DE10205400B4 - Recuperator burner with heater head, burner element and heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Rekuperatorbrenner mit einem Erhitzerkopf, der von einem Brennerelement erwärmbar ist, wobei dem Brennerelement Brenngas und Luft zuführbar sind und das beim Brennvorgang entstehende Abgas über einen Wärmetauscher abführbar und zur Vorwärmung der dem Brennerelement zuführbaren Luft verwendbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass um den Erhitzerkopf (10) in beabstandeter Schalenbauweise ein ringförmiges Brennerelement (11, ein ringförmiger Wärmetauscher (12) und ein ringförmiges Brennergehäuse (13) angeordnet sind, wobei zwischen Brennerelement (11) und Erhitzerkopf (10) ein Abgas-Aufnahmeraum (25), zwischen Brennerelement (11) und Wärmetauscher (12) eine Luftaufnahmekammer (20) für die vorgewärmte Luft und zwischen dem Brennergehäuse (13) und dem Wärmetauscher (12) eine Luftzuführungskammer (17) für Frischluft gebildet sind.recuperative burner with a heater head that can be heated by a burner element, fuel gas and air can be supplied to the burner element and that during the burning process resulting exhaust gas over a heat exchanger dischargeable and for preheating the feedable to the burner element Air is usable, characterized in that around the heater head (10) an annular burner element (11, an annular heat exchangers (12) and an annular burner housing (13) are arranged, between the burner element (11) and the heater head (10) an exhaust gas receiving space (25) between burner element (11) and heat exchangers (12) an air intake chamber (20) for the preheated air and between the burner housing (13) and the heat exchanger (12) an air supply chamber (17) for Fresh air are formed.
Description
Die Erfindung betrifft einen Rekuperatorbrenner mit einem Erhitzerkopf, der von einem Brennerelement erwärmbar ist, wobei dem Brennerelement Brenngas und Luft zuführbar sind und das beim Brennvorgang entstehende Abgas über einen Wärmetauscher abführbar und zur Vorwärmung der dem Brennerelement zuführbaren Luft verwendbar ist.The Invention relates to a recuperator burner with a heater head, which can be heated by a burner element is, fuel gas and air can be fed to the burner element and the exhaust gas generated during the combustion process can be removed via a heat exchanger and for preheating the feedable to the burner element Air is usable.
Zur Erwärmung eines Erhitzerkopfes für einen Gaskreisprozess ist es oft notwendig, die dem Brennerlement zugeführte Frischluft mit dem Abgas des Verbrennungsvorganges vorzuwärmen, um den Wirkungsgrad zu erhöhen und den Schadstoffausstoß zu reduzieren.to warming of a heater head for a gas cycle it is often necessary that the burner element supplied To preheat fresh air with the exhaust gas of the combustion process to increase the efficiency and pollutant emissions to reduce.
In dem Bericht „Gasbetriebene Wärmepumpe zur monovalenten Raumbeheizung und Trinkwassererwärmung" (BVE Thermolift GbR, Aachen, 1999) wird als Wärmetauscher für einen Regenerator eine gewellte Metallfolie eingesetzt, die in Mäanderform gefaltet sein kann. Auf der einen Seite der Metallfolie strömt das Abgas und auf der anderen Seite die vorzuwärmende Frischluft. Die Wärme des Abgases wird somit effektiv über die Metallfolie auf die Frischluft übertragen.In the report “Gas powered heat pump for monovalent room heating and drinking water heating "(BVE Thermolift GbR, Aachen, 1999) is used as a heat exchanger for one Regenerator used a corrugated metal foil that folded in a meandering shape can be. The exhaust gas flows on one side of the metal foil and on the other hand the fresh air to be preheated. The warmth of the Exhaust gas is thus effectively over transfer the metal foil to the fresh air.
Bei den bekannten Rekuperatorbrennern der eingangs erwähnten Art ist der Wärmetauscher in der Regel über dem Brennerelement angeordnet. Das Abgas strömt nach oben und die vorgewärmte Frischluft nach unten zum Brennerelement. Es ist daher eine große äußere Oberfläche vorhanden, die eine hohe Temperatur besitzt und zu großen Wärmeverlusten führt.at the known recuperative burners of the type mentioned is the heat exchanger usually about arranged the burner element. The exhaust gas flows upwards and the preheated fresh air down to the burner element. So there’s a big outer surface, which has a high temperature and leads to large heat losses.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Rekuperatorbrenner der eingangs erwähnten Art so zu gestalten, dass er eine möglichst geringe äußere heiße Oberfläche aufweist und demnach die Wärmeverluste reduziert und den Wirkungsgrad erhöht und dennoch eine kompakte Bauweise mit kleiner Bauhöhe aufweist.It is the object of the invention, a recuperative burner at the beginning mentioned To be designed in such a way that it has the smallest possible outer hot surface and therefore the heat losses reduced and the efficiency increased and yet a compact Has construction with a small height.
Vorteile der ErfindungAdvantages of invention
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass um den Erhitzerkopf in beabstandeter Schalenbauweise ein ringförmiges Brennergehäuse angeordnet sind, wobei zwischen Brennerelement und Erhitzerkopf ein Abgas-Aufnahmeraum, zwischen Bennerelement und Wärmetauscher eine Luftaufnahme kammer für die vorgewärmte Luft und zwischen dem Brennergehäuse und dem Wärmetauscher eine Luftzuführungskammer für Frischluft gebildet sind.This Object is achieved according to the invention in that around the heater head an annular burner housing is arranged in a spaced-apart shell construction are, between the burner element and heater head, an exhaust gas receiving space, between Benner element and heat exchanger an aerial view chamber for the preheated Air and between the burner housing and the heat exchanger an air supply chamber for fresh air are formed.
Dieser schalenförmige Aufbau um den Erhitzerkopf führt zu einer kompakten Baueinheit mit kleiner Bauhöhe, die eine kleinere äußere heiße Oberfläche aufweist. Durch die äußere Umströmung der heißen Abgasseite des Wärmetauschers werden nicht nur die zugeführte Frischluft vorgewärmt, sondern auch die Wärmeverluste des Wärmetauschers nach außen hin minimiert.This cupped Structure around the heater head to a compact unit with a small height, which has a smaller outer hot surface. Due to the external flow around the be called Exhaust side of the heat exchanger are not only the supplied Fresh air preheated, but also the heat loss of the heat exchanger outward minimized.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Wärmetauscher mit seiner Luftseite dem Brennerelement und mit seiner Abgasseite dem Brennergehäuse zugekehrt ist, dass das Brenngas von unten her und die vorgewärmte Luft radial dem Brennerelement zuführbar ist, dass das im Verbrennungsprozess auftretende Abgas oben aus dem Abgas-Aufnahmeraum austritt und einem oberen Abgas-Eingang der Abgasseite des Wärmetauschers zuführbar und am unteren Abgas-Ausgang des Wärmetausches aus dem Brennergehäuse abführbar ist und dass die Frischluft die Luftzuführungskammer von oben nach unten und die Luftseite des Wärmetauschers von unten nach oben durchströmt und von dort aus über die Luftaufnahmekammer dem Brennerelement zuführbar ist.To A preferred embodiment provides that the heat exchanger with its air side the burner element and with its exhaust side the burner housing facing is that the fuel gas from below and the preheated air can be fed radially to the burner element is that the exhaust gas occurring in the combustion process comes from the top Exhaust gas receiving space emerges and an upper exhaust gas inlet on the exhaust side of the heat exchanger supplied and can be removed from the burner housing at the lower exhaust gas outlet of the heat exchange and that the fresh air the air supply chamber from top to top below and the air side of the heat exchanger flows from bottom to top and from there over the air intake chamber can be fed to the burner element.
Nach einer weiteren Ausgestaltung ist dabei vorgesehen, dass der Wärmetauscher ein ringförmiges Wärmetauschergehäuse mit oberem Abgas-Eingang und unterem Abgas-Ausgang mit im Querschnitt rechteckförmigem Innenraum aufweist, in dem eine mäanderförmige gefaltete Metallfolie die Abgasseite und die Luftseite trennt, dass der Abgas-Eingang und der Abgas-Ausgang des Wär metauschergehäuses dem Brennergehäuse zugekehrt ist und dass die Luftseite des Wärmetauschergehäuses einem unteren Luft-Eingang für die aus der Frischluftkammer kommende Frischluft und einen oberen Luft-Ausgang für die vorgewärmte Luft aufweist, der mit der Luftaufnahmekammer in Verbindung steht. Auf diese Weise ist auch die Führung des Abgases und der zugeführten Frischluft erleichtert.To A further embodiment provides that the heat exchanger an annular Heat exchanger housing with cross section of the upper exhaust gas inlet and lower exhaust gas outlet rectangular Has interior, in which a meandering folded metal foil the exhaust side and the air side that separates the exhaust inlet and the exhaust gas outlet of the heat exchanger housing burner housing is facing and that the air side of the heat exchanger housing one lower air entrance for the fresh air coming from the fresh air chamber and an upper one Air outlet for the preheated Has air that is in communication with the air intake chamber. This is how leadership is of the exhaust gas and the supplied Fresh air relieved.
Die Zuführung der Frischluft zu dem Schalenaufbau erfolgt in einfacher Weise dadurch, dass ein Lüfter die Frischluft einer oberen Luft-Verteilerkammer zentrisch zuführt, die sich über dem Erhitzerkopf, dem Brennerelement und dem Wärmetauscher bis zur Luftzuführungskammer erstreckt, und dass sich die Luftzuführungskammer über eine untere ringförmige Verbindungskammer über den Wärmetauscher erstreckt und mit dem unteren Luft-Eingang der Luftseite des Wärmetauschers in Verbindung steht, während für die Führung des Abgases vorgesehen ist, dass der Abgas-Aufnahmeraum mit einer oberen Abgas-Verteilerkammer in Verbindung steht, die unter der oberen Luft-Verteilerkammer abgeteilt ist, sich über das Brennerelement und den Wärmetauscher erstreckt und mit dem oberen Abgas-Eingang des Wärmetauschers in Verbindung steht.The fresh air is supplied to the shell structure in a simple manner in that a fan supplies the fresh air centrally to an upper air distribution chamber which extends over the heater head, the burner element and the heat exchanger to the air supply chamber, and in that the air supply chamber extends over a lower one annular connecting chamber extends over the heat exchanger and communicates with the lower air inlet on the air side of the heat exchanger, while it is provided for the guidance of the exhaust gas that the exhaust gas receiving space communicates with an upper exhaust gas distribution chamber which is under the upper air -Distribution chamber is partitioned over the burner element and the heat Exchanger extends and is connected to the upper exhaust gas inlet of the heat exchanger.
Das Brenngas wird dem Brennerelement auf diese Weise zugeführt, dass unter dem Brennerelement eine ringförmige Brenngaskammer mit einem Brenngasanschluss angeordnet ist, aus der das Brenngas vertikalen Kanälen im Brennerelement zuführbar ist, und dass sich die Brenngaskammer über die untere Stirnseite des Brennerelementes erstreckt.The Fuel gas is fed to the burner element in this way that an annular fuel gas chamber with a fuel gas connection under the burner element is arranged, from which the fuel gas vertical channels in the burner element supplied is, and that the fuel gas chamber over the lower end of the Burner element extends.
Zeichnungdrawing
Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:The Invention is based on an embodiment shown in the drawing explained in more detail. It demonstrate:
Ausführungsbeispielembodiment
Wie
die
Um
das Brennerelement
Der
Wärmetauscher
In
gleicher Weise bildet die Luftseite des Wärmetauschers
Über dem
Erhitzerkopf
Unter
der unteren Stirnseite des Brennerelementes
Das
Abgas AG strömt
in der Abgasseite des Wärmetauschers
Der
Teilschnitt nach
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---|---|---|---|
DE10205400A DE10205400B4 (en) | 2002-02-09 | 2002-02-09 | Recuperator burner with heater head, burner element and heat exchanger |
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