EP3045812A1 - Brenner - Google Patents

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EP3045812A1
EP3045812A1 EP15197542.2A EP15197542A EP3045812A1 EP 3045812 A1 EP3045812 A1 EP 3045812A1 EP 15197542 A EP15197542 A EP 15197542A EP 3045812 A1 EP3045812 A1 EP 3045812A1
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EP
European Patent Office
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burner
opening
plate
tube
housing
Prior art date
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Granted
Application number
EP15197542.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3045812B1 (de
Inventor
Luis Miguel Pacheco Monteiro
Vijaya Kumar PANTANGI
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bosch Termotechnologia SA
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP3045812A1 publication Critical patent/EP3045812A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3045812B1 publication Critical patent/EP3045812B1/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/70—Baffles or like flow-disturbing devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/02—Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone
    • F23D14/04—Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone induction type, e.g. Bunsen burner
    • F23D14/045—Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone induction type, e.g. Bunsen burner with a plurality of burner bars assembled together, e.g. in a grid-like arrangement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/02—Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone
    • F23D14/04—Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone induction type, e.g. Bunsen burner
    • F23D14/10—Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone induction type, e.g. Bunsen burner with elongated tubular burner head
    • F23D14/105—Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone induction type, e.g. Bunsen burner with elongated tubular burner head with injector axis parallel to the burner head axis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2203/00—Flame cooling methods otherwise than by staging or recirculation
    • F23C2203/20—Flame cooling methods otherwise than by staging or recirculation using heat absorbing device in flame

Definitions

  • the invention relates to a burner according to claim 1.
  • Burners for hot water stations which have a housing and a burner tube, wherein the burner tube is arranged in the housing.
  • the burner tube serves to mix a fuel with air and to burn it by means of a flame arranged above the burner tube in order to heat water in a heat exchanger.
  • an improved burner for a hot water station can be provided by the burner comprising a housing with a plate.
  • the plate divides an interior of the housing into a first interior section and a second interior section.
  • the plate has at least one first slot-shaped opening which fluidly connects the first interior section with the second interior section.
  • a burner tube is provided, wherein the burner tube is arranged in the first interior portion of the housing.
  • the burner tube has a tube outlet and the housing has an outlet.
  • the tube outlet opens into the outlet of the housing.
  • the plate is disposed adjacent to a side of the burner tube opposite the tube outlet.
  • the first opening is preferably aligned parallel to the burner tube and / or the first opening has a first lateral offset to the burner tube.
  • the plate has at least one second opening, wherein the second opening is arranged adjacent to the first opening, wherein the second opening preferably has a circular or oval cross section.
  • a further burner tube is provided.
  • the further burner tube is arranged at a distance from the burner tube in the first interior section.
  • the first opening is arranged centrally between the burner tubes.
  • the second opening has a second lateral offset from the burner tube, wherein the second lateral offset is identical to the first lateral offset or different from the first lateral offset.
  • the first opening has the same width as the second opening. It is particularly advantageous if the first opening has a width with a value which is in a range of 1 mm to 5 mm, preferably 2 mm to 4 mm, in particular 3.3 mm to 3.7 mm.
  • the plate has a first extent and the first opening has a second extent, the first extent having a value which is at least 70 percent of the first extent, preferably at least 80 percent of the first extent and / or less than 90 percent of the first extent Extension is.
  • the housing has at least one first inlet and at least one second inlet.
  • the second inlet is arranged adjacent to the plate and connected to the second interior portion.
  • the first inlet is disposed opposite to the plate and connected to the second interior portion.
  • FIGS. 1 and 2 show a perspective view of a burner 10th
  • FIG. 3 shows a sectional view through the in the FIGS. 1 and 2
  • the burner 10 includes in addition to a burner tube 15 even more identically designed burner tubes 16. It was for clarity in FIG. 2 omitted the representation of a plurality of burner tubes 15, 16 of the burner 10 in a housing 20 of the burner 10. Further, for ease of description, reference will be made below to FIG. 2 taken coordinate system 25 which is formed at right angles and having an x-axis, a y-axis and a z-axis. The x-axis correlates with a depth, the y-axis with a width and the z-axis with a Height of the burner 10. These terms will be referred to hereinafter as the coordinate system 25 just described.
  • the burner 10 serves to supply a heat exchanger 30, which is arranged on the upper side of the burner 10 (z-direction), with heat energy.
  • the housing 20 encloses an inner space 35.
  • the housing 20 comprises a first plate 40, which divides the inner space 35 into a first inner space portion 45 and a second inner space portion 50.
  • the burner tubes 15, 16 are arranged along the y-axis by way of example at a uniform distance from each other. Of course, it is also conceivable that the distance between the burner tubes 15, 16 is different from each other.
  • the plate 40 is arranged in an xy plane and runs essentially parallel to a bottom side 55 of the housing 20.
  • the housing 20 has an outlet 60 arranged on an upper side 56.
  • the outlet 60 is arranged adjacent to the heat exchanger 30.
  • the housing 20 has on the bottom first inlet 65, wherein the first inlet 65 is arranged opposite to the first plate 40 and connected to the second interior portion 50.
  • the first inlet 65 serves, as in FIG. 3 shown to fluidly connect the housing 20 via a channel 75 with a blower 70.
  • the blower 70 conveys a fluid from an environment 155 via a channel 75 and the first inlet 65 into the second interior section 50.
  • the housing 20 further includes a second plate 80 disposed at right angles to the first plate 40.
  • the second plate 80 has a plurality of second inlets 85.
  • the second plate 80 is arranged at right angles adjacent to the first plate 40.
  • the second plate 80 is set back in relation to a housing wall 105 arranged parallel to the second plate 80.
  • the first plate 40 is integrated in the housing wall 105 and / or is arranged at the same height of the housing wall 105.
  • the burner tube 15 is formed like a flute in the embodiment and has a tube inlet 90 and a tube outlet 95.
  • the tube outlet 95 extends by means of several tube outlet openings 100 substantially in the x-direction.
  • the tube outlets 95 of the burner tubes 15, 16 open in the outlet 60 of the housing 20. Due to the flute-like configuration of the burner tube 15 of the tube inlet 90 is in a plane perpendicular to the tube inlet 90 and opens into the second inlet 85 of the second plate 80.
  • a second inlet 85 is provided for each burner tube 15, 16 and its tube inlet 90, wherein the second inlet 85 is arranged adjacent to the first plate 40 and connected to the second interior section 45.
  • the first plate 40 itself is arranged on a side of the burner tubes 15, 16 opposite the tube outlets 95.
  • the number of second inlets 85 diverges from the number of burner tubes 15, 16 or their tube inlets 90.
  • the tube inlet 90 is further connectable to a distribution system, wherein the distribution system is preferably connected to each tube inlet 90.
  • a fuel is conveyed from the fuel reservoir to the tube inlet 90 via the distribution system.
  • a reaction partner of the fuel can be conveyed into the tube inlet 90 via the distribution system or can be sucked in from the environment 155 via the tube inlet 90 itself.
  • 16 of the tube inlet 90 is led to the tube outlet 95 of the fuel and possibly additionally the reactants of the fuel and mixed with the fuel.
  • the fuel exits either on its own or together with the reaction partner at the tube outlet 95 on the upper side.
  • FIG. 4 shows a plan view of the in the FIGS. 1 to 3 shown first plate 40.
  • first plate 40 a plurality of mutually parallel first openings 110 are provided.
  • second openings 125 are provided in the first plate 40.
  • a third opening 140 is respectively provided in the first plate 40.
  • the third opening 140 is formed identically to the second opening 125.
  • the second openings are in the y-direction each disposed at the level of the adjacently disposed first opening 110, while the third opening 140 is arranged offset in the y-direction to the adjacently disposed first opening 110.
  • the openings 110, 125, 140 fluidly connect the first interior section 45 to the second interior section 50.
  • the first openings 110 are slot-shaped.
  • the second and third openings 125, 140 is circular.
  • the first plate 40 has a first extension I1 in the x-direction.
  • the first opening 110 has a second extension 12.
  • the second extent I2 is at least 70 percent, preferably at least 80 percent of the extension I1 of the first plate 40.
  • the second extent I2 is less than 90 percent of the first extent I1.
  • the first opening 110 has a first width in the y-direction and the second opening 125 and third opening 140 has a second width.
  • the first width corresponds to the second width and has a value which lies in a range of 1 mm to 5 mm, preferably 2 mm to 4 mm, in particular 3.3 mm to 3.7 mm.
  • the burner tubes 15, 16 have a center plane 114.
  • the center plane 114 of the burner tubes 15 extends substantially in an xz-plane centered on a maximum extent of the burner tube 15, 16 in the x-direction.
  • the first openings 110 are aligned parallel to the center plane 114 of the burner tubes 15 and the burner tubes 15, 16 themselves.
  • the first opening 110 has a first lateral offset 130 (y-direction) relative to the burner tube 15 arranged adjacent to the first opening 110 (z-direction) or to the center plane 114.
  • the second opening 125 has a second lateral offset 135 (y-direction) to the burner tube 15 or to the center plane 114.
  • the first offset 130 and the second offset 135 are selected such that the first or second openings 110, 125 are arranged centrally, relative to a projection of the burner tubes 15, 16 on the first plate, between the burner tubes 15, 16.
  • the housing 20 has a first side surface 115 facing the interior 35 and a second side surface 120 facing the interior 35 and arranged opposite the first side surface 115.
  • the side surfaces 115, 120 extend in the xz plane and are arranged for example perpendicular to the housing wall 105.
  • the first opening 110 in the y-direction to the adjacent to the first opening 110 disposed first and second side surfaces 115, 120 has a first distance a1, the half of a distance a2 of the center plane 114 of adjacent to the side surface 115, 120th arranged burner tube 15 is.
  • the third opening 140 has a third offset 150 (y-direction) that is different from the first offset 130.
  • the third offset 150 is advantageously smaller than the first offset 130 of the first opening 110 directly adjacent to the side face 115, 120.
  • the first offset 130 is larger by 1 mm to 5 mm than the third offset 150.
  • a number of the first openings 110 or a sum of the second and third openings 125, 140 is, for example, one greater than a number of the burner tubes 15, 16.
  • the first openings 110 are arranged in the y-direction directly below the burner tubes 15, 16.
  • another arrangement of the first openings 110 to each other and to the burner tubes 15, 16 conceivable.
  • the second or third openings 125, 140 are dispensed with.
  • the first openings 110 are arranged at an irregular distance from the burner tubes 15.
  • a fluid with the reactant from the environment 155 is sucked in via the blower 70 and conveyed into the channel 75. Via the channel 75, the fluid enters the second interior section 50 via the first inlet 65. Due to the blower 70, this results in flow concentrations at the first plate 40. The fluid enters the first interior section 45 via the openings 110, 125, 140.
  • the flow concentrations are compensated. This makes it possible, compared to known burners to reduce flow variations in the housing 20 by 30 percent. Further, a deviation from an average flow rate through the openings 110, 125, 140 may be maintained below 10 percent.
  • the fluid flowing through the openings 110, 125, 140 flows along the burner tubes 15, 16 toward the outlet 60 of the housing 20. In doing so, it interacts with fuel (fluid) mixture flowing out of the tube outlet 95.
  • fuel fluid
  • the uniform flow rate of the fluid flowing through the first interior section 45 when a flame 160 is ignited above the burner tubes 15, 16, the flame 160 can be stabilized in an improved manner and the combustion of the flame 160 can be improved.
  • the uniform distribution of a velocity of the fluid flowing through the first interior section 45 avoids cold and hot spots in the flame 160, thus avoiding CO concentrations in the flame 160 and thus reducing overall CO emissions. This effect is in particular independent of the configuration of the outlet 60 and the configuration of the burner tubes 15. Furthermore, turbulences in the first interior section 45 are avoided, which could possibly negatively affect the NOx.
  • a particularly efficient and low-emission burner 10 can be provided which acts optimally over a wide range of speeds of fluid flow through the housing 20.
  • burner 10 is exemplary. It should also be noted that the burner 10 is optimized in its application for hot water treatment, but of course can take on other tasks. However, in the FIGS. 1 to 4 described burner 10 particularly suitable for water heater particularly well.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Brenner (10) für eine Warmwasserstation, aufweisend ein Gehäuse (20) mit einer Platte (40), wobei die Platte einen Innenraum (35) des Gehäuses in einen ersten Innenraumabschnitt (45) und einen zweite Innenraumabschnitt (50) aufteilt, wobei die Platte wenigstens eine schlitzförmig ausgestaltete erste Öffnung (110) aufweist, die den ersten Innenraumabschnitt mit dem zweiten Innenraumabschnitt fluidisch verbindet.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Brenner gemäß Patentanspruch 1.
    • Stand der Technik
  • Es sind Brenner für Warmwasserstationen bekannt, die ein Gehäuse und ein Brennerrohr aufweisen, wobei das Brennerrohr in dem Gehäuse angeordnet ist. Das Brennerrohr dient dazu, einen Brennstoff mit Luft zu vermischen und mittels einer oberhalb des Brennerrohrs angeordneten Flamme zu verbrennen, um Wasser in einem Wärmetauscher zu erwärmen.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Brenner bereitzustellen.
    • Offenbarung der Erfindung
  • Diese Aufgabe wird mittels eines Brenners gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass ein verbesserter Brenner für eine Warmwasserstation dadurch bereitgestellt werden kann, dass der Brenner ein Gehäuse mit einer Platte umfasst. Die Platte teilt einen Innenraum des Gehäuses in einen ersten Innenraumabschnitt und einen zweiten Innenraumabschnitt auf. Die Platte weist wenigstens eine erste schlitzförmig ausgestaltete Öffnung auf, die den ersten Innenraumabschnitt mit dem zweiten Innenraumabschnitt fluidisch verbindet.
  • Dadurch kann gewährleistet werden, dass im Betrieb des Brenners ein durch die beiden Innenraumabschnitte strömendes Fluid im ersten Innenraumabschnitt eine besonders gleichmäßige Strömung aufweist.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist ein Brennerrohr vorgesehen, wobei das Brennerrohr in dem ersten Innenraumabschnitt des Gehäuses angeordnet ist. Das Brennerrohr weist einen Rohrauslass und das Gehäuses einen Auslass auf. Der Rohrauslass mündet in dem Auslass des Gehäuses. Die Platte ist angrenzend auf einer zum Rohrauslass gegenüberliegenden Seite des Brennerrohrs angeordnet. Dabei ist vorzugsweise die erste Öffnung parallel zu dem Brennerrohr ausgerichtet und/oder die erste Öffnung weist dabei einen ersten seitlichen Versatz zu dem Brennerrohr auf.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist die Platte wenigstens eine zweite Öffnung auf, wobei die zweite Öffnung angrenzend an die erste Öffnung angeordnet ist, wobei die zweite Öffnung vorzugsweise einen kreisförmigen oder ovalen Querschnitt aufweist.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist ein weiteres Brennerrohr vorgesehen. Das weitere Brennerrohr ist beabstandet zu dem Brennerrohr in dem ersten Innenraumabschnitt angeordnet. Die erste Öffnung ist dabei mittig zwischen den Brennerrohren angeordnet. Dadurch kann ein besonders leistungsstarker und schadstoffarmer Brenner bereitgestellt werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist die zweite Öffnung einen zweiten seitlichen Versatz zu dem Brennerrohr auf, wobei der zweite seitliche Versatz identisch zu dem ersten seitlichen Versatz oder unterschiedlich zu dem ersten seitlichen Versatz ist.
  • Besonders vorteilhaft ist, wenn die erste Öffnung die gleiche Breite aufweist wie die zweite Öffnung. Dabei ist von besonderem Vorteil, wenn die erste Öffnung eine Breite mit einem Wert aufweist, der in einem Bereich von 1 mm bis 5 mm, vorzugsweise 2 mm bis 4 mm, insbesondere 3,3 mm bis 3,7 mm liegt.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist die Platte eine erste Erstreckung und die erste Öffnung eine zweite Erstreckung auf, wobei die erste Erstreckung einen Wert aufweist, der wenigstens 70 Prozent der ersten Erstreckung, vorzugsweise wenigstens 80 Prozent der ersten Erstreckung und/oder kleiner 90 Prozent der ersten Erstreckung beträgt.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist das Gehäuse wenigstens einen ersten Einlass und wenigstens einen zweiten Einlass auf. Der zweite Einlass ist dabei angrenzend an die Platte angeordnet und mit dem zweiten Innenraumabschnitt verbunden. Der erste Einlass ist gegenüberliegend zu der Platte angeordnet und mit dem zweiten Innenraumabschnitt verbunden. Dadurch kann eine besonders günstige Strömung von Fluid in dem Gehäuse des Brenners erzielt werden.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
    • Figuren 1 und 2
    eine perspektivische Darstellung eines Brenners;
    Figur 3
    eine Schnittansicht durch den in den Figuren 1 und 2 gezeigten Brenner; und
    Figur 4
    eine Draufsicht auf eine Platte des in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Brenners.
  • Figuren 1 und 2 zeigen eine perspektivische Darstellung eines Brenners 10. Figur 3 zeigt eine Schnittansicht durch den in den Figuren 1 und 2 gezeigten Brenner 10. Der Brenner 10 umfasst dabei neben einem Brennerrohr 15 noch weitere gleichartig ausgebildete Brennerrohre 16. Dabei wurde aus Übersichtlichkeitsgründen in Figur 2 auf die Darstellung mehrerer Brennerrohre 15, 16 des Brenners 10 in einem Gehäuse 20 des Brenners 10 verzichtet. Ferner wird zur erleichternden Beschreibung im Weiteren Bezug auf ein in Figur 2 gezeigtes Koordinatensystem 25 genommen, das rechtwinklig ausgebildet ist und eine x-Achse, eine y-Achse und eine z-Achse aufweist. Dabei korreliert die x-Achse mit einer Tiefe, die y-Achse mit einer Breite und die z-Achse mit einer Höhe des Brenners 10. Diese Begriffe ziehen sich im Weiteren auf das eben beschriebene Koordinatensystem 25.
  • Der Brenner 10 dient dazu, einen Wärmetauscher 30, der oberseitig des Brenners 10 (z-Richtung) angeordnet ist, mit Wärmeenergie zu versorgen. Das Gehäuse 20 umschließt dabei einen Innenraum 35. Dabei umfasst das Gehäuse 20 eine erste Platte 40, die den Innenraum 35 in einen ersten Innenraumabschnitt 45 und einen zweiten Innenraumabschnitt 50 aufteilt. Im ersten Innenraumabschnitt 45 sind die Brennerrohre 15, 16 entlang der y-Achse beispielhaft in gleichmäßigem Abstand zueinander angeordnet. Selbstverständlich ist auch denkbar, dass der Abstand der Brennerrohre 15, 16 zueinander unterschiedlich ist.
  • Die Platte 40 ist dabei in einer xy-Ebene angeordnet und verläuft im Wesentlichen parallel zu einer Unterseite 55 des Gehäuses 20. Das Gehäuse 20 weist einen an einer Oberseite 56 angeordneten Auslass 60 auf. Der Auslass 60 ist dabei angrenzend an den Wärmetauscher 30 angeordnet. Ferner weist das Gehäuse 20 auf der Unterseite ersten Einlass 65 auf, wobei der erste Einlass 65 gegenüberliegend zu der ersten Platte 40 angeordnet und mit dem zweiten Innenraumabschnitt 50 verbunden ist. Der erste Einlass 65 dient dazu, wie in Figur 3 gezeigt, das Gehäuse 20 über einen Kanal 75 fluidisch mit einem Gebläse 70 zu verbinden. Das Gebläse 70 fördert dabei ein Fluid aus einer Umgebung 155 über einen Kanal 75 und den ersten Einlass 65 in den zweiten Innenraumabschnitt 50.
  • Das Gehäuse 20 weist ferner eine zweite Platte 80 auf, die rechtwinklig zu der ersten Platte 40 angeordnet ist. Die zweite Platte 80 weist mehrere zweite Einlässe 85 auf. Die zweite Platte 80 ist dabei rechtwinklig angrenzend an die erste Platte 40 angeordnet. Dabei ist in der Ausführungsform die zweite Platte 80 in Bezug auf eine parallel zu der zweiten Platte 80 angeordneten Gehäusewand 105 zurückversetzt angeordnet. Selbstverständlich ist auch denkbar, dass die erste Platte 40 in der Gehäusewand 105 integriert ist und/oder auf gleicher Höhe der Gehäusewand 105 angeordnet ist.
  • Das Brennerrohr 15 ist in der Ausführungsform flötenartig ausgebildet und weist einen Rohreinlass 90 und einen Rohrauslass 95 auf. Der Rohrauslass 95 erstreckt sich dabei mittels mehrerer Rohrauslassöffnungen 100 im Wesentlichen in x-Richtung. Dabei münden die Rohrauslässe 95 der Brennerrohre 15, 16 im Auslass 60 des Gehäuses 20. Durch die flötenartige Ausgestaltung des Brennerrohrs 15 liegt der Rohreinlass 90 in einer Ebene senkrecht zum Rohreinlass 90 und mündet in dem zweiten Einlass 85 der zweiten Platte 80. Dabei ist in der Ausführungsform für jedes Brennerrohr 15, 16 und dessen Rohreinlass 90 ein zweiter Einlass 85 vorgesehen, wobei der zweite Einlass 85 angrenzend an die erste Platte 40 angeordnet und mit dem zweiten Innenraumabschnitt 45 verbunden ist. Die erste Platte 40 selbst ist auf einer zu den Rohrauslässen 95 gegenüberliegenden Seite der Brennerrohre 15, 16 angeordnet.
  • Selbstverständlich ist auch denkbar, dass die Anzahl der zweiten Einlässe 85 von der Anzahl der Brennerrohre 15, 16 bzw. deren Rohreinlässe 90 divergiert. Der Rohreinlass 90 ist ferner mit einem Verteilungssystem verbindbar, wobei das Verteilungssystem vorzugsweise mit jedem Rohreinlass 90 verbunden ist. Dabei wird über das Verteilungssystem ein Brennstoff aus einem Brennstoffreservoir hin zu dem Rohreinlass 90 gefördert. Zusätzlich kann über das Verteilungssystem ein Reaktionspartner des Brennstoffs mit in den Rohreinlass 90 gefördert werden oder über den Rohreinlass 90 selbst aus einer Umgebung 155 angesaugt werden. Im Brennerrohr 15, 16 wird der Rohreinlass 90 hin zum Rohrauslass 95 der Brennstoff und ggf. zusätzlich der Reaktionspartner des Brennstoffs geführt und mit dem Brennstoff vermengt. Der Brennstoff tritt entweder alleine oder zusammen mit dem Reaktionspartner an dem Rohrauslass 95 oberseitig aus.
  • Figur 4 zeigt eine Draufsicht auf die in den Figuren 1 bis 3 gezeigte erste Platte 40. In der ersten Platte 40 sind mehrere parallel zueinander angeordnete erste Öffnungen 110 vorgesehen. Ferner sind zweite Öffnungen 125 in der ersten Platte 40 vorgesehen. Ferner ist angrenzend an zwei Ecken 145 der Platte 40 und angrenzend an die erste Öffnung 110 jeweils eine dritte Öffnung 140 in der ersten Platte 40 vorgesehen. Die dritte Öffnung 140 ist dabei identisch zu der zweiten Öffnung 125 ausgebildet. Dabei sind die zweiten Öffnungen in y-Richtung jeweils auf Höhe der angrenzend angeordneten ersten Öffnung 110 angeordnet, während die dritte Öffnung 140 in y-Richtung versetzt zu der angrenzend angeordneten ersten Öffnung 110 angeordnet ist. Die Öffnungen 110, 125, 140 verbinden fluidisch den ersten Innenraumabschnitt 45 mit dem zweiten Innenraumabschnitt 50.
  • Die ersten Öffnungen 110 sind dabei schlitzförmig ausgebildet. Die zweite und dritte Öffnung 125, 140 ist kreisförmig ausgebildet. Alternativ wäre auch denkbar, dass die zweite und/oder dritte Öffnung 125 einen andersartigen Querschnitt, insbesondere einen ovalen, einen rechteckförmigen oder einen schlitzförmigen Querschnitt, aufweist.
  • Die erste Platte 40 weist in x-Richtung eine erste Erstreckung I1 auf. Die erste Öffnung 110 weist eine zweite Erstreckung I2 auf. Dabei beträgt die zweite Erstreckung I2 wenigstens 70 Prozent, vorzugsweise wenigstens 80 Prozent der Erstreckung I1 der ersten Platte 40. Die zweite Erstreckung I2 ist jedoch kleiner als 90 Prozent der ersten Erstreckung I1. In der Ausführungsform weist die erste Öffnung 110 in y-Richtung eine erste Breite und die zweite Öffnung 125 bzw. dritte Öffnung 140 eine zweite Breite auf. Die erste Breite entspricht dabei der zweiten Breite und weist einen Wert auf, der in einem Bereich von 1 mm bis 5 mm, vorzugsweise 2 mm bis 4 mm, insbesondere 3,3 mm bis 3,7 mm, liegt.
  • Die Brennerrohre 15, 16 weisen eine Mittelebene 114 auf. Dabei erstreckt sich die Mittelebene 114 der Brennerrohre 15 im Wesentlichen in einer xz-Ebene mittig bezogen auf eine maximale Erstreckung des Brennerrohrs 15, 16 in x-Richtung. Dabei sind die ersten Öffnungen 110 parallel zu der Mittelebene 114 der Brennerrohre 15 bzw. den Brennerrohren 15, 16 selbst ausgerichtet. Die erste Öffnung 110 weist dabei einen ersten seitlichen Versatz 130 (y-Richtung) zu dem angrenzend oberhalb (z-Richtung) an die erste Öffnung 110 angeordneten Brennerrohr 15 bzw. zu der Mittelebene 114 auf. Die zweite Öffnung 125 weist einen zweiten seitlichen Versatz 135 (y-Richtung) zu dem Brennerrohr 15 bzw. zu der Mittelebene 114 auf. Der erste Versatz 130 bzw. der zweite Versatz 135 sind dabei derart gewählt, dass die ersten bzw. zweiten Öffnungen 110, 125 mittig, bezogen auf eine Projektion der Brennerrohre 15, 16 auf die erste Platte, zwischen den Brennerrohren 15, 16 angeordnet sind.
  • Das Gehäuse 20 weist eine zum Innenraum 35 hin gewandte erste Seitenfläche 115 und eine zum Innenraum 35 hin gewandte und gegenüberliegend zur ersten Seitenfläche 115 angeordnete zweite Seitenfläche 120 auf. Die Seitenflächen 115, 120 erstrecken sich in der xz-Ebene und sind beispielhaft senkrecht zur Gehäusewand 105 angeordnet. Dabei weist die erste Öffnung 110 in y-Richtung zu den angrenzenden an die erste Öffnung 110 angeordneten ersten bzw. zweiten Seitenflächen 115, 120 einen ersten Abstand a1 auf, der der Hälfte eines Abstands a2 der Mittelebene 114 des angrenzend an die Seitenfläche 115, 120 angeordneten Brennerrohrs 15 beträgt. Die dritte Öffnung 140 weist einen dritten Versatz 150 (y-Richtung) auf, der unterschiedlich zum ersten Versatz 130 ist. Dabei ist der dritte Versatz 150 vorteilhafterweise geringer als der erste Versatz 130 der direkt an die Seitenfläche 115, 120 angrenzenden ersten Öffnung 110. Dabei ist der erste Versatz 130 um 1 mm bis 5 mm größer als der dritte Versatz 150.
  • Durch den Versatz 130, 135, 140 der Öffnungen 110, 125, 140 ist eine Anzahl der ersten Öffnungen 110 bzw. eine Summe der zweiten und dritten Öffnungen 125, 140 beispielhaft um eins größer als eine Anzahl der Brennerrohre 15, 16. Selbstverständlich ist auch denkbar, dass die ersten Öffnungen 110 in y-Richtung direkt unter den Brennerrohren 15, 16 angeordnet sind. Auch ist eine andere Anordnung der ersten Öffnungen 110 zueinander und zu den Brennerrohren 15, 16 denkbar. Selbstverständlich ist ferner denkbar, dass beispielsweise gegenüber der in Figur 4 gezeigten Anzahl von Öffnungen 110, 125, 140 eine andere Anzahl von Öffnungen 110, 125, 140 vorgesehen ist. Auch ist denkbar, dass auf die zweiten bzw. dritten Öffnungen 125, 140 verzichtet wird. Auch ist denkbar, dass die ersten Öffnungen 110 in unregelmäßigem Abstand zu den Brennerrohren 15 angeordnet sind.
  • Im Betrieb des Brenners 10 wird über das Gebläse 70 ein Fluid mit dem Reaktionspartner aus der Umgebung 155 angesaugt und in den Kanal 75 gefördert. Über den Kanal 75 tritt das Fluid über den ersten Einlass 65 in den zweiten Innenraumabschnitt 50 ein. Aufgrund des Gebläses 70 ergeben sich dabei an der ersten Platte 40 Strömungskonzentrationen. Das Fluid tritt über die Öffnungen 110, 125, 140 in den ersten Innenraumabschnitt 45 ein. Durch die Ausgestaltung der ersten Öffnungen 110 und zum anderen durch den dritten Versatz 150 der dritten Öffnungen 140 zu den ersten und zweiten Öffnungen 110, 125 werden die Strömungskonzentrationen ausgeglichen. Dadurch ist es möglich, gegenüber bekannten Brennern Strömungsvariationen im Gehäuse 20 um 30 Prozent zu reduzieren. Ferner kann eine Abweichung von einer mittleren Strömungsrate durch die Öffnungen 110, 125, 140 auf unter 10 Prozent gehalten werden.
  • Das durch die Öffnungen 110, 125, 140 strömende Fluid strömt entlang der Brennerrohre 15, 16 in Richtung des Auslasses 60 des Gehäuses 20. Dabei interagiert es mit aus dem Rohrauslass 95 strömenden Brennstoff - (Fluid-) Gemisch. Durch die gleichmäßige Strömungsgeschwindigkeit des durch den ersten Innenraumabschnitt 45 strömenden Fluids kann bei Entzündung einer Flamme 160 oberhalb der Brennerrohre 15,16 die Flamme 160 verbessert stabilisiert werden und die Verbrennung der Flamme 160 verbessert werden. Insbesondere werden durch die gleichmäßige Verteilung einer Geschwindigkeit des durch den ersten Innenraumabschnitt 45 strömenden Fluids kalte und heiße Punkte in der Flamme 160 vermieden, sodass CO-Konzentrationen in der Flamme 160 vermieden werden und somit insgesamt die CO-Emissionen reduziert werden. Dieser Effekt ist insbesondere unabhängig von der Ausgestaltung des Auslasses 60 und der Ausgestaltung der Brennerrohre 15. Ferner werden Turbulenzen im ersten Innenraumabschnitt 45 vermieden, die ggf. die NOx negativ beeinträchtigen könnten.
  • Durch die Ausgestaltung des Brenners 10, insbesondere der ersten Platte 40, kann ein besonders effizienter und schadstoffarmer Brenner 10 bereitgestellt werden, der über einen breiten Geschwindigkeitsbereich einer Fluidströmung durch das Gehäuse 20 optimal agiert.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass die oben beschriebene Ausgestaltung des Brenners 10 beispielhaft ist. Ferner wird darauf hingewiesen, dass der Brenner 10 in seiner Anwendung für eine Warmwasseraufbereitung zwar optimiert ist, aber selbstverständlich auch andere Aufgaben übernehmen kann. Jedoch ist der in den Figuren 1 bis 4 beschriebene Brenner 10 insbesondere für Durchlauferhitzer besonders gut geeignet.

Claims (9)

  1. Brenner (10) für eine Warmwasserstation
    - aufweisend ein Gehäuse (20) mit einer Platte (40),
    - wobei die Platte (40) einen Innenraum (35) des Gehäuses (20) in einen ersten Innenraumabschnitt (45) und einen zweiten Innenraumabschnitt (50) aufteilt,
    - dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Platte (40) wenigstens eine schlitzförmig ausgestaltete erste Öffnung (110) aufweist, die den ersten Innenraumabschnitt (45) mit dem zweiten Innenraumabschnitt (50) fluidisch verbindet.
  2. Brenner (10) nach Anspruch 1,
    - wobei ein Brennerrohr (15, 16) vorgesehen ist,
    - wobei das Brennerrohr (15, 16) in dem ersten Innenraumabschnitt (45) des Gehäuses (20) angeordnet ist,
    - wobei das Brennerrohr (15, 16) einen Rohrauslass (95) und das Gehäuse (20) einen Auslass (60) aufweist,
    - wobei der Rohrauslass (95) in dem Auslass (60) des Gehäuses (20) mündet,
    - wobei die Platte (40) angrenzend auf einer zum Rohrauslass (95) gegenüberliegenden Seite des Brennerrohrs (15, 16) angeordnet ist.
    - wobei die erste Öffnung (110) vorzugsweise parallel zu dem Brennerrohr (15, 16) ausgerichtet und/oder die erste Öffnung (110) einen ersten seitlichen Versatz (130) zu dem Brennerrohr (15, 16) aufweist.
  3. Brenner (10) nach Anspruch 1 oder 2,
    - wobei die Platte (40) wenigstens eine zweite Öffnung (125, 140) aufweist,
    - wobei die zweite Öffnung (125, 140) angrenzend an die erste Öffnung (110) angeordnet ist,
    - wobei die zweite Öffnung (125, 140) vorzugsweise einen kreisförmigen oder ovalen Querschnitt aufweist.
  4. Brenner (10) nach Anspruch 2 oder 3,
    - wobei ein weiteres Brennerrohr (16) vorgesehen ist,
    - wobei das weitere Brennerrohr (16) beabstandet zu dem Brennerrohr (15) in dem ersten Innenraumabschnitt (45) angeordnet ist,
    - wobei die erste Öffnung (110) mittig zwischen den Brennerrohren (15, 16) angeordnet ist.
  5. Brenner (10) nach Anspruch 3 oder 4,
    - wobei die zweite Öffnung (125, 140) einen zweiten seitlichen Versatz (135) zu dem Brennerrohr (15, 16) aufweist,
    - wobei der zweite seitliche Versatz (135) identisch zu dem ersten seitlichen Versatz (130) oder unterschiedlich zu dem ersten seitlichen Versatz (130) ist.
  6. Brenner (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die erste Öffnung (110) die gleiche Breite aufweist wie die zweite Öffnung (125, 140).
  7. Brenner (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die erste Öffnung (110) eine Breite mit einem Wert aufweist, der in einem Bereich von 1 mm bis 5 mm, vorzugsweise 2 mm bis 4 mm, insbesondere 3,3 mm bis 3,7 mm, liegt.
  8. Brenner (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    - wobei die Platte (40) eine erste Erstreckung (I1) und die erste Öffnung (110) eine zweite Erstreckung (I2) aufweist,
    - wobei die zweite Erstreckung (I2) einen Wert aufweist, der wenigstens 70 Prozent der ersten Erstreckung (I1), vorzugsweise wenigstens 80 Prozent der ersten Erstreckung (I1) und/oder vorzugsweise kleiner 90 Prozent der der ersten Erstreckung (I1) beträgt.
  9. Brenner (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    - wobei das Gehäuse (20) wenigstens einen ersten Einlass (65) und wenigstens einen zweiten Einlass (85) aufweist,
    - wobei der zweite Einlass (85) angrenzend an die Platte (40) angeordnet und mit dem zweiten Innenraumabschnitt (45) verbunden ist,
    - wobei der erste Einlass (65) gegenüberliegend zu der Platte (40) angeordnet und mit dem zweiten Innenraumabschnitt (50) verbunden ist.
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