Die Erfindung bezieht sich auf eine Heizeinrichtung gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Bei bekannten derartigen Heizeinrichtungen weist der Brenner meist eine mit Ausströmöffnungen versehene Platte auf, die den Gemischraum begrenzt. Dabei ist der Brenner meist aus Blech hergestellt. Bei solchen Flächenbrennern ergibt sich das Problem, dass sich zwischen dem Brenner und einem in einer Brennkammer angeordneten Wärmetauscher ein relativ grosser Abstand kaum zu vermeiden ist. Dies führt zu einer entsprechend grossen Baugrösse und relativ hohen Abstrahlungsverlusten. Ausserdem ergeben sich hohe thermische Belastungen der Ränder der Ausströmöffnungen, wobei es zum Korrodieren der Ränder kommt, sodass sich die Ausströmöffnungen vergrössern.
Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und eine Heizeinrichtung der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, die sich sehr kompakt bauen lässt.
Erfindungsgemäss wird dies bei einer Heizeinrichtung der eingangs erwähnten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 erreicht.
Durch die vorgeschlagenen Massnahmen ist es möglich, über nahezu die gesamte Oberfläche des Brenners verteilt Ausströmöffnungen anzuordnen. Ausserdem ergibt sich durch die erfindungsgemässen Merkmale auch der Vorteil, dass die einzelnen Ausströmöffnungen von relativ viel Material des Brenneraufbaus umgeben sind. Ausserdem ergibt sich durch eine allfällig auftretende Korrosion im Bereich der Ränder der Ausströmöffnungen praktisch keine Vergrösserung der Ausströmöffnungen, sodass sich das Betriebsverhalten des Brenners dadurch nicht ändert. Dabei können die Ausströmöffnungen einfach zwischen den Stirnseiten von in einem bestimmten Abstand voneinander gehaltenen Blechringen vorgesehen sein, oder aber es können die Blechringe gemäss den Merkmalen des Anspruches 2 ausgebildet sein.
Weiter ergibt sich durch die vorgeschlagenen Massnahmen auch ein sehr einfacher Aufbau des Brenners.
Durch die Merkmale des Anspruches 3 ergibt sich der Vorteil einer Kühlung des Brenners, wobei die Rohre auch gleichzeitig den Aufbau des Brenners bei dessen Herstellung erleichtern.
Die Merkmale des Anspruches 4 ermöglichen eine sehr weit gehende Ausnutzung der Wärme der Abgase des Brenners und eine sehr sichere Führung der Abgase.
Die Merkmale des Anspruches 5 ermöglichen einen sehr innigen Wärmeaustausch zwischen den Abgasen des Brenners und einem den Doppelmantel durchströmenden Wärmetauschmediums.
Dabei lässt sich durch die Merkmale des Anspruches 6 eine erhebliche Erhöhung der Temperatur des Wärmetauschmediums im Bereich des Doppelmantels erreichen. Dabei lässt sich der Wärmeübergang durch die Merkmale des Anspruches 7 besonders günstig gestalten.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 schematisch eine erfindungsgemässe Heizeinrichtung,
Fig. 2 ein Detail des Brenners der Heizeinrichtung nach Fig. 1 in grösserem Massstab,
Fig. 3 ein Detail des Brenners der Heizeinrichtung bei dessen Zusammenbau,
Fig. 4 einen Querschnitt durch die Heizeinrichtung,
Fig. 5 schematisch eine Explosionsdarstellung eines Aufbaus einer weiteren Ausführungsform eines Brenners,
Fig. 6 bis 8 Details der einzelnen Teile des Brenners nach der Fig. 5,
Fig. 9 eine Draufsicht auf die geschichteten Scheiben des Brenners nach der Fig. 5 und
Fig. 10 schematisch ein Detail des Brenners nach der Fig. 5.
Gleiche Bezugszeichen bedeuten in allen Figuren gleiche Einzelheiten.
Bei einer erfindungsgemässen Heizeinrichtung ist eine von einem Gasventil 1 gesteuerte Gasleitung 2 vorgesehen, die zu einem Gebläse 4 führt und in der eine Blende 3 angeordnet ist.
Das Gebläse 4 saugt Luft an und mischt diese mit dem zuströmenden Gas. Das so erzeugte Brenngas-Luft-Gemisch tritt an der Druckseite des Gebläses 4 aus, an der eine Gemischzuführung 5 angeschlossen ist.
Die Gemischzuführung 5 weist einen Flansch 26 auf, mit dem dies mit einer Endscheibe 27 eines Brenners 28 mittels Schrauben 29 verbunden ist.
Diese Endscheibe 27 weist eine umlaufende an einer Stirnseite der Endscheibe 27 offene Ringnut 7 auf, die mit einem Stutzen 6 verbunden ist, der als Anschluss für eine Kühlme diumleitung dient. Weiter weist die Endscheibe 27 einen Einströmstutzen 8 auf, der koaxial mit der Gemischzuführung 5 ausgerichtet ist.
Eine zweite Endscheibe 12 des Brenners 28 weist ebenfalls eine stirnseitig offene Ringnut 7 auf, die ebenfalls mit einem Stutzen 11 versehen ist, an dem eine Kühlmediumleitung 36 angeschlossen ist, die eine Verbindung zu Kühlkanälen 15 in einem Doppelmantel einer mit einem Abgasabzug 37 versehenen Kammer 10 herstellt.
Zwischen den beiden Endringen 27 und 12 sind vom Kühlmedium durchflossene Rohre 16 angeordnet, auf denen Blechringe 9 aufgereiht sind.
Der Brenner 28 ist in einer Kammer 10 angeordnet, die, wie aus der Fig. 4 zu ersehen ist, doppelwandig ausgebildet ist und mit aufzuheizendem Wasser gefüllt ist. Dabei ist die Innenwand 30 der Kammer 10 gewellt ausgebildet, wodurch sich Abgaskanäle 13 zwischen in das Innere der Kammer 10 vorspringende Rippen ergeben.
Weiter ist die doppelwandige Kammer 10 mit in axialer Richtung verlaufenden Trennwänden 31 versehen, die abwechselnd in ihren oberen und unteren Endbereichen in einem Abstand von den Endplatten 12, 27 enden, sodass sich im Doppelmantel der Kammer 10 mäanderförmig verlaufende Strömungskanäle 15 ergeben.
Wie aus der Fig. 4 weiter zu ersehen ist, umschliessen die Blechringe 9 einen Gemischraum 14, der stirnseitig durch die Endplatten 12, 27 begrenzt ist.
Wie aus der Fig. 2 und 3 zu ersehen ist, sind die ringförmigen Nuten 7 an deren dem Brenner 28 zugekehrten Seiten mit Dichtscheiben 17 abgedichtet, die von den Rohren 16 durchsetzt sind, wobei die Dichtscheiben 17 die Rohre 16 umgebenden Dichtringe 32 gegen die Endplatten 12, 27 pressen, die in entsprechende Ausnehmungen 33 der Endplatten 12, 27 eingelegt sind.
Bei der Ausführungsform nach der Fig. 2 sind die Blechringe 9 mit radial durchgehenden Ausnehmungen 18 versehen, durch die sich die Ausströmöffnungen 19 ergeben, über die Gemisch aus dem Gemischraum 14 nach aussen strömen kann, das Flammen speist.
Aus der Fig. 3 ist der Brenner 28 während des Zusammenbaus dargestellt, wobei die Blechringe 9 noch nicht zusammengeschoben sind.
In Fig. 5 ist eine abgewandelte Ausführungsform eines Brenners 28 schematisch dargestellt. Dabei sind Zahnscheibenringe 20, die entlang ihres Aussenrandes verteilt angeordnete Einschnitte 23 aufweisen, die als Ausströmöffnungen 19 dienen, zwischen Verteilplatten 21 angeordnet. Die Verteilplatten weisen Durchbrüche 24, 25 auf, von denen die Durchbrüche 25 von den Rohren 16 durchsetzt sind, wobei in die Durchbrüche 25 Vorsprünge 35 hineinragen, die zur sicheren Führung der Rohre 16 dienen. Die Zahnscheibenringe 20 weisen Durchbrüche 34 zur Aufnahme der Rohre 16 auf.
Wie aus der Fig. 9 zu ersehen ist, verläuft der geschlossene Abschnitt 22 der Zahnscheibenringe 20 bei übereinander geschichteten Zahnscheibenringen und Verteilplatten 21 im Bereich der Durchbrüche 24 und 25 der Verteilplatten 21. Dadurch kann das im Gemischraum 14 befindliche Brenngas-Luft-Gemisch über die Durchbrüche 24 und 25 in die Einschnitte 23 der Zahnscheibenringe 20 einströmen und über diese an die äussere Mantelfläche des Brenners 28 gelangen, wo es verbrennt.
The invention relates to a heating device according to the preamble of claim 1.
In known heating devices of this type, the burner usually has a plate provided with outflow openings, which delimits the mixture space. The burner is usually made of sheet metal. The problem with such surface burners is that a relatively large distance can hardly be avoided between the burner and a heat exchanger arranged in a combustion chamber. This leads to a correspondingly large size and relatively high radiation losses. In addition, there are high thermal loads on the edges of the outflow openings, and the edges are corroded, so that the outflow openings enlarge.
The aim of the invention is to avoid these disadvantages and to propose a heating device of the type mentioned at the outset which can be built very compactly.
According to the invention, this is achieved in a heating device of the type mentioned at the outset by the characterizing features of claim 1.
The proposed measures make it possible to arrange outflow openings distributed over almost the entire surface of the burner. In addition, the features according to the invention also result in the advantage that the individual outflow openings are surrounded by a relatively large amount of material from the burner structure. In addition, any corrosion that occurs in the area of the edges of the outflow openings results in practically no enlargement of the outflow openings, so that the operating behavior of the burner does not change as a result. The outflow openings can simply be provided between the end faces of sheet metal rings held at a certain distance from one another, or the sheet metal rings can be designed according to the features of claim 2.
Furthermore, the proposed measures also result in a very simple burner design.
The features of claim 3 result in the advantage of cooling the burner, the tubes also simplifying the construction of the burner during its manufacture.
The features of claim 4 allow a very extensive use of the heat of the exhaust gases of the burner and a very safe management of the exhaust gases.
The features of claim 5 enable a very intimate heat exchange between the exhaust gases of the burner and a heat exchange medium flowing through the double jacket.
It can be achieved by the features of claim 6, a significant increase in the temperature of the heat exchange medium in the region of the double jacket. The heat transfer can be made particularly cheap by the features of claim 7.
The invention will now be explained in more detail with reference to the drawing. Show:
1 schematically shows a heating device according to the invention,
2 shows a detail of the burner of the heating device according to FIG. 1 on a larger scale,
3 shows a detail of the burner of the heating device during its assembly,
4 shows a cross section through the heating device,
5 schematically shows an exploded view of a construction of a further embodiment of a burner,
6 to 8 details of the individual parts of the burner according to FIG. 5,
Fig. 9 is a plan view of the layered discs of the burner according to FIGS. 5 and
10 schematically shows a detail of the burner according to FIG. 5.
The same reference numerals mean the same details in all figures.
In a heating device according to the invention, a gas line 2 controlled by a gas valve 1 is provided, which leads to a blower 4 and in which an orifice 3 is arranged.
The blower 4 sucks in air and mixes it with the inflowing gas. The fuel gas-air mixture generated in this way emerges on the pressure side of the blower 4, to which a mixture feed 5 is connected.
The mixture supply 5 has a flange 26 with which this is connected to an end plate 27 of a burner 28 by means of screws 29.
This end plate 27 has a circumferential on an end face of the end plate 27 open annular groove 7, which is connected to a nozzle 6, which serves as a connection for a Kühlme medium line. Furthermore, the end plate 27 has an inlet connection 8, which is aligned coaxially with the mixture feed 5.
A second end plate 12 of the burner 28 likewise has an annular groove 7 which is open at the end and is also provided with a connection piece 11 to which a cooling medium line 36 is connected, which connects to cooling channels 15 in a double jacket of a chamber 10 provided with an exhaust gas discharge 37 manufactures.
Between the two end rings 27 and 12, tubes 16 through which the cooling medium flows are arranged, on which sheet metal rings 9 are lined up.
The burner 28 is arranged in a chamber 10 which, as can be seen from FIG. 4, is double-walled and is filled with water to be heated. The inner wall 30 of the chamber 10 is corrugated, which results in exhaust gas channels 13 between ribs projecting into the interior of the chamber 10.
Furthermore, the double-walled chamber 10 is provided with partition walls 31 which run in the axial direction and which alternately end in their upper and lower end regions at a distance from the end plates 12, 27, so that flow channels 15 which run in a meandering manner result in the double jacket of the chamber 10.
As can also be seen from FIG. 4, the sheet metal rings 9 enclose a mixture space 14 which is delimited on the face side by the end plates 12, 27.
As can be seen from FIGS. 2 and 3, the annular grooves 7 are sealed on their sides facing the burner 28 with sealing disks 17 which are penetrated by the tubes 16, the sealing disks 17 sealing rings 32 surrounding the tubes 16 against the end plates 12, 27 press, which are inserted into corresponding recesses 33 of the end plates 12, 27.
In the embodiment according to FIG. 2, the sheet metal rings 9 are provided with radially continuous recesses 18, through which the outflow openings 19 result, through which mixture can flow outwards from the mixture space 14 and feed the flames.
3 shows the burner 28 during assembly, the sheet metal rings 9 not yet being pushed together.
A modified embodiment of a burner 28 is shown schematically in FIG. 5. Toothed washer rings 20, which have notches 23 distributed along their outer edge and serve as outflow openings 19, are arranged between distribution plates 21. The distribution plates have openings 24, 25, of which the openings 25 are penetrated by the tubes 16, with projections 35 protruding into the openings 25, which serve to securely guide the tubes 16. The toothed disk rings 20 have openings 34 for receiving the tubes 16.
As can be seen from FIG. 9, the closed section 22 of the toothed disk rings 20 with stacked toothed disk rings and distribution plates 21 extends in the area of the openings 24 and 25 of the distribution plates 21. This allows the fuel gas-air mixture located in the mixture chamber 14 to pass through the Breakthroughs 24 and 25 flow into the incisions 23 of the toothed disk rings 20 and pass through them to the outer surface of the burner 28, where it burns.