DE4223513C2

DE4223513C2 - Gas burner

Info

Publication number: DE4223513C2
Application number: DE19924223513
Authority: DE
Inventors: Jan-Aede Dipl Ing Stapensea
Original assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Current assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Priority date: 1992-07-17
Filing date: 1992-07-17
Publication date: 1998-01-15
Anticipated expiration: 2012-07-18
Also published as: DE4223513A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Gasbrenner mit einer Brennerplatte, durch die sich eine Vielzahl von Gaskanälen erstreckt, in welche an der einen Seite der Brennerplatte aus einer Gemischkammer ein Gas-Luftgemisch eintritt, und an denen sich an der gegenüberliegenden Seite der Brennerplatte die Flammen entwickeln, wobei die Gaskanäle durch Wellen metallischer Streifen begrenzt sind, und die Wandstärke der Streifen wesentlich kleiner als deren die Länge der Gaskanäle bestimmende Breite ist.The invention relates to a gas burner with a burner plate which extends a plurality of gas channels into which one Side of the burner plate from a mixture chamber a gas-air mixture occurs, and on the opposite side of the Burner plate develop the flames, passing the gas channels through Waves of metallic strips are limited, and the wall thickness of the Strips much smaller than the length of the gas channels determining width is.

Ein derartiger Gasbrenner ist in der US-PS 1,896,286 beschrieben. Dort sind gewellte Streifen und ein planer Streifen vorgesehen, die zu einer Spirale gewickelt sind. Dabei müssen die beiden Streifen in der Spirale an den Berührungsstellen entweder durch Verschweißen oder durch eine molekulare Vereinigung miteinander verbunden werden, weil sonst die Gaskanäle nicht stabil sind. Das Verfahren zur Verbindung der Berührungsstellen nach dieser US-PS ist aufwendig.Such a gas burner is described in US Pat. No. 1,896,286. There there are corrugated stripes and a planar stripe leading to a Spiral are wound. The two strips must be in the spiral at the contact points either by welding or by a molecular union will be connected because otherwise the gas channels are not stable. The procedure for connecting the Contact points according to this US-PS is expensive.

Ein weiterer Gasbrenner ist in der DE-OS 39 18 855 beschrieben. Die Brennerplatte ist dort als Flächenbrenner von Keramikplatten oder von einem metallischen Geflecht oder Gewirk gebildet. Dadurch sollen die innere Flammenkühlung verbessert und örtliche Überhitzungen vermieden werden.Another gas burner is described in DE-OS 39 18 855. The Burner plate is there as a surface burner of ceramic plates or a metallic braid or knitted fabric. This is supposed to internal flame cooling improved and local overheating be avoided.

Eine Brennerplatte aus keramischem Material ist auch in der US-PS 4,673,349 beschrieben.A burner plate made of ceramic material is also in the US PS 4,673,349.

Ein Gasbrenner, bei dem im Bereich der Flammen Rohre zur Herabsetzung der Flammentemperatur und damit Reduzierung der NO_x- Emissionen angeordnet sind, ist in der US-PS 4,525,141 gezeigt.A gas burner in which pipes are arranged in the area of the flames to lower the flame temperature and thus reduce the NO _x emissions is shown in US Pat. No. 4,525,141.

In der DE-AS 14 29 128 ist ein Brennerrohr beschrieben, dessen Gasaustrittsöffnungen etwa rechteckig sind. Die Austrittsöffnungen sind durch quer zur Achse des Brennerrohrs verlaufende, aus diesem ausgeformte und nach innen abgebogene Laschen und Stege getrennt. Dadurch soll eine gute Kühlung und gleichmäßige Flammenausbildung erreicht werden.In DE-AS 14 29 128 a burner tube is described, the Gas outlet openings are approximately rectangular. The outlet openings are by extending from the burner tube transverse to the axis molded and inwardly bent tabs and webs separated. This should ensure good cooling and even flame formation can be achieved.

Zur NO_x-Reduzierung über den Gasaustrittsöffnungen eines Brenners angeordnete Einsätze aus Stegen, Stäben, Streifen oder Lamellen sind auch in der DE-OS 35 09 506, der DE-OS 35 09 521 und dem DE-GM 86 13 610 beschrieben. Solche Einsätze sind zusätzliche Bauteile und liegen flammenseitig vor den eigentlichen Gasaustrittsöffnungen des Brennerrohres. Sie sind für atmosphärische Brenner geeignet, bei denen mit einer Überhitzung des Brennerrohres kaum gerechnet werden muß.Inserts made of webs, rods, strips or lamellae arranged for the NO _x reduction above the gas outlet openings of a burner are also described in DE-OS 35 09 506, DE-OS 35 09 521 and DE-GM 86 13 610. Such inserts are additional components and are located on the flame side in front of the actual gas outlet openings of the burner tube. They are suitable for atmospheric burners, where the burner tube can hardly be overheated.

Bei Gasbrennern mit Gas-Luftvormischung sind die Flammen kürzer als bei atmosphärischen Brennern, so daß sie den Brenner so stark aufheizen können, daß dieser zum Glühen kommt. Dies ist unerwünscht.In gas burners with gas-air premix, the flames are shorter than with atmospheric burners, making them the burner so strong can heat up that this glows. This is undesirable.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Gasbrenner der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei dem mit einfachem Aufbau Überhitzungen der Brennerplatte vermieden und ein dichtes, stabiles Flammenbild erreicht ist.The object of the invention is to provide a gas burner to propose the type mentioned, with a simple structure Overheating of the burner plate avoided and a tight, stable Flame pattern is reached.

Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einem Gasbrenner der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Brennerplatte aus einer Mehrzahl gewellter, metallischer Streifen zusammengesetzt ist, und daß die Streifen zu einem Block zusammengespannt sind, der in einen Rahmen der Gemischkammer eingesetzt ist. According to the invention, the above object is in the case of a gas burner mentioned type in that the burner plate consists of a plurality corrugated metallic strip is composed, and that the Stripes are strung together into a block that is in a frame the mixture chamber is inserted.

Bei dieser Anordnung ist die Material-Oberfläche der Brennerplatte bezogen auf deren gesamte Fläche sehr klein. Die Material-Oberfläche ist von der Wandstärke der Streifen bestimmt. Die Flammen können also die Brennerplatte nur beschränkt erhitzen. Außerdem werden die die Brennerplatte bildenden Streifen von dem durch ihre Gaskanäle durchströmenden Gas-Luftgemisch gekühlt. Diese Kühlung ist besonders wirkungsvoll, da die Fläche der Streifen, die vom Gas-Luftgemisch beaufschlagt ist, wesentlich größer ist als die von der Wandstärke gebildete flammenseitige Fläche der Streifen. Die Brennerplatte kommt damit auch bei sehr kurzen Flammen nicht zum Glühen.With this arrangement, the material surface is the Burner plate related to its entire area very much small. The material surface is based on the wall thickness Strips determined. So the flames can Only heat the burner plate to a limited extent. Also be the strips forming the burner plate from that through cooled gas-air mixture flowing through their gas channels. This cooling is particularly effective because of the area the strip that is exposed to the gas-air mixture, is much larger than that of the wall thickness formed flame-side surface of the strips. The The burner plate also comes with very short flames not to glow.

Vorteilhaft für die Stabilisierung der Flammen und ein dichtes Flammenbild ist auch, daß mittels der Wellen im Querschnitt kleine Gaskanäle auf einfache Weise gebildet werden. Die flammenseitigen Stirnkanten der Streifen stabilisieren die Flammen, so daß es in einem weiten Steuerbereich der Zufuhr des Gas-Luftgemisches nicht zu einem Flammenrückschlag oder zu einer Flammenablösung kommt.Beneficial for the stabilization of the flames and a dense flame picture is also that by means of the waves in the Cross section of small gas channels formed in a simple manner will. The flame-side front edges of the strips stabilize the flames so that it is in a wide Control range of the supply of the gas-air mixture is not too a flashback or flame release is coming.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung. In der Zeichnung zeigen:Advantageous refinements of the invention result from the subclaims and the following description. The drawing shows:

Fig. 1 eine Aufsicht auf die Brennerplatte eines Gasbrenners, Fig. 1 is a plan view of the burner plate of a gas burner,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Brennerplatte in Richtung der Pfeile II-II nach Fig. 1, Fig. 2 is a side view of the burner plate in the direction of arrows II-II of FIG. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht eines der gewellten Streifen der Brennerplatte in Richtung der Pfeile III-III nach Fig. 1, Fig. 3 is a side view of the corrugated strip of the burner plate 1 in the direction of arrows III-III of FIG.

Fig. 4 eine gegenüber Fig. 1 vergrößerte Teil-Aufsicht, Fig. 4 shows a comparison with FIG. 1 enlarged partial plan view,

Fig. 5 eine Alternative in einer Fig. 4 entsprechenden Ansicht und Figure 5 is a corresponding alternative in Fig. 4 view. And

Fig. 6 eine weitere alternative Gestaltung in einer Fig. 4 entsprechenden Ansicht. Fig. 6 shows a further alternative design in a view corresponding to Fig. 4.

Ein Gasbrenner (1) weist eine Gemischkammer (2) und eine Brennerplatte (3) auf. Der Gemischkammer (2) wird über ein nicht näher dargestelltes Gebläse ein Gas-Luftgemisch zugeführt. In der Brennerplatte (3) erstreckt sich eine Vielzahl von Gaskanälen (4). An der Seite (5) der Brennerplatte (3) tritt das Gas-Luftgemisch in die Gaskanäle (4) ein. An der gegenüberliegenden Seite (6) der Brennerplatte (3) entwickeln sich die Flammen (F) (vgl. Fig. 2).A gas burner ( 1 ) has a mixture chamber ( 2 ) and a burner plate ( 3 ). A gas-air mixture is fed to the mixture chamber ( 2 ) via a blower (not shown). In the burner plate (3), a plurality of gas channels (4). The gas-air mixture enters the gas channels ( 4 ) on the side ( 5 ) of the burner plate ( 3 ). The flames (F) develop on the opposite side ( 6 ) of the burner plate ( 3 ) (cf. FIG. 2).

Die Brennerplatte (3) ist aus einer Mehrzahl von gewellten Streifen (7) aus Edelstahl zusammengesetzt. Die Wellen (8) der Streifen (7) bilden die Gaskanäle (4).The burner plate ( 3 ) is composed of a plurality of corrugated strips ( 7 ) made of stainless steel. The waves ( 8 ) of the strips ( 7 ) form the gas channels ( 4 ).

Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 4 ist jeweils zwischen zwei benachbarte gewellte Streifen (7) ein planer Streifen (9) aus Edelstahl eingesetzt. Die dadurch entstehenden Gaskanäle (4) sind dabei einerseits durch die planen Streifen (9) und andererseits durch die Wellen (8) der Streifen (7) begrenzt (vgl. Fig. 4).In the embodiment according to FIGS. 1 to 4, a flat strip ( 9 ) made of stainless steel is inserted between two adjacent corrugated strips ( 7 ). The resulting gas channels ( 4 ) are limited on the one hand by the flat strips ( 9 ) and on the other hand by the waves ( 8 ) of the strips ( 7 ) (cf. FIG. 4).

Die Streifen (7, 9) sind in einen Rahmen (10) eingeschoben und in diesem fixiert. Hierzu sind die Streifen (7, 9) an ihren längsseitig äußeren Enden (11, 12), beispielsweise mittels einer Verschraubung, zu einem Block zusammengespannt.The strips ( 7, 9 ) are inserted into a frame ( 10 ) and fixed in it. For this purpose, the strips ( 7, 9 ) are clamped together at their longitudinal outer ends ( 11 , 12 ), for example by means of a screw connection, to form a block.

Jeder Streifen (7, 9) weist eine Breite (B) und eine Wandstärke (D) auf. Die Wandstärke (D) ist wesentlich kleiner als die Breite (B). Beispielsweise ist die Wandstärke (D) um etwa den Faktor 10 bis 30 kleiner als die Breite (B). Beispielsweise beträgt die Breite (B) 10 mm und die Wandstärke (D) 0,5 mm. Die Breite (B) bestimmt die Länge der Gaskanäle (4). Mit der Wandstärke (D) bilden die Streifen (7, 9) flammenseitige Stirnkanten (13) an der Seite (6) der Brennerplatte (3).Each strip ( 7 , 9 ) has a width (B) and a wall thickness (D). The wall thickness (D) is much smaller than the width (B). For example, the wall thickness (D) is smaller by a factor of 10 to 30 than the width (B). For example, the width (B) is 10 mm and the wall thickness (D) is 0.5 mm. The width (B) determines the length of the gas channels ( 4 ). With the wall thickness (D), the strips ( 7 , 9 ) form flame-side end edges ( 13 ) on the side ( 6 ) of the burner plate ( 3 ).

Der Gasbrenner kann in ein Gasheizgerät so eingebaut werden, daß die Brennerplatte (3) vertikal steht, also die Seiten (5 ,6) vertikal verlaufen (vgl. Fig. 2). Es ist auch möglich, die Brennerplatte (3) horizontal oder schräg, je nach dem jeweiligen Gasgerät, zu montieren. Um eine homogene Verteilung des Gas-Luftgemisches zur Brennerplatte hin zu gewährleisten ist unterhalb derselben, also in Strömungs richtung vor der Brennerplatte, ein mit Öffnungen versehenes Verteilblech (14) vorgesehen.The gas burner can be installed in a gas heater in such a way that the burner plate ( 3 ) is vertical, that is to say the sides ( 5 , 6 ) run vertically (cf. FIG. 2). It is also possible to mount the burner plate ( 3 ) horizontally or at an angle, depending on the gas device. In order to ensure a homogeneous distribution of the gas-air mixture to the burner plate, a distribution plate ( 14 ) provided with openings is provided below it, that is to say in the flow direction in front of the burner plate.

Die Wirkungsweise des beschriebenen Gasbrenners ist etwa folgende:
Im Betrieb entstehen wegen der vergleichsweise geringen Wandstärke (D) sehr dicht nebeneinanderliegende und wegen des Gas-Luftgemischbetriebs vergleichsweise kurze Flammen (F). Die flammseitigen Stirnkanten (13) stabilisieren die Flammen (F) auch bei einem weiten Regelbereich der Gas-Luftgemisch-Zufuhr. Die Streifen (7, 9) werden im wesentlichen nur über ihre flammenseitigen Stirnkanten (13) erhitzt. Da diese eine vergleichsweise kleine Oberfläche bilden, werden die Streifen (7, 9) nicht übermäßig erhitzt. Da außerdem die Streifen (7, 9) über ihre die Länge der Gaskanäle (4) bildende Breite (B) vom durchströmenden Gas-Luftgemisch gekühlt werden, wodurch wegen der Wärmeleitfähigkeit der Streifen (7, 9) auch die Wärme von den flammseitigen Stirnkanten (13) abgeführt wird, kommt es nicht zu einer Überhitzung bzw. zu einem Glühen der Stirnkanten (13).The mode of operation of the gas burner described is approximately as follows:
Because of the comparatively small wall thickness (D), flames are very close together during operation and because of the gas-air mixture operation they are comparatively short flames (F). The flame-side end edges ( 13 ) stabilize the flames (F) even with a wide control range of the gas-air mixture supply. The strips ( 7 , 9 ) are heated essentially only over their flame-side end edges ( 13 ). Since these form a comparatively small surface, the strips ( 7 , 9 ) are not heated excessively. In addition, since the strips ( 7 , 9 ) are cooled by the gas-air mixture flowing through them over their width (B) forming the length of the gas channels ( 4 ), so that due to the thermal conductivity of the strips ( 7 , 9 ), the heat from the flame-side end edges ( 13 ) is removed, there is no overheating or glowing of the front edges ( 13 ).

Aufgrund der bezogen auf die Fläche der Brennerplatte (3) großen Flammendichte ist ein kompakter Aufbau des Gasbrenners (1) erreicht, was insbesondere für Gasheizgeräte im Haushaltsbereich günstig ist.Because of the large flame density in relation to the area of the burner plate ( 3 ), the gas burner ( 1 ) has a compact structure, which is particularly advantageous for gas heaters in the household sector.

In den Fig. 5 und 6 sind beispielshaft weitere Anordnungen der gewellten Streifen (7) gezeigt. In beiden Fällen erübrigen sich die planen Streifen. Bei der Ausführung nach Fig. 5 sind sinusartig gewellte Streifen (7) in Längsrichtung gegeneinander versetzt miteinander verspannt, wobei die Wellen (8) einerseits zur gegenseitigen Abstützung und andererseits zur Bildung der Gaskanäle (4) nur teilweise aneinander anliegen.In FIGS. 5 and 6 by way of example, other arrangements of the corrugated strip (7) are shown. In both cases, the flat strips are unnecessary. In the embodiment according to FIG. 5, sinusoidally corrugated strips ( 7 ) are braced against one another in the longitudinal direction, with the shafts ( 8 ) resting only partly against one another for mutual support and partly to form the gas channels ( 4 ).

Claims

1. Gasbrenner mit einer Brennerplatte (3), durch die sich eine Vielzahl von Gaskanälen (4) erstreckt, in welche an der einen Seite (5) der Brennerplatte (3) aus einer Gemisch kammer (2) eine Gas-Luftgemisch eintritt und an denen sich an der gegenüberliegenden Seite (6) der Brennerplatte (3) die Flammen (F) entwickeln, wobei die Gaskanäle (4) durch Wellen metallischer Streifen (7) begrenzt sind und die Wandstärke (D) der Streifen (7) wesentlich kleiner als deren die Länge der Gaskanäle (4) bestimmenden Breite (B) ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennerplatte (3) aus einer Mehrzahl gewellter metallischer Streifen (7) zusammengesetzt ist und daß die Streifen (7) zu einem Block zusammengespannt sind, der in einen Rahmen (10) der Gemischkammer (2) eingesetzt ist.1. Gas burner with a burner plate ( 3 ) through which a plurality of gas channels ( 4 ) extends, into which on one side ( 5 ) of the burner plate ( 3 ) from a mixture chamber ( 2 ) a gas-air mixture enters and on which develop on the opposite side ( 6 ) of the burner plate ( 3 ) the flames (F), the gas channels ( 4 ) being delimited by waves of metallic strips ( 7 ) and the wall thickness (D) of the strips ( 7 ) being significantly smaller than whose width (B) determines the length of the gas channels ( 4 ), characterized in that the burner plate ( 3 ) is composed of a plurality of corrugated metallic strips ( 7 ) and that the strips ( 7 ) are stretched together to form a block which is formed in a frame ( 10 ) of the mixture chamber ( 2 ) is inserted.

2. Gasbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke (D) der Streifen (7) um den Faktor 10 bis 30 kleiner als die Breite (B) der Streifen (7) ist.2. Gas burner according to claim 1, characterized in that the wall thickness (D) of the strips ( 7 ) is 10 to 30 times smaller than the width (B) of the strips ( 7 ).

3. Gasbrenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den gewellten Streifen (7) ein planer Strei fen (9) angeordnet ist, an dem die Wellen (8) der gewellten Streifen (7) teilweise anliegen.3. Gas burner according to claim 1 or 2, characterized in that between the corrugated strips ( 7 ) a planar stripe fen ( 9 ) is arranged, on which the waves ( 8 ) of the corrugated strips ( 7 ) partially rest.

4. Gasbrenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die benachbarten gewellten Streifen (7) teilweise direkt aneinander anliegen.4. Gas burner according to claim 1 or 2, characterized in that the adjacent corrugated strips ( 7 ) partially abut each other directly.

5. Gasbrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Streifen (7, 9) aus Edelstahl bestehen.5. Gas burner according to one of the preceding claims, characterized in that the strips ( 7 , 9 ) consist of stainless steel.

6. Gasbrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Streifen (7, 9) in den Rahmen (10) eingeschoben und an ihren längsseitig äußeren Enden (11, 12) zu dem Block zusammengespannt sind.6. Gas burner according to one of the preceding claims, characterized in that the strips ( 7 , 9 ) are inserted into the frame ( 10 ) and are clamped together at their longitudinal outer ends ( 11 , 12 ) to form the block.

7. Gasbrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Streifen (7, 9) parallel gerade im Rahmen (10) ver laufen.7. Gas burner according to one of the preceding claims, characterized in that the strips ( 7 , 9 ) run parallel straight in the frame ( 10 ) ver.