DE19521844B4

DE19521844B4 - Brenner für ein Gas-Luft-Gemisch mit Ausströmöffnungen

Info

Publication number: DE19521844B4
Application number: DE1995121844
Authority: DE
Inventors: Rudi Seiffert; Frank Rosch; Seonhi Dr. Ro
Original assignee: Vaillant GmbH
Current assignee: VAILLANT GMBH, 42859 REMSCHEID, DE
Priority date: 1994-06-24
Filing date: 1995-06-16
Publication date: 2006-01-05
Anticipated expiration: 2015-06-17
Also published as: DE19521844A1

Abstract

Brenner für ein Gas-Luft-Gemisch mit einem Vlies (8) als Brennerfläche, bei dem das Vlies (8) von einem Stützgitter (6) getragen wird und auf der dem Vlies (8) abgewandten Seite des Stützgitters (6) ein mit Ausströmöffnungen versehenes Druckaufbaublech (7) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren des Brenners ein das Gas-Luft-Gemisch führende, auf seiner Oberseite mit Ausströmöffnungen versehenes Rohr (3) und zwischen dem Rohr (3) und dem Druckaufbaublech (7) Abstützelemente (10), die als Lochscheiben ausgebildet sind, angeordnet sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Brenner gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Bei solchen Brennern ergibt sich stets das Problem, dass die Öffnungen des Druckaufbaubleches nicht beliebig klein ausgeführt werden können und zwischen den einzelnen Öffnungen entsprechende Stege belassen werden müssen. Dadurch ist es nicht möglich, das Gas-Luft-Gemisch mit sehr kleinen Flammen zu verbrennen.

Aus der DE 35 04 601 A1 ist bekannt, dass eine Brennerfläche lediglich von einem Sieb gehalten wird. Hierdurch kann nur bedingt eine Vergleichmäßigung des Brenngas-Luft-Gemischs auf die gesamte Brennerfläche erreicht werden. Die DE 40 33 296 A1 zeigt einen Brenner, der aus überlagerten Schichten Gewebe besteht. Außer diesen drei Schichten sind keine weiteren Maßnahmen zur Vergleichmäßigung des Gas-Luft-Gemischs direkt am Brenner bekannt. Die EP 289 805 zeigt einen zylindrischen Brenner mit einem koaxialen Druckaufbaukegelstumpf. Die Löcher des zylindrischen Brenners sollen größer sein als die Löcher des Kegelstumpfes. Aus der US 4 657 506 ist ein Faserbrenner bekannt, der von einem Zylinder mit kleinen Löchern getragen wird; hierdurch können bestimmte Brennerbereiche nur unzureichend mit Brenngas-Luft-Gemisch versorgt werden. Aus der US 3 425 675 ist ein Brenner mit maschenartigem Stützgitter und rohrförmigem Druckaufbaublech bekannt. Durch den Spalt zwischen Stützgitter und Druckaufbaublech ist die mechanische Stabilität des Brenners nicht optimal.

Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und einen Brenner der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, der sich durch einen einfachen Aufbau auszeichnet und der ein Verbrennen des Gas-Luft-Gemisches mit sehr kleinen und gleichmäßig verteilten Flammen ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird dies bei einem Brenner der eingangs erwähnten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 erreicht.

Durch diese Maßnahmen ist sichergestellt, dass das Gas-Luft-Gemisch auf der gesamten Brennerfläche durch das Vlies strömt und daher sehr fein verteilt an der Außenseite des Vlieses austritt und daher mit sehr kleinen und fein verteilten Flammen verbrennt. Es kommt zu einer gleichmäßigen Verteilung des Gas-Luft-Gemisches im Zwischenraum zwischen dem Druckaufbaublech und dem Vlies, was eine geringe Brennflächenbelastung im gesamten Brennerbereich und eine hieraus resultierende sehr weitgehende Reduzierung des Schadstoffausstoßes zur Folge hat.

Durch die Merkmale des Anspruches 2 ergibt sich der Vorteil einer Schonung des Vlieses, da das Vlies nicht auf scharfen Kanten aufliegt und der Gasdurchgang durch das Vlies aufgrund der geringen linienförmigen Auflage auf das Drahtgitter nicht behindert wird.

Durch die Merkmale des Anspruches 3 ergibt sich der Vorteil einer sehr einfachen Konstruktion des Stützgitters.

Durch die Merkmale des Anspruches 4 ergibt sich der Vorteil, dass sich auch im Bereich der Stirnseite des Brenners Flammen ausbilden können, so dass diese die Gesamtbrennfläche vergrößern und die Brennflächenbelastung sinkt.

Bei einem Brenner der eingangs erwähnten Art mit einem inneren, das Gas-Luft-Gemisch führenden, auf seiner Oberseite mit den Ausströmöffnungen versehenen Rohr ergibt sich durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 5 eine in konstruktiver Hinsicht sehr einfache Halterung des Stützgitters und der Druckaufbauscheibe.

Durch die Merkmale des Anspruches 6 wird die Versorgung der Randzonen der Stirnseite des Brenners verbessert.

Um das Überzünden des Brenners zu verbessern, ist es vorteilhaft, die Merkmale des Anspruches 7 vorzusehen.

Durch die Merkmale des Anspruches 9 ergibt sich der Vorteil einer sehr gleichmäßigen Verteilung des Gas-Luft-Gemisches im Bereich der Stirnseite des Brenners, wobei sich die vorgeschlagene Lösung auch durch einen sehr einfachen Aufbau auszeichnet. Dabei ergibt sich durch die Merkmale des Anspruches 10 der Vorteil eines leichten Überzündens des Brenners.

Um einen sicheren Halt des Vlieses und des Stützgitters im Bereich der Stirnseite des Brenners zu gewährleisten, ist es vorteilhaft, die Merkmale des Anspruches 11 vorzusehen.

Durch die Merkmale des Anspruches 12 wird auf einfache Weise eine Abstützung des Drahtgitters in radialer Richtung erreicht.

Zur sicheren Halterung des Prallblechs ist es vorteilhaft, die Merkmale des Anspruches 13 vorzusehen.

Durch die Merkmale des Anspruches 14 ergibt sich ein in konstruktiver Hinsicht sehr einfacher Aufbau.

Durch die Merkmale des Anspruches 15 wird der Ausströmbereich für das Gas-Luft-Gemisch auf einen sehr günstigen Bereich eingeschränkt, wodurch eine zu starke Erwärmung des Brenners vermieden wird.

Durch die Merkmale des Anspruches 16 ergibt sich der Vorteil einer im wesentlichen gleichmäßigen Verteilung der Ausströmgeschwindigkeit des Gas-Luft-Gemisches über die gesamte Oberfläche des mit Ausströmöffnungen versehenen Bereiches des Brenners und damit eine sehr gleichmäßige Verteilung der Belastung des Brenners.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
1 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Brenner,
2 einen Schnitt im vergrößerten Maßstab durch den Brenner nach der 1,
3 einen Schnitt durch den türseitigen Bereich des Brenners nach der 1,
4 ein Detail des Brenners nach der 1,
5 einen Kopfflansch in Seitenansicht,
6 den Kopfflansch gemäß 5 in Ansicht,
7 eine Stützscheibe,
8 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Brenners,
9 einen Schnitt nach der Linie A-A in der 8 und
10 einen Längsschnitt durch einen Brenner nach den 8 und 9 bei abgenommenem Druckaufbaublech.
Gleiche Bezugszeichen bedeuten in allen Fig. gleiche Einzelheiten.
Eine Brennerhalterung 2 eines überstöchiometrisch vormischenden Gasbrenners eines Umlaufwasserheizers ist von einem zylindrischen Mischrohr 1 durchsetzt, das eine muffenartige Erweiterung 40 aufweist, in der ein gelochtes Innenrohr 3 gehalten ist, dessen Wand im wesentlichen durchgehend mit Löchern 47 versehen ist, durch die ein von einer Gasdüse kommendes Gas-Luft-Gemisch ausströmen kann.
Im vordersten, von der Brennerhalterung abgewandten Bereich 48 des gelochten Innenrohres 3 ist ein Prallblech 12 gehalten, das mit Bohrungen 44 versehen ist. Dabei sind Abstandhalter 11 an der Innenwand des Rohres 3 zwischen zwei Schlitzen 30 vorgesehen, an denen das Prallblech 12 anliegt, wobei auf der den als Nasen ausgebildeten Abstandhaltern 11 abgewandten Seite das Prallblech 12 mit dem Innenrohr 3 verschweißt ist.
Am von der Brennerhalterung 2 abgewandten Bereich 48 des gelochten Innenrohres 3 ist ein Kopfflansch 16 angeordnet, dessen zylindrischer Abschnitt 41 mit dem Innenrohr 3 verbunden ist. Weiter weist der Kopfflansch 16, wie insbesondere aus der 2 zu ersehen ist, einen sich kegelförmig erweiternden Abschnitt 42 auf, an den sich ein senkrecht zur Längsachse des Brenners erstreckender Flanschabschnitt 43 anschließt, der mit einem nach vorne abgewinkelten zylindrischen Halterand 28 versehen ist.
Der Flanschabschnitt 43 ist, wie aus 5 ersichtlich, mit über den Umfang verteilt angeordneten Überzündtaschen 23 versehen, in denen Öffnungen 24 zur Ermöglichung der Gaszufuhr in den stirnseitigen Bereich 49 des Brenners vorgesehen sind.
Im Bereich des Halterandes 28 des Kopfflansches 16 sind eine gelochte Innenblechscheibe 13 und vor dieser eine Stützgitterscheibe 15 gehalten, die von einer Scheibe 14 aus einem Metallvlies überdeckt ist, wobei der Halterand 28 mit Überzündlöcher 22 versehen ist.
Der Halterand 29 ist von einer Winkelspannschelle 18 übergriffen, deren nach innen abgewinkelter Halterand 29 die Scheibe 14 aus Metallvlies übergreift. Weiter klemmt die Winkelspannschelle 18 auch ein die Zylinderwand des Brenners überdeckendes Metallvlies 8 fest. Dabei ergibt sich bei der Winkelspannschelle 18 eine Überlappung 19 der beiden Enden der Winkelspannschelle 18.
An dem Kopfflansch 16 beziehungsweise an der der Brennerhalterung 2 zugekehrten Seite des Flanschabschnittes 43 ist ein Innenflansch 17 gehalten, der mit einem zylindrischen gelochten Druckaufbaublech 7 verbunden ist, das das gelochte Innenrohr 3 konzentrisch und im Abstand umgibt. Dabei weist der Innenflansch 17 mit den Öffnungen 24 des Flanschabschnittes 43 fluchtende Öffnungen 27 auf.
Weiter ist dieses zylindrisch verformte gelochte Druckaufbaublech 7 an einem Innenflansch 4 gehalten, der an einem weiteren Kopfflansch 5 befestigt ist, der an dem der Brennerhalterung 2 zugekehrten Ende beziehungsweise dem einströmseitigen Ende des Brenners auf dem Mischrohr 1 angeordnet ist.
Auf dem zylindrisch verformten gelochten Druckaufbaublech 7 ist ein Stützgitter 6 angeordnet, das das gelochte Druckaufbaublech 7 konzentrisch anliegend umgibt, wobei auf diesem Stützgitter 6 das Metallfaservlies 8 aufliegt und mittels einer Spannschelle 9 auf einen abgewinkelten zylindrischen Rand 45 niedergespannt ist.
Wie aus der 1 zu ersehen ist, sind, über die Länge des Brenners verteilt, angeordnete Abstützelemente 10, die als Stützscheiben ausgebildet sind, vorgesehen, die für einen entsprechenden konstanten Abstand des gelochten Druckaufbaublechs 7 vom gelochten Innenrohr 3 sorgen. Diese Abstützelemente 10 weisen, wie aus der 7 zu ersehen ist, Durchbrüche 20 auf, die lediglich durch relativ schmale Stege 46 voneinander getrennt sind.
Aus dieser 7 ist auch der Aufbau des Stützgitters 6 zu ersehen, das aus auf dem gelochten Druckaufbaublech 7 aufliegenden und sich in Achsrichtung des Brenners erstreckenden geraden Stäben 25 und außen auf diesen aufliegenden und mit diesen verbundenen gekrümmten Stäben 26 gebildet ist, die sich in Umfangsrichtung des zylindrisch verformten gelochten Druckaufbaublechs 7 erstrecken.
Wie aus der 2 zu ersehen ist, sind aus dem gelochten Innenrohr 3 Abstandhalter 11 nach innen ausgebogen, an denen das Prallblech 12 abgestützt ist. Weiter sind drei Schweißpunkte 50 vorgesehen, die das Prallblech 12 mit dem Innenrohr 3 verbinden.
Beim Betrieb des Brenners strömt ein Gas-Luft-Gemisch über das Mischrohr 1 in das gelochte Innenrohr 3 ein und über die Löcher 47 des Innenrohres 3 in den Ringraum 51 zwischen dem Innenrohr 3 und dem gelochten Druckaufbaublech 7 ein sowie über die Bohrungen 44 des Prallblechs 12 in den stirnseitigen Bereich 49 des Brenners ein. Aus diesen Bereichen strömt das Gas-Luft-Gemisch über die Bohrungen des gelochten Druckaufbaubleches 7 beziehungsweise die gelochte Innenblechscheibe 13 aus und durchströmt danach das Metallvlies 8 beziehungsweise die aus Metallvlies hergestellte Scheibe 14. Das über die Oberfläche des Brenners fein verteilte Gas-Luft-Gemisch verbrennt mit sehr kleinen Flammen.
Die Enden des Vlieses stoßen längs einer Stoßstelle 21 aneinander, welche auf der Unterseite des Brenners gelegen ist, analog sind die Stoßstellen 21 der Stäbe 26 positioniert.
Der atmosphärisch vormischende Gasbrenner nach den 8 bis 10 weist ein Mischrohr 1 auf, das mit einem Flansch 60 versehen ist und in eine dichte, im Querschnitt U-förmige Wanne 61 übergeht. Auf den Seitenwänden 62 der Wanne 61 sind Abstützelemente 10 befestigt, auf denen ein mit fein verteilten Ausströmöffnungen versehenes Druckaufbaublech 7 gehalten ist.
Dabei ist das Druckaufbaublech 7 mittels Schrauben 63 an den Abstützelementen 10 und den Seitenwänden 62 der dichten Wanne 61 befestigt.
Auf dem Druckaufbaublech 7 ist ein Stützgitter 6 angeordnet, bei dem über in axialer Richtung des Brenners verlaufenden Stäben 25 in Umfangsrichtung verlaufende Stäbe 26 aufliegen und mit diesen verbunden sind.
Dabei ist das Stützgitter 6, wie bei dem Brenner nach den 1 bis 7, von einem Vlies 8 überdeckt, das ebenfalls mit den Schrauben 63 befestigt ist.
Das Vlies 8 ist beiderseits von dichten Endstücken 64, 65 innen und außen übergriffen, wobei die Endstücke 64, 65 mit der Wanne 61 mittels Schrauben 66 verbunden sind.
Weiter ist, wie aus der 8 zu ersehen ist, im Inneren der Wanne 61 ein Strömungsleitblech 67 vorgesehen, das vom Einströmende 68 zum freien Ende 69 zu ansteigt und dadurch den freien Querschnitt der Wanne 61 mit fortschreitender Annäherung an das freie Ende des Brenners vermindert. Dabei ist das Strömungsleitblech 67 im Mittelbereich über eine im Boden 74 der Wanne 61 gehaltene Stütze 70 abgestützt, wobei eine Buchse 75 in den Boden 74 der Wanne 61 eingelassen ist, in der die Stütze 70 gehalten ist.
Der Flansch 60 des Mischrohres 1 ist an einer Brennkammerwand 71 befestigt, wobei ein einen Flansch 73 aufweisendes Mischrohr 72 an der Außenseite der Brennkammerwand 71 befestigt ist, in das eine Gasdüse 78 Gas einbläst. Die Brennkammerwand 71 ist weiter von Elektroden 76, 77 durchsetzt.

Claims

Brenner für ein Gas-Luft-Gemisch mit einem Vlies (8) als Brennerfläche, bei dem das Vlies (8) von einem Stützgitter (6) getragen wird und auf der dem Vlies (8) abgewandten Seite des Stützgitters (6) ein mit Ausströmöffnungen versehenes Druckaufbaublech (7) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren des Brenners ein das Gas-Luft-Gemisch führende, auf seiner Oberseite mit Ausströmöffnungen versehenes Rohr (3) und zwischen dem Rohr (3) und dem Druckaufbaublech (7) Abstützelemente (10), die als Lochscheiben ausgebildet sind, angeordnet sind.
Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützgitter (6) aus runden Stäben (25, 26) hergestellt ist.
Brenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützgitter (6) in axialer Richtung des Rohres (3) verlaufende Stäbe (25) aufweist, die von in Umfangsrichtung verlaufenden Stäben (26) überdeckt sind.
Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des freien Endes des Rohres (3) in diesem eine sich im wesentlichen über dessen Querschnitt erstreckendes Prallblech (13) vor einem Kopfflansch (16) angeordnet ist, der einen sich gegen das Ende des Rohres (3) zu erweiternden trichterförmig ausgebildeten Abschnitt (42) aufweist, dessen freies Ende von einer einen Druckaufbau bewirkenden Innenblechscheibe (13) abgedeckt ist, an deren freier Stirnseite ein Stützgitter (15) angeordnet ist.
Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 4 , dadurch gekennzeichnet, dass das Stützgitter (6) und die Innenblechscheibe (13) von einer Halteschelle, vorzugsweise einer Winkelspannschelle (18), gehalten sind.
Brenner nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopfflansch (16) im Bereich eines abgebogenen, im wesentlichen ebenen Flanschabschnittes (43) Öffnungen (24) zur Gaszufuhr aufweist.
Brenner nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopfflansch (16) im Bereich eines abgebogenen, im wesentlichen ebenen Flanschabschnittes (43) Vertiefungen aufweist, die Überzündtaschen (23) bilden.
Brenner nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopfflansch (16) an seinem freien Ende einen Halterand (28) aufweist, der im wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist und zur Aufnahme einer gelochten Innenblechscheibe (13), einer Scheibe aus einem Metallfaservlies (14) und einer Stützgitterscheibe (15) dient.
Brenner nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Halterand (28) Überzündlöcher (22) aufweist.
Brenner nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteschelle (18) Löcher aufweist, die mit den Überzündlöchern (22) des Halterandes (28) fluchten.
Brenner nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteschelle (18) einen eingezogenen Rand (29) aufweist.
Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Brenner dicht in einer Brennertür (2) gehalten und an seinem der Brennertür (2) zugekehrten Endbereich eine Abstützung (4) für das Stützgitter (6) in radialer Richtung aufweist.
Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem gelochten inneren Rohr (3) Abstandhalter (11) in Form von Nasen nach innen ausgebogen sind, die zur Abstützung eines Prallblechs (12) dienen.
Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass an der Unterseite des Brenners eine dichte Wanne (61) vorgesehen ist.
Brenner nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Wanne (61) bis zu ca. einem Drittel der Höhe des Brenners erstreckt und das Druckaufbaublech (7) im Querschnitt im wesentlichen wannenförmig ausgebildet ist und mit seinen Seitenwänden auf den Seitenwänden (62) der dichten Wanne (61) aufsteht.
Brenner nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Wanne (61) ein Strömungsleitblech (67) angeordnet ist, das vom Einströmende (68) des Brenners gegen das freie Ende (69) des Brenners zu ansteigt.