic reaction is completely started, which is then completely completed in the combustion of the flames. Consequently, in the flame root, the ignition of the combustion reaction - that is, the oxidation of a combustible material with oxygen, whereby the flame is formed - not yet completed. Unburned components of oxygen and combustible material may still be present.
  • the flame root can be visually recognized in a premixed, stoichiometric fuel-air mixture as a flame on its blue core color, which is more visible than the rest of the flame.
  • the offset a may also be zero, that is, the tissue membrane 49 of the first burner zone 34 and that of the second burner zone 35 are arranged in a same plane.
  • FIGS. 5a and 5b show schematic views showing an alternative embodiment with regard to the supply of the fuel-air mixture to the burner head 23 of the burner 11 to FIGS. 1 to 3.
  • FIG. 5a differs from the supply of the fuel-air mixture of FIG. 1 in that a branch 62 is provided in the supply line 29, which branches the volume flow fed through the blower 16, so that in each case a separate supply for the first and second fuel stage 34, 35 is provided.
  • Each feeder 29, 37 comprises a separate control flap 38, which can each be activated separately from the control device 40 in order to control the respective volume flow.
  • FIG. 5b shows a feed for a fuel-air mixture to the burner head 23, in which each burner zone 34, 35 is connected in each case to a feed line 29, 37 to which a blower 24 is connected, so that each burner zone 34, 35 is independent from the other burner zone 35, 34 can be filled with a fuel-air mixture, so that the mixtures can also differ from each other.
  • FIGS. 6a to 6e show diagrammatic views from above of a burner 11 with, for example, two burner zones 34, 35, which have different arrangements and geometries. It is understood that instead of two burner zones, it is also possible to provide a plurality of burner zones which have an analogous structure.
  • FIG. 6a shows an end view of the burner head 23 according to FIG. 2 with a round combustion zone 51, whereby FIG. 6a deviates in that the at least one ignition electrode 31 and / or monitoring electrode 32 is not centered but off-center in the tissue membrane 49 of the first burner zone 34 is arranged.
  • the second burner zone 35 comprises a multiple of the first burner zone 34 with respect to their surfaces.
  • the second burner zone 35 completely surrounds the first burner zone 34.
  • These have a common contact line 64 of the respective flame matrix 52. Along this contact line 64, the flame matrix 52 of the first burner zone 34 is skipped over to the second burner zone 35 when the second burner zone 35 is switched on.
  • a third burner zone can completely surround the second burner zone or the second and third burner zone can jointly surround the first burner zone.
  • the first burner zone may also be formed in two or more zones and surrounded by an annular burner zone in analogy to the illustrated two-stage burner zone.
  • FIG. 6b shows an alternative embodiment to FIG. 6a.
  • the first and second burner zones 34, 35 have equal areas, which are separated by the contact line 64, in each of which a combustion zone 51 with a semicircle for the first and second burner zones 34, 35 is formed.
  • the first burner zone 34 of the combustion zone 51 may comprise a circular arc segment and the second burner zone 35 occupy the remaining area
  • FIG. 6c shows an alternative geometric configuration of the combustion zone 51 to FIG. 6b, in that the first and second burner zones 34, 35 are square, but with the same area division.
  • a rectangular arrangement may also be provided.
  • a division with respect to a square combustion zone 51 can also take place via a diagonal contact line 64.
  • FIG. 6 e shows a further alternative embodiment, which comprises a flat-rectangular combustion zone 51 of the first and second burner zones 34, 35, which comprise a common contact line 64.
  • Such an embodiment is preferably provided in so-called ingot burners whose length comprises a multiple of the width.
  • FIG. 7 shows an alternative embodiment to FIG.
  • the structure of the burner 13 corresponds to that in Figure 1.
  • the burner zone 35 forms, which are preferably formed differently in size in the area of the combustion zone 51, as can be seen from the end view in Figure 8.
  • the second burner zone 35 is preferably designed to be at least three times larger, preferably five times larger, than the first burner zone.
  • Each burner head 23 is supplied via a blower 24 with a fuel-air mixture.
  • Each burner head 23 has an analogous construction to the first burner zone 34 or second burner zone 35.
  • a flame arrester and at a distance therefrom a tissue membrane 49 is provided, so that on one exit side of the tissue membrane in a combustion zone 51, a flame matrix 52 can form, the individual flames 59 and the holding flame 60 are aligned perpendicular to the plane of the tissue membrane 49. The individual flames 59 are thus aligned in the flow direction within the combustion zone 51.
  • the housings 24 of the burner heads 23 for the first and second burner zones 34, 35 may, for example, abut each other at a contact point 65 or have only a small spacing, and the at least one ignition electrode 31 and / or monitor electrode 32 may be positioned in a gusset resulting therefrom that a central or eccentric arrangement of the ignition electrode 31 and / or monitoring electrode 32 in the first burner zone 34 is not required. However, this can also be chosen. This makes it possible to skip the flame matrix 52 out of the first burner zone 34 into the second burner zone 35 when the burner 13 is connected to the second burner zone 35.
  • the ignition electrode 31 and monitoring electrode 32 can be assigned to the first burner zone 34 and a further monitoring electrode 32 can be assigned to the second burner zone 35.
  • the ignition electrode 31 and / or monitoring electrode 32 may also be assigned separately from one another corresponding to the first and / or second burner zones 34, 35.
  • the two burner heads 23 are adjusted with respect to the orientation of the tissue membranes 49 such that they lie in one plane or have a maximum offset a corresponding to FIG.

Abstract

The invention relates to a burner (13) with surface combustion, having a first and at least one additional burner zone (34, 35), each of which has a feed (29, 37) for a fuel/air mixture in a combustion zone (51) and each of which has a woven membrane (49) for each burner zone (34, 35), the combustion zone (51) adjoining said fabric membrane. The burner also comprises a flashback barrier (48) which is arranged upstream of the woven membrane (49) and at a distance to the fabric membrane. Each burner zone (34, 35) has a separate feed (29, 37) for the fuel/air mixture, and each burner zone (34, 35) has a flame matrix (52), which are aligned in the same direction, in the combustion zones (51).

Description

[Bezeichnung der Erfindung erstellt durch ISA gemäß Regel 37.2] MEHRSTUFIGER OBERFLÄCHENBRENNER

[Designation of the invention prepared by ISA according to Rule 37.2] MULTI-STAGE SURFACE BURNER

Die Erfindung einen Brenner mit einer Oberflächenverbrennung, welcher eine erste und zumindest eine weitere Brennerzone umfasst.The invention includes a burner with a surface combustion, which comprises a first and at least one further burner zone.
Aus der WO 2006/019279 A1 ist ein Brenner mit einer Oberflächenverbrennung bekannt, welcher ein Gehäuse umfasst, das an einem Ende ein Gebläse aufnimmt und am gegenüberliegenden Ende stromab ein Brennstoff-Luft-Gemisch Brennerzonen zuführt. Die Brennerzonen umfassen jeweils eine Platte mit mehreren Bohrungen, die an dem Gehäuse befestigt ist. Diesen ist stromauf eine weitere Vermischungsplatte mit weiteren Bohrungen zugeordnet. Durch das Gebläse wird Verbrennungsluft zugeführt. Stromab der Zuführung der Verbrennungsluft sind an dem Gehäuse einzelne Zuführungen für den Brennstoff vorgesehen. In dem Gehäuse wird Brennstoff und Luft an der Vermischungsplatte gemischt und der jeweiligen Brennerzone zugeführt, wobei stromauf an jede Brennerzone angrenzend Trennwände vorgesehen sind, die sich bis zur Brennstoffzuführung erstrecken, um die Brennerzonen zu versorgen. Alle Brennerzonen werden jedoch einheitlich mit dem gleichen vom Gebläse bereitgestellten Luftvolumenstrom versorgt. WO 2006/019279 A1 discloses a burner with a surface combustion, which comprises a housing which receives a fan at one end and supplies a fuel-air mixture to burner zones at the opposite end downstream. The burner zones each include a plate having a plurality of bores secured to the housing. These are assigned upstream of another mixing plate with additional holes. By the fan combustion air is supplied. Downstream of the supply of combustion air, individual feeds for the fuel are provided on the housing. In the housing, fuel and air are mixed at the mixing plate and supplied to the respective burner zone, wherein upstream of each burner zone adjacent partition walls are provided which extend to the fuel supply to supply the burner zones. However, all burner zones are supplied with the same air volume flow provided by the blower.
Aus der WO 02/075211 A1 ist ein Gasbrenner bekannt, welcher drei Brennerzonen umfasst, denen jeweils durch getrennte Zuführungen ein Gas-Luft-Gemisch zugeführt wird. Diesen drei Brennerzonen wird unabhängig voneinander das Gas-Luft-Gemisch zur Verbrennung zugeführt. Die Brennoberfläche beziehungsweise die Verbrennungszone wird durch eine kegelstumpfförmige Mantelfläche gebildet, welche eine erste und zweite Brennerzone umfasst. Am schmalen stirnseitigen Ende der kegelstumpfförmigen Mantelfläche ist die dritte Brennerzone durch eine halbkugelförmige Oberfläche ausgebildet. Die seitlich an der Mantelfläche der Brenneroberfläche austretenden Flammen sind gegenüber der Austrittsebene um nahezu 90° in Richtung zur Mitte der Brennkammer geneigt, die stromab der Gaszuführung liegt. Durch die hintereinander gereihten Brennerzonen ist eine sehr lange Brennkammer erforderlich.From WO 02/075211 A1, a gas burner is known, which comprises three burner zones, to each of which a gas-air mixture is supplied by separate feeds. These three burner zones are fed independently of each other, the gas-air mixture for combustion. The combustion surface or the combustion zone is formed by a frusto-conical lateral surface which comprises a first and a second burner zone. At the narrow end face of the frustoconical surface, the third burner zone is formed by a hemispherical surface. The flames exiting laterally on the lateral surface of the burner surface are inclined with respect to the exit plane by almost 90 ° in the direction of the center of the combustion chamber, which lies downstream of the gas feed. Due to the succession of burner zones, a very long combustion chamber is required.
Aus der WO 2010/044931 A1 ist des Weiteren ein Gasbrenner bekannt, der für die Aufheizung für Wasser benutzt wird, welches einen Wärmetauscher in einer Brennkammer des Gasbrenners durchströmt. Dieser Gasbrenner weist eine erste und zweite Brennerzone auf, wobei die erste Brennerzone eine radial zur Längsachse des Brenners ausgerichtete Verbrennungszone umfasst. Innerhalb der ersten Brennerzone wird ein Gas-Luft-Gemisch einer zweiten Brennerzone zugeführt, die sowohl eine der ersten Brennerzone entsprechende radial ausgerichtete Verbrennungszone als auch eine weitere axial ausgerichtete Verbrennungszone umfasst, die gemeinsam die zweite Brennerzone bilden. Hierfür ist ein konstruktiv aufwändiger Aufbau vorgesehen.Furthermore, a gas burner is known from WO 2010/044931 A1, which is used for the heating of water, which flows through a heat exchanger in a combustion chamber of the gas burner. This gas burner has a first and second burner zone, wherein the first burner zone comprises a combustion zone oriented radially to the longitudinal axis of the burner. Within the first burner zone, a gas-air mixture is supplied to a second burner zone, which comprises both a radially aligned combustion zone corresponding to the first burner zone and a further axially aligned combustion zone, which together form the second burner zone. For this purpose, a structurally complex structure is provided.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Brenner mit einem Oberflächensystem zu schaffen, welcher mehrzonig aufgebaut ist und einen geringen Bauraum zur Anordnung in einer Brennerplatte oder einem Brenner und eine effiziente Ansteuerung umfasst sowie einen Wärmeerzeuger zu schaffen, der kleinbauend ist, jedoch eine hohe Wärmeleistung ermöglicht.The invention has for its object to provide a burner with a surface system, which is constructed mehrzonig and a small space for arrangement in a burner plate or a burner and an efficient control includes and to provide a heat generator, which is physically small, but a high heat output allows.
Diese Aufgabe wird durch einen Brenner gelöst, bei dem jede Brennerzone durch eine separate Zuführung mit einem Brennstoff-Luft-Gemisch versorgt wird und die Brennerzonen eine in gleicher Richtung ausgerichtete Flammenmatrix aufweisen. Dadurch können einerseits in der Einbautiefe flachbauende Brennerzonen geschaffen werden, so dass mehrere Brennerzonen nebeneinander angeordnet sein können, die andererseits durch die jeweilige separate Zuführung von Brennstoff-Luft-Gemischen entsprechend der gewünschten Betriebsart angesteuert werden können. This object is achieved by a burner in which each burner zone is supplied by a separate supply with a fuel-air mixture and the burner zones have a aligned in the same direction flame matrix. As a result, on the one hand, low-profile burner zones can be created in the installation depth, so that a plurality of burner zones can be arranged next to one another, which, on the other hand, can be controlled by the respective separate supply of fuel-air mixtures in accordance with the desired operating mode.
Bevorzugt ist die Flammenmatrix jeder Brennerzone axial zur Strömungsrichtung des Brennstoff-Luft-Gemischs zwischen der Flammenrückschlagsperre und der Gewebemembran ausgerichtet. Dadurch steht die Flammenmatrix senkrecht zur Oberfläche der Gewebemembran, so dass ein freies Austreten der Einzelflamme aus der Gewebemembran ohne eine Neigung oder Umlenkung ermöglicht ist, wodurch eine erhöhte Effizienz bei der Verbrennung und somit ein erhöhter Wirkungsgrad bei der Erwärmung des Brennerraums ermöglicht wird. Preferably, the flame matrix of each burner zone is aligned axially with the flow direction of the fuel-air mixture between the flame arrestor and the tissue membrane. As a result, the flame matrix is perpendicular to the surface of the tissue membrane, so that a free exit of the individual flame from the tissue membrane without tilting or deflection is possible, whereby an increased efficiency in the combustion and thus increased efficiency in the heating of the burner chamber is made possible.
Die jeweilige Gewebemembran der Brennerzone ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform in einer gleichen Ebene angeordnet. Dadurch kann ein großflächiger Brenner in mehrere Brennerzonen mit verschiedenen oder auch gleichen Flächenanteilen unterteilt werden sowie eine getrennte Ansteuerung ermöglichen. Alternativ hierzu können die einzelnen Gewebemembranen der jeweils einander zugeordneten Brennerzonen parallel zueinander versetzt vorgesehen sein. Dies ist bevorzugt dann vorgesehen, um die einzelnen Brennerzonen in baulich kompakter Weise einander zuzuordnen. The respective tissue membrane of the burner zone is arranged according to a preferred embodiment in a same plane. As a result, a large-area burner can be subdivided into several burner zones with different or even the same area proportions as well as a separate control. Alternatively, the individual tissue membranes of each associated burner zones may be provided offset parallel to each other. This is preferably then provided in order to assign the individual burner zones to one another in a structurally compact manner.
Die jeweilige Gewebemembran der einander zugeordneten Brennerzonen weist vorzugsweise bei deren Anordnung mit einem parallelen Versatz zueinander einen maximalen Versatz auf, der gleich oder kleiner als die Länge von einer Flammenwurzel der Flammenmatrix ist. Dadurch kann eine homogene, sich über alle Gewebemembranen der Brennerzonen erstreckende gemeinsame Flammenmatrix erzielt werden. The respective tissue membrane of the associated burner zones preferably has a maximum offset when arranged with a parallel offset from one another which is equal to or less than the length of a flame root of the flame matrix. As a result, a homogeneous flame matrix extending over all the tissue membranes of the burner zones can be achieved.
Die Länge der Flammenwurzel der jeweiligen Flammenmatrix ist vorzugsweise kleiner als 100 mm und bei Volllast am längsten. The length of the flame root of the respective flame matrix is preferably less than 100 mm and the longest at full load.
Gemäß einer ersten Ausführungsform ist für jede Brennerzone jeweils ein Gebläse vorgesehen. Dadurch kann eine spezifische Ansteuerung und Zuführung des Brennstoff-Luft-Gemischs für jede Brennerzone erzielt werden, wodurch auch die Länge der Flammenwurzel bestimmbar ist. According to a first embodiment, a blower is provided for each burner zone. Thereby, a specific control and supply of the fuel-air mixture for each burner zone can be achieved, whereby the length of the flame root can be determined.
Alternativ kann für alle Brennerzonen des Brenners ein gemeinsames Gebläse zum Zuführen des Brennstoff-Luft-Gemisches und in zumindest einer von wenigstens zwei zur jeweiligen Brennerzone führenden Zuführung eine Steuerklappe vorgesehen sein. Dadurch können mehrere Brennerzonen mit nur einem gemeinsamen Gebläse angesteuert und durch Ansteuerung der Steuerklappe oder Steuerklappen mit dem Brennstoff-Luft-Gemisch versorgt werden.Alternatively, a common fan for supplying the fuel-air mixture and at least one of at least two leading to the respective burner zone supply a control valve may be provided for all burner zones of the burner. As a result, multiple burner zones can be controlled with only one common blower and be supplied by driving the control valve or control flaps with the fuel-air mixture.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind der ersten zu zündenden Brennerzone zumindest eine Zündelektrode und/oder zumindest eine Überwachungselektrode zugeordnet. Beispielsweise kann die erste Brennerzone als Vorstufe ausgebildet sein, welche zunächst gezündet und überwacht wird, um in der Verbrennungszone eine Flammenmatrix auszubilden. Aufgrund der benachbart dazu angeordneten zweiten und/oder weiteren Brennerzone kann in Abhängigkeit der Zuführung des Brennstoff-Luft-Gemisches diese zweite oder weitere Brennerzone zugeschalten werden, wobei die Flammenmatrix der ersten Brennerzone beim Zuführen von dem Brennstoff-Luft-Gasgemisch zu einer zweiten und/oder weiteren benachbarten Brennerzone überschlägt und mit dieser eine gemeinsame Flammenmatrix bildet. According to a preferred embodiment, at least one ignition electrode and / or at least one monitoring electrode are assigned to the first burner zone to be ignited. For example, the first burner zone may be formed as a preliminary stage, which is first ignited and monitored in order to form a flame matrix in the combustion zone. Due to the second and / or further burner zone arranged adjacently thereto, this second or further burner zone can be switched on as a function of the feed of the fuel-air mixture, the flame matrix of the first burner zone being fed to the fuel-air / gas mixture for a second and / or further burner zone. or another adjacent burner zone and forms with this a common flame matrix.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Verbrennungszone des Brenners ist eine erste Brennerzone vollständig von der zweiten und/oder zumindest einen weiteren Brennerzone umgeben. Diese Anordnung kann auch vertauscht sein. Dadurch können beispielsweise zwei konzentrisch zueinander angeordnete Brennerzonen ausgebildet werden, die zumeist derart angesteuert werden, dass die kleinere der beiden Zonen zunächst gezündet wird.According to a first embodiment of the combustion zone of the burner, a first burner zone is completely surrounded by the second and / or at least one further burner zone. This arrangement can also be reversed. As a result, it is possible to form, for example, two burner zones arranged concentrically to one another, which are usually activated in such a way that the smaller of the two zones is first ignited.
Eine weitere alternative Ausführungsform der Verbrennungszone des Brenners sieht vor, dass die erste und zumindest eine weitere Brennerzone jeweils denselben Flächenanteil aufweisen. Alternativ kann auch die erste Brennerzone in der Fläche abweichend zur zweiten oder weiteren Brennerzone ausgebildet sein, wobei bevorzugt bei zwei Brennerzonen die erste Brennerzone kleiner als die zweite Brennerzone ist. Je nach Gesamtregelverhältnis von beispielsweise der ersten und zweiten Brennerstufe wird das Größenverhältnis der jeweiligen Brennerzone festgelegt. Dies ist vom zu befeuernden Wärmeerzeuger und dem nachgeschalteten Wärmeprozess abhängig. Das Gesamtregelverhältnis kann bestimmt werden aus der Summe der maximalen Leistung der ersten und zweiten Brennerzone im Verhältnis zur minimalen Leistung der ersten Brennerzone. Analoges gilt für mehr als zwei Brennerzonen.A further alternative embodiment of the combustion zone of the burner provides that the first and at least one further burner zone each have the same area fraction. Alternatively, the first burner zone may also be formed in the area deviating from the second or further burner zone, with the first burner zone preferably being smaller than the second burner zone in the case of two burner zones. Depending on the overall control ratio of, for example, the first and second burner stage, the size ratio of the respective burner zone is set. This depends on the heat generator to be fired and the downstream heat process. The total control ratio can be determined from the sum of the maximum power of the first and second burner zones in relation to the minimum power of the first burner zone. The same applies to more than two burner zones.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht zwischen der ersten und zumindest einen weiteren Brennerzone eine gemeinsame Berührungslinie oder einen gemeinsamen Berührpunkt der jeweiligen Flammenmatrix vor. Die Flammen der Flammenmatrix weiten sich bis zum Ende der jeweiligen Flamme in Strömungsrichtung des Brennstoff-Luft-Gemisches gesehen auf, so dass auch im Randbereich der Verbrennungszone ein Aufweiten der Flammenmatrix gegeben ist, wodurch ein vereinfachtes Zünden der benachbarten Verbrennungszone einer weiteren Brennerzone ermöglicht wird. A further preferred embodiment of the invention provides a common contact line or a common contact point of the respective flame matrix between the first and at least one further burner zone. The flames of the flame matrix expand to the end of the respective flame in the flow direction of the fuel-air mixture, so that an expansion of the flame matrix is also given in the edge region of the combustion zone, whereby a simplified ignition of the adjacent combustion zone of another burner zone is made possible.
Die erste und zumindest eine weitere Brennerzone weisen bevorzugt eine kreisrunde, rechteckige oder quadratische Geometrie zur Bildung einer Verbrennungszone auf. Dadurch kann eine Anpassung an die Einbauverhältnisse ermöglicht werden. Beispielsweise kann eine kreisrunde oder quadratische Geometrie für einen zylindrischen Brennerraum vorgesehen sein. Des Weiteren kann ein länglich-rechteckförmiger Brenner mit einer ersten und zweiten Brennerzone für streifenförmige und sich länglich erstreckende Erhitzungszonen ausgebildet sein und eingesetzt werden. The first and at least one further burner zone preferably have a circular, rectangular or square geometry for forming a combustion zone. This allows an adaptation to the installation conditions are made possible. For example, a circular or square geometry may be provided for a cylindrical burner space. Furthermore, an oblong-rectangular burner with a first and a second burner zone can be formed and used for strip-shaped and elongate heating zones.
Des Weiteren weist bevorzugt die zweite oder weitere Brennerzone den zwei- bis siebenfachen Flächenanteil der ersten Brennerzone auf. Dadurch bildet die erste Brennerzone eine Vorstufe und die zweite Brennerzone beispielsweise eine Hauptstufe, vorzugsweise gemeinsam mit der Vorstufe, für die Beheizung des Brennraumes.Furthermore, the second or further burner zone preferably has two to seven times the area fraction of the first burner zone. As a result, the first burner zone forms a preliminary stage and the second burner zone forms, for example, a main stage, preferably together with the precursor, for heating the combustion chamber.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Brennstoff-Luft-Gemisch vor dem zumindest einen Gebläse gemischt und über das Gebläse das Gemisch der zumindest einen Brennerzone zugeführt wird. Dabei spricht man von einem sogenannten Premix-Brenner. Alternativ kann nach dem zumindest einen Gebläse das Brennstoff-Luft-Gemisch gemischt und dann der zumindest einen Brennerzone zugeführt werden. Bei einer solchen Ausführungsform wird von einem Postmix-Brenner gesprochen. A further preferred embodiment of the invention provides that the fuel-air mixture is mixed before the at least one blower and fed via the blower, the mixture of at least one burner zone. This is called a so-called premix burner. Alternatively, after the at least one blower, the fuel-air mixture can be mixed and then fed to the at least one burner zone. Such an embodiment is referred to as a postmix burner.
Eine bevorzugte Ausführungsform des Brenners mit der ersten und zumindest einer weiteren Brennerzone sieht vor, dass diese in einem gemeinsamen Brennerkopf angeordnet sind, so dass die erste und zumindest eine weitere Brennerzone gemeinsam an einer Brennerplatte zum Brennerraum angeordnet sind, welche an einem Brennergehäuse zum Schließen des Brennerraumes befestigbar ist. A preferred embodiment of the burner with the first and at least one further burner zone provides that they are arranged in a common burner head, so that the first and at least one further burner zone are arranged together on a burner plate to the burner chamber, which on a burner housing for closing the Burner space is attachable.
Alternativ zu dieser Ausführungsform können die erste und zumindest eine weitere Brennerzone jeweils durch einen separaten Brennkopf mit jeweiligem Gehäuse ausgebildet sein, die benachbart oder aneinander angrenzend in einer Brennerplatte angeordnet sind. As an alternative to this embodiment, the first and at least one further burner zone can each be formed by a separate combustion head with a respective housing, which are arranged adjacent or adjacent to one another in a burner plate.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird des Weiteren durch einen Wärmeerzeuger gelöst, bei welchem ein Brenner nach einer der vorbeschriebenen Ausführungsformen einsetzbar ist. Bevorzugt kann der Wärmeerzeuger zur Aufheizung eines flüssigen, dampfförmigen oder gasförmigen Mediums vorgesehen sein, bei welchem vorzugsweise eine Versorgungsleitung in einen Brennerraum des Gehäuses des Wärmeerzeugers führt, um das durch die Leitung durchströmende Medium zu erhitzen. Im Besonderen ist die Leitung ein Teil eines Wärmetauschers, um beispielsweise Wasser zu erhitzen. Ein solcher Wärmeerzeuger mit einem Brenner ermöglicht eine kleinbauende Anordnung bei einer hohen Wärmeleistung.The object underlying the invention is further achieved by a heat generator, in which a burner can be used according to one of the embodiments described above. Preferably, the heat generator for heating a liquid, vapor or gaseous medium may be provided, in which preferably a supply line into a burner chamber of the housing of the heat generator leads to heat the medium flowing through the conduit. In particular, the conduit is part of a heat exchanger to heat, for example, water. Such a heat generator with a burner allows a small-sized arrangement with a high heat output.
Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen derselben werden im Folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Beispiele näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmenden Merkmale können einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt werden. Es zeigen:The invention and further advantageous embodiments and developments thereof are described in more detail below with reference to the examples shown in the drawings and explained. The features to be taken from the description and the drawings can be applied individually according to the invention individually or in combination in any combination. Show it:
Figur 1 eine schematische Schnittansicht eines Brenners mit einer ersten und zweiten Brennerzone,FIG. 1 shows a schematic sectional view of a burner with a first and a second burner zone,
Figur 2 eine schematisch vergrößerte Ansicht eines Brennerkopfes des Brenners gemäß Figur 1 in einer Schnittdarstellung,FIG. 2 shows a diagrammatically enlarged view of a burner head of the burner according to FIG. 1 in a sectional illustration,
Figur 3 eine schematische Seitenansicht des Brennkopfes gemäß Figur 2,FIG. 3 shows a schematic side view of the combustion head according to FIG. 2,
Figur 4 eine schematische Ansicht einer ersten und zweiten zueinander versetzt angeordneten Brennerzone gemäß Figur 2,FIG. 4 shows a schematic view of a first and a second burner zone, which is offset relative to one another, according to FIG. 2,
Figuren 5a und 5b schematische Ansichten von alternativen Ausführungsformen zur Ansteuerung des Brennkopfes gemäß Figur 2,FIGS. 5a and 5b show schematic views of alternative embodiments for actuating the combustion head according to FIG. 2,
Figuren 6a bis 6e schematische Ansichten von alternativen Ausführungsformen mehrstufiger Brennköpfe,FIGS. 6a to 6e show schematic views of alternative embodiments of multi-stage combustion heads,
Figur 7 eine schematische Schnittansicht einer alternativen Ausführungsform der ersten und zweiten Brennerzone zu Figur 1 undFigure 7 is a schematic sectional view of an alternative embodiment of the first and second burner zones to Figure 1 and
Figur 8 eine schematische Ansicht auf die Brennerzonen gemäß Figur 7.8 shows a schematic view of the burner zones according to FIG. 7.
In Figur 1 ist eine schematische Schnittdarstellung eines Brenners 13 an einem Wärmeerzeuger 11 mit einem Brennerraum 12 dargestellt, in den ein Wärmetauscher beziehungsweise eine flüssiges Medium führende Leitung 14 ragt, um das durch die Leitung 14 hindurch geführte flüssige Medium aufzuheizen und die Wärmeenergie der Flamme abzuführen. Das Wärmeträgermedium kann auch dampf- oder gasförmig sein. Der Wärmeerzeuger 11 umfasst ein Gehäuse 16, welches an einem stirnseitigen Ende eine Öffnung 17 mit einer Rohrleitung 18 zum Abführen von heißen Verbrennungsgasen aufweist. Gegenüber liegend ist der Brennerraum 12 durch eine Brennerplatte 21 geschlossen, welche einen Brenner 13 mit einem Brennerkopf 23 mit einem Gebläse 24 aufnimmt. Ein solcher Brenner 13 kann gemäß EN676 „Gasgebläsebrenner“ als Gasgerät betrieben werden. Ebenso ist ein Betrieb gemäß EN746-2 an Thermoprozessanlagen im Bereich der Industrie und Gewerbe möglich. Eine Abgrenzung der jeweiligen Einsatzbereiche ist in den zugehörigen Normen unter „Anwendungsbereich“ beschrieben.FIG. 1 shows a schematic sectional view of a burner 13 on a heat generator 11 with a burner chamber 12, into which a heat exchanger or a liquid medium-carrying line 14 protrudes in order to heat the liquid medium guided through the line 14 and to dissipate the thermal energy of the flame , The heat transfer medium may also be vapor or gaseous. The heat generator 11 comprises a housing 16, which has at an end face an opening 17 with a pipe 18 for the discharge of hot combustion gases. Opposite lying the burner chamber 12 is closed by a burner plate 21 which receives a burner 13 with a burner head 23 with a fan 24. Such a burner 13 can be operated as a gas appliance in accordance with EN676 "Gas Blower Burner". Likewise, an operation according to EN746-2 on thermal processing plants in the field of industry and commerce is possible. A delineation of the respective areas of application is described in the corresponding standards under "area of application".
Gemäß einer ersten Ausführungsform wird über eine Luftzuführleitung 26 Luft dem Gebläse 24 zugeführt. Des Weiteren führt eine Brennstoffleitung 27 zum Gebläse 24, wobei über ein Magnetventil 28 eine bestimmte Menge an Brennstoff dem Gebläse 24 zugeführt wird. Dieses Gebläse 24 weist bevorzugt ein nicht näher dargestelltes Ventilatorrad auf, so dass nach dem Gebläse 24 ein Brennstoff-Luft-Gemisch erzeugt und über eine Zuführung 29 dem Brennerkopf 23 zugeführt wird. Alternativ kann auch bereits ein Brennstoff-Luft-Gemisch dem Gebläse 24 zugeführt werden. According to a first embodiment, air is supplied to the blower 24 via an air supply line 26. Furthermore, a fuel line 27 leads to the blower 24, wherein a certain amount of fuel is supplied to the blower 24 via a solenoid valve 28. This fan 24 preferably has a not-shown fan wheel, so that after the blower 24, a fuel-air mixture is generated and fed via a feed 29 to the burner head 23. Alternatively, a fuel-air mixture can be supplied to the blower 24 already.
Die Ansteuerung des Magnetventils 28 zur Bestimmung der Menge an zugeführtem Brennstoff erfolgt über eine Steuerungseinrichtung 40, welche die Ansteuerung des gesamten Verbrennungsprozesses überwachen und steuern kann. Der Brennerkopf 23 umfasst des Weiteren zumindest eine Zündelektrode 31 und zumindest eine Überwachungselektrode 32, welche in Figur 1 nur schematisch dargestellt und ebenfalls mit der Steuerungseinrichtung 40 verbunden sind, um Daten an die Steuerungseinrichtung 40 weiterzuleiten beziehungsweise die Zündelektrode 31 zur Zündung des Brennerkopfes 24 anzusteuern. The control of the solenoid valve 28 for determining the amount of supplied fuel via a control device 40, which can monitor and control the activation of the entire combustion process. The burner head 23 further comprises at least one ignition electrode 31 and at least one monitoring electrode 32, which are shown in Figure 1 only schematically and also connected to the controller 40 to forward data to the controller 40 or to drive the ignition electrode 31 to ignite the burner head 24.
Der Brennerkopf 23 gemäß Figur 1 ist beispielhaft zweistufig aufgebaut und umfasst eine erste Brennerzone 34 und eine zweite Brennerzone 35. Jede dieser Brennerzonen 34, 35 kann für sich individuell stufenlos von kleinster bis größter Leistung geregelt werden. Die zweite Brennerzone 35 ist beispielsweise durch eine von dem Gehäuse 36 der ersten Brennerzone 34 abführende Zuführung 37 mit der zweiten Brennerzone 35 verbunden. Die Zuführung 37 kann auch von der vom Gebläse 24 kommenden Zuführung 29 abzweigen. Die Zuführung 37 umfasst eine Steuerklappe 38, welche wiederum mit der Steuerungseinrichtung 40 in Verbindung steht und darüber ansteuerbar ist. The burner head 23 according to FIG. 1 is constructed in two stages by way of example and comprises a first burner zone 34 and a second burner zone 35. Each of these burner zones 34, 35 can be individually controlled continuously from the smallest to the largest power. The second burner zone 35 is connected to the second burner zone 35, for example, by means of a feed 37 leading away from the housing 36 of the first burner zone 34. The feeder 37 may also branch off from the feeder 24 coming from the fan 24. The supply 37 comprises a control flap 38, which in turn is in communication with the control device 40 and can be controlled via it.
Der Aufbau dieses mehrzonigen Brennerkopfes 23 des Brenners 11 wird detaillierter in den nachfolgenden Figuren 2 und 3 beschrieben.The structure of this multi-zone burner head 23 of the burner 11 will be described in more detail in the following Figures 2 and 3.
Der Brennerkopf 23 umfasst gemäß dem Ausführungsbeispiel ein zylindrisches Gehäuse 36 mit einem Boden 41, an welchem die Zuführung 29 angeschlossen ist, durch welchen das Brennstoff-Luft-Gemisch über das Gebläse 24 der ersten Brennerzone 34 zugeführt wird. Innerhalb des Gehäuses 34 ist zur Bildung der ersten und zweiten Brennerzone 34, 35 eine Gehäusetrennwand 43 angeordnet, welche zusammen mit dem dazugehörigen Abschnitt des Bodens 41 ein Gehäuse 44 für die erste Brennerzone 34 bildet. Ein Gehäuse 45 für die zweite Brennerzone 35 wird durch die Gehäusetrennwand 43 des Gehäuses 44 und eine Außenwand 46 des Gehäuses 34 des Brennerkopfes 23 gebildet. In diese Außenwand 46 mündet die Zuführung 37 zur Zuführung des Brennstoff-Luft-Gemisches. Alternativ kann diese Zuführung auch am Boden 41 des Gehäuses 45 angeschlossen sein. Alternativ kann die Zuführung 37 auch am Boden 41 des Gehäuses 45 angeordnet sein. Das Gehäuse 44 der ersten Brennerzone 34 und das Gehäuse 45 der zweiten Brennerzone 35 sind ineinander geschachtelt und miteinander kombiniert, so dass das zweite Gehäuse 45 konzentrisch das Gehäuse 44 umgibt. Bevorzugt ist ein gemeinsamer Boden 41 für das Gehäuse 44, 45 vorgesehen. Alternativ können die Böden der Gehäuse 44, 45 versetzt zueinander angeordnet sein.The burner head 23 according to the embodiment comprises a cylindrical housing 36 having a bottom 41 to which the feeder 29 is connected, through which the fuel-air mixture is supplied via the blower 24 of the first burner zone 34. Within the housing 34, a housing partition wall 43 is arranged to form the first and second burner zone 34, 35, which forms a housing 44 for the first burner zone 34 together with the associated portion of the bottom 41. A housing 45 for the second burner zone 35 is formed by the housing partition wall 43 of the housing 44 and an outer wall 46 of the housing 34 of the burner head 23. In this outer wall 46, the feed opens 37 for supplying the fuel-air mixture. Alternatively, this feed can also be connected to the bottom 41 of the housing 45. Alternatively, the supply 37 may also be arranged on the bottom 41 of the housing 45. The housing 44 of the first burner zone 34 and the housing 45 of the second burner zone 35 are nested and combined with each other so that the second housing 45 concentrically surrounds the housing 44. Preferably, a common bottom 41 for the housing 44, 45 is provided. Alternatively, the bottoms of the housings 44, 45 may be offset from each other.
Die erste Brennerzone 34 umfasst dem Boden 41 gegenüber liegend und in Strömungsrichtung des Brennstoff-Luft-Gemisches gesehen eine Flammenrückschlagsperre 48 sowie dazu beabstandet und stromab eine Gewebemembran 49. Die Gewebemembran 49 kann zur Flammenrückschlagsperre 48 durch Distanzelemente oder einen Wandabschnitt oder dergleichen beabstandet sein. Stromab zur Gewebemembran 49 ist eine Verbrennungszone 51 vorgesehen, innerhalb der sich eine Flammenmatrix 52 ausbildet, wobei die Verbrennungszone 51 in radialer Richtung durch ein Begrenzungselement 54 begrenzt ist. The first burner zone 34 includes a flashback barrier 48 as viewed from the bottom 41 and as viewed in the direction of flow of the fuel-air mixture and spaced therefrom and tissue membrane 49. The tissue membrane 49 may be spaced from the flashback barrier 48 by spacers or a wall section or the like. Downstream of the tissue membrane 49, a combustion zone 51 is provided within which a flame matrix 52 is formed, wherein the combustion zone 51 is delimited in the radial direction by a delimiting element 54.
Die erste Brennerzone 34 umfasst beispielsweise eine Zündelektrode 31 sowie eine oder mehrere Überwachungselektroden 32, die beispielsweise mittig zur ersten Brennerzone 34 beziehungsweise im Gehäuse 44 der ersten Brennerzone angeordnet sind. Aufgrund dieser zentralen Anordnung der Zündelektrode 31 und Überwachungselektrode 32 ist die Zuführung 29 des Brennstoff-Luft-Gemischs am Gehäuse 44 durch einen gabelförmigen Anschluss 56 ausgebildet, der beispielsweise drei Öffnungen 57 im Boden 41 überdeckt. Die zumindest eine Zündelektrode 31 und/oder Überwachungselektrode 32 kann auch in einem Randbereich im Gehäuse 44 der ersten Brennerzone 34 angeordnet sein, so dass eine zentrale oder im übrigen Bereich im Boden 41 angeordnete Zuführung des Brennstoff-Luft-Gemischs möglich ist.The first burner zone 34 includes, for example, an ignition electrode 31 and one or more monitoring electrodes 32, which are arranged, for example, in the middle of the first burner zone 34 or in the housing 44 of the first burner zone. Due to this central arrangement of the ignition electrode 31 and monitoring electrode 32, the feed 29 of the fuel-air mixture is formed on the housing 44 by a fork-shaped connection 56 which covers, for example, three openings 57 in the bottom 41. The at least one ignition electrode 31 and / or monitoring electrode 32 can also be arranged in an edge region in the housing 44 of the first burner zone 34, so that a central or in the remaining area arranged in the bottom 41 supply of the fuel-air mixture is possible.
Die zweite Brennerzone 35 umfasst ebenfalls in Strömungsrichtung gesehen eine Flammenrückschlagsperre 48 und dazu beabstandet eine Gewebemembran 49, um eine ringförmige Verbrennungszone 51 zu bilden. Vorzugsweise sind ebenfalls wieder Begrenzungselemente 54 im Gehäuse 45 vorgesehen.The second burner zone 35 also includes a flashback barrier 48 as seen in the flow direction and, spaced therefrom, a tissue membrane 49 to form an annular combustion zone 51. Preferably, again delimiting elements 54 are provided in the housing 45.
Das Begrenzungselement 54 ist zum einen derart ausgestaltet, um die Gewebemembran 49 zum Distanzelement nieder zu halten, welches die Gewebemembran 49 in einem vorbestimmten Abstand zur Flammenrückschlagsperre 48 positioniert. Zum anderen ist das Begrenzungselement 54 derart ausgebildet, dass ausgehend vom Betrieb des Brennerkopfes 23 mit der ersten Brennerzone 34 durch einen Zuschalter der zweiten Brennerzone 35 ein Zünden der Flammenmatrix 52 der zweiten Brennerzone 35 aufgrund der Flammenmatrix 52 in der ersten Brennerzone 34 ermöglicht ist. Die aus der Gewebemembran 49 austretenden Einzelflammen 59 expandieren am Ende der Einzelflammen in Strömungsrichtung gesehen, so dass ein Aufweiten der Flammenmatrix 52 im Randbereich der Brennerzone 34 gegeben ist und bei Zuführung des Brennstoff-Luft-Gemisches über die benachbarte Brennerzone 35 eine automatische Zündung der Brennerzone 51 der benachbarten Brennerzone erfolgt.The limiting element 54 is designed to hold down the tissue membrane 49 to the spacer which positions the tissue membrane 49 at a predetermined distance from the flame arrester 48. On the other hand, the limiting element 54 is designed such that starting from the operation of the burner head 23 with the first burner zone 34 by a switch of the second burner zone 35 ignition of the flame matrix 52 of the second burner zone 35 due to the flame matrix 52 in the first burner zone 34 is made possible. The individual flames 59 emerging from the fabric membrane 49 expand at the end of the individual flames in the direction of flow, so that expansion of the flame matrix 52 in the edge region of the burner zone 34 is provided and if the fuel-air mixture is supplied via the adjacent burner zone 35 an automatic ignition of the burner zone 51 of the adjacent burner zone takes place.
Die Anordnung und Ausgestaltung des Brennerkopfes 23 mit einer zur Flammenrückschlagsperre 49 beabstandeten Gewebemembran 49 ermöglicht die Bildung einer kühlen Flammenwurzel, insbesondere beim Einsatz einer Gewebemembran 49 gemäß der WO 2012/065582, auf die vollumfänglich Bezug genommen wird. The arrangement and design of the burner head 23 with a tissue membrane 49 spaced from the flame arrestor 49 enables the formation of a cool flame root, in particular when using a tissue membrane 49 according to WO 2012/065582, to which reference is made in its entirety.
In Figur 4 ist schematisch die Anordnung der Gewebemembran 49 der ersten Brennerzone 34 und der zweiten Brennerzone 35 gemäß Figur 2 dargestellt, wobei diese mit einem parallelen Versatz a zueinander ausgerichtet sind.FIG. 4 schematically shows the arrangement of the tissue membrane 49 of the first burner zone 34 and of the second burner zone 35 according to FIG. 2, these being aligned with a parallel offset a relative to one another.
An jeder Gewebemembran 49 wird im Bereich der Verbrennungszone 51 eine Flammenmatrix 52 ausgebildet, welche sich aus Einzelflammen 59 sowie dazwischen angeordneten Halteflammen 60 zusammensetzt, wobei die Einzelflammen 59 gegenüber den Halteflammen 60 hervortreten. Der parallele Versatz zwischen der Gewebemembran 49 der ersten Brennerzone 44 zur Gewebemembran 49 der zweiten Brennerzone 45 entspricht maximal der Flammenwurzel der Einzelflamme 59. Der maximale Versatz a gilt auch für weitere Gewebemembranen 49, die in weiteren Brennerzonen bei mehrzonigen Brennern 11 vorgesehen sind. At each fabric membrane 49, a flame matrix 52 is formed in the region of the combustion zone 51, which is composed of individual flames 59 and holding flames 60 arranged between them, the individual flames 59 protruding from the holding flames 60. The parallel offset between the tissue membrane 49 of the first burner zone 44 and the tissue membrane 49 of the second burner zone 45 corresponds at most to the flame root of the individual flame 59. The maximum offset a also applies to further tissue membranes 49 which are provided in further burner zones in multizone burners 11.
Unter „Flammenwurzel“ wird eine Zone der Einzelflammen 59 verstanden, welche diese Einzelflamme 59 stabilisiert hält, so dass diese sich nicht von der Gewebemembran 49 abhebt oder erlöschen kann. In der Flammenwurzel ist der Brennstoff und Sauerstoff nur teilweise gezündet und liegt teilweise noch getrennt vor. Erst am Ende der Flammenwurzel in Strömungsrichtung des Brennstoff-Luft-Gemisches gesehen wird die exotherme Reaktion vollständig gestartet, die dann im Ausbrand der Flammen vollständig abgeschlossen wird. Folglich ist in der Flammenwurzel die Zündung der Verbrennungsreaktion – also die Oxidation eines brennbaren Materials mit Sauerstoff, wodurch die Flammenbildung erfolgt – noch nicht abgeschlossen. Unverbrannte Bestandteile an Sauerstoff und brennbarem Material können immer noch vorhanden sein. Die Flammenwurzel kann bei einem vorgemischten, stöchiometrischen Brennstoff-Luft-Gemisch als Flamme optisch an ihrer blauen Kernfarbe erkannt werden, die intensiver sichtbar ist als der Rest der Flamme. "Flame root" is understood to mean a zone of the individual flames 59 which keeps this individual flame 59 stabilized, so that it does not lift off the tissue membrane 49 or can go out. In the flame root of the fuel and oxygen is only partially ignited and is still partially separated. Only at the end of the flame root in the direction of flow of the fuel-air mixture, the exothermic reaction is completely started, which is then completely completed in the combustion of the flames. Consequently, in the flame root, the ignition of the combustion reaction - that is, the oxidation of a combustible material with oxygen, whereby the flame is formed - not yet completed. Unburned components of oxygen and combustible material may still be present. The flame root can be visually recognized in a premixed, stoichiometric fuel-air mixture as a flame on its blue core color, which is more visible than the rest of the flame.
Bei der in Figur 4 dargestellten schematischen Anordnung kann der Versatz a auch gleich null sein, das heißt, dass die Gewebemembran 49 der ersten Brennerzone 34 und die der zweiten Brennerzone 35 in einer gleichen Ebene angeordnet sind.In the schematic arrangement shown in Figure 4, the offset a may also be zero, that is, the tissue membrane 49 of the first burner zone 34 and that of the second burner zone 35 are arranged in a same plane.
In den Figuren 5a und 5b sind schematische Ansichten darstellt, welche eine alternative Ausführungsform bezüglich der Zuführung des Brennstoff-Luft-Gemisches zum Brennerkopf 23 des Brenners 11 zu den Figuren 1 bis 3 zeigen. Die Figur 5a weicht von der Zuführung des Brennstoff-Luft-Gemisches von Figur 1 dahingehend ab, dass in der Zuführleitung 29 eine Abzweigung 62 vorgesehen ist, welche den durch das Gebläse 16 zugeführten Volumenstrom zweiteilt, so dass jeweils eine getrennte Zuführung für die erste und zweite Brennstoffstufe 34, 35 vorgesehen ist. Jede Zuführung 29, 37 umfasst eine separate Steuerklappe 38, welche jeweils getrennt voneinander von der Steuerungseinrichtung 40 ansteuerbar sind, um den jeweiligen Volumenstrom zu regeln.FIGS. 5a and 5b show schematic views showing an alternative embodiment with regard to the supply of the fuel-air mixture to the burner head 23 of the burner 11 to FIGS. 1 to 3. FIG. 5a differs from the supply of the fuel-air mixture of FIG. 1 in that a branch 62 is provided in the supply line 29, which branches the volume flow fed through the blower 16, so that in each case a separate supply for the first and second fuel stage 34, 35 is provided. Each feeder 29, 37 comprises a separate control flap 38, which can each be activated separately from the control device 40 in order to control the respective volume flow.
Figur 5b zeigt eine Zuführung für ein Brennstoff-Luft-Gemisch zum Brennerkopf 23, bei welchem jede Brennerzone 34, 35 jeweils mit einer Zuführleitung 29, 37 verbunden ist, an die jeweils ein Gebläse 24 angeschlossen ist, so dass jede Brennerzone 34, 35 unabhängig von der anderen Brennerzone 35, 34 mit einem Brennstoff-Luft-Gemisch befüllbar ist, so dass die Gemische auch voneinander abweichen können.FIG. 5b shows a feed for a fuel-air mixture to the burner head 23, in which each burner zone 34, 35 is connected in each case to a feed line 29, 37 to which a blower 24 is connected, so that each burner zone 34, 35 is independent from the other burner zone 35, 34 can be filled with a fuel-air mixture, so that the mixtures can also differ from each other.
In den Figuren 6a bis 6e sind schematische Ansichten von oben auf einen Brenner 11 mit beispielsweise zwei Brennerzonen 34, 35 dargestellt, welche verschiedene Anordnungen und Geometrien aufweisen. Es versteht sich, dass anstelle von zwei Brennerzonen auch mehrere Brennerzonen vorgesehen sein können, die einen analogen Aufbau aufweisen.FIGS. 6a to 6e show diagrammatic views from above of a burner 11 with, for example, two burner zones 34, 35, which have different arrangements and geometries. It is understood that instead of two burner zones, it is also possible to provide a plurality of burner zones which have an analogous structure.
Figur 6a stellt eine Stirnansicht des Brennerkopfes 23 gemäß Figur 2 mit einer runden Verbrennungszone 51 dar, wobei die Figur 6a dahingehend abweichend ist, dass die zumindest eine Zündelektrode 31 und/oder Überwachungselektrode 32 nicht mittig, sondern außermittig in der Gewebemembran 49 der ersten Brennerzone 34 angeordnet ist. Bevorzugt umfasst die zweite Brennerzone 35 ein Vielfaches der ersten Brennerzone 34 bezüglich deren Flächen. Die zweite Brennerzone 35 umgibt vollständig die erste Brennerzone 34. Diese weisen eine gemeinsame Berührungslinie 64 der jeweiligen Flammenmatrix 52 auf. Entlang dieser Berührungslinie 64 erfolgt ein Überspringen der Flammenmatrix 52 der ersten Brennerzone 34 auf die zweite Brennerzone 35 beim Zuschalten der zweiten Brennerzone 35. Bei mehrzonigen Brennern kann eine dritte Brennerzone die zweite Brennerzone vollständig oder die zweite und dritte Brennerzone gemeinsam die erste Brennerzone umgeben. Alternativ kann auch die erste Brennerzone zwei- oder mehrzonig ausgebildet sein und von einer ringförmigen Brennerzone in Analogie der dargestellten zweistufigen Brennerzone umgeben sein. FIG. 6a shows an end view of the burner head 23 according to FIG. 2 with a round combustion zone 51, whereby FIG. 6a deviates in that the at least one ignition electrode 31 and / or monitoring electrode 32 is not centered but off-center in the tissue membrane 49 of the first burner zone 34 is arranged. Preferably, the second burner zone 35 comprises a multiple of the first burner zone 34 with respect to their surfaces. The second burner zone 35 completely surrounds the first burner zone 34. These have a common contact line 64 of the respective flame matrix 52. Along this contact line 64, the flame matrix 52 of the first burner zone 34 is skipped over to the second burner zone 35 when the second burner zone 35 is switched on. In multi-zone burners, a third burner zone can completely surround the second burner zone or the second and third burner zone can jointly surround the first burner zone. Alternatively, the first burner zone may also be formed in two or more zones and surrounded by an annular burner zone in analogy to the illustrated two-stage burner zone.
In Figur 6b ist eine alternative Ausführungsform zu Figur 6a dargestellt. Bei dieser Ausführungsform weisen die erste und zweite Brennerzone 34, 35 gleich große Flächen auf, die durch die Berührungslinie 64 getrennt sind, in denen jeweils eine Verbrennungszone 51 mit einem Halbkreis für die erste und zweite Brennerzone 34, 35 gebildet ist. Alternativ kann hier auch die erste Brennerzone 34 der Verbrennungszone 51 ein Kreisbogensegment umfassen und die zweite Brennerzone 35 die restliche Fläche einnehmen FIG. 6b shows an alternative embodiment to FIG. 6a. In this embodiment, the first and second burner zones 34, 35 have equal areas, which are separated by the contact line 64, in each of which a combustion zone 51 with a semicircle for the first and second burner zones 34, 35 is formed. Alternatively, here also the first burner zone 34 of the combustion zone 51 may comprise a circular arc segment and the second burner zone 35 occupy the remaining area
Die Figur 6c zeigt eine alternative geometrische Ausgestaltung der Verbrennungszone 51 zu Figur 6b, indem die erste und zweite Brennerzone 34, 35 quadratisch, jedoch mit gleicher Flächenteilung, ausgebildet ist. Alternativ kann bei Figur 6c auch eine rechteckförmige Anordnung vorgesehen sein.FIG. 6c shows an alternative geometric configuration of the combustion zone 51 to FIG. 6b, in that the first and second burner zones 34, 35 are square, but with the same area division. Alternatively, in FIG. 6 c, a rectangular arrangement may also be provided.
Im Hinblick auf eine gleiche Flächenaufteilung zwischen der ersten und zweiten Brennerzone 34, 35 kann gemäß Figur 6d auch eine Teilung bezüglich einer quadratischen Verbrennungszone 51 über eine diagonale Berührungslinie 64 erfolgen.With regard to an equal area distribution between the first and second burner zones 34, 35, according to FIG. 6 d, a division with respect to a square combustion zone 51 can also take place via a diagonal contact line 64.
Die Figur 6e zeigt eine weitere alternative Ausgestaltung, welche eine flach-rechteckförmige Verbrennungszone 51 der ersten und zweiten Brennerzone 34, 35 umfasst, die eine gemeinsame Berührungslinie 64 umfassen. Eine solche Ausführungsform ist bevorzugt bei sogenannten Leistenbrennern vorgesehen, deren Länge ein Vielfaches gegenüber der Breite umfasst.FIG. 6 e shows a further alternative embodiment, which comprises a flat-rectangular combustion zone 51 of the first and second burner zones 34, 35, which comprise a common contact line 64. Such an embodiment is preferably provided in so-called ingot burners whose length comprises a multiple of the width.
Weitere geometrische Ausgestaltungen und Aufteilungen bezüglich der jeweiligen Verbrennungszone 51 der ersten und zweiten Brennerzone 34, 35 sind ebenso möglich und denkbar. Analoges gilt auch für drei oder mehrere Brennerzonen eines Brennerkopfes 23, deren Flächenanteile beispielsweise sich in vorbestimmten Stufen verändern können, die jedoch eine gemeinsame Fläche bezüglich einer Verbrennungszone 51 des Brenners 11 bilden. Further geometric configurations and divisions with respect to the respective combustion zone 51 of the first and second burner zones 34, 35 are also possible and conceivable. The same applies to three or more burner zones of a burner head 23, whose surface portions, for example, can change in predetermined stages, but which form a common surface with respect to a combustion zone 51 of the burner 11.
In Figur 7 ist eine alternative Ausführungsform zu Figur 1 dargestellt. Der Aufbau des Brenners 13 entspricht dem in Figur 1. Abweichend ist bei der Ausführungsform in Figur 7 zu Figur 1 vorgesehen, dass zwei separate Brennerköpfe 23 einander zugeordnet und in einer Brennerplatte 21 aufgenommen sind, wobei ein Brennerkopf 23 eine erste Brennerzone 34 und ein zweiter Brennerkopf die Brennerzone 35 bildet, die vorzugsweise in der Fläche der Verbrennungszone 51 unterschiedlich groß ausgebildet sind, wie dies aus der Stirnansicht in Figur 8 hervorgeht. Bevorzugt wird dabei die zweite Brennerzone 35 wenigstens dreimal größer, vorzugsweise fünfmal größer, als die erste Brennerzone 34 ausgelegt. Jeder Brennerkopf 23 wird über ein Gebläse 24 mit einem Brennstoff-Luft-Gemisch versorgt. Jeder Brennerkopf 23 weist einen analogen Aufbau zur ersten Brennerzone 34 oder zweiten Brennerzone 35 auf. In einem Gehäuse des Brennerkopfes 23 ist stromab der Zuführung des Brennstoff-Luft-Gemisches eine Flammenrückschlagsperre und mit Abstand hierzu eine Gewebemembran 49 vorgesehen, so dass sich auf einer Austrittsseite der Gewebemembran in einer Verbrennungszone 51 eine Flammenmatrix 52 ausbilden kann, wobei die Einzelflammen 59 und die Halteflamme 60 senkrecht zur Ebene der Gewebemembran 49 ausgerichtet sind. Die Einzelflammen 59 sind somit in Strömungsrichtung innerhalb der Verbrennungszone 51 ausgerichtet. Die Gehäuse 24 der Brennerköpfe 23 für die erste und zweite Brennerzone 34, 35 können beispielsweise in einem Berührungspunkt 65 aneinander angrenzen oder nur einen geringen Abstand aufweisen, und die zumindest eine Zündelektrode 31 und/oder Überwachungselektrode 32 können einem dadurch entstehenden Zwickel positioniert sein, so dass eine mittige oder außermittige Anordnung der Zündelektrode 31 und/oder Überwachungselektrode 32 in der ersten Brennerzone 34 nicht erforderlich ist. Jedoch kann dies auch so gewählt werden. Dadurch wird ein Überspringen der Flammenmatrix 52 aus der ersten Brennerzone 34 in die zweite Brennerzone 35 beim Zuschalten des Brenners 13 mit der zweiten Brennerzone 35 ermöglicht.FIG. 7 shows an alternative embodiment to FIG. The structure of the burner 13 corresponds to that in Figure 1. Notwithstanding, in the embodiment in Figure 7 to Figure 1 provided that two separate burner heads 23 are associated with each other and received in a burner plate 21, wherein a burner head 23, a first burner zone 34 and a second Burner head, the burner zone 35 forms, which are preferably formed differently in size in the area of the combustion zone 51, as can be seen from the end view in Figure 8. In this case, the second burner zone 35 is preferably designed to be at least three times larger, preferably five times larger, than the first burner zone. Each burner head 23 is supplied via a blower 24 with a fuel-air mixture. Each burner head 23 has an analogous construction to the first burner zone 34 or second burner zone 35. In a housing of the burner head 23 downstream of the supply of the fuel-air mixture, a flame arrester and at a distance therefrom a tissue membrane 49 is provided, so that on one exit side of the tissue membrane in a combustion zone 51, a flame matrix 52 can form, the individual flames 59 and the holding flame 60 are aligned perpendicular to the plane of the tissue membrane 49. The individual flames 59 are thus aligned in the flow direction within the combustion zone 51. The housings 24 of the burner heads 23 for the first and second burner zones 34, 35 may, for example, abut each other at a contact point 65 or have only a small spacing, and the at least one ignition electrode 31 and / or monitor electrode 32 may be positioned in a gusset resulting therefrom that a central or eccentric arrangement of the ignition electrode 31 and / or monitoring electrode 32 in the first burner zone 34 is not required. However, this can also be chosen. This makes it possible to skip the flame matrix 52 out of the first burner zone 34 into the second burner zone 35 when the burner 13 is connected to the second burner zone 35.
Bei der in Figur 8 dargestellten Anordnung können die Zündelektrode 31 und Überwachungselektrode 32 der ersten Brennerzone 34 und eine weitere Überwachungselektrode 32 der zweiten Brennerzone 35 zugeordnet sein. Alternativ können die Zündelektrode 31 und/oder Überwachungselektrode 32 auch getrennt voneinander entsprechend der ersten und/oder zweiten Brennerzone 34, 35 zugeordnet sein.In the arrangement shown in FIG. 8, the ignition electrode 31 and monitoring electrode 32 can be assigned to the first burner zone 34 and a further monitoring electrode 32 can be assigned to the second burner zone 35. Alternatively, the ignition electrode 31 and / or monitoring electrode 32 may also be assigned separately from one another corresponding to the first and / or second burner zones 34, 35.
Die beiden Brennerköpfe 23 werden bezüglich der Ausrichtung der Gewebemembranen 49 derart eingestellt, dass diese in einer Ebene liegen oder einen maximalen Versatz a entsprechend Figur 4 aufweisen.The two burner heads 23 are adjusted with respect to the orientation of the tissue membranes 49 such that they lie in one plane or have a maximum offset a corresponding to FIG.

Claims (17)

  1. Brenner (13) mit einer Oberflächenverbrennung, welcher eine erste und zumindest eine weitere Brennerzone (34, 35) umfasst, die jeweils eine Zuführung (29, 37) für ein Brennstoff-Luft-Gemisch in einer Verbrennungszone (51) aufweisen und jeweils für jede Brennerzone (34, 35) eine Gewebemembran (49) umfassen, an die sich die Verbrennungszone (51) anschließt und mit jeweils einer Flammenrückschlagsperre (48), welche stromauf der Gewebemembran (49) und mit Abstand dazu angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass jede Brennerzone (34, 35) jeweils eine separate Zuführung (29, 37) für das Brennstoff-Luft-Gemisch aufweist und die Brennerzone (34, 35) eine in der Verbrennungszone (51) in gleicher Richtung ausgerichtete Flammenmatrix (52) aufweist.A burner (13) having a surface combustion comprising a first and at least one further burner zone (34, 35), each having a feed (29, 37) for a fuel-air mixture in a combustion zone (51) and for each Burner zone (34, 35) comprise a tissue membrane (49), which is followed by the combustion zone (51) and each having a flame arrester (48), which is upstream of the tissue membrane (49) and spaced apart, characterized in that each Burner zone (34, 35) each having a separate feed (29, 37) for the fuel-air mixture and the burner zone (34, 35) in the combustion zone (51) in the same direction aligned flame matrix (52).
  2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flammenmatrix (52) der Brennerzonen (34, 35) axial zur Strömungsrichtung zwischen der Flammenrückschlagsperre (48) und der Gewebemembran (49) ausgerichtet ist. Burner according to claim 1, characterized in that the flame matrix (52) of the burner zones (34, 35) is aligned axially with respect to the flow direction between the flame arrester (48) and the fabric membrane (49).
  3. Brenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Gewebemembran (49) der Brennerzonen (34, 35) in gleicher Ebene oder parallel versetzt zueinander ausgerichtet sind.Burner according to claim 1 or 2, characterized in that the respective tissue membrane (49) of the burner zones (34, 35) are aligned in the same plane or parallel offset from one another.
  4. Brenner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewebemembranen (49) der Brennerzonen (34, 35) einen maximalen Versatz (a) aufweisen, der gleich oder kleiner als die Länge der Flammenwurzel der Flammenmatrix (52) ist.Burner according to claim 3, characterized in that the tissue membranes (49) of the burner zones (34, 35) have a maximum offset (a) equal to or less than the length of the flame root of the flame matrix (52).
  5. Brenner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Flammenwurzel kleiner als 100 mm ist. Burner according to claim 4, characterized in that the length of the flame root is less than 100 mm.
  6. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für jede Brennerzone (34, 35) jeweils ein Gebläse (24) vorgesehen ist.Burner according to one of the preceding claims, characterized in that a respective blower (24) is provided for each burner zone (34, 35).
  7. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass für die Brennerzonen (34, 35) ein gemeinsames Gebläse (24) zum Zuführen des Brennstoff-Luft-Gemischs und in zumindest einer Zuführung (29, 37) zu den Brennerzonen (34, 35) eine Steuerklappe (38) vorgesehen ist. Burner according to one of claims 1 to 5, characterized in that for the burner zones (34, 35) has a common fan (24) for supplying the fuel-air mixture and in at least one feed (29, 37) to the burner zones (34 , 35) a control flap (38) is provided.
  8. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der ersten zu zündenden Brennerzone (34; 35) zumindest eine Zündelektrode (31) und/oder zumindest eine Überwachungselektrode (32) zugeordnet oder integriert ist. Burner according to one of the preceding claims, characterized in that at least one ignition electrode (31) and / or at least one monitoring electrode (32) is associated or integrated with the first burner zone (34; 35) to be ignited.
  9. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Brennerzone (34) vollständig von der zumindest einen weiteren Brennerzone (35) umgeben ist.Burner according to one of the preceding claims, characterized in that the first burner zone (34) is completely surrounded by the at least one further burner zone (35).
  10. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Brennerzone (34) und die zumindest eine weitere Brennerzone (35) jeweils denselben Flächenanteil aufweisen.Burner according to one of the preceding claims, characterized in that the first burner zone (34) and the at least one further burner zone (35) each have the same area ratio.
  11. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten und zumindest einen weiteren Brennerzone (34, 35) eine gemeinsame Berührungslinie (64) oder ein gemeinsamer Berührungspunkt (65) der benachbarten Flammenmatrizes (52) vorgesehen ist. Burner according to one of the preceding claims, characterized in that a common contact line (64) or a common contact point (65) of the adjacent flame matrices (52) is provided between the first and at least one further burner zone (34, 35).
  12. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine erste und zumindest eine weitere Brennerzone (35) eine kreisförmige, rechteckige oder quadratische Verbrennungszone (51) aufweisen.Burner according to one of the preceding claims, characterized in that at least one first and at least one further burner zone (35) have a circular, rectangular or square combustion zone (51).
  13. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine weitere Brennerzone (35) mindestens den zweifachen, vorzugsweise den zwei- bis siebenfachen, Flächenanteil der ersten Brennerzone (34) aufweist.Burner according to one of claims 1 to 9, characterized in that the at least one further burner zone (35) has at least twice, preferably two to seven times, the area proportion of the first burner zone (34).
  14. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Brennstoff-Luft-Gemisch vor dem zumindest einen Gebläse (24) gemischt oder nach dem zumindest einen Gebläse (24) gemischt und der zumindest einen Brennerstufe (34, 35) zugeführt wird.Burner according to one of the preceding claims, characterized in that the fuel-air mixture before the at least one blower (24) mixed or after the at least one blower (24) mixed and the at least one burner stage (34, 35) is supplied.
  15. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zumindest eine weitere Brennerzone (34, 35) in einem gemeinsamen Brennerkopf (23) angeordnet sind.Burner according to one of the preceding claims, characterized in that the first and at least one further burner zone (34, 35) in a common burner head (23) are arranged.
  16. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Brennerzone (34) und zumindest eine weitere Brennerzone (35) jeweils durch einen separaten Brennerkopf (23) ausgebildet ist.Burner according to one of claims 1 to 13, characterized in that the first burner zone (34) and at least one further burner zone (35) in each case by a separate burner head (23) is formed.
  17. Wärmeerzeuger mit einem Gehäuse (16), welches einen Brennerraum (12) umgibt, der durch eine Brennerplatte (21) verschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Brenner (13) nach einem der Ansprüche 1 bis 16 an der Brennerplatte (21) anordenbar ist.Heat generator with a housing (16) which surrounds a burner chamber (12) which can be closed by a burner plate (21), characterized in that a burner (13) according to one of claims 1 to 16 can be arranged on the burner plate (21) ,
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102018120992A1 (en) * 2018-08-28 2020-03-05 Walerij Schlagin Burner unit for a heating system

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4083355A (en) * 1974-08-24 1978-04-11 Schwank Gmbh Gas range
EP1091176A1 (en) * 1999-10-05 2001-04-11 A.C. di Amati Carlo & C.S.a.s. Burner device for hobs of gas cookers
DE202013102109U1 (en) * 2012-07-03 2013-10-10 Ulrich Dreizler Burner with a surface combustion

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1966789U (en) * 1967-04-20 1967-08-24 Teerbau Gmbh Strassenbau INFRARED RADIATION DEVICE FOR PLASTICATING BITUMINOESE LAYERS.
ES2018441A6 (en) * 1989-12-11 1991-04-01 Catalana Gas Sa Improvements in burners for glass-ceramic cooker top.
US6453672B1 (en) 2001-03-15 2002-09-24 Alzeta Corporation Segmented surface-stabilized gas burner and method of use with gas turbines
DE10251816A1 (en) * 2002-04-16 2004-05-13 Rolf Kresel Gas burner for boiler has burner plate insulated from lower casing and elastically connected to it
WO2006019279A1 (en) * 2004-08-19 2006-02-23 Kyungdong Boiler Co., Ltd. Gas burner
DE102007008895A1 (en) * 2007-02-23 2008-08-28 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH burner plate
CA2712497C (en) * 2008-01-28 2016-07-12 Tetra Laval Holdings & Finance Sa Gas burner
US8286594B2 (en) 2008-10-16 2012-10-16 Lochinvar, Llc Gas fired modulating water heating appliance with dual combustion air premix blowers
DE102009058453B4 (en) * 2009-12-16 2011-09-01 Robert Bosch Gmbh Gas blower burner with modulable burner power and method for operating a gas blower burner
DE102010051414B4 (en) 2010-11-16 2013-10-24 Ulrich Dreizler Combustion method with cool flame root
DE102012104741A1 (en) * 2012-06-01 2013-12-05 Ulrich Dreizler Process for the complete and reduced-noise combustion of a fuel-air mixture and burner for this purpose

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4083355A (en) * 1974-08-24 1978-04-11 Schwank Gmbh Gas range
EP1091176A1 (en) * 1999-10-05 2001-04-11 A.C. di Amati Carlo & C.S.a.s. Burner device for hobs of gas cookers
DE202013102109U1 (en) * 2012-07-03 2013-10-10 Ulrich Dreizler Burner with a surface combustion

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