DE8714532U1 - Overstoichiometric premixing gas burner for gas heaters - Google Patents

Overstoichiometric premixing gas burner for gas heaters

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DE8714532U1 DE8714532U DE8714532U DE8714532U1 DE 8714532 U1 DE8714532 U1 DE 8714532U1 DE 8714532 U DE8714532 U DE 8714532U DE 8714532 U DE8714532 U DE 8714532U DE 8714532 U1 DE8714532 U1 DE 8714532U1
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Abstract

The burner has as outlet for the fuel/air mixture an uncooled perforated burner plate (6) which, with rectangular shape, is gently curved in the manner of a cylindrical casing and is held along all four edges in the burner housing (1, 4, 5) by a frame-like enclosure (9, 11, 12), in which the burner plate (6) is movable longitudinally expandably in all directions and which encloses the edges of the burner plate (6) so as to seal against blowbacks. <IMAGE>

Description

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Ruhrgas Aktiengesellschaft, EssenRuhrgas Aktiengesellschaft, Essen

überstöchiometrisch vormischender Gasbrenner fürOver-stoichiometric premixing gas burner for

Gashei zgeräteGas heaters Bes ch reibungDescription

Die Erfindung bezieht sich auf einen überstöchiometrisch vormisehenden Gasbrenner für Gasheizgeräte, insbesondere mit gebläseunterstützter Gemischzuführung, mit einer die Begrenzung zwischen dem Gemischraum des Brennergehäuses und dem Brennraum des Heizgerätes bildenden perforierten,The invention relates to a superstoichiometrically premixed gas burner for gas heaters, in particular with fan-assisted mixture supply, with a perforated, ungekühlten Brennerplatte.uncooled burner plate.

Bei solchen Gasbrennern, die beispielsweise bei Gas-Spezi a Lhei zkesseln für Gebäudeheizungen oder auch bei Gas-Heißwasserbereitern angewendet werden, treten infolge der starken Temperatui&mdash;Wechselbeanspruchung der ungekühltenIn such gas burners, which are used for example in gas-fired boilers for building heating or in gas-fired hot water heaters, the high temperature and alternating stress on the uncooled Brennerplatte, an der die Verbrennung bzw. Flämmenbi Idung des durch die Perforation hindurchtretenden Brenngas-Luft-Gemisches stattfindet, hohe mechanische Spannungen im Brenner auf. Ohne eine Wasserkühlung der Brennerplatte, die man wegen der Fertigungskosten nach Möglichkeit verBurner plate, where the combustion or flame formation of the fuel gas-air mixture passing through the perforation takes place, creates high mechanical stresses in the burner. Without water cooling of the burner plate, which should be avoided if possible due to the production costs, meiden möchte, haben bisher alle ebenen Ausführungsarten ungekühlter metallischer Brennerplatten aufgrund hoher aufgetretener mechanischer Spannungen zu Spannungsrissen geführt. Daher beschränkte sich bisher die Brennerkonstruktion auf zylindrische Ausführungsformen der ungekühl-to avoid, all flat designs of uncooled metallic burner plates have so far led to stress cracks due to high mechanical stresses. Therefore, the burner design has so far been limited to cylindrical designs of the uncooled ten Brennerplatten, mit der das Problem hoher auftretender mechanischer Spannungen beherrscht werden konnte. burner plates, which made it possible to overcome the problem of high mechanical stresses.

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Die Erfindung hat nun zur Aufgabe/ eine Brennerkonstruktion ZU schaffen/ mit der auch bei wünschenswerter/ nicht zylindrischer Ausführung ungekühlter BrenrlerpLatten das Problem der Wärmespannungen Und Spannungsrisse beherrscht Werden kann.The invention now has the task of creating a burner design with which the problem of thermal stresses and stress cracks can be mastered even with the desirable non-cylindrical design of uncooled burner plates.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß in erster Linie-dadurch gelöst/ daß eine rechteckige Brennerplatte zylinderschalenartig leicht gewölbt und entlang allen vier RändernThis object is achieved according to the invention primarily by providing a rectangular burner plate which is slightly curved like a cylinder shell and along all four edges

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halten ist/ in der die Brennerplatte nach allen Richtungen längenausdehnbar beweglich ist und die die Ränder der Brennerplatte rückschlagsicher abdichtend einfaßt. Durch die nicht feste, sondern bewegliche Ausführung der allseitig erforderlichen gemischdichten Einfassung der Brennerplatteis held/ in which the burner plate can be moved in all directions and which encloses the edges of the burner plate in a way that seals against backflow. Due to the not fixed, but movable design of the mixture-tight enclosing of the burner plate required on all sides kann sich die ungekühlte Brennerplatte bei vorkommenden starken Temperatur-Wechselbeanspruchungen ungehindert in Länge und Breite ausdehnen. Dadurch werden auch bei nicht zylinderförmiger Ausführung der Brennerplatte Spannungsrisse im Brenner vermieden.the uncooled burner plate can expand unhindered in length and width when exposed to strong temperature changes. This prevents stress cracks in the burner even if the burner plate is not cylindrical.

Vollständig vormischende Gasbrenner neigen bei größerer Leistung zum Pfeifen infolge einer Rückkopplungsschwingung der Flammen. Diese Geräuschentwicklung läßt sich dadurch unterdrücken, daß in Strömungsrichtung vor der perforierten Brennerplatte ein sehr hoher Widerstand für die GemischFully premixed gas burners tend to whistle at higher outputs due to feedback oscillations of the flames. This noise can be suppressed by creating a very high resistance for the mixture in the direction of flow in front of the perforated burner plate. strömung aufgebaut wird, der mit einer gebläseunterstützter Zuführung des Gemisches zur Brennerp Latte überwunden wird. Gemäß einem vorteilhaften weiteren AusgestaLtungsmerkmal des erfindungsgemäßen Gasbrenners ist in einem geringen Abstand unter der BrennerpLatte sine gleichartig gewölbteflow is built up, which is overcome by a fan-assisted supply of the mixture to the burner plate. According to a further advantageous design feature of the gas burner according to the invention, a similarly curved perföriefte Strömungswiderstandsplatte angeordnet und an ihren Rändern nach allen Richtungen ebenfalls längenausdehnbar beweglich im Brennergehäuse eingefaßt, so daß auch von dieser Strömungswiderstandsplatte, auf die die Wärmestrahlung der hoch erhitzten Brennerplatte einwirkt, keineperforated flow resistance plate is arranged and is also movably mounted on its edges in all directions in the burner housing, so that no Wärmespannungen und keine Spannungsrissgefahr ausgehen können.Thermal stresses and no risk of stress cracking.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfin-The drawing shows an embodiment of the inventive

dutfgsgemäßen Brenners dargestellte Es zeigenThe burner shown in the drawings

Figur 1 eine Seitenansicht des Gasbrenners, teilweise imFigure 1 is a side view of the gas burner, partially in

Längsschnitt/ Figur 2 einen Querschnitt nach der Linie &Igr;&Idigr;-&Idigr;&Idigr; in FigurLongitudinal section/ Figure 2 a cross section along the line &Igr;&Idigr;-&Idigr;&Idigr; in Figure

Der Gasbrenner enthält eine Grundplatte 1 mit einem Mischkanal 2, in den das Brenngas mit einer Gasdüse eingeleitet wird und durch den mit Unterstützung durch ein Luft gebläse das überstöchiometrisch vorgemischte Brenngas-Luft-The gas burner contains a base plate 1 with a mixing channel 2, into which the fuel gas is introduced with a gas nozzle and through which, with the support of an air blower, the over-stoichiometrically premixed fuel gas-air mixture Gemisch dem Brenner zugeführt wird. Auf der Grundplatte 1 ist unter Zwischenschaltung einer Dichtung 3 ein Brennerrahmen 4 mit zwei aufrechten Gehäusewänden 5 angeordnet. Eine perforierte, ungekühlte Brennerplatte 6 bildet über der Grundplatte 1 und zwischen den Gehäusewändön 5 einenMixture is fed to the burner. A burner frame 4 with two upright housing walls 5 is arranged on the base plate 1 with a seal 3 in between. A perforated, uncooled burner plate 6 forms a Gemischraum 7 des Brenners und begrenzt den Genischraum gegenüber dem Brennraum eines nicht näher dargestelIten Gasheizgerätes. Die in der Grundrißform rechteckige Brennerplatte 6 ist zylinderscha lenartig leicht gewölbt und ist entlang allen vier Rändern im Brennergehäuse mit einerMixture chamber 7 of the burner and delimits the mixture chamber from the combustion chamber of a gas heater (not shown in detail). The burner plate 6, which is rectangular in plan, is slightly curved like a cylindrical shell and is provided along all four edges in the burner housing with a rahmenartigen Einfassung befestigt, die die Brennerplatte nach allen Richtungen längenausdehnbar beweglich hält und hierbei die Ränder der Brennerplatte unter Bildung einer rückschlagsicheren Abdichtung des Gemischraumes 7 des Brenners gegenüber dem Brennraum des Gasheizgerätes einframe-like enclosure, which holds the burner plate in a way that allows it to be moved in all directions and in doing so, the edges of the burner plate form a back-proof seal between the mixture chamber 7 of the burner and the combustion chamber of the gas heater. faßt. Für die bewegliche, rückschlagsicher abgedichtete Einfassung der Brennerplatte sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel auf dem Brennerrahmen 4, unter Zwischenschaltung einer Dichtung 8, Halteleisten 9 angeordnet, die Aufnähmenuten 10 aufweisen, in die die geradlinigenFor the movable, back-flash-proof sealed enclosure of the burner plate, in the illustrated embodiment, retaining strips 9 are arranged on the burner frame 4, with a seal 8 in between, which have receiving grooves 10 into which the straight Längsseiten der Brennerplatte 6 hineinragen. Die bogenförmigen Stirnseiten der Brennerplatte 6 liegen auf bogenförmigen Vorsprüngen 11 an den Gehäusewänden 5 des Brennerrahmens 4 auf und sind außenseitig von zwei lose anliegenden Schellen 12 gehalten. In den Aufnahmenuten 10 bzw. -Longitudinal sides of the burner plate 6 protrude. The curved front sides of the burner plate 6 rest on curved projections 11 on the housing walls 5 of the burner frame 4 and are held on the outside by two loosely fitting clamps 12. In the receiving grooves 10 or - zwischen den Vorsprüngen 11 und den Schellen 12 ist allseitig eine Längenausdehnung der Brennerplatte 6 bei wechselnden Temperatureinwvrkungen möglich, wodurch Wärmespannungen und Spannungsrisse im Brenner vermieden werden.Between the projections 11 and the clamps 12, the burner plate 6 can expand in length on all sides when exposed to changing temperatures, thereby preventing thermal stresses and stress cracks in the burner.

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Die überlappende Einfassung der Längsseiten der Brennerplatte 6 in den Aufnahmenuten 10 bzw. der Stirnseiten der BrennerpLatte 6 zwischen den Vorsprüngen 11 und den Schel^ len 12 bewirkt gleichzeitig die rückschlagsichere Abdichtung zwischen deffl Gemischraum des Brenners und dem Brenn raum des Gasheizgerätes. Vorteilhafterweise sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel metallische Dichtleisten 17 vorgesehen, welche in die Aufnahmenuten 10 eindrückbär sind, um eine einwandfrei gasdichte Abdichtung der Längs-The overlapping edging of the long sides of the burner plate 6 in the receiving grooves 10 or the front sides of the burner plate 6 between the projections 11 and the clamps 12 simultaneously creates a backflow-proof seal between the mixture chamber of the burner and the combustion chamber of the gas heater. Advantageously, in the illustrated embodiment, metal sealing strips 17 are provided, which can be pressed into the receiving grooves 10 in order to ensure a perfect gas-tight seal of the long sides.

Seiten der Brennerplatte 6 gegenüber dem Gemischraum 7Sides of the burner plate 6 opposite the mixture chamber 7

ohne Behinderung der Längenausdehnbarkeit der Brennsrplattc 6 zu erzielen. Vorteilhafterweise sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispie I weiterhin zwischen den Schellen 12 und der Brennerplatte 6 weiche feuerbeständige Dichtungenwithout hindering the longitudinal expansion of the burner plate 6. Advantageously, in the embodiment shown, soft fire-resistant seals are also provided between the clamps 12 and the burner plate 6. 18 eingelegt, um die gasdichte Abdichtung der Brennerplatte an ihren Stirnseiten gegenüber dem Gemischraum 7 zu gewährleisten.18 to ensure the gas-tight seal of the burner plate at its front sides against the mixture chamber 7.

In einem geringen Abstand unter der Brennerplatte 6 ist eine gleichartig gewölbte perforierte StrömungswiderstandsAt a short distance below the burner plate 6 is a similarly curved perforated flow resistance platte 13 angeordnet. Diese Platte 13 dient einerseits zur Verteilung der Gemisehströmung über die Fläche der Brennerplatte 6 und erfüllt durch beabsichtigte Erzeugung eines Strömungswiderstandes, der mit der gebläseunterstützten Gemischzuführung überwunden wird, und durch einen dam;tplate 13. This plate 13 serves on the one hand to distribute the mixture flow over the surface of the burner plate 6 and, by intentionally generating a flow resistance, which is overcome by the fan-assisted mixture supply, and by a dam;t verbundenen hohen DruckverLust auch die Aufgabe derassociated high pressure loss also the task of Schwingungsdämpfung. Dadurch wird verhindert, daß Schwingungen der Flammen an der Außenseite der Brennerplatte 6 durch die Brennerplatte hindurch Rückkopplungen im Gemischraum 7 erzeugen, die ein unerwünschtes Brennerpfeifen ver-Vibration damping. This prevents vibrations of the flames on the outside of the burner plate 6 from generating feedback in the mixture chamber 7 through the burner plate, which can cause undesirable burner whistling. ursechen. Auch die Strömungswiderstandsplatte 13, die sich durch Wärmestrahlung der hoch erhitzten Brennerplatte 6 erwärmen kann, ist nach allen Richtungen längenausdehnbär beweglich gehalten. Die bogenförmigen Stirnseiten de' Strömungswiderstandsplatte 13 sind zwischen den die SrenneThe flow resistance plate 13, which can be heated by heat radiation from the highly heated burner plate 6, is also kept flexible in all directions. The curved front sides of the flow resistance plate 13 are between the platte 6 stützenden Vorsprüngen 11 und zusätzlich an den Gehäusewänden 5 angeordneten bogenförmigen Vorsprüngen 14 gehalten. Die geradlinigen Längsseiten der Strömungswiderstandsplatte 13 greifen in Nuten 15 ein, die zwischen denplate 6 supporting projections 11 and additionally arranged on the housing walls 5 arc-shaped projections 14. The straight longitudinal sides of the flow resistance plate 13 engage in grooves 15 which are between the

Halieleisten 9 und einem nach oben versetzten Abschnitt
des Brennerrahmens 4 gebildet sind. Die allseitig längenausdehnbare Befestigung auch der Strömungswiderstardsplatte 13 unterstützt die Vermeidung von Wärmespannungen und Spannungsrissen im Brenner. Der nach oben versetzte
Abschnitt des Brennerrahmens 4 ist als eine über den .
Gemischweg des Brennergehäuses sich erstreckende Verteilplatte 16 ausgebildet, die zusätzlich dazu dient, die an einem Ende der Grundplatte 1 durch den MischkanaL 2 einströmende Gemischströmung gleichmäßig über die gesamte
Länge des Brennergehäuses zu verteilen.Halieleisten 9 and an upwardly offset section
of the burner frame 4. The all-round, length-extendable fastening of the flow resistance plate 13 also helps to avoid thermal stresses and stress cracks in the burner. The upwardly offset
Section of the burner frame 4 is designed as a .
Mixture path of the burner housing extending distribution plate 16 is formed, which additionally serves to distribute the mixture flow flowing in at one end of the base plate 1 through the mixing channel 2 evenly over the entire
Length of the burner housing.

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Claims (3)

1D 15 20 25 4 35 Ruhrgas Aktiengesellschaft, Essen überstöchiometrisch vormischender Gasbrenner für Gasheizg^räte Schutzansprüche1D 15 20 25 4 35 Ruhrgas Aktiengesellschaft, Essen Overstoichiometric premixing gas burner for gas heating devices Protection claims 1. überstöchiometrisch vormischender Gasbrenner für Gasheizgeräte, insbesondere mit gebLäseunterstützter·Gemischzuführung, mit einer die Begrenzung zwischen dem Gemischraum des Brennergehäuses und dem Brennraum des Heizgerätes bildenden perforierten, ungekühlten Brenner platte, dadurch gekennzeichnet, daß eine rechteckige Brennerplatte £6) zylinderschaLenartig leicht gewölbt und entlang allen vier Rändern im Brennergehäuse (1, 4, 5) von einer rahmenartigen Einfassung (9, 11, 12) gehalten ist, in der die Brennerplatte nach allen Richtungen längenausdehnbar beweglich ist und die die Ränder der Brennerplatte rückschlagsicher abdichtend einfaßt.1. Overstoichiometric premixing gas burner for gas heaters, in particular with fan-assisted mixture supply, with a perforated, uncooled burner plate forming the boundary between the mixture space of the burner housing and the combustion chamber of the heater, characterized in that a rectangular burner plate (6) is slightly curved like a cylindrical shell and is held along all four edges in the burner housing (1, 4, 5) by a frame-like enclosure (9, 11, 12) in which the burner plate can be moved in all directions in a lengthwise expandable manner and which encloses the edges of the burner plate in a backflow-proof sealing manner. 2. Gasbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennfrplatte (6) an ihren bogenförmigen Stirnseite! innenseitig auf zwei bogenförmigen Vorsprüngen (11) des Brennergehäuses aufliegt und außenseitig von zwei lose anliegenden Schellen (12) gehalten ist und mi c ihren geradlinigen Längsseiten in Aufnahmenuten (10) des nergehäuses hineinragt.2. Gas burner according to claim 1, characterized in that the combustion plate (6) rests on its curved front side on the inside on two curved projections (11) of the burner housing and is held on the outside by two loosely fitting clamps (12) and protrudes with its straight longitudinal sides into receiving grooves (10) of the burner housing. 3. Gasbrenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeiche:, daß in einem geringen Abstand unter der Brennerplatte3. Gas burner according to claim 1 or 2, characterized in that at a small distance below the burner plate (6) eine gleichartig gewölbte perforierte Strömungswiderstandsplatte (13) angeordnet und an ihren Rändern nach allen Richtungen längenausdehnbar beweglich im Brennergehäuse eingefaßt ist.(6) a similarly curved perforated flow resistance plate (13) is arranged and is movably mounted at its edges in the burner housing so that it can expand in length in all directions. Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch geL kennzeichnet, daß im Gemischweg des Brennergehäuses zwischen der Brennerplatte (6) bzw. der Strömungswiderstandsplatte (13) und der Einmündungsöffnung des Bren-HervormischkähaLs (Z) in das Gehäuse eine mit DurchLaßöffnungen für die Gemischvertei Lung versehene Verteil" platte (16) angeordnet ist.Gas burner according to one of claims 1 to 3, characterized in that a distribution plate (16) provided with passage openings for the mixture distribution is arranged in the mixture path of the burner housing between the burner plate (6) or the flow resistance plate (13) and the inlet opening of the fuel pre-mixing tube (Z) into the housing. H.IQ.87H.IQ.87 I I I I I I I II I I I I I I I Gasbrenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ScheLLen (12) über eine feuerbeständige weiche Dichtung (18) auf den Stirnseiten der BrennerpLatte (6) aufliegen und daß die Längsseiten der BrennerpLatte in den Aufnahmenuten (10) mitteLs in die Aufnahmenuten eingedrückter metaLLischer DichtLeisten (17) abgedichtet sind.Gas burner according to claim 2, characterized in that the clamps (12) rest on the front sides of the burner plate (6) via a fire-resistant soft seal (18) and that the long sides of the burner plate are sealed in the receiving grooves (10) by means of metal sealing strips (17) pressed into the receiving grooves.
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