ATMOSPHERIC GAS BURNER, ESPECIALLY FOR GAS-HEATED HOME APPLIANCES

Abstract: 1. Atmospheric universal burner, especially for gas-heated domestic appliances, with at least one elongate burner pipe (10, 12) which has in the lower region an orifice (38) for introducing the fuel and which is provided on its head side with slits (62) arranged transversely to its longitudinal axis and intended for the outflow of the fuel and for forming main flames, and with holes (64) for forming auxiliary flames, characterised in that the slits (62) for the main flames are formed between longitudinal edges (72) of tabs (66) on the burner pipe (10, 12), which project from the plane of the head side and which are located opposite one another in pairs, and in that the holes (64) for the auxiliary flames are arranged directly at the ends of the tabs (66) in the plane of the head side.

Description: Atmosphärischer Allgasbrenner, insbesondere für gasbeheizte Haushaltgeräte Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem Allgasbrenner nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einem bekannten Brenner dieser Gattung (DE-OS 23 63 611) ist auf die mit einer durchgehenden Längsöffnung versehene Kopfseite des Brennerrohres eine im Querschnitt U-förmige Brennerleiste aufgesteckt, in welcher die Schlitze zum Austritt des Brenngases und zur Bildung der Brennerflammen angeordnet sind. Der Kopf streifen der Brennerleiste hat ein V-förmiges Profil mit nach unten gekehrter Spitze und die Schlitze reichen an beiden Enden bis in die nach unten abgewinkelten Seitenstreifen der Brennerleiste hinein. Die Seitenstreifen liegen satt an den beiden Seitenwänden des Brennerrohres aussen an, die sich bis zur Mündungs- ebene der Längsöffnung an der Kopfseite des Brennerrohres im gleichen Abstand parallel zueinander erstrecken. Die oberen Bänder der Seitenwände des Brennerrohres sind mit einzelnen Aussparungen versehen, welche mit Schlitzenden der aufgesteckten Brennerleiste korrespondieren. Dadurch sind Austrittsöffnungen für Hiltsflammen gebildet, welche die Uberzündung von Brennerrohr zu Brennerrohr bei rostförmiger Anordnung erleichtern, die Sekundärluftzuführung zu den Hauptflammen des Brenners jedoch nicht behindern. Diese bekannten Brenner zeigen ein gutes Flammenbild und arbeiten stabil, wenn die Belastung des Brenners, d. h. die pro Zeit- und Flächeneinheit durchgesetzte Brennstoffmenge, und damit die Geschwindigkeit, mit der das Brenngas und die Verbrennungsluft das Brennerrohr durchströmt, einen bestimmten Grenzwert nicht übersteigt. Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemässe Anordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, dass der Brenner bei gleicher Fläche höher belastet werden kann, als ein Brenner bekannter Bauart, ohne dass die Verbrennung und das Flammenbild instabil werden. Durch die seitlichen Fährungslappen an den Schlitzen ergeben sich einwandfreie, parallel zueinanderstehende und dadurch gut belüftete Hauptflammen, und die Haltewirkung der Hilfsflammen wird noch unterstützt durch die unterschiedlichen Austrittsebenen der seitlichen Löcher zu den durchgestellten Führungslappen der Brennerleiste. Gleichzeitig kann auch die Höhe der Brennerrohre kleiner bemessen werden, als bei bekannten Brennern vergleichbarer Leistung. Das ist besonders bei solchen Brennerrohren vorteilhaft, welche mit einem Injektor und einer Mischkammer eine Baueinheit bilden. Wenn bei solchen Brennern der Injektor wie bekannt parallel zur Längsachse des Brennerrohrs angeordnet ist, lässt sich einebesonders günstiges Verhältnis von Bauhöhe und Leistung des Brenners erzielen. Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Massnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der im Hauptanspruch angegebenen Anordnung möglich. Bei Brennern, bei denen die kopfseitige Wand des Brennerrohres aus einem Blechteil gebildet ist, wird vorgeschlagen, dass die die Schlitze für die Hauptflammen begrenzenden Lappen paare des Blechteils jeweils durch einen Stanzschnitt im Blechteil voneinander getrennt und danach aus dem Blechteil herausgestellt sind, und dass der Stanzschnitt an seinen beiden Enden bis zu den Löchern für die Hilfsflammen reicht. Dadurch ergeben sich eine fertigungsgerechte Konstruktion und ausserdem der Vorteil, dass die Löcher für die Hilfsflammen an den aufsteigenden Randflanken der hochgestellten Lappen in die Schlitze für die Hauptflammen übergehen. Der Durchmesser der Löcher für die Hilfsflammen kann zweckmässig gleich oder grösser wie der Parallelabstand der Biegekanten der jeweils einander zugeordneten Lappen sein. Besonders vorteilhaft ist es, wenn unter den Löchern für die Hilfsflammen an sich bekannte Entspannungskammern im Brennerrohr gebildet sind, welche über Drosselöffnungen mit dem unter den Schlitzen für die Hauptflammen liegenden Raum des Brennerrohres verbunden sind. Durch die Anordnung solcher Entspannungskammern in Verbindung mit den unmittelbar in die Schlitze für die Hauptflammen übergehenden Hilfsflammen- Löchern ergibt sich ein besonders hoher Stabilisierungseffekt der Hilfsflammen. Das Verhältnis von Breite des Brennerrohres, Grösse der Entspannungskammern und Grösse der Längsöffnung unter den Schlitzen für die Hauptflammen lässt sich optimieren, wenn die Entspannungskammern gebildet sind zwischen den Seitenstreifen der aufgesetzten Brennerleiste und den die Längs öffnung begrenzenden Randabschnitten der Seitenwände des Brennerrohres und diese Randabschnitte zur Längsmittelebene des Brennerrohres hin abgekröpft sind. Die in die Entspannungskammern führenden Drosselöffnungen können fertigungsgerecht durch Aussparungen in den die Längsöffnung begrenzenden Randabschnitten des Brennerrohres gebildet sein. Die Flammen stabilität kann weiter verbessert werden, wenn die Randebene der Längsöffnung des Brennerrohres unterhalb der inneren Wandebene des Kopfstreifens der aufgesetzten Leiste liegt. Zu demselben Zweck wird vorgeschlagen, die Strömungsgeschwindigkeit des Brennstoffes bzw. des Brennstoff-Luft Gemisches stromauf der Austrittsöffnungen an der Sopf- seite des Brenners durch geeignete Mittel zu drosseln. Das kann vorteilhaft durch Einprägungen der Seitenwände des Brennerrohres an gegenüberliegenden Stellen zur Bildung eines verengten Strömungsquerschnittes geschehen. Zusätzlich dazu kann eine Zwischenwand mit Drosselöffnungen im Brennerrohr vorgesehen sein, die zweckmässig stromab des durch die Einprägungen der Seitenwände gebildeten verengten Strömungsquerschnittes angeordnet ist. Die Drosselung des Brennstoff-Luft-Gemisches ist besonders vorteilhaft bei Brennerrohren, die mit einem Injektor und einer Mischkammer eine Baueinheit bilden. Wenn bei derartigen Brennerrohren die Achse des Injektors parallel zur Längsachse des Brennerrohres verläuft, liegt die Mischkammer im Bereich einer Umlenkung des Strömungskanals, in welcher eine besonders hohe Turbulenz und gute zusätzliche Durchmischung der Verbrennungskomponenten entsteht. Durch die Anordnung der den Flammenaustrittsöffnungen vorgelagerten Drosselstellen wird unmittelbar hinter der eigentlichen Mischzone im Bereich der Umlenkung des Strömungskanals eine Beruhigung der Strömung erzielt, welche zusammen mit den hochgestellten Lappen an den schlitzförmigen Austritts öffnungen für die Hauptflammen ein stabiles Flammenbild auch bei hohen Belastungen des Brenners ergibt. Eine besonders gute Sekundärluft-Zuführung zu den Wurzeln der Hauptflammen wird erreicht, wenn nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung die Schlitze für die Hauptflammen an der Kopfseite des Brennerrohres unterschiedlich lang gewählt werden. Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäss ausgebildeten Brennerrohres, Fig. 2 eine Draufsicht auf das Brennerrohr nach Fig. 1 und Fig. 3 in vergrössertem Massstab einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 1. In Fig. 4 ist noch stärker vergrössert ein der Fig. 3 entsprechender Schnitt durch den Kopfbereich des Brennerrohres dargestellt und Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf die Brennerleiste in Richtung des Pfeiles A in Fig. 4. Fig. 6 ist ein Schnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 5 und Fig. 7 zeigt einen Verfahrensschritt bei der Herstellung der Brennerleiste des Brennerrohres nach Fig. 1. Beschreibung des Ausführungsbeispiels Das Brennerrohr ist aus zwei aus Blech geprägten Halbschalen 10 und 12 zusammengesetzt, welche in Seitenansicht ein etwa rechteckiges Profil mit einem ausgeklinkten Eckbereich 14 haben. Die seitlichen Ränder 16, 18 und der untere Rand 20, 22 der Halb schalen 10 und 12 sind durch Falzen gasdicht miteinander verbunden. Am oberen Rand sind die beiden Halb schalen 10 und 12 mit gegen die Längsmittelebene 24 (Fig. 4) des Brennerrohres hin abgekröpften Randabschnitten 26 und 28 versehen, welche zwischen sich eine Längsöffnung 30 des Brennerrohres begrenzen. Unterhalb der Längsöffnung 30 ist im Brennerrohr ein Raum 32 gebildet, der über einen verengten Strömungsquerschnitt 34 (Fig. 3) mit einer Mischkammer 36 zwischen den beiden Halbschalen 10 und 12 verbunden ist. An der senkrechten Kante der Ausklinkung 14 ist zwischen den beiden Halb schalen eine Injektoröffnung 38 gebildet, welche über einen zylindrischen Kanal 40 und einen sich diffusorartig erweiternden Kanal 42 in die Mischkammer 36 führt. Ausserhalb des beschriebenen Strömungskanals liegen die beiden Halbschalen 10 und 12 aneinander an und sind dort über Niete 44 oder dergleichen zusätzlich miteinander verbunden. In den unter der Längsöffnung 30 des Brennerrohres liegenden Raum 32 ist eine Leiste 46 eingesetzt, welche an ihrer Kopfseite einen Schlitz 48 zungedrosselten Durchtritt des Brennstoff-Luft-Gemisches hat, In dem unmittelbar über der Mischkammer 36 liegenden Bereich geht der Schlitz 48 in einen engeren Längsabschnitt 50 (Fig. 2) über, welcher so bemessen ist, dass sich über die gesamte Länge des Brennerrohres in dessen Längsöffnung 30 annähernd eine gleichmässige Druckverteilung ergibt. Auf das Brennerrohr ist oben eine im Querschnitt U-förmige Brennerleiste 52 aufgesetzt, deren nach unten abgewinkelte Seitenstreifen 54 an den Halbschalen 10, 12 verrastet sind. Dies erfolgt durch örtliche Einprägungen 56 (Fig. 1) in den Seitenstreifen 54, welche in der vorschriftsmässigen Lage der Brennerleiste 52 in entsprechende Vertiefungen in den Halbschalen 10, 12 einrasten. In der Raststellung ist die innere Kopfwandung 58 der Brennerleiste 52 in geringem Abstand a (Fig. 4) von der Mündungsebene 60 der Längsöffnung 30 des Brennerrohres entfernt. Auf der Kopfseite ist die Brennerleiste 52 annähernd über ihre gesamte Länge hinweg mit quer zur Längsachse angeordneten Schlitzen 62 zum Ausströmen des Brennstoff-Luft Gemisches und zur Bildung der Hauptflammen des Brenners versehen. An den seitlichen Enden der Schlitze 62 sind Löcher 64 angeordnet, welche in die Schlitze 62 übergehen. Die Schlitze 62 sind zwischen Lappen 66 gebildet, welche aus der Ebene der Kopfseite der Brennerleiste 52 herausgebogen sind. Um die grösstmögliche Höhe der Lappen 66 zu erreichen, wird in der zunächst noch ebenen Blech-Platine ein Stanzschnitt 68 (Fig. 7) vorgesehen, welcher sich bis zu den Löchern 64 erstreckt. Danach werden die Lappen 66 entlang der Biegelinien 70 aus der Platine herausgebogen, was gleichzeitig mit dem Abwinkeln der Seitenstreifen 54 geschehen kann. Auf diese Weise entstehen an jedem Schlitzende zwei Ubergangskanten 72 (Fig. 4 und 5), welche die in der Ebene der Kopfseite der Brennerleiste 52 liegende Randkante 74 des Loches 64 mit den ein Stück weiter oberhalb dieser Ebene verlaufenden Längskanten 76 der Schlitze 62 verbinden. Unter den Löchern 64 in der Brennerleiste 52 sind sogenannte Entspannungskammern 78 im Brennerrohr gebildet, welche über Ausklinkungen 80 an den Randabschnitten 26 und 28 der Halbschalen 10 und 12 mit dem Raum 32 oberhalb der eingesetzten Leiste 46 verbunden sind. Die Ausklinkungen 80 sind gleichmässig über die ganze Länge des Brennerrohres verteilt. Die Löcher 64 dagegen sind so angeordnet, dass in jeder Loch-Längsreihe jedes vierte Loch ein Stück weit nach innen gerückt ist. Ausserdem sind die nach innen gerückten Löcher 64 der einen Lochreihe um zwei Schlitzteilungen gegenüber den nach innen gerückten Löchern der anderen Lochreihe versetzt. Dadurch ergeben sich in periodischer Folge Schlitzgruppen 82, in denen sich kurze Schlitze mit langen abwechseln und eine Kürzung abwechselnd auf der einen und der anderen Längsseite vorliegt. Das Mass der Verrückung der Löcher 64 nach innen ist so gewählt, dass die Löcher 64 noch in die Entspannungskammern 78 münden. Im Betrieb des Brenners wird der Brennstoff über eine nicht gezeigte Düse in den Injektor 38 des Brennerrohres geblasen, von wo er mit der angesaugten Luft in die Mischkammer 36 gelangt. Das bereits im Injektor intensiv gemischte Brennstoff-Luft-Gemisch gelangt durch den verengten Strömungsquerschnitt 34 und den Schlitz 48, 50 in der eingesetzten Leiste 46 in die Längsöffnung 30 des Brennerrohres. Wegen der unterschiedlichen Breite des Schlitzes 48, 50 in der eingesetzten Leiste 46 hat das Brennstoff-Luft Gemisch über die gesamte Länge des Brennerrohres hinweg annähernd den gleichen Druck. Dadurch und durch die Führung der Strömung unmittelbar vor den Austrittsöffnungen 62 an den Lappen 66 wird über einen grossen Regelbereich des Brenners hinweg ein gleichmässiges Flammenbild erzielt. Durch die Verrückung von einzelnen Löchern 64 gegen die Längsmittelebene des Brenners hin wird der Zutritt von Sekundärluft an die Wurzeln der Hauptflammen verbessert. Ein wesentlicher Faktor für die Erhöhung der Flammenstabilität jedoch ist die Anordnung der Löcher 64, an welchen sich Hilf aflammen bilden, die aus den Entspannungskammern 78 gespeist und an den Kanten 72 zur Hsuptflamme hingezogen werden und dabei einen Halteflammeneffekt ausüben. Dieser Effekt wird noch dadurch unterstützt, dass die Austrittsebene der Rilfsflammen tiefer liegt als die sich durch das Hochstellen der Lappen 66 ergebende Austrittsebene der Hauptflammen. Die Anordnung der Löcher 64 kann gegenüber dem Ausführungs- beispiel variiert werden. Versuche haben jedoch ergeben, dass die beim Ausführungsbeispiel gewählte Versetzung der Löcher 64 bezüglich der Flammenstabilität optimale Werte liefert.

Claims: Ansprüche 1. Atmosphärischer Allgasbrenner, insbesondere für gasbeheizte Haushaltgeräte, mit mindestens einem langgestreckten Brennerrohr, welches im unteren Bereich eine Offnung zum Einführen des Brennstoffs hat und an seiner Kopfseite mit quer zu seiner Längsachse angeordneten Schlitzen zum Austritt des Brennstoffs und zum Bilden von Hauptflammen sowie mit Löchern zum Bilden von Hilfs- flammen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze (62) für die Hauptflammen gebildet sind zwischen den Längskanten (72) von aus der Ebene der Kopfseite hervortretenden, sich paarweise gegenüberstehenden Lappen (66) am Brennerrohr, und dass die Offnungen (64) für die Hilfsflammen unmittelbar an den Enden der Lappen (66) in der Ebene der Kopfseite angeordnet sind. 2. Brenner nach Anspruch 1, bei welchem die kopfseitige Wand des Brennerrohres aus einem Blechteil gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die die Schlitze (62) für die Hauptflammen begrenzenden Lappenpeare (66) des Blechteils (52) jeweils durch einen Stanzschnitt (68) im Blechteil voneinander getrennt und danach aus dem Blechteil herausgestellt sind, und dass der Stanzschnitt (68) an beiden Enden bis in die Löcher (64) für die Bilfaflammen reicht. 3. Brenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnungen (62, 64) für den Brennstoff im Kopf streifen einer im Querschnitt mindestens annähernd U-förmigen Leiste (52) gebildet sind, welche mit ihren nach unten abgewinkelten Seitenstreifen (54) auf das obeffl mit einer Längsöffnung (30) versehene Brennerrohr auf gesteckt ist. 4. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass unter den Löchern(64) zum Bilden der Bilfaflanmien an sich bekannte Entspannungskammern (78) im Brennerrohr (10, 12) gebildet sind, welche über Drossel öffnungen (80) mit dem unter den Schlitzen (62) für die Bauptflammen liegenden Raum (32) des Brennerrohres verbunden sind. 5. Brenner nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Entspannungskammern (78) gebildet sind zwischen den Seitenstreifen (54) der aufgesetzten Brennerleiste (52) und den die Längsöffnung (30) begrenzenden Randabschnitten (26, 28) der Seitenwände (10, 12) des Brennerrohres, welche zu dessen Längsmittelebene (24, Fig. 4) hin abgekröpft sind. 6. Brenner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die in die Entspannungskammern (78) führenden Drosselöffnungen (80) durch Aussparungen in den die Längsöffnung (30) begrenzenden Randabschnitten (26, 28) des Brennerrohres (10, 12) gebildet sind. 7. Brenner nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Randebene (60) der Längsöffnung (30) des Brennerrohres (10, 12) unterhalb der inneren Wandebene (58) des Kopfstreifens der aufgesetzten Brennerleiste (52) liegt. 8. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwände (10, 12) des Brennerrohres zur Bildung eines verengten Strömungsquerschnittes (34) gegenüber den darüber liegenden Seitenwandabschnitten zur Längsmittelebene des Brennerrohres hin eingezogen sind. 9. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in das Brennerrohr (10, 12) eine Zwischenwand (46) mit Drosselöffnungen (48, 50) eingesetzt ist. 10. Brenner nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenwand (46) zwischen den Gasaus trittsöffnungen (30, 80) und dem verengten Strömungsquerschnitt (34) des Brennerrohres angeordnet sind. 11. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze (62) für die Hauptflammen unterschiedlich lang bzw. gegeneinander versetzt sind. 12. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Brennerrohr (10, 12) in an sich bekannter Weise mit einem Injektor (38) und einer Mischkammer (36) eine Baueinheit bildet. 13. Brenner nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Brennerrohr in bekannter Weise aus zwei Halbschalen (10, 12) gebildet ist, zwischen denen durch entsprechende örtliche Ausbauchungen der Halbschalen die Injektoröffnung (38) und die Mischkammer (36) gebildet sind. 14. Brenner nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Injektorachse in bekannter Weise parallel zur Längsachse des Brennerrohres angeordnet ist und die Mischkammer (36) sich im Bereich der dadurch bedingten Umlenkung des Strömungskanals für den Brennstoff und die angesaugte Luft befindet.

Inventors: SEEBAUER, MANFRED
Applicants: ROBERT BOSCH GMBH
Application year: 1981
Main classification: F23D13
IPC codes: F23D14