EP0530630A1

EP0530630A1 - Gas burner

Info

Publication number: EP0530630A1
Application number: EP92114381A
Authority: EP
Inventors: Heinz-Bernd Dr.-Ing. Grabenhenrich; Hans-Joachim Dipl.-Ing. Faust
Original assignee: Buderus Heiztechnik GmbH
Current assignee: Bosch Thermotechnik GmbH
Priority date: 1991-09-06
Filing date: 1992-08-24
Publication date: 1993-03-10
Also published as: DE4129711A1; DE4129711C2

Abstract

The burning element of the gas burner consists of a uniform porous body (1), in which the number of individual cross-sections increases from the inside to the outside in a number of zones (2, 3, 4) as a result of varying grain or structure and at the same time becomes smaller. As a result, the desired functions of a throttling and distribution of the gas/air mixture flowing through are satisfied optimally inside this material. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Gasbrenner nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a gas burner according to the preamble of claim 1.

Ein solcher Gasbrenner ist der DE 38 31 624 A1 zu entnehmen. Das Brennelement besitzt dort mehrere Lagen eines perforierten Materiales. Eine innere Lage mit relativ großen Durchtrittsöffnungen dient der Drosselung des einströmenden Brenngas-Luft-Gemisches, eine mittlere Lage hat eine Verteilfunktion und eine äußere Lage mit einer sehr feinen Perforation bildet schließlich die Oberfläche, über der die Verbrennung stattfindet. Das Brennelement kann die dort dargestellte zylindrische, aber auch jede beliebige andere Form besitzen. So ist beispielsweise eine ebene oder halbkugelförmige Gestaltung möglich und leicht darzustellen.Such a gas burner can be found in DE 38 31 624 A1. The fuel element has several layers of perforated material there. An inner layer with relatively large passage openings serves to throttle the inflowing fuel gas / air mixture, a middle layer has a distribution function and an outer layer with a very fine perforation finally forms the surface over which the combustion takes place. The fuel assembly can have the cylindrical shape shown there, but also any other shape. For example, a flat or hemispherical design is possible and easy to display.

Die Erzeugung solcher Brennelemente aus mehreren Lagen erfordert einen gewissen Aufwand mit entsprechenden Kosten. Nur durch eine sehr genaue Abstimmung der Perforation ist eine optimale Vormischung des Gas-Luft-Gemisches zu erzielen, was jedoch nicht immer erreicht wird. Schließlich können auch die auftretenden Temperaturwechsel zu Schwierigkeiten führen.The production of such fuel elements from several layers requires a certain effort with corresponding costs. Optimal premixing of the gas-air mixture can only be achieved by very precise tuning of the perforation, but this is not always achieved. Finally, the temperature changes that occur can also lead to difficulties.

Der Erfindung lag deshalb die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Gasbrenner zu schaffen, dessen Brennelement einfach und preisgünstig herzustellen ist und das sowohl hinsichtlich der Funktion als auch hinsichtlich der Reaktion auf Temperaturunterschiede und -wechsel optimale Eigenschaften besitzt.The invention was therefore based on the object of creating a generic gas burner whose fuel element is simple and inexpensive to produce and which has optimum properties both in terms of its function and in terms of its response to temperature differences and changes.

Der erfindungsgemäße Gasbrenner besitzt das im Kennzeichen des Patentanspruches 1 genannte Merkmal.The gas burner according to the invention has the feature mentioned in the characterizing part of patent claim 1.

Das Brennelement besteht nicht mehr aus mehreren getrennten Lagen unterschiedlichen Aufbaues. Es handelt sich vielmehr um einen einheitlichen, porösen Körper aus einem hitzebeständigen Material mit einer von innen nach außen veränderlichen Porosität. Auf diese Weise ergeben sich am Einheitskörper die gewünschten Funktionszonen zum Drosseln, Verteilen und Verbrennen des durchströmenden Gas-Luft-Gemisches.The fuel element no longer consists of several separate layers of different structures. Rather, it is a uniform, porous body made of a heat-resistant material with a porosity that changes from the inside out. In this way, the desired functional zones for throttling, distributing and burning the gas-air mixture flowing through result on the unit body.

Das Brennelement läßt sich sehr einfach durch ein schichtweises Auftragen oder Einpressen der Komponenten mit unterschiedlicher Struktur auf oder in einen Stützkörper erstellen. Es entsteht ein mehrschichtiger Sinter- oder Preßkörper, der die gewünschten optimalen Eigenschaften besitzt. Als Material für das Brennelement ist beispielsweise Siliziumcarbid oder Aluminiumoxid geeignet, aber auch die Anwendung anderer Werkstoffe, wie Faserstoffe, ist denkbar. Wesentlich ist die Tatsache, daß in einem einheitlichen Körper durch eine veränderliche Porosität die unterschiedlichen Funktionen hintereinander ablaufen und daß dieser Körper einfach zu fertigen ist und eine hohe Temperaturwechselbeständigkeit besitzt.The fuel assembly can be created very easily by applying or pressing in layers of components with different structures on or into a support body. The result is a multilayer sintered or pressed body that has the desired optimal properties. Silicon carbide or aluminum oxide, for example, is suitable as the material for the fuel assembly, but the use of other materials, such as fiber materials, is also conceivable. What is essential is the fact that in a uniform body, due to a variable porosity, the different functions run in succession and that this body is easy to manufacture and has a high resistance to temperature changes.

Die Veränderung der Strömungsquerschnitte ist bei Sinterkörpern durch eine von innen nach außen abnehmende Korngröße zu erzielen. In Anlehnung an die genannte DE 38 31 624 A1 können drei Zonen unterschiedlicher Porosität vorgesehen werden. Die Porosität an der Oberfläche ist dabei so zu wählen, daß eine Abhebeneigung der Flamme und auch eine Rückschlaggefahr vermieden wird. Die Zonen können auch gleitend ineinander übergehen, so daß eine kontinuierliche Veränderung der Porosität vorliegt.The change in flow cross-sections can be achieved with sintered bodies by a grain size that decreases from the inside out. In line with DE 38 31 624 A1, three zones of different porosity can be provided. The porosity on the surface should be selected so that the flame does not tend to lift off and also prevents the risk of kickback. The zones can also merge smoothly so that there is a continuous change in the porosity.

Brennelemente aus porösem, hitzebeständigen Material stellen an sich einen altbekannten Stand der Technik dar. Dabei handelt es sich aber um Körper mit einheitlicher Porosität, und zwar auch dann, wenn die Körper mehrlagig gestaltet sind. Es wurden bisher keine Überlegungen angestellt, durch eine von innen nach außen zunehmende Zahl von kleiner werdenden Einzelquerschnitten, d.h. durch eine sich verfeinernde Porosität, hintereinander die Funktionen eines Drosselns, Verteilen und Verbrennens des Gas-Luft-Gemisches ablaufen zu lassen.Fuel elements made of porous, heat-resistant material are in themselves a well-known state of the art. However, these are bodies with uniform porosity, even if the bodies are designed in multiple layers. So far, no considerations have been made to allow the functions of throttling, distribution and combustion of the gas-air mixture to take place in succession due to an increasing number of smaller individual cross-sections from inside to outside, that is to say through a refining porosity.

Die beigefügte Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Es zeigt:

Fig. 1: Einen Längsquerschnitt durch ein Brennelement und
Fig. 2: einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1.

The accompanying drawing shows an embodiment of the invention. It shows:

Fig. 1: A longitudinal cross section through a fuel assembly and
FIG. 2: an enlarged detail from FIG. 1.

Das Brennelement besteht aus einem einheitlichen, porösen Körper 1 aus einem hitzebeständigem Material. Die Struktur verfeinert sich von innen nach außen, im dargestellten Fall durch eine innere Zone 2 grober Körnung eine mittlere Zone 3 etwas feinerer Körnung und eine äußere Zone 4 feiner Körnung. Es entstehen unterschiedliche Strömungsquerschnitte, die in dem einheitlichen Element die Funktionen des Drosselns und Verteilens des einströmenden Gas-Luft-Gemisches übernehmen. Die Verbrennung erfolgt dann über der Oberfläche.The fuel assembly consists of a uniform, porous body 1 made of a heat-resistant material. The structure refines from the inside out, in the case shown an inner zone 2 with a coarse grain size, a middle zone 3 with a slightly finer grain size and an outer zone 4 with a fine grain size. Different flow cross-sections are created, which take on the functions of throttling and distributing the inflowing gas-air mixture in the uniform element. The combustion then takes place over the surface.

Claims

Gas burner with a fuel element consisting of several perforated layers, the layers causing a throttling and distribution of the gas-air mixture flowing through as a result of an overall flow cross-section which changes from the inside to the outside,
characterized in that the fuel element as a unitary, porous body (1) consists of a heat-resistant material with a porosity in the form of an increasing number of individual cross-sections which become smaller from the inside out.

Gas burner according to claim 1,
characterized in that there are preferably three zones (2, 3, 4) of different porosity, namely an inner zone (2) of large individual cross sections, a central zone (3) of medium individual cross sections and an outer zone (4) of very fine individual cross sections or finest Structure.

Gas burner according to claims 1 and 2,
characterized in that the zones merge smoothly.

Gas burner according to claims 1 to 3,
characterized in that the structure continuously refines from the inside out.