EP3361153A2 - Gasbrennervorrichtung für einen wärmetauscher - Google Patents

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EP3361153A2
EP3361153A2 EP18000095.2A EP18000095A EP3361153A2 EP 3361153 A2 EP3361153 A2 EP 3361153A2 EP 18000095 A EP18000095 A EP 18000095A EP 3361153 A2 EP3361153 A2 EP 3361153A2
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EP
European Patent Office
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gas
gas burner
feed channel
burner device
air
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP18000095.2A
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English (en)
French (fr)
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EP3361153A3 (de
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Palux AG
Original Assignee
Palux AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Palux AG filed Critical Palux AG
Publication of EP3361153A2 publication Critical patent/EP3361153A2/de
Publication of EP3361153A3 publication Critical patent/EP3361153A3/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/02—Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46—Details
    • F23D14/70—Baffles or like flow-disturbing devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C3/00—Stoves or ranges for gaseous fuels
    • F24C3/08—Arrangement or mounting of burners
    • F24C3/085—Arrangement or mounting of burners on ranges
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2203/00—Gaseous fuel burners
    • F23D2203/10—Flame diffusing means
    • F23D2203/101—Flame diffusing means characterised by surface shape
    • F23D2203/1012—Flame diffusing means characterised by surface shape tubular
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2900/00—Special features of, or arrangements for burners using fluid fuels or solid fuels suspended in a carrier gas
    • F23D2900/14—Special features of gas burners
    • F23D2900/14021—Premixing burners with swirling or vortices creating means for fuel or air

Definitions

  • the invention relates to a gas burner device for a heat exchanger for use in a gas-fired kitchen appliance, according to the independent claim.
  • the fan comprises a fan wheel, which is surrounded by a heat exchanger tube (exhaust pipe), so that an air flow generated by the fan wheel is heated on the heat exchanger tube and fed via an air guide plate arranged in a cooking chamber food.
  • the goal is to distribute the generated heat as evenly as possible in order to get the food to the same temperature.
  • the ignition device should be located on the opposite of the surface against the surface of the burner chamber, so that the concentration of the gas mixture in this area is low, whereby the ignitability of the mixture is reduced.
  • the combustion chamber and also the combustion chamber are filled with the gas mixture, which causes deflagration in the case of a delayed ignition.
  • the heat exchanger on a large heat exchanger surface, wherein the flow should not be laminar because of the heat release.
  • the heat is generated by the combustion of a mixture of air and a gas (fuel gas) in the burner chamber.
  • a gas burner of the prior art is used in the DE 19 70 82 10 C2 described.
  • the gas burner has an air supply duct into which a fuel gas supply flows.
  • a portion of the air-gas mixture is set in rotation about the flow direction with a deflector before entering the burner chamber.
  • the deflection element comprises crosswise arranged guide surfaces for this purpose.
  • the disadvantage of this structure is that these baffles represent a large flow resistance for the gas mixture, which reduces the overall efficiency.
  • not all of the air-gas stream is set in rotation and, moreover, the air-gas mixture is only set to rotate directly at the inlet opening of the burner chamber.
  • a burner with a starting aid for a cooking appliance for preparing a cooking liquor for the food preparation is further from the DE 20 2011 107 309 U1 known.
  • a burner apparatus with a burner body and a burner deck with outlet openings for the air-gas mixture toward an ignition region is shown.
  • This utility model deals with the problem of reliable ignition without unwanted blowback.
  • a perforated flow deflector such in the fuel body in the region of the combustion deck, that the gas-air mixture in the region of the ignition device from the interior of the burner body is discharged to the outside and directed in the direction of the outlet openings.
  • the disadvantage here is that the flow is deflected only within the fuel body and this presses directly against the outlet openings.
  • the high flow resistance of the deflector and the sensitivity of the device to the flow velocity are also disadvantageous. At a high flow rate, it may happen that the ignition mixture does not reach the ignition temperature during the ignition process, which causes the delay and deflagration.
  • a burner apparatus is known, are also burned with the gases for heating purposes in the production of a cooking liquor for food preparation. It is proposed to arrange a flow-conducting tube in the fuel body, whose outlet is in the ignition range.
  • the disadvantage of the arrangement shown therein is that the gas-air flow is deflected only in the fuel body. Another disadvantage is that the gas-air flow bounces directly on the gas outlet openings.
  • the invention comprises a gas burner device for a heat exchanger for use in a (large) kitchen appliance.
  • the gas burner device comprises a supply channel and a burner chamber with a (this enclosing) burner deck with a plurality of outflow openings.
  • the feed channel is designed such that an air-gas mixture can be introduced into the burner chamber through the feed channel.
  • the introduced gas exits through the outflow openings from the burner chamber to be ignited with a downstream of the feed channel in the region of the discharge openings arranged igniter.
  • the gas burner device comprises a (curved) bent flow guide arranged to circulate a flow of the air-gas mixture to be introduced around the direction of introduction (of the air-gas flow into the burner chamber) XX before entering the burner chamber produce.
  • the ignition of the gas burner device is improved and reduces the risk of unwanted gas accumulation or a setback. Because of the deflection of the gas-air flow on the curved flow-guiding element in the feed channel, the air-gas mixture flowing into the burner chamber is in a rotating movement about the inflow direction XX. This rotating movement leads the gas-air mixture in as uniform as possible (laminar) flow to the ignition device (the gas burner device). This will be the flow resistance in the gas mixture supply and in the burner chamber is not (measurably) increased and allows a comparison of the speed profile and the elimination of segregation effect in the burner chamber.
  • the targeted swirling of the flow in a spiral flow which behaves as a "tornado" leads, among other things, that in the case of gas mixture supply, by the centrifugal force, the distribution of the heavy gas particles on the circumference of the vortex equalized, the in The suction created in the middle of the vortex helps to draw in the further gas mixture.
  • the increase of the flow resistance by the incorporation of the swirling device reduces, without increasing the total flow resistance of the burner system with the swirling device (measurable).
  • the curved flow guide is a separate, arranged in the feed channel, baffle.
  • the guide plate can be fastened (welded) shortly before the burner chamber as a semicircular strip of metal, in such a way that the air flow impinging thereon is set in rotation about the introduction direction X-X.
  • the curved flow guide is formed as a spiral section.
  • the spiral section gives the air flow due to its geometry, the propagation direction with respect to the rotation and in the longitudinal direction.
  • the spiral section may have an outer periphery corresponding to the inner circumference of the feed channel for ease of mounting and attachment.
  • the curved flow guide is a, corresponding to a circular segment, partially rotating spiral.
  • a preferred angular range of the circle segment is between 60 ° and 300 °. In this way, it is possible to produce a flow-guiding element which only slightly reduces the supply channel cross-section.
  • the curved flow guide is a, corresponding to a circle segment, at least once completely circumferential spiral.
  • a preferred angular range of the circle segment is between 360 ° and 720 °.
  • An advantageous aspect relates to the shape of the feed channel, which is advantageously a straight tube.
  • the preferred spiral flow guide can be arranged.
  • Another advantageous aspect also relates to the shape of the feed channel, which is an angled pipe.
  • the flow guide is best inserted as a half-round baffle outside in the angle.
  • the curved flow guide is a curved wall portion of the feed channel.
  • the curvature extends to at least partially so that the supplied air-gas mixture bounces against the wall portion and is thereby placed in a rotation.
  • the supply channel preferably comprises a cylinder part which is closed at the end, each with a lid section.
  • the cylinder part comprises a bent outer wall forming the curved flow guiding element with a feed opening.
  • an outlet opening connected to the burner chamber is arranged in the lid portion.
  • the air-gas mixture is brought through the supply port into a can-like premixing chamber in which it is rotated until it flows through the discharge port into the burner chamber.
  • the feed opening is arranged tangentially on the cylinder part and wherein the outlet opening is arranged axially centrally in the cover section. Due to the tangential arrangement of the feed opening (the tube forming the feed opening), the air-gas mixture guided along the curved outer wall and namely until it flows through the centrally arranged in the lid portion outlet opening into the burner chamber.
  • the diameter of the cylinder part corresponds to the diameter of the burner chamber.
  • the air-gas mixture can be set in rotation immediately prior to entry into the burner chamber.
  • a heat exchanger comprising a gas burner device as described here.
  • Another aspect of the invention provides a heat exchanger tube assembly for use with a gas burner device (as described above) and a heat exchanger tube, wherein the heat exchanger tube comprises at least one eccentric cup, which eccentric cup comprises a body part closed at each end with a lid portion, and wherein the body part has a curved wall with a feed opening for the tangential supply of an air flow and an outlet opening.
  • the gas burner device 1 is shown for placement in a heat exchanger (not shown) for use in a kitchen appliance (not shown).
  • An arranged in a feed channel 2, curved flow guide 5 causes improved ignition, since the flowing into the burner chamber (burner tube) 3 air-gas mixture is already set before entering the burner chamber 3 in rotation. Because the air-gas mixture is already rotating at entry, the gas better reaches an ignition device 6 arranged in the region of the inlet of the burner chamber.
  • the feed channel 2 is an angled tube which leads directly into the burner chamber 3.
  • the burner chamber is surrounded by a burner deck 4, comprising a plurality of outflow openings 41.
  • an air-gas mixture is introduced through the supply passage 2 into the burner chamber 3, which air-gas mixture discharged exits the burner chamber 3 through the discharge ports 41 to be arranged downstream of the supply passage 2 in the area of the discharge ports 41 Ignition device 6 to be ignited.
  • the flow guide 5 is a separate, in the feed channel 2 at an angle welded baffle in the form of a semicircular strip.
  • the gas-air mixture flowing through the feed channel bounces against the flow guiding element in such a way that it is set in a rotating motion.
  • Fig. 2 is a gas burner 1 to see, in which the feed channel 2 is formed as a straight tube.
  • the straight feed channel 2 leads directly into the burner chamber 3.
  • the burner chamber 3 is surrounded by a burner deck 4, comprising a plurality of outflow openings 41.
  • the supplied through the straight tube 2 air-gas mixture is introduced into the burner chamber 3, which emerges air-gas mixture exiting through the outflow openings 41 from the burner chamber 3.
  • the air-gas mixture is ignited at the downstream of the feed channel 2 in the region of the outflow openings 41 arranged ignition device 6.
  • the curved flow guide 5 is formed in the straight feed channel 2 as a once completely circumferential spiral 5.
  • the gas-air mixture flowing through the feed channel 2 is caused to rotate by the spiral 5 before entering the burner chamber 3, resulting in the advantages according to the invention.
  • a further variant for the gas burner device 1 is shown, in which the curved flow guide 5 is a curved wall portion of the feed channel 2.
  • the feed channel 2 comprises a can-shaped section with a cylinder part 21 which is closed at the end by a cover section 22.
  • the cylinder part 21 has a curved outer wall forming the curved flow guide element 5 with a (tangentially arranged) feed opening 23.
  • a cover section 22 is a, arranged with the burner chamber 3 outlet opening 24.
  • the supplied air-gas mixture is guided through the feed opening 23 along the curved outer wall 5 and thus set in rotation.
  • the air-gas mixture is introduced into the burner chamber 3, which exits introduced air-gas mixture through the outflow openings 41 from the burner chamber 3.
  • the air-gas mixture is ignited at the downstream of the feed channel 2 in the region of the outflow openings 41 arranged ignition device 6. Again, due to the rotation of the air-gas mixture achieved an improved ignition before entering the burner chamber 3.
  • FIG. 4 shows the tangential arrangement of the feed opening 23 and the supply opening 23 comprising the tube section.
  • the thus guided air-gas mixture is set in rotation along the curved outer wall 5 of the feed channel 2 and can enter the burner chamber 3 from the outlet opening 24.
  • the supply channel 2 comprises a tangentially arranged inlet opening 23, through which the air-gas mixture is guided into a portion (the cylinder part 21) which forms the extension of the burner chamber 3 and which has an identical diameter as the burner chamber 3.
  • the diameter of the cylinder part 21 corresponds to the diameter of the burner chamber 3.
  • Fig. 6 to Fig. 8 show various embodiments of the curved flow guide 5 as a spiral.
  • Fig. 6 is the curved flow guide 5 a, a circle segment (slightly less than 180 °) according to, partially rotating spiral.
  • Fig. 7 is the curved flow guide a, a circular segment (about 180 °) according to, partially rotating spiral, wherein the spiral is formed from separately arranged leaflets 51.
  • Fig. 8 is the curved flow guide a, according to a circle segment (about 360 °), substantially once completely revolving spiral.
  • Fig. 9 shows a heat exchanger tube assembly for use with a gas burner device (as described above) and a heat exchanger tube 7, wherein the heat exchanger tube 7 comprises at least one eccentric 7, which eccentric cup 7 comprises a closed end with a respective lid portion body part, and wherein the body part has a curved wall with a Feed opening for the tangential supply of an air flow and an outlet opening comprises.

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Abstract

Gasbrennervorrichtung 1 für einen Wärmetauscher zur Verwendung in einem Großküchengerät, welche Gasbrennervorrichtung 1 einen Zuführkanal 2 und eine Brennerkammer 3 mit einem Brennerdeck 4 umfassend eine Vielzahl von Ausströmöffnungen 41 umfasst, wobei der Zuführkanal 2 derart ausgebildet ist, dass durch den Zuführkanal 2 ein Luft-Gas-Gemisch in die Brennerkammer 3 einleitbar ist, welches eingeleitete Luft-Gas-Gemisch durch die Ausströmöffnungen 41 aus der Brennerkammer 3 austritt, um mit einer stromabwärts nach dem Zuführkanal 2 im Bereich der Ausströmöffnungen 41 angeordneten Zündvorrichtung 6 entzündet zu werden, und wobei im Zuführkanal 2 ein gebogenes Strömungsleitelement 5 derart angeordnet ist, um eine um die Einleitrichtung X-X rotierende Strömung des einzuleitenden Luft-Gas-Gemischs vor dem Eintritt in die Brennerkammer 3 zu erzeugen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Gasbrennervorrichtung für einen Wärmetauscher zur Verwendung in einem gasbeheizten Küchengerät, gemäß dem unabhängigen Anspruch.
  • In der Küchentechnik sind Geräte zum Wärmebehandeln von Nahrungsmitteln mittels Wärmekonvektion stark verbreitet, so zum Beispiel als Gas-Heißluftdämpfer. Darin wird Wärme in einem Wärmetauscher erzeugt und mittels eines Lüfters auf die Speisen übertragen. Der Lüfter umfasst dazu ein Lüfterrad, das von einem Wärmetauscherrohr (Abgasrohr) umgeben ist, so dass eine vom Lüfterrad erzeugte Luftströmung am Wärmetauscherrohr aufgeheizt und über ein Luftleitblech auf in einem Garraum angeordnete Speisen geleitet wird. Ziel ist es die erzeugte Wärme möglichst gleichmäßig zu verteilen, um die Speisen auf dieselbe Temperatur zu bekommen.
  • Dabei müssen solche Geräte bedienfreundlich und sicher sein, wobei auch eine kompakte Bauweise in der Küche verlangt ist, wodurch auch der Gastechnik begrenzter Einbauraum zu Verfügung steht. Dadurch werden bestimmte Brenner abgewinkelt. Die Zündvorrichtung muss von dem Installationsraum her leicht zugänglich sein. Durch die abgewinkelte Form des Brenners, vor allem der Zuführvorrichtung, ist das Geschwindigkeitsprofil im Brennerraum und besonders im Bereich der Zündvorrichtung ungleichmäßig, was zu Zündproblemen und zum Verpuffen führt. Auch die Wärmebelastung der Brennkammer ist durch den ungleichmäßigen Volumenstrom des Gasgemisches nicht homogen, wodurch Thermospannungen im Material der Brennkammer entstehen, die zur Rissbildung führen. Beim Verwenden von Gasen, deren Rohdichte größer (oder kleiner) als die Luftrohdichte ist, findet im Bereich der Umlenkung der Zuführung vom Gasgemisch an der angeströmten Innenfläche der Zuführvorrichtung ein Entmischen vom Gasgemisch statt, sodass die schweren Partikel des Gases sich weiter stromabwärts in den Brennerraum in der verlängerten Richtung der angeströmten Fläche bewegen. Aus Service-Gründen soll die Zündvorrichtung auf der zu der angeströmten Fläche gegenüberliegenden Innenfläche des Brennerraumes liegen, sodass die Konzentration des Gasgemisches in diesem Bereich niedrig ist, wodurch auch die Zündfähigkeit des Gemisches reduziert ist. Während der Wartezeit auf zündfähiges Gemisch werden der Brennerraum und auch die Brennkammer mit dem Gasgemisch befüllt, wodurch bei der verspäteten Zündung eine Verpuffung entsteht. Um einen hohen Wirkungsgrad des Wärmetauscher-Systems zu erreichen, weist der Wärmetauscher eine große Wärmetauscherfläche auf, wobei die Strömung wegen der Wärmeabgabe nicht laminar sein sollte.
  • Bei konventionellen Brennervorrichtungen wird die Wärme durch das Verbrennen von einem Gemisch aus Luft und einem Gas (Brenngas) in der Brennerkammer erzeugt. Ein Gasbrenner aus dem Stand der Technik wird in der DE 19 70 82 10 C2 beschrieben. Der Gasbrenner hat einen Luftzuführkanal, in den eine Brenngaszufuhr mündet. Ein Teil des Luft-Gas-Gemischs wird vor dem Eintritt in die Brennerkammer mit einem Ablenkelement in Rotation um die Strömungsrichtung versetzt. Das Ablenkelement umfasst dafür kreuzweise angeordnete Leitflächen. Der Nachteil bei diesem Aufbau besteht darin, dass diese Leitflächen einen großen Strömungswiderstand für das Gasgemisch darstellen, wodurch sich der Wirkungsgrad insgesamt reduziert. Außerdem wird nicht der gesamte Luft-Gas-Strom in Rotation versetzt und zudem wird das Luft-Gas-Gemisch erst direkt an der Eingangsöffnung der Brennerkammer in Rotation versetzt.
  • Ein Brenner mit Zündhilfe für ein Gargerät zur Bereitung eines Garklimas für die Nahrungsmittelzubereitung ist ferner aus der DE 20 2011 107 309 U1 bekannt. Darin wird eine Brennervorrichtung mit einem Brennerkörper und einem Brennerdeck mit Austrittsöffnungen für das Luft-Gas-Gemisch hin zu einem Zündbereich gezeigt. Dieses Gebrauchsmuster befasst sich mit der Problematik einer zuverlässigen Zündung ohne unerwünschtes Rückschlagen. Zur Lösung wird vorgeschlagen, einen perforierten Strömungsabweiser derart im Brennkörper im Bereich des Brenndecks anzuordnen, dass das Gas-Luft-Gemisch im Bereich der Zündvorrichtung vom Inneren des Brennkörpers nach außen abgeleitet und in Richtung der Austrittsöffnungen gelenkt wird. Nachteilig ist dabei, dass die Strömung erst innerhalb des Brennkörpers umgelenkt wird und diese direkt gegen die Austrittsöffnungen drückt. Der hohe Strömungswiderstand des Abweisers und die Empfindlichkeit der Vorrichtung auf die Strömungsgeschwindigkeit sind zudem nachteilig. Bei einer hohen Strömungsgeschwindigkeit kann es passieren, dass das Zündgemisch während des Zündvorgangs nicht die Zündtemperatur erreicht, wodurch die Verzögerung und Verpuffung entstehen.
  • Daneben ist aus der DE 10 2011 017 023 A1 eine Brennervorrichtung bekannt, mit der ebenfalls Gase zu Heizzwecken bei der Erzeugung eines Garklimas zur Nahrungsmittelzubereitung verbrannt werden. Darin wird vorgeschlagen, im Brennkörper ein strömungsleitendes Rohr anzuordnen, dessen Austritt im Zündbereich liegt. Der Nachteil der darin gezeigten Anordnung besteht darin, dass der Gas-Luft-Strom erst in dem Brennkörper umgelenkt wird. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass der Gas-Luft-Strom direkt auf die Gasaustrittsöffnungen prallt.
  • Ferner ist aus der DE 10 2012 015 313 A1 ein gasbeheizter Wärmeaustauscher mit einer Strömungsumlenkung bekannt, bei dem von einer Brennerkammer ein Wärmetauscherrohr (Abgasrohr) ausgeht. Dabei sollen auftretende Geräusche gedämpft werden und es wird vorgeschlagen, im Umlenkungsbereich des Wärmetauscherrohrs abschnittsweise ein spiralförmiges Dämpfungselement einzubauen. Der Nachteil bei dieser Lösung ist, dass das spiralförmige Dämpfungselement im Abgasrohr sitzt und so der Gas-Luft-Strom nicht beeinflusst wird. Diese Anordnung hat keinerlei Einfluss auf das Zündverhalten des Gas-Luft-Gemischs.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Gasbrennervorrichtung für einen Wärmetauscher bereitzustellen, die die Nachteile im Stand der Technik überwindet und insbesondere das Gas-Luft-Gemisch derart vorteilhaft in den Bereich der Zündung führt, dass eine zuverlässige Zündung gewährleistet ist und unerwünschtes Rückschlagen verhindert oder zumindest vermindert wird.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Gasbrennervorrichtung für einen Wärmetauscher gemäß dem unabhängigen Anspruch gelöst. Vorteilhafte Aspekte der Erfindung bilden den Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
  • Die Erfindung umfasst eine Gasbrennervorrichtung für einen Wärmetauscher zur Verwendung in einem (Groß-) Küchengerät. Die Gasbrennervorrichtung umfasst einen Zuführkanal und eine Brennerkammer mit einem (diese umschließenden) Brennerdeck mit einer Vielzahl von Ausströmöffnungen. Der Zuführkanal ist derart ausgebildet, dass durch den Zuführkanal ein Luft-Gas-Gemisch in die Brennerkammer einleitbar ist. Das eingeleitete Gas tritt durch die Ausströmöffnungen aus der Brennerkammer aus, um mit einer stromabwärts nach dem Zuführkanal im Bereich der Ausströmöffnungen angeordneten Zündvorrichtung entzündet zu werden. Im Zuführkanal umfasst die Gasbrennervorrichtung ein (kurvenförmig) gebogenes Strömungsleitelement, das derart angeordnet ist, um eine um die Einleitrichtung (des Luft-Gas-Stroms in die Brennerkammer) X-X rotierende Strömung des einzuleitenden Luft-Gas-Gemischs vor dem Eintritt in die Brennerkammer zu erzeugen. Aufgrund des gebogenen Strömungsleitelements im Zuführkanal wird die Zündung der Gasbrennervorrichtung verbessert und die Gefahr einer ungewollten Gasansammlung bzw. eines Rückschlags vermindert. Wegen der Umlenkung der Gas-Luftströmung am gebogenen Strömungsleitelement im Zuführkanal befindet sich das in die Brennerkammer einströmende Luft-Gas-Gemisch in einer rotierenden Bewegung um die Einströmrichtung X-X. Diese rotierende Bewegung führt das Gas-Luft-Gemisch in einer möglichst gleichförmigen (laminaren) Strömung zur Zündeinrichtung (der Gasbrennervorrichtung). Damit wird der Strömungswiderstand in der Gasgemisch-Zuführung und im Brennerraum nicht (messbar) erhöht und eine Vergleichsmäßigung des Geschwindigkeitsprofils sowie die Beseitigung der Entmischungswirkung im Brennerraum ermöglicht. Die gezielte Verwirbelung der Strömung in eine spiralförmige Strömung, die sich als "Tornado" verhält, führt unter anderem dazu, dass im Falle der Gasgemisch-Zuführung, sich durch die Zentrifugalkraft die Verteilung von den schweren Gaspartikeln am Umfang des Wirbels vergleichmäßigt, wobei der in der Mitte des Wirbels entstandene Sog hilft, das weitere Gasgemisch nachzuziehen. Somit reduziert sich die Erhöhung des Strömungswiderstandes durch den Einbau der Verwirbelungsvorrichtung (gebogenes Strömungsleitelement), ohne dass sich der gesamte Strömungswiderstand des Brennersystems mit der Verwirbelungsvorrichtung (messbar) erhöht.
  • Gemäß einem vorteilhaften Aspekt der Erfindung ist das gebogene Strömungsleitelement ein separates, in dem Zuführkanal angeordnetes, Leitblech. Das Leitblech kann als halbrund gebogener Streifen aus Metall im einfachsten Fall kurz vor der Brennerkammer befestigt (angeschweißt) werden, und zwar derart positioniert, dass die darauf prallende Luftströmung in eine Rotation um die Einleitrichtung X-X versetzt wird.
  • Besonders bevorzugt ist es dabei, wenn das gebogene Strömungsleitelement als Spiralabschnitt ausgebildet ist. Der Spiralabschnitt gibt der Luftströmung aufgrund seiner Geometrie die Ausbreitungsrichtung bezüglich der Rotation sowie in Längsrichtung vor. Der Spiralabschnitt kann für eine einfache Montage und Befestigung einen Außenumfang entsprechend dem innenumfang des Zuführkanals haben.
  • Gemäß einer ersten Alternative ist das gebogene Strömungsleitelement eine, einem Kreissegment entsprechend, teilweise umlaufende Spirale. Ein bevorzugter Winkelbereich des Kreissegments ist zwischen 60° und 300°. Auf diese Art und Weise lässt sich ein, den Zuführkanalquerschnitt nur wenig verminderndes, Strömungsleitelement herstellen.
  • Gemäß einer zweiten Alternative ist das gebogene Strömungsleitelement eine, einem Kreissegment entsprechend, zumindest einmal vollständig umlaufende Spirale. Ein bevorzugter Winkelbereich des Kreissegments ist zwischen 360° und 720°. Auf diese Art und Weise lässt sich ein, den zugeführten Luft-Gas-Strom stark in der Strömungsrichtung beeinflussendes (bzw. in Rotation versetzendes) Strömungsleitelement herstellen.
  • Ein vorteilhafter Aspekt betrifft die Form des Zuführkanals, die vorteilhafterweise ein gerades Rohr ist. In dem geraden Rohr kann das bevorzugte spiralförmige Strömungsleitelement angeordnet werden.
  • Ein anderer vorteilhafter Aspekt betrifft ebenfalls die Form des Zuführkanals, der ein abgewinkeltes Rohr ist. Hierbei wird das Strömungsleitelement am günstigsten als halbrundes Leitblech außenseitig in den Winkel eingelegt.
  • Gemäß einem weiteren vorteilhaften Aspekt ist das gebogene Strömungsleitelement ein gekrümmter Wandabschnitt des Zuführkanals. Die Krümmung verläuft dazu zumindest abschnittsweise so, dass das zugeführte Luft-Gas-Gemisch gegen den Wandabschnitt prallt und dabei in eine Rotation versetzt wird.
  • Bevorzugt umfasst der Zuführkanal einen endseitig mit jeweils einem Deckelabschnitt abgeschlossenen Zylinderteil. Der Zylinderteil umfasst eine, das gebogene Strömungsleitelement bildende, gekrümmte Außenwand mit einer Zuführöffnung. Im Deckelabschnitt ist eine mit der Brennerkammer verbundene Auslassöffnung angeordnet. Hier wird das Luft-Gas-Gemisch durch die Zuführöffnung in eine dosenartige Vormischkammer gebracht, in der dieses in Rotation versetzt wird, bis es durch die Auslassöffnung in die Brennerkammer strömt.
  • Dazu ist es konstruktiv am günstigsten, wenn die Zuführöffnung tangential am Zylinderteil angeordnet ist und wobei die Auslassöffnung axial mittig im Deckelabschnitt angeordnet ist. Aufgrund der tangentialen Anordnung der Zuführöffnung (des die Zuführöffnung bildenden Rohrs) wird das Luft-Gas-Gemisch an der gekrümmten Außenwand entlang geführt und zwar solange bis es durch die mittig im Deckelabschnitt angeordnete Auslassöffnung in die Brennerkammer strömt.
  • Eine andere Variante sieht vor, dass der Durchmesser des Zylinderteils dem Durchmesser der Brennerkammer entspricht. In diesem Beispiel kann durch eine tangentiale Anordnung der Zuführöffnung das Luft-Gas-Gemisch unmittelbar vor dem Eintritt in die Brennerkammer in Rotation versetzt werden.
  • Bevorzugt ist vorgesehen, ein Großküchengerät mit einem Wärmetauscher, umfassend eine Gasbrennervorrichtung wie hier beschrieben, auszustatten.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht eine Wärmetauscherrohranordnung zur Verwendung mit einer Gasbrennervorrichtung (wie oben beschrieben) und einem Wärmetauscherrohr vor, wobei das Wärmtauscherrohr zumindest einen Exzentertopf umfasst, welcher Exzentertopf einen endseitig mit jeweils einem Deckelabschnitt abgeschlossenen Körperteil umfasst, und wobei der Körperteil eine gekrümmte Wandung mit einer Zuführöffnung zur tangentialen Zuführung einer Luftströmung und eine Auslassöffnung umfasst.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen beschreiben gleiche Merkmale in allen Zeichnungen.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine seitliche Schnittansicht einer Gasbrennervorrichtung gemäß einem ersten Beispiel mit einem gewinkelten Rohr als Zuführkanal;
    Fig. 2
    eine seitliche Schnittansicht einer Gasbrennervorrichtung gemäß einem weiteren Beispiel mit einem geraden Rohr als Zuführkanal;
    Fig. 3
    eine seitliche Schnittansicht einer Gasbrennervorrichtung gemäß einem weiteren Beispiel mit einem Zuführkanal mit abgeschlossenem Zylinderteil;
    Fig. 4
    eine Querschnittansicht der Gasbrennervorrichtung aus Fig. 3;
    Fig. 5
    eine seitliche Schnittansicht einer Gasbrennervorrichtung gemäß einem weiteren Beispiel mit einem Zuführkanal dessen Durchmesser dem Durchmesser der Brennerkammer entspricht;
    Fig. 6 - Fig. 8
    Draufsicht auf verschiedene Varianten des Strömungsleitelements; und
    Fig. 9
    Seitenansicht auf eine Wärmetauscherrohranordnung.
  • In Fig. 1 ist die Gasbrennervorrichtung 1 zur Anordnung in einem Wärmetauscher (nicht gezeigt) zur Verwendung in einem Küchengerät (nicht gezeigt) zu sehen. Ein in einem Zuführkanal 2 angeordnetes, gebogenes Strömungsleitelement 5 bewirkt eine verbesserte Zündung, da das in die Brennerkammer (Brennerrohr) 3 einströmende Luft-Gas-Gemisch bereits vor Eintritt in die Brennerkammer 3 in Rotation versetzt wird. Weil das Luft-Gas-Gemisch bereits bei Eintritt rotiert, gelangt das Gas besser an eine, im Bereich des Eingangs der Brennerkammer angeordneten, Zündeinrichtung 6.
  • Der Zuführkanal 2 ist ein gewinkeltes Rohr, das direkt in die Brennerkammer 3 führt. Die Brennerkammer ist von einem Brennerdeck 4, umfassend eine Vielzahl von Ausströmöffnungen 41 umgeben. Im Betrieb wird ein Luft-Gas-Gemisch durch den Zuführkanal 2 in die Brennerkammer 3 eingeleitet, welches eingeleitete Luft-Gas-Gemisch durch die Ausströmöffnungen 41 aus der Brennerkammer 3 austritt, um mit einer stromabwärts nach dem Zuführkanal 2 im Bereich der Ausströmöffnungen 41 angeordneten Zündvorrichtung 6 entzündet zu werden.
  • Das Strömungsleitelement 5 ist ein separates, in dem Zuführkanal 2 im Winkel eingeschweißtes Leitblech in Form eines halbrunden Streifens. Das durch den Zuführkanal strömende Gas-Luft-Gemisch prallt derart gegen das Strömungsleitelement, dass es in eine rotierende Bewegung versetzt wird.
  • In Fig. 2 ist ein Gasbrenner 1 zu sehen, bei dem der Zuführkanal 2 als gerades Rohr ausgebildet ist. Der gerade Zuführkanal 2 führt direkt in die Brennerkammer 3. Die Brennerkammer 3 ist von einem Brennerdeck 4, umfassend eine Vielzahl von Ausströmöffnungen 41, umgeben. Im Betrieb wird das durch das gerade Rohr 2 zugeführte Luft-Gas-Gemisch in die Brennerkammer 3 eingeleitet, welches eingeleitete Luft-Gas-Gemisch durch die Ausströmöffnungen 41 aus der Brennerkammer 3 austritt. Das Luft-Gas-Gemisch wird an der stromabwärts nach dem Zuführkanal 2 im Bereich der Ausströmöffnungen 41 angeordneten Zündvorrichtung 6 entzündet.
  • Das gebogene Strömungsleitelement 5 ist in dem geraden Zuführkanal 2 als einmal vollständig umlaufende Spirale 5 ausgebildet. Das durch den Zuführkanal 2 strömende Gas-Luft-Gemisch wird durch die Spirale 5 vor dem Eintritt in die Brennerkammer 3 in eine rotierende Bewegung versetzt, wodurch sich die erfindungsgemäßen Vorteile ergeben.
  • In Fig. 3 ist eine weitere Variante für die Gasbrennervorrichtung 1 gezeigt, bei der das gebogene Strömungsleitelement 5 ein gekrümmter Wandabschnitt des Zuführkanals 2 ist. Dabei umfasst der Zuführkanal 2 einen dosenförmigen Abschnitt mit einem endseitig mit jeweils einem Deckelabschnitt 22 abgeschlossenen Zylinderteil 21. Der Zylinderteil 21 hat eine, das gebogene Strömungsleitelement 5 bildende, gekrümmte Außenwand mit einer (tangential angeordneten) Zuführöffnung 23. In einem Deckelabschnitt 22 ist eine, mit der Brennerkammer 3 verbundene Auslassöffnung 24 angeordnet.
  • Im Heizbetrieb wird das zugeführte Luft-Gas-Gemisch durch die Zuführöffnung 23 entlang der gekrümmten Außenwand 5 geführt und so in Rotation versetzt. Durch die Auslassöffnung 24 wird das Luft-Gas-Gemisch in die Brennerkammer 3 eingeleitet, welches eingeleitete Luft-Gas-Gemisch durch die Ausströmöffnungen 41 aus der Brennerkammer 3 austritt. Das Luft-Gas-Gemisch wird an der stromabwärts nach dem Zuführkanal 2 im Bereich der Ausströmöffnungen 41 angeordneten Zündvorrichtung 6 entzündet. Auch hier wird aufgrund der Rotation des Luft-Gas-Gemischs vor dem Eintritt in die Brennerkammer 3 eine verbesserte Zündung erreicht.
  • Aus der seitlichen Schnittansicht Fig. 4 geht die tangentiale Anordnung der Zuführöffnung 23 bzw. des die Zuführöffnung 23 umfassenden Rohrabschnitts hervor. Das so geführte Luft-Gas-Gemisch wird entlang der gekrümmten Außenwand 5 des Zuführkanals 2 in Rotation versetzt und kann aus der Auslassöffnung 24 in die Brennerkammer 3 eintreten.
  • In der in Fig. 5 gezeigten Alternative umfasst der Zuführkanal 2 eine tangential angeordnete Einlassöffnung 23, durch die das Luft-Gas-Gemisch in einen Abschnitt (des Zylinderteils 21) geführt wird, der die Verlängerung der Brennerkammer 3 bildet und der einen identischen Durchmesser wie die Brennerkammer 3 hat. Hier entspricht der Durchmesser des Zylinderteils 21 dem Durchmesser der Brennerkammer 3.
  • Die Fig. 6 bis Fig. 8 werden zusammen beschrieben. Diese zeigen verschiedene Ausgestaltungen des gebogenen Strömungsleitelements 5 als Spirale. In Fig. 6 ist das gebogene Strömungsleitelement 5 eine, einem Kreissegment (etwas weniger als 180°) entsprechend, teilweise umlaufende Spirale. In Fig. 7 ist das gebogene Strömungsleitelement eine, einem Kreissegment (etwa 180°) entsprechend, teilweise umlaufende Spirale, wobei die Spirale aus separat angeordneten Blättchen 51 gebildet wird. In Fig. 8 ist das gebogene Strömungsleitelement eine, einem Kreissegment (etwa 360°) entsprechend, im Wesentlichen einmal vollständig umlaufende Spirale.
  • Fig. 9 zeigt eine Wärmetauscherrohranordnung zur Verwendung mit einer Gasbrennervorrichtung (wie oben beschrieben) und einem Wärmetauscherrohr 7, wobei das Wärmtauscherrohr 7 zumindest einen Exzentertopf 7 umfasst, welcher Exzentertopf 7 einen endseitig mit jeweils einem Deckelabschnitt abgeschlossenen Körperteil umfasst, und wobei der Körperteil eine gekrümmte Wandung mit einer Zuführöffnung zur tangentialen Zuführung einer Luftströmung und eine Auslassöffnung umfasst.

Claims (13)

  1. Gasbrennervorrichtung (1) für einen Wärmetauscher zur Verwendung in einem Großküchengerät, welche Gasbrennervorrichtung (1) einen Zuführkanal (2) und eine Brennerkammer (3) mit einem Brennerdeck (4) umfassend eine Vielzahl von Ausströmöffnungen (41) umfasst, wobei der Zuführkanal (2) derart ausgebildet ist, dass durch den Zuführkanal (2) ein Luft-Gas-Gemisch in die Brennerkammer (3) einleitbar ist, welches eingeleitete Luft-Gas-Gemisch durch die Ausströmöffnungen (41) aus der Brennerkammer (3) austritt, um mit einer stromabwärts nach dem Zuführkanal (2) im Bereich der Ausströmöffnungen (41) angeordneten Zündvorrichtung (6) entzündet zu werden, und wobei im Zuführkanal (2) ein gebogenes Strömungsleitelement (5) derart angeordnet ist, um eine um die Einleitrichtung (X-X) rotierende Strömung des einzuleitenden Luft-Gas-Gemischs vor dem Eintritt in die Brennerkammer (3) zu erzeugen.
  2. Gasbrennervorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei das gebogene Strömungsleitelement (5) ein separates, in dem Zuführkanal (2) angeordnetes, Leitblech ist.
  3. Gasbrennervorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das gebogene Strömungsleitelement (5) als Spiralabschnitt ausgebildet ist.
  4. Gasbrennervorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das gebogene Strömungsleitelement (5) eine, einem Kreissegment entsprechend, teilweise umlaufende Spirale ist.
  5. Gasbrennervorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das gebogene Strömungsleitelement (5) eine einem Kreissegment entsprechend, zumindest einmal vollständig umlaufende Spirale ist.
  6. Gasbrennervorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Zuführkanal (2) ein gerades Rohr ist.
  7. Gasbrennervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Zuführkanal (2) ein abgewinkeltes Rohr ist.
  8. Gasbrennervorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei das gebogene Strömungsleitelement (5) ein gekrümmter Wandabschnitt des Zuführkanals (2) ist.
  9. Gasbrennervorrichtung (1) nach Anspruch 8, wobei der Zuführkanal (2) einen endseitig mit jeweils einem Deckelabschnitt (22) abgeschlossenen Zylinderteil (21) umfasst, und wobei der Zylinderteil (21) eine, das gebogene Strömungsleitelement (5) bildende, gekrümmte Außenwand mit einer Zuführöffnung (23) umfasst, und wobei in einem Deckelabschnitt (22) eine, mit der Brennerkammer (3) verbundene Auslassöffnung (24) angeordnet ist.
  10. Gasbrennervorrichtung (1) nach Anspruch 9, wobei die Zuführöffnung (23) tangential am Zylinderteil (21) angeordnet ist, und wobei die Auslassöffnung (24) axial mittig im Deckelabschnitt (22) angeordnet ist.
  11. Gasbrennervorrichtung (1) nach Anspruch 9 oder 10, wobei der Durchmesser des Zylinderteils (21) dem Durchmesser der Brennerkammer (3) entspricht.
  12. Großküchengerät mit einem Wärmetauscher, umfassend eine Gasbrennervorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche.
  13. Wärmetauscherrohranordnung zur Verwendung mit einer Gasbrennervorrichtung (1), mit einem Wärmetauscherrohr (7), wobei das Wärmtauscherrohr (7) zumindest einen Exzentertopf (7) umfasst, welcher Exzentertopf (7) einen endseitig mit jeweils einem Deckelabschnitt abgeschlossenen Körperteil umfasst, und wobei der Körperteil eine gekrümmte Wandung mit einer Zuführöffnung zur tangentialen Zuführung einer Luftströmung und eine Auslassöffnung umfasst.
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