DE3043215A1 - Atomphaerischer allgasbrenner, insbesondere fuer gasbeheizte haushaltgeraete - Google Patents
Atomphaerischer allgasbrenner, insbesondere fuer gasbeheizte haushaltgeraeteInfo
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Description
6 68 8
1 .1980 Ki/Ba
ROBERT BOSCH GMBH, 7000 STUTTGART 1
Atmosphärischer Allgasbrenner, insbesondere für gasbeheizte
Haushaltgeräte
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Allgasbrenner nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einem bekannten Brenner dieser
Gattung (DE-OS 23 63 611) ist auf die mit einer durchgehenden Längsöffnung versehene Kopfseite des Brennerrohres eine im
Querschnitt U-förmige Brennerleiste aufgesteckt, in welcher die Schlitze zum Austritt des Brenngases und zur Bildung der
Brennerflammen angeordnet sind. Der Kopfstreifen der Brennerleiste
hat ein Y-fÖrmiges Profil mit nach unten gekehrter Spitze und die Schlitze reichen an beiden Enden bis in die
nach unten abgewinkelten Seitenstreifen der Brennerleiste hinein. Die Seitenstreifen liegen satt an den beiden Seitenwänden
des Brennerrohres außen an, die sich bis zur Mündungsebene der Längsöffnung an der Kopfseite des Brennerrohres im
gleichen Abstand parallel zueinander erstrecken. Die oberen Bänder der Seitenwände des Brennerrohres sind mit einzelnen
Aussparungen versehen, welche mit Schlitzenden der aufgesteckten Brennerleiste korrespondieren. Dadurch sind Austrittsöffnungen
für Hilfsflammen gebildet, xirelche die Überzündung
von Brennerrohr zu Brennerrohr bei rostförmiger Anordnung erleichtern, die Sekundärluftzuführung zu den Hauptflammen
des Brenners jedoch nicht behindern.
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: β β 8
Diese bekannten Brenner zeigen ein gutes Flammenbild und arbeiten stabil, wenn die Belastung des Brenners,
d. h. die pro Zeit- und Flächeneinheit durchgesetzte Brennstoffmenge, und damit die Geschwindigkeit, mit der
das Brenngas und die Verbrennungsluft das Brennerrohr durchströmt, einen bestimmten Grenzwert nicht übersteigt.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Anordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß der
Brenner bei gleicher Fläche höher belastet werden kann, als ein Brenner bekannter Bauart, ohne daß die Verbrennung
und das Flammenbild instabil werden. Durch die seitlichen Führungslappen an den Schlitzen ergeben sich einwandfreie,
parallel zueinanderstehende und dadurch gut belüftete Hauptflammen, und die Haltewirkung der Hilfsflammen wird noch
unterstützt durch die unterschiedlichen Austrittsebenen der seitlichen Löcher zu den durchgestellten Führungslappen
der Brennerleiste. Gleichzeitig kann auch die Höhe der Brennerrohre kleiner bemessen werden, als bei bekannten
Brennern vergleichbarer Leistung. Das ist besonders bei solchen Brennerrohren vorteilhaft, welche mit einem Injektor
und einer Mischkammer eine Baueinheit bilden. Wenn bei solchen Brennern der Injektor wie bekannt parallel zur Längsachse
des Brennerrohrs angeordnet ist, läßt sich ein besonders günstiges Verhältnis von Bauhöhe und Leistung des Brenners
erzielen.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der im Hauptanspruch angegebenen
Anordnung möglich.
Bei Brennern, bei denen die kopfseitige Wand des Brennerrohres aus einem Blechteil gebildet ist, wird vorgeschlagen, daß
die die Schlitze für die Hauptflammen begrenzenden Lappen-
6 68
paare des Blechteils jeweils durch einen Stanzschnitt
im Blechteil voneinander getrennt und danach aus dem Blechteil herausgestellt sind, und daß der Stanzschnitt
an seinen "beiden Enden bis zu den Löchern für die Hilfsflammen
reicht. Dadurch ergeben sich eine fertigungsgerechte Konstruktion und außerdem der Vorteil, daß die
Löcher für die Hilfsflammen an den aufsteigenden Randflanken der hochgestellten Lappen in die Schlitze für die
Hauptflammen übergehen. Der Durchmesser der Locher für die Hilfsflammen kann zweckmäßig gleich oder größer wie der
Parallelabstand der Biegekanten der jeweils einander zugeordneten Lappen sein.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn unter den Löchern für die Hilfsflammen an sich bekannte Entspannungskammern im
Brennerrohr gebildet sind, welche über Drosselöffnungen mit dem unter den Schlitzen für die Hauptflammen liegenden Raum
des Brennerrohres verbunden sind. Durch die Anordnung solcher Entspannungskammern in Verbindung mit den unmittelbar in
die Schlitze für die Hauptflammen übergehenden Hilfsflammen-Löchern
ergibt sich ein besonders hoher StabilisierungseffeKt
der Hilfsflammen.
Las Verhältnis von Breite des Brennerrohres, Größe der Entspannungskammern
und Größe der Längsöffnung unter den Schlitzen für die Hauptflammen läßt sich optimieren, wenn
die Entspannungskammern gebildet sind zwischen den Seitenstreifen der aufgesetzten Brennerleiste und den die Längsöffnung
begrenzenden Randabschnitten der Ssitenwäiide des Bren::.:-:
rohres und diese Randabschnitte aur Länigcraitt·"^ rt-or.e des Brorvae:
rohr'..-s hin ab gekröpft sind.
Die in die Entspannungskammern führenden Drosselöffnungen können fertigungsgerecht durch Aussparungen in den die
Längsöffnung begrenzenden Randabschnitten des Brennerrohres gebildet sein.
Die Plammenstabilität kann weiter verbessert werden, wenn
die Randebene der Längsöffnung des Brennerrohres unterhalb der inneren Wandebene des KopfStreifens der aufgesetzten
Leiste liegt.
Zu demselben Zweck wird vorgeschlagen, die Strömungsgeschwindigkeit
des Brennstoffes bzw. des Brennstoff-Luft-Gemisches stromauf der Austrittsöffnungen an der Kopfseite
des Brenners durch geeignete Mittel zu drosseln. Das kann vorteilhaft durch Einprägungen der Seitenwände
des Brennerrohres an gegenüberliegenden Stellen zur Bildung eines verengten Strömungsquerschnittes geschehen.
Zusätzlich dazu kann eine Zwischenwand mit Drosselöffnungen
im Brennerrohr vorgesehen sein, die zweckmäßig stromab
des durch die Einprägungen der Seitenwände gebildeten verengten Strömungsquerschnittes angeordnet ist.
Die Drosselung des Brennstoff-Luft-Gemisches ist besonders vorteilhaft bei Brennerrohren, die mit einem Injektor und
einer Mischkammer eine Baueinheit bilden. Wenn bei derartigen Brennerrohren die Achse des Injektors parallel zur
Längsachse des Brennerrohres verläuft, liegt die Mischkammer im Bereich einer Umlenkung des Strömungskanals, in welcher
eine besonders hohe Turbulenz und gute zusätzliche Durchmischung der Verbrennungskomponenten entsteht. Durch die
Anordnung der den Flammenaustrittsöffnungen vorgelagerten Drosselstellen wird unmittelbar hinter der eigentlichen
Mischzone im Bereich der Umlenkung des Strömungskanals eine Beruhigung der Strömung erzielt, welche zusammen mit den
hochgestellten Lappen an den schlitzförmigen Austrittsöffnungen für die Hauptflammen ein stabiles ELqmmenbild auch
bei hohen Belastungen des Brenners ergibt.
Eine besonders gute Sekundärluft-Zuführung zu den Wurzeln der Hauptflammen wird erreicht, wenn nach einem weiteren
— 5 _
Vorschlag der Erfindung die Schlitze I'ür die Haupt flammen
an der Kopfseite des Brennerrohres unterschiedlich lang gewählt werden.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäß
ausgebildeten Brennerrohres, Fig. 2 eine Draufsicht auf das Brennerrohr nach Fig. 1 und Fig. 3 in
vergrößertem Maßstab einen Schnitt nach der Linie III-III
in Fig. 1. In Fig. 4- ist noch stärker vergrößert ein der Fig. 3 entsprechender Schnitt durch den Kopfbereich des
Brennerrohres dargestellt und Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf die Brennerleiste in Richtung des Pfeiles A in Fig. 4·.
Fig. 6 ist ein Schnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 5 und Fig. 7 zeigt einen Verfahrensschritt bei der Herstellung
der Brennerleiste des Brennerrohres nach Fig. 1.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Das Brennerrohr ist aus zwei aus Blech geprägten Halbschalen 10 und 12 zusammengesetzt, welche in Seitenansicht
ein etwa rechteckiges Profil mit einem ausgeklinkten Eckbe-14
haben. Die seitlichen Winder Ib, IH und der unüere
i'O, r_'2 der Ual.bschalen 'IO und Λ',· inrid durch 1«'?ι 1 ./.on
gasdicht miteinander verbunden. Am oberen üaxid. sind die
beiden Halbschalen 10 und 12 mit gegen die Längsmittelebene 24- (Fig. 4-) des Brennerrohres hin abgekröpften Randabschnitten
26 und 28 versehen,, welche zwischen sich eine Längsöffnung 30 des Brennerrohres begrenzen. Unterhalb der Längsöffnung
ist im Brennerrohr ein Raum 32 gebildet, der über einen verengten
Strömungsquerschnitt 34- (Fig. 3) mit einer Mischkammer
36 zwischen den beiden Halbschalen ^C und 12 verbunden
SAÖ ORIGINAL
• -": :"- -. 6683
~ 40 ~
ist. An der senkrechten Kante der Ausklinkung 14 ist zwischen den beiden Halbschalen eine Injektoröffnung 38
gebildet, welche über einen zylindrischen Kanal 40 und einen sich diffusorartig erweiternden Kanal 42 in die
Mischkammer 36 führt. Außerhalb des beschriebenen Strömungskanals liegen die beiden Halbschalen 10 und 12 aneinander
an und sind dort über Niete 44 oder dergleichen zusätzlich miteinander verbunden.
In den unter der Längsöffnung 30 des Brennerrohres liegenden Raum 32 ist eine Leiste 46 eingesetzt, welche an ihrer
Kopfseite einen Schlitz 48 zum gedrosselten Durchtritt des Brennstoff-Luft-Gemisches hat, In dem unmittelbar über der
Mischkammer 36 liegenden Bereich geht der Schlitz 48 in einen engeren Längsabschnitt 50 (Fig. 2) über, welcher so
bemessen ist, daß sich über die gesamte Länge des Brennerrohres in dessen Längsöffnung 30 annähernd eine gleichmäßige
Druckverteilung ergibt.
Auf das Brennerrohr ist oben eine im Querschnitt U-förmige
Brennerleiste 52 aufgesetzt, deren nach unten abgewinkelte
Seitenstreifen 54 an den Halbschalen 10, 12 verrastet sind. Dies erfolgt durch örtliche Einprägungen 56 (Fig. i) in den
Seitenstreifen 54-, welche in der vorschriftsmäßigen Lage der
Brennerleiste 52 in entsprechende Vertiefungen in den Halbschalen 10, 12 einrasten. In der Baststellung ist die innere
Kopfwandung 58 der Brennerleiste 52 in geringem Abstand a
(Fig. 4) von der Mündungsebene 60 der Längsöffnung 30 des Brennerrohres entfernt.
Auf der Kopfseite ist die Brennerleiste 52 annähernd über
ihre gesamte Länge hinweg mit quer zur Längsachse angeordneten Schlitzen 62 zum Ausströmen des Brennstoff-Luft-Gemisches
und zur Bildung der Hauptflammen des Brenners versehen. An den seitlichen Enden der Schlitze 62 sind
^ b6 8
Löcher 64 angeordnet, welche in die Schlitze 62 übergehen. Die Schlitze 62 sind zwischen Lappen 66 gebildet, welche
aus der Ebene der Kopfseite der Brennerleiste 52 herausgebogen
sind. Um die größtmögliche Höhe der Lappen 66 zu erreichen, wird in der zunächst noch ebenen Blech-Platine ein
Stanzschnitt 68 (Pig. 7) vorgesehen, welcher sich bis zu den Löchern 64 erstreckt. Danach werden die Lappen 66 entlang
der Biegelinien 70 aus der Platine herausgebogen, was gleichzeitig mit dem Abwinkein der Seitenstreifen 54
geschehen kann. Auf diese Weise entstehen an federn Schlitzende zwei übergangskanten 72 (Fig. 4 und 5)? welche die
in der Ebene der Kopfseite der Brennerleiste 52 liegende
Randkante 74- cLes Loches 64 mit den ein Stück weiter oberhalb
dieser Ebene verlaufenden Längskanten 76 der Schlitze 62 verbinden.
Unter den Löchern 64 in der Brennerleiste 52 sind sogenannte
Entspannungskammern 78 im Brennerrohr gebildet,
welche über Ausklinkungen 80 an den Randabschnitten 26 und 28 der Halbschalen 10 und 12 mit dem Raum 52 oberhalb
der eingesetzten Leiste 46 verbunden sind. Die Ausklinkungen 80 sind gleichmäßig über die ganze Länge des Brennerrohres
verteilt. Die Löcher 64 dagegen sind so angeordnet, daß in jeder Loch-Längsreihe jedes vierte Loch ein Stück weit
nach innen gerückt ist. Außerdem sind die nach innen gerückten Löcher 64 der einen Lochreihe um zwei Schlitzteilungen
gegenüber den nach innen gerückten Löchern der anderen Lochreihe versetzt. Dadurch ergeben sich in periodischer
Folge Schiitζgruppen 82, in denen sich kurze Schlitze mit langen abwechseln und eine Kürzung abwechselnd
auf der einen und der anderen Längsseite vorliegt. Das Maß der Yerrückung der Löcher 64 nach innen ist so gewählt, daß
die Löcher 64 noch in die Entspannungskammern 78 münden.
Im Betrieb des Brenners wird der Brennstoff über eine nicht gezeigte Düse in den Injektor 38 des Brennerrohres
geblasen, von wo er mit der angesaugten Luft in die Mischkammer
56 gelangt. Das bereits im Injektor intensiv gemischte
Brennstoff-Luft-Gemisch gelangt durch den verengten Strömungsquerschnitt 34 und den Schlitz 48, 50 in der eingesetzten
Leiste 46 in die Längsöffnung 30 des Brennerrohres. Wegen der unterschiedlichen Breite des Schlitzes 48, 50
in der eingesetzten Leiste 46 hat das Brennstoff-Luft-Gemisch über die gesamte Länge des Brennerrohres hinweg annähernd
den gleichen Druck. Dadurch und durch die Führung der Strömung unmittelbar vor den Austrittsöffnungen 62 an den
Lappen 66 wird über einen großen Hegelbereich des Brenners hinweg ein gleichmäßiges Flammenbild erzielt. Durch die Verrückung
von einzelnen Löchern 64 gegen die Längsmittelebene des Brenners hin wird der Zutritt von Sekundärluft an die
Wurzeln der Hauptflammen verbessert. Ein wesentlicher Faktor für die Erhöhung der Flammenstabilität jedoch ist die
Anordnung der Löcher 64, an welchen sich Hilfsflammen bilden,
die aus den Entspannungskammern 78 gespeist und an den
Kanten 72 zur Hauptflamme hingezogen werden und dabei einen Halteflammeneffekt ausüben. Dieser Effekt wird noch dadurch
unterstützt, daß die Austrittsebene der Hilfsflammen tiefer
liegt als die sich durch das Hochstellen der Lappen 66 ergebende Austrittsebene der Hauptflammen.
Die Anordnung der Löcher 64 kann gegenüber dem Ausführungsbeispiel variiert werden. Versuche haben jedoch ergeben,
daß die beim Ausführungsbeispiel gewählte Versetzung der
Löcher 64 bezüglich der Flammenstabilität optimale Werte liefert.
Claims (14)
- 6 68 8Ki/BaEOBEET BOSCH GMBH, 7000 STUTTGAET 1AnsprücheM ., Atmospharxscher Allgö8bx*eaner, iruibt; sonde re für gasbeheizte Haushaltgeräte, mit mindestens einem langgestreckten Brennerrohr, welches im unteren Bereich eine öffnung zum Einführen des Brennstoffs hat und an seiner Kopfseite mit quer zu seiner Längsachse angeordneten Schlitzen zum Austritt des Brennstoffs und zum Bilden von Hauptflammen sowie mit Löchern zum Bilden von Hilfsflammen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (62) für die Hauptflammen gebildet sind zwischen den Längskanten (72) von aus der Ebene der Kopfseite hervortretenden, sich paarweise gegenüberstehenden Lappen (66) am Brennerrohr, und daß die öffnungen (64) für die Hilfsflammen unmittelbar an den Enden der Lappen (66) in der Ebene der Kopfseite angeordnet sind.
- 2. Brenner nach Anspruch 1, bei welchem die kopfseitige Wand des Brennerrohres aus einem Blechteil gebildet ist,• · βο830432 Ί 5 " 2 " --·■·■"- '· ·dadurch gekennzeichnet, daß die die Schlitze (62) für die Hauptflammen begrenzenden Lappenpaare (66) des Blechteils (52) jeweils durch einen Stanzschnitt (68) im Blechteil voneinander getrennt und danach aus dem Blechteil herausgestellt sind, und daß der Stanzschnitt (68) an beiden Enden bis in die Löcher (64) für die Hilfsflammen reicht.
- 3· Brenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnungen (62, 64) für den Brennstoff im Kopfstreifen einer im Querschnitt mindestens annähernd U-förmigen Leiste (52) gebildet sind, welche mit ihren nach unten abgewinkelten Seitenstreifen (54-) auf das oben mit einer Längsöffnung (30) versehene Brennerrohr aufgesteckt ist.
- 4. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß unter den Löchern (64) zum Bilden der Hilfsflammen an sich bekannte Entspannungskammern (78) im Brennerrohr (10, 12) gebildet sind, welche über Drosselöffnungen (80) mit dem unter den Schlitzen (62) für die Hauptflammen liegenden Raum (32) des Brennerrohres verbunden sind.
- 5· Brenner nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Entspannungskammern (78) gebildet sind zwischen den Seitenstreifen (54) der aufgesetzten Brennerleiste (52) und den die Längsöffnung (30) begrenzenden Randabschnitten (26, 28) der Seitenwände (10, 12) desBrennerrohres, welche zu dessen Längsmittelebene (24-, Pig. 4-) hin abgekröpft sind.
- 6. Brenner nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die in die Entspannungskammern (78) führenden Drosselöffnungen (80) durch Aussparungen in den die Längsöffnung (30) "begrenzenden Randabschnitten (26, 28) des Brennerrohres (10, 12) gebildet sind.
- 7· Brenner nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Randebene (60) der Längsöffnung (30) des Brennerrohres (10, 12) unterhalb der inneren Wandebene (58) des KopfStreifens der aufgesetzten Brennerleiste (52) liegt.
- 8. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände (10, 12) des Brennerrohres zur Bildung eines verengten Strömungsquerschnittes (3^-) gegenüber den darüber liegenden Seitenwandabschnitten zur Längsmittelebene des Brennerrohres hin eingezogen sind.
- 9· Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in das Brennerrohr (10, 12) eine Zwischenwand (4-6) mit Drosselöffnungen (4-8, 50) eingesetzt ist.
- 10. Brenner nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwand (4-6) zwischen den Gasaus-668304321Ij 'trittsöffnungen (30, 80) und dem verengten Strömungsquer schnitt (34) des Brennerrohres angeordnet sind.
- 11. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (62) für die Hauptflammen unterschiedlich lang bzw. gegeneinander versetzt sind.
- 12. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Brennerrohr (10, 12) in an sich bekannter Weise mit einem Injektor (38) und einer Wischkammer (36) eine Baueinheit bildet·.
- 13· Brenner nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Brennerrohr in bekannter Weise aus zwei Halbschalen (10, 12) gebildet ist, zwischen denen durch entsprechende örtliche Ausbauchungen der Halbschalen die Injektoröffnung (38) und die Mischkammer (36) gebildet sind.
- 14. Brenner nach Anspruch 12 oder 13? dadurch gekennzeichnet, daß die Injektorachse in bekannter Weise parallel zur Längsachse des Brennerrohres angeordnet ist und die Mischkammer (36) sich im Bereich der dadurch bedingten Umlenkung des Strömungskanals für den Brennstoff und die angesaugte Luft befindet.
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