JPH10510912A - 加熱装置、特に湯沸かし器のためのガスバーナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、加熱装置のためのガスバーナに関する。このガスバーナは、冷却されるバーナプレートを有しており、このバーナプレートは、ファン圧力を受けて供給される燃料空気混合物の貫流のための多数の通路を有しており、前記燃料空気混合物が、前記通路の燃焼室側の開口部の領域で、炎を形成しながら反応する。バーナプレート（２４，４０，４４，５２，６８）の燃焼室側の壁部が、前記バーナプレートに接触する炎基部と、前記通路（３０，５８）の開口縁部（３２，３４）との間に規定の接触面（３８）を生じるように、段付けされて凹凸構造パターンを与られて形成される。前記接触面（３８）が、炎基部の頂端領域を越えて、炎基部の側方領域に対してもしくは側方領域内へ延びている。このことによって、炎の良好な冷却が得られ、この冷却が、規定の窒素酸化物の限界値を越えないように維持しながら、バーナの高い面負荷を可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】 加熱装置、特に湯沸かし器のためのガスバーナ 背景技術 本発明は、請求の範囲第１項の上位概念に記載のガスバーナから出発する。こ のような形式の（ヨーロッパ特許出願公開第０４０４２６０号明細書に基づく） 従来公知のガスバーナにおいては、通路が、バーナプレートにおいて、個々のプ レートエレメント間に形成されており、これらプレートエレメントの燃焼室側の 縁部は全て、共通の流出平面に位置している。このような構成の場合、炎基部（ Flammenwurzel）が、バーナプレートに、前記炎基部の頂端領域でしか接触しな いので、炎を冷却する放熱を、バーナプレートを介して放熱媒体へ、制限された 程度でしか行うことができない。このことは、窒素酸化物形成に関して有害な範 囲への炎温度の上昇が望まれていない場合に、バーナの面負荷（Flaechenbelast ung）をできるだけ大きくしたいという要求をも制限してしまう。 発明の効果 請求の範囲第１項の特徴部に記載の、本発明によるガスバーナの配置構成は、 前記欠点に対して次のような利点を有している。つまり本発明によるガスバーナ では、炎の基部領域が、頂端領域を越えて延びる規定 された面を介して、許容不能に高い窒素酸化物の値を生じることなく、バーナも しくはバーナプレートのより大きな面負荷が可能であるように、冷却される。 請求の範囲第２項以下に記載の手段によって、請求の範囲第１項に記載の本発 明によるガスバーナのさらに有利な構成が得られる。 バーナプレートが薄板フィンから構成されていて、これら薄板フィンが、放熱 媒体によって貫流される冷却配管系を介して互いに結合されていて、かつ薄板フ ィンの間に、燃料空気混合物の貫流のための通路もしくは間隙を形成していると 、湯沸かし器の熱交換器において有利な簡単な構成が得られる。 このような有利な構成の場合、特定の薄板フィンの燃焼室側の縁部が、他の薄 板フィンの燃焼室側の縁部に対して後退させられていると、特に有利である。こ のことによって、バーナプレートの燃焼室側の壁部の特に明瞭な凹凸構造パター ンが得られる。このような凹凸構造パターンにおいては、炎基部は、より大きな 側方領域を介して、隣接する薄板フィンに接触していて、従って特に良好に冷却 される。 バーナプレートの明瞭な凹凸構造パターンは、後退させられていない２つの薄 板フィンの間に、後退もしくは短縮させられた各１つの薄板フィンが設けられる ことによって、得られる。実験によって、後退させられていない２つの薄板フィ ンの間に、より短い各２つ の薄板フインが相並んで配置されている構成が、特に有利であることが明らかと なった。 バーナプレートに通路を形成する際に注意すべきことは、これら通路が少なく ともある特定の長手方向区分に亘って、炎が逆火できないように、いわゆる消火 間隔（Loeschabstand）より小さな、幅もしくは直径を有していることである。 このような目的のために、バーナプレートの流入側に、穴付薄板もしくは格子構 造体が設けられていてもよい。前記穴付薄板の開口直径もしくは格子構造体の目 幅は、フィン間隔より小さい。 湯沸かし器のフィンチューブ熱交換器に基づいて形成された、バーナプレート の構成の代わりに、バーナプレートの構成が、通気孔を備えた、放熱する配管系 に結合されたベースプレートと、このペースプレートに固定された複数のピンと から成っていてもよい。ピンは、これらピンの間に、燃料空気混合物の貫流のた めの通路を形成している。 さらに、バーナプレートが、ハニカム構造体と、このハニカム構造体に結合さ れたベースプレートとから成っていてもよく、このベースプレートが、放熱する 配管系に結合されていて、かつハニカム構造体の通路内に開口する通気孔を備え ている。ハニカム構造体の燃焼室側の壁部に明瞭な凹凸構造パターンを与えるた めには、前記壁部が、個別隔室内の短縮させられた挿 入体によって段付けされて形成されていてもよい。 貫流する燃料空気混合物のための通路の壁が、少なくともこの壁の燃焼室側の 端部区分の領域において、触媒被覆されていると、有害な窒素酸化物の発生がさ らに阻止される。このような場合、バーナプレートが、相応の寸法設定もしくは 材料選択によって、約６００℃の表面温度が得られるように定められなければな らない。このような触媒反応式のバーナの始動は、従来公知の形式で、フィン端 部もしくは隔室端部においてフリーに燃焼する炎によって行われる。バーナプレ ートが触媒被覆の活性化温度まで加熱された後で、炎は、触媒有効領域へ後退す る。 ガスバーナが湯沸かし器のための熱源として規定されていると、有利には、熱 伝導を行うようにバーナプレートに結合された配管系が、加熱すべき水によって 貫流されていて、バーナプレートを備えたこの配管系が湯沸かし器の熱交換ユニ ットを形成することができる。このような場合、ガスバーナの燃焼ガスによって 負荷される熱交換器を、冷却作用のないバーナを有する構成の場合よりも、小さ く構成することができる。 図面 図面に概略的に示された３つの実施例を、以下の記載において詳しく説明する 。 第１図は、第１実施例に基づくガスバーナを有する湯沸かし器を示す図、 第２図は、第１図に示されたガスバーナのバーナプレートの拡大図、 第３図および第４図はそれぞれ、第２図に示されたバーナプレートの変化実施 例を示す図、 第５図および第６図には、第２実施例および第３実施例に基づくバーナプレー トを示す図、 第７図は、第６図に示されたバーナプレートの平面図である。 実施例の説明 第１図に図示の湯沸かし器は、ケーシング１０内にガスバーナ１２を有してお り、このガスバーナ１２には、燃料空気混合物がファン圧力を受けて矢印Ａの方 向で供給されている。ガスバーナ１２の下流側で、ケーシング１０内には、燃焼 ガス熱交換器１４が配置されており、この燃焼ガス熱交換器１４は配管系１６に よって貫通されており、この配管系１６は、加熱すべき水を案内する。配管系１ ６は導管１８を介して第２の配管系２０に接続されており、この第２の配管系２ ０はガスバーナ１２内に組み込まれている。ガスバーナ１２の下流側には、加熱 を開始するための点火装置２２がケーシング１０に固定されている。 ガスバーナ１２はバーナプレート２４を有しており、このバーナプレート２４ は、長さの異なる薄板フィン２６，２８（第２図参照）から構成されている。こ れら薄板フィン２６，２８は、配管系２０と良好に熱 伝導を行うように接触接続していて、かつこの配管系２０を介して結合されて剛 性の構成ユニットとなる。薄板フィン２６，２８間には、燃料空気混合物の貫流 のための間隙３０が形成されている。この間隙３０の幅ａは、いわゆる消火間隔 （Loeschabstand）より小さく寸法設定されているので、炎が、バーナプレート ２４内にもしくは場合によってはその手前に位置する混合帯域へ、逆火すること は不可能である。 バーナプレート２４は、短い薄板フィン２８がそれぞれ、２つの長い薄板フィ ン２６間に位置するように構成されている。この場合、短い薄板フィン２８の燃 焼室側の縁部３２が、長い薄板フィン２６の縁部３４に対して後退させられてい るように配置されている。このことにより、バーナプレート２４の燃焼室側の壁 部に、広幅な中間室３６を有する、極端に段付けされた表面構造体が生じる。こ れらの中間室３６は側方で、長い薄板フィン２６の壁領域３８によって形成され ている。 バーナの点火後に、燃料空気混合物は、薄板フィン２６，２８の下流側の縁部 ３２，３４の間で、もしくはこれら縁部３２，３４に沿って、炎を形成しながら 反応する。この場合、反応熱が、炎基部から薄板フィン２６，２８を介して、配 管系２０内の加熱すべき水に達する。炎基部はこの際、薄板フイン２６の壁領域 ３８にも側方接触するので、炎基部は特に良好に冷却 される。バーナプレート２４において反応時に生じる燃焼ガスは、燃焼ガス熱交 換器１４のところを通って流れ、この燃焼ガス熱交換器１４において、前記燃焼 ガスは、配管系１６内の加熱すべき水に熱を与える。第３図に示された変化実施 例は、長い薄板フィン２６の間に各２つの短い薄板フィン２８が配置されている バーナプレート４０である。このような構成によって、さらに広幅な中間室４２ が生じ、これら中間室４２は、バーナプレート４０の燃焼室側の壁部に特に明瞭 な凹凸構造パターンを与えている。 第４図に示された変化実施例によれば、バーナプレート４４が、長さの異なる 薄板フィン４６，４８から構成されており、これら薄板フィン４６，４８は、冷 却作用のある配管系２０を介して堅く互いに結合されていて、薄板フィン４６， ４８の燃焼室側の端部区分が触媒被覆されている。入口側に、バーナプレート４ ４は格子構造体５０を備えており、この格子構造体５０の目幅は、薄板フィン４ ６，４８間の間隙の幅よりも小さい。薄板フィン４６，４８の熱伝導率は、寸法 設定および／または材料選択によって、前記薄板フィン４６，４８の表面温度が 例えば６００℃になるようなバーナ出力に調整されている。薄板フィン４６，４ ８においては、触媒反応式の燃焼が行われる。この触媒反応式の燃焼の際には、 触媒被覆されていない構成に比べて、有害物質の形成がさらに減じられている。 バーナの始動は、従来公知の形式で、薄板フィン４６，４８の燃焼室側の端部 においてフリーに燃焼する炎によって行われる。薄板フィン４６，４８が触媒被 覆の活性化温度まで加熱された後で、炎は、バーナプレート４４の、触媒有効領 域へ後退する。 第５図では、バーナプレート５２に、不均一な長さのピン５４，５６が備えら れており、これらピン５４，５６の間には、燃料空気混合物の貫流のための通路 ５８と、炎基部を取り囲んで接触するための燃焼室側の広幅な中間室６０とが形 成されている。ピン５４，５６はベースプレート６２に固定されており、このベ ースプレート６２は、燃料空気混合物のための狭幅な通気孔６４を備えていて、 同時に、水を案内する配管系６６に対して熱伝導を行うように結合されている。 配管系６６は、ベースプレート６２の全面に亘って、例えば蛇行状に延びている 。 第６図および第７図に図示の実施例は、次の点で前記実施例とは区別される。 つまり、バーナプレート６８が、配管系６６に結合されたベースプレート６２と 、このベースプレート６２に固定されたハニカム構造体７０とから成っている。 このハニカム構造体７０は、互いに隙間なく当接し合う六角形の個別隔室７２か ら形成されており、これら個別隔室７２の空隙内には、ベースプレート６２の通 気孔６４が開口している。バーナプレート６８の燃焼室側の壁部に明瞭な凹凸構 造パターンを与えるために、第６図および第７図の右側に図示されているように 、個別隔室７２の空隙、または個別隔室７２の一部の空隙が、ベースプレート６ ２に固定された、有利には同様にハニカム状の挿入体７４によって、狭められて いてもよい。これら挿入体７４は、個別隔室７２より短く構成され、かつバーナ プレートの燃焼室側の壁部の段部を生ぜしめる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９６年３月２９日 【補正内容】 請求の範囲 １．加熱装置、特に湯沸かし器のためのガスバーナであって、フィン状に形成 されたバーナプレートが設けられており、該バーナプレートが、燃料空気混合物 の貫流のための多数の通路を有しており、前記燃料空気混合物が、前記バーナプ レートにおいて引火温度に加熱され、かつ前記通路の燃焼室側の開口部の領域で 炎を形成しながら反応し、また、前記バーナプレートを冷却するための手段と、 バーナの窒素酸化物発生が規定の限界値を越えないような値に炎温度を制限する ための手段とが設けられている形式のものにおいて、 バーナプレート（２４，４０，４４，５２，６８）の燃焼室側の壁部が、該バ ーナプレート（２４，４０，４４，５２，６８）の特定のフィン（２８，４８） の燃焼室側の縁部（３２）が、バーナプレート（２４，４０，４４，５２，６８ ）の他のフィン（２６，４６）の燃焼室側の縁部（３４）に対して後退させられ ているように、かつ前記バーナプレートに接触する炎基部と、通路（３０，５８ ）の開口縁部（３２，３４）との間に規定された接触面（３８）が生じるように 、段付けされて、凹凸構造パターンを与えられて形成されており、前記接触面（ ３８）が、炎基部の頭頂部領域を越えて、炎基部の側方領域に対してもしくは側 方領域内へ延びていることを特徴とする、加熱装置、 特に湯沸かし器のためのガスバーナ。 ２．後退させられていない２つのフィン（２６，４６）の間にそれぞれ、短い ２つのフィン（２８，４８）が相並んで配置されている、請求項１記載のガスバ ーナ。 ３．バーナプレート（２４，４０，４４）が薄板フィン（２６，２８，４６， ４８）から構成されており、該薄板フィン（２６，２８，４６，４８）が、放熱 する媒体によって貫流される冷却配管系（２０）を介して相互に結合されていて 、かつ薄板フィン（２６，２８，４６，４８）がその間に、燃料空気混合物の貫 流のための通路もしくは間隙（３０）を形成している、請求項１または２記載の ガスバーナ。 ４．バーナプレート（４４，５２，６８）の流入側に、格子構造体もしくは穴 付薄板（５０，６２）が設けられており、前記格子構造体（５０）の目幅もしく は前記穴付薄板（６２）の開口部直径が、フィン間隔よりも小さい、請求項１か ら３までのいずれか１項記載のガスバーナ。 ５．バーナプレート（５２）が、通気孔（６４）を備えた、放熱する配管系（ ６６）に結合されたベースプレート（６２）と、多数のピン（５４，５６）とか ら成っており、該ピン（５４，５６）がその間に、燃料空気混合物の貫流のため の通路（５８）を形成している、請求項１記載のガスバーナ。 ６．バーナプレート（６８）が、ハニカム構造体（７０）と、該ハニカム構造 体（７０）に結合されたベースプレート（６２）とから成っており、該ベースプ レート（６２）が、放熱する配管系（６６）に結合されていて、かつ前記ハニカ ム構造体（７０）の通路内へ開口する通気孔（６４）を備えている、請求項１記 載のガスバーナ。 ７．ハニカム構造体（７０）の燃焼室側の壁部が、該ハニカム構造体（７０） の個別隔室（７２）内の短縮させられた挿入部（７４）によって、段付けされて 形成されている、請求項６記載のガスバーナ。 ８．貫流する燃料空気混合物のための通路の壁が、少なくとも該壁の燃焼室側 の端部区分の領域において、触媒被覆されている、請求項１から７までのいずれ か１項記載のガスバーナ。 ９．熱伝導を行うようにバーナプレート（２４，４０，４４，５２，５８）に 結合された配管系（２０，６６）が、放熱媒体としての、加熱すべき水によって 貫流されており、またバーナプレートを備えた配管系が、湯沸かし器のための熱 交換ユニットを形成している、請求項１から８までのいずれか１項記載のガスバ ーナ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．加熱装置、特に湯沸かし器のためのガスバーナであって、バーナプレート が設けられており、該バーナプレートが、ファン圧力を受けて供給される燃料空 気混合物の貫流のための多数の通路を有しており、前記燃料空気混合物が、前記 バーナプレートにおいて引火温度に加熱され、かつ前記通路の燃焼室側の開口部 の領域で炎を形成しながら反応し、さらに前記バーナプレートを冷却するための 手段と、バーナの窒素酸化物発生が規定の限界値を越えないような値に炎温度を 制限するための手段とが設けられている形式のものにおいて、 バーナプレート（２４，４０，４４，５２，６８）の燃焼室側の壁部が、該バ ーナプレートに接触する炎基部と、通路（３０，５８）の開口縁部（３２，３４ ）との間に規定された接触面（３８）が生じるように、段付けされて、凹凸構造 パターンを与えられて形成されており、前記接触面（３８）が、炎基部の頂端領 域を越えて、炎基部の側方領域に対してもしくは側方領域内へ延びていることを 特徴とする、加熱装置、特に湯沸かし器のためのガスバーナ。 ２．バーナプレート（２４，４０，４４）が、薄板フィン（２６，２８，４６ ，４８）から構成されており、該薄板フィン（２６，２８，４６，４８）が、放 熱する媒体によって貫流される冷却配管系（２０）を介して相互に結合されてい て、かつ薄板フィン（２６，２８，４６，４８）がその間に、燃料空気混合物の 貫流のための通路もしくは間隙（３０）を形成している、請求項１記載のガスバ ーナ。 ３．特定の薄板フィン（２８，４８）の燃焼室側の縁部（３２）が、他の薄板 フィン（２６，４６）の燃焼室側の縁部（３４）に対して後退させられている、 請求項２記載のガスバーナ。 ４．後退させられていない２つの薄板フィン（２６，４６）の間にそれぞれ、 短い２つの薄板フィン（２８，４８）が相並んで配置されている、請求項３記載 のガスバーナ。 ５．バーナプレート（４４，５２，６８）の流入側に、格子構造体もしくは穴 付薄板（５０，６２）が設けられており、前記格子構造体（５０）の目幅もしく は前記穴付薄板（６２）の開口部直径が、フィン間隔よりも小さい、請求項１か ら４までのいずれか１項記載のガスバーナ。 ７．バーナプレート（６８）が、ハニカム構造体（７０）と、該ハニカム構造 体（７０）に結合されたベースプレート（６２）とから成っており、該ベースプ レート（６２）が、放熱する配管系（６６）に結合されていて、かつ前記ハニカ ム構造体（７０）の通路内へ開口する通気孔（６４）を備えている、請求項１記 載のガスバーナ。 ８．ハニカム構造体（７０）の燃焼室側の壁部が、該ハニカム構造体（７０） の個別隔室（７２）内の短縮させられた挿入体（７４）によって、段付けされて 形成されている、請求項７記載のガスバーナ。 ９．貫流する燃料空気混合物のための通路の壁が、少なくとも該壁の燃焼室側 の端部区分の領域において、触媒被覆されている、請求項１から８までのいずれ か１項記載のガスバーナ。 １０．放熱するようにバーナプレート（２４，４０，４４，５２，５８）に結 合された配管系（２０，６６）が、放熱媒体としての、加熱すべき水によって貫 流されており、またバーナプレートを備えた配管系が、湯沸かし器のための熱交 換ユニットを形成している、請求項１から９までのいずれか１項記載のガスバー ナ。