DE102013220954A1

DE102013220954A1 - Heater with a burner assisted by a fan

Info

Publication number: DE102013220954A1
Application number: DE201310220954
Authority: DE
Inventors: Franz Schmuker; Albrecht Schaefer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2013-10-16
Filing date: 2013-10-16
Publication date: 2015-04-16

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Heizgerät (10), eine Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung (16) für ein Heizgerät sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Heizgeräts (10) mit einem von einem Gebläse (12) unterstützten Brenner (14), einer Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung (16), die über eine Leitung (30) strömender Luft (20) im Bereich einer Engstelle (18) insbesondere gasförmigen Brennstoff (22) über mindestens eine Öffnung (24) zuführt. Es wird vorgeschlagen, dass die Öffnung (24) gesteuert und/oder geregelt fremderregt einstellbar ausgebildet ist.The invention relates to a heater (10), a fuel-air mixing device (16) for a heater, and a method for operating a heater (10) with a burner (14), a fuel-air burner, supported by a fan (12). Mixing device (16) which feeds in particular gaseous fuel (22) via at least one opening (24) via a line (30) of flowing air (20) in the region of a constriction (18). It is proposed that the opening (24) is controlled and / or regulated externally excited adjustable.

Description

Die Erfindung betrifft ein Heizgerät mit einem von einem Gebläse unterstützten Brenner, bei dem ein vorzugsweise gasförmiger Brennstoff in einer Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung in die strömende Luft im Bereich einer Engstelle über mindestens eine Öffnung zugeführt wird.The invention relates to a heater with a burner supported by a fan, in which a preferably gaseous fuel in a fuel-air mixing device is supplied into the flowing air in the region of a constriction via at least one opening.

Stand der TechnikState of the art

Die DE 102010044591 A1 zeigt und beschreibt eine Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung in der Form einer Venturi-Durchführung, bei der Luft über ein Gebläse in den Venturi-Einlass gepresst wird, um kurz nach der Venturi-Engstelle mit Gas vermischt zu werden. Die Gaszufuhr erfolgt über ein Gasregelgerät und eine kurze Zuleitung, in denen die Gasströmung sowohl im Druck wie auch in ihrer Strömung beeinflusst und gedrosselt werden. Heizgeräte mit einer solchen Anordnung sind in ihrer Möglichkeit, die Leistung zu variieren, für heutige Wünsche zu stark begrenzt. The DE 102010044591 A1 shows and describes a fuel-air mixing device in the form of a venturi passage in which air is forced via a blower in the Venturi inlet to be mixed with gas shortly after the venturi throat. The gas is supplied via a gas regulator and a short supply line, in which the gas flow both in the pressure and in their flow are influenced and throttled. Heaters with such an arrangement are too limited in their ability to vary the power for today's wishes.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vorteileadvantages

Das erfindungsgemäße Heizgerät mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, dass dadurch, dass die Öffnung gesteuert und/oder geregelt fremderregt einstellbar ist, auf äußere Einflüsse direkt reagiert werden kann. Die Öffnung lässt sich äußerst präzise einstellen, so dass die hauptsächliche Drosselung des Brennstoffs nach der Druckanpassung an dieser Öffnung stattfinden kann. Ferner können unterschiedliche Brennstoffarten zugeführt und über die Einstellung der Öffnung die Mischungsverhältnisse optimiert werden. Auch altersbedingte Änderungen an den geometrischen oder strömungstechnischen Verhältnissen lassen sich einfach ausgleichen.The heater according to the invention with the features of the main claim has the advantage that by the fact that the opening is controlled and / or regulated externally adjustable, can be directly reacted to external influences. The opening can be adjusted extremely precisely so that the main throttling of the fuel can take place after the pressure adjustment at this opening. Furthermore, different fuel types can be supplied and the mixing ratios can be optimized by adjusting the opening. Even age-related changes to the geometric or fluidic conditions can be easily compensated.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Weiterbildungen des Heizgerätes nach dem Hauptanspruch möglich. So kann die Einstellung sehr einfach elektromotorisch erfolgen. Unter elektromotorisch soll verstanden werden, dass ein elektrisch angetriebener und motorisch wirkender Antrieb vorgesehen ist. Ein solcher Antrieb kann rotatorisch oder linear wirken.The features listed in the dependent claims advantageous refinements of the heater according to the main claim are possible. So the adjustment can be done very easily by electric motor. By electric motor is to be understood that an electrically driven and motor-acting drive is provided. Such a drive can act rotationally or linearly.

Weitere kann die Einstellung vorteilhaft elektromagnetisch, thermisch, induktiv oder über ein Dehnelement erfolgen. Je nach Einsatzzweck, Auslegung des Heizgerätes und Aufstellungsort weisen die unterschiedlichen Einstellungsarten spezifische Eigenheiten und Vorteile auf.Further, the adjustment can be advantageous electromagnetically, thermally, inductively or via an expansion element. Depending on the intended use, design of the heater and installation site, the different types of settings specific specifics and advantages.

Die Einstellung der Größe der Öffnung gelingt besonders gut, wenn eine Verstellaktuatorik vorgesehen ist, die einen Antrieb aufweist und auf die die Öffnung begrenzenden Teile einwirkt. Eine solche Verstellaktuatorik kann integraler Bestandteil des die Öffnung umgebenden Teils sein oder auch so ausgestaltet sein, dass sie nachträglich verbaubar ist.The adjustment of the size of the opening succeeds particularly well if a Verstellaktuatorik is provided which has a drive and acts on the opening limiting parts. Such Verstellaktuatorik may be an integral part of the surrounding part of the opening or be designed so that it is retrofitted.

Eine feinfühlige Einstellung kann vorgenommen werden, wenn die Verstellaktuatorik ein Getriebe aufweist.A sensitive adjustment can be made when the Verstellaktuatorik has a transmission.

Um die Verstellaktuatorik an einem entfernten Ort anzubringen, kann es von Vorteil sein, ein Gestänge in der Verstellaktuatorik einzusetzen.To attach the adjustment actuator at a remote location, it may be advantageous to use a linkage in the Verstellaktuatorik.

Weist die Verstellaktuatorik eine Kulissenführung auf, können die sich gegeneinander bewegenden Teile präzise geführt werden. Unter einer Kulissenführung soll eine Führung verstanden werden, bei der die Führung durch die Formgebung der Führungselemente erfolgt.Does the Verstellaktuatorik a slotted guide, the mutually moving parts can be precisely guided. Under a slide guide is to be understood a guide in which the leadership is done by the shape of the guide elements.

Ein besonders einfacher und präziser Antrieb weist einen Schrittmotor auf.A particularly simple and precise drive has a stepper motor.

Ist eine Steuerung vorgesehen, die die Größe der Öffnung steuert und/oder regelt, kann direkt auf die Öffnung eingewirkt werden. Es ist möglich, eine separate Steuerung einzusetzen, die als einzige Aufgabe die Optimierung der Öffnung aufgrund äußerer Parameter oder Eingaben vornimmt, oder aber die Funktion in einer bereits vorhandenen, im Heizgerät integrierten Steuerung zu realisieren.If a control is provided which controls and / or regulates the size of the opening, it is possible to act directly on the opening. It is possible to use a separate control, which performs the only task of optimizing the opening due to external parameters or inputs, or to realize the function in an existing, integrated in the heater control.

Es ist von Vorteil, mindestens einen Sensor vorzusehen, dessen Signal als Regelgröße zum Steuern und/oder Regeln der Öffnung herangezogen wird. Der oder die Sensoren können beispielsweise als Temperatursensoren in der Umgebungsluft oder im Abgas an verschiedenen Orten eingesetzt sein oder eine chemische Zusammensetzung des Brennstoffs und/oder oder des Abgas ermitteln und das Ergebnis der Steuerung zu führen, die daraus ein Steuersignal generiert.It is advantageous to provide at least one sensor whose signal is used as a controlled variable for controlling and / or regulating the opening. The sensor or sensors may be used, for example, as temperature sensors in the ambient air or in the exhaust gas at various locations or to determine a chemical composition of the fuel and / or the exhaust gas and to guide the result of the control, which generates a control signal therefrom.

In einer besonderen Ausführung ist die Öffnung als ringförmiger Spalt ausgebildet. Dieser ringförmige Spalt lässt sich in seiner Weite variieren und so kann die Größe der Öffnung eingestellt werden. Außerdem verbessern sich die Zuführungsverhältnisse des Brennstoffs im Bereich der Engstelle, wenn die Öffnung ein ringförmiger Spalt ist. Die Zufuhr des Brennstoffs stabilisiert dadurch die Strömungsverhältnisse auf dem ganzen Umfang der als Venturi ausgebildeten Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung.In a particular embodiment, the opening is formed as an annular gap. This annular gap can be varied in its width and so the size of the opening can be adjusted. In addition, the supply ratios of the fuel in the area of the constriction improve when the opening is an annular gap. The supply of the fuel thereby stabilizes the flow conditions over the entire circumference of the Venturi formed as fuel-air mixing device.

In einer besonders einfachen, konstruktiven Ausführung ist die Öffnung zwischen einem Grundkörper und einer Muffe gebildet. Ist die Muffe dann relativ zum Grundkörper bewegbar, kann auf diese Weise die Größe der Öffnung variiert werden.In a particularly simple, constructive embodiment, the opening between a base body and a sleeve is formed. Is the sleeve then movable relative to the base body, the size of the opening can be varied in this way.

Besonders einfach gelingt die Variation der Öffnung dann, wenn die Muffe und der Grundkörper über ein Gewinde miteinander verbunden sind.Particularly easy manages the variation of the opening when the sleeve and the body are connected to each other via a thread.

In der Leitung des Brennstoffs über ein Brennstoffregelventil zur Öffnung, stellt die Öffnung die wesentliche Drosselung des Brennstoffes zwischen der Leitung und der Zumischung zur Luft dar, wodurch die Leistungsmodulation deutlich gesteigert werden kann. An dieser Öffnung zwischen der durchströmenden Zuluft und dem Brennstoff-Einlass findet dann der wesentliche Druckabfall für den Brennstoff statt. Es hat sich gezeigt, dass durch diese Maßnahme an der Engstelle durch diese Brennstoff-Einleitung eine Strömung erreicht wird, durch die das Brennstoff-Luftgemisch sehr exakt dosiert werden kann, weil das Einleiten des Brennstoffs mit großer Geschwindigkeit erfolgt, was die Strömung im Venturi stabilisiert und die Unterdruckverhältnisse im Bereich der Venturi-Engstelle optimal ausnutzt. Daraus resultiert, dass auch bei einer Gebläseleistungsmodulation über einen weiten Modulationsbereich das Brennstoff-Luftverhältnis konstant bleibt. Dies ist insbesondere dann ein Vorteil, wenn Heizgeräte über einen großen Modulationsbereich in ihrer Leistung variiert werden müssen, beispielsweise weil zum einen gut gedämmte Häuser einen geringen Leistungswert für die Heizung jedoch einen hohen Leistungswert für die Brauchwasserbereitung aufweisen sollen.In the direction of the fuel via a fuel control valve to the opening, the opening represents the substantial throttling of the fuel between the line and the admixture with the air, whereby the power modulation can be significantly increased. At this opening between the incoming air flowing through and the fuel inlet then the significant pressure drop for the fuel takes place. It has been shown that by this measure at the bottleneck through this fuel introduction, a flow is achieved through which the fuel-air mixture can be metered very accurately because the introduction of the fuel takes place at high speed, which stabilizes the flow in the Venturi and optimally utilizes the negative pressure conditions in the area of the Venturi bottleneck. As a result, even with a blower power modulation over a wide modulation range, the fuel-air ratio remains constant. This is particularly an advantage when heaters over a large modulation range in their performance must be varied, for example, because on the one hand well-insulated houses have a low power value for the heater but should have a high power value for the domestic water.

Die Zufuhr des Brennstoffs kann wie im StdT über eine sehr kurze Leitung oder aber über eine durch das Heizgerät geführt Leitung erfolgen. Vorteilhaft ist es, wenn die Hauptdrosselung des Brennstoffs eben an der Öffnung im Bereich der Engstelle des Venturis stattfindet und nicht schon vorher. The supply of fuel can be done as in StdT over a very short line or via a guided through the heater line. It is advantageous if the main throttling of the fuel takes place just at the opening in the region of the constriction of the Venturi and not before.

Das in der Brennstoffzufuhrleitung üblicherweise vorgesehene Brennstoffregelventil drosselt den Brennstoffdurchgang zwar ebenfalls. Hauptaufgabe diese Ventils ist aber, den Brennstoff mit einem (vor-)bestimmbaren Druck, in der Regel gleich oder im Wesentlichen gleich dem Umgebungsdruck, bereit zu stellen und nicht die Brennstoffdrosselung für die Brennstoffdosierung. Unter wesentlicher Drosselung soll deshalb verstanden werde, dass ab der Stelle, an der der Brennstoff mit einem vorbestimmbaren Druck bereit gestellt wird, keine stärkere Drosselung als an der Öffnung stattfindet. Although the fuel regulating valve usually provided in the fuel supply line throttles the fuel passage as well. The main task of this valve, however, is to provide the fuel with a (pre-) determinable pressure, usually equal to or substantially equal to the ambient pressure, and not the fuel throttling for the fuel metering. Under essential throttling should therefore be understood that from the point at which the fuel is provided with a predeterminable pressure, no greater throttling than at the opening takes place.

Eine erfindungsgemäße Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung mit einem Lufteinlass, einer Engstelle und einer Öffnung im Bereich der Engstelle zum Zuführen von Brennstoff, bei der die Öffnung gesteuert und/oder geregelt einstellbar ausgebildet ist, weist den Vorteil auf, dass sie ein voreingestelltes Brennstoff-Luft-Gemisch über einen weiten Leistungsbereich konstant halten kann. Dies ist insbesondere für Heizgeräte von Vorteil, die ein in der Leistung modulierbares Gebläse aufweisen, das dann mit der erfindungsgemäßen Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung zusammen arbeitet. Das Gebläse kann vor der Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung oder vorteilhafter in Strömungsrichtung danach angeordnet sein. Darüber hinaus kann aufgrund der Regelbarkeit der Öffnung zeitnah auf äußere Schwankungen reagiert werden.A fuel-air mixing device according to the invention with an air inlet, a constriction and an opening in the region of the bottleneck for supplying fuel, in which the opening controlled and / or regulated adjustable, has the advantage that it is a preset fuel-air Mixture can be kept constant over a wide power range. This is particularly advantageous for heaters having a power-modulatable fan, which then works together with the fuel-air mixing device according to the invention. The fan may be arranged upstream of the fuel-air mixing device or, more advantageously, in the flow direction thereafter. In addition, due to the controllability of the opening can be promptly respond to external fluctuations.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben eines Heizgerätes mit einem von einem Gebläse unterstützten Brenner, einer Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung, die über eine Leitung strömender Luft im Bereich einer Engstelle Brennstoff über mindestens eine Öffnung zuführt und bei dem die Größe der Öffnung gesteuert und/oder geregelt fremderregt eingestellt wird, wird es möglich, zum einen die Öffnung laufend an sich ändernde äußere Einflüsse anzupassen und zum anderen auch langfristige Änderungen des Systems, beispielsweise durch Alterung, ausgleichen zu können.With the inventive method for operating a heater with a supported by a fan burner, a fuel-air mixing device that supplies via a conduit flowing air in the region of a constriction fuel through at least one opening and controlled in which the size of the opening and / or is adjusted externally excited, it is possible, on the one hand to constantly adapt the opening to changing external influences and on the other, to be able to compensate for long-term changes in the system, for example by aging.

Die Anpassung an äußere Einflüsse gelingt mit dem Verfahren besonders dann gut, wenn einer Steuerung ein Wert von außen und/oder ein Messwert zugeführt wird, der als Größe zur Einstellung der Öffnung herangezogen wird.The adaptation to external influences succeeds well with the method, in particular, when a control is supplied with a value from the outside and / or a measured value which is used as a parameter for adjusting the opening.

Zeichnungendrawings

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Heizgerätes und der erfindungsgemäßen Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigenIn the drawings, embodiments of the heater according to the invention and the fuel-air mixing device according to the invention are shown and explained in more detail in the following description. Show it

1 eine schematische Darstellung der Komponenten eines Heizgerätes, 1 a schematic representation of the components of a heater,

2 eine schematische Darstellung der Funktionsweise des erfindungsgemäßen Heizgerätes, 2 a schematic representation of the operation of the heater according to the invention,

3 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung, 3 a section through a fuel-air mixing device according to the invention,

4 einen Schnitt nach Linie IV-IV in 3 und 4 a section along line IV-IV in 3 and

5 bis 9 Varianten mit einer Auswahl möglicher Verstellaktuatoren. 5 to 9 Variants with a selection of possible adjustment actuators.

Beschreibungdescription

In 1 ist schematisch ein Heizgerät 10 dargestellt, das ein Gebläse 12, einen Brenner 14 sowie eine Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung 16 aufweist. Die Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung 16 ist schematisch in 2 dargestellt, in der zu erkennen ist, dass im Bereich einer Engstelle 18 einströmende Luft 20 (dargestellt durch einen Pfeil) Brennstoff 22 (ebenfalls dargestellt durch einen Pfeil) über eine Öffnung 24 zugeführt wird. In 1 is schematically a heater 10 pictured, which is a blower 12 , a burner 14 and a fuel-air mixing device 16 having. The fuel-air mixer 16 is schematically in 2 shown in which it can be seen that in the area of a bottleneck 18 incoming air 20 (represented by an arrow) fuel 22 (also shown by an arrow) over an opening 24 is supplied.

In 1 sind weitere Baugruppen des erfindungsgemäßen Heizgerätes 10 dargestellt. So wird über eine Brennstoffleitung 26 und ein Brennstoffregelventil 28 der Brennstoff 22 über eine Leitung 30 der Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung 16 zugeführt. Das Brennstoffregelventil 28 ist so aufgebaut, dass es den Brennstoff unabhängig von seinem Eingangsdruck auf einen dem Umgebungsdruck proportionalen, einen gleichen oder einen im Wesentlichen gleichen Wert regelt. Die Leitung 30 ist hier als separate Leitung dargestellt. Sie kann aber auch, insbesondere wenn das Brennstoffregelventil 28 direkt mit dem Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung 16 verbunden ist (wie in 3 strichpunktiert dargestellt), wie ein interner Durchlass ausgestaltet sein. In 1 are other components of the heater according to the invention 10 shown. So will about a fuel line 26 and a fuel control valve 28 the fuel 22 over a line 30 the fuel-air mixing device 16 fed. The fuel control valve 28 is designed to regulate the fuel independently of its input pressure to an ambient pressure proportional, equal or substantially equal value. The administration 30 is shown here as a separate line. But it can also, especially if the fuel control valve 28 directly to the fuel-air mixing device 16 is connected (as in 3 shown in phantom), as an internal passage to be configured.

In der Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung 16 wird der Brennstoff 22 mit der einströmenden Luft 20 vermischt, vom Gebläse 12 angesaugt und über eine Zuführhaube 32 dem Brenner 14 zugeführt. Unterhalb des als Fallstrom-Brenners ausgeführten Brenners 14 ist ein Wärmetauscher 34 angeordnet, an den eine Vorlaufleitung 36 und eine Rücklaufleitung 38 für Heizwasser angeschlossen sind. Der Wärmetauscher 34 wird vom heißen Abgas durchströmt, kühlt dieses ab und führt es einer Abgasleitung 40 zu, die in einen Abgasauslass 42 mündet.In the fuel-air mixer 16 becomes the fuel 22 with the incoming air 20 mixed, by the blower 12 sucked in and over a Zuführhaube 32 the burner 14 fed. Below the burner designed as a falling-stream burner 14 is a heat exchanger 34 arranged to the one flow line 36 and a return line 38 are connected for heating water. The heat exchanger 34 is traversed by the hot exhaust gas, this cools and leads it to an exhaust pipe 40 to that in an exhaust outlet 42 empties.

Im Heizgerät 10 sind ferner eine Steuerung 44 sowie ein Ausdehnungsgefäß 46 untergebracht. Je nach Ausstattung des Heizgerätes 10 können darüber hinaus noch weitere Baugruppen, wie beispielsweise ein zusätzlicher Brauchwasserwärmetauscher oder diverse Pumpen und Mischer, vorgesehen sein.In the heater 10 are also a controller 44 as well as an expansion vessel 46 accommodated. Depending on the equipment of the heater 10 In addition, further assemblies such as an additional domestic water heat exchanger or various pumps and mixers can be provided.

In 2 ist die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Heizgerätes 10 dargestellt. Das Gebläse 12 saugt über die erfindungsgemäße Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung 16 ein Brennstoff-Luft-Gemisch an und fördert dieses zum Brenner 14, an dessen Unterseite eine, von einer Flammenüberwachungseinrichtung 48 überwachte Flamme 50 brennt. Die erfindungsgemäße Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung 16 weist die Form eines Venturi-Rohres auf, an dessen Einlass 52 Umgebungsluft angesaugt und bis zur Engstelle 18 beschleunigt wird. Im Bereich der Engstelle 18 wird der Brennstoff 22 in einer Brennstoffkammer 54 unter definierten Druck bereitgestellt, um dann durch die ringförmige Öffnung 24 im Wesentlichen in Strömungsrichtung angesaugt zu werden. Hier hilft der Venturi-Effekt, gemäß dem das Ansaugen des Brennstoffes durch die schnell fließende Luft begünstigt wird. In 2 is the operation of the heater according to the invention 10 shown. The fan 12 sucks over the fuel-air mixing device according to the invention 16 a fuel-air mixture and promotes this to the burner 14 , on the underside of which, by a flame monitoring device 48 monitored flame 50 burning. The fuel-air mixing device according to the invention 16 has the shape of a Venturi tube, at its inlet 52 Sucked in ambient air and up to the bottleneck 18 is accelerated. In the area of the bottleneck 18 becomes the fuel 22 in a fuel chamber 54 provided under defined pressure, then through the annular opening 24 to be sucked in the flow direction substantially. Here the Venturi effect helps, according to which the intake of the fuel is favored by the fast flowing air.

Die Druckverhältnisse sind so eingestellt, dass der Umgebungsdruck der zugeführten Luft 20 und der Druck des Brennstoffs 22 in der Brennstoffkammer 54 nahezu gleich sind und beim Zusammenführen in der Engstelle 18 im richtigen Mischungsverhältnis erfolgt. Weil die Einleitung des gasförmigen Brennstoffs in Richtung und Geschwindigkeit im Wesentlichen der Luftströmung entspricht und entlang der sich nach der Engstelle wieder aufweitenden Umgebung des Venturi-Rohres erfolgt, wird eine gegenüber dem Stand der Technik deutlich verbesserte Strömung im Diffusor erzielt. Dadurch kann das Gebläse 12 in einem weiten Modulationsbereich moduliert und die abgegebene Leistung des erfindungsgemäßen Heizgerätes 10 beeinflusst werden.The pressure conditions are set so that the ambient pressure of the supplied air 20 and the pressure of the fuel 22 in the fuel chamber 54 are almost the same and when merging in the bottleneck 18 in the correct mixing ratio. Because the introduction of the gaseous fuel in the direction and speed substantially corresponds to the air flow and takes place along the re-expanding after the bottleneck environment of the Venturi tube, over the prior art significantly improved flow is achieved in the diffuser. This allows the blower 12 modulated in a wide modulation range and the output power of the heater according to the invention 10 to be influenced.

In den 3 und 4 ist die erfindungsgemäße Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung 16 detaillierter dargestellt. Es ist erkennbar, dass an der Engstelle 18 die Öffnung 24 ringförmig ausgestaltet ist und Brennstoff 22 ausgehend von der Brennstoffkammer 54 in die Venturi-Anordnung strömen kann. Es ist erkennbar, dass der Brennstoff 22 ausgehend von der Öffnung 24 entlang des Weges 56 in Strömungsrichtung der einströmenden Luft 20 zuführbar ist.In the 3 and 4 is the fuel-air mixing device according to the invention 16 shown in more detail. It can be seen that at the bottleneck 18 the opening 24 is annular and fuel 22 starting from the fuel chamber 54 can flow into the Venturi arrangement. It can be seen that the fuel 22 starting from the opening 24 along the way 56 in the flow direction of the incoming air 20 can be fed.

Im Verlaufe des Weges 56 strömt der Brennstoff 22 entlang einer inneren Wand 58 der Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung 16. Im weiteren Verlauf beginnt eine Vermischung zwischen Brennstoff 22 und Luft 20, die dann im Gebläse 12 zu einer homogenen Vermischung vollendet wird. Durch diese Druckverhältnisse ist es möglich, das optimale Mischungsverhältnis von Luft 20 und Brennstoff 22 über einen großen Modulationsbereich des Gebläses 12 konstant zu halten.In the course of the way 56 the fuel flows 22 along an inner wall 58 the fuel-air mixing device 16 , In the further course, a mixture between fuel begins 22 and air 20 , then in the fan 12 is completed to a homogeneous mixing. These pressure ratios make it possible to obtain the optimum mixing ratio of air 20 and fuel 22 over a large modulation range of the blower 12 to keep constant.

Die Öffnung 24 ist gebildet zwischen einer Verlängerung der inneren Wand 58 und einem Rohrabschnitt 60 des Einlasses 52. Die besondere Konstruktion ist so ausgeführt, dass sich der Rohrabschnitt 60 gegenüber der Inneren Wand 58 verschieben lässt und die Öffnung 24 damit in ihrer Größe einstellbar ausgebildet ist.The opening 24 is formed between an extension of the inner wall 58 and a pipe section 60 of the inlet 52 , The special construction is designed so that the pipe section 60 opposite the inner wall 58 lets move and the opening 24 so that it is adjustable in size.

Wie in 3 zu sehen ist, ist der Rohrabschnitt 60 Teil einer Muffe 62, die ihrerseits mit einem Grundkörper 64 der Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung 16 zusammenwirkt. Die innere Wand 58, der Rohrabschnitt 60, die Muffe 62 und der Grundkörper 64 schließen die Brennstoffkammer 54 in sich ein. An den Grundkörper 64 ist darüber hinaus ein Anschluss 66 zum Anschließen der Leitung 30 zum Zuführung des Brennstoffes 22 angeformt.As in 3 you can see, is the pipe section 60 Part of a sleeve 62 , in turn, with a basic body 64 the fuel-air mixing device 16 interacts. The inner wall 58 , the pipe section 60 , the thimble 62 and the main body 64 close the fuel chamber 54 in itself. To the main body 64 is beyond a connection 66 for connecting the cable 30 for supplying the fuel 22 formed.

Der Grundkörper 64 und die Muffe 62 sind über ein Gewinde 68 miteinander verbunden. Dadurch ist es möglich, durch Verdrehen der Muffe 62 relativ zum Grundkörper 64 eine axiale Verschiebung der Muffe 62 zum Grundkörper 64 zu erreichen und die Öffnung 24 in ihrer Größe zu verstellen. In einer Fortsetzung 69 der Muffe 62 über das Gewinde 68 hinaus sind eine oder mehrere Dichtungen bzw. Dichtungsräume 70 vorgesehen, die die Brennstoffkammer 54 nach außen abdichten.The main body 64 and the sleeve 62 are over a thread 68 connected with each other. This makes it possible by turning the sleeve 62 relative to the main body 64 an axial displacement of the sleeve 62 to the main body 64 to reach and the opening 24 to adjust in size. In a sequel 69 the sleeve 62 over the thread 68 In addition, one or more seals or seal spaces 70 provided the fuel chamber 54 seal to the outside.

In einer nicht dargestellten Alternative könnte die Öffnung 24 durch Verschieben der Muffe 62 relativ zum Grundkörper 64 eingestellt werden. Es ist jedoch auch denkbar, eine Art Blende vorzusehen, die je nach Einstellung die Öffnung 24 mehr oder weniger verschließt. Da die Einstellung der Öffnung 24 fein dosierbar sein muss, um die entsprechenden Druckverhältnisse einstellen zu können, muss auch bei diesen Varianten ein exakt dosierbarer Verstellmechanismus vorgesehen sein.In an alternative not shown could be the opening 24 by moving the sleeve 62 relative to the main body 64 be set. However, it is also conceivable to provide a kind of aperture, depending on the setting of the opening 24 more or less closes. Because the adjustment of the opening 24 must be finely dosed in order to adjust the corresponding pressure conditions, a precisely metered adjustment must be provided even in these variants.

Erfindungsgemäße ist nun vorgesehen, dass die Öffnung 24 gesteuert und/oder geregelt einstellbar ist. Das heißt, dass auf die Öffnung 24 so eingewirkt werden kann, dass sich deren Weite variieren lässt. Im einfachsten Fall erfolgt dies fremderregt, das heißt, nicht oder nicht nur manuell.The invention is now provided that the opening 24 controlled and / or regulated adjustable. That means that on the opening 24 can be acted upon so that their width can be varied. In the simplest case, this is foreign-excited, that is, not or not only manually.

In den in den 5 und 6 dargestellten Varianten ist gezeigt, wie die Einstellung elektromotorische erfolgen kann. Die 7 und 9 zeigen eine elektromagnetische beziehungsweise eine elektroinduktive Einstellung und die 8 eine Einstellung über ein Dehnelement, das beispielsweise thermisch aktiviert werden kann.In the in the 5 and 6 variants shown is shown as the setting can be done electromotive. The 7 and 9 show an electromagnetic or an electro-inductive setting and the 8th a setting via an expansion element that can be thermally activated, for example.

In den 3 und 4 ist schematisch eine Verstellaktuatorik 72 dargestellt, die zwischen der Muffe 62 und dem Grundteil 64 angeordnet ist. Teil der Verstellaktuatorik 72 ist ein Antrieb 74 oder Antriebselement, das je nach Antriebsart unterschiedlich ausgestaltet sein kann.In the 3 and 4 is schematically a Verstellaktuatorik 72 shown between the sleeve 62 and the basic part 64 is arranged. Part of the adjustment actuator 72 is a drive 74 or drive element, which can be designed differently depending on the drive.

In 5 ist eine Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung 16 mit einer Verstellaktuatorik 72 dargestellt, die einen Schrittmotor 76 aufweist, der auf ein Getriebe 78 wirkt. Das Getriebe 78 ist in diesem Fall ein Stirnradgetriebe, bei dem ausgehend von einer Motorwelle des Schrittmotors 76 ein erstes Getrieberad 80 mit einem an der Muffe 62 angeordneten zweiten Getrieberad 82 kämmt. Durch die Drehbewegung wird die Muffe 62 relativ zum Grundkörper 64 gedreht und damit über das Gewinde 68 die Öffnung 24 beeinflusst. Auf diese Weise kann insbesondere die Größe der Öffnung 24 variiert werden.In 5 is a fuel-air mixing device 16 with a Verstellaktuatorik 72 shown a stepper motor 76 that points to a gearbox 78 acts. The gear 78 is in this case a spur gear, in which, starting from a motor shaft of the stepping motor 76 a first gear wheel 80 with one on the sleeve 62 arranged second gear 82 combs. Due to the rotational movement, the sleeve 62 relative to the main body 64 rotated and thus over the thread 68 the opening 24 affected. In this way, in particular, the size of the opening 24 be varied.

Die Ausführungsvariante nach 6 ist analog zu 5, weist aber statt eines Schrittmotors einen Kommutator- oder EC-Motor 84 auf, die in der Regel kostengünstiger als Schrittmotoren sind. Auf dessen Abtriebswelle sitzt eine Schnecke 86 die mit einem auf der Muffe 62 befestigten Schneckenrad 88 kämmt. Es ist hier als Getriebe 78 ein Schneckengetriebe vorgesehen, das den zusätzlichen Vorteil aufweist, dass es selbsthemmend ausgeführt sein kann und dann die einmal eingestellte Öffnung 24 gegenüber äußeren Kräften zu halten.The embodiment according to 6 is analogous to 5 but has a commutator or EC motor instead of a stepper motor 84 which are generally less expensive than stepper motors. On the output shaft sits a snail 86 with one on the sleeve 62 attached worm wheel 88 combs. It is here as a transmission 78 a worm gear provided, which has the additional advantage that it can be self-locking and then the once set opening 24 to hold against external forces.

Die Verstellaktuatorik 72 weist nach dem Ausführungsbeispiel nach 7 ein Gestänge 90 auf, das mindestens an einem ersten Fixpunkt 92 auf der Muffe 62 und an einem zweiten Fixpunkt 94, der relativ zum Grundkörper 64 ortsfest ist, befestigt oder angelenkt ist. Als Antrieb 74 ist ein Elektromagnet 96 vorgesehen, der je nach Beaufschlagung die Muffe 62 axial relativ zum Grundkörper 64 bewegt und fixiert.The adjustment actuator 72 points to the embodiment according to 7 a linkage 90 at least at a first fixed point 92 on the sleeve 62 and at a second fixed point 94 , which is relative to the main body 64 is stationary, fixed or hinged. As a drive 74 is an electromagnet 96 provided, depending on the application of the sleeve 62 axially relative to the main body 64 moved and fixed.

Um diese Bewegung präzise ausführen zu können, ist zwischen der Muffe 62 und dem Grundkörper 64 eine Führung, insbesondere eine Kulissenführung 98 vorgesehen. Die Kulissenführung 98 weist auf dem Grundkörper 64 die Form einer Keilwelle und in der Muffe 62 die Form einer Keilnabe auf. Auf diese Weise ist eine präzise Führung in axialer Richtung zwischen der Muffe 62 und dem Grundkörper 64 möglich, so dass sich die Öffnung 24 einstellen lässt.In order to perform this movement precisely, is between the sleeve 62 and the body 64 a guide, in particular a slide guide 98 intended. The scenery tour 98 points to the body 64 the shape of a splined shaft and in the sleeve 62 the shape of a splined hub. In this way, a precise guide in the axial direction between the sleeve 62 and the body 64 possible, so that the opening 24 can be set.

Im Ausführungsbeispiel nach 8 ist als Antrieb ein ringförmiges Dehnelement 100 vorgesehen, das zum einen an der Muffe 62 und zum anderen am Grundkörper 64 befestigt ist und durch seine Dehnung eine axiale Verschiebung der beiden Teile relativ zueinander bewirkt. Die Verschiebung wird wie im Ausführungsbeispiel nach 7 über eine Kulissenführung 98 geführt. Das Dehnelement 100, kann einen thermischen Ausdehnungskörper beinhalten, der beispielsweise über eine Heizung beaufschlagt wird. Es ist jedoch auch möglich eine Art Piezostack einzusetzen, der elektrisch angeregt wird.In the embodiment according to 8th is a drive an annular expansion element 100 provided, on the one hand to the sleeve 62 and on the other hand at the base body 64 is fixed and causes an axial displacement of the two parts relative to each other by its elongation. The shift becomes as in the embodiment 7 via a link guide 98 guided. The expansion element 100 , Can include a thermal expansion body, which is acted upon for example by a heater. However, it is also possible to use a kind of piezo stack, which is electrically excited.

Es ist auch möglich, wie im Ausführungsbeispiel nach 9 gezeigt, auf dem Grundkörper eine Spule 102 zu befestigen, in den ein Anker 104 ragt, der seinerseits auf der Muffe 62 befestigt ist. Zwischen der Muffe 62 und dem Grundkörper 64 ist zur axialen Führung wieder eine Kulissenführung 98 vorgesehen. Durch Erregen der Spule 102 wird der Anker 104 induktiv in axialer Richtung bewegt und so die Öffnung 24 variiert. Die Spule 102 sowie der Anker 104 können ringförmig um den Grundkörper 64 bzw. die Muffe 62 angeordnet sein.It is also possible, as in the embodiment according to 9 shown on the base a coil 102 to anchor in which an anchor 104 protrudes, in turn, on the sleeve 62 is attached. Between the sleeve 62 and the body 64 is for axial guidance again a slide guide 98 intended. By exciting the coil 102 becomes the anchor 104 inductively moved in the axial direction and so the opening 24 varied. The sink 102 as well as the anchor 104 can ring around the main body 64 or the sleeve 62 be arranged.

Die gezeigten Ausführungsbeispiele können auch federunterstützt ausgeführt sein, was aber nicht explizit dargestellt ist. The embodiments shown may also be performed spring assisted, but this is not explicitly shown.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben eines Heizgerätes 10 mit einem von einem Gebläse 12 unterstützten Brenner 14, einer Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung 16, die über eine Leitung 26, 30 strömender Luft 20 im Bereich einer Engstelle 18 Brennstoff 22 über mindestens eine Öffnung 24 zuführt, wobei sich das Verfahren dadurch auszeichnet, dass die Größe der Öffnung 24 gesteuert und/oder geregelt eingestellt wird. Dies erfolgt bevorzugt fremderregt. Das heißt, dass auf die die Öffnung 24 einschließenden Teile so eingewirkt wird, dass die Öffnung 24 insbesondere deren Größe oder Weite beeinflusst beziehungsweise optimiert wird. Diese Optimierung erfolgt durch ein Steuern und/oder durch ein Regeln insbesondere einer auf die Teile einwirkenden Verstellaktuatorik.The invention also relates to a method for operating a heater 10 with one of a blower 12 supported burner 14 , a fuel-air mixing device 16 over a line 26 . 30 flowing air 20 in the area of a bottleneck 18 fuel 22 over at least one opening 24 feeds, whereby the process thereby that distinguishes the size of the opening 24 controlled and / or regulated is set. This is preferably done by foreigners. That means that on the the opening 24 enclosing parts is acted upon so that the opening 24 in particular their size or width is influenced or optimized. This optimization takes place by controlling and / or by regulating, in particular, an adjusting actuator which acts on the parts.

Messwerte die aufgenommen und im erfindungsgemäßen Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung der Öffnung 24 berücksichtigt werden können, können eine Außentemperatur, eine Abgastemperatur, ein Abgas-Lambda-Wert, ein einer chemischen Zusammensetzung des Brennstoffs zugeordneter Wert oder auch ein von außen über das Internet eingegebener Korrekturwert oder der gleichen sein.Measured values recorded and in the inventive method for controlling and / or regulating the opening 24 may be an external temperature, an exhaust gas temperature, an exhaust lambda value, a value assigned to a chemical composition of the fuel, or a correction value entered from the outside via the Internet, or the like.

Die in den unterschiedlichen Ausführungsbeispielen aufgeführten Komponenten oder Verfahrensschritte kann der Fachmann entsprechend der ihm vorliegenden Verhältnisse beim Abstimmen eines Heizgerätes beziehungsweise einer Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung beliebig kombinieren.The components or method steps listed in the various exemplary embodiments can be combined as desired by the person skilled in the art in accordance with the conditions available to him when tuning a heater or a fuel-air mixing device.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102010044591 A1 [0002]

Claims

Heater ( 10 ) with one of a blower ( 12 ) supported burner ( 14 ), a fuel-air mixing device ( 16 ), via a line ( 26 . 30 ) flowing air ( 20 ) in the area of a bottleneck ( 18 ), in particular gaseous fuel ( 22 ) via at least one opening ( 24 ), characterized in that the opening ( 24 ) is controlled and / or regulated externally adjustable.

Heater ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the adjustment is carried out by an electric motor.

Heater ( 10 ) according to one of claims 1 or 2, characterized in that the setting electromagnetically, thermally, inductively or via an expansion element ( 100 ) he follows.

Heater ( 10 ) according to any one of the preceding claims, characterized in that a Verstellaktuatorik ( 72 ) is provided which a drive ( 74 ) and to which the opening ( 24 ) limiting parts acts.

Heater ( 10 ) according to claim 4, characterized in that the Verstellaktuatorik ( 72 ) a gearbox ( 78 ) having.

Heater ( 10 ) according to claim 4 or 5, characterized in that the Verstellaktuatorik ( 72 ) a linkage ( 90 ) having.

Heater ( 10 ) according to one of claims 4 to 6, characterized in that the Verstellaktuatorik ( 72 ) a slide guide ( 98 ) having.

Heater ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the drive comprises a stepping motor ( 76 ) having.

Heater ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a controller ( 44 . 106 ), which determines the size of the opening ( 24 ) controls and / or regulates.

Heater ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one sensor ( 108 ) whose signal is used as a controlled variable for controlling and / or regulating the opening ( 24 ) is used.

Heater ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the opening ( 24 ) is an annular gap.

Heater ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the opening ( 24 ) between a base body ( 64 ) and a sleeve ( 62 ) is formed.

Heater ( 10 ) according to claim 12, characterized in that the sleeve ( 62 ) relative to the parent body ( 64 ) is movable.

Heater ( 10 ) according to one of claims 12 or 13, characterized in that the basic body ( 64 ) and the sleeve ( 62 ) via a thread ( 68 ) are interconnected.

Heater ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the opening ( 24 ) the substantial throttling of the fuel between the pipeline ( 26 . 30 ) and admixture with the air ( 20 ) and that in the line ( 26 . 30 ) a fuel control valve ( 28 ) is provided, the fuel ( 22 ) at a predeterminable pressure.

Fuel-air mixing device ( 16 ) with an air inlet ( 52 ), a bottleneck ( 18 ), an opening ( 24 ) in the area of the throat for supplying fuel ( 22 ), in particular for use in a heater ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the opening ( 24 ) is controlled and / or regulated adjustable.

Method for operating a heater with one of a blower ( 12 ) supported burner ( 14 ), a fuel-air mixing device ( 16 ), via a line ( 26 . 30 ) flowing air ( 20 ) in the area of a bottleneck ( 18 ), in particular gaseous fuel ( 22 ) via at least one opening ( 24 ), in particular according to one of claims 1 to 15, characterized in that the size of the opening ( 24 ) is controlled and / or regulated externally adjusted.

Method according to claim 17, characterized in that a controller ( 44 . 106 ) a value from the outside and / or a measured value is supplied, the size for setting the opening ( 24 ) is used.