AT411927B - Atmosphärischer brenner - Google Patents

Description

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   Die Erfindung bezieht sich auf eine Heizeinrichtung mit einem atmosphärischen Brenner ge- mäss dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruches. 



   Um eine schadstoffarme und stabile Verbrennung sowie einen kondensatfreien Betrieb über den gesamten Belastungsbereich eines gebläseunterstützten Gaswandgerätes oder Kessels zu gewährleisten, werden entweder atmosphärische Brenner oder gebläseunterstützte Brenner ver- wendet. Bei den gebläseunterstützten Brennern wird in der Regel ein Gas-Luftgemisch über ein Gebläse durch den Brenner gesaugt oder gedrückt. 



   Ein solches System hat für nichtkondensierende Geräte diverse gerätefunktionstechnische Nachteile. 



   Die atmosphärischen Brenner hingegen nutzen für die Gemischaufbereitung und-förderung den Gasdruck, der von den Gasversorgern im Leitungsnetz zur Verfügung gestellt wird und der meist ca. 20mbar beträgt. Dieser angebotene Druck ist allerdings so gering, dass eine kompakte Bauweise von schadstoffarmen Brennern nicht möglich ist und daher solche Brenner im Verhältnis zu ihrer Leistung eine sehr erhebliche Baugrösse aufweisen. Diese Baugrösse ist im wesentlichen auch dadurch bedingt, dass aufgrund des geringen Druckes nur entsprechend kleine Strömungswi- derstände überwunden werden können, was entsprechend grosse Querschnitte bedingt. 



   Ziel der Erfindung ist es, diesen Nachteil zu vermeiden und eine Heizeinrichtung der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, bei der ein sehr kompakter Brenner eingesetzt werden kann. 



   Erfindungsgemäss wird dies bei einer Heizeinrichtung der eingangs erwähnten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des unabhängigen Anspruches erreicht. 



   Bei Heizeinrichtungen der eingangs erwähnten Art strömt ein Brenngasstrahl aus der Düse mit einem Druchmesser do aus, saugt dabei Umgebungsluft an und gelangt in das Mischrohr mit einem Durchmesser dM. Das Mischrohr mündet in eine Mischkammer, aus der das Gas durch Austrittsöff- nungen, die meist in einer die Gemischkammer begrenzenden Brennerplatte angeordnet sind, ausströmt und verbrennt. Die Höhe der Luftvormischung ist u. a. von dem Durchmesserverhältnis dM/do abhängig und kann näherungsweise nach dem folgenden Algorithmus berechnet werden: 
 EMI1.1 
 
Darin bedeuten: mM den Massenstrom des Brenngas-Luftgemisches, mo den Massenstrom des Brenngases, cpM die Dichte des Brenngas-Luftgemisches und   #o   die Dichte des Brenngases. 



   Dabei ist der Düsendurchmesser do in erster Linie vom durchsetzenden Gasvolumenstrom VGAS und dem Druck PG des Gases abhängig. 



   Durch die erfindungsgemäss vorgeschlagenen Massnahmen kommt es zu einer Erhöhung des Drucks des Brenngases an der Düse. Dadurch kann bei einem vorgegebenen Gasvolumenstrom die Düse kleiner gehalten werden und dadurch auch der Durchmesser des Mischrohres, wodurch der gesamte Brenner bei einer vorgegebenen Leistung, verglichen mit herkömmlichen Heizeinrich- tungen der eingangs erwähnten Art, kleiner und kompakter gebaut werden kann. 



   Die Einrichtung zur Drucksteigerung kann an beliebiger Stelle zwischen dem Gasversorgungs- rohr und der Düse des Brenners angeordnet sein. Wesentlich ist lediglich, dass der Gasdruck an der Düse entsprechend angehoben ist. 



   Dabei kann eine mechanische Kopplung der Turbine mit dem Lüfter vorgesehen sein. Es ist aber auch möglich, dass die Turbine einen kleinen Generator treibt, der die zum Antrieb des Lüfters erforderliche elektrische Energie bereitstellt. 



   Durch die Merkmale des abhängigen Anspruches ist ein besonders kompakter Aufbau der Heizeinrichtung möglich. 



   Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen: 
Fig. 1 schematisch eine Düsen-Mischrohranordnung, 
Fig. 2 bis 6 schematisch verschiedene Anordnungen einer Drucksteigerungseinrichtung bei ei- nem Brenner einer erfindungsgemässen Heizeinrichtung. 



   Bei der Düsen-Mischrohranordnung nach der Fig. 1 weist eine Düse 1 einen Durchmesser do auf, der in Abhängigkeit vom Druck des Brenngases den Massenstrom mo des Gases bestimmt. 



  Dabei kann die Düsen-Mischrohranordnung eine Vielzahl von Düsen 1 und Mischrohren 2 aufwei- 

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 sen. 



   Da die Düse 1 in einem Abstand von einem Mischrohr 2 angeordnet ist, wobei die Düse 1 und das Mischrohr koaxial zueinander angeordnet sind, saugt der aus der Düse 1 austretende Gas- strahl Luft an, die sich mit dem Brenngas vermischt. Der Massenstrom   mo des   Brenngases und der von diesem angesaugte Massenstrom ML der Luft vermischen sich im Mischrohr 2, das einen Durchmesser dM aufweist, zu einem Brenngas-Luft-Massenstrom mM. 



   Wie aus der Fig. 2 zu ersehen ist, mündet das Gemischrohr 2 in eine Gemischkammer 3, die von einer mit Ausströmöffnungen 4 versehenen Brennerplatte 5 begrenzt ist. 



   Der gesamte Brenner 10 weist nach der Fig. 2 eine an eine Gasversorgungsleitung 6, in der ein Druck p1, meist ca. 20mbar, herrscht, angeschlossene Gasarmatur auf, die den Druck auf einen Wert p2 regelt und an die eine Drucksteigerungseinrichtung 8, z. B. eine Pumpe oder ein Lüfter, angeschlossen ist. Diese steigert den von der Gasarmatur geregelten Druck p2 auf einen Druck p3, mit dem die Düse 1 beaufschlagt ist. 



   Wie aus der Fig. 3 zu ersehen ist, kann die Drucksteigerungseinrichtung 8 der Gasarmatur 7 auch vorgeschaltet sein. Auch in diesem Fall wird die Düse 1 bzw. werden die Düsen 1 mit dem Druck p3 beaufschlagt. 



   Bei der Ausführungsform nach der Fig. 4 ist eine Drucksteigerungseinrichtung in die Gasarma- tur 7' integriert. Auch bei dieser Ausführungsform ist die Düse 1 mit einem Druck p3 beaufschlagt. 



   Bei der Ausführungsform nach der Fig. 5 ist die Drucksteigerungseinrichtung 8 mechanisch mit einer Turbine 20 gekoppelt, die in einem Rohrsystem 21 einer Heizungsanlage angeordnet ist. 



  Dabei ist in diesem Rohrsystem 21 eine Umwälzpumpe 22 angeordnet. 



   Beim Betrieb der Heizungsanlage treibt die Umwälzpumpe 22 Wasser durch das Rohrsystem 20, wodurch auch die Turbine 20 in Bewegung gesetzt wird, die den Lüfter 8 antreibt und so für eine Drucksteigerung des Brenngases sorgt. 



   Die Ausführungsform nach der Fig. 6 unterscheidet sich von jener nach der Fig. 5 dadurch, dass die Turbine 20 einen Generator 23 antreibt, der über eine Leitung 24 die Drucksteigerungseinrich- tung 8 mit elektrischer Energie versorgt. 



   PATENTANSPRÜCHE: 
1. Heizeinrichtung für ein Heizungswasser führendes Rohrsystem (21) mit einer Umwälz- pumpe (22) mit einem atmosphärischen Brenner (10) mit mindestens einer Düse (1),die in einem Abstand von einem koaxial zur Düse (1) ausgerichteten Mischrohr (2) angeordnet und mit einem ein Brenngas führenden Gasrohr verbunden ist, wobei das Mischrohr (2) mit einer mit Austrittsöffnungen (4) versehenen Mischkammer (3) verbunden ist und das Gas- rohr über eine Gasarmatur (7) mit einer Gas-Versorgungsleitung (6) verbunden ist und zwischen der Gas-Versorgungsleitung (6) und der Düse (1) eine Drucksteigerungseinrich- tung (8) angeordnet ist, die durch einen Lüfter gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Lüfter (8) zumindest mittelbar von einer Turbine (23) angetrieben ist, die in dem vom Heizwasser durchströmten Rohrsystem (21) angeordnet ist.

Claims (1)

1. 2. Heizeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lüfter in die Gas- armatur (7') integriert ist.

   HIEZU 3 BLATT ZEICHNUNGEN