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Die Erfindung bezieht sich auf ein geschlossenes Verbrennungssystem gemäss dem Oberbe- griff des unabhängigen Anspruches.
Bei derartigen Verbrennungssystemen als Teil von wandhangenden Brennwertgeräten treten selbsterregte Verbrennungsschwingungen auf.
Eine selbsterregte Verbrennungsschwingung wird durch eine Resonanzschwingung d.h. eine stehende Welle in den gas-/luftseitigen und abgasseitigen Strömungswegen hervorgerufen. Ste- hende Wellen bewirken in den Strömungswegen ortsfeste alternierende Druckbäuche oder -kno- ten. Entlang des Stromfadens wechseln sich positiver Druckbauch, (Druckknoten) und negativer Druckbauch ab. Durch die stehende Welle kommt es zu einer erheblichen Lärmentwicklung und unhygienischer Verbrennung.
Ein gattungsgemässes geschlossenes Verbrennungssystem ist aus der EP 378 272 A2 be- kannt. Darüber hinaus ist aus der DE 38 31 624 A1 ein Gasbrenner bekanntgeworden, der seine Brenngemischaustrittsöffnungen auf der Aussenseite eines Zylinders besitzt. In den Zylinder ist ein weiterer mit Drosselöffnungen versehener Zylinder eingeschoben, der Brennerschwingungen aus- schliessen soll.
Schliesslich ist durch die EP 730 122 A1 ein atmosphärischer Gasbrenner bekanntgeworden, bei dem im Bereich des Mischrohres zwei geschlossene Rohransätze vorgesehen sind, die eine bestimmte Länge aufweisen, um als Schalldämpfer zu dienen. Alternativ hierzu ist eine Kurz- schlussleitung für einen Teil des Mischrohres vorgesehen.
Ziel der Erfindung ist es, die eingangs geschilderten Nachteile zu vermeiden und ein Verbren- nungssystem der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, bei dem die Ausbildung einer selbster- regten Verbrennungsschwingung weitgehend unterbunden ist.
Erfindungsgemäss wird dies bei einem Verbrennungssystem der eingangs erwähnten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des unabhängigen Patentanspruches erreicht.
Durch die vorgeschlagenen Massnahmen ist sichergestellt, dass positiver und negativer Druck- bauch miteinander über die Kurzschlussöffnung verbunden werden und sich daher ausgleichen können, wodurch die stehende Welle zusammenbricht. Weiterhin ergibt sich der Vorteil eines relativ geringen Strömungswiderstandes über dem Ringspalt.
Durch die Merkmale des abhängigen Patentanspruches ergibt sich der Vorteil einer in kon- struktiver Hinsicht sehr einfachen Lösung. Dabei können die Verprägungen am Flansch des Strö- mungselementes oder am Brennerflansch angeordnet sein
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig 1 einen Schnitt durch den Eintrittsbereich eines Flächenbrenners in einem erfindungsge- mässen Verbrennungssystem,
Fig. 1a ein Detail der Kurzschlussöffnung und
Fig. 2 eine Ansicht eines Strömungselementes.
Gleiche Bezugszeichen bedeuten in beiden Figuren gleiche Einzelteile.
Bei der dargestellten Lösung ist ein ringförmiger Brennerflansch 9 in einer Gas-Luft-Gemisch- zuleitung 11 angeordnet. In diesem Brennerflansch 9 ist ein Strömungselement 2 gehalten, wobei es sich bei der dargestellten Ausführungsform um ein Trichterrohr handelt, das den Einströmquer- schnitt in einen Gemischraum 8 eines zylindrischen Flächenbrenners 12 mit seiner Mündung 14 verengt.
Der Gemischraum 8 ist dabei durch ein zylindrisches Verteilblech 5 begrenzt, das im Bereich seiner Mantelfläche mit Ausströmöffnungen versehen ist und mittels eines dichten Bodens 7 stirn- seitig dicht abgeschlossen ist. Dabei ist das Verteilblech 5 mit Spiel vom mit Ausströmöffnungen versehenen Brennermantel 4 umgeben, der stirnseitig durch einen Boden 6 dicht abgeschlossen ist.
Wie insbesondere aus der Fig. 2 zu ersehen ist, weist der flanschartige Rand 13 des Strö- mungselementes 2 über deren Umfang verteilt angeordnete Abstandhalter in Form von Verpra- gungen 3 auf, mit denen das Strömungselement 2 an dem Brennerflansch 9 anliegt. Dabei ist das Strömungselement 2 mit einem Schweisspunkt 10 in seiner Lage im Brennerflansch 9 gesichert.
Dadurch bildet sich eine Kurzschlussöffnung 1 in Form eines Ringspaltes 1 zwischen dem Strö- mungselement 2 und dem Brennerflansch 9 aus. Diese Kurzschlussöffnung 1 ermöglicht eine Ver- bindung zwischen Anström- und der Abstromseite des Strömungselementes 2, das auch als Dros- sel ausgebildet sein könnte.
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Bildet sich eine selbsterregte Verbrennungsschwingung im Brenner aus, so kommt es zur Aus- bildung von Druckbäuchen und Druckknoten. Da sich positive und negative Druckbäuche über die Kurzschlussöffnung 1 ausgleichen können, bricht eine sich ausbildende selbsterregte Verbren- nungsschwingung aufgrund des Ausgleichs der negativen und positiven Druckbäuche zusammen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Geschlossenes Verbrennungssystem, bei dem im Eintrittsbereich eines Flächenbrenners ein als trichterförmiges Rohr ausgebildetes axiales Strömungselement (2) eingesetzt ist und mindestens eine parallel zum Strömungselement (2) verlaufende und dieses umge- hende Kurzschlussöffnung (1) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurz- schlussöffnung (1) durch einen das Strömungselement (2) umgebenden Ringspalt gebildet ist.
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The invention relates to a closed combustion system according to the preamble of the independent claim.
Self-excited combustion vibrations occur in such combustion systems as part of wall-hung condensing boilers.
A self-excited combustion oscillation is caused by a resonance oscillation i.e. a standing wave in the gas / air side and exhaust side flow paths. Standing waves cause fixed alternating pressure bellies or nodes in the flow paths. Positive pressure bellies (pressure nodes) and negative pressure bellies alternate along the current filament. The standing wave leads to considerable noise and unsanitary combustion.
A generic closed combustion system is known from EP 378 272 A2. In addition, a gas burner has become known from DE 38 31 624 A1, which has its fuel mixture outlet openings on the outside of a cylinder. Another cylinder with throttle openings is inserted into the cylinder to exclude burner vibrations.
Finally, an atmospheric gas burner has become known from EP 730 122 A1, in which two closed tube attachments are provided in the area of the mixing tube, which have a certain length in order to serve as a silencer. As an alternative to this, a short-circuit line is provided for part of the mixing tube.
The aim of the invention is to avoid the disadvantages described at the outset and to propose a combustion system of the type mentioned at the outset in which the formation of a self-excited combustion oscillation is largely prevented.
According to the invention, this is achieved in a combustion system of the type mentioned at the outset by the characterizing features of the independent patent claim.
The proposed measures ensure that positive and negative pressure bellies are connected to one another via the short-circuit opening and can therefore compensate for one another, as a result of which the standing wave breaks down. Furthermore, there is the advantage of a relatively low flow resistance across the annular gap.
The features of the dependent claim result in the advantage of a very simple solution in terms of design. The embossments can be arranged on the flange of the flow element or on the burner flange
The invention will now be explained in more detail with reference to the drawing. Show:
1 shows a section through the inlet area of a surface burner in a combustion system according to the invention,
Fig. 1a shows a detail of the short-circuit opening and
Fig. 2 is a view of a flow element.
The same reference numerals mean the same individual parts in both figures.
In the solution shown, an annular burner flange 9 is arranged in a gas-air mixture supply line 11. A flow element 2 is held in this burner flange 9, the embodiment shown being a funnel tube, which narrows the inflow cross section into a mixture space 8 of a cylindrical surface burner 12 with its mouth 14.
The mixing chamber 8 is delimited by a cylindrical distribution plate 5, which is provided with outflow openings in the region of its outer surface and is sealed off at the end by means of a dense bottom 7. The distributor plate 5 is surrounded with play by the burner jacket 4 provided with outflow openings, which is sealed off at the end by a bottom 6.
As can be seen in particular from FIG. 2, the flange-like edge 13 of the flow element 2 has spacers distributed over its circumference in the form of protrusions 3 with which the flow element 2 bears against the burner flange 9. The flow element 2 is secured with a welding point 10 in its position in the burner flange 9.
As a result, a short-circuit opening 1 in the form of an annular gap 1 is formed between the flow element 2 and the burner flange 9. This short-circuit opening 1 enables a connection between the upstream and downstream sides of the flow element 2, which could also be designed as a throttle.
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If a self-excited combustion oscillation forms in the burner, pressure bellies and pressure knots are formed. Since positive and negative pressure bellies can compensate for each other via the short-circuit opening 1, a self-excited combustion oscillation which breaks down breaks down due to the compensation of the negative and positive pressure bellies.
PATENT CLAIMS:
1. Closed combustion system in which an axial flow element (2) designed as a funnel-shaped tube is inserted in the inlet area of a surface burner and at least one short-circuit opening (1) running parallel to the flow element (2) is provided, characterized in that the Short-circuit opening (1) is formed by an annular gap surrounding the flow element (2).