DE29608780U1

DE29608780U1 - Brennstab für Gasbrenner

Info

Publication number: DE29608780U1
Application number: DE29608780U
Authority: DE
Original assignee: Viessmann Werke GmbH and Co KG
Current assignee: Beckett Thermal Solutions SRL
Priority date: 1996-05-15
Filing date: 1996-05-15
Publication date: 1996-08-08
Anticipated expiration: 2006-05-16

Description

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Brennstab für Gasbrenner

Die Neuerung betrifft einen Brennstab für Gasbrenner, insbesondere atmosphärische Gasbrenner für Erd- oder Flüssiggas, bestehend aus einem rohrförmigen Gehäuse, dessen nach oben weisender Flächbereich mit Gasgemischausströmöffnungen versehen ist.

Derartige Brennstäbe sind allgemein bekannt und in Benutzung, so daß es an sich keines besonderen druckschriftlichen Nachweises bedarf. Nur bspw. sei dazu auf die DE 295 13 653 Ul verwiesen, deren Gegenstand sich jedoch auf eine spezielle Ausführungsform des sogenannten Brennstabmantels bezieht. Abgesehen davon basieren die bislang verwendeten atmosphärischen Stabbrenner auf dem Prinzip, daß je nach Vormischgrad (voll- oder teilvormischend) vom Gasstrahl der Düse Luft aus der Umgebung in

den Brennstab gesaugt wird. Im Inneren erfolgt die Durchmischung und Verteilung auf die im oberen Bereich des Stabes liegende Austrittsfläche. Oberhalb dieser Austrittsöffnungen verbrennt das Gas-Luft-Gemisch.

Bei diesen, häufig in Gußgliederkesseln verwendeten Brennstäben treten jedoch folgende Probleme alternativ oder kumulativ auf:

Schadstoffarme (vollvormisehende) Brenner sind nicht flüssiggastauglich, weil die zur Verbrennung von

Erdgas benötigten Austrittsöffnungen bei Betrieb mit Flüssiggas zum Flammrückschlag führen.
Bei bestimmten Betriebszuständen (z.B. absinkender Düsendruck, zu hoher abgasseitiger Widerstand) kann es zu einen "Kleben" der Flamme am Stab kommen, was zu dessen Zerstörung führt.

Je nach Höhe des Vormischgrades (und somit auch der Schadstoffreduzierung) nimmt die Empfindlichkeit bezüglich Fertigungstolerenzen, Brennraumgeometrie und Betriebsbedingungen zu.

Diese Problematik steht vor allem in engem Zusammenhang mit der verwendeten Austrittsgeometrie für das Gas-Luft-Gemisch. Bei bekannten Stabbrennern ist dies derart gelöst, daß entsprechend der erwartbaren Belastung Schlitze oder Löcher in die Oberfläche des Stabes gestanzt sind. Nachteil dabei ist, wie sich gezeigt hat, daß sich die Beschlitzung/Belochung schon bei relativ geringer Erwärmung verformt, was zu Veränderungen der Gasaustrittsgeometrie und damit zu einem Anstieg der Schadstoffemission führt. Versuche mit anderen Materialien, z.B. Drahtgewebe als Flammoberflache verliefen bislang negativ, da sich aufgrund der thermischen Ausdehnung keine dauerhaft haltbare Verbindung zum Grundkörper herstellen ließ.

Der Neuerung liegt, ausgehend von einem Brennstab der eingangs genannten Art die Aufgabe zugrunde, die oben genannten Probleme zu lösen, verbunden mit der Maßgabe, die Herstellbarkeit eines solchen Brennstabes zu vereinfachen, damit auch kostengünstiger und die mit Gasaus-

trittsfÖffnungen versehenen Brennerstabfläche in sich gegen temperaturbedingte Verwerfungen stabiler zu gestalten.

Diese Aufgabe ist mit einem Brennstab der eingangs genannten Art nach der Neuerung einfach dadurch gelöst, daß die brennwirksame Fläche aus Streckmetall gebildet ist.

Abgesehen davon, daß sich ein aus solchen Brennstäben gebildeter Gasbrenner mit seiner speziellen, brennerwirksamen Fläche als flüssigastauglich erwiesen hat und auch dabei mit einer sehr gleichmäßigen "teppichartigen" Flammform brennt, hat ein solcher Gasbrenner folgende Vorteile:

Verwendbarkeit des Stabes bei vollvormischender Betriebsweise für Verbrennung von Erd- und Flüssiggas. Sehr geringe Schadstoffemissionen durch teppichartige Flammform. Stableistung 5,5 kW? NOx kleiner 20 ppm; CO kleiner 10 ppm bei G20 {Normprüfgas).
Unempfindlichkeit hinsichlich Feuerraumgeometrie und abweichender Betriebszustände durch große Austrittsfläche.

Unkritisches Verhalten gegenüber Temperatureinflüssen, da das verwendete Streckmetall wesentlich formstabiler ist als einfach gelochtes oder geschlitztes glattes Blech.

Durch die gegebene, relativ geringe thermische Belastung ist die Verwendung kostengünstiger Edelstahle möglich. Weiterhin kann Streckmetall auf sehr ratio-

nelle Weise gefertigt werden, so daß die Herstellkosten eines solchen Brennstabes um ca. 30 % unter denen eines vergleichbaren herkömmlichen Stabes liegen dürften.

Eine vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, daß das rohrförmige Gehäuse aus einem Blechzuschnitt gebildet ist, der in seiner Breite dem Umfang des Gehäuses entspricht, wobei der mittlere Bereich des Blechzuschnittes, (^ der Größe der brennwirksamen Fläche entsprechend, in Form

von Streckmetall ausgebildet ist. Dadurch kann der Brennerstab aus einem Stück gefertigt werden, da bei Streckmetallherstellungsverfahren auch eine partielle Schlitzung mit anschließender Streckung möglich ist. Dadurch sind die Vorzüge einer Flammoberfläche ähnlich eines Drahtgewebes in einem Material ohne Verbindungsprobleme vereinigt. Auch wenn der Brennstab nach dieser Maßgabe insgesamt nicht aus einem solchen speziellen Zuschnitt gebildet wird, ist die Anbindung an ein nicht brennwirksames Unterteil des Brennstabes unproblematisch, da man ohne weiteres zumindest die beim Streckvorgang erfaßten Ränder eines vorgestanzten Zuschnittes ungestreckt belassen kann.

Der neuartige Brennstab wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf den Brennstab;
Fig. 2 den Brennstab in Seitenansicht;

Fig. 3 den Brennstab in Vorderansicht (Pfeilrichtung A);

Fig. 4 die bevorzugte Ausführungsform des Streckmetallzuschnittes ;

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform des Streckmetallzuschnittes und

Fig. 6 stark vergrößert einen Ausschnitt der brennwirksamen Fläche des Brennstabes.

Der Brennstab besteht, wie bisher auch schon, grundsätzlich aus einem rohrförmigen Gehäuse I₇ dessen nach oben weisender Flächbereich mit Gasgemischausströmöffnungen 2 versehen ist.

Im Brennstab kann dabei, wie üblich, ein Gasgemischverteiler 6 angeordnet werden. Bezüglich Gas- und Luftzuführung wird auf Fig. 2 verwiesen, d.h., auch diese erfolgen wie bisher nach dem Injektorprinzip.

Für einen solchen Brennstab ist nun wesentlich, daß die brennwirksame Fläche 3 aus Streckmetall SM gebildet ist. Die Querschnittsgröße der Gasgemischausströmöffnungen 2 ist mindestens so groß bemessen wie die Größe der diese Öffnungen begrenzenden Stege 4 des Streckmetalles. Bezüglich der Öffnungsgröße und -form wird auf Fig. 6 verwiesen, wonach die Öffnungen 2, wie bei Streckmetall üblich,

die typische Rautenform haben. Die Maße C, D, E liegen in der Größenordnung von C = 0,6 mm, D = 2,3 mm, E = 3 mm und die Blechstärke beträgt bspw. 0,5 mm.

Will man das Streckmetall SM, wie in Fig. 2 links dargestellt, in geeigneter Weise mit dem Unterteil U des Brennstabes verbinden, so wird (siehe Fig. 5) zweckmäßig der die brennwirksame Fläche 3 bildende Streckmetallzuschnitt SZ an seinen an dem Brennstabunterteil anzuschließenden Längsrändern 5 unverstreckt ausgebildet. Solche unverstreckten Ränder ergeben sich praktisch automatisch durch die Werkzeugerfassung des Blechzuschnittes vor und während des Streckvorganges.

Es ist aber auch eine Aus führungs form gemäß Fig. 4 möglich, bei der das rohrförmige Gehäuse 1 aus einem Blechzuschnitt BZ gebildet ist, der in seiner Breite B dem Umfang des Gehäuses 1 entspricht, wobei der mittlere Bereich B¹ des Blechzuschnittes BZ, der Größe der brennwirksamen Fläche 3 entsprechend, in Form von Streckmetall SM ausgebildet ist. Die zu verschweißenden Längsränder 5' dieses Blechzuschnittes bzw. deren Schweißnaht SN befindet sich dann unten mittig am Gehäuse 1 (siehe Fig. 2).

Um den Brennstab mit Rücksicht auf die Verwendung möglichst dünnen Bleches so stabil wie möglich zu gestalten, wird eine Ausführungsform dahingehend bevorzugt, daß der die brennerwirksame Fläche 3 enthaltende Blechzuschnitt BZ die obere Hälfte des Brennerstabes bildet und mit sei-

nen beiden Endrändern 5" mit versteiften Längsrändern 7 des den Brennstabunterteil ü bildenden Blechzuschnittes gasdicht verbunden sind.

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Claims

(17 589) Schutzansprüche:

1. Brennstab für Gasbrenner, insbesondere atmosphärische Gasbrenner für Erd- oder Flüssiggas, bestehend aus einem rohrförmigen Gehäuse (1), dessen nach oben weisender Flächbereich mit Gasgemischausströmöffnungen (2) versehen ist,

dadurch gekennzeichnet,

daß die brennwirksame Fläche (3) aus flachgewalztem Streckmetall gebildet ist.

2. Brennstab nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß der die brennwirksame Fläche (3) bildende Streckmetallzuschnitt (SZ) an seinen an das Brennstabunterteil (U) anzuschließenden Längsrändern (5) unverstreckt ausgebildet ist.

3. Brennstab nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß das rohrförmige Gehäuse (1) aus einem Blechzuschnitt (BZ) gebildet ist, der in seiner Breite (B) dem Umfang des Gehäuses (1) entspricht, wobei der mittlere Bereich (B') des Blechzuschnittes (BZ), der Größe der brennwirksamen Fläche (3) entsprechend, in Form von Streckmetall (SM) ausgebildet ist.

Brennerstab nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der die brennerwirksame Fläche (3) enthaltende Blechzuschnitt (BZ) die obere Hälfte des brennerstabes bildet und mit seinen beiden Endrändern (5") mit versteiften Längsrändern (7) des den Brennstabunterteil (U) bildenden Blechzuschnittes gasdicht verbunden ist.