AT393159B

AT393159B - Feuerstelle mit einem gegen die atmosphaere offenen brenner

Info

Publication number: AT393159B
Application number: AT2687/89A
Authority: AT
Original assignee: Vaillant Gmbh
Priority date: 1989-11-24
Filing date: 1989-11-24
Publication date: 1991-08-26
Also published as: DE9015995U1; ATA268789A

Description

AT393 159 B

Feuerstells mit einem gegen die Atmosphäre offenen Brenner

Die Erfindung bezieht sich auf eine Feuerstelle mit einem gegen die Atmosphäre offenen, einen Brenner in dessen unteren und einen Wärmetauscher in dessen oberen Bereich anfhehmenden, im wesentlichen durch einen Mantel und die erwähnten Einbauten begrenzten Raum, an dessen Unterseite eine Luftzuführung und an dessen Oberseite eine Abgasleitung angeordnet ist, von der eine sich schräg nach unten erstreckende Schürze absteht die den den Brenner aufnehmenden Raum unter Freilassung eines Spaltes zwischen dem Wärmetauscher und der Untericante der Schütze übeideckt.

Eine solche Feuerstelle ist im wesentlichen bekannt aus der DE-OS 3 323 319. Hier wird zwischen der Wand, an der die brennstoffbeheizte Wärmequelle aufgehängt ist, und zwischen der der Wand zugekehrten Seite des Gehäuses da Wärmequelle ein Kanal gebildet, der mit einem Abweiser versehen ist, der das an der Rückseite der Geräte angebrachte Ausdehnungsgefäß vor zu hoher thermischer Beanspruchung schützt

Bei anderer Befestigung an der Wand bildet sich der Kanal nicht Im übrigen kann die brennstoffbeheizte Wärmequelle die Verbrennungsluft von unten ansaugen, da ihr Gehäuse nach unten nicht verschlossen ist

Bei Feuerstellen gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs sind Abgasaustrittssicherungen erforderlich, um einen Abgasaustritt und damit eine Abgasanreicherung in der Luft des Raumes zu vermeiden, in dem die Feuerstelle aufgestellt ist da ein Austritt von Abgasen in den Raum nicht ausgeschlossen werden kann. Die wesentlichsten Ursachen für einen Abgasaustritt in die Raumluft sind ein zu geringer Schomsteinzug, z. B. bei Mehlfachbelegung des Schornsteines oder eine zu geringe Fugendurchlässigkeit des Raumes.

Ein Abgasaustritt tritt bei solchen Feuerstellen dann auf, wenn der thermische Auftrieb im Gerät einen höheren Abgasvolumenstrom fördert als der Kamin bei den gegebenen Zugverhältnissen abtransportieren kann.

Bei den bekannten Lösungen ist auch festzustellen, daß auch die bei den bekannten Einrichtungen vorgesehenen Abgassensoren einen Austritt von Abgasen im Prinzip nicht verhindern kann, da diese Sensoren erst einen Austritt größerer Abgasmengen feststellen können und auch eine gewisse Verzögerungszeit beim Ansprechen gegeben ist

Dabei müssen die bekannten Einrichtungen bei einem Abgasaustritt durch den Abgassensor verriegelnd abgeschaltet werden und dürfen erst nach Behebung der aufgetretenen Störung wieder einschaltbar sein. Dies führt aber zu entsprechend unangenehmen Betriebsunterbrechungen in einem Störfall.

Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und eine Feuerstelle der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, die im wesentlichen eigensicher ist und bei der der Austritt von Abgas in den Aufstellungsraum der Feuerstelle durch bauliche Maßnahmen verhindert ist.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß ein diesen Raum seitlich und unten mit Abstand umgebendes dichtes Leitblech vorgesehen ist, wobei zwischen der seitlichen Begrenzung des unteren Randes der Schürze und der Innenwand des Leitbleches ein Strömungskanal verbleibt und der Zustrom der Luft in den Zwischenraum zwischen der Innenseite des Leitbleches und der Wand des Raumes lediglich von oben her möglich ist

Durch diese Maßnahmen ist sichergestellt, daß die zur Verbrennung notwendige Luft nur von oben her angesaugt werden kann. Dabei kann aber ein Teil der oben zwischen der Schürze der Abgasleitung und dem Leitblech zuströmenden Luft zwischen da* Schürze der Abgasleitung und dem Wärmetauscher in die Abgasleitung abströmen, wenn eine entsprechende Sogwirkung des Kamins vorhanden ist

Ist dagegen der Druck im Kamin zu groß und damit dessen Sogwirkung zu klein, sodaß dieser die anfallende Abgasmenge nicht aufnehmen kann, so werden die von der Abgasleitung nicht mehr aufnehmbaren Abgasmengen üb» den von der Schürze der Abgasleitung und dem Wärmetausch»’ begrenzten Kanal in den Raum zwischen dem Leitblech und der Wand des den Brenner und den Wärmetauscher aufnehmenden Raums verbleibenden Kanal aufgrund der Injektorwirkung und durch den thermischen Auftrieb der heißen Abgase der diesen Kanal durchströmenden Frischluft eingesaugt und dem Brenner zugeführt

Dies führt zu einer Verminderung der anfallenden Abgasmengen und aufgrund der durch die Beimischung von Abgasen zur Verbrennungsluft gegebenen Verminderung des Sauerstoffangebotes zu einer Verminderung der NOx-Bildung. Gleichzeitig wird dadurch auch ein Anstieg der Abgastemperatur und eine Erhöhung des COj-Gehaltes derselben erreicht wodurch sich der Kaminzug verbessert und daher wieder mehr Abgase abströmen können. Damit kommt es automatisch zu einer Behebung der Störung, wobei während der gesamten Zeit ein Austritt von Abgasen in den Aufstellungsraum durch die durch das Leitblech bedingten Strömungsverhältnisse verhindert ist Eine Abschaltung der Einrichtung ist daher nicht notwendig, noch viel weniger eine bleibende Abschaltung, wie sie bei den bekannten Lösungen erforderlich ist da eben keine sicherheitsgefährdende Situation auftreten kann.

Aus diesem Grund »geben sich auch bei gebläseunterstützten Brennern keinerlei Sicherheitsprobleme, wenn diese erfindungsgemäß mit einem Leitblech versehen sind. So ergeben sich bei gebläseunterstützten offenen Geräten praktisch die gleichen Verhältnisse wie bei atmosphärischen Geräten da der Unterschied lediglich darin besteht, daß der im Zwischenraum zwischen dem Leitblech und der Außenseite des den Brenner umschließenden Raumes entstehende Zug, nicht allein durch die Sogwirkung des Brenners aufgebracht wird, sondern durch das Gebläse.

Durch das Leitblech ergibt sich zwar ein gewisser Förderverlust, doch kann dieser durch eine »ltsprechende Gestaltung des Leitbleches relativ klein gehalten werden, sodaß sich die Strömungsverhältnisse gegenüber dem -2-

AT393 159 B freien Austritt aus dem sich zwischen der Schürze der Abgasleitung und dem Wärmetauscher ergebenden Kanal, der bei den bekannten Lösungen die Abgasaustrittssicherung enthält, durch die Anbringung des Leitbleches kaum ändert Der bei der erfindungsgemäßen Lösung geringfügig erhöhte Druckverlust führt zu einem etwas geringeren Druck im Bereich des Kanales zwischen der Schürze der Abgasleitung und dem Wärmetauscher. Dies ist aber durchaus günstig, da sich dadurch die Sicherheit gegen einen Überdruck im Schornstein erhöht

Ist aber der geringfügige Unterdrück an der Abgasaustrittssicherung nicht erwünscht, oder sollen sich die bestehenden Druckverhältnisse an der Abgasaustrittssicherung gegenüber den heute bestehenden Verhältnissen überhaupt nicht ändern, wird vargeschlagen, den Zuluftkanal über der Abgasaustrittssicherung anzuordnen und die Zuluft am Strömungsquerschnitt der Abgasaustrittssicherung vorbeizuführen.

Durch diese Maßnahmen wird die Sicherungsfunktion der Abgasaustrittssicherung nicht beeinflußt. Die eventuell austretenden heißen Abgase gelangen in den Saugkanal der Zuluft und können nicht in den Raum gelangen.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, daß das Leitblech die Schürze der Abgasleitung mit Spiel teilweise übergreift.

Damit wird eine bessere Führung der Strömung der Veibrennungsluft sichergestellt. Außerdem wird auch die Sicherheit gegen ein Ausströmen von Abgasen in den Aufstellungsraum des Gerätes erreicht.

Weiters kann vorgesehen sein, daß an der Oberseite des Wärmetauschers eine schräg nach oben verlaufende und einen sich verjüngenden Querschnitt bestimmende Leitschürze angeordnet ist, die von der Schürze der Abgasleitung mit Abstand überdeckt ist, wobei ein Kanal zwischen den beiden Schürzen frei bleibt

Dies ist besonders bei gebläseunterstützten Feuerstellen von Vorteil, da dadurch eine bessere Führung der Abgase sichergestellt wird. Außerdem wird dadurch auch die Strömung der Abgase zur Ansaugung von Frischluft über den zwischen den beiden Schürzen verbleibenden Kanal aufgrund der Injektorwirkung der in Richtung der Abgasleitung strömenden Abgase sichergestellt.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 und 2 schematisch eine atmosphärische Feuerstelle im Normalbetrieb und im Störfall,

Fig. 3 und 4 schematisch eine gebläseunterstützte Feuerstelle im Normalbetrieb und im Störfall, und Fig. 5 und 8 schematisch eine weitere gebläseunterstützte Feuerstelle im Normalbetrieb und im Störfall.

Bei dem atmosphärischen Gerät nach den Fig. 1 und 2 ist ein Brenner (1) und ein Wärmetauscher (4) in einem durch einen Mantel (5) und die beiden Einbauten (1 und 4) begrenzten Raum (6) angeordnet Oberhalb des Wärmetauschers (4) ist eine Abgasleitung (7) vorgesehen, die mit einer Schürze (3) versehen ist, die sich essenartig über den Wärmetauscher (4) schräg nach oben erstreckt

Der Raum (6) ist seitlich und unten von einem dichten Leitblech (2) mit großem Spiel umgeben, sodaß sich zwischen dem Leitblech (2) und dem Mantel (5) sowie zwischen der Unterseite des Brenners (1) und dem Leitblech ein Kanal (8) ausbildet, über den die Verbrennungsluft für den Brenner (1) angesaugt wird.

Das Leitblech (2) überdeckt dabei zum Teil die Schürze (3), zwischen deren seitlichem unteren Rand und dem Leitblech (2) der Kanal (8) freibleibt

Im Normalbetrieb kommt es zu einer Strömung der Verbrennungsluft zwischen dem oberen, die Schürze (3) übergreifenden Bereich des Leitbleches (2) und der Schürze (3) und dem Kanal (8) zum Brenner (1). Die Abgase strömen über den Wärmetauscher (4) in die Abgasleitung (7) ab, wobei die Abgase durch die Schürze (3) entsprechend gelenkt werden. Durch den Sog der Abgasleitung (7) kommt es auch zu einem Ansaugen von Frischluft über den zwischen der Unterkante der Schürze (3) und dem Wärmetauscher (4) verbleibenden Spalt (9).

Kommt es zu einem Überdruck in der Abgasleitung (7), so kann diese die anfallenden Abgasmengen nicht mehr aufnehmen und der ναι der Abgasleitung nicht mehr aufnehmbare Teil der Abgase strömt über den Spalt (9) in den Kanal (8) ab und wird von dem Frischluftstrom in diesem Kanal mitgerissen und dem Brenner (1) zugeführt.

Dies führt zu einer Verminderung des Sauerstoffangebotes bei der Verbrennung, was weiters zu einer Verminderung des NOx-Ausstoßes führt Außerdem erhöht sich auch die Temperatur da1 Abgase wodurch sich die Aufnahmefähigkeit der Abgasleitung (7) erhöht und damit der Anteil der durch den Spalt (9) in den Kanal (8) strömenden Abgase vermindert wird.

In jedem Falle wird durch die Strömung im Bereich des die Schürze (3) übergreifenden Bereiches des Leitbleches (2) und der Schürze (3) ein Ausströmen von Abgasen in den Raum außerhalb des Leitbleches sicher verhindert

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4 ist der Brenner (1) von einem Gebläse (10) unterstützt das die Luft aus dem Kanal (8) ansaugt. Weiters ist oberhalb des Wärmetauschers (4) eine Leitschürze (11) angeordnet die einen sich nach oben, bzw. in Richtung zur Abgasleitung (7) zu verjüngenden Querschnitt bestimmt. Dabei bleibt zwischen der Leitschürze (11) und der diese übergreifenden Schürze (3) ein Kanal (9') frei, über den im Normalbetrieb Frischluft in die Abgasleitung (7) strömt

Im Störfall, wenn sich also ein Überdruck in der Abgasleitung (7) ausbildet, so strömen durch diesen Kanal (9') Abgase, die jedoch von Gebläse (10) angesaugt und dem Brenner (1) zugeführt werden.

Bei der AnsfUhrungsform nach den Fig. 5 und 6 verläuft der Kanal (8) oberhalb der Schürze (3). Dabei -3-

Claims

AT 393 159 B strömt die durch das Gebläse des Brenners (1) angesaugte Luft oberhalb der Schürze (3) in das Gehäuse (2) ein. Weiters wird durch die in die Abgasleitung (7) einströmenden Abgase Frischluft über den Spalt (9), der zwischen der Unterseite der Schürze (3) und dem Wärmetauscher (4) verbleibt, angesaugt und in die Abgasleitung (7) mitgerissen. Kann die Abgasleitung (7) die anfallende Menge an Abgasen nicht mehr aufnehmen, so strömt ein Teil der Abgase über den Spalt (9) nach außen. An der Austrittsstelle steigen die heißen Abgase nach oben auf und gelangen dadurch in den Bereich des Soges des Gebläses des Brenners (1), da* im Einlaßbereich des Kanales (8) wirkt, sodaß die Abgase sofort wieder üb» den Kanal (8) angesaugt und dem Brenner (1) zugeführt werden. Dies führt zu den bereits oben beschriebenen sehr erwünschten Effekten, wie die Erhöhung der Abgastemperatur, die zu ein» Erhöhung der Aufnahmefähigkeit d» Abgasleitung (7) führt PATENTANSPRÜCHE 1. Feuerstelle mit einem gegen die Atmosphäre offenen, einen Brenner in dessen unterem und einen Wärmetauscher in dessen oberem Bereich anfhehmenden, im wesentlichen durch einen Mantel und die erwähnten Einbauten begrenzten Raum, an dessen Unterseife eine Luftzuführung und an dessen Oberseite eine Abgasleitung angeordnet ist, von der eine sich schräg nach unten erstreckende Schürze absteht die den den Brenner aufnehmenden Raum unter Freilassung eines Spaltes zwischen dem Wärmetauscher und der Unt»kante der Schürze überdeckt, dadurch gekennzeichnet, daß ein diesen Raum (6) seitlich und unten mit Abstand umgebendes dichtes Leitblech (2) vorgesehen ist, wobei zwischen der seitlichen Begrenzung des unteren Randes d» Schürze (3) und der Innenwand des Leitbleches (2) ein Strömungskanal verbleibt und der Zustrom der Luft in den Zwischenraum zwischen der Innenseite des Leitbleches (2) und d» Wand des Raumes (6) lediglich von oben her möglich ist
2. Feuerstelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitblech (2) die Schürze (3) der Abgasleitung (7) mit Spiel teilweise übergreift
3. Feuerstelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Ob»seite des Wärmetausch»s (4) eine schräg nach oben verlaufende und einen sich verjüngenden Querschnitt bestimmende Leitschürze (11) angeordnet ist, die von der Schürze (3) der Abgasleitung (7) mit Abstand überdeckt ist, wobei ein Kanal (9') zwischen den beiden Schürzen (3,11) frei bleibt
4. Feuerstelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß des Strömungskanales (8) oberhalb der Schürze (3) angeordnet ist Hiezu 3 Blatt Zeichnungen -4-