DE102021113722B3

DE102021113722B3 - heater

Info

Publication number: DE102021113722B3
Application number: DE102021113722.5A
Authority: DE
Inventors: Frank Milchsack; Isabel Seipp; Peter Haffner; Sven Hommel; Lars Paesler; Christian Wieser
Original assignee: Viessmann Climate Solutions SE
Current assignee: Viessmann Climate Solutions SE
Priority date: 2021-05-27
Filing date: 2021-05-27
Publication date: 2022-09-01
Anticipated expiration: 2041-05-28

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Heizgerät, umfassend ein mit einem Deckelelement (1) verschlossenes und eine Brennkammer (2) umschließendes Gehäuse (3), wobei am Deckelelement (1) eine Öffnung (4) zur Aufnahme einer in die Brennkammer (2) weisenden Brennereinrichtung (5) vorgesehen ist, wobei die Öffnung (4) von einem ersten, zylinderförmigen Blechabschnitt (1.1) des Deckelelements (1) begrenzt ausgebildet ist, wobei der erste Blechabschnitt (1.1) brennkammerabgewandt mit einem zweiten Blechabschnitt (1.2) des Deckelelements (1) verbunden ausgebildet ist. Nach der Erfindung ist vorgesehen, dass der zweite Blechabschnitt (1.2) als Anlageflansch für die Brennereinrichtung (5) radial nach außen erstreckt ausgebildet ist.The invention relates to a heating device, comprising a housing (3) closed with a cover element (1) and enclosing a combustion chamber (2), wherein the cover element (1) has an opening (4) for receiving a burner device ( 5) is provided, the opening (4) being delimited by a first, cylindrical sheet metal section (1.1) of the cover element (1), the first sheet metal section (1.1) facing away from the combustion chamber being connected to a second sheet metal section (1.2) of the cover element (1). is trained. According to the invention, the second sheet metal section (1.2) is designed to extend radially outwards as a contact flange for the burner device (5).

Description

Die Erfindung betrifft ein Heizgerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a heater according to the preamble of patent claim 1.

Ein Heizgerät der eingangs genannten Art ist aus dem Patentdokument EP 3 540 325 B1 bekannt. Dieses Heizgerät besteht aus einem mit (mindestens) einem Deckelelement verschlossenen und eine Brennkammer umschließenden Gehäuse, wobei am Deckelelement eine Öffnung zur Aufnahme einer in die Brennkammer weisenden Brennereinrichtung vorgesehen ist, wobei die Öffnung von einem ersten, zylinderförmigen Blechabschnitt des Deckelelements begrenzt ausgebildet ist, wobei der erste Blechabschnitt brennkammerabgewandt mit einem zweiten Blechabschnitt des Deckelelements verbunden ausgebildet ist. Bei dieser Lösung ist dabei auch der zweite Blechabschnitt zylinderförmig ausgebildet, so dass sich durch ein Umformen nach innen eine übereinanderliegende bzw. übereinandergefaltete Doppelschicht ergibt.A heater of the type mentioned is from the patent document EP 3 540 325 B1 known. This heater consists of a housing which is closed with (at least) one cover element and encloses a combustion chamber, with an opening being provided on the cover element for receiving a burner device pointing into the combustion chamber, with the opening being delimited by a first, cylindrical sheet metal section of the cover element, with the first sheet metal section is connected to a second sheet metal section of the cover element, facing away from the combustion chamber. In this solution, the second sheet metal section is also designed in the shape of a cylinder, so that a double layer lying one on top of the other or folded over one another is produced by inward shaping.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Heizgerät der eingangs genannten Art zu verbessern. Insbesondere soll eine - trotz Verwendung eines relativ dünnwandigen Bleches - Öffnung mit sehr steifem Anlagebereich für die Brennereinrichtung geschaffen werden.The object of the invention is to improve a heating device of the type mentioned at the outset. In particular, an opening with a very rigid contact area for the burner device is to be created--despite the use of a relatively thin-walled metal sheet.

Diese Aufgabe ist mit einem Heizgerät der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.This object is achieved with a heater of the type mentioned by the features listed in the characterizing part of patent claim 1.

Nach der Erfindung ist also vorgesehen, dass der zweite Blechabschnitt als Anlageflansch für die Brennereinrichtung (vom ersten Blechabschnitt ausgehend) radial nach außen erstreckt ausgebildet ist.According to the invention it is therefore provided that the second sheet metal section is formed as a contact flange for the burner device (starting from the first sheet metal section) extending radially outwards.

Mit anderen Worten zeichnet sich die erfindungsgemäße Lösung somit dadurch aus, dass durch eine winklige (also nicht parallele), insbesondere rechtwinklige, Anordnung der beiden Blechabschnitte zueinander ein besonders steifer Anlageflansch geschaffen wird.In other words, the solution according to the invention is characterized in that a particularly rigid contact flange is created by arranging the two sheet metal sections at an angle (that is to say not parallel), in particular at right angles to one another.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Heizgeräts ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.Other advantageous developments of the heating device according to the invention result from the dependent patent claims.

Weiterhin wird noch auf die Dokumente DE 42 01 687 A1 und US 2006/0196450 A1 als Stand der Technik hingewiesen.Furthermore, still on the documents DE 42 01 687 A1 and U.S. 2006/0196450 A1 as state of the art.

Das erfindungsgemäße Heizgerät einschließlich seiner vorteilhaften Weiterbildungen gemäß der abhängigen Patentansprüche wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The heating device according to the invention, including its advantageous developments according to the dependent patent claims, is explained in more detail below with reference to the graphic representation of a preferred exemplary embodiment.

Es zeigt

1 im Schnitt vergrößert den erfindungsgemäßen Anlageflansch des Heizgerätes gemäß 2;
2 im Schnitt einen Teil des Heizgerätes;
3 perspektivisch das zusammengebaute Heizgerät gemäß 2; und
4 perspektivisch und als Explosionsdarstellungen das Heizgerät gemäß 2.

It shows

1 in section increases the system flange of the heater according to the invention 2 ;
2 in section a part of the heater;
3 in perspective the assembled heater according to 2 ; and
4 perspective and as exploded views of the heater according to 2 .

Das in den Figuren dargestellte Heizgerät besteht zunächst in an sich bekannter Weise aus einem mit (mindestens) einem Deckelelement 1 verschlossenen und eine Brennkammer 2 umschließenden Gehäuse 3, wobei am Deckelelement 1 eine Öffnung 4 zur Aufnahme einer in die Brennkammer 2 weisenden Brennereinrichtung 5 (vorzugsweise zur Verbrennung eines fluiden Brennstoffs wie Gas oder Öl) vorgesehen ist, wobei die Öffnung 4 von einem ersten, zylinderförmigen, besonders bevorzugt kreiszylinderförmigen, Blechabschnitt 1.1 des Deckelelements 1 begrenzt ausgebildet ist, wobei der erste Blechabschnitt 1.1 brennkammerabgewandt mit einem zweiten Blechabschnitt 1.2 des Deckelelements 1 verbunden ausgebildet ist.The heater shown in the figures initially consists, in a manner known per se, of a housing 3 which is closed by (at least) one cover element 1 and encloses a combustion chamber 2, with cover element 1 having an opening 4 for receiving a burner device 5 (preferably for the combustion of a fluid fuel such as gas or oil), the opening 4 being delimited by a first, cylindrical, particularly preferably circular-cylindrical, sheet metal section 1.1 of the cover element 1, the first sheet metal section 1.1 facing away from the combustion chamber being connected to a second sheet metal section 1.2 of the cover element 1 connected is formed.

Weiterhin ist, wie dargestellt, bevorzugt vorgesehen, dass im Gehäuse 3 ein die Brennkammer 2 umschließender, vorzugsweise wendelförmig ausgebildeter Wärmeübertrager 10 angeordnet ist.Furthermore, as shown, it is preferably provided that a heat exchanger 10 enclosing the combustion chamber 2 and preferably having a helical design is arranged in the housing 3 .

Außerdem ist bevorzugt vorgesehen, dass das Gehäuse 3 einen Abgasmantelraum 11 und dieser den die Brennkammer 2 umschließenden Wärmeübertrager 10 umschließend ausgebildet ist.In addition, it is preferably provided that the housing 3 is designed to enclose an exhaust gas jacket space 11 and this to enclose the heat exchanger 10 enclosing the combustion chamber 2 .

Ferner ist, wie gut aus 4 ersichtlich, bevorzugt vorgesehen, dass die Öffnung 4 eine kreisförmige Querschnittsfläche aufweist.Further, how good looking 4 evident, preferably provided that the opening 4 has a circular cross-sectional area.

Darüber hinaus ist, wie sich gut aus den 3 und 4 ergibt, bevorzugt vorgesehen, dass die Brennereinrichtung 5 zum Verschluss der Öffnung 4 deckelartig ausgebildet ist. Noch etwas genauer betrachtet, ist dabei besonders bevorzugt vorgesehen, dass die Brennereinrichtung 5 einen deckelartigen Grundkörper 5.1 aufweist. An diesem Grundkörper 5.1 sind dann weitere Elemente wie ein Brennergebläse oder eine Mischeinrichtung befestigt.In addition, how good is the 3 and 4 results, preferably provided that the burner device 5 for closing the opening 4 is designed like a cover. Considered a little more closely, it is particularly preferably provided that the burner device 5 has a cover-like base body 5.1. Additional elements such as a burner fan or a mixing device are then attached to this base body 5.1.

Weiterhin ist zum Schutz vor Korrosion bevorzugt vorgesehen, dass wahlweise die beiden Blechabschnitte 1.1, 1.2 und/oder das Gehäuse 3 aus einem Edelstahlblech gebildet sind bzw. ist.Furthermore, to protect against corrosion, it is preferably provided that the two sheet metal sections 1.1, 1.2 and/or the housing 3 are or are formed from a stainless steel sheet.

Wesentlich für das erfindungsgemäße Heizgerät ist nun, dass der zweite Blechabschnitt 1.2 als Anlageflansch für die Brennereinrichtung 5 radial nach außen erstreckt ausgebildet ist. Wie bereits eingangs erläutert, führt diese Maßgabe zu einer besonders hohen Steifigkeit des Anlageflansches, gegen den die Brennereinrichtung 5 bzw. deren Grundkörper 5.1 verspannt wird, und zwar auch bei Verwendung von vergleichsweise dünnwandigem Material.What is essential for the heating device according to the invention is that the second sheet metal section 1.2 is designed as a contact flange for the burner device 5 and extends radially outwards. As already explained at the beginning, this requirement leads to a particularly high rigidity of the contact flange against which the burner device 5 or its base body 5.1 is clamped, even when using comparatively thin-walled material.

Wie besonders gut aus 1 ersichtlich, ist dabei besonders bevorzugt vorgesehen, dass an der Brennereinrichtung 5 zur Abdichtung der Brennkammer 2 ein mit dem zweiten Blechabschnitt 1.2 zusammenwirkender, elastischer Dichtring 8 angeordnet ist. Noch etwas genauer betrachtet, ist dabei bevorzugt an der Brennereinrichtung 5 eine ringförmige Nut 5.2 zur Aufnahme des Dichtrings 8 vorgesehen.How particularly good looking 1 As can be seen, provision is particularly preferably made for an elastic sealing ring 8 which interacts with the second sheet metal section 1.2 to be arranged on the burner device 5 in order to seal off the combustion chamber 2. Considered a little more closely, an annular groove 5.2 for receiving the sealing ring 8 is preferably provided on the burner device 5.

Ferner ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass der erste, zylinderförmige Blechabschnitt 1.1 in Richtung seiner Zylinderachse mindestens 10 mm, vorzugsweise mehr als 15 mm, lang ausgebildet ist. Diese Maßgabe bringt dabei den Vorteil mit sich, dass der zweite Blechabschnitt 1.2 relativ weit von der Brennkammer 2 entfernt angeordnet ist und damit wenig Wärme an den vor hohen Temperaturen zu schützenden Dichtring 8 übertragen wird.Furthermore, it is particularly preferably provided that the first, cylindrical sheet metal section 1.1 has a length of at least 10 mm, preferably more than 15 mm, in the direction of its cylinder axis. This stipulation brings with it the advantage that the second sheet metal section 1.2 is arranged relatively far away from the combustion chamber 2 and thus little heat is transferred to the sealing ring 8, which is to be protected from high temperatures.

Außerdem ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass der zweite Blechabschnitt 1.2 zwischen seinem freien Ende und dem ersten Blechabschnitt 1.1 wahlweise mindestens 5 mm und/oder höchstens 25 mm in radialer Richtung erstreckt ausgebildet ist. Auf diese Weise lässt sich das Deckelelement 1 leicht stabil herstellen.In addition, it is particularly preferably provided that the second sheet metal section 1.2 is configured to extend between its free end and the first sheet metal section 1.1, optionally at least 5 mm and/or at most 25 mm in the radial direction. In this way, the cover element 1 can be easily manufactured in a stable manner.

Aus dem vorherigen Erläuterungen ergibt sich darüber hinaus, dass der zweite Blechabschnitt 1.2 bevorzugt kreisringförmig ausgebildet ist.From the previous explanations, it also follows that the second sheet metal section 1.2 is preferably designed in the shape of a circular ring.

Ferner ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass der erste, zylinderförmige Blechabschnitt 1.1 zwischen dem zweiten Blechabschnitt 1.2 und einem dritten, bis zum Gehäuse 3 reichenden Blechabschnitt 1.3 angeordnet ist.Furthermore, it is particularly preferably provided that the first, cylindrical sheet metal section 1.1 is arranged between the second sheet metal section 1.2 and a third sheet metal section 1.3 reaching up to the housing 3.

Wie besonders gut aus 1 ersichtlich, ist dabei bevorzugt vorgesehen, dass der Wärmeübertrager 10 am dritten Blechabschnitt 1.3 anliegend ausgebildet ist. Außerdem ist bevorzugt vorgesehen, dass das Gehäuse 3 und der dritte Blechabschnitt 1.3 miteinander verschweißt ausgebildet sind.How particularly good looking 1 As can be seen, it is preferably provided that the heat exchanger 10 is designed to rest against the third sheet metal section 1.3. In addition, it is preferably provided that the housing 3 and the third sheet metal section 1.3 are welded to one another.

Insgesamt betrachtet, ist weiterhin bevorzugt vorgesehen, dass die drei Blechabschnitt 1.1, 1.2, 1.3 aus einem Stück Blech durch Blechumformen geformt ausgebildet sind.Viewed as a whole, it is also preferably provided that the three sheet metal sections 1.1, 1.2, 1.3 are formed from one piece of sheet metal by sheet metal forming.

Um beim Fixieren der Brennereinrichtung 5 keine Kräfte in den dritten Blechabschnitt 1.3, der ja, wie erläutert, für die Anordnung des Wärmeübertragers wichtig ist, einbringen zu müssen, ist ferner ganz besonders bevorzugt vorgesehen, dass wahlweise am ersten, zylinderförmigen Blechabschnitt 1.1 und/ oder am zweiten Blechabschnitt 1.2 (mindestens) ein Widerlagerelement 6 für die Brennereinrichtung 5 angeordnet ist.In order not to have to introduce any forces into the third sheet metal section 1.3, which, as explained, is important for the arrangement of the heat exchanger, when fixing the burner device 5, it is also particularly preferred that the first, cylindrical sheet metal section 1.1 and/or (at least) one abutment element 6 for the burner device 5 is arranged on the second sheet metal section 1.2.

Noch etwas genauer betrachtet, ist dabei bevorzugt vorgesehen, dass das Widerlagerelement 6 mit der Brennereinrichtung 5, vorzugsweise mit dem Grundkörper 5.1, zusammenwirkend ausgebildet ist.Considered in more detail, it is preferably provided that the abutment element 6 is designed to interact with the burner device 5, preferably with the base body 5.1.

Außerdem ist bevorzugt vorgesehen, dass der zweite Blechabschnitt 1.2 zwischen dem Widerlagerelement 6 und der Brennereinrichtung 5 angeordnet ist.In addition, it is preferably provided that the second sheet metal section 1.2 is arranged between the abutment element 6 and the burner device 5.

Ferner ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass die Brennereinrichtung 5, vorzugsweise der Grundkörper 5.1, mittels einer Schraub- (zum Beispiel, wie dargestellt, mit einer Maschinenschraube) oder Klemmverbindung (zum Beispiel, nicht extra dargestellt, als Bajonettverschluss) 7 mit dem Widerlagerelement 6 fest, aber lösbar verbunden ausgebildet ist. Dabei ist das Widerlagerelement 6 ganz besonders bevorzugt, wie gut in 1 erkennbar, als L-förmiges Winkelblech ausgebildet ist. Bei der dargestellten Ausführungsform sind (vergleiche insbesondere 4) vier dieser Winkelbleche vorgesehen.Provision is also particularly preferably made for the burner device 5, preferably the base body 5.1, to be fixed to the abutment element 6 by means of a screw connection (e.g., as shown, with a machine screw) or clamp connection (e.g., not shown separately, as a bayonet connection) 7 , but is designed to be releasably connected. The abutment element 6 is particularly preferred, as well in 1 recognizable, is designed as an L-shaped angle plate. In the illustrated embodiment (see in particular 4 ) four of these angle plates provided.

Zum weiteren Schutz des Dichtrings 8 ist ferner bevorzugt vorgesehen, dass die Brennereinrichtung 5 mit einem der Brennkammer 2 zugewandten, mindestens teilweise im Bereich des ersten zylinderförmigen Blechabschnitts 1.1 angeordneten Wärmedämmkörper 9 versehen ausgebildet ist, der eine zylinderförmige Außenkontur mit einem Wärmedämmkörper-Zylinderdurchmesser aufweist. Dabei ist ferner besonders bevorzugt vorgesehen, dass der erste, zylinderförmige Blechabschnitt 1.1 einen Blechabschnitt-Zylinderinnendurchmesser aufweist, der nur wenig größer als oder gleich groß wie der Wärmedämmkörper-Zylinderdurchmesser ausgebildet ist. Im Ergebnis gibt es somit also nur einen sehr schmalen Spalt (vorzugsweise maximal 2 mm, besonders bevorzugt maximal 1 mm, ganz besonders bevorzugt maximal 0,5 mm) zwischen dem ersten, zylinderförmigen Blechabschnitt 1.1 und dem Wärmedämmkörper 9, was zur Folge hat, dass, wenn überhaupt, nur sehr wenig heißes Abgas in den Bereich des zweiten Blechabschnitts 1.2 und damit zum Dichtring 8 gelangen kann.For further protection of the sealing ring 8, it is also preferably provided that the burner device 5 is provided with a thermal insulation body 9 which faces the combustion chamber 2 and is arranged at least partially in the area of the first cylindrical sheet metal section 1.1, which has a cylindrical outer contour with a thermal insulation body cylinder diameter. It is also particularly preferred that the first, cylindrical sheet metal section 1.1 has a sheet metal section cylinder inner diameter that is only slightly larger than or equal to the thermal insulation body cylinder diameter. As a result, there is only a very narrow gap (preferably a maximum of 2 mm, particularly preferably a maximum of 1 mm, very particularly preferably a maximum of 0.5 mm) between the first, cylindrical sheet metal section 1.1 and the thermal insulation body 9, with the result that If at all, only very little hot exhaust gas can get into the area of the second sheet metal section 1.2 and thus to the sealing ring 8.

Als weitere Maßnahme zum Schutz des Dichtrings 8 ist ferner bevorzugt vorgesehen, dass die Brennkammer 2, die ja, wie oben erläutert, vom Wärmeübertrager 10 umschlossen wird, mindestens teilweise zylinderförmig ausgebildet ist und einen Brennkammer-Zylinderinnendurchmesser aufweist. Dabei ist schließlich noch besonders bevorzugt vorgesehen, dass der erste, zylinderförmige Blechabschnitt 1.1 einen Blechabschnitt-Zylinderinnendurchmesser aufweist, der dem Brennkammer-Zylinderinnendurchmesser entspricht. Ein bis in die Brennkammer 2 ragender Wärmedämmkörper 9 bildet somit, wie besonders gut aus 1 ersichtlich, zusammen mit dem Wärmeübertrager 10 eine weitere Barriere für das heiße Abgas, das möglichst nicht bis zum Dichtring 8 gelangen soll.As a further measure to protect the sealing ring 8, it is also preferably provided that the combustion chamber 2, which, as explained above, is surrounded by the heat exchanger 10, is at least partially cylindrical and has a combustion chamber-cylinder inner diameter. Finally, it is particularly preferably provided that the first, cylindrical sheet metal section 1.1 has a sheet metal section cylinder inner diameter that corresponds to the combustion chamber cylinder inner diameter. A thermal insulation body 9 that protrudes into the combustion chamber 2 is therefore particularly good 1 visible, together with the heat exchanger 10, another barrier for the hot exhaust gas, which should not reach the sealing ring 8 if possible.

BezugszeichenlisteReference List

11: Deckelelementcover element
1.11.1: erster Blechabschnittfirst sheet metal section
1.21.2: zweiter Blechabschnittsecond sheet metal section
1.31.3: dritter Blechabschnittthird sheet metal section
22: Brennkammercombustion chamber
33: GehäuseHousing
44: Öffnungopening
55: Brennereinrichtungburner device
5.15.1: Grundkörperbody
5.25.2: Nutgroove
66: Widerlagerelementabutment element
77: Schraub- oder KlemmverbindungScrew or clamp connection
88th: Dichtringsealing ring
99: Wärmedämmkörperthermal insulation body
1010: Wärmeübertragerheat exchanger
1111: Abgasmantelraumexhaust jacket space

Claims

A heater comprising a housing (3) closed with a cover element (1) and enclosing a combustion chamber (2), an opening (4) for receiving a burner device (5) pointing into the combustion chamber (2) being provided on the cover element (1). , the opening (4) being delimited by a first, cylindrical sheet metal section (1.1) of the cover element (1), the first sheet metal section (1.1) facing away from the combustion chamber being connected to a second sheet metal section (1.2) of the cover element (1), characterized characterized in that the second sheet metal section (1.2) extends radially outwards as a contact flange for the burner device (5).

heater after claim 1 , characterized in that the first, cylindrical sheet metal section (1.1) is at least 10 mm long in the direction of its cylinder axis.

heater after claim 1 or 2 , characterized in that the second sheet metal section (1.2) between its free end and the first sheet metal section (1.1) is designed to extend optionally at least 5 mm and/or at most 25 mm in the radial direction.

Heater according to one of Claims 1 until 3 , characterized in that the second sheet metal section (1.2) is designed in the shape of a circular ring.

Heater according to one of Claims 1 until 4 , characterized in that the first, cylindrical sheet metal section (1.1) is arranged between the second sheet metal section (1.2) and a third sheet metal section (1.3) reaching up to the housing (3).

Heater according to one of Claims 1 until 5 , characterized in that an abutment element (6) for the burner device (5) is optionally arranged on the first, cylindrical sheet metal section (1.1) and/or on the second sheet metal section (1.2).

heater after claim 6 , characterized in that the second sheet metal section (1.2) is arranged between the abutment element (6) and the burner device (5).

heater after claim 6 or 7 , characterized in that the burner device (5) by means of a screw or clamp connection (7) with the abutment element (6) is designed to be firmly but detachably connected.

Heater according to one of Claims 1 until 8th , characterized in that an elastic sealing ring (8) cooperating with the second sheet metal section (1.2) is arranged on the burner device (5).

Heater according to one of Claims 1 until 9 , wherein the burner device (5) is provided with a thermal insulation body (9) which faces the combustion chamber (2) and is arranged at least partially in the region of the first cylindrical sheet metal section (1.1), which has a cylindrical outer contour with a thermal insulation body cylinder diameter, characterized in that that the first, cylindrical sheet metal section (1.1) has a sheet metal section cylinder inner diameter that is only slightly larger than or the same size as the thermal insulation body cylinder diameter.