DE19811987A1 - Zündbrenner - Google Patents
ZündbrennerInfo
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Zündbrenner mit einem Brennerrohr (1), welches Zuströmöffnungen (2, 3) für Brenngas und für Verbrennungsluft hat, und mit einer Austrittsfläche (4) für ein zündfähiges Gemisch aus Brenngas und Verbrennungsluft. Um einen Zündbrenner mit den eingangs genannten Merkmalen zu schaffen, welcher auch bei einer minimalen Brenngaszufuhr, wie sie für die Zündung-Aufrechterhaltung einer Zündflamme notwendig ist, einen ausreichend großen und mit vergleichsweise geringem Aufwand meßbaren Ionisationsstrom liefert, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Austrittsfläche (4) konvex nach außen gewölbt und elektrisch leitend auf einem massiven Material, wie zum Beispiel einem Blech, gebildet ist.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Zündbrenner mit einem Brennerrohr, welches
Zuströmöffnungen für Brenngas und für Verbrennungsluft hat, und mit einer Austrittsfläche
für ein zündfähiges Gemisch aus Brenngas und Verbrennungsluft.
Derartige Zündbrenner finden Verwendung z. B. in Gasheizkesseln für den Gebrauch in
Haushalten und auch in der Industrie, wie sie für das Aufheizen von Wasser, entweder für den
Warm- bzw. Heißwasserverbrauch oder aber für Heizungssysteme benötigt werden.
Derartige Brenner werden im allgemeinen automatisch über Temperaturfühler, Wasserdruckfüh
ler oder sonstige Schalteinrichtungen, zum Beispiel Ionisationsstrom-Meßeinrichtungen,
gesteuert, welche bei Bedarf die Brenngaszufuhr erhöhen bzw. einschalten und den (Haupt)Bren
ner zünden, oder aber die Gaszufuhr stoppen. Zu diesem Zweck erfolgt bei älteren
Brennertypen eine kontinuierliche Zuführung von Brenngas in sehr kleinen Mengen an den
Zündbrenner, um oberhalb der Austrittsfläche des Zündbrenners eine kleine Zündflamme
brennen zu lassen. Eine solch kleine Zündflamme enthält bzw. erzeugt immer auch eine
gewisse Menge an ionisiertem Gas, wobei eine Elektrode im Bereich bzw. in der Nähe dieser
Zündflamme derart angeordnet ist, daß ein durch den ionisierten Gasanteil hervorgerufener
elektrischer Strom über diese Elektrode abfließen kann. Modernere Brenner haben im
wesentlichen den gleichen Zündbrenner, jedoch erfolgt die Brenngaszufuhr zu diesem nicht
permanent, sondern nur kurz vor dem Zünden des Hauptbrenners, wobei zunächst der
Zündbrenner gezündet und anschließend, nach dem Feststellen eines entsprechenden
Ionisationsstromes, was als Vorhandensein der Zündflamme gewertet wird, auch der
Hauptbrenner mit Brenngas versorgt und durch die Zündflamme gezündet wird.
Dabei ist die Elektrode im allgemeinen elektrisch isoliert in der Nähe des Zündbrenners
montiert, während der Zündbrenner selbst geerdet ist. Grundsätzlich wäre auch die
umgekehrte Montierung denkbar, d. h. die Erdung der sogenannten Überwachungs- oder
Ionisationselektrode und die elektrisch isolierte Montage des Zündbrenners, was aber erheblich
aufwendiger wäre.
Dieser durch die Flamme erzeugte Ionisationsstrom, der auch Überwachungsstrom genannt
wird, fließt nur, solange die Zündflamme brennt, nicht jedoch wenn sie, z. B. aufgrund einer
Störung der Gas- oder Luftzufuhr, erlischt. Die Zündflamme dient im übrigen dazu, das bei
Bedarf für den Betrieb des Brenners in größeren Mengen zugeführte Brenngas zu zünden, wenn
die oben erwähnten Fühler oder Schalteinrichtungen einen entsprechenden Schaltimpuls
abgeben und die Zufuhr größerer Mengen von Brenngas in den Brennraum auslösen.
Wenn der Brenner im Bereitschaftsbetrieb ist, in welchem im allgemeinen nur die Zündflamme
brennt, stellt das Erlöschen der Zündflamme aufgrund einer Störung der Gas- oder Luft-Zufuhr
einen gefährlichen Betriebszustand dar, weil in diesem Zustand permanent Gas durch den
Zündbrenner in den Brenner strömt, ohne zu verbrennen und sich dort und auch im Raum
außerhalb des Brenners ansammelt, so daß sich in dem Raum oder Gebäude, wo der Brenner
aufgestellt ist, ein zündfähiges Gas-Luftgemisch bilden und ansammeln kann, das bei der
Entstehung eines Zündfunkens explodiert. Auch bei den Brennertypen, bei welchen die
Zündflamme erst kurz vor Inbetriebnahme des Hauptbrenners gezündet wird, ist das
Überwachen der Zündflamme wichtig, da diese nicht immer sofort zündet, so daß, falls ohne
Zündflamme die Gaszufuhr zum Hauptbrenner erfolgt, sich sehr schnell gefährliche Gasmengen
innerhalb und außerhalb des Brenners ansammeln.
Die Überwachungs- und Zündelektroden dienen dem Zweck, einen solchen gefährlichen
Betriebszustand zu vermeiden, indem der durch die Zündflamme über die Überwachungselek
trode abfließende Ionisationsstrom permanent, zumindest aber während jeder Gaszufuhr zum
Zündbrenner oder zum Hauptbrenner, gemessen und überwacht wird, wobei die Gaszufuhr zu
dem Zündbrenner und auch zu dem Brenner insgesamt unterbrochen wird, sobald der
Ionisationsstrom einen vorgegebenen Grenzwert unterschreitet. Eventuell erfolgt dann
zunächst mindestens ein automatischer Versuch einer Zündung der Flamme des Zündbrenners
mit einer Gaszufuhr zum Zündbrenner.
Auch bei brennender Zündflamme besteht allerdings ein erhebliches Problem darin, daß die
durch die Zündflamme hervorgerufenen Ionisationen und Ionisationsströme relativ klein sind,
was eine aufwendige Isolierung der Ionisationselektrode und auch eine aufwendige Meß- und
Überwachungselektronik erforderlich macht. Teilweise könnten diese Probleme dadurch kom
pensiert werden, daß die Zündflamme größer gemacht wird, als es an sich für die Stabilität
der Flamme und die Zündung des einströmenden Gases beim Übergang in den Brennerbetrieb
notwendig wäre, was allerdings zu einem unnötigen Verbrauch an Brenngas führt,
insbesondere wenn die Betriebsbereitschaftszeiten des Brenners im Vergleich zu den
eigentlichen Betriebszeiten relativ groß sind. Ansonsten kann aber die ungenaue Ionisations
strommessung auch zu einem dauerhaften Ausfall des Brenners bzw. zu einer dauerhaften
Unterbrechung der Gaszufuhr zu diesem führen, wenn nämlich der gemessene Ionisationsstrom
nicht den vorgegebenen Grenzwert erreicht.
Ein weiterer Nachteil bekannter Brenner besteht auch darin, daß sie zumindest teilweise aus
recht teuren Drehteilen hergestellt sind. Mindestens der Kopf des Brennerrohres, wenn nicht
das gesamte Brennerrohr, werden im allgemeinen durch Drehbearbeitungen von Werkstücken
hergestellt. Auch die Brenngasdüsen, bzw. Gasaustrittsflächen einschließlich etwaiger
Flammenformungselemente bestehen häufig aus Drehteilen oder aus relativ kompliziert
aufgebauten, zusammengesetzten Blechteilen.
Gegenüber diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde,
einen Zündbrenner mit den eingangs genannten Merkmalen zu schaffen, welcher auch bei einer
minimalen Brenngaszufuhr, wie sie für die Zündung Aufrechterhaltung einer Zündflamme
notwendig ist, einen ausreichend großen und mit vergleichsweise geringem Aufwand
meßbaren Ionisationsstrom liefert. Außerdem sollte nach Möglichkeit der Herstellungsaufwand
für den Zündbrenner möglichst gering sein.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Austrittsfläche des Brenners konvex nach außen
gewölbt ist und elektrisch leitend aus einem massiven Material, wie zum Beispiel einem Blech,
ausgebildet ist.
Herkömmliche Zündbrenner weisen entweder komplizierter strukturierte Austrittsflächen in
Form von Düsen oder aber einfach ebene Austrittsflächen auf. Ionisationsströme, die durch
die verschiedenen bekannten Düsenformen und ebenen Austrittsflächen erzeugt werden,
unterscheiden sich teilweise erheblich voneinander, wobei aber nur aufwendig gestaltete
Formen hohe Ionisationsströme liefern. Überraschenderweise führt jedoch die einfache, konvex
nach außen vorgewölbte Form der Austrittsfläche in Verbindung mit ihrer Herstellung aus
einem gleichmäßig gut leitenden Material, wie zum Beispiel einem Blech, gemäß der
vorliegenden Erfindung zu einer drastischen Erhöhung des Ionisationsstromes, so daß die
Überwachung der Zündflamme erheblich erleichtert wird.
Offenbar gelingt dies nur dann, wenn die Austrittsfläche nicht nur konvex gewölbt, sondern
darüber hinaus auch noch aus einem massiven, im wesentlichen homogenen und isotropen
Material, wie z. B. einem Blech, hergestellt ist, welches durchgehend eine gleichmäßig gute
Leitfähigkeit hat. Es versteht sich, daß anstelle eines Bleches auch ein entsprechendes Drehteil
verwendet werden könnte, was allerdings in der Herstellung aufwendiger ist. Überraschender
weise hat sich in entsprechenden Versuchen gezeigt, daß z. B. aus Drahtnetzen oder
ähnlichem hergestellte, gewölbte Austrittsflächen keinen vergleichbar hohen Ionisationsstrom
liefern, obwohl auch diese in allen Richtungen eine gute elektrische Leitfähigkeit haben.
Möglicherweise entstehen jedoch zumindest beim Betrieb des Zündbrenners Übergangswider
stände an den Kreuzungspunkten der einzelnen Drähte, was erklären würde, warum solche
Drahtgitter, Geflechte oder ähnliche Strukturen trotz konvex gewölbter Form keinen
entsprechend hohen Ionisationsstrom liefern. Diese Drahtnetz-Austrittsflächen sind im übrigen
recht aufwendig und teuer in der Herstellung und außerdem nicht sehr haltbar.
Die Herstellung aus einem Blech hat darüber hinaus den Vorteil, daß eine sehr große Freiheit
in der Anordnung und Form der einzelnen Austrittsöffnungen für das Brenngas besteht, die am
besten einfach aus dem Blech herausgestanzt werden, zweckmäßigerweise vor dem Prägen
zu einer konvexen Form oder gleichzeitig mit einem solchen Prägevorgang. Dies ermöglicht es,
durch passende Wahl der Abmessungen, der Anordnung und der Dichte von kreisförmigen,
schlitzförmigen oder sonstig geformten Gasaustrittsöffnungen den Zündbrenner weiterhin so
zu optimieren, daß der Ionisationsstrom möglichst groß ist und die Zündflamme bei einem
gegebenen, minimalen Brenngasbedarf möglichst stabil brennt. Dabei sollte die Austrittsfläche,
abgesehen von einer möglichst gleichmäßigen konvexen Wölbung und den Austrittsöffnungen,
möglichst keine hervorstehenden oder zurückspringenden Oberflächenstrukturen haben. Auch
solche kompliziertere Oberflächenstrukturen stören offenbar die Ausbildung eines hinreichend
großen Ionisationsstromes.
Durch diese Maßnahmen wird die Überwachung genauer und kann mit einfacheren elek
tronischen Mitteln erfolgen. Gleichzeitig ist die konvexe Form der Austrittsfläche z. B. durch
Prägen eines einfachen Bleches sehr leicht herzustellen. Zweckmäßigerweise werden aus dem
Blech, welches die Austrittsfläche bildet, vor dem Prägen oder gleichzeitig mit dem Prägen zu
einer konvexen Form Austrittslöcher ausgestanzt. Diese können kreisrunde Form haben, wobei
mindestens teilweise Austrittsöffnungen unterschiedlichen Durchmessers vorgesehen werden
können, sie können aber auch schlitzförmig sein, und auch die Schlitze können teilweise
unterschiedliche Länge und Breite haben. Selbstverständlich sind auch Mischformen wie z. B.
ellipsenförmige Öffnungen möglich, und darüber hinaus können die verschiedenen Formen auch
gleichzeitig an ein und demselben Blech vorgesehen werden, welches die Austrittsfläche bildet.
Zweckmäßigerweise wird ein solches Blech einfach mit wenigen Schweißpunkten, z. B. an
zwei gegenüberliegenden Seiten, an einer stirnseitigen Öffnung des Brennerrohres angeheftet.
Dies stellt eine gute elektrische Verbindung und auch eine besonders einfache und
kostengünstige Herstellung sicher. Es versteht sich, daß die Austrittsöffnungen des
Austrittsbleches des Zündbrenners auch beliebige andere Umrißformen und Querschnitte
haben können, zumal sie vorzugsweise ohnehin durch Stanzen hergestellt werden. Die
Öffnungen können also auch dreieckig oder quadratisch sein oder sie können andere
polygonale Formen haben, und teilweise oder ganz mit gekrümmt verlaufenden Seiten,
sternförmig, etc. ausgebildet sein.
Die konvexe Wölbung der Austrittsfläche in Form einer Teilkugelfläche, insbesondere in Form
einer Halbkugel oder näherungsweise einer Halbkugel, ist besonders bevorzugt, da eine solche
Ausgestaltung bisher die besten Ergebnisse geliefert hat. Allerdings kann die optimale Form
auch von der genauen Anordnung der Überwachungselektrode relativ zur Austrittsfläche des
Zündbrenners abhängen.
Außerdem ist eine Ausführungsform der Erfindung bevorzugt, bei welcher das Brennerrohr an
dem Ende der Austrittsfläche leicht konisch erweitert ist, mit einem Konuswinkel zwischen 5
und 30°. Dabei kann das Ende des konusförmig erweiterten Rohres noch einen kleinen Absatz
bzw. eine Stufe für das Einsetzen des Randes des die Austrittsfläche bildenden Blechteiles
aufweisen. Das Austrittsblech hat demzufolge vorzugsweise einen in etwa kreisförmigen
unteren Randabschluß, der auch in Form eines Flansches ausgebildet sein kann. Dabei kann
das Brennerrohr insgesamt aus einem einfachen Rohr aus einem hinreichend verformbaren
Metall bzw. einer Metallegierung bestehen, so daß die konusförmige Erweiterung einfach durch
Pressen bzw. Stauchen oder sonstige Kaltverformungen hergestellt wird. Ein solches mit einer
konusförmigen Erweiterung gepreßtes Rohr kann auf diese Weise problemlos mit der
erforderlichen Genauigkeit hergestellt werden und ist damit in der Herstellung wesentlich
preiswerter als entsprechende Drehteile.
Die konusförmige Erweiterung im Brennerrohr sorgt für eine Reduzierung der Strömungs
geschwindigkeit der Mischung aus Brenngas und Luft und trägt auch zu einer zusätzlichen,
verbesserten Durchmischung zwischen Verbrennungsluft und Brenngas bei. Durch eine
passend gewählte Anordnung der Form und des Austrittsquerschnitts der einzelnen Öffnungen
in dem Blechteil kann die Flammenform beeinflußt werden und zusätzlich für eine weitere
Erhöhung des Ionisationsstromes optimiert werden.
Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei welcher zur Erzielung eines Düseneffektes
innerhalb des Brennerrohres eine Düsenscheibe mit einer oder mehreren Bohrungen vorgesehen
ist, die insgesamt den kleinsten Durchtrittsquerschnitt für Brenngas in dem Brennerrohr liefern.
Vorzugsweise beträgt der Abstand der Düsenscheibe von der Austrittsfläche des Brennerrohres
mindestens das Fünffache aus der Wurzel des Durchtrittsquerschnitts der Düsenöffnungen.
Zweckmäßigerweise wird nur eine einzige zentrale Bohrung in der Düsenscheibe vorgesehen,
und diese Düsenscheibe sollte vorzugsweise auch im Bereich von seitlichen Ansaugöffnungen
für Verbrennungsluft in dem Brennerrohr angeordnet werden. Durch den sogenannten
Bernoulli-Effekt saugt das mit relativ hoher Geschwindigkeit durch die zentrale Düsenöffnung
hindurchströmende Brenngas durch die seitlich in dem Bereich dieser hohen Strömungs
geschwindigkeit angeordneten Luftzuströmöffnungen des Brennerrohres Verbrennungsluft an,
die auf dem verbleibenden Weg im Brennerrohr gut miteinander durchmischt werden und dann
als zündfähige Gasmischung aus den Öffnungen der Austrittsfläche des Zündbrenners
austreten.
Die vorstehend erwähnten Teile können allesamt durch nicht-spanende Bearbeitung wie zum
Beispiel Prägen, Stanzen, Stauchen oder andere Kaltverformungsvorgänge bergestellt werden,
was im Vergleich zur sonst üblichen und für hochwertige Zündbrenner (mit hohen Ionistions
strömen) als notwendig angesehenen spanenden Bearbeitung sehr kostengünstig ist.
Auch die Düsenscheibe kann ein einfaches Preß-/Stanzteil sein, welches aus einem ebenen
Blech hergestellt wird. Damit können sämtliche Einzelteile des erfindungsgemäßen Zünd
brenners aus sehr einfachen Ausgangsmaterialien und mit verhältnismäßig geringem Aufwand
in großen Stückzahlen hergestellt werden, nämlich im wesentlichen aus einem einfachen Rohr
und aus ebenem Blechmaterial, wobei das Rohr durch Kaltverformung an einem Ende konisch
aufgeweitet und mit einem Aufnahmerand für ein konvex gewölbtes Austrittsblech versehen
wird. Das Austrittsblech wird aus einem ebenen Blech zu seiner konvexen Form, vorzugsweise
zu Halbkugelform, geprägt, und es werden entsprechende Austrittsöffnungen vor oder nach
dem Prägen in das Austrittsblech gestanzt. Die Düsenscheibe wird ebenfalls aus einem ebenen
Blech gestanzt und geprägt, und die verbleibenden Montageteile sind z. B. eine einfache,
zylindrische Hülse und eine Schraubhülse mit Gewinde.
Weitere Vorteile; Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden
deutlich anhand der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform und der
dazugehörigen Figuren. Es zeigen:
Fig. 1 überwiegend im Schnitt die Einzelteile eines Zündbrenners gemäß der
vorliegenden Erfindung in einer auseinandergezogenen Darstellung,
Fig. 2 als Detail aus Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine Düsenscheibe und
Fig. 3 den in Fig. 1 dargestellten Zündbrenner in zusammenmontiertem Zustand und
in der Montageposition in einem Halteblech neben einer Überwachungs- und
Zündelektrode.
Man erkennt im oberen Teil der Fig. 1 ein Brennerrohr 1, welches einen mittleren zylin
drischen Abschnitt mit kleinerem Durchmesser und einen oberen konischen Abschnitt 14 mit
sich allmählich erweiterndem Durchmesser hat. Der Durchmesser am oberen Ende des
konischen Abschnittes 14 beträgt mehr als das Doppelte des Durchmessers in dem mittleren,
zylindrischen Abschnitt des Brennerrohres 1. Der konisch erweiterte Endabschnitt 14 des
Brennerrohres 1 ist noch mit einer Stufe 15 ausgebildet, so daß ein Blechteil 5 in Form einer
halben Kugelschale passend in diese Stufe eingesetzt werden kann, wobei die Kugelschale 5
denselben Durchmesser hat wie die Wand der Stufe 15.
Das Blechteil 5, dessen Oberfläche die Austrittsfläche 4 definiert, hat mehrere auf seiner
Oberfläche relativ gleichmäßig verteilte, im wesentlichen kreisförmige Austrittsöffnungen 6.
Form, Größe und Querschnitt dieser einzelnen Öffnungen können jedoch von Blechteil zu
Blechteil variieren und können insbesondere auch auf der halbkugelförmigen Austrittsfläche
4 des Blechteiles 5 ungleichmäßig verteilt sein, um eine bestimmte, gewünschte Flammenform
und einen möglichst hohen Ionisationsstrom zu erzeugen.
Am unteren Ende des mittleren, zylindrischen Abschnittes des Brennerrohres 1 erkennt man
in den Fig. 1 und 3 eine Zuströmöffnung oder Ansaugöffnung 3 für Verbrennungsluft, die
als Langloch ausgebildet ist. Wiederum im Bereich des unteren Endes der Ansaugöffnung 3
befindet sich im zusammenmontierten Zustand des Brenners die Düsenscheibe 7, die im
Querschnitt noch etwas genauer in Fig. 2 dargestellt ist.
Die Düsenscheibe 7 ist im wesentlichen eine flache Scheibe mit einer Umfangsfläche in Form
eines Kegelstumpfmantels und ist im Querschnitt zum Zentrum hin verjüngt ausgebildet. In
dem zentralen, verjüngten Bereich ist eine Austrittsöffnung 19 koaxial zur Achse des
Düsenscheibe 7 vorgesehen. Der Kegelmantel der Düsenscheibe 7 legt sich im montierten
Zustand an eine entsprechend geformte Innenfläche des Brennerrohres 1 an, die am Übergang
des mittleren, zylindrischen Bereiches zu einem unteren Anschlußstück 8 vorgesehen ist,
welches einen größeren Innendurchmesser hat als der mittlere, zylindrische Abschnitt des
Brennerrohres 1. Eine Montage- und Klemm-Hülse 13 wird hinter der Düsenscheibe 7 in den
den unteren, erweiterten Endabschnitt 8 des Brennerrohres 1 eingeschoben und drückt die
Düsenscheibe 7 mit ihrem Kegelmantel an die entsprechende Anlage im Brennerrohr 1.
Ein axialer Druck wird über die Montagehülse 13 auf die Düsenscheibe 7 ausgeübt durch eine
Schraubhülse 10, die mit ihrem Innengewinde 9 auf ein Außengewinde aufgeschraubt wird,
welches im Bereich des Anschlußstückes 8 der Brennerhülse vorgesehen ist. Die Schraubhülse
10 ist an ihrem unteren Ende, welches mit dem unteren Ende der Montagehülse 13 in Eingriff
tritt, konisch verjüngt ausgebildet.
Ein Anschlußrohr oder Schlauch 11 wird durch den verjüngten Abschnitt der Schraubhülse 10
hindurch bis in die Montagehülse 13 hineingeschoben, wobei die Montagehülse 13 einen
Innendurchmesser hat, der in etwa dem Außendurchmesser des Anschlußrohres 11 entspricht.
Durch festes Verschrauben der Schraubhülse 10 auf dem unteren Endabschnitt 8 des
Brennerrohres 1 wird die Hülse 13 zum einen axial einwärts gedrückt und bringt, wie bereits
erwähnt, dadurch die Düsenscheibe 7 in feste Anlage an der Übergangsfläche von dem
unteren Abschnitt 8 des Brennerrohres zum mittleren, zylindrischen Abschnitt.
Außerdem wird durch die konisch verjüngte Ausbildung des unteren Endes der Schraubhülse
10 der untere Rand der Montagehülse 13 axial einwärts verformt und tritt dadurch in festen
Klemmeingriff mit der Außenwand des Zuführrohres 11. Der in dieser Weise fertig montierte
Brenner ist in Fig. 3 dargestellt, wobei das Brennerrohr 1 zuvor noch vor der Montage der
Schraubhülse 10 und des Anschlußrohres 11 durch eine passende Bohrung eines Haltebleches
18 hindurchgeschoben wird. Der Zündbrenner bzw. das Rohr 1 des Zündbrenners wird dann
in passender Weise mit hier nicht dargestellten Mitteln in der Bohrung des Haltebleches 18
befestigt.
Wie man in Fig. 3 erkennen kann, liegt die Düsenscheibe 7 im unteren Bereich der länglichen
Ansaugöffnung 3 für Verbrennungsluft, und diese Ansaugöffnung 3 ist noch unterhalb des
Haltebleches 18 zu erkennen, wobei dies Halteblech 18 wiederum in einer Wand eines
Brenners bzw. Brennerkessels montiert ist. Die Ansaugöffnung 3 für Luft befindet sich damit
noch außerhalb des Brennerraumes, während das obere Ende 14 des Brennerrohres mit der
Austrittsfläche 4 bzw. den Austrittsöffnungen 6 für die Mischung aus Brenngas und
Verbrennungsluft innerhalb des Brenners angeordnet sind.
Unmittelbar neben dem Brennerrohr 1 ist noch eine Überwachungs- und Zündelektrode 12
montiert, und zwar mit Hilfe einer keramischen Isolierhülse 16, durch welche sich zentral eine
am oberen Ende des Brennerrohres 1 L-förmig abgewinkelte Elektrode 17 erstreckt. Die
Elektrode 17 ist so in Richtung des Brennerrohres 1 abgewinkelt, daß sie sich mindestens zu
einem gewissen Teil bis über die Austrittsfläche 4 erstreckt, aus der die Brenngasmischung
austritt, die unmittelbar außerhalb der Austrittsfläche 4 in einer Zündflamme verbrennt. Der
dabei auftretende Ionisationsstrom wird über die Elektrode 17 abgeleitet und in einer hier nicht
dargestellten, möglichst einfachen elektronischen Schaltung ausgewertet, um die Brenn
gaszufuhr zu unterbrechen, falls die Zündflamme vollständig erlöschen sollte, was sich in dem
Absinken des Ionisationsstromes unter einen vorgegebenen Grenzwert niederschlägt.
Es versteht sich, daß hierzu die Austrittsfläche 4 bzw. das Teil 5, aus welchem die
Austrittsfläche 4 gebildet wird, elektrisch leitfähig sein muß und geerdet bzw. mit dem zweiten
Pol der elektronischen Auswerteschaltung elektrisch leitend verbunden sein muß. Zweckmäßi
gerweise geschieht dies dadurch, daß, wie bereits erwähnt, die Austrittsfläche 4 durch ein
elektrisch leitfähiges, geprägtes Blechteil gebildet wird, welches an mindestens zwei
gegenüberliegenden Punkten mit dem metallischen und dabei ebenfalls elektrisch leitfähigen
Brennerrohr 1 verschweißt ist, welches wiederum über das Halteblech 18 oder andere, hier
nicht dargestellte Mittel geerdet und mit dem entsprechenden Pol der elektrischen Aus
werteschaltung verbunden ist.
Der erfindungsgemäße Zündbrenner hat einen sehr einfachen Aufbau, ist einfach und
kostengünstig herzustellen und erzeugt, wie bereits mehrfach erwähnt, einen im Vergleich zu
bekannten Zündbrennern wesentlich größeren Ionisationsstrom, der sich leicht elektrisch
auswerten läßt. Man kann also insbesondere den Stromgrenzwert, der als Anzeige für das
Erlöschen der Zündflamme gewertet wird, beträchtlich größer wählen als bei bekannten
Zündbrennern, so daß das System dadurch weniger störanfällig ist.
Claims (16)
1. Zündbrenner mit einem Brennerrohr (1), welches Zuströmöffnungen (2, 3) für Brenngas
und für Verbrennungsluft hat, und mit einer Austrittsfläche (4) für ein zündfähiges
Gemisch aus Brenngas und Verbrennungsluft, dadurch gekennzeichnet, daß die
Austrittsfläche (4) konvex nach außen gewölbt und elektrisch leitend aus einem
massiven Material, wie zum Beispiel einem Blech, gebildet ist.
2. Zündbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsfläche (4) aus
einem gewölbten und gelochten Blech (5) gebildet ist.
3. Zündbrenner nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsfläche
(4) einen Ausschnitt aus einer Kugelfläche bildet.
4. Zündbrenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsfläche
(4) einen Teil einer zylindrischen Fläche bildet.
5. Zündbrenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Austritts
fläche (4) einen Teil einer Ellipsoidfläche bildet.
6. Zündbrenner nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Austrittsfläche (4) in zwei zueinander senkrechten Richtungen unterschiedliche, aber
konstante Krümmungsradien hat.
7. Zündbrenner nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
konvexe Form durch unter kleinen Winkeln relativ zueinander abgewinkelte Teilflächen
gebildet wird.
8. Zündbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
Austrittsfläche kreisförmige Öffnungen aufweist.
9. Zündbrenner nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die kreisförmigen
Öffnungen teilweise unterschiedlichen Durchmesser haben.
10. Zündbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die
Austrittsfläche schlitzförmige Öffnungen aufweist.
11. Zündbrenner nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die schlitzförmigen
Öffnungen teilweise unterschiedliche Länge und/oder Breite haben.
12. Zündbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die
Austrittsfläche am Ende eines konisch erweiterten Endabschnittes (14) des Brennerroh
res (1) angeordnet ist.
13. Zündbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine
den Durchflußquerschnitt des Brennerrohres (1) begrenzende Düsenscheibe (7) im
Abstand vor der Austrittsfläche (4) des Brennerrohres (1) angeordnet ist.
14. Zündbrenner nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen
Düsenscheibe (7) und Austrittsfläche (4) mindestens das Fünffache aus der Wurzel des
Durchtrittsquerschnitts der Düsenscheibe (7) beträgt.
15. Zündbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die
Summe der Querschnitte der Öffnungen der Austrittsfläche größer ist als der kleinste
Durchtrittsquerschnitt in dem Brennerrohr (1) und vorzugsweise mindestens das
Doppelte des kleinsten Durchtrittsquerschnitts im Brennerrohr beträgt.
16. Zündbrenner nach Anspruch 13 oder einem der auf Anspruch 13 rückbezogenen
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenscheibe (7) in einem Bereich des
Brennerrohres (1) angeordnet ist, wo dieses seitliche Ansaugöffnungen (3) für
Verbrennungsluft aufweist.
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|---|---|---|---|
| DE1998111987 DE19811987A1 (de) | 1998-03-19 | 1998-03-19 | Zündbrenner |
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| DE (1) | DE19811987A1 (de) |
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| FR2082195A5 (de) * | 1970-03-06 | 1971-12-10 | Saunier Duval | |
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Legal Events
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| 8141 | Disposal/no request for examination |