CH643345A5 - Heating device - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Heizeinrichtung nach der Gattung des Anspruchs 1.

Bei einer aus der Zeitschrift «Heizung, Lüftung, Haustechnik» Band 4, Heft 2,1953, S. 51 bekannten Heizeinrichtung dieser Art ist ein zur Wärmeerzeugung vorgesehenes Schwingfeuergerät zusammen mit einem Brennstofftank in einem kubischen, geschlossenen Blechkasten untergebracht. Aus diesem wird die zur Verbrennung erforderliche Luft angesaugt. Im Blechkasten entsteht dort ein kleiner Unterdruck gegenüber der äusseren Atmosphärenluft, welcher verhindert, dass Gase aus dem Blechkasten austreten können.

Bei der bekannten Heizeinrichtung wird die gesamte Verbrennungsluft aus dem Blechkasten angesaugt, was zur Folge hat, dass unter Umständen der Brenner mit einem nicht unbeträchtlichen Abmangel an Verbrennungsluft arbeitet und demzufolge im Abgas noch brennbare Gase des Brennstoffs vorhanden sind. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Heizeinrichtung zu schaffen, bei welcher die zur Verbrennung erforderliche Luft ungehindert dem Brenner zuströmen kann und bei der die Verbrennung kurzzeitig auch mit Überdruck stattfinden kann, ohne dass Abgas unkontrolliert ausströmen kann. Zur Lösung dieser Aufgabe sind erfindungsgemäss die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Massnahmen vorgesehen. Diese bringen den Vorteil mit sich, dass das relativ grosse Volumen des Gehäuses auftretende Überdruck- wie auch Unterdruck-Impulse zu absorbieren vermag. Weiterhin ist es vorteilhaft, dass bei der erfindungsgemässen Ausbildung das Gehäuse fortlaufend infolge des Differenzdruckes gelüftet bzw.

gespült wird, so dass sich auch dann kein unerwünschtes Gemisch von Brenngas oder Abgas ansammeln kann, wenn geringe Undichtheiten auftreten sollten.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der Differenzdruck gemäss den Massnahmen nach Anspruch 2 dazu benützt werden, bei einer Undichtheit im Gehäuse oder bei Stillstand des Brenners die Brennstoffzuführung abzustellen oder einen Heizkreislauf ausser Betrieb zu setzen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann nach Anspruch 3 in wenigstens einer der den Differenzdruck führenden Ausgleichsleitungen eine Flammensicherung vorgesehen sein.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen in Verbindung mit dem nachstehend beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel, einer Heizeinrichtung, die mit einem Turbulenzbrenner oder einem pulsierenden Brenner betrieben werden kann und in der Zeichnung schematisch wiedergegeben ist.

Es zeigen:

Fig. 1 die Heizeinrichtung in ihrem Längsschnitt,

Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel eines in der Heizeinrichtung nach Fig. 1 verwendeten Abzweigresonators,

Fig. 3 eine zweite Ausführungsform eines solchen Abzweigresonators,

Fig. 4 ein Ausgleichsgefäss für das der Brennkammer zugeführte Heizgas bei einem in der Brennkammer ungestört ablaufenden Brennvorgang

Fig. 5 das gleiche Ausgleichsgefäss, jedoch bei einem in der Brennkammer auftretenden Überdruck-Impuls,

Fig. 6 eine abgewandelte, vereinfachte Ausführungsform.

Im einzelnen weist die dargestellte Heizeinrichtung einen zur Verbrennung mit Überdruck dienenden Brenner 1 mit einer Brennkammer 2 und einem Wärmetauscher 3 auf und ist mit diesen Teilen in einem geschlossenen Gehäuse 4 untergebracht, das an seinem federelastisch ausgebildeten Rand 5 mit dem Boden oder der Wand 6 druckdicht verbunden ist.

Das zum Betrieb der Heizeinrichtung erforderliche Brenngas wird dem Ansaugsystem 8, das hinter einem Luftgebläse 9 in der Brennkammer 2 angeordnet ist, über eine s

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erste rohrförmige Zuleitung 10 zugeführt, das mit einer zweiten rohrförmigen Zuleitung 11 über ein weiter unten näher beschriebenes, in Fig. 4 und 5 dargestelltes Ausgleichsgefäss 12 verbunden ist.,

Die Verbrennungsluft wird dem Gebläse 9 über eine Luftansaugleitung 13 und eine mit der Aussenatmosphäre verbundene Anschlussleitung 14 zugeführt, wobei diese beiden Leitungen untereinander durch eine mit einer elastischen Membran verschlossene Ausgleichskammer 16 verbunden sind. In der Luftansaugleitung 13 ist eine Drosselstelle 17 angeordnet. An dieser erzeugt die vom Gebläse 9 angesaugte Luft einen Differenzdruck, welcher dazu benützt ist, den Innenraum des Gehäuses 4 laufen zu belüften bzw. zu spülen, indem dieser Innenraum im Nebenstrom zur Luftansaugleitung an die Drosselstelle 17 angeschlossen ist. Hierzu zweigt in der durch einen Pfeil 18 angedeuteten Richtung der Ansaugluft von der Drosselstelle 17 eine erste Ausgleichsleitung 19 und hinter der Drosselstelle 17 eine zweite Ausgleichsleitung 20 von der Luftansaugleitung 13 ab. Beide Ausgleichsleitungen münden mit ihren Endabschnitten frei in den Innenraum des Gehäuses 4 ein. Hierdurch wird verhindert, dass ein eventuell durch kleinste Undichtheit verursachtes, unerwünschtes Gemisch von Brenngas oder Abgase sich im Gehäuse 4 ansammeln kann.

Der an der Drosselstelle 17 entstehende Differenzdruck ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel gleichzeitig dazu ausgenützt, dass beim Zusammenbrechen des Differenzdrucks infolge einer Undichtheit im Gehäuse 4 oder bei Stillstand des Brenners 1 die Brennstoffzufuhr abgestellt oder der an den Wärmetauscher 3 angeschlossene Heizkreislauf 21 abgestellt wird. Hierzu ist jede der beiden Ausgleichsleitungen 19 und 20 and eine der beiden nicht näher bezeichneten, voneinander durch eine elastische Membran 22 getrennte Kammern einer Druckmessdose 23 angeschlossen. Mit der Membran 22 arbeiten zwei Kontaktspitzen 24 und 25 zusammen, welche untereinander elektrischen Kontakt haben, solange der gewünschte Unterdruck aufrechterhalten wird.

Um eine Explosion oder Verpuffung zu vermeiden, die infolge von Restgasen oder durch Rückströmung nach dem Abstellen des Brenners 1 erfolgen könnte, und um hierbei eine sonst übliche Explosionsklappe oder eine ähnliche Sicherheitseinrichtung einsparen zu können, ist in jeder der beiden Ausgleichsleitungen 19 und 20, welche den Differenzdruck führen, eine Flammensichtung 27 vorgesehen. Um weiterhin zu vermeiden, dass bei unregelmässiger Verbrennung beim Start oder beim Abstellen des Brenners oder bei schlechter Brennereinstellung oder schlechter Zündung ein Druckstoss oder eine Stosswelle in das Ansaugsystem 8 zurückschlagen kann, ist das Gehäuse 4 gleichzeitig als Abzweigresonator ausgebildet. Dadurch kommt der Druckstoss nicht zur Ausbreitung, sondern wird absorbiert. Die akustische Verbindung erfolgt beim dargestellten Ausführungsbeispiel über die Membran 15 der in der Luftansaugleitung 13 bzw. der Anschlussleitung 14 liegenden Ausgleichskammer 16. Anstelle dieser Membran 15 kann auch ein membranartiger Verbindungsschlauch oder eine in der Anschlussleitung 14 angeordnete, im einzelnen nicht näher dargestellte Umlenksaugvorrichtung 28 vorgesehen sein. Hierbei ist es in jedem Falle wichtig, dass im Gehäuse 4 keine Vermischung mit der Ansaugluft erfolgt, das ganze Gehäusevolumen jedoch am Dämpfungsvorgang beteiligt ist.

In den Fig. 2 und 3 sind zwei Abzweigresonatoren in ihrem prinzipiellen Aufbau dargestellt. Der Abzweigresonator nach Fig. 2 hat eine Ringkammer 30, die konzentrisch zu dem Zuführungsrohr 31 und dem gleichachsig zu diesem angeordneten Ableitungsrohr 32 ausgebildet ist. Ein Abzweigresonator dieser Art ist beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 in der Abgasleitung 33 vorgesehen.

Bei dem in Fig. 3 in seinem Prinzip wiedergegebenen, zweiten Abzweigresonator ist eine grossvolumige Seitenkammer 34 vorgesehen, welche an eine durchgehende Gasoder Luftleitung 35 über ein im Querschnitt dünnes Verbindungsrohr 36 angeschlossen ist. Ein solcher Seitenkammer-Resonator ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 mit der ersten Zuleitung 10 verbunden.

Fig. 1 zeigt bei 12 eine Rückschlagsicherung, die durch ein Ausgleichsgefäss gebildet ist, das von der Brennkammer 2 ausgehende Druckschwingungen ausgleicht und verhindert, dass solche Druckschwingungen über die zweite Zuleitung 11 in ein Gasnetz gelangen können.

Hierzu enthält das Ausgleichsgefäss gemäss den Fig. 4 und 5 eine zylindrische Gefässwand 38, die an ihrer in der Zeichnung unteren Stirnseite mit einem stabilen Bodenstück 39 verbunden ist. Das Bodenstück enthält eine zentrale Gewindebohrung 40, mit welcher es auf den Endabschnitt eines Gaszuführungs-Stutzens 41 aufgeschraubt ist. Gleichachsig zum Gasstutzen 41 ist in diesem der sich bei 42 konisch verjüngende Endabschnitt 43 des in Fig. 1 bei 10 angedeuteten ersten Zuleitung angedeutet. Bei ungestörtem Brennerbetrieb wird das Brenngas gemäss dem mit ausgezogenen Linien angedeuteten Pfeil 44 aus dem Innenraum des Ausgleichsge-fässes 12 abgesaugt, welches an seiner anderen Stirnseite durch eine Membran 45 abgeschlossen ist. Das Gas strömt dabei über die zweite Zuleitung 11 in der mit Pfeilen 46 angedeuteten Weise dem Innenraum des Ausgleichsgefässes 12 zu und wird sofort nach dem Eintritt in der mit Pfeilen 47 angedeuteten Weise in die Zuleitung 10 umgeleitet.

Fig. 5 zeigt die Strömungsverhältnisse, wenn in der Brennkammer 2 ein unerwünschter Druckstoss auftritt. Ein solcher Druckstoss ist in Fig. 5 durch die Pfeile 48 angedeutet.

Infolge der Ejektorwirkung am konischen Mundstück 42 der ersten Zuleitung 10 entsteht ein durch die Druckwelle 48 verursachter Sog im Mundstück des Gasstutzens 41, welcher bewirkt, dass das Gas in der mit Pfeilen 49 angedeuteten Strömungsrichtung nicht zurückschlägt, sondern in den Innenraum des Ausgleichsgefässes 12 nachgesaugt wird.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 sind die aus der Luftansaugleitung 13 des Brenners in den Innenraum des Gehäuses 4 einmündenden, beiden Austrittsöffnungen mit 19 ', 20 ' bezeichnet. Sie liegen jeweils an den Enden der beiden voneinander abgekehrten Ausgleichsleitungen 19 bzw. 20 hinter den beiden Flammensicherungen 27.

In Fig. 6 ist eine vereinfachte Ausführungsform dargestellt, mit welcher eine schwache Zirkulation bzw. Luftkühlung im Gehäuse 4 erreicht werden kann, so dass sich im Falle einer Undichtheit keine Anreicherungen mit Abgas oder Brennstoff-Luft-Gemisch bilden können. Ein dauernder kleiner Luftwechsel während des Betriebes kann im Gehäuse 4 in einfacher Weise nach Fig. 6 dadurch erreicht werden, dass in Richtung des Luftströmungspfeiles 51 vor der bei 52 angedeuteten Drosselstelle in der Wand der Luftansaugleitung 13 eine als Bohrloch A ausgebildete Austrittsöffnung A und hinter dem Drosselabschnitt eine als Bohrloch ausgebildete Austrittsöffnung E angebracht wird. Von dem hinter der Drosselstelle 52 entstehenden geringen Unterdruck kann dann ein kleiner Luftstrom in Richtung des Pfeiles 53 in das Ansaugrohr 13 hineingelangen, dem ein bei der Austrittsöff-nung A austretender kleiner Spülluftstrom 54 entspricht. Zwischen den beiden Austrittsöffnungen A und E ist in der Nähe der Drosselstelle 52 jeweils eines von zwei Leitblechen 55,56 vorgesehen. Diese bewirken, dass der mit Pfeilen angedeutete Spülluftstrom ein möglichst grosses Volumen des Gehäuseinnenraumes erreicht und damit eine ähnliche Wirkung erzielt, wie die voneinander abgekehrten Endabschnitte der Ausgleichsleitungen 19 und 20 gemäss Fig. 1.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

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1. Heizeinrichtungen mit einem Turbulenzbrenner oder einem pulsierenden Brenner und mit einer Brennkammer, in welcher mindestens zeitweise ein Überdruck entstehen kann, und mit einem geschlossenen Gehäuse, in welchem sich die Brennkammer zusammen mit einem Ansaugsystem befindet, dadurch gekennzeichnet, dass aus einer Luftansaugleitung (13) des Brenners (1) in den Innenraum des Gehäuses (4) zwei Austrittsöffnungen (19', 20'; A, E) einmünden, von denen die eine (19'A) vor und die andere (20'; E) hinter einer einen Differenzdruck liefernden Drosselstelle (17; 52) in der Luft-ansaugleitung (13) vorgesehen ist.

2. Heizeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Austrittsöffnungen (A, E) als eine in die Wand der Luftansaugleitung (13) eingebrachte Bohrung ausgebildet ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Heizeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Austrittsöffnungen (A, E) wenigstens eine Strömungsleiteinrichtung, insbesondere ein Leitblech (55,56) angeordnet ist, die quer zu der sich zwischen den Austrittsöffnungen (A, E) ausbildenden Luftströmung verläuft.

4. Heizeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnungen (19', 20') an den voneinander abgekehrten Enden von zwei Ausgleichsleitungen (19,20) liegen, von denen die eine (19) vor und die andere (20) hinter der Drosselstelle (17) an die Luftansaugleitung angeschlossen ist.

5. Heizeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Differenzdruck einer pneumatischen Schalteinrichtung (22 bis 25) zugeführt ist, die beim Verschwinden des Differenzdruckes den Brenner (1) und/oder den Heizkreislauf (21) abschaltet.

6. Heizeinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass in den den Differenzdruck führenden Ausgleichsleitungen (19,20) eine Flammenrückschlagsiche-rung (27) eingebaut ist.

7. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (4) zusätzlich eine als Abzweigresonator ausgebildete Kammer (34) vorgesehen ist.

8. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer mit der Atmosphäre verbundenen Anschlussleitung (14) und einem Sauggebläse (9) des Brenners (1) eine mit einer Membran (15) gegen den Innenraum des Gehäuses (4) abgegrenzte Ausgleichskammer (16) angeordnet ist.

9. Heizeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zum Betrieb mit gasförmigem Brennstoff an eine erste Zuleitung (10) für den Brennstoff die Kammer (34) angeschlossen ist.

10. Heizeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in einer zweiten Zuleitung (11) eine Rückschlagsicherung (12) vorgesehen ist.

11. Heizeinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückschlagsicherung (12) als ein mit einer elastischen Membran (45) gegen den Innenraum des Gehäuses (4) abgeschlossenes Ausgleichsgefäss ausgebildet ist, in welches ein Gaszuführungsstutzen (41) und ein gleich-achsig zu diesem angeordneter Endabschnitt (43) der ersten Zuleitung (10) einmünden, wobei die Mundstücke zur Erzielung einer Ejektorwirkung konisch verjüngt sind.