DE202007018472U1

DE202007018472U1 - Vormischender Gasbrenner

Info

Publication number: DE202007018472U1
Application number: DE202007018472U
Authority: DE
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2007-03-31
Filing date: 2007-03-31
Publication date: 2008-08-21
Anticipated expiration: 2017-04-01

Abstract

Vormischender Gasbrenner mit einem zylindrischen Brennelement mit einer Einströmöffnung für ein Gas-/Luft-Gemisch an einer Stirnseite und mit Kühlkanälen im Bereich unterhalb einer Brenneroberfläche, dadurch gekennzeichnet, dass das zylindrische Brennelement aus mehreren in axialer Richtung aneinander gereihten, zueinander beabstandeten Lamellen (1) gebildet wird, welche radial nach außen verlaufende Durchströmkanäle (3) für das Gas-/Luft-Gemisch ausbilden.

Description

Die Neuerung betrifft einen vormischenden Gasbrenner mit einem zylindrischen Brennelement nach dem Oberbegriff des Schutzanspruches 1.
Derartige vormischende Gasbrenner sind als Flächenbrenner für atmosphärisch befeuerte Heizgeräte zum Beispiel aus der DE 196 41 040 A1 bekannt. Dabei sind an einem serpentinenartig gewundenen Rohr, welches als vom Heizmedium durchströmter Kühlkanal dient, viele einzelne, parallele, lamellenartige Bleche fixiert. Durch den Abstand der einzelnen Lamellen zueinander ergeben sich parallele Durchströmöffnungen für das Brenngas oder für ein Gas-/Luft-Gemisch, welches dann an einer Brenneroberfläche austritt und verbrennt.
Ein vormischender Gasbrenner mit einem zylindrischen Brennelement ist in der DE 38 31 624 A1 dargestellt und beschrieben. Bei einem solchen Gasbrenner ist das zylindrische Brennelement sehr hohen Temperaturen ausgesetzt, da sich die Flammen dicht an der Oberfläche befinden. Innerhalb dieses äußeren Zylinders, welcher als Brenneroberfläche dient und daher eine sehr feine Perforation aufweist, sind zur gleichmäßigen Verteilung des Gas-/Luft-Gemisches an der Oberfläche und zur akustischen Entkopplung von Brennraum und Gemischraum weitere Zylinder angeordnet. Diese dienen als Drossel- und Verteilzylinder, liegen konzentrisch zum äußeren Zylinder, besitzen meistens etwas größere Durchströmöffnungen für das Gas-/Luft-Gemisch als der äußere Zylinder und sind gemeinsam mit diesem am einströmseitigen Stirnelement befestigt.
Der Neuerung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem vormischenden Gasbrenner die Verbrennungsqualität und die Robustheit, besonders im Hinblick auf sich ändernde Gasgemisch-Zusammensetzungen und sich ändernde Volumenströme, zu optimieren.
Neuerungsgemäß wurde dies mit den Merkmalen des Schutzanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Der vormischende Gasbrenner ist dadurch gekennzeichnet, dass das zylindrische Brennelement aus mehreren in axialer Richtung aneinander gereihten, zueinander beabstandeten Lamellen gebildet wird, welche radial nach außen verlaufende Durchströmkanäle für das Gas-/Luft-Gemisch ausbilden. Dabei sind die zueinander beabstandeten Lamellen des zylindrischen Brennelementes an den Kühlkanälen fixiert. Mindestens vier Kühlkanäle durchgreifen daher in axialer Richtung das Brennelement.
Die das Brennelement durchgreifenden Kühlkanäle sind mindestens paarweise miteinander an mindestens einer Stirnseite gekoppelt, so dass in axialer Richtung mindestens eine Vorlaufleitung und eine Rücklaufleitung für das Kühlmedium ausgebildet wird. Vorzugsweise sind daher die Kühlkanäle rohrförmig ausgeführt sowie etwa in der Mitte der radial verlaufenden Durchströmkanäle für das Gas-/Luft-Gemisch und symmetrisch zum Zentrum des Brennelementes angeordnet.
An der der Einströmöffnung für ein Gas-/Luft-Gemisch gegenüberliegenden Stirnseite ist das Brennelement mit einer scheibenartigen Abdeckung verschlossen. Weiterhin ist an dieser Stirnseite im Inneren des Brennelementes ein kegelartiger Verdrängungskörper angebracht ist, dessen Spitze zur Einströmöffnung hin zeigt. Der kegelartige Verdrängungskörper ist vorzugsweise an der scheibenartigen Abdeckung des Brennelementes fixiert und erstreckt sich etwa über die halbe Länge des Brennelementes.
Die zueinander beabstandeten Lamellen des zylindrischen Brennelementes besitzen über dessen Länge jeweils gleiche oder unterschiedliche Innendurchmesser, um für eine gleichmäßige Verteilung des Gas-/Luft-Gemisches zu sorgen. Alternativ oder ergänzend dazu können auch die Abstände zwischen den einzelnen Lamellen des zylindrischen Brennelementes über dessen Länge gleich sein oder zumindest in Teilbereichen variieren, wenn dies für eine gleichmäßige Verteilung des Gas-/Luft-Gemisches erforderlich ist.
Mit den neuerungsgemäßen Maßnahmen werden bei vormischenden Gasbrennern mit einem zylindrischen Brennelement sowohl die Verbrennungsqualität als auch die Robustheit verbessert. Insbesondere für sich relativ stark ändernde Gasgemisch-Zusammensetzungen und sich ändernde Volumenströme ist der neuerungsgemäße Gasrenner besonders geeignet. Diese Problematik tritt beispielsweise bei der Erwärmung einer katalytischen Dampfreformierungseinheit besonders auf, denn dabei muss zunächst eine Katalysatoroberfläche mit Erdgas gleichmäßig erwärmt werden. Erst beim Erreichen des idealen Aktivierungstemperatur-Niveaus wird dann auf Restgas aus dem Dampfreformierungsprozess umgeschaltet, welches teilweise wasserstoffreich ist, aber auch noch höhere Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid enthalten kann. Um ein zweites Zünden des Brenners zu vermeiden, wird neuerungsgemäß ein hoher Modulationsgrad sichergestellt. Das wasserstoffreiche Restgas wird im Inneren des neuerungsgemäßen zylindrischen Brennelements gleichmäßig über den gesamten Raum verteilt. Die entsprechende, unterhalb der Flammenlöschtemperatur liegende Kühlwassertemperatur verhindert ein Rückschlagen der Flamme. Das Kühlwasser dient wiederum zur Vorwärmung der Verdampfereinheit des Reformierungsprozesses.
Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Neuerung dar. Es zeigt einen vormischenden Gasbrenner mit einem zylindrischen Brennelement:
1: in einem Längsschnitt,
2: in einem Querschnitt und
3: mit einer vergrößerten Darstellung eines Eckbereiches im Längsschnitt.
Das zylindrische Brennelement wird aus mehreren in axialer Richtung aneinander gereihten, zueinander beabstandeten Lamellen 1 gebildet, welche radial nach außen zur Brenneroberfläche 2 verlaufende Durchströmkanäle 3 für das Gas-/Luft-Gemisch ausbilden. Dieses gelangt über eine Einströmöffnung 4 an einer Stirnseite in das Innere des Brennelementes.
Die Lamellen 1 sind an rohrförmigen Kühlkanälen 5 fixiert, welche etwa in der Mitte der radial verlaufenden Durchströmkanäle 3 für das Gas-/Luft-Gemisch und symmetrisch zum Zentrum des Brennelementes angeordnet sind.
An der der Einströmöffnung 4 für ein Gas-/Luft-Gemisch gegenüberliegenden Stirnseite ist das Brennelement mit einer scheibenartigen Abdeckung 6 verschlossen. Daran ist im Inneren ein kegelartiger Verdrängungskörper 7 angebracht, dessen Spitze zur Einströmöffnung 4 hin zeigt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 19641040 A1 [0002]
- DE 3831624 A1 [0003]

Claims

Vormischender Gasbrenner mit einem zylindrischen Brennelement mit einer Einströmöffnung für ein Gas-/Luft-Gemisch an einer Stirnseite und mit Kühlkanälen im Bereich unterhalb einer Brenneroberfläche, dadurch gekennzeichnet, dass das zylindrische Brennelement aus mehreren in axialer Richtung aneinander gereihten, zueinander beabstandeten Lamellen (1) gebildet wird, welche radial nach außen verlaufende Durchströmkanäle (3) für das Gas-/Luft-Gemisch ausbilden.
Gasbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zueinander beabstandeten Lamellen (1) des zylindrischen Brennelementes an den Kühlkanälen (5) fixiert sind.
Gasbrenner nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens vier Kühlkanäle (5) in axialer Richtung das Brennelement durchgreifen.
Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die das Brennelement durchgreifenden Kühlkanäle (5) mindestens paarweise miteinander an mindestens einer Stirnseite gekoppelt sind, so dass in axialer Richtung mindestens eine Vorlaufleitung und eine Rücklaufleitung ausgebildet wird.
Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlkanäle (5) rohrförmig ausgeführt sind.
Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlkanäle (5) etwa in der Mitte der radial verlaufenden Durchströmkanäle (3) für das Gas-/Luft-Gemisch und symmetrisch zum Zentrum des Brennelementes angeordnet sind.
Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an der der Einströmöffnung (4) für ein Gas-/Luft-Gemisch gegenüberliegenden Stirnseite das Brennelement mit einer scheibenartigen Abdeckung (6) verschlossen ist.
Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass an der der Einströmöffnung (4) für ein Gas-/Luft-Gemisch gegenüberliegenden Stirnseite im Inneren des Brennelementes ein kegelartiger Verdrängungskörper (7) angebracht ist, dessen Spitze zur Einströmöffnung (4) hin zeigt.
Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der kegelartige Verdrängungskörper (7) an der scheibenartigen Abdeckung (6) des Brennelementes fixiert ist und sich etwa über die halbe Länge des Brennelementes erstreckt.
Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zueinander beabstandeten Lamellen (1) des zylindrischen Brennelementes über dessen Länge jeweils gleiche oder unterschiedliche Innendurchmesser besitzen.
Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstände zwischen den Lamellen (1) des zylindrischen Brennelementes über dessen Länge gleich sind oder mindestens in Teilbereichen variieren.