DE10053877B4 - Brennerplatte für einen Gasbrenner - Google Patents

Abstract

Gasbrenner mit mehreren, im Wesentlichen parallel zueinander angeordneten Brennerelementen mit einem Mischkörper und einer dem Mischkörper zur Brennzone hin abschließenden Brennerplatte mit einer Brennerfläche, in der Gemischaustrittsöffnungen angeordnet sind, wobei die Gemischaustrittsöffnungen aus langen Schlitzen und kurzen Schlitzen bestehen, dadurch gekennzeichnet, dass die langen Schlitze (51) und die kurzen Schlitze (52) in mindestens zwei Reihen jeweils abwechselnd versetzt nebeneinander angeordnet sind, dass die langen Schlitze (51) eine Länge (L1) und die kurzen Schlitze (52) eine Länge (L2) aufweisen, dass die Länge (L2) des kurzen Schlitzes (52) etwa gleich der halben Länge (L1) bis größer als die halbe Länge (L1) des langen Schlitzes (51) ist und dass die langen Schlitze (51) jeweils bis über die Mitte der Brennerfläche (35) reichen.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Gasbrenner gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
• Aus der EP 769 656 A1 ist ein atmosphärischer Gasbrenner mit mehreren, parallel nebeneinander angeordneten Brennerelementen mit einem Mischkörper und einer Brennerplatte mit Gemischaustrittsöffnungen bekannt. Die Brennerplatte ist im Wesentlichen halbzylinderförmig gewölbte ausgeführt und als aufsteckbare Einheit mit dem Mischkörper verbunden. Die Gemischaustrittsöffnungen sind dabei als Schlitze ausgeführt, die in zwei Reihen angeordnet sind.
• Ein atmosphärischer Gasbrenner mit einer ebenen Brennerfläche mit Schlitzen und Bohrungen als Gemischdurchtrittsöffnungen geht aus DE 297 02 645 U1 hervor. Hierbei sind zwei benachbarte Schlitze versetzt zueinander angeordnet. Zusätzlich zu dem kurzen Schlitzen sind zwei Bohrungen in jeder Spalte ausgebildet.
• Aus FR 2 738 327 A3 ist ein Gasbrenner mit einer Brennerplatte mit Gemischaustrittsöffnungen bekannt, bei dem die Gemischaustrittsöffnungen aus langen Schlitzen und kurzen Schlitzen bestehen. Die Schlitze mit den unterschiedlichen Längen sind dabei in unterschiedlichen Reihen angeordnet, wobei die kurzen Schlitze in Gruppen mit dazwischenliegenden Materialstegen zusammengefaßt sind. Die langen Schlitze erstrecken sich dabei über den Materialsteg von einer Gruppe in die benachbarte Gruppe von kurzen Schlitzen.
• Ein weiterer atmosphärischer Gasbrenner mit einer Brennerplatte mit Gemischaustrittsöffnungen ist aus FR 2 777 978 A1 bekannt. Hierbei sind die schlitzförmigen Gemischaustrittsöffungen in einer wellenförmigen Verteilung angeordnet, wobei die nebeneinander liegenden Schlitze jeweils bis zur Mitte des benachbarten Schlitzes reichen.
• Vorteile der Erfindung
• Der erfindungsgemäße Gasbrenner mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass das Brenngasgemisch mit einer laminaren Strömung austritt und über die gesamte Brennerfläche eine stabile Flammenfront ausbildet, wobei eine gleichmäßige Verbrennung erzielt wird. Durch die zueinander versetzt angeordneten Schlitze bildet sich kein durchgehender Mittelsteg aus. Dadurch verringert sich die gesamte Längenausdehnung Δl bedingt durch die unterbrochene thermische Spannung, mit Δl = α·l₀·ΔT, wobei α der Wärmeausdehnungskoeffizient, l₀ die Länge der nicht unterbrochenen Stege zwischen den Schlitzen und ΔT die Temperaturdifferenz bedeuten. Daraus folgt, dass bei versetzt zueinander angeordneten Schlitzen die effektiv auftretende Längenausdehnung um vieles geringer ausfällt als bei nicht versetzten Schlitzen mit durchgehenden Stegen. Somit können die thermischen Spannung aufgrund der auftretenden Temperaturdifferenzen besser aufgefangen werden. Daraus folgt weiterhin; dass sich die Zug-/Druckspannungen ebenfalls verringern, was zu geringerer Ausdehnung und somit kleinerem Krafteintrag in vertikaler Richtung des eingespannten System von Brennerplatte und Mischkörper führt.
• Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands des Hauptanspruchs möglich. Eine besonders gleichmäßige Verbrennung wird erzielt, wenn die Schlitze entlang einer gemeinsamen Linie an den beiden gegenüberliegenden Wandabschnitten ausgerichtet sind.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. 1 zeigt eine Ansicht der Breitseite eines Brennerelements, 2 eine Schnittdarstellung durch das Brennerelement in 1 nach der Linie II-II, 3 eine Seitenansicht einer Brennerplatte, 4 eine Draufsicht auf die Brennerplatte in 3, 5 einen vergrößerten Ausschnitt X in 2, 6 eine Schnittdarstellung durch die Brennerplatte in 4 nach der Linie VI-VI und 7 eine vergrößerte Draufsicht auf einen Ausschnitt der Brennerplatte.
• Ausführungsbeispiel
• 1 zeigt ein Brennerelement 10 eines nicht näher dargestellten atmosphärischen Gasbrenners. Der atmosphärische Gasbrenner besteht aus einer Anzahl von parallel nebeneinander angeordneten Brennerelementen 10. Über die Anordnung einer entsprechenden Anzahl von Brennerelementen 10 lässt sich die Brennerleistung beliebig erhöhen. Jedes Brennerelement 10 weist einen Mischkörper 12 mit zwei Mischrohren 13 und einer Brennerplatte 15 auf. Der Mischkörper 12 wird gemäß 2 beispielsweise aus zwei schalenförmigen Blechhälften 17, 18 ausgeführt, die ein Gehäuse 19 bilden.
• Die Mischrohre 13 haben jeweils eine Lufteintrittsöffnung 21, der jeweils eine nicht näher dargestellte Gasdüse zugeordnet ist. Die Gasdüsen leiten Brenngas in die Mischrohre 13 ein, das über die Lufteintrittsöffnungen 21 Primärluft in das Mischrohr 13 mitreißt, so dass sich in den Mischrohren 13 ein Brenngas-Luft-Gemisch bildet. Zwischen den nebeneinander angeordneten Brennerelementen 10 ist ein nicht dargestellter Spalt vorhanden, durch den zusätzlich Sekundärluft in eine sich oberhalb der Brennerplatte 15 ausbildende Brennzone strömt.
• An die Mischrohre 13 schließen sich jeweils Diffusorabschnitte 24 an, die in eine gemeinsame Verteilkammer 25 münden. Zur gleichmäßigen Verteilung des Brenngas-Luft-Gemischs ist der Strömungskanal des Diffusorabschnitts 24 mit einer deltaförmigen Verengung 27 ausgebildet. Im Bereich der Verteilkammer 25 bilden die Blechhälften 17, 18 einen umlaufenden, gehäuseseitigen Wandabschnitt 29 aus (5).
• Die Brennerplatte 15 ist von einem rahmenförmigen Wandabschnitt 37 umgeben und hat eine im Wesentlichen ebene Brennerfläche 35, in die Gemischaustrittsöffnungen 16 eingebracht sind. Die Gemischaustrittsöffnungen 16 bestehen gemäß 7 aus einem langen Schlitz 51 mit einer Länge L1 und einem kurzen Schlitz 52 mit einer Länge L2. Die Schlitze 51, 52 sind dabei in zwei Reihen abwechselnd versetzt nebeneinander angeordnete, so dass in jeder Spalte jeweils ein kurzer Schlitz 52 und ein langer Schlitz 51 liegen. Die Schlitze 51, 52 sind ferner langlochförmig mit etwa halbkreisförmigen Endabschnitten ausgeführt. Die Breite beider Schlitze 51, 52 ist gleich. Die Länge L2 des kurzen Schitzes 52 ist dabei etwa gleich der halben Länge L1 bis größer als die halbe Länge L1 des langen Schlitzes 51. Zu den beiden Wandabschnitten 37 sind die Schlitze 51 und 52 entlang einer gemeinsamen Linie ausgerichtet. Dadurch kommt die Anordnung der abwechseln nebeneinander liegenden kurzen Schlitze 52 und langen Schlitze 51 in zwei Reihen zustande, wobei die langen Schlitze 51 jeweils bis über die Mitte der Brennerfläche 35 reichen. Zwischen zwei gegenüberliegenden Schlitzen 51, 52 ist ein Steg ausbildetet, dessen Breite sich dann aus der Differenz von L1 und L2 ergibt. Es sind jedoch auch Ausführungsformen von mehr als zwei Reihen von abwechselnd versetzt angeordneten Schlitzen möglich.
• In den Wandabschnitt 37 sind gemäß 5 und 6 beispielsweise zwei übereinanderliegende und nach außen weisende brennerplattenseitige Sicken 38, 38' eingearbeitet. Den Sicken 38, 38' sind gemäß 5 im gehäuseseitigen Wandabschnitt 29 des Mischkörpers 12 zwei ebenfalls nach außen weisende gehäuseseitige Sicken 39, 39' zugeordnet. Die gehäuseseitigen Sicken 39, 39' greifen im montierten Zustand von Mischkörper 12 und Brennerplatte 15 in die brennerplattenseitigen Sicken 38, 38' ein. Die Sicken 38, 38', 39, 39' sind derart aufeinander abgestimmt, dass diese im Zusammenwirken eine definierte Linienpressungen erzeugen, die jeweils Dichtkanten ausbilden. Dadurch wird in allen Betriebszuständen die geforderte Brenngasdichtheit gewährleistet. Die Sicken 38, 38', 39, 39' versteifen außerdem beide Bauteile und ermöglichen somit kleinere Toleranzen. Es sind jedoch auch Ausführungsformen denkbar, die nur mit einer Sicke auskommen oder die mehr als zwei übereinander liegende Sicken benutzen.
• Der Wandabschnitt 37 der Brennerplatte 15 weist ferner gemäß 3 beispielsweise an vier gegenüberliegenden Stellen jeweils zwei Rasthaken 40 auf, die jeweils als aus dem Wandabschnitt 37 ausgeformte Blechlaschen 41 ausgebildet sind. Die Blechlaschen 41 besitzen eine federnde Vorspannung. Das Ausformen der Blechlaschen 41 erfolgt beispielsweise durch Ausstanzen eines Blechstreifens aus dem Blech des Wandabschnitts 37 und nach innen Biegen dieses Blechstreifens.
• Die Rasthaken 40 befinden sich an Stellen, an denen die Blechhälften 17, 18 des Gehäuses 19 mit den Verengungen 27 ausgeführt sind. Durch diese Verengungen 27 bilden die Blechhälften 17, 18 jeweils zurückgesetzte Gehäuseabschnitte 32 aus. Die Blechlaschen 41 sind so weit nach innen gebogen, dass sie den zurückgesetzten Gehäuseabschnitt 32 im montierten Zustand rastend hintergreifen (5). Die federnde Wirkung der Blechlaschen 41 ermöglicht eine sichere Verbindung zwischen Mischkörper 12 und Brennerplatte 15. Darüber hinaus ermöglicht diese Art der Verbindung eine Relativbewegung zwischen Mischkörper 12 und Brennerplatte 15, wodurch ein Ausgleich bei thermischen Spannungen möglich ist.
• Um zusätzlich die Längsbewegung zwischen Brennerplatte 15 und Mischkörper 12, die auf Grund von hohen Temperaturunterschieden entstehen, zu verbessern, sind in die Wandabschnitte 37 beispielsweise Dehnschlitze 43 eingebracht (3). Die Geometrie der Dehnschlitze 43 ist so ausgeführt, dass keine Unterbrechung der Sicken 38, 38' erfolgt und somit die Dichtheitsanforderungen gewährleistet sind. Die Wandabschnitte 37 sind ferner an den beiden Schmalseiten mit jeweils einem Schlitz 45 versehen, durch den die Bördelstellen des Gehäuses 19 greifen können ( 6).

Claims (4)

1. Gasbrenner mit mehreren, im Wesentlichen parallel zueinander angeordneten Brennerelementen mit einem Mischkörper und einer dem Mischkörper zur Brennzone hin abschließenden Brennerplatte mit einer Brennerfläche, in der Gemischaustrittsöffnungen angeordnet sind, wobei die Gemischaustrittsöffnungen aus langen Schlitzen und kurzen Schlitzen bestehen, dadurch gekennzeichnet, dass die langen Schlitze (51) und die kurzen Schlitze (52) in mindestens zwei Reihen jeweils abwechselnd versetzt nebeneinander angeordnet sind, dass die langen Schlitze (51) eine Länge (L1) und die kurzen Schlitze (52) eine Länge (L2) aufweisen, dass die Länge (L2) des kurzen Schlitzes (52) etwa gleich der halben Länge (L1) bis größer als die halbe Länge (L1) des langen Schlitzes (51) ist und dass die langen Schlitze (51) jeweils bis über die Mitte der Brennerfläche (35) reichen.
2. Gasbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Reihen der Schlitze (51, 52) zu den beiden Wandabschnitten (37) hin entlang einer gemeinsamen Linie ausgerichtet sind.
3. Gasbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze (51, 52) langlochförmig mit etwa halbkreisförmigen Endabschnitten ausgeführt sind.
4. Gasbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennerfläche (35) im Wesentlichen eben ausgebildet ist.