DE10202704A1

DE10202704A1 - Gas-air supply to central heating system has side-arm with conical termination

Info

Publication number: DE10202704A1
Application number: DE10202704A
Authority: DE
Inventors: Jakob Hermann
Original assignee: IFTA INGENIEURBUERO fur THERM
Current assignee: IFTA INGENIEURBUERO fur THERM
Priority date: 2001-01-24
Filing date: 2002-01-24
Publication date: 2002-11-07
Anticipated expiration: 2022-01-25
Also published as: DE10202704B4

Abstract

Domestic heating system (18) has a housing (24) linked to a chimney (17) and an air (30) gas (8) mixer (9) with a conically-converging branch (7). The conical termination is especially at right angles to the air supply and contains sound-absorbing material.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Vermeidung von thermoakustischen Schwingungen in Heizgeräten gemäß dem einleitenden Teil der unabhängigen Patentansprüche. Die Erfindung kann dabei für alle Geräte - also her stellerunabhängig - eingesetzt werden.The present invention relates to a device for avoiding thermoacoustic vibrations in heaters according to the introductory part of the independent claims. The invention can be used for all devices independent of the actuator - can be used.

Es ist bereits eine Vielzahl von solchen Einrichtungen bekannt geworden, die sich aber im Markt nicht hat durchsetzen können, und zwar teils wegen der Kosten und teils wegen der unzureichenden Wirksamkeit.A large number of such facilities have become known but could not prevail in the market, partly because of the costs and partly because of the insufficient effectiveness.

Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, das Entstehen solcher thermoakusti schen Schwingungen, die sich durch mehr oder weniger lautes Brummen oder Pfei fen von in Wohnräumen aufgestellten, brennerbetriebenen Heizgeräten unangenehm bemerkbar machen, zu vermeiden oder sie zumindest zu dämpfen.The invention is therefore based on the task of creating such thermoacoustics vibrations caused by more or less loud humming or whistling burner-operated heaters installed in living rooms make them noticeable, avoid them or at least dampen them.

Die Lösung der Aufgabe liegt primär und gleichwertig in den Merkmalen der unab hängigen Ansprüche, wobei diese Erfindung von den Merkmalen der abhängigen Ansprüche unterstützt wird.The solution to the problem lies primarily and equally in the characteristics of the independent dependent claims, this invention being dependent on the features of the dependent Claims is supported.

Der durch die Erfindung erzielbare Effekt liegt in einem signifikant leisen Arbeiten der danach konzipierten Heizgeräte, seien es Raumheizer, Brauchwasserdurchlauferhit zer, Umlaufwasserheizer mit und ohne Brauchwassererwärmung, direkt beheizte Speicher und sogar Kessel mit und ohne Saugzug- oder Druckgebläse, so daß diese Geräte ohne unzumutbare Schallbelastungen in Wohnungen und Wohnräumen von Häusern in Betrieb genommen werden können.The effect that can be achieved by the invention lies in a significantly quiet operation of the After that, heaters designed, be it room heaters, hot water flow heaters zer, circulating water heater with and without domestic water heating, directly heated Storage and even boiler with and without suction or pressure blower, so that this Devices without unreasonable noise pollution in apartments and living rooms from Houses can be put into operation.

Hierzu wird die Erfindung auf das Luftansaugrohr oder die Brennstoffarmatur des Heizgeräts gesteckt oder montiert. Am besten wirkt die Erfindung bei Gasbrennwert geräten, bei denen diese auf eine Venturiöffnung der Gasarmatur gesteckt wird. Da mit die Maßnahme funktioniert, kann diese nach einem der sechs Ausführungsbei spiele der Erfindung wie folgt ausgeführt sein:For this purpose, the invention on the air intake pipe or the fuel valve of the Heater plugged in or installed. The invention works best with gas calorific value devices in which this is plugged into a venturi opening of the gas valve. because with the measure works, it can be carried out according to one of the six games of the invention can be carried out as follows:

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Fig. 1 bis 6 der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained below with reference to FIGS. 1 to 6 of the drawings. Show it:

Fig. 1 ein Heizgerät in einer Prinzipdarstellung, Fig. 1 shows a heating device in a schematic representation,

Fig. 2 eine Variante hierzu, FIG. 2 is a variant of this,

Fig. 3 eine weitere Variante, FIG. 3 is a further variant,

Fig. 4 eine dritte Variante, Fig. 4 shows a third variant,

Fig. 5 eine vierte Variante und Fig. 5 shows a fourth variant and

Fig. 6 eine fünfte Variante. Fig. 6 shows a fifth variant.

In den sechs Figuren bedeuten gleiche Bezugszeichen jeweils die gleichen Einzel heiten.In the six figures, the same reference numerals each mean the same individual units.

Ein gas- oder ölbeheiztes Heizgerät 18 weist auf der oberen, rechten Seite seines Gehäuses 24 einen Einlaß 19 einer Luftzufuhrleitung 30 für Luft aus der Atmosphäre und auf der unteren, linken Seite einen Auslaß 20 auf. Auf den Einlaß 19 folgt in Richtung des Luftstromes eine Gemischbildungsstrecke bzw. Brennstoffarmatur 9, in die über einen Anschluß 8 fester, flüssiger oder gasförmiger Brennstoff der über den Einlaß 19 angesaugten Luft beigemischt wird. Das in der Gemischbildungsstrecke 9 gebildete Brennstoff-Luft-Gemisch wird über ein Gebläse 10 und eine Anschluß strecke 11 einem Sturzbrenner 12, der zum Beispiel in Form einer Brennerplatte ausgeführt sein kann, zugeführt und dort in einem Brennraum 13 des Heizgerätes 18 verbrannt.A gas or oil-heated heater 18 has an inlet 19 of an air supply line 30 for air from the atmosphere on the upper right side of its housing 24 and an outlet 20 on the lower left side. In the direction of the air flow, the inlet 19 is followed by a mixture formation section or fuel fitting 9 , into which solid, liquid or gaseous fuel is added via a connection 8 to the air sucked in via the inlet 19 . The fuel-air mixture formed in the mixture formation section 9 is fed via a blower 10 and a connection section 11 to a burner 12 , which may be in the form of a burner plate, for example, and burned there in a combustion chamber 13 of the heater 18 .

Fig. 1 zeigt beispielhaft das Heizgerät 18 mit einem von oben nach unten brennen den Brenner 12. Die Erfindung kann jedoch bei einem Heizgerät mit einem in beliebi ger Richtung brennenden Brenner 12 eingesetzt werden. Auf den Brennraum 13 folgt im Strom der Abgase ein Wärmetauscher 14, über den die von der Flamme erzeugte Wärmeenergie auf ein Medium, zum Beispiel Wasser, übertragen und zum Beispiel einem Heizkreislauf in einem Wohnhaus zur Verfügung gestellt werden kann. Unter halb des Wärmetauschers 14 ist eine Kondensatwanne 15 oder eine Abgasumlen kung 15 am Gehäuse 24 des Heizgerätes 18 vorgesehen. Eine Kondensatwanne wird bei einem Brennwertgerät benötigt, bei dem das Abgas des Brenners beim Pas sieren des Wärmetauschers unter den Kondensationspunkt abgekühlt wird, eine Ab gasumlenkung bei allen anderen Geräten. Bei einem anderweitig ausgestalteten Brenner kann auch die Kondensatwanne bzw. Abgasumlenkung 15 entfallen. Hier von wird die Wirkung der Erfindung nicht beeinflußt. Im Fall der Ausbildung des Heizgerätes als Brennwertgerät folgt nach der Kondensatwanne 15 in Strömungs richtung der Abgase bzw. des Kondensates noch ein Kondensatablauf 16 und an schließend ein Kamin 17 mit Atmosphärenauslaßöffnung 20. Fig. 1 shows an example of the heater 18 with a burn from top to bottom of the burner 12. However, the invention can be used in a heater with a burner 12 burning in any direction. In the flow of the exhaust gases, the combustion chamber 13 is followed by a heat exchanger 14 , via which the thermal energy generated by the flame can be transferred to a medium, for example water, and can be made available, for example, to a heating circuit in a house. Half of the heat exchanger 14 , a condensate pan 15 or an exhaust gas deflection 15 is provided on the housing 24 of the heater 18 . A condensate pan is required for a condensing boiler in which the exhaust gas from the burner is cooled below the condensation point when the heat exchanger is passed, a gas deflection from all other devices. In the case of a burner of another design, the condensate pan or exhaust gas deflection 15 can also be omitted. The effect of the invention is not influenced here by. In the case of the heater being designed as a condensing boiler, after the condensate pan 15 in the flow direction of the exhaust gases or the condensate there is still a condensate drain 16 and then a chimney 17 with an atmosphere outlet opening 20 .

Nach dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 wird stromauf des Einlasses 19 eine rohrartige Verlängerung 22 gesteckt, montiert oder sonstwie befestigt. Über diese wird nun der bisherige Einlaß 19 verlängert und damit die für die Verbrennung erfor derliche Luft über den neuen Einlaß 21 angesaugt. Derartige Rohrverlängerungen sind in der Praxis schon bekannt und erweisen sich zur Dämpfung von Verbren nungsschwingungen als mäßig geeignet bis ungeeignet.According to the embodiment shown in FIG. 1, a tubular extension 22 is plugged in, mounted or otherwise attached upstream of the inlet 19 . Through this, the previous inlet 19 is now extended and thus the air required for combustion is sucked in through the new inlet 21 . Such pipe extensions are already known in practice and prove to dampen combustion vibrations as moderately suitable to unsuitable.

Anders sieht es aus, wenn in der rohrartigen Verlängerung 22 eine rohrhafte, T-förmige Erweiterung 7 als seitlicher Anschluß angebracht wird und sich in dieser Er weiterung 7, die als Hohlzylinder ausgebildet ist, ein sich verjüngendes Gebilde 2 aus schallabsorbierendem oder schalldämpfendem Material befindet. Die Querschnitts form (senkrecht zur Zeichenblattebene) des verjüngenden Gebildes 2, sei es ein Ke gel oder eine Pyramide, kann dabei beliebig sein, beispielweise rund, quadratisch, rechteckig, dreieckig, oval usw. Wesentlich ist nur, daß das Gebilde 2 sich im Quer schnitt in Richtung des Rohrendes 4, also der Abzweigung 31, von der rohrartigen Verlängerung 22 verkleinert. Als günstig bzw. dämpfungsförderlich hat sich eine weitere Verlängerung 3 des Gebildes 2 aus schallabsorbierendem Material heraus gestellt, die zylinder- oder polygonförmig oder mit beliebigem Querschnitt sich in Richtung des geschlossenen Rohrendes 6 der Erweiterung 7 erstreckt. Der Quer schnitt der Erweiterung 7 kann ebenfalls wie der des als Kegel ausgebildeten Gebil des 2 und der zylinderförmigen Erweiterung 3 einen beliebigen Querschnitt aufwei sen. Vorzugsweise wird dieser jedoch rund oder rechteckig gestaltet sein. Die Wän de der rohrartigen Verlängerung 22 und der T-förmigen Erweiterung 7 werden vor zugsweise aus formstabilem Kunststoff ausgeführt sein. Möglich ist jedoch auch eine Ausführung aus Metall oder ähnlichem Material. Als konstruktiv günstig hat sich in jedem Fall eine formstabile Wandung erwiesen. Eine andere Ausführung der Wan dung ist jedoch auch denkbar.It looks different when a tubular, T-shaped extension 7 is attached as a lateral connection in the tubular extension 22 and in this extension 7 , which is designed as a hollow cylinder, there is a tapered structure 2 made of sound-absorbing or sound-absorbing material. The cross-sectional shape (perpendicular to the plane of the drawing sheet) of the tapered structure 2 , be it a cone or a pyramid, can be any, for example round, square, rectangular, triangular, oval, etc. It is only essential that the structure 2 is transverse cut in the direction of the pipe end 4 , ie the branch 31 , reduced from the tubular extension 22 . A further extension 3 of the structure 2 made of sound-absorbing material has turned out to be favorable or conducive to damping, which extends in a cylindrical or polygonal shape or with any cross section in the direction of the closed tube end 6 of the extension 7 . The cross section of the extension 7 can also have any cross-section like that of the cone-shaped structure of FIG. 2 and the cylindrical extension 3 . However, this will preferably be round or rectangular. The walls of the tubular extension 22 and the T-shaped extension 7 will preferably be made of dimensionally stable plastic. However, a version made of metal or a similar material is also possible. In any case, a dimensionally stable wall has proven to be structurally favorable. Another version of the wall is also conceivable.

Um die volle Dämpfungswirkung auf die thermoakustischen Schwingungen zu erzie len, muß die Erweiterung 7 möglichst nahe an der Gemischbildungsstrecke 9 mon tiert sein, das heißt, möglichst nahe am Einlaß 19 der Brennstoffarmatur 9 angeord net sein. Ferner muß die Länge (26) des Rohrabschnitts 1 der rohrartigen Verlänge rung 22 größer als die Länge (25) des Rohrabschnitts 5 ausgeführt werden, die dem Abstand zwischen dem Ende der keilförmigen Erweiterung 7 und dem Einlaß 19 der Brennstoffarmatur 9 entspricht. Das Rohrstück 5 kann sogar vollständig entfallen. Der Querschnitt der T-förmigen Erweiterung 7 sollte in etwa den Querschnitt der rohrhaften Verlängerung 22 aufweisen, und der Querschnitt (senkrecht zur Zeichene bene und senkrecht zur Mittelachse 27) des Gebildes 2 sollte größer oder zumindest gleich groß wie der Querschnitt der Luftleitung 30 sein. Die Länge des Rohrab schnitts 1 der rohrhaften Verlängerung 22 sollte mindestens 10mal die Wurzel aus der größten Querschnittsfläche (senkrecht zur Zeichenebene und senkrecht zur Mit telachse 27) des Gebildes 2 betragen. Die Länge des kegelförmigen Gebildes 2 sollte mindestens 2mal die Wurzel aus seiner größten Querschnittsfläche betragen.In order to achieve the full damping effect on the thermoacoustic vibrations, the extension 7 must be installed as close as possible to the mixture formation section 9 , that is, as close to the inlet 19 of the fuel valve 9 as possible. Furthermore, the length ( 26 ) of the tubular section 1 of the tubular extension 22 must be greater than the length ( 25 ) of the tubular section 5 , which corresponds to the distance between the end of the wedge-shaped extension 7 and the inlet 19 of the fuel valve 9 . The pipe section 5 can even be omitted completely. The cross section of the T-shaped extension 7 should have approximately the cross section of the tubular extension 22 , and the cross section (perpendicular to the drawing plane and perpendicular to the central axis 27 ) of the structure 2 should be larger or at least the same size as the cross section of the air line 30 . The length of the Rohrab section 1 of the tubular extension 22 should be at least 10 times the root of the largest cross-sectional area (perpendicular to the plane of the drawing and perpendicular to the center axis 27 ) of the structure 2 . The length of the conical structure 2 should be at least twice the root of its largest cross-sectional area.

Fig. 2 zeigt eine Variante der Ausführung nach Fig. 1. Anstatt eines gleichbleiben den Querschnitts der Erweiterung 7 ist hier der Anschluß 32 der T-förmigen Erweite rung 7 gegenüber dem Querschnitt des Zylinderelements 3 verkleinert ausgeführt, wodurch eine einfachere Anbringung an der rohrförmigen Erweiterung 22 erreicht wird. Ferner kann hierdurch auch der Querschnitt der Erweiterung 7 im Bereich des Gebildes 2 und Zylinderelements 3 vergrößert werden, wodurch die Dämpfungswir kung erhöht wird. Fig. 2 shows a variant of the embodiment according to Fig. 1. Instead of a more consistent cross-section of the extension 7 is here 32 of the T-shaped expan sion executed 7 reduced in relation to the cross section of the cylindrical member 3 of the terminal, whereby an easier attachment to the tubular extension 22 is reached. Furthermore, the cross section of the extension 7 in the region of the structure 2 and the cylinder element 3 can thereby be enlarged, as a result of which the damping effect is increased.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigt Fig. 3. Wie dargestellt, muß die Erweiterung 7 nicht notwendigerweise rechtwinklig an die rohrförmige Verlängerung 22 ange schlossen sein, sondern kann auch mit einem schrägen, gebogenen, spiralförmigen oder sonstwie gearteten Anschluß 33 angebracht sein. Ebenfalls nicht notwendig für die Wirkung der Erweiterung 7 ist es, daß die rohrfömige Verlängerung 22 gerade, sprich als Zylinderohr, ausgeführt ist. Diese kann ebenfalls als Krümmer, Spirale oder ähnliches ausgeführt sein und damit eine beliebige Form annehmen. Gleiches gilt für die Erweiterung 7; diese kann ebenfalls eine beliebige Form annehmen, zum Beispiel die Form eines Krümmers, Spiralrohrs oder ähnlichem. Wichtig ist nur, daß der rohrartige Charakter erhalten bleibt. Wird die Erweiterung 7 zum Beispiel als Krümmer ausgeführt, so muß auch das kegelförmige Gebilde 2 aus schallabsorbie rendem oder schalldämpfendem Material diese Form annehmen, sprich, dessen Mit telachse 27 soll in etwa der Mittelachse des Krümmers entsprechen.Another embodiment is shown in Fig. 3. As shown, the extension 7 does not necessarily have to be connected at right angles to the tubular extension 22 , but can also be attached with an oblique, curved, spiral or other type of connection 33 . It is also not necessary for the effect of the extension 7 that the tubular extension 22 is straight, that is to say as a cylindrical tube. This can also be designed as a manifold, spiral or the like and thus take any shape. The same applies to extension 7 ; this can also take any shape, for example the shape of a bend, spiral tube or the like. It is only important that the tubular character is preserved. If the extension 7 is executed, for example, as a manifold, the conical structure 2 made of sound-absorbing or sound-absorbing material must also assume this shape, that is, whose center axis 27 should correspond approximately to the central axis of the manifold.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ist die T-förmige Erweiterung 7 als Hohlzylinder ausgestaltet, in den zwei aufeinander ruhende Einsätze 34 und 35 aus schallabsorbierendem oder schalldämpfendem Material eingefügt sind. Der untere Einsatz 35 ist ein Vollkörper, der den unteren Teil des Querschnitts spaltfrei ausfüllt, während der obere Einsatz 34 ein ringförmiger Hohlkörper ist, dessen Innenmantel einen Kegel aufweist, dessen Spitze der Luftleitung 30 abgewandt ist. Die Spitze des Kegels muß nicht notwendigerweise punktförmig sein, sondern der Kegel kann auch als Kegelstumpf ausgeführt sein. Gleiches gilt auch für das kegel-, pyramiden- oder pyramidenstumpf-förmige Gebilde 2. Wichtig ist nur, daß ein kegelartiger Charakter beim Hohlraum im Einsatz 34 bzw. des Gebildes 2 erhalten bleiben muß.In the exemplary embodiment according to FIG. 4, the T-shaped extension 7 is designed as a hollow cylinder into which two inserts 34 and 35 made of sound-absorbing or sound-absorbing material are inserted. The lower insert 35 is a solid body that fills the lower part of the cross section without gaps, while the upper insert 34 is an annular hollow body, the inner jacket of which has a cone, the tip of which faces away from the air line 30 . The tip of the cone need not necessarily be point-shaped, but the cone can also be designed as a truncated cone. The same also applies to the cone, pyramid or truncated pyramid structure 2 . It is only important that a cone-like character in the cavity in the insert 34 or the structure 2 must be retained.

Es hat sich als förderlich für die Schwingungsdämpfung erwiesen, wenn man die T-förmige Erweiterung 7 mehrfach an die rohrförmige Verlängerung 22 anschließt. Fig. 5 zeigt so eine Ausführung, bei der zwei Erweiterungen 7 in der gleichen Strö mungsebene angebracht sind. Ein etwas anderes Ausführungsbeispiel zeigt Fig. 6, wo mehrere Erweiterungen 7 in Serie entlang des Stromfadens der rohrförmigen Verlängerung 22 angeordnet sind.It has proven to be beneficial for the vibration damping if the T-shaped extension 7 is connected several times to the tubular extension 22 . Fig. 5 shows such an embodiment in which two extensions 7 are mounted in the same current flow level. A somewhat different embodiment is shown in FIG. 6, where a plurality of extensions 7 are arranged in series along the current thread of the tubular extension 22 .

Das Brennstoffluftgemisch kann sowohl aus Gas (Erdgas oder Flüssiggas) oder auch aus Ölnebel (kleine Tröpfchen) in Verbindung mit Luft bestehen.The fuel-air mixture can either be gas (natural gas or LPG) or consist of oil mist (small droplets) combined with air.

Claims

1. Heater ( 18 ) with a housing ( 24 ) into which an air supply ( 30 ) and an exhaust gas discharge line ( 17 ) open, a fuel-air mixture section ( 9 ) to the air supply line, preferably with a fuel fitting hen, connects and the air supply line is provided on the input side with a tubular extension ( 22 ), characterized in that from the Luftzu supply line ( 30 ) a tapered in cross-section shaped cavity, the tapered end of the tubular extension ( 22 ) wegge is directed, having section ( 7 ) branches, the wall of the cavity being formed by sound-absorbing or sound-absorbing material.

2. Heater ( 18 ) with a housing ( 24 ) into which an air supply ( 30 ) and an exhaust gas discharge line ( 17 ) open, with a fuel-air mixture section ( 9 ) to the air supply line, preferably with a fuel fitting hen, connects and the air supply line is provided on the input side with a tubular extension ( 22 ), characterized in that a tubular cavity ( 7 ) branches off from the air supply line ( 30 ), an insert ( 2 ) made of sound-absorbing or sound-absorbing material in the cavity is inserted, which has a taper, the tip of which is directed towards the air supply line ( 30 ).

3. Heater ( 18 ) according to one of claims 1 or 2, characterized in that at the base of the body tapering in cross section ( 2 ), ( 34 ) an extension ( 3 ), ( 35 ) made of sound absorbing or sound absorbing Material is attached.

4. Heater ( 18 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the length ( 26 ) from the branch ( 31 ) to the inlet ( 21 ) of the air supply line ( 30 ) is kept larger than the length ( 25 ) from the inlet ( 19 ) the mixture formation section ( 9 ) to the branch ( 31 ).

5. Heater ( 18 ) according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the largest cross section (perpendicular to the sheet plane and perpendicular to the central axis 27 ) of the insert ( 2 ), ( 34 ) is kept equal to or greater than that of the air supply line ( 30 ).

6. Heater ( 18 ) according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the length ( 26 ) of the pipe section ( 1 ) between the inlet ( 21 ) and branch ( 31 ) at least 10 times the root of the largest cross-sectional area (vertical right to the sheet plane and perpendicular to the central axis ( 27 )) of the tapered section ( 2 ).

7. A heater ( 18 ) according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the tubular, T-shaped extension ( 7 ) via an obliquely to the Luftzufuhrlei device ( 30 ) extending connection is connected to this.

8. Heater ( 18 ) according to one of claims 1 or 2, characterized in that the tapered in its cross-section body ( 2 ) receiving de hollow body between the base of the tapered body and the bottom of the hollow body a the cross section of the hollow body filling extension ( 3 ).

9. Heater ( 18 ) according to one of claims 1 to 8, characterized in that several, T-shaped extensions ( 7 ) are provided over the circumference of the air supply line ( 30 ).

10. A heater ( 18 ) according to any one of claims 1 to 8, characterized in that a plurality of T-shaped extensions ( 7 ) are hen along the air supply line ( 30 ).