DE1961932A1

DE1961932A1 - Gasbrenner

Info

Publication number: DE1961932A1
Application number: DE19691961932
Authority: DE
Inventors: Roger Vignes
Original assignee: Gaz de France SA
Current assignee: Engie SA
Priority date: 1968-12-11
Filing date: 1969-12-10
Publication date: 1970-11-26
Also published as: FR1600950A; NL6918437A; US3635209A; NL163618C; NL163618B; BE741149A; GB1251279A

Description

PATENTANWALT DIPL.-ING. GERD UTERMANNf gg"] 930

71 HEILBRONN, KAISERSTRASSE 84, POSTFACH II45

CNKUBAU HANDILSBANK, OKJINObIR DSR HAItMONIII O71 81/8 28X8 'THLCOR.: PATU ' KONTENi HANDELSBANK HElLBRONN AO, 23 OSO · POSTSCHECK STUTTGART 43018

Patent- und Gebrauchsmuster-Hilfs-Anmeldung S 47. 32 D 2

H 3879-Cas 72 8.Dezember 1969 Ut/Da/Ke

Anmelder: Service National dit:

GAZ DB PRAIiGE
23, rue Philibert Delorme

F-75 PARIS (17e) Frankreich

Gasbrenner

Die Erfindung betrifft einen Gasbrenner mit erhöhtem Primärluftverhältnis, insbesondere für Kochherde, mit einem Injektormischer für Atmosphärenluft, an dessen vorderes Ende sich ein eine ringförmige Yerteilungskaamer für die Mischung Yerbrennungsgas - Primärluft bildendes Gehäuse anschließt, das in geringem Abstand auf einer Halteplatte befestigt ist und mit seiner mittleren Wand einen zylindrischen Raum bildet, mit einem kronenartigen Brennerkopf, der auf die Verteilungskanuner aufgesetzt ist und diese über Schlitze mit der Außenluft verbindet und der an seinem äußeren Rand eine geringere Stärke ale an seinem

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inneren Rand besitzt, während die Stärke seines mittleren Teiles geringer ist als die der beiden Ränder, und mit einer vorzugsweise runden Heizplatte, die oberhalb des Brennerkopfes angeordnet ist und zur Aufnahme der Behälter dient, deren Inhalt erhitzt werden soll.

Die bekannten Typen von Gasbrennern besitzen im allgemeinen ein relativ geringes Primärluftverhältnis, beispielsweise in der Größenordnung von 0,5 - 0,7 bezüglich demstöchiometrischen Verhältnis des Verbrennungsgases zur Primärluft. Sie können deshalb bei Fehlen einer ausreichenden Sekundärluft keine vollständige Verbrennung von natürlichen Gasen oder Erdgasen sicherstellen. Im allgemeinen kann auch die thermische Leistung von zahlreichen Brennern nicht unter einen bestimmten, begrenzten Wert vermindert werden, der Jedoch häufig für bestimmte Kochvorgänge noch zu hoch ist, beispielsweise für ein Kochen bei schwacher - Hitze oder für ein Warmhalten von gekochten Gerichten od. dgl..

Gasbrenner der eingangs genannten Art mit erhöhtem Primärluftverhältnis (Primärluftzuführungsgrad) erlauben grundsätzlich die Verwendung von allen gasförmigen Brennstoffen, wobei das Primärluftverhältnis in der Größenordnung von 0,8 - 0,95 liegt.

Die Sekundärluftzuführung, die in diesem Fall weniger wichtig ist, wird dennoch in einer angemessenen Weise sichergestellt, da die unter Atmosphärendruck stehende Luft frei zu dem äußeren Rand des Brennerkopfes gelangen kann. Dies ist jedoch mit einer schlechten Stabilität der Flammen verbunden, insbesondere wenn die thermischen Leistungen gering bezüglich ihrer Nennleistung sind oder

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wenn die flammen Luftströmen ausgesetzt sind. Man ist daher gezwungen, in der Nähe des Brennerkopfes Zünd- und Kontrollvorrichtungen für die Flammen vorzusehen. Obwohl einige Brenner mit Platten für die Wärmeverteilung abgedeckt sind, die gleichzeitig zur Aufnahme der zu erhitzenden Gefäße dienen, sind die Zünd- und Kontrollvorrichtungen für die Flammen, die unbedeckt bleiben, häufigen Stoßen oder Verschmutzungen od. dgl. ausgesetzt, so daß die Funktion der Gasbrenner nach mehr oder wenig langer Benutzungszeit beginnt unregelmäßig oder schwierig zu werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die erwähnten Nachteile zu vermeiden und einen Gasbrenner der eingangs genannten Art zu schaffen, der geeignet ist mit allen handelsüblichen Gasen zu arbeiten und zwar bei gutem thermischen Wirkungsgrad und vollständiger Sicherheit sowohl bei sehr geringen thermischen Leistungen als auch bei starken thermischen Leistungen, wobei das Verhältnis der reduzierten, minimalen Leistung zu der Nennleistung die Größenordnung von 1 zu 15 erreichen kann.

Dies laßt sich erfindungsgemäß insbesondere bei einem Gasbrenner der eingangs genannten Art mit erhöhtem Primärluftzuführungsverhältnis dadurch erreichen, daß der Brennerkopf unter einer Schutzplatte angeordnet ist, die eine öffnung mit größerem Durchmesser als dem Durchmesser des Brennerkopfes aufweist und auf der sich die Heizplatte über ihren äußeren Rand abstützt, und daß die Oberfläche des Brennerkopfes.in der die radialen Schlitze münden, von außen zur Mitte hin abfallend geneigt ist, und daß die Schlitze sowohl an ihrem äußeren vertikalen Rand als auph' an ihrem inneren unteren Teil verschlossen und an ihrem

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inneren Rand vollständig offen sind, und daß der Brennerkopf im Bereich des mittleren Teils der Schlitze eine von seiner Oberfläche her eingearbeitete Ringnut aufweist.

Auf diese Weise ist der erfindungsgemäße Gasbrenner vollständig sowohl gegen Verschmutzungen und Schläge als auch gegen seitliche oder senkrechte Windstöße geschützt. Nichtsdestoweniger wird eine ausgezeichnete und wirtschaftliche Sekundärluft zuführung zu den Flammen des Gasbrenners durch die zu dem Brennerkopf durch den mittleren Raum des die ringförmige Verteilungskammer bildenden Gehäuses hindurch aufsteigende Frischluft sichergestellt. Die Flammen sind nicht nur in dem Bereich der normalen Leistung_/ sondern in gleicher Weise in dem Bereich einer sehr verminderten leistung sehr stabil, da in dem letzteren'Fall die Flammen sich vorzugsweise in dem mittleren Teil der Schlitze, an dem Teil der Ringnut, aufhalten, der gleichzeitig zur Führung des Gemisches von Brennstoff und Primärluft dient, das aus einem Schlitz ohne Flamme zu einem benachbarten Schlitz mit Flamme austritt, wo die Mischung sofort Feuer fängt, und auch den benachbarten Schlitz, der ohne Flamme war, entzünd e t.

Um in vorteilhafter Weise die Stabilität der Flammen zu steigern, können entsprechend der Erfindung die radialen Schlitze in dem Brennerkopf in Gruppen von wenigstens zwei dicht nebeneinander angeordneten Schlitzen zusammengefaßt sein.

Außer den bereits erwähnten Vorteilen ist noch der Vorteil aufzuzeigen, der in der Erhöhung des thermischen Wirkungsgrades und in der großen Geschmeidigkeit der Wirkung liegt. Man erhält in der Tat mit einem erfindungsgemäßen Gasbrenner einen thermischen Wirkungsgrad von 60 fo

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des oberen Heizwertes des Gases, während der thermische Wirkungsgrad der "bekannten Gasbrenner maximal in der Größenordnung von 50 fo lag. Bezüglich der Geschmeidigkeit der Arbeitsweise eines erfindungsgemäßen Gasbrenners hat man eine vollkommene Arbeitsweise feststellen können für alle thermischen Leistungen, die zwischen der Nennleistung von 3100 kcal/h und der sehr verminderten Leistung in der Größenordnung von 200 kcal/h lagen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen an einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel, welches weitere Erfindungsmerkmale zeigt, erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen vertikalen Axialschnitt durch einen erfindungsgemäßen Gasbrenner und

Pig. 2 einen Teilschnitt entsprechend !Pig. 1 in einem größeren Maßstab.

Wie in der Zeichnung dargestellt, besitzt der Gasbrenner mit erhöhtem Primärluftverhältnis einen Injektormischer für Atmosphärenluft, der aus einer Injektordüse 2a für das Verbrennungsgas und einem Venturirohr 2b besteht. Ein Gehäuse 3, welches eine ringförmige Verteilungskammer für das Gemisch aus Verbrennungsgas und Primärluft bildet, ist an das vordere Ende des Venturirohres 2b angeschlossen. Das Gehäuse 3 ist mit geringem Abstand auf einer Halteplatte 5 angeordnet und begrenzt mit seiner mittleren Wand 3a einen zylindrischen Raum oder Kamin 6. Ein kronenartig ausgebildeter Brennerkopf 7 sitzt mit einem Ansatz 7a auf dem Gehäuse 3 der Verteilungskammer 4 und ist mit

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radialen Schlitzen 8 versehen, die vollständig nach oben geöffnet sind. Der Brennerkopf und damit die Schlitze 8 besitzen an ihrem äußeren Rand 8a eine geringere Stärke bzw. 'üiefe als an ihrem inneren Hand 8b, während in dem mittleren Teil oder Bereich 8c eine geringere Stärke bzw. Tiefe vorgesehen ist, als sie an dem äußeren Rand 8a und auch an dem inneren Rand 8b vorliegt. Der Brennerkopf bzw. die Schlitze 8 verbinden die Verteilungskammer 4 mit der Außenluft. Außerdem enthält der Gasbrenner 1 noch eine runde Heizplatte 9» die außen aufgesetzt ist und zur Aufnahme der Gefäße dient, deren Inhalt aufzuheizen ist.

Im Gegensatz zu dem Stand der Technik ist der erfindungsgemäße Gasbrenner 1 dadurch gekennzeichnet, daß er unter einer Schutzplatte 10 angeordnet ist, die mit einer Öffnung 11 im Bereich des Brennerkopfes 7 versehen ist, die einen größeren Durchmesser als den äußeren Durchmesser - des Brennerkopfes 7 aufweist und die durch die Heizplatte 9 abgedeckt ist, die sieh auf der Schutzplatte 10 unter Zwischenfügung von mehreren Haltefüßen 12 abstützt, welche untereinander durch einen Yerbindungsring 15 verbunden sind. Außerdem ist die Oberfläche 7b des Brennerkopfes 7» in der die radialen Schlitze 8 münden, von außen nach innen zu der Mitte des Brennerkopfes abfallend geneigt. Außerdem ist die Oberfläche 7b in der inneren Randzone vorzugsweise progressiv derart nach unten gekrümmt, daß sie in die vertikale mittlere Wand 3a des Gehäuses 3 übergeht. Es ist außerdem wichtig, daß die radialen Schlitze 8 an ihrem äußeren vertikalen Rand 8a gänzlich geschlossen sind, beispielsweise durch den oberen ringförmigen Teil 3b des Gehäuses 3? und ebenfalls an ihrem inneren Rand 8b derart vollständig offen sind, daß sie in die mittlere Aussparung 7b des Brennerkopfes 7 münden.

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Darüber hinaus weist der Brennerkopf 7 in dem mittleren· Bereich 8c der Schlitze 8, d. h. in der Nachbarschaft des mittleren Bereiches, eine Ringnut 14 auf, die von der Oberfläche 7b des Brennerkopfes 7 aus in den Brennerkopf eingearbeitet ist, so daß in diesem Bereich 8c die Tiefe der Schlitz-e wesentlich geringer ist als die Schlitztiefe im Bereich des äußeren Randes 8a und des inneren Randes 8b. Die radialen Schlitze 8 sind darüber hinaus an ihrem unteren Ende im Bereich des inneren Randes 8b durch den Ansatz 7a verschlossen, der sich annähernd bis unter den mittleren Bereich 8c erstreckt. Dadurch stehen die Schlitze 8 mit der Verteilungskammer 4 über den Teil der unteren Fläche des Brennerkopfes 7 in Verbindung, welcher sich zwischen dem Absatz 7a und dem oberen Ringteil 3b des Gehäuses 3 befindet.

Beispielsweise können die Schlitze 8 etwa eine Breite von 1 mm, im Bereich des äußeren Randes 8a eine Tiefe von etwa 8 mm, im Bereich des inneren Randes 8b eine Tiefe von etwa 11 mm und im mittleren Bereich 8c, wo sich die Ringnut 14 befindet, eine Tiefe von etwa 3 mm aufweisen.

Es ist vorteilhaft, in dem Brennerkopf 7 die radialen Schlitze 8 in Gruppen 15 anzuordnen, bei denen wenigstens zwei Schlitze sehr dicht beieinander angeordnet sind, so daß die Flamme eines Schlitzes automatisch die Flamme des anderen Schlitzes anzündet und stabilisiert. Zwischen den Gruppen 15 der Schlitze 8 ist eine Entfernung von wenigstens dem Doppelten der Breite einer Gruppe 15 vorgesehen.

Die Heizplatte 9 besitzt auf ihrer Unterseite Rippen 9a, die vorzugsweise als Spiralen ausgebildet sind.

In dem mittleren, zylindrischen Raum oder Kamin 6 des

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Gehäuses 3 ist ein Thermostat 16 angeordnet, der sich durch die mittlere Aussparung hindurch erstreckt, die von der Oberfläche 7b des Brennerkopfes 7 gebildet wird. Der Thermostat 16 ist mit seinem Fuß auf der Halteplatte 5 befestigt. Der Fühler 16a dieses Thermostaten 16 ist derart in einem Schutzrohr 16b unter Zwischenschaltung einer Feder 16 angeordnet, daß er in dem Schutzrohr 16b gleitet und sich frei axial bewegen kann. Der Fühler 16a kann durch ein zentrales Loch 9b der Heizplatte 9 hindurchdringen und leicht über die Oberfläche der Heizplatte 9 ragen, wenn die Feder 16c entspannt ist oder wenn eine Ringsohulter 16d, an der sich das obere Ende der Feder 16c abstützt, an einem geeignet · auf der Innenseite des Schutzrohres 16b befestigten Anschlag anliegt.

Das Gehäuse 3 der Verteilungskammer 4 weist einen größeren äußeren Durchmesser als die Öffnung 11 der Schutzplatte 10 auf und besitzt einen horizontalen ringförmigen Teil 3c, an den sich der obere vertikale Teil 3b anschließt. Auf diesem oberen, horizontalen Teil 3c ist das vordere Ende eines Zündrohres 17 angeordnet, das unterhalb der Schutzplatte 10 liegt. Der Schlitz 8 oder die Gruppe 15 von Schlitzen, die dem Zündrohr 17 gegenüberliegen, sind mit diesem über ihren äußeren Rand 8a verbunden. Auf diese Weise kann das Gemisch aus Verbrennungsgas und Primärluft aus diesem Schlitz 8 oder der Gruppe 15 austreten und leicht in das Zündrohr 17 eintreten. An der Stelle des Schlitzes 8 oder der Gruppe 15t die dem Zündrohr gegenüberliegt, besitzt der obere, vertikale Teil 3b des Gehäuses 3 einen oder mehrere vertikale Einschnitte 18, die in Verlängerung mit dem Schlitz 8 oder der Gruppe 15 liegen.

In Fig. 2 ist in größerem Maßstab ein Teil eines erfindungsgemäßen Gasbrenners dargestellt, bei dem die mit den

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in Fig. 1 dargestellten Teilen identischen Teile die gleichen Bezugsziffern tragen.

Man sieht namentlich in Pig. 2 an der Stelle des Schlitzes 8, durch den der Axialschnitt läuft, die Flamme 19» die aus diesem Schlitz 8 herauskommt. Die Flamme 19 besitzt einen Teil 19a von geringer Höhe über der Oberfläche 7b des Brennerkopfes 7» welcher im allgemeinen "grüner Kern" genannt wird. Die Flamme besitzt außerdem eine Fahne 19b von ziemlich großer Höhe, die sich nach außen hin beträchtlich vergrößert, ohne die Öffnung 11 zu berühren und die einen großen Teil der Strahlungsplatte oder Heizplatte 9 bestreichtiDennoch erstreckt sich die Fahne 19b nur zu einem geringen Teil über den mittleren Raum 6.

Die besondere Form der Fahne 19b ist einerseits durch die Form der Schlitze 8 und andererseits durch die Tatsache

bedingt, daß die ~ Sekundärluft im wesentlichen

von unten nach oben durch den mittleren Raum 6 gesaugt und auf Höhe des Brennerkopfes 7 nach außen abgelenkt wird.

Man kann außerdem in Fig. 2 sehen, daß an der Stelle und über der Ringnut 14 der "grüne Kern" 19a eine Ausbuchtung besitzt, die von einer stärkeren Gasversorgung durch den mittleren Bereich 8c des Schlitzes 8 verursacht wird. Überdiee ist es im Betrieb mit verminderter Gaezuführung ausschließlich der Bereich der Ringnut Η, an dem die Flammen entzündet sind. Die Flammen besitzen dann die Form eines geschlossenen Ringes. Die Ringnut 14 stellt außerdem sicher, daß das Gas, das aus den verschiedenen Schlitzen 8 auetritt, sich untereinander anzündet.

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Auf diese Weise wird, wie schon zuvor gesagt wurde, ein Gasbrenner geschaffen, der alle erforderlichen Bedingungen in sich vereinigt, insbesondere eine gute Stabilität der Flammen, eine große Geschmeidigkeit beim Arbeiten über den Arbeitsbereich, einen guten thermischen Wirkungsgrad und einen absolut sicheren Schutz gegen Verschmutzung und gegen Stöße usw..

Der Gegenstand der Erfindung kann zahlreiche Abwandlungen erfahren, ohne daß deshalb der Rahmen der Erfindung verlassen wird. Beispielsweise ist es möglich, das gleiche Gestaltungsprinzip bei der Schaffung eines gradlinigen Brenners anzuwenden, der bestimmt ist für öfen oder Backöfen oder für Waschmaschinen, die einen zylindrischen Behälter mit horizontaler Achse besitzen. In diesem Fäll werden die Verbrennungsschlitze nicht mehr radial,sondern senkrecht zu der Längsachse des gradlinigen Brenners angeordnet. Eine der Seitenwände des Gehäuses 3 richtet sich mit der Oberfläche des Brennerkopfes aus, der dann eine rechteckige Ausdehnung besitzt.

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Claims

PATENTANWALT DIPL.-ING. GERD UTERMAN 71 HEILBRONN. KAISERSTRASSE 54, POSTFACH 1145

!NEUBAU HANOKLtBANK. SIOINOt(II DCIt HAKMONIO O71 31/8 28 18 'TELEOB.! PATU · KONTEN) HANDELSBANK HEILBRONN AO. 23 O8O · POSTSCHECK STUTTGART 49016

S.N. (JAZ DE FRANCE S 47. 32 D 2

F-75 PARIS (17e) H 3879-Cas 72 -

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Schutzansprüche

Gasbrenner mit erhöhtem Primärluftverhältnis, insbesondere für-Kochherde, mit einem Injektormischer für Atmosphärenluft, an dessen vorderes Ende sich ein eine ringförmige Verteilungskammer für die Mischung Verbrennungsgas - Primärluft bildendes Gehäuse anschließt, das in geringem Abstand auf einer Halteplatte befestigt ist und mit seiner mittleren Wand einen zylindrischen Raum bildet, mit einem kronenartigen Brennerkopf, der auf die Verteilungskaminer aufgesetzt ist und diese über Schlitze mit der Außenluft verbindet und der an seinem äußeren Rand eine geringere Stärke als an seinem inneren Rand besitzt, während die Stärke seines mittleren Teiles geringer ist als die der beiden Ränder, und mit einer vorzugsweise runden Heizplatte, die oberhalb des Brennerkopfes angeordnet ist und zur Aufnahme der Behälter dient, deren Inhalt erhitzt werden soll, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennerkopf (7) unter einer Schutzplatte (10) angeordnet ist, die eine Öffnung (11) mit größerem Durchmesser als dem Durchmesser des Brennerkopfes (7) aufweist und auf der sich die Heizplatte (9) über ihren äußeren Rand abstützt, und daß die Oberfläche (7b) des Brennerkopfes (7), in der die radialen Schlitze (8) münden, von außen zur Mitte hin abfallend geneigt ist, und

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daß die Schlitze (8) sowohl an ihrem äußeren, vertikalen Rand (8a) als auch an ihrem inneren unteren Teil (8b) verschlossen und an ihrem inneren Rand vollständig offen sind, und daß der Brennerkopf (7) im Bereich des mittleren Teiles (8c) der Schlitze (8) eine von seiner Oberfläche her eingearbeitete Ringnut (H) aufweist.

2. Gasbrenner nach Anspruch 1, dadurch g ekennz e ichnet, daß die radialen Schlitze (8) in dem Brennerkopf (7) in Gruppen (15) von wenigstens zwei dicht nebeneinander liegenden Schlitzen (8) angeordnet sind.

3. Gasbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizplatte (9) auf ihrer Unterseite vorzugsweise als Spiralen ausgebildete Rippen (9a) aufweist.

4. Gasbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem mittleren Raum (6) ein Thermostat (16) angeordnet ist, der mit seinem Fuß an der Halteplatte (5) befestigt und mit seinem Schutzrohr (16b) durch die mittlere Aussparung des Brennerkopfes (7) geführt ist, während der in dem Schutzrohr (16b) gleitende und durch eine Feder (16c) gehaltene Fühler (16a) durch ein mittleres Loch (9d) der Heizplatte (9) hindurch leicht über diese hinaus ragt.

5. Gasbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unter der Schutzplatte (10) ein Zündrohr (17) vorgesehen ist, dessen

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vorderes Ende gegenüber dem Brenner (1) fest angeordnet ist, und das Gehäuse- (3) des Brenners (1) dem Zündrohr (17) gegenüberliegend wenigstens einen Schlitz, Einschnitt (18) od. dgl« aufweist, der in einer Linie mit dem dazugehörenden Schlitz (8) des Brennerkopfes (7) liegt.

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