DE102006036471B4

DE102006036471B4 - Ansaugrohr eines geschlossenen Verbrennungssystems

Info

Publication number: DE102006036471B4
Application number: DE102006036471.6A
Authority: DE
Inventors: Katja Birker; Walter Bornscheuer; Edouard Marais; Jan Plawer; Harald Riecke; Lars Thum
Original assignee: Vaillant GmbH
Current assignee: Vaillant GmbH
Priority date: 2005-08-12
Filing date: 2006-08-04
Publication date: 2023-10-05
Anticipated expiration: 2026-08-05
Also published as: AT503366A3; AT503366A2; AT503366B1; CH698625B1; DE102006036471A1

Abstract

Ansaugrohr (1) für einen von einem Brennstoff-Luft-Gemisch gespeisten Brenner, vorzugsweise für Heizungsanlagen, mit Verbrennungsluft-Gebläseunterstützung, welches stromauf des Gebläses zur Führung der Verbrennungsluft angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansaugrohr (1) über ein Außengehäuse (6) und mehrere darin angeordnete parallele Strömungskanäle (7), welche durch Trennwände (8) getrennt und über Umlenkungen (4) miteinander verbunden sind, verfügt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Ansaugrohr eines geschlossenen Verbrennungssystems gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Bei geschlossenen Verbrennungssystemen können unter bestimmten Betriebsbedingungen selbsterregte Verbrennungsschwingungen auftreten. Eine selbsterregte Verbrennungsschwingung wird durch eine Resonanzschwingung d.h. eine stehende Welle in den gas-/luftseitigen und abgasseitigen Strömungswegen hervorgerufen. Stehende Wellen bewirken in den Strömungswegen ortsfeste alternierende Druckbäuche oder -knoten. 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. Ob es bei einem System zu Verbrennungsschwingungen kommt, kann mittels des Rayleigh-Kriteriums bestimmt werden. Ist das Rayleigh-Integral positiv, so kommt es zur Anregung von Verbrennungsschwingungen (induktives System); bei negativem Rayleigh-Integral entstehen keine selbsterregten Schwingungen (kapazitives System). $\int_{0}^{T_{P}} \dot{\tilde{Q}} (t) \cdot \tilde{p} (t) \cdot dt > 0$
Hierbei sind T_p eine Schwingungsperiode, $\dot{\tilde{Q}} (t)$
die thermische Verbrennungsleistung und p(t) die Schalldruckschwingung. Bei vollvormischenden Heizungsgeräten, insbesondere Brennwertgeräten, können selbsterregte Verbrennungsschwingungen vorwiegend im Zusammenhang mit wechselnder Brenngaszusammensetzung, unterschiedlichen Abgasrohrlängen und beim Brennerstart auftreten.
Es ist bekannt, bei vollvormischenden Heizungsanlagen mit Verbrennungsluft-Gebläseunterstützung stromauf des Gebläses ein Ansaugrohr anzuordnen, welches das System gezielt akustisch verstimmt. Derartige Rohre weisen häufig eine Baulänge von knapp einem Meter auf. Mittels dieses Ansaugrohres ist es möglich, das Verbrennungssystem von der Verbrennungsluftansaugung bis zum Abgasrohr derartig schwingungstechnisch zu verstimmen, dass die Flamme sich im kapazitiven Bereich befindet. Befände sich die Flamme im induktiven Bereich, so entstünden selbsterregte Verbrennungsschwingungen.
Das Gebrauchsmuster DE 298 08 172 U1 lehrt, zur Minderung der Geräuschentwicklung in dem Verlauf der Luft-Ansaugleitung einen Bereich mit geringerem lichten Querschnitt als in den beidseitig anschließenden Abschnitten vorzusehen. Die Patentanmeldung DE 36 42 869 A1 offenbart einen Ansaugluftschalldämpfer, der zwischen dem Gebläse und der Isolierung des Feuerraums angeordnet ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Ansaugrohr-System für vollvormischende Verbrennungssysteme zu schaffen, welche sich durch kompakte Bauweise und in Bezug auf die Vermeidung selbsterregter Verbrennungsschwingungen effiziente Wirkungsweise auszeichnet.
Die Aufgabe wird gemäß einer Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gelöst, dass ein Ansaugrohr über ein Außengehäuse sowie mehrere darin angeordnete parallele Strömungskanäle verfügt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Scharfkantige Umlenkungen, vorzugsweise in einem Winkel von 180°, führen dazu, dass der Druckverlust des Systems erhöht wird, was das System verstimmt und zudem die Bildung stehender Wellen erschwert wird. Gleiches gilt für Bohrungen zwischen den Kanälen, welche zu einem Kurzschluss der Strömung führen. Diese verhindern ebenfalls die Bildung einer stehenden Welle und somit von selbsterregten Verbrennungsschwingungen. Auch Drosseln im Strömungsweg führen zu einer Unstetigkeit, was die Bildung von selbsterregten Verbrennungsschwingungen ebenfalls erschwert.
In vorteilhafter Ausgestaltung werden die Strömungskanäle einerseits durch das Außengehäuse des Ansaugrohrs und andererseits durch interne Trennwände gebildet. Werden elastische schalldämmende Materialien beispielsweise aus Schaumstoff in den Strömungswegen angeordnet, so wird ebenfalls die Bildung von selbsterregten Verbrennungsschwingungen erschwert.
Die Erfindung wird nun anhand der Figuren detailliert erläutert. Hierbei zeigen

1 ein Heizgerät mit einem erfindungsgemäßen Ansaugrohr sowie
2 das detaillierte Ansaugrohr.

1 zeigt ein Heizgerät mit einem Ansaugrohr 1, welches mit einem Gebläse 9 verbunden ist. Eine Brenngas-Luftführung 10 verbindet das Gebläse 9 mit einem nicht dargestellten Brenner, welcher sich in einer Wärmetauschereinheit 11 befindet.
2 zeigt das Ansaugrohr 1 im Detail. Das Ansaugrohr 1 verfügt über einen Frischluftansaugtrichter 2, ein Außengehäuse 6 sowie einen Gebläseanschluss 3. In dem Außengehäuse 6 sind mehrere Strömungskanäle 7 angeordnet, welche durch Trennwände 8 voneinander getrennt sind und über Umlenkungen 4 miteinander verbunden sind.
Beim Betrieb des Heizgerätes wird Verbrennungsluft über den Frischluftansaugtrichter 2 in das Ansaugrohr 1 angesaugt. Die Luft strömt entlang eines Strömungskanals 7, wird an der ersten Umlenkung 4 um 180° umgeleitet und strömt durch den zweiten Strömungskanal 7 entgegen der ursprünglichen Strömungsrichtung. In einer zweiten Umlenkung 4 wird die Verbrennungsluft wiederum um 180° gedreht und strömt durch den dritten Strömungskanal 7 und anschließend durch den Gebläseanschluss 3 in das Gebläse 9, wo die Verbrennungsluft mit Brenngas vermischt wird. Das Brenngas-Luftgemisch wird über den Brenngas-Luft-Kanal 10 in den Brenner geleitet, anschließend in der Brennkammer verbrannt. Nach der Abkühlung der Verbrennungsgase im Wärmetauscher gelangen diese durch den Abgasrohranschluss 12 in ein nicht dargestelltes Abgasrohr.
Durch eine derartige Vorrichtung können vor allem tiefe Frequenzen <100Hz vermieden werden.

Claims

Ansaugrohr (1) für einen von einem Brennstoff-Luft-Gemisch gespeisten Brenner, vorzugsweise für Heizungsanlagen, mit Verbrennungsluft-Gebläseunterstützung, welches stromauf des Gebläses zur Führung der Verbrennungsluft angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansaugrohr (1) über ein Außengehäuse (6) und mehrere darin angeordnete parallele Strömungskanäle (7), welche durch Trennwände (8) getrennt und über Umlenkungen (4) miteinander verbunden sind, verfügt.
Ansaugrohr (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkungen (4) einen Winkel von 180° aufweisen.
Ansaugrohr (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungskanäle (7) durch das Außengehäuse (6) und die Trennwände (8) begrenzt werden.
Ansaugrohr (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Bohrungen in den Trennwänden (8) vorhanden sind.
Ansaugrohr (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Ansaugrohr (1) elastische, schalldämmende Materialien angeordnet sind.
Ansaugrohr (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in den Strömungswegen mindestens eine Drossel angeordnet ist.