Die Erfindung betrifft einen Brennerkopf für einen Gasbrenner einer Gaskochstelle, mit einem Brennerkopfunterteil und einem Brennerkopfoberteil, wobei sich zwischen dem Brennerkopfunterteil und dem Brennerkopfoberteil ein Gasmischraum befindet, wobei das Brennerkopfoberteil an einer äußeren Umfangsfläche Gasaustrittsöffnungen aufweist, die mit dem Gasmischraum verbunden sind, und wobei sich unterhalb der Gasaustrittsöffnungen ein Ringspalt befindet, der mit dem Gasmischraum verbunden ist.

Gasbrenner der genannten Art werden in Gaskochstellen, d.h. in Standherden und in Gasmulden eingesetzt. Der Gasbrenner besitzt einen Brennerkopf, der sich sichtbar oberhalb einer Kochstellenabdeckung befindet, und ein Brennerunterteil, welches nicht sichtbar unter der Kochstellenabdeckung angeordnet ist. Im Bereich des Brennerunterteils befindet sich eine Gasdüse, mit der dem von einer Gasleitung ankommendem Gasstrom Primärluft zugemischt wird. Der im Inneren des Brennerkopfes, zwischen dem Brennerkopfoberteil und dem Brennerkopfunterteil befindliche Gasmischraum ist so gestaltet, dass eine möglichst gute Durchmischung von Gas und Primärluft stattfindet. Die Gasflammen, welche die zum Kochen erforderliche Hitze erzeugen, entstehen an den Gasaustrittsöffnungen, die über Bohrungen mit dem Gasmischraum verbunden sind. Die Leistung des Gasbrenners wird über die Menge des pro Zeiteinheit aus den Gasaustrittsöffnungen ausströmenden Gas-Luft-Gemisches gesteuert.

Insbesondere während des Betriebs des Gasbrenners mit maximaler Leistung, wenn die Ausströmgeschwindigkeit des Gas-Luft-Gemisches aus den Gasaustrittsöffnungen maximal ist, besteht die Gefahr eines Abhebens der Gasflammen von den Gasaustrittsöffnungen. Um dies zu verhindern, ist es bekannt, unterhalb der Gasaustrittsöffnungen einen Ringspalt vorzusehen, aus dem während des Betriebs des Brenners kontinuierlich Gas-Luft-Gemisch mit einer geringen Strömungsgeschwindigkeit austritt und so im Bereich des Ringspalts eine Halteflamme entsteht. Die Halteflamme verhindert ein Abheben der Gasflammen von den Gasaustrittsöffnungen, indem die Halteflammen das aus den Gasaustrittsöffnungen austretende Gas bereits direkt an der Gasaustrittsöffnung entzündet.

In der DE 33 46 929 A1 ist ein Brenneroberteil für eine Gaskochstelle zum Aufsetzen an ein Brennerrohr offenbart, bei dem eine ringförmige Schürze unterhalb von einem Einschnitt am Brenneroberteil vorgesehen ist. Durch den Einschnitt tritt Gas für Hilfsgasflammen aus.

Die DE 19 33 609 U zeigt einen Gasbrenner mit einem Brennerkopf, der einen Steg mit Gasaustrittsöffnungen als Hauptbrenner umfasst, wobei unterhalb des Steges innerhalb des Brennerkopfes ein kreisförmiger Raum vorgesehen ist. Der kreisförmige Raum ist über einen Schlitz nach außen offen und bildet einen Hilfsbrenner.

Bei Gasbrennern des Standes der Technik ist der Ringspalt für die Halteflamme durch einen definierten Spalt zwischen Brennerkopfunterteil und Brennerkopfoberteil gebildet. Sowohl das Brennerkopfunterteil als auch das Brennerkopfoberteil sind damit fortlaufend in Kontakt mit der Halteflamme und müssen daher aus hoch temperaturbeständigem Material hergestellt werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Brennerkopf zur Verfügung zu stellen, der zumindest teilweise aus kostengünstigeren, weniger temperaturbeständigen Materialien herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Ringspalt als eine in das Brennerkopfoberteil eingearbeitete Nut ausgeführt ist. Der Ringspalt ist damit vollständig in dem Brennerkopfoberteil gebildet. Die Halteflamme tritt damit ausschließlich mit dem Brennerkopfoberteil in Kontakt, nicht aber mit dem Brennerkopfunterteil. Die den Ringspalt bildende Nut ist beispielsweise durch Drehen oder Fräsen in das Brennerkopfoberteil eingearbeitet.

Zweckmäßigerweise ist der Ringspalt radial von außen in das Brennerkopfoberteil eingearbeitet. Damit erstreckt sich der Ringspalt waagrecht von der Außenseite des Brennerkopfoberteils nach innen.

Die Gasversorgung der Halteflamme erfolgt dadurch, dass der Ringspalt über mehrere Bohrungen mit dem Gasmischraum verbunden ist.

Hierfür sind mindestens sechs Bohrungen, vorzugsweise mindestens zwölf Bohrungen vorgesehen. Mit dieser Anzahl an Bohrungen ist eine gleichmäßige Versorgung der am Ringspalt brennenden Halteflamme mit Gas-Luft-Gemisch gewährleistet.

Eine gleichmäßige Durchströmung des Ringspalts mit Gas-Luft-Gemisch ist auch dadurch gewährleistet, dass die Bohrungen von unten in den Ringspalt münden. Das Gas-Luft-Gemisch wird nach dem Eintritt mindestens einmal umgelenkt, bevor es durch den Ringspalt austritt.

Fertigungstoleranzen hinsichtlich der Tiefe des Ringspalts und/oder der Position der Bohrungen werden dadurch ausgeglichen, dass die Tiefe des Ringspalts größer ist als der maximale Abstand zwischen einer Mündung der Bohrung in den Ringspalt und einer Außenkante des Ringspalts. Zusätzlich unterstützt diese Geometrie eine gleichmäßige Verteilung des Gas-Luft-Gemisches im Ringraum.

Das Brennerkopfoberteil liegt mit einer Auflagefläche, die sich radial außerhalb der Bohrungen befindet, auf dem Brennerkopfunterteil auf. Die genannte Auflagefläche ist in Umfangsrichtung geschlossen und verhindert das Austreten von Gas-Luft-Gemisch durch die Trennfuge zwischen Brennerkopfunterteil und Brennerkopfoberteil. Die Bohrungen befinden sich radial innerhalb der Auflagefläche, sodass Gas-Luft-Gemisch aus dem Gasmischraum in die Bohrungen eintreten kann.

Es ist erforderlich, dass das Brennerkopfoberteil aus einem Material ausgeführt ist, das eine Hitzebeständigkeit von mehr als 700° C besitzt.

Mit besonderem Vorteil ist das Brennerkopfoberteil aus einer Messinglegierung ausgeführt. Messinglegierungen zeichnen sich durch eine hohe Temperaturbeständigkeit aus, besitzen jedoch eine große spezifische Masse und sind vergleichsweise teuer.

Das Brennerkopfunterteil ist aus einem Material ausgeführt, das eine Hitzebeständigkeit von weniger als 700° C besitzt. Dies ist erfindungsgemäß dadurch möglich, dass das Brennerkopfunterteil keinen direkten Kontakt zu einer Gasflamme aufweist.

Mit besonderem Vorteil ist das Brennerkopfunterteil aus einer Aluminiumlegierung ausgeführt. Aluminiumlegierungen besitzen eine geringe spezifische Masse und sind vergleichsweise kostengünstig.

Gemäß einer besonders zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung ist das Brennerkopfoberteil ringförmig ausgeführt und ist in der Mitte des Brennerkopfoberteils ein Innenbrenner angeordnet. Das ringförmige Brennerkopfoberteil wird dann als Außenbrenner bezeichnet. Brenner dieser Bauart weisen einen ersten Flammenring am Innenbrenner und ein oder zwei weitere Flammenringe am Außenbrenner auf. Wenn der Innenbrenner und der Außenbrenner unabhängig voneinander mit Gas versorgt werden, wird der Brenner als Zweikreisbrenner bezeichnet. Wenn bei einem Zweikreisbrenner nur eine geringe Heizleistung benötigt wird, brennt ausschließlich der Innenbrenner. Sobald die geforderte Heizleistung über die maximale Brennerleistung des Innenbrenners hinaus geht, wird der Außenbrenner zugeschaltet.

Der Innenbrenner weist ein Innenbrenneroberteil mit Gasaustrittsöffnungen auf. An diesen Gasaustrittsöffnungen brennen während des Betriebs die Gasflammen des Innenbrenners.

Bei einem als Zweikreisbrenner ausgeführten Gasbrenner sind die Gasaustrittsöffnungen des Innenbrenners mit einem weiteren Gasmischraum verbunden. Die Gasmischräume des Innenbrenners und des Außenbrenners sind also voneinander getrennt.

Mit besonderem Vorteil ist ein Brennerkopfzwischenteil vorgesehen, das auf dem Brennerkopfunterteil aufliegt, wobei das Innenbrenneroberteil auf dem Brennerkopfzwischenteil aufliegt. Das Brennerkopfunterteil stellt ein gemeinsames Bauteil des Außenbrenners und des Innenbrenners dar. Das Brennerkopfzwischenteil verbindet das Brennerkopfunterteil mit dem Brennerkopfoberteil und mit dem Innenbrenneroberteil. Die Gasmischräume des Außenbrenners und des Innenbrenners sind durch das Brennerkopfzwischenteil voneinander getrennt.

Zwischen dem Innenbrenneroberteil und dem oberen Brennerkopfzwischenteil ist ein Ringspalt gebildet, der mit einem Gasmischraum des Innenbrenners verbunden ist. An diesem Ringspalt tritt während des Betriebs des Innenbrenners eine geringe Gasmenge aus, sodass an dem Ringspalt die Halteflamme des Innenbrenners entsteht.

Mit besonderem Vorteil ist das Brennerkopfzwischenteil zweiteilig ausgeführt und weist ein oberes und ein unteres Teil auf. Diese beiden Teile können aus unterschiedlichen Materialien ausgeführt sein.

Das Innenbrenneroberteil und das obere Brennerkopfzwischenteil sind aus einem Material ausgeführt, das eine Hitzebeständigkeit von mehr als 700° C besitzt. Sowohl das Innenbrenneroberteil als auch das Innenbrennerzwischenteil haben einen direkten Kontakt mit der Halteflamme, sodass eine ausreichende Hitzebeständigkeit beider Bauteile erforderlich ist.

Das Innenbrenneroberteil und das obere Brennerkopfzwischenteil sind jeweils aus einer Messinglegierung ausgeführt.

Gemäß einer zusätzlichen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das obere Brennerkopfzwischenteil mindestens einen Fortsatz mit einem Überzündschlitz auf, welcher sich von dem Innenbrenner in Richtung des Brennerkopfoberteils erstreckt. Der an dem Fortsatz angeordnete Überzündschlitz dient dazu, die Flamme des Innenbrenners in Richtung des Außenbrenners zu transportieren. Der Fortsatz ist jedoch so bemessen, dass zwischen dem Fortsatz und dem Brennerkopfoberteil des Außenbrenners noch ein deutlicher Zwischenraum bleibt. In diesem Abstand kann beispielsweise ein Thermoelement angeordnet werden, mit dem das Vorhandensein einer Flamme am Innenbrenner detektiert wird.

Weiter besitzt das Brennerkopfoberteil einen Überzündschlitz, welcher sich radial von innen nach außen erstreckt und den Gasmischraum mit der Oberseite des Brennerkopfoberteils verbindet. Dieser Überzündschlitz dient dazu, die Flamme vom Innenbrenner zu den Gasaustrittsöffnungen am Außenumfang des Brennerkopfoberteils des Außenbrenners zu transportieren, sobald dieser mit Gas-Luft-Gemisch versorgt wird.

Die Zündung des Außenbrenners wird beschleunigt, wenn der Überzündschlitz im Brennerkopfoberteil in Verlängerung eines der Überzündschlitze des Innenbrenners angeordnet ist.

Das Zündverhalten des Außenbrenners kann weiter verbessert werden, wenn der Überzündschlitz im Brennerkopfoberteil im Bereich seines radial inneren Endes eine im Wesentlichen vertikale Bohrung aufweist, die den Gasmischraum mit der Oberseite des Brennerkopfoberteils verbindet. Der Durchmesser der vertikalen Bohrung ist größer als die Breite des Überzündschlitzes. Die Bohrung stellt sicher, dass der Überzündschlitz auch an seinem inneren Ende ausreichend mit Gas-Luft-Gemisch gefüllt ist.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigt

Figur 1

einen erfindungsgemäßen Brennerkopf in perspektivischer Ansicht,

Figur 2

die Bauteile des Brennerkopfes im Einzelnen,

Figur 3

einen Querschnitt durch den Brennerkopf,

Figur 4

ein Detail des Brennerkopfoberteils.

Figur 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Brennerkopf in perspektivischer Ansicht. Zu erkennen sind folgende Bestandteile. Ein Brennerkopfunterteil 1, ein Brennerkopfoberteil 2 eines Außenbrenners, ein Brennerkopfoberteil 3 eines Innenbrenners, ein oberes Brennerkopfzwischenteil 4, ein unteres Brennerkopfzwischenteil 14 sowie eine Zündelektrode 5.

Das Brennerkopfoberteil 2 des Außenbrenners weist an seiner äußeren Umfangsfläche zahlreiche Gasaustrittsöffnungen 6 auf. Weitere Gasaustrittsöffnungen 7 befinden sich an der geneigten Innenfläche des ringförmigen Brennerkopfoberteils 3. An den Gasaustrittsöffnungen 6, 7 entstehen während des Betriebs des Brenners die Gasflammen, mit denen die zum Kochen erforderliche Hitze erzeugt wird. Die Brennerkopfzwischenteile 4, 14 definieren getrennte Gasmischräume für den Innenbrenner und für den Außenbrenner. Die Gasmischräume sind so gestaltet, dass der von unten eintretende Gas-Luft-Strom möglichst gut durchgemischt wird.

Unterhalb der Gasaustrittsöffnungen 7 ist in das Brennerkopfoberteil 3 ein nutförmiger Ringspalt 8 eingearbeitet. Durch diesen Ringspalt 8 tritt während des Betriebs des Brenners fortlaufend eine geringe Menge an Gas-Luft-Gemisch aus. An dem Ringspalt 8 brennt dadurch eine kleine Halteflamme. Diese Halteflamme dient dazu, ein Abheben der an den Gasaustrittsöffnungen 6 brennenden Flammen zu verhindern, indem die Halteflamme den aus den Gasaustrittsöffnungen austretenden Gas-Luft-Strom fortlaufend bereits kurz hinter der jeweiligen Gasaustrittsöffnung 6 entzündet.

Das Brennerkopfoberteil 3 des Innenbrenners weist ebenfalls Gasaustrittsöffnungen 9 und einen darunter angeordneten Spalt 10 für eine Halteflamme auf. Der Spalt 10 ist zwischen dem Innenbrenneroberteil 3 und dem Innenbrennerzwischenteil 4 ausgebildet.

Die Zündung der Flammen am Innenbrenner erfolgt mittels der Zündelektrode 15. Um die Flammen an den Gasaustrittsöffnungen 6 des Außenbrenners zu entzünden, weist das Brennerkopfoberteil 2 einen Überzündschlitz 11 auf. Aus dem Überzündschlitz 11 tritt während des Betriebs des Außenbrenners eine geringe Menge an Gas-Luft-Gemisch aus, sodass entlang des Überzündschlitzes 11 eine kleine Flamme brennt, die vom Innenbrenner entzündet wird und sich bis in den Bereich der Gasaustrittsöffnungen 6 erstreckt. Im Bereich seines radial inneren Endes weist der Überzündschlitz 11 eine Bohrung 12 auf, die das Austreten von Gas-Luft-Gemisch an dieser Stelle erleichtert.

Ein weiterer Überzündschlitz 21 an dem oberen Brennerkopfzwischenteil 4 dient dazu, die Flamme des Innenbrenners definiert nach außen zu führen. Damit wird erreicht, dass ein im Bereich des äußeren Endes des Überzündschlitzes 21 angeordnetes Thermoelement von der Flamme des Innenbrenners schnell aufgeheizt wird. Eine schnelle Übertragung der Flamme des Innenbrenners auf den Außenbrenner wird dadurch erreicht, dass der Überzündschlitz 11 am Brennerkopfoberteil 2 in Verlängerung eines der Überzündschlitze 21 angeordnet ist.

In Figur 2 sind die Bauteile des Brennerkopfes gemäß Fig. 1 im einzelnen dargestellt. Mit Schrauben 16 ist angedeutet, dass das Brennerkopfunterteil 1 im montierten Zustand mit dem untere Brennerkopfzwischenteil 14 verschraubt ist. Mit Schrauben 17 ist das untere Brennerkopfzwischenteil 14 mit dem oberen Brennerkopfzwischenteil 4 verschraubt. Das Brennerkopfoberteil 2 ist auf das Brennerkopfunterteil 1 lose aufgesetzt, ebenso wie das Innenbrenneroberteil 3 auf das obere Brennerkopfzwischenteil 4.

Das Brennerkopfoberteil 2, das Innenbrenneroberteil 3 und das obere Brennerkopfzwischenteil 4 sind aus einer Messinglegierung mit einer Temperaturbeständigkeit von über 700° C ausgeführt, während das untere Brennerkopfzwischenteil 14 und das Brennerkopfunterteil aus einer kostengünstigen und leichten Aluminiumlegierung gefertigt sind.

Ein Querschnitt des Brennerkopfes ist in Figur 3 dargestellt. Zu erkennen ist hier insbesondere der umlaufende Ringspalt 8 für die Halteflamme des Außenbrenners. Die Gasversorgung des Ringspalts 8 erfolgt über eine Vielzahl von über den Umfang verteilten Bohrungen 18, die den Ringspalt 8 mit dem Gasmischraum 19 des Außenbrenners verbinden. Der Strömungsweg des Gas-Luft-Gemisches in den Ringspalt 8 ist mit Pfeilen verdeutlicht.

Weiter ist der Ringspalt 10 für die Halteflamme des Innenbrenners zu erkennen. Dieser Ringspalt 10 ist dadurch gebildet, dass die äußeren Umfangsflächen des oberen Brennerkopfzwischenteils 4 und des Innenbrenneroberteils 3 geringfügig voneinander beabstandet sind. Der Ringspalt 10 des Innenbrenners ist mit dem Gasmischraum 20 des Innenbrenners verbunden.

In Figur 4 ist der Ringspalt 8 des Außenbrenners im Detail dargestellt. Der Ringspalt 8 ist als Nut spanend in das Brennerkopfoberteil 2 eingearbeitet und Besitzt die Höhe H und die Tiefe S. Der maximale Abstand Bohrungen 18 von der Außenfläche des Brennerkopfoberteils 2 ist das Maß L. Die Tiefe s ist größer als das Maß L, so dass auch bei möglicherweise auftretenden Fertigungstoleranzen alle Bohrungen 18 mit vollem Querschnitt in den Ringspalt 8 münden.