CH685956A5 - Gas burner for a heating boiler. - Google Patents

Description

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CH 685 956 A5 CH 685 956 A5

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Beschreibung description

Die Erfindung betrifft einen Gasbrenner für einen Heizungskessel, bestehend aus einem mindestens in einem Teilbereich zur Gasausströmseite hin mit einem gasdurchlässigen Gasausströmteil versehenen Gehäuse, das mit Gas- und Luftzufuhranschlüssen versehen ist. The invention relates to a gas burner for a heating boiler, consisting of a housing which is provided at least in a partial area towards the gas outflow side with a gas-permeable gas outflow part and which is provided with gas and air supply connections.

Ein derartiger Gasbrenner ist z.B. aus der DE-PS 3 503 554 bekannt. Das Gasausströmteil ist dabei entweder ebenflächig oder in Form eines rotationssymmetrischen Hohlkörpers (Zylinder, Kegel, Kegelstumpf) ausgebildet, dem das Gas-Luft/Gemisch direkt zugeführt wird, während bei einem ebenflächigen Brenner das Gasauströmteil den Abschluss einer darunter befindlichen Misch- bzw. Verteilerkammer bildet. Such a gas burner is e.g. known from DE-PS 3 503 554. The gas outlet part is either flat or in the form of a rotationally symmetrical hollow body (cylinder, cone, truncated cone) to which the gas-air / mixture is fed directly, while in the case of a flat burner, the gas outlet part forms the end of a mixing or distribution chamber located underneath .

Will man einen derartigen Brenner bspw. in Übergangszeiten mit geringerem Wärmebedarf betreiben, so ist dies dadurch möglich, dass man die Menge des zuzuführenden Gas-Luft/Gemisches reduziert, um verkürzte Brennerlaufzeiten mit immer wieder erneuter Einschaltung des Brenners zu vermeiden. If you want to operate such a burner, for example in transition times with lower heat requirements, this is possible by reducing the amount of gas-air / mixture to be supplied in order to avoid shortened burner runtimes with the burner being switched on again and again.

Die optimale Auslegung des Brenners hinsichtlich minimaler Schadstoffemission, und zwar bezüglich der ganzen Brennergeometrie in Verbindung mit der Umgebungsgeometrie des betreffenden Heizungskessels (Brennkammer), muss sich aber an der maximal vorgegebenen Leistung des Brenners orientieren. Reduziert man dann für einen solchen Brenner einfach die Durchsatzmenge des Gas-Luft/Gemisches, so führt dies, da dieser Parameter dann im Grunde nicht mehr zur Brennergestaltung passt, zu einer Vergrösserung der Schadstoffemission. The optimal design of the burner with regard to minimum pollutant emissions, namely with regard to the entire burner geometry in connection with the surrounding geometry of the relevant boiler (combustion chamber), must be based on the maximum specified burner output. If you then simply reduce the throughput of the gas-air / mixture for such a burner, this leads to an increase in pollutant emissions, since this parameter then basically no longer fits the burner design.

Nach der DE-PS 2 438 521 ist ein Reihenbrenner bekannt, bei dem durch einen im Inneren angeordneten axial spindelverstellbaren Kolben die wirksame Brennerlänge dem Bedarf angepasst werden kann. Abgesehen von der aufwendigen Konstruktion muss hierbei durch einen besonderen, ebenfalls axial verstellbaren Spannkonus für eine dichte Anlage des Kolbens gesorgt werden. Mit einer Blende arbeitet ein Brenner nach der DE-AS 1 526 031, die drehbar ist und immer in Anlage an einer gelochten, stationären Platte anliegt. Hierbei geht es jedoch darum, im gesamten Lastbereich ein konstantes Verhältnis der der nachgeschalteten Mischkammer zuzuführenden Brennmittelmengenströme zu erreichen. Schliesslich ist noch ein in Einzelkammern gegliederter Brenner nach der US-PS 1 642 153 bekannt, dessen Einzelkammern mit Stellschrauben wahlweise geöffnet und geschlossen werden können. According to DE-PS 2 438 521, a series burner is known in which the effective burner length can be adapted to the requirements by means of an axially spindle-adjustable piston arranged inside. Apart from the complex construction, a special, also axially adjustable clamping cone must be used to ensure that the piston is in tight contact. A burner operates according to DE-AS 1 526 031, which can be rotated and is always in contact with a perforated, stationary plate. However, this is about achieving a constant ratio of the fuel flow rates to be fed to the downstream mixing chamber in the entire load range. Finally, a burner divided into individual chambers according to US Pat. No. 1,642,153 is known, the individual chambers of which can optionally be opened and closed with adjusting screws.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Gasbrenner der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass auch bei einer bedarfsangepassten Leistungsreduzierung des Brenners die zumindest angenähert gleichen günstigen Bedingungen hinsichtlich der Verbrennung und der Schadstoffemission eingehalten werden können, wie sie der Brenner bei Vollast hat. The object of the present invention is to improve a gas burner of the type mentioned at the outset in such a way that even when the burner is reduced in power as required, the at least approximately the same favorable conditions with regard to combustion and pollutant emission can be maintained as the burner has at full load.

Diese Aufgabe ist mit einem Gasbrenner der eingangs genannten Art nach der Erfindung durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angeführten Merkmale gelöst. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich nach dem abhängigen Patentanspruch 2. This object is achieved with a gas burner of the type mentioned according to the invention by the features stated in the characterizing part of patent claim 1. An advantageous embodiment of the invention results from the dependent claim 2.

Durch diese erfindungsgemässe Ausbildung ist die Möglichkeit geschaffen, einen Teil der Brennerfläche bedarfsangepasst gewissermassen «stillzulegen», dabei aber die nicht stillgelegte Restfläche mit den gleichen Bedingungen zu betreiben, wie sie für den Gesamtbrenner vorgegeben sind. Für das Brennergebläse bedeutet dies, dass dieses natürlich in Stufen schaltbar sein muss, um bei «stillgelegter» Teilfläche für die wirksam bleibende Restfläche die Gasgemischmenge zu liefern, die quantitativ bezogen auf die verfügbare offene Flächeneinheit auch geliefert wird, wenn der Brenner mit voller Leistung läuft. This design according to the invention creates the possibility of "decommissioning" part of the burner surface as required, but operating the remaining non-decommissioned surface under the same conditions as are specified for the overall burner. For the burner fan, this means that it must of course be possible to switch it in stages in order to provide the amount of gas mixture for the remaining area that is still available when the burner runs at full capacity, quantitatively based on the available open area unit .

Von einer Gemischmengenregelung kann also bei der erfindungsgemässen Lösung nur insoweit die Rede sein, als diese nicht einfach pauschal reduziert wird, sondern dies geschieht in Abhängigkeit von der jeweils verfügbaren gasdurchlässigen Flä-chengrösse, d.h., die zugeführte Gemischmenge bleibt, bezogen auf die Flächeneinheit des Brenners, in den Leistungsstufen konstant. In the solution according to the invention, there can therefore only be talk of a mixture quantity control to the extent that it is not simply reduced across the board, but this is dependent on the gas-permeable surface area available in each case, that is to say the quantity of mixture supplied remains in relation to the unit area of the burner , constant in the power levels.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the drawing.

Es zeigt schematisch It shows schematically

Fig. 1 einen Schnitt durch einen ebenflächigen Brenner längs Linie l-l in Fig. 2; 1 shows a section through a flat burner along line I-1 in Fig. 2.

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Brenner gemäss Fig. 1; FIG. 2 shows a top view of the burner according to FIG. 1;

Fig. 3 einen zylindrischen Brenner in Seitenansicht und Fig. 3 shows a cylindrical burner in side view

Fig. 4-8 stark schematisiert Ausführungsbeispiele von Blenden für das Gasausströmteil. Fig. 4-8 highly schematic embodiments of orifices for the gas outlet part.

Der Gasbrenner besteht gemäss Fig. 1, 2 aus einem mindestens in einem Teilbereich zur Gasausströmseite hin mit einem gasdurchlässigen Gasausströmteil 1 versehenen Gehäuse, das mit Gas- und Luftzufuhranschlüssen 3, 4 und mit einem in Stufen schaltbaren Fördergebläse versehen ist (nicht dargestellt). Das Fördergebläse sorgt für die Gemischzufuhr, wobei die Kammer 7 von einer Vorkammer 12 aus beschickt wird. Die Zündelektrode ist mit 19 bezeichnet. 1, 2, the gas burner consists of a housing which is provided with a gas-permeable gas outlet part 1 at least in a partial area towards the gas outlet side and which is provided with gas and air supply connections 3, 4 and with a feed blower which can be switched in stages (not shown). The conveying fan provides the mixture supply, the chamber 7 being fed from a pre-chamber 12. The ignition electrode is designated 19.

Die Abschaltbarkeit bzw. «Stillegung» von Abschnitten des Gasausströmteiles 1 wird gemäss Fig. 4-6 dadurch erreicht, dass man solche Teilbereiche bzw. Abschnitte mit einer Blende 9 abdeckt, die in Draufsicht bspw. in Form der Fig. 5 oder 6 gestaltet sein kann. Befindet sich die Blende in distanzierter Stellung (siehe Fig. 4) zum Gasausströmteil 1, so entspricht dies einem Vollastbetrieb. Wird die Blende 9 in Pfeilrichtung P an das Gasausströmteil 1 angelegt, so decken die schraffierten Teile der Blende 9 das Gasausströmteil 1 von unten ab, d.h., der durchströmbare Bereich des Gasausströmteiles 1 wird entsprechend reduziert. Ein entsprechender Abblendeffekt ergibt sich bei einer Blende 9 gemäss Fig. 6, die als der Fläche des Gasausströmteiles 1 im wesentlichen entsprechender Zuschnitt mit über eine ganze Fläche gleich-mässig verteilten Löchern 14 ausgebildet ist, deren According to FIGS. 4-6, the deactivability or “shutdown” of sections of the gas outflow part 1 is achieved by covering such partial areas or sections with an aperture 9, which are designed in plan view, for example in the form of FIGS. 5 or 6 can. If the orifice is in a distant position (see FIG. 4) from the gas outlet part 1, this corresponds to a full-load operation. If the orifice 9 is applied to the gas outflow part 1 in the direction of the arrow P, the hatched parts of the orifice 9 cover the gas outflow part 1 from below, i.e. the area through which the gas outflow part 1 can flow is reduced accordingly. A corresponding dimming effect results with a diaphragm 9 according to FIG. 6, which is designed as a cut corresponding to the area of the gas outflow part 1 with holes 14 evenly distributed over an entire area, the holes of which

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jeweiliger Querschnitt einem Mehrfachen der Quer-schnittsgrösse einer Gasausströmöffnung 15 des Gasausströmteiles 1 entspricht. respective cross-section corresponds to a multiple of the cross-sectional size of a gas outflow opening 15 of the gas outflow part 1.

Das gleiche Prinzip einer «Leistungsabstufung» mit der Massgabe eines konstanten Mengen/Flä-chen-Verhältnisses lässt sich nicht nur bei ebenflächigen Gasausströmteilen, wie beschrieben, zur Anwendung bringen, sondern auch bei Gasausströmteilen 1, die rotationssymmetrische Hohlkörper darstellen, von denen ein Ausführungsbeispiel in der Fig. 3 verdeutlicht ist. The same principle of a “performance gradation” with the requirement of a constant quantity / area ratio can be used not only with flat gas outflow parts, as described, but also with gas outflow parts 1, which represent rotationally symmetrical hollow bodies, one of which is shown in FIG 3 is illustrated.

Bei dieser Ausführungsform bilden die Gasausströmteile 1 (fein gelochte oder geschlitzte Bleche) praktisch das Gehäuse 2 selbst, dem das Gas-Luft/ Gemisch durch eine Leitung 16 zugeführt wird. In this embodiment, the gas outflow parts 1 (finely perforated or slotted metal sheets) practically form the housing 2 itself, to which the gas-air / mixture is fed through a line 16.

Auch bei solchen rotationssymmetrischen Brennern kann im Inneren eine Blendenanordnung bspw. im Sinne der Fig. 7, 8 vorgesehen werden, wobei mit einer geeigneten und einfachen Stellmechanik dafür gesorgt ist, dass die Blenden 9 von innen an das Gasausströmteil angelegt werden können. Even with such rotationally symmetrical burners, an orifice arrangement can be provided on the inside, for example in the sense of FIGS. 7, 8, with a suitable and simple actuating mechanism ensuring that the orifices 9 can be applied to the gas outflow part from the inside.

Claims (2)

PatentansprücheClaims 1. Gasbrenner für einen Heizungskessel, bestehend aus einem mindestens in einem Teilbereich ausströmseitig mit einem gasdurchlässigen Gasausströmteil (1) versehenen Gehäuse (2), das mit Gas-und Luftzufuhranschlüssen (3, 4) und mit einem Fördergebläse versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass bei Ausbildung des Fördergebläses als in Stufen schaltbares Fördergebläse für das aus Gas und Luft gebildete Gemisch im Inneren des Gehäuses (2) zuströmseitig vor dem Gasausströmteil (1) eine Blende (9) angeordnet ist, die in eine dem Vollastbetrieb entsprechende, distanzierte Stellung sowie in eine am Gasausströmteil (1) anliegende Stellung bringbar ist, in welcher sie einen Teil der gasdurchlässigen Fläche des Gasausströmteils (1) abdeckt.1. Gas burner for a heating boiler, consisting of a housing (2) which is provided at least in a partial area on the outflow side with a gas-permeable gas outflow part (1) and is provided with gas and air supply connections (3, 4) and with a delivery fan, characterized in that when the delivery blower is designed as a switchable delivery blower for the mixture formed from gas and air in the interior of the housing (2) upstream of the gas outlet part (1), an orifice (9) is arranged, which is in a distant position corresponding to full load operation and in a position in contact with the gas outlet part (1) can be brought, in which it covers part of the gas-permeable surface of the gas outlet part (1). 2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (9) als der Fläche des Gasausströmteiles (1) im wesentlichen entsprechender Zuschnitt mit über seine ganze Fläche gleichmässig verteilten Löchern (14) ausgebildet ist, deren jeweiliger Querschnitt einem Mehrfachen der Querschnittsgrösse einer Gasausströmöffnung (15) des Gasausströmteiles (1) entspricht.2. Burner according to claim 1, characterized in that the diaphragm (9) as the surface of the gas outlet part (1) is substantially corresponding blank with holes evenly distributed over its entire surface (14), the respective cross section of which is a multiple of the cross-sectional size Gas outlet opening (15) of the gas outlet part (1) corresponds. 55 1010th 1515 2020th 2525th 3030th 3535 4040 4545 5050 5555 6060 6565 33rd