DE102018113993A1 - Heat cell of a heater - Google Patents

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Abstract

Bei Wärmezelle (8) mit einem brennstoffbetriebenen Brenner (1), welchem von einer Brenngasdosiereinrichtung (15) in Abhängigkeit des Drucks in einer Steuerdruckleitung (14) Brenngas zugeführt wird, einem Wärmetauscher (9) zur Übertragung thermischer Energie der Abgase des Brenners (1) auf eine Wärmesenke und einem Gehäuse (10) mit einer Öffnung, welche durch eine demontierbare Brennertür (4) verschließbar ist, ist auf der einen Seite der Brennertür (4) der Brenner (1) montiert. Die andere Seite der Brennertür (4) ist mit einer Brenngas-Luft-Zuführung (3) zur Zuführung eines Brenngas-Luft-Gemisch verbunden. Zwischen dem Gehäuse (10) und der Brennertür (4) ist die Steuerdruckleitung (14) angeordnet. Bei einer Undichtheit schmilzt die Steuerdruckleitung (14), wodurch die Brenngasführung zum Erliegen kommt und das Gerät abschaltet.In the case of a heat cell (8) with a fuel-operated burner (1), which is supplied with fuel gas from a fuel gas metering device (15) as a function of the pressure in a control pressure line (14), a heat exchanger (9) for transmitting thermal energy of the exhaust gases of the burner (1) on a heat sink and a housing (10) having an opening which can be closed by a removable burner door (4), on one side of the burner door (4) of the burner (1) is mounted. The other side of the burner door (4) is connected to a fuel gas air supply (3) for supplying a fuel gas-air mixture. Between the housing (10) and the burner door (4), the control pressure line (14) is arranged. In the event of a leak, the control pressure line (14) melts, as a result of which the combustion gas supply stops and the device switches off.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erkennung einer Undichtheit einer Wärmezelle eines Heizgerätes mit einem brennstoffbetriebenen Brenner sowie einer gegenüber der Umgebung abgedichteten Brennkammer.The invention relates to a device and a method for detecting a leakage of a heat cell of a heater with a fuel-operated burner and a sealed relative to the surrounding combustion chamber.

Bei Heizgeräten mit einem brennstoffbetriebenen Brenner werden etwa 1300℃ heiße Abgase abgekühlt und diese Wärme Heizkörpern für Raumwärme und einer Brauchwassererwärmung zugeführt. Die Brennkammer ist hierbei zumeist über eine demontierbare Brennertür mit einer temperaturbeständigen Dichtung gegenüber der Umgebung abgedichtet. Bei Wartungsarbeiten wird diese Brennertür mit der Dichtung demontiert und wieder montiert. Hierbei kommt es ab und an zu Beschädigungen der Dichtung oder einer fehlerhaften Montage, so dass im ungünstigen Fall heiße Abgase nach außen gelangen können und hierbei zu Schäden am Heizgerät führen.For heaters with a fuel-fired burner, about 1300 ℃ hot exhaust gases are cooled and this heat is supplied to radiators for space heating and domestic water heating. The combustion chamber is sealed here in most cases via a removable burner door with a temperature-resistant seal against the environment. During maintenance work, this burner door is dismantled and reassembled with the gasket. This occasionally causes damage to the gasket or faulty installation, so that in the worst case hot exhaust gases can escape to the outside and cause damage to the heater.

Aufgabe der Erfindung ist eine Sicherung gegen unbeabsichtigten Abgasaustritt aus Brennkammern mit einem brennstoffbetriebenen Brenner zu schaffen.The object of the invention is to provide protection against unintentional exhaust gas emissions from combustion chambers with a fuel-operated burner.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei einer Wärmezelle mit einem brennstoffbetriebenen Brenner und einem Gehäuse mit einer Öffnung, welche durch eine demontierbare Brennertür verschließbar ist, zwischen dem Gehäuse und der Brennertür eine Steuerdruckleitung für die Brenngasdosierung angeordnet ist. Bei Störungen fällt der Steuerdruck ab, der Brenner bekommt in Folge dessen kein Brenngas und die Anlage schaltet ab.This object is achieved in that in a heat cell with a fuel-operated burner and a housing having an opening which can be closed by a removable burner door, between the housing and the burner door, a control pressure line for the fuel gas metering is arranged. In case of faults, the control pressure drops, the burner gets in consequence no fuel gas and the system switches off.

Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Merkmalen der abhängigen Ansprüche.Advantageous embodiments result from the features of the dependent claims.

So ist in dem Fall, wenn die Steuerdruckleitung am äußeren Rand der Brennertür verläuft, gewährleistet, dass im Störfall der Druck in der Steuerdruckleitung auf Umgebungsdruck abfällt. Die Steuerdruckleitung sollte die Brennertür zumindest annähernd vollständig umlaufen, damit auch an jeder fehlerhaften Stelle ein Austritt detektiert wird. Insbesondere oben sollte die Leitung an der Brennertür verlaufen. Als Werkstoff eignen sich solche mit einem Schmelzpunkt unter 300℃, vorzugsweise Kunststoff. Eine temperaturbeständige Dichtung sollte näher am Brenner angeordnet sein als die Steuerdruckleitung; diese schützt im ordnungsgemäßen Fall die Steuerdruckleitung. Erfindungsgemäß kann der Übergang vom Gehäuse auf die Brennertür optional auch lediglich durch die Steuerdruckleitung abgedichtet sein.So is in the case when the control pressure line runs on the outer edge of the burner door, ensures that in case of failure, the pressure in the control pressure line drops to ambient pressure. The control pressure line should at least approximately completely circulate the burner door, so that an outlet is detected at each faulty point. In particular, above the line should run to the burner door. Suitable materials are those with a melting point below 300 ℃, preferably plastic. A temperature-resistant seal should be located closer to the burner than the control pressure line; this protects the control pressure line in the proper case. According to the invention, the transition from the housing to the burner door can optionally also be sealed only by the control pressure line.

Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert. Hierbei zeigen

  • 1 eine Wärmezelle gemäß dem Stand der Technik,
  • 2 eine erfindungsgemäße Wärmezelle und
  • 3 dieselbe erfindungsgemäße Wärmezelle aus einer anderen Perspektive.
The invention will be explained in more detail with reference to FIGS. Show here
  • 1 a heat cell according to the prior art,
  • 2 a heat cell according to the invention and
  • 3 the same heat cell according to the invention from a different perspective.

1 zeigt eine Wärmezelle 8 mit einem Gehäuse 10 mit einer Öffnung, welche durch eine demontierbare Brennertür 4 verschließbar ist. Ein Brenner 1 ragt in das Innere der Wärmezelle 8, wobei der Brenner 1 über eine Brenngas-Luft-Zuführung 3 mit einem Gebläse 2 verbunden ist. Von der Brenngas-Luft-Zuführung 3 zweigt eine Steuerdruckleitung 14 zu einer Brenngasdosiereinrichtung 15 in Form einer Gasarmatur, welche über eine Brenngasleitung 17 in Abhängigkeit des Drucks in der Steuerdruckleitung 14 Brenngas in die Brenngas-Luft-Zuführung 3 zuführt. Die Einmündung des Brenngases erfolgt in einem Venturi 16 innerhalb der Brenngas-Luft-Zuführung 3. Zwischen Gehäuse 10 und Brennertür 4 befindet sich eine Graphitdichtung 7. 1 shows a heat cell 8th with a housing 10 with an opening through a removable burner door 4 is closable. A burner 1 protrudes into the interior of the heat cell 8th , where the burner 1 via a fuel gas air supply 3 with a fan 2 connected is. From the fuel gas air supply 3 branches a control pressure line 14 to a fuel gas metering device 15 in the form of a gas fitting, which via a fuel gas line 17 depending on the pressure in the control pressure line 14 Fuel gas in the fuel gas air supply 3 supplies. The confluence of the fuel gas takes place in a venturi 16 within the fuel gas air supply 3 , Between housing 10 and burner door 4 there is a graphite gasket 7 ,

Beim Betrieb der Wärmezelle 8 läuft das Gebläse 2 mit einer vorgegebenen Drehzahl. In Abhängigkeit dieser Drehzahl stellt sich ein bestimmter Druck in der Steuerdruckleitung 14 ein. Dieser Druck dient in einer Gasarmatur 15 als Stellgröße für die Zudosierung von Brenngas, welches über die Brenngasleitung 17 der Brenngas-Luft-Zuführung 3 zugeführt wird. Das Brenngas-Luft-Gemisch wird an der Außenfläche des Brenners 1 verbrannt. Die Abgase werden in einem Wärmetauscher abgekühlt und in die Umgebung abgeführt.When operating the heat cell 8th the fan is running 2 with a given speed. Depending on this speed, a certain pressure in the control pressure line 14 on. This pressure is used in a gas valve 15 as a control variable for the metered addition of fuel gas, which via the fuel gas line 17 the fuel gas air supply 3 is supplied. The fuel gas-air mixture is at the outer surface of the burner 1 burned. The exhaust gases are cooled in a heat exchanger and discharged into the environment.

Ist die Graphitdichtung 7 beschädigt oder falsch montiert, kann heißes Abgas über den Spalt zwischen Gehäuse 10 und Brennertür 4 strömen und weitere Schäden verursachen.Is the graphite gasket 7 Damaged or improperly installed, hot exhaust gas may be spilled across the gap between the housings 10 and burner door 4 flow and cause further damage.

Die 2 und 3 zeigen eine erfindungsgemäße Wärmezelle 8, welche sich von der aus 1 dadurch unterscheidet, dass die Steuerdruckleitung 14 nicht auf kürzestem Weg zur Brenngasdosiereinrichtung 15 läuft, sondern stattdessen zusätzlich zwischen dem Gehäuse 10 und der Brennertür 4 verläuft.The 2 and 3 show a heat cell according to the invention 8th , which differ from the 1 thereby distinguishes that the control pressure line 14 not on the shortest route to the fuel gas metering device 15 runs, but instead in addition between the housing 10 and the burner door 4 runs.

Auch die erfindungsgemäße Wärmezelle 8 weist einen brennstoffbetriebenen Brenner 1 auf. Diesem wird von einer Brenngasdosiereinrichtung 15 in Abhängigkeit des Drucks in einer Steuerdruckleitung 14 Brenngas zugeführt. Ein Wärmetauscher 9 dient zur Übertragung thermischer Energie der Abgase des Brenners 1 auf eine Wärmesenke. Der Brenner 1 und der Wärmetauscher sind in einem Gehäuse 10 mit einer Öffnung untergebracht. Die Öffnung des Gehäuses 10 ist durch eine demontierbare Brennertür 4 verschließbar. Auf der zum Inneren des Gehäuses 10 gewandten Seite der Brennertür 4 ist der Brenner 1 montiert. Auf der anderen Seite der Brennertür 4 ist eine Brenngas-Luft-Zuführung 3 zur Zuführung eines Brenngas-Luft-Gemischs angeschlossen. Zwischen dem Gehäuse 10 und der Brennertür 4 ist umlassend eine temperaturbeständige Graphitdichtung 7 angeordnet. Um die Graphitdichtung 7 herum verläuft die Steuerdruckleitung 14 am äußeren Rand der Brennertür 4, wobei die Steuerdruckleitung 14 radial an die Umgebung angrenzt. Die Steuerdruckleitung 14 ist hierbei aus Silikon hergestellt.Also the heat cell according to the invention 8th has a fuel-powered burner 1 on. This is from a fuel gas metering device 15 depending on the pressure in a control pressure line 14 Fuel gas supplied. A heat exchanger 9 serves to transfer thermal energy of the exhaust gases of the burner 1 on a heat sink. The burner 1 and the heat exchanger are in a housing 10 housed with an opening. The opening of the housing 10 is through a removable burner door 4 closable. On the inside of the case 10 facing side of the burner door 4 is the burner 1 assembled. On the other side of the burner door 4 is a fuel gas air supply 3 connected to the supply of a fuel gas-air mixture. Between the case 10 and the burner door 4 is a temperature-resistant graphite gasket surrounding 7 arranged. Around the graphite gasket 7 the control pressure line runs around 14 on the outer edge of the burner door 4 , wherein the control pressure line 14 radially adjacent to the environment. The control pressure line 14 is made of silicone.

Ist die Graphitdichtung 7 undicht oder falsch montiert, so kann an ihr heißes Abgas der Flamme 12 des Brenners 1 vorbeiströmen und die Steuerdruckleitung 14 wird radial an der undichten Stelle mit heißen Abgasen beaufschlagt. Die Steuerdruckleitung 14 dichtet zunächst die Abgase vor einem Austritt in die Umgebung ab. Wird jedoch auch die Steuerdruckleitung 14 beschädigt, so dass diese schmilzt, ist die Steuerdruckleitung 14 in Folge dessen nicht mehr dicht. Als weitere Folge nimmt der Druck in der Steuerdruckleitung 14 den Umgebungsdruck an. Die Brenngasdosiereinrichtung 15 wird demnach auch mit Umgebungsdruck beaufschlagt, was sie als Signal für einen nicht vorhandenen Luftstrom vom Gebläse interpretiert und demnach die hierzu korrespondierende Brenngasmenge bestimmt, was im Fall von keiner Verbrennungsluftmenge auch keine Brenngasmenge bedeutet. Zudem sind Brenngasdosiereinrichtungen 15 derart konstruiert, dass sie einen bestimmten, vorgegebenen Luftstrom beziehungsweise Mindestdruck für die Freigabe von Brenngas benötigen. Da bei defekter Steuerdruckleitung 14 das Drucksignal unter diesen Mindestwert abfällt, wird die Brenngaszufuhr unterbrochen und der Brenner erlischt. Eine nicht dargestellt Flammenüberwachungsvorrichtung erkennt das Erlöschen der Flamme. Gegebenenfalls versucht die Gerätesteuerung, den Brenner wieder zu starten, was aber aufgrund des zu geringen Drucks in der Steuerdruckleitung 14 misslingt, so dass das Gerät in den Störungsmodus geht und einen entsprechenden Hinweis gibt.Is the graphite gasket 7 leaky or improperly mounted, so can her hot exhaust of the flame 12 of the burner 1 flow past and the control pressure line 14 is acted upon radially at the leaking hot exhaust gases. The control pressure line 14 first seals the exhaust gases from escaping into the environment. But also the control pressure line 14 damaged, so that it melts, is the control pressure line 14 as a result, no longer tight. As a further consequence, the pressure in the control pressure line decreases 14 the ambient pressure. The fuel gas metering device 15 Accordingly, it is also subjected to ambient pressure, which they interpreted as a signal for a non-existent air flow from the blower and therefore determines the corresponding fuel gas amount, which means no fuel gas in the case of no amount of combustion air. In addition, fuel gas metering devices 15 designed so that they require a certain predetermined air flow or minimum pressure for the release of fuel gas. As with defective control pressure line 14 the pressure signal falls below this minimum value, the fuel gas supply is interrupted and the burner goes out. An unillustrated flame monitoring device detects the extinction of the flame. If necessary, the device control tries to restart the burner, but due to the low pressure in the control pressure line 14 fails, so that the device goes into the fault mode and gives a corresponding hint.

Optional kann die zumindest die Steuerdruckleitung 14 nur im oberen Bereich verlaufen, da dieser Bereich durch den thermischen Auftrieb besonders belastet ist.Optionally, the at least the control pressure line 14 run only in the upper area, since this area is particularly stressed by the thermal buoyancy.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Brennerburner
22
Gebläsefan
33
Brenngas-Luft-ZuführungFuel gas-air supply
44
Brennertürburner door
55
 
66
 
77
Graphitdichtunggraphite seal
88th
Wärmezelleheat cell
99
Wärmetauscherheat exchangers
1010
Gehäusecasing
1111
Brennkammercombustion chamber
1212
Flammeflame
1313
Abgasleitungexhaust pipe
1414
SteuerdruckleitungControl pressure line
1515
Gasarmaturgas train
1616
Venturiventuri
1717
BrenngasleitungFuel gas line

Claims (6)

Wärmezelle (8) mit einem brennstoffbetriebenen Brenner (1), welchem von einer Brenngasdosiereinrichtung (15) in Abhängigkeit des Drucks in einer Steuerdruckleitung (14) Brenngas zugeführt wird, einem Wärmetauscher (9) zur Übertragung thermischer Energie der Abgase des Brenners (1) auf eine Wärmesenke und einem Gehäuse (10) mit einer Öffnung, welche durch eine demontierbare Brennertür (4) verschließbar ist, wobei auf der einen Seite der Brennertür (4) der Brenner (1) montiert ist und die andere Seite der Brennertür (4) mit einer Brenngas-Luft-Zuführung (3) zur Zuführung eines Brenngas-Luft-Gemisch verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Gehäuse (10) und der Brennertür (4) die Steuerdruckleitung (14) angeordnet ist.Heat cell (8) with a fuel-operated burner (1), which is supplied from a fuel gas metering device (15) in response to the pressure in a control pressure line (14) fuel gas, a heat exchanger (9) for transmitting thermal energy of the exhaust gases of the burner (1) a heat sink and a housing (10) having an opening which is closable by a removable burner door (4), wherein on one side of the burner door (4) of the burner (1) is mounted and the other side of the burner door (4) a fuel gas-air supply (3) for supplying a fuel gas-air mixture is connected, characterized in that between the housing (10) and the burner door (4) the control pressure line (14) is arranged. Wärmezelle (8) mit Brennertür (4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerdruckleitung (14) am äußeren Rand der Brennertür (4) verläuft.Heat cell (8) with burner door (4) after Claim 1 , characterized in that the control pressure line (14) extends at the outer edge of the burner door (4). Wärmezelle (8) mit Brennertür (4) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerdruckleitung (14) die Brennertür (4) zumindest annähernd umlaufend umgibt.Heat cell (8) with burner door (4) after Claim 2 , characterized in that the control pressure line (14) surrounding the burner door (4) at least approximately circumferentially. Wärmezelle (8) mit Brennertür (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerdruckleitung (14) aus einem Werkstoff mit einem Schmelzpunkt unter 300℃, vorzugsweise Kunststoff hergeste Ilt ist.Heat cell (8) with burner door (4) according to one of Claims 1 to 3 , characterized in that the control pressure line (14) is made of a material with a melting point below 300 ℃, preferably plastic Hert Ilt. Wärmezelle (8) mit Brennertür (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen Gehäuse (10) und Brennertür (4) eine temperaturbeständige Dichtung (7) befindet.Heat cell (8) with burner door (4) according to one of Claims 1 to 4 , characterized in that between the housing (10) and the burner door (4) is a temperature-resistant seal (7). Wärmezelle (8) mit Brennertür (4) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die temperaturbeständige Dichtung (7) näher am Brenner (1) angeordnet ist als die Steuerdruckleitung (14).Heat cell (8) with burner door (4) after Claim 5 , characterized in that the temperature-resistant seal (7) closer to the burner (1) is arranged as the control pressure line (14).
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