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EP 0 314 897 A1 |
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EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG |
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Veröffentlichungstag: |
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10.05.1989 Patentblatt 1989/19 |
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Anmeldetag: 07.09.1988 |
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Internationale Patentklassifikation (IPC)4: F23D 14/14 |
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Benannte Vertragsstaaten: |
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AT CH DE FR GB IT LI NL |
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Priorität: |
31.10.1987 DE 8714532 U
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Anmelder: Ruhrgas Aktiengesellschaft |
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45117 Essen (DE) |
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Erfinder: |
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- Jannemann, Theo, Dipl.-Phys.
D-4270 Dorsten (DE)
- Berg, Hans
D-4390 Gladbeck (DE)
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Vertreter: Louis, Walter (DE) et al |
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Stubertal 3 D-45149 Essen D-45149 Essen (DE) |
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Entgegenhaltungen: :
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Überstöchiometrisch vormischender Gasbrenner für Gasheizgeräte |
(57) Der überstöchiometrisch vormischende Gasbrenner für Gasheizgeräte besitzt als Austritt
für das Brennstoff-Luft-Gemisch eine ungekühlte, perforierte Brennerplatte (6), die
bei rechteckiger Form zylinderscha lenartig leicht gewölbt ist und entlang allen
vier Rändern im Brennergehäuse (1, 4, 5) von einer rahmenartigen Einfassung (9, 11,
12) gehalten ist, in der die Brennerplatte (6) nach allen Richtungen längenausdehnbar
beweglich ist und die die Ränder der Brennerplatte (6) rückschlagsicher abdichtend
einfaßt.
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[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen überstöchiometrisch vormischenden Gasbrenner
für Gasheizgeräte, insbesondere mit gebläseunterstützter Gemischzuführung, mit einer
die Begrenzung zwischen dem Gemischraum des Brennergehäuses und dem Brennraum des
Heizgerätes bildenden perforierten, ungekühlten Brennerplatte.
[0002] Bei solchen Gasbrennern, die beispielsweise bei Gas-Spezialheizkesseln für Gebäudeheizungen
oder auch bei Gas-Heißwasserbereitern angewendet werden, treten infolge der starken
Temperatur-Wechselbeanspruchung der ungekühlten Brennerplatte, an der die Verbrennung
bzw. Flammenbildung 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 vermeiden 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 ungekühlten Brennerplatten, mit der das Problem hoher auftretender mechanischer
Spannungen beherrscht werden konnte
[0003] Die Erfindung hat nun zur Aufgabe, eine Brennerkonstruktion zu schaffen, mit der
auch bei wünschenswerter, nicht zylindrischer Ausführung ungekühlter Brennerplatten
das Problem der Wärmespannungen und Spannungsrisse beherrscht werden kann.
[0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß in erster Linie dadurch gelöst, daß eine rechteckige
Brennerplatte zylinderschalenartig leicht gewölbt und entlang allen vier Rändern
im Brennergehäuse von einer rahmenartigen Einfassung gehalten 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 Brennerplatte 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.
[0005] 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 Gemischströmung aufgebaut wird, der mit einer gebläseunterstützten
Zuführung des Gemisches zur Brennerplatte überwunden wird. Gemäß einem vorteilhaften
weiteren Ausgestaltungsmerkmal des erfindungsgemäßen Gasbrenners ist in einem geringen
Abstand unter der Brennerplatte eine gleichartig gewölbte perforierte 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, keine Wärmespannungen
und keine Spannungsrissgefahr ausgehen können.
[0006] In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Brenners dargestellt.
Es zeigen Figur 1 eine Seitenansicht des Gasbrenners, teilweise im Längsschnitt, Figur
2 einen Querschnitt nach der Linie II-II in Figur 1.
[0007] 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 Luftgebläse
das überstöchiometrisch vorgemischte Brenngas-Luft-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 Gehäusewänden 5 einen Gemischraum
7 des Brenners und begrenzt den Gemischraum gegenüber dem Brennraum eines nicht näher
dargestellten Gasheizgerätes. Die in der Grundrißform rechteckige Brennerplatte
6 ist zylinderschalenartig leicht gewölbt und ist entlang allen vier Rändern im Brennergehäuse
mit einer rahmenartigen Einfassung befestigt, die die Brennerplatte nach allein 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 einfaßt. Für die bewegliche, rückschlagsicher abgedichtete
Einfassung der Brennplatte sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel auf dem
Brennerrahmen 4, unter Zwischenschaltung einer Dichtung 8, Halteleisten 9 angeordnet,
die Aufnahmenuten 10 aufweisen, in die die geradlinigen Längsseiten der Brennerplatte
6 hineinragen. Die bogenförmigen Stirnseiten der Brennerplatte 6 sind von bogenförmigen
nutartigen Ausnehmungen des Brennergehäuses gehalten, vorzugsweise auf ihrer Innenseite
von bogenförmigen Vorsprüngen 11 an den Gehäusewänden 5 des Brennerrahmens 4 und
außenseitig von lose anliegenden Schellen 12. In den Aufnahmenuten 10 bzw. zwischen
den Vorsprüngen 11 und den Schellen 12 ist allseitig eine Längenausdehnung der Brennerplatte
6 bei wechselnden Temperatureinwirkungen möglich, wodurch Wärmespannungen und Spannungsrisse
im Brenner vermieden werden.
[0008] Die überlappende Einfassung der Längsseiten der Brennerplatte 6 in den Aufnahmenuten
10 bzw. der Stirnseiten der Brennerplatte 6 zwischen den Vorsprüngen 11 und den Schellen
12 bewirkt gleichzeitig die rückschlagsichere Abdichrung zwischen dem Gemischraum
des Brenners und dem Brennraum des Gasheizgerätes. Vorteilhafterweise sind bei dem
dargestellten Ausführungsbeispiel metallische oder aus einem weichen feuerbeständigen
Material bestehende Dichtleisten 17 vorgesehen, welche in die Aufnahmenuten 10 einlegbar
sind, um eine einwandfrei gasdichte Abdichtung der Längsseiten der Brennerplatte 6
gegenüber dem Gemischraum 7 ohne Behinderung der Längenausdehnbarkeit der Brennerplatte
6 zu erzielen. Vorteilhafterweise sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
weiterhin zwischen den Schellen 12 und der Brennerplatte 6 bzw. in den bogenförmigen
nutartigen Ausnehmungen des Brennergehäuses weiche feuerbeständige Dichtungen 18
eingelegt, um die gasdichte Abdichtung der Brennerplatte an ihren bogenförmigen Stirnseiten
gegenüber dem Gemischraum 7 zu gewährleisten.
[0009] In einem geringen Abstand unter der Brennerplatte 6 ist eine gleichartig gewölbte
perforierte Strömungswiderstandsplatte 13 angeordnet. Diese Platte 13 dient einerseits
zur Verteilung der Gemischströmung über die Fläche der Brennerplatte 6 und erfüllt
durch beabsichtigte Erzeugung eines Strömungswiderstandes, der mit der gebläseunterstützten
Gemischzuführung überwunden wird, und durch einen damit verbundenen hohen Druckverlust
auch die Aufgabe der 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 verursachen.
Auch die Strömungswiderstandsplatte 13, die sich durch Wärmestrahlung der hoch erhitzten
Brennerplatte 6 erwärmen kann, ist nach allen Richtungen längenausdehnbar beweglich
gehalten. Die bogenförmigen Stirnseiten der Strömungswiderstandsplatte 13 sind zwischen
den die Brennerplatte 6 stützenden Vorsprüngen 11 und zusätzlich an den Gehäusewänden
5 angeordneten bogenförmigen Vorsprüngen 14 gehalten. Die geradlinigen Längsseiten
der Strömugswider standsplatte 13 greifen in Nuten 15 ein, die zwischen den Halteleisten
9 und einem nach oben versetzten Abschnitt des Brennerrahmens 4 gebildet sind. Die
allseitig längenausdehnbare Befestigung auch der Strömungswiderstandsplatte 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.
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
Brennerplatte, 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.
2. Gasbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennerplatte (6) an
ihren bogenförmigen Stirnseiten in bogenförmige nutartige Ausnehmungen des Brennergehäuses
eingreift, vorzugsweise innenseitig auf bogenförmigen Vorsprüngen (11) des Brennergehäuses
aufliegt und außenseitig von lose anliegenden Schellen (12) gehalten ist, und mit
ihren geradlinigen Längsseiten in Aufnahmenuten (10) des Brennergehäuses hineinragt.
3. Gasbrenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einem geringen
Abstand unter der Brennerplatte (6) eine gleichartig gewölbte perforierte Strömungswiderstandplatte
(13) angeordnet und an ihren Rändern nach allen Richtungen längenausdehnbar beweglich
im Brennergehäuse eingefaßt ist.
4. Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Gemischweg
des Brennergehäuses zwischen der Brennerplatte (6) bzw. der Strömungswiderstandsplatte
(13) und der Einmündungsöffnung des Brennervormischkanals (2) in das Gehäuse eine
mit Durchlaßöffnungen für die Gemischverteilung versehene Verteilplatte (16) angeordnet
ist.
5. Gasbrenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bogenförmigen nutartigen
Ausnehmungen bzw. die Schellen (12) über eine feuerbeständige weiche Dichtung (18)
an den Stirnseiten der Brennerplatte (6) anliegen und daß die Längsseiten der Brennerplatte
in den Aufnahmenuten (10) mittels in die Aufnahmenuten eingelegter metallischer
oder weicher feuerbeständiger Dichtleisten (17) abgedichtet sind.

