Überstöchiometrisch vormischender Gasbrenner für Gasheizgeräte

Abstract

 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.

Beschreibung

[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.

Ansprüche

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.

Zeichnung