DE2745687A1

DE2745687A1 - Atmospheric surface burner for water heater - has branched supply pipes joined to concentric channels feeding projecting burners

Info

Publication number: DE2745687A1
Application number: DE19772745687
Authority: DE
Inventors: Wolfram H Heger
Original assignee: Tour and Andersson AB
Current assignee: HEGER, WOLFRAM H., 4700 HAMM, DE
Priority date: 1977-10-11
Filing date: 1977-10-11
Publication date: 1979-04-12
Also published as: NL7809534A; DE2745687B2; DE2745687C3

Abstract

The atmospheric surface burner is used for gas fired water heaters for a central heating system. The gas supply system has a main pipe (18) and two branches (12, 13) with valves (14, 15) and pressure regulators (16, 17). The branches join so that one branch becomes concentric with the other. Transverse burners (3, 4) branch from these concentric channels. One set of burners is fed by the inner tube and the other set by the outer tube. Air enters a burner through openings at the burner base.

Description

Atmosphärischer Flächenbrenner für Gaskessel Atmospheric surface burner for gas boilers

oder andere Gas-Wasserheizer für Zentralheizanlagen Mit dem zunehmenden Energieverbrauch und der zugleich zunehmenden Verknappung der Rohstoffreserven wächst das Bestreben, den Wirkungsgrad der heutigen gasbefeuerten Kessel und sonstigen Wasserheizer für Zentralheizanlagen nach Möglichkeit zu verbessern, womit zugleich dem Verbraucher der Vorteil geringerer Heizkosten geboten wird. or other gas water heaters for central heating systems with the increasing Energy consumption and the increasing shortage of raw material reserves are growing striving to improve the efficiency of today's gas-fired boilers and others To improve water heaters for central heating systems if possible, which at the same time the consumer is offered the advantage of lower heating costs.

Zentralheizanlagen müssen auf eine der größten Belastung entsprechende Nennleistung ausgelegt werden, obgleich diese Leistung nur selten ausgenutzt wird. Die weitaus überwiegende Betriebszeit werden nur Vorlauf-Wassertemperaturen von 600C und weniger benötigt, während die Vorlauftemperatur des Heizwassers wegen der Gefahr einer Kondenswasserbildung und Korrosion in den Rauchgaskanälen stets ueber 600C betragen muß. Central heating systems have to cope with one of the greatest loads Rated power, although this power is rarely used. The vast majority of the operating time are only flow water temperatures of 600C and less required, while the flow temperature of the heating water because of the There is always a risk of condensation and corrosion in the flue gas ducts 600C.

Infolgedessen ist es beispielsweise bei Gaskesseln üblich, die Gaszufuhr zu den Flächenbrennern so zu regeln, daß die Brenner bis zum Erreichen einer Vorlauftemperatur von 800C eingeschaltet sind und bei Überschreitung dieser Temperatur abgeschaltet werden. Es ergibt sich somit eine Intervallheizung, deren Brennerlaufzeiten umso geringer sind, je weniger Warme an den Heizkörper abgegeben werden muß. Nachteilig bleibt bei dieser Intervallheizung jedoch, daß der Gesamtwirkungsgrad der Heizanlage, über eine Heizperiode gemessen, mit abnehmender Brennerlaufzeit sinkt.As a result, it is common for gas boilers, for example, to shut off the gas supply to regulate the surface burners in such a way that the burners are operated until a flow temperature is reached of 800C are switched on and switched off when this temperature is exceeded will. This results in an interval heating whose burner runtimes are all the more are lower, the less heat has to be given off to the radiator. Disadvantageous remain with this interval heating, however, that the overall efficiency of the heating system, over one heating period measured, decreases with decreasing burner running time.

Zur Vermeidung des vorgenannten Mangels sind bereits der Gattung des Patentanspruches 1 entsprechende Flächenbrenner bekannt geworden, denen das Gas über ein zweistufiges Magnet-Drosselventil zugeführt wird, das bei eingeschalteter Heizanlage bei einer Vorlauftemperatur des Heizwassers von unter 600C o.ä. ganz geöffnet, bei Erreichen dieser Temperatur aber auf einen Gasdurchsatz von etwa 60% der Nennleistung gedrosselt und bei Erreichen einer Vorlauftemperatur von 800C ganz abgeschlossen wird. Zu diesem Zweck sind am Austrittsstutzen eines zugeordneten Heizkessels für das Vorlaufwasser zwei thermostatische Regler angeordnet, von denen der eine, auf 600C eingestellte, das Drosselventil bei Unterschreitung dieser Temperatur ganz öffnet und bei Erreichen dieser Temperatur in seine Drosselstellung bringt, während der andere, auf 800C eingestellte thermostatische Regler das Drosselventil bei Erreichen dieser Temperatur ganz schließt bzw. bei Unterschreitung dieser Temperatur wieder in die Drosselstellung öffnet. To avoid the above-mentioned deficiency are already the genus of claim 1 corresponding surface burner become known to which the Gas is supplied via a two-stage solenoid throttle valve, which is activated when the Heating system with a flow temperature of the heating water below 600C or similar completely open, but when this temperature is reached, a gas throughput of about 60% the nominal power is throttled and completely when a flow temperature of 800C is reached is completed. For this purpose, one is assigned to the outlet nozzle Boiler for the supply water arranged two thermostatic regulators, one of which the one, set to 600C, the throttle valve when the temperature falls below this opens completely and brings it into its throttle position when this temperature is reached, while the other thermostatic regulator set to 800C is the throttle valve when this temperature is reached it closes completely or when it falls below this temperature opens again to the throttle position.

Wenn dadurch auch längere Brennerlaufzeiten ermöglicht sind, so verbleibt doch noch der Nachteil, daß die auf den Nennleistungsbetrieb ausgelegten Brennerleisten des Gaskessels bei einer Belieferung mit nur etwa 60% der Nennleistungs-Gasmenge einen merklich niedrigeren Wirkungsgrad aufweisen, der bei dem vorgenannten Teillastbetrieb etwa 4% niedriger als bei dem Vollastbetrieb liegt. Die Ursache hierfür dürfte vor allem darin liegen, daß beim Teillastbetrieb durch die seitlichen Zutrittsöffnungen der Brennerleisten für die Primärluft im Verhältnis zur zugeführten Gasmenge zuviel Luft zugeführt wird.If this also enables longer burner runtimes, it remains but still the disadvantage that the burner strips designed for rated power operation of the gas boiler with a delivery with only about 60% of the nominal output gas quantity have a noticeably lower efficiency than in the aforementioned partial load operation is about 4% lower than in full load operation. The cause for this is likely to occur mainly lie in the fact that during partial load operation through the side access openings the burner bars for the primary air too much in relation to the amount of gas supplied Air is supplied.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten, der Gattung des Patentanspruches 1 entsprechenden atmosphärischen Flächenbrenner so zu vervollkommnen, daß sie auch beim Teillastbetrieb mit einem möglichst optimalen Wirkungsgrad arbeiten. The invention is based on the object of the aforementioned, the genus of claim 1 corresponding atmospheric surface burner to perfect, that they work with the best possible efficiency even when operating at part load.

Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 wiedergegebene Maßnahme gelöst. The task set is according to the invention by the in the characteristic of claim 1 reproduced measure solved.

Bei einer solchen Beheizung des Gaskessels bzw. sonstigen Gas-Wasserheizers über zwei Brennerleisten, von denen jede stets nur mit einer gleichbleibenden Gasmenge beliefert wird, für die sie ausgelegt ist, kann durch ein entsprechendes Zu- oder Abschalten der einen der beiden Brennerleisten bei beiden Betriebszuständen der optimale Verbrennungswirkungsgrad gesichert werden. Weitere Vorteile ergeben sich daraus, daß die beiden nebeneinander angeordneten Brennerleisten beim Zünden ein besseres Überzünden und beim Vollastbetrieb eine höhere Belastung des Kessels oder sonstigen Gas-Wasserheizers ermöglichen. With such a heating of the gas boiler or other gas water heater via two burner bars, each of which only ever with a constant amount of gas is supplied, for which it is designed, can through a corresponding supply or Switching off one of the two burner strips in both operating states of the optimal combustion efficiency can be ensured. There are further advantages from the fact that the two juxtaposed burner strips when igniting better ignition and a higher load on the boiler during full load operation or allow other gas water heater.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Advantageous refinements of the invention are set out in the subclaims marked.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht; es zeigen: Fig. 1 einen Gas-Gliederkessel in einer schematisch gehaltenen, den Flächenbrenner veranschaulichenden Seitenansicht (Teile des Flächenbrenners sind geschnitten dargestellt); Fig. 2 den Flächenbrenner gemäß Fig. 1 in jeweils einem und 3 Teilquerschnitt nach der Linie II-II und III-III. In the drawing, the invention is illustrated by way of example; They show: FIG. 1 a sectional gas boiler in a schematically held, surface burner illustrative side view (parts of the surface burner are shown in section); FIG. 2 shows the surface burner according to FIG. 1 in one and 3 partial cross-sections the line II-II and III-III.

Unter den in üblicher Weise mit Abstand nebeneinander verlaufenden Gliedern 1' des entsprechend dem Ausführungsbeispiel vorgesehenen Gas-Gliederkessels 1 sind entlang jedem Spalt 2 waagrecht nebeneinander jeweils zwei Brenntrleisten 3 und 4 angeordnet, von denen die Brennerleiste 3 in Fig. 2 und die Brennerleiste in Fig. 3 in jeweils einer Seitenansicht - teilweise im Längsschnitt - genauer dargestellt ist. Jede der ballen Bn=merBikRen 3 und 4 weist an ihrer Oberseite in regelmäßigen Abständen übliche, in der Zeichnung lediglich durch strichpun)ctierte Linien angedeutete Brennerdüsen 5 auf, an denen beim Betrieb der Brennerleiste jeweils eine Gasflamme in den zugeordneten Spalt 2 zwischen den Gliedern 1' des Kessels hineinbrennt. Among those running next to one another at a distance in the usual way Structures 1 'of the segmented gas boiler provided in accordance with the exemplary embodiment 1 there are two fire door strips horizontally next to each other along each gap 2 3 and 4 arranged, of which the burner strip 3 in Fig. 2 and the burner strip In Fig. 3 in each case a side view - partially in longitudinal section - shown in more detail is. Each of the bales of Bn = merBikRen 3 and 4 points at its top Commonly used at regular intervals, merely dashed) cted in the drawing Lines indicated burner nozzles 5, on which each of the operation of the burner strip a gas flame in the associated gap 2 between the members 1 'of the boiler burns into it.

Die Gas zufuhr zu den Brennerleisten 3 und 4 erfolgt an deren gemäß Fig. 2 und 3 linken Enden von einem Verteilerrohr 6 her, welches axial von einem im Querschnitt kleineren Innenrohr 6' durchsetzt ist, so daß das Verteilerrohr 6 einen äußeren ringförmigen Längskanal 7 und einen weiteren axialen Längskanal 8 aufweist. Dabei sind die in Fig. 3 dargestellten Brennerleisten 4 über je eine Düse 9 an den äußeren Längskanal 7 und die Brennerleisten 3 gemäß Fig. 2 über eine den ringförmigen Längskanal 7 an einer Umfangsstelle bis aus dem Verteilerrohr 6 hinaus durchsetzende Düse 10 an den inneren Längskanal 8 angeschlossen. Außerdem weisen beide Brennerleisten 3 und 4 im Bereich ihrer Anschlußstelle an das Verteilerrohr 6 obere und untere Zutrittsöffnungen 11 für Primärluft auf, deren Größe im Sinne einer optimalen Luftbeimischung zu dem aus den Düsen 9 und 10 beim Brennerbetrieb in nachstehend noch erläuterter Weise in stets gleichbleibender flennleistungsmenge ausströmenden Gas ausgelegt ist. The gas supply to the burner strips 3 and 4 takes place according to them Fig. 2 and 3 left ends of a manifold 6, which axially from a is penetrated in cross-section smaller inner pipe 6 ', so that the distributor pipe 6 an outer annular longitudinal channel 7 and a further axial longitudinal channel 8 having. The burner strips 4 shown in FIG. 3 each have a nozzle 9 to the outer longitudinal channel 7 and the burner strips 3 according to FIG. 2 via a annular longitudinal channel 7 at a circumferential point up from the distributor pipe 6 penetrating nozzle 10 connected to the inner longitudinal channel 8. Also wise both burner strips 3 and 4 in the area of their connection point to the manifold 6 upper and lower access openings 11 for primary air, their size in the sense an optimal air admixture to that from the nozzles 9 and 10 during burner operation in a manner that will be explained below in a constant flow rate outflowing gas is designed.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist der ringförmige Längskanal 7 an einem Ende des Verteilerrohres 6 an eine Zweigleitung 12 und der axiale Längskanal 8 am gleichen Ende des Verteilerrohres 6 an eine Zweigleitung 13 angeschlossen. Beide Zweigleitungen 12 und 13 gehen über jeweils ein magnetgesteuertes Absperrventil 14 bzw. 15 und einen Druckregler 16 bzw. 17 von einer gemeinsamen Hauptleitung 18 für die Gaszufuhr aus. As is apparent from Fig. 1, the annular longitudinal channel 7 is on one End of the distributor pipe 6 on a branch line 12 and the axial longitudinal channel 8 on the same end of the manifold 6 is connected to a branch line 13. Both Branch lines 12 and 13 each go via a solenoid-controlled shut-off valve 14 or 15 and a pressure regulator 16 or 17 from a common main line 18 for the gas supply.

Dabei wird das Absperrventil 14 über eine Leitung 19 von einem auf die Temperatur des aus dem Kessel 1 an der Stelle eines Vorlauf-Austrittsstutzens 20 austretenden Heizwassers ansprechenden thermostatischen Regler 21 und das Absperrventil 15 über eine Leitung 22 von einem etwa an der gleichen Stelle befindlichen, ebenfalls auf die Heizwassertemperatur ansprechenden thermostatischen Regler 23 gesteuert.The shut-off valve 14 is thereby activated via a line 19 from one to the temperature of the boiler 1 at the point of a flow outlet nozzle 20 exiting heating water responsive thermostatic controller 21 and the shut-off valve 15 via a line 22 from one located approximately at the same point, likewise Thermostatic controller 23 responsive to the heating water temperature is controlled.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist der Regler 21 so ausgelegt, daß er das Absperrventil 14 bei Erreichen einer Heizwassertemperatur von 800C absperrt und bei Unterschreitung dieser Temperatur wieder öffnet, während der Regler 23 gemäß dem Ausführungsbeispiel so ausgelegt ist, daß er das Absperrventil 15 bei erreichter Temperatur des Heizwassers von 600C absperrt und bei Unterschreitung dieser Temperatur wieder öffnet, natürlich den Betrieb des ganzen Gaskessels vorausgesetzt. Dabei beträgt der Durchströmungsquerschnitt des ringförmigen Längskanals 7 etwa 50 % mehr als der Durchströmungsquerschnitt des inneren Längskanals 8 und ebenso der Durchströmungsquerschnitt der dem äußeren Längskanal 7 zugeordneten Brennerleisten 4 etwa 50 % mehr als der Durchströmungsquerschnitt der Brennerleisten 3. According to the embodiment, the controller 21 is designed so that he shuts off the shut-off valve 14 when a heating water temperature of 800C is reached and when the temperature falls below this opens again, while the controller 23 according to the embodiment is designed so that it reaches the shut-off valve 15 when Shuts off the temperature of the heating water of 600C and falls below this temperature reopens, assuming the entire gas boiler is in operation, of course. Included the flow cross-section of the annular longitudinal channel 7 is approximately 50% more than the flow cross section of the inner longitudinal channel 8 and also the flow cross section the burner strips 4 assigned to the outer longitudinal channel 7 are approximately 50% more than that Flow cross-section of the burner strips 3.

Beim Betrieb des so ausgerüsteten Flächenbrenners des Gas-Gliederkessels 1 ist gewährleistet, daß der Kessel nicht nur beim Nennleistungsbetrieb, sondern auch beim Teillastbetrieb stets mit einem optimalen Wirkungsgrad arbeitet. When operating the surface burner of the gas sectional boiler equipped in this way 1 it is guaranteed that the boiler not only operates at rated output, but always works with optimum efficiency even in partial load operation.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel sind die Absperrventile 14 und 15 als Magnetventile ausgebildet. Sie könnten jedoch in üblicher Weise als motorbetriebene Ventile ausgebildet sein. According to the embodiment, the shut-off valves 14 and 15 are as Solenoid valves formed. However, they could be motorized in a more conventional manner Valves be formed.

Wenn auch zwei den beiden Zweigleitungen 12 und 13 zugeordnete Druckregler 16 und 17 bevorzugt werden, könnte doch auch ein in der Hauptleitung 18 dicht vor der Verzweigung zu den Zweigleitungen 12 und 13 vorgesehener Druckregler ausreichen, sofern die Absperrventile 14 und 15 in den Zweigleitungen 12 und 13 dicht hinter einer strömungsgünstigen Verzweigung angeordnet sind. Im übrigen kann es vorteilhaft sein, wenn der Querschnitt der Brennerleisten 3 und 4 und/oder der Längskanäle 7 und 8 in Durchströmungsrichtung etwa in der dargestellten Weise zunimmt, um dadurch Durchströmungsdruckverluste auszugleichen. Weiterhin könnten die beiden Längskanäle 7 und 8 des Verteilerrohres 6 statt konzentrisch auch in irgendeiner anderen Weise nebeneinander verlaufen. Schließlich ist die paarweise Anordnung zweier unterschiedlicher Brennerleisten auch nicht an Gas-Gliederkessel gebunden. Die Brennerleistenpaare könnten mit ähnlichen Vorteilen auch an anderen Gas-Wasserheizern, z.B. an solchen Umlauf- oder Durchlaufheizern vorgesehen sein.Even if two pressure regulators assigned to the two branch lines 12 and 13 16 and 17 are preferred, but could also be one in the main line 18 close in front of branching pressure regulator provided for branch lines 12 and 13 sufficient, provided that the shut-off valves 14 and 15 in the branch lines 12 and 13 are arranged closely behind a flow-favorable branch. By the way, can it be advantageous if the cross section of the burner strips 3 and 4 and / or the Longitudinal channels 7 and 8 increases in the direction of flow approximately in the manner shown, in order to compensate for through-flow pressure losses. Furthermore, the two could Longitudinal channels 7 and 8 of the manifold 6 instead of concentric in any one run side by side in a different way. After all, pairing is two different burner bars are also not tied to the sectional gas boiler. The pairs of burner strips could also be used on other gas water heaters, e.g. on these, with similar advantages Circulation or flow heaters can be provided.

Patentansprüche:Patent claims:

Claims

Patent applications (1; 1 Atmospheric surface burner for gas boilers or other gas water heaters for central heating systems with one connected to a main line subsequent gas supply system with a pressure regulator and valve arrangement, by means of the gas supply to burner strips, one of them, one that runs across them Manifold connected ends side access openings for the gas to be admixed Have primary air, depending on the control by two on different Flow temperature of the heating water responding controller to a nominal heating output amount or a partial load amount can be set or switched off in the unit of time, thereby characterized in that the gas supply system branched off two from the main line (18) Branch lines (12 and 13) each with one of each of the two controllers (21 and 23) controllable valve (14 or 15) and the manifold (6) two from each other separate, inlet side to one of the two branch lines (12 and 13) connected long channels (7 and 8), and that two with respect to their Cross-section and its access openings (11) for the primary air of the respectively assigned Partially gas volume adapted burner strips (3 and 4) run side by side in pairs, one burner strip (3) on one (8) and the other (4) on the other (7) of the two longitudinal channels (7 and 8) of the distributor pipe (6) is connected.

2. Burner according to claim 1, characterized in that the pairs side-by-side burner strips (3 and 4) each between two adjacent ones Elements (1 ') of a gas sectional boiler (1) are arranged.

3. Burner according to claim 1 or 2, characterized in that the Distributor pipe (6) axially penetrated by an inner pipe (6 ') with a smaller cross-section and the one longitudinal channel (7) through the between the two tubes (6 and 6 ') formed annular channel and the other longitudinal channel (8) formed by the inner tube (6 ') is.

4. Burner according to one of the preceding claims, characterized in that that the cross-sections of the two longitudinal channels (7 and 8) and / or the two associated Burner strips (4 and 3) each one proportional to the assigned partial gas quantity Size.

5. Burner according to claims 3 and 4, characterized in that the outer longitudinal channel (7), which is annular in cross section, has one opposite the inner one Has longitudinal channel (8) about 50% larger cross-section.

6. Burner according to one of the preceding claims, characterized in that that the cross section of the burner strips (3 and 4) and / or the longitudinal channels (7 and 8) in the direction of flow in a flow pressure loss compensating Increases in size.

7. Burner according to one of the preceding claims, characterized in that that each branch line (12 or 13) has its own shut-off valve (14 or 15) upstream pressure regulator (16 or 17) is assigned.