DE9402556U1

DE9402556U1 - Brennerplatte

Info

Publication number: DE9402556U1
Application number: DE9402556U
Authority: DE
Original assignee: Morgan Crucible Co PLC
Current assignee: Morgan Crucible Co PLC
Priority date: 1993-02-16
Filing date: 1994-02-16
Publication date: 1994-04-28
Anticipated expiration: 2004-02-17
Also published as: GB9303098D0

Description

The Morgan Crucible Company pic 16. Februar 1994

P 18544 DS/wa

Brennerplatte

&iacgr;&ogr;

Die Erfindung bezieht sich auf keramische Gasbrennerplatten.

is Es sind viele Ausführungsformen von Gasbrennerplatten bekannt, mit mehrfachen Öffnungen, die eine Gas-Luft-Mischung zur Verbrennung an oder über der Oberfläche der Platte zuführen.

Beispiele sind in EP 0 106 76IB (Solaronics 1981), French I 408 445 (Osaka Gas, 1965), U.S. 4 340 357 (Rinnai Corp., 1982) und UK. 1 419 499 (Schwank, 1977), weitestgehend für Strahlungsheizen offenbart.

Die Anmelderin der vorliegenden Anmeldung hat eine Platte für Gas-Wasser-Heizeinrichtungen entwickelt, und dabei versucht, Erfordernisse für große Heizleistungen pro Einheitsfläche und geringen Ausstoß von Stickstoffoxiden zu erfüllen. Dies hat sich als schwierig herausgestellt, da entweder die Platten das Erfordernis der Heizleistung erfüllt haben, aber andererseits überschüssige Stickstoffoxide entwickelt haben oder sie haben das Stickstoffmengenerfordernis erfüllt, jedoch nicht genug Wärme erzeugt.

Die Anmelderin hat nun gefunden, daß die Erfordernisse durch eine Platte erfüllt werden können, die Strahlungs- und Konvektionserwärmen kombiniert, wobei die letztgenannte Erwärmung vorherrscht, vorzugsweise 5 bis 25 % und zweckmäßig sind 8 bis 15 % der abgegebenden Wärme, wünschenswerterweise sollte diese Wärme durch Infrarotstrahlung abgege-

ben werden und die Platte hat in Kombination i) einen geringeren Anteil von Öffnungen, dimensioniert für eine Oberflächenverbrennung eines Gas- Luftgemisches mit Erwärmung durch Strahlung von der Keramik der Platte, und ii) ein größerer Teil von Öffnungen, dimensioniert für eine Verbrennung eines Gas-Luftgemisches oberhalb der Oberfläche mit Erwärmung durch Konvektion. In geeigneter Weise sind die Strahlungserwärmungsöffnungen zum Filtern von Konvektionserwärmungsöffnungen, z.B. in Vertiefungen in der Plattenoberfläche umgeben.

&iacgr;&ogr; Öffnungsdimensionen hängen von dem Gas ab, das verbrannt wird; für Erdgas führen Öffnungen mit einem Durchmesser von 1 mm oder 1,29 &tgr;&eegr;&tgr;&eegr; zu hohen Flammen und Konvektionserwärmung, während Öffnungen mit einem Durchmesser von 1,35 mm zu kleinen Flammen und Strahlungserwärmung führen, wenn vorgemischtes Gas und Luft, zugeführt unter konventionellen Drücken, benutzt werden.

Die Keramik der Platten selbst kann konventionell sein, beispielsweise Cordierit, das einen kleinen und gleichförmigen thermischen Expansionskoeffizienten (3 &khgr; 10*⁶) hat und daher einen hohen thermischen Schock- widerstand aufweist. Sie hat auch hohe Porosität und geringe Dichte und somit eine geringe thermische Leitfähigkeit. Sie ist synthetisch hergestellt aus Ton bzw. Lehm (clay), Steatit und Aluminiumoxid bzw. Tonerde (Salumina) als Magnesiumaluminiumsilikat einer nominalen Zusammensetzung 2MgO. 2Al₂O₃. g SiO₂. Eine geeignete Gewichtsanalyse ist beispielsweise

SiO₂	52%
Al₂O₃	22%
MgO	12%
Fe₂O₃	1%
TiO₂	0,9%
CaO	0,5%
K₂O	0,5%
Na₂O	0,3%
andere	0,8%
• · &bgr; · · ·· · ·

Eine besondere Plattenkonfiguration wird nun in Einzelheiten beschrieben. Die Platte kann groß ausgestaltet werden beispielsweise in der Größe 125 &khgr; 175 &khgr; 15mm. Sie bietet eine Verbrennung bei geringer Geräuschentwicklung, was auf die Anordnung der größeren Strahlungserwärmungsöffnungen in Vertiefungen in der Mitte von Feldern kleinerer Konvektionserwärmungsöffnungen zurückgeführt wird, insbesondere auf die Anordnung, bei der die Strahlungserwärmungsöffnungen zentral bezüglich Ringen von Konvektionserwärmungsöffnungen angeordnet sind und insbesondere auf eine Anordnung mit Doppelringen relativ kleinerer und

&iacgr;&ogr; größerer Konvektionserwärmungsöffnungen, wobei jeder Ring kleinere Öffnungen innerhalb eines Rings von größeren Öffnungen liegt. Vorzugsweise sind die Vertiefungen als Zwillingsvertiefungen in Paaren mit einem oder mehreren gemeinsamen Konvektionserwärmungsöffnungen angeordnet. Die Oberfläche der Platte außerhalb der Vertiefungen kann

is optional mit Öffnungen versehen sein, aber wünschenswert nicht in einer Anzahl über 10 oder 15% der Gesamtzahl der Öffnungen.

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnungen beschrieben.

Es zeigen

Figur 1 eine 15 kW-Platte in Draufsicht mit der Anordnung von Öffnungen in einer Ecke;
Figur 2 diese Ecke in einem vergrößerten Maßstab und Figur 2A einen Teil davon zeigt;

Figur 3 einen Schnitt durch die Platte in einer Ebene längs der Linie AtA nach Figur 2A, aber gezeichnet, als ob die Ebene diametral zu der zentralen Strahlungserwärmungsöffnung und zu zwei der Konvektionserwärmungsöffnungen in jeder Vertiefung ist.

Die gezeigte Platte hat 19 Reihen versetzter Paare von Vertiefungen mit einem 8mm-Abstand von Reihe zu Reihe, wobei jede Reihe 8 Paare von Vertiefungen aufweist. Jede Vertiefung hat, wie dies am besten anhand von Figur 2A gesehen werden kann, eine zentrale Öffnung 1, mit einem Durchmesser von 1,35mm für Strahlungserwärmung und einen Ring mit 5 gleichbeabstandeten Öffnungen 2 mit einem Durchmesser von lmm für Konvektionserwärmung. Ein jeder derartiger Ring ist durch einen weiteren Ring mit Öffnungen 3 für Konvektionserwärmung umgeben, mit jeweils einem Durchmesser von 1,29mm, wobei 7 Öffnungen in dem

&iacgr;&ogr; oberen Ring wie gezeichnet vorhanden sind und 9 Öffnungen in dem unteren Ring, wobei eine Öffnung beiden Ringen gemeinsam ist. Sie erstrecken sich außerhalb der Vertiefung in die Fläche der Platte um ca. 1/5 ihrer Durchmesser.

Die Vertiefungen sind 3,5mm tief von der Fläche der Platte zu der Ebene der Öffnung 7 der Mittelöffnung und die Mittelöffnungen in jedem Paar von Vertiefungen haben einen Abstand von ca. 7mm.

An den Kanten der Platte an den Enden der Reihen der Vertiefungen sind Gruppen von Öffnungen 4, mit einem Durchmesser von 1,29mm, und Öffnungen 5 mit einem Durchmesser von lmm in der Fläche der Platte angeordnet. Weiterhin ist jedem Paar von Vertiefungen ein weiteres Paar von Öffnungen 6 (Figur 2) mit einem Durchmesser von lmm zugeordnet, die darunter angeordnet sind, und zwar wiederum in der Fläche der Platte, wie dies zeichnerisch dargestellt ist.

Die Herstellung der Platten erfolgt wie im Stande der Technik, ebenso ihre Installation in Wasserheizgeräten, für die sie entworfen sind. Im Betrieb liefern sie eine exzellente Gesamtwärmeabgabe von 747 kW/m², mit geringen NO_x-Pegeln von 25-33 ppm, und sie zeichnen sich weiterhin durch sehr geringe Geräuschpegel aus.

Claims

The Morgan Crucible Company pic 16. Februar 1994 P 18544 Ds/wa Schutzansprüche

1. Gasbrennerplatten für kombinierte Strahlungs- und Konvektionserwärmung, wobei die Konvektionserwärmung vorherrscht, bestehend aus

&iacgr;&ogr; der folgenden Kombination:

i) ein geringer Anteil von Öffnungen, dimensioniert für eine Oberflächenverbrennung eines Gas- Luftgemisches mit Erwärmung durch Strahlung von der Keramik der Platte, und
ii) ein größerer Teil von Öffnungen, dimensioniert für eine Verbrennung eines Gas-Luftgemisches oberhalb der Oberfläche mit Erwärmung durch Konvektion.

2. Gasbrennerplatte nach Anspruch 1, wobei die Erwärmung mit einem Anteil und Dimensionen der Strahlungserwärmungsöffnungen in der Weise erfolgt, daß eine Strahlungserwärmungsabgabe von 5 bis 25%, vorzugsweise 8 bis 15% der gesamten Erwärmungsabgabe erfolgt.

3. Gasbrennerplatte nach Anspruch 2, wobei die Strahlungserwärmungsabgabe in dem Infrarotbereich erfolgt.

4. Gasbrennerplatte nach Ansprach 1, 2 oder 3, wobei die Strahlungserwärmungsöffnungen von Feldern von Konvektionserwärmungsöffnungen umgeben sind, vorzugsweise in Vertiefungen in der Plattenoberfläche.

5. Gasbrennerplatte nach Ansprach 4, wobei die Konvektionserwärmungsöffnungen als Doppelringe ausgestaltet sind, wobei innere relativ kleine Öffnungen und äußere relativ größere Öffnungen

vorgesehen sind und wobei die Strahlungserwärmungsöffnungen in der Mitte der Ringe angeordnet sind.

6. Gasbrennerplatte nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Öffnungen in Vertiefungen gemäß Anspruch 4 angeordnet sind und wobei benachbarte Paare von Vertiefungen zwillingsförmig mit einem oder mehreren gemeinsamen zugehörigen Konvektionserwärmungsöffaungen vorgesehen sind.