DE10251816A1

DE10251816A1 - Gasbrenner

Info

Publication number: DE10251816A1
Application number: DE10251816A
Authority: DE
Inventors: Rolf Kresel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-04-16
Filing date: 2002-04-16
Publication date: 2004-05-13

Abstract

Gebläseunterstützter Flächenbrenner mit mehreren Einzelbrennern in einem Kessel, welche einzeln ansteuerbar sind:
Gekennzeichnet dadurch, dass innerhalb der Brennkammer eines Kessels:
1.) Mehrere Einzelbrenner oder Brennfelder ohne Abstand zueinander angeordnet sind.
2.) Dadurch, dass die verschiedenen Brenner oder Brennfelder eine gemeinsame Oberfläche besitzen.
3.) Dadurch gekennzeichnet, dass jedes Brennfeld einzeln für sich, in der Leistung variierend, angesteuert werden kann.
4.) Gekennzeichnet dadurch, dass die Brennerplatte isolierend und elastisch mit dem Untergehäuse verbunden ist.
5.) Gekennzeichnet dadurch, dass die vom Gebläse geförderte Verbrennungsluft auf mehrere Luftzuführungen der Mischeinrichtungen vor den Brennfeldern aufgeteilt wird.
6.) In Verbindung mit 5.), Gekennzeichnet dadurch, dass das vom Gas-Magnetventil freigegebene Gas aufgeteilt und dem Luftstrom innerhalb von den zugeordneten Mischeinrichtungen beigemischt wird.
7.) Kessel mit einer Abgasabführung gekennzeichnet dadurch, dass der Abgasrohr-Anschlußstutzen auf einer austauschbaren Grundplatte (oder Grundkörper) fest angebracht ist.
8. in Verbindung mit 7.) dadurch gekennzeichnet,...

Description

Ein Zentralheizungskessel sollte nur die Energie zur Verfügung stellen, welche benötigt und auch abgenommen wird.
Das Problem ist die Anpassung der Brennerleistung an dem stark schwankenden, witterungsabhängigen Wärmebedarf eines Wohnhauses.
Die herkömmliche Technik besteht aus mehreren Einzelbrennern innerhalb des Kesselkörpers, wache zusammen betrieben werden.
5 Die Wärmebedarfsanpassung geschieht durch Ein- und Ausschalten der Brennstoff gemischzuführung für die gesamte Brennergruppe, bzw. für den einzelnen Brenner 6.
Als letzte Entwicklung gelten heute Ausführungen mit verschiedenen Brennern innerhalb einer Brennkammer, welche einzeln, bedarfsabhängig, auch 2 stufig, angesteuert werden können. 7
Angeregt in der Patentschrift DE 39 27 416 C2 oder in verschiedenen Offenlegungsschriften z.B. DE 198 32 396 A1 und DE 100 62 209 A1
In diesen Schriften wird Schutz für einzeln ansteuerbare Brenner innerhalb eines Kessels beansprucht. Jeder einzelne Brenner besteht für sich aus einer Einheit. Gehäuse, Brennerplatte, Gebläse, sowie den dazugehörigen Armaturen.
Merkmale, bisherige Brenner:
Die Brenneroberflächen sind mit Abstand zueinander angeordnet. Jeder Brenner hat eine eigene Oberfläche und eigenes Gehäuse. Jeder Brenner hat eine eigene Brenstoffgemischzuführung.
Merkmale, Neuheit:
Die Einzelbrenner sind ohne Abstand zueinander angeordnet. Alle Brenner haben eine gemeinsame Oberfläche, nur 1 Brennfeld. Die Brennstoffgemischzuführung ist für alle Brenner in einem Gehäuse zusammengefasst und nicht mehr Teil jedes einzelnen Brenners.
Vorteile:
Gleichmäßige Wärmebelastung des gesamten Kesselkörpers. Optimale Leistungsanpassung mit weniger Armaturen. Geringere Folgekosten, z.B. bei Wartungen.
Ausführung nach 1
Bei Wärmeanforderung geht beispielsweise das Gebläse 9a in Betrieb. Über die untere Ebene 5 wird die Verbrennungsluft durch die fünf öffnungen 12 auf die Luftkanäle der oberen Ebene 4 verteilt. Die Loch- oder Düsenplatte 3 verteilt die Verbrennungsluft, damit diese sich in der Mischkammer 2 mit dem Brenngas vermischt. Das Brenngas wird durch die Blockarmatur 6 beigesteuert. Die Verbrennung geschieht in oder oberhalb der Oberfläche des Brennfeldes 15.
Die wärmebedingte Ausdehnung des Brennfeldes 15 wird durch die elastische Isolierung, 4, 24, ermöglicht.
Bei großflächigen Brennern sollte zusätzlich eine Trennstellen- bzw. Dehnungsfuge vorgesehen werden. (2, zwischen 14 u. 15) 9 ist eine Schnittzeichnung der Mischeinrichtung beispielweise mit Ringdüsen für die Verbrennungsgemischbereitung innerhalb des Misch- bzw. Glühkörpers 28.
Ausführungsbeispiel nach 2:
Bei Wärmeanforderung geht das Gebläse 9 in Betrieb. Die obere Kammer des Leistungsreglers 18 ist mit der Gebläsedruckleitung verbunden. Oberhalb der Membrane baut sich ein Druck auf, welcher die Membrane nach unten durchwölbt. Über ein Gestänge 20 wird die Druckfeder 21 des Gasdruckreglers gespannt. Der Gebläsedruck steuert somit die Brenngasbeimischung. Eine Leistungssteigerung oder Verminderung der Gebläseleistung wirkt sich sofort auf die Brenngasbeimischung aus. Die Feinabstimmung geschieht mit dem Entlastungsventil 17.
Das Ventil ist rechnergesteuert. Sobald das Ventil öffnet, sinkt der Druck oberhalb der Membrane 19, die Membrane wölbt sich weniger durch, der Verbrennungsluft wird weniger Gas beigemischt. Die Regelungsbandbreite wird von den zur Verfügung stehenden Daten, von der Programmsteuerung und dem Leistungsbereich des Brenners von minimaler bis maximaler Leistung bestimmt. Bei dem hier vorgeschlagenen Brenner ist ein Zurückschlagen der Flammen bei kleiner Leistung in das Brennergehäuse nicht möglich, so dass ein sehr breites Leistungsangebot zur Verfügung steht. Zusätzlich wurde nach 2 die Leistung aufgeteilt. Ein Brenner mit kleiner, konstanter Leistung als Grundlastbrenner und ein Hauptbrenner mit variabler Leistung. Eine praktisch stufenlose Modulationsbreite der Leistung zwischen 10 und 100% ist möglich. Als Besonderheit gilt weiterhin die Blockarmatur 26, in welcher mindestens 2 Gas-Magnetventile für 2 Heizkreise integriert sind. Jeder Heizkreis wird für sich gezündet und gesichert. Abgase, welche bei der Verbrennung entstehen müssen sicher abgeführt werden. Dazu die 10 bis 13: Ein Großteil der Kessel werden heute als Ersatz für veralterte, unwirtschaftliche Anlagen in Altbauten eingesetzt. Ältere Kessel mit ca. 200 kW Leistung arbeiten alle mit Gebläsebrenner, welche mit einem verhältnismäßig kleinen Kaminquerschnitt auskommen. Für den 200 kW Brennwertkessel muß der Kamin mit einem Rohr von 200 mm Durchmesser ausgezogen werden. Bei Berücksichtigung der Muffenstärken des Kamineinsatzrohres und des Hinterlüftungsabstandes scheitert der Einsatz von Brennwertkessel oft am unzureichenden Kaminquerschnitt.
Eine Abnahme, prüffähige und preiswerte Lösung besteht in der Aufteilung des Abgasstromes auf mehrere kleine Abgasrohre direkt am Kessel, am Abgassammler.
z.B. Aufteilung eines 200 mm Abgasrohres auf zwei Rohre mit je 150 mm Durchmesser oder vier Rohre mit je 100 mm Durchmesser.
Um eine nachträgliche Anpassung zu ermöglichen, sollten die Abgasrohr-Anschlußstutzen auf einer codierten, auswechselbaren Grundplatte montiert werden.
Die Codierung ist erforderlich, um sicherzustellen, dass nur vom Werk, für den jeweiligen Kessel bestimmte Grundplatten verwendet werden können.
Die unterschiedliche Codierung besteht beispielsweise bei den 12 und 13 in der unterschiedlichen Grundplattenform und der unterschiedlichen Befestigung.
Beispiele:
1 Luft- und Gasverteilungssystem (14 Brennstellen, 4 Gebläse, 4 Gas-Ventile)
2 Luft- und Gasverteilungssystem (5 Brennstellen, 2 Gebläse, 2 Gasventile)
3 Untere Luftzuführung für 5 Brennerstellen
4 Brenneraufbau, zerlegt
5 Stand der Technik, 1 Ventil schaltet 1 Brennergruppe
6 Stand der Technik, 1 Ventil schaltet einen Brenner
7 Stand der Technik, 4 Ventile schalten 4 Brenner
8 Neuheit
9 Schnitt Mischeinrichtung mit Ringlochdüsen
10 Abgasrohranschluß, Normalausführung,
11 Ein Abgasrohr auf einer Grundplatte, codierte Form
12 Zwei Abgasrohre auf einer Grundplatte, codierte Form
13 Zwei Abgasrohre auf einer Grundplatte, codierte Form

1: Brennfeld, Brenneroberfläche
2: Mischeinrichtung Luft/Gas
3: Düsenplatte nur für Luft
4: Luft-Kanäle (14 Kanäle)
: (4 Kanäle nach 2)
5: Luft-Verteiler (untere Ebene
6: 1 Blockgasarmatur, 4 Abgänge
7: Gasleitungen
8: Düsenrohre für Gas (14 Stück)
9: Gebläse (4 Stück)
10: Luft – Strömungsrichtung
11: Luftkanal (4 Kanäle )
12: Luft Austrittsöffnungen der
: unteren Verteilungsebene
13: Luftkanal zu Brennfeld 14
14: kleines Brennfeld
: (ungeregelt)
15: großes Brennfeld (geregelt)
16: Grundeinstellung
17: Entlastungsventil
18: Leistungsregler
19: Membrane
20: Verbindungsstift
21: Druckfeder, Mengenregler
22: Membrane
23: Regelkolben für Gas
24: Wärmeisolierung und zur
: Ausdehnungskompensation
25: Düsenrohre, gasführend
26: Ein-Block Gasarmatur mit
: zwei Zünd- und überwachungs
: kreise, für Feld 14 u. 15
27: Kleinlastbrenner,
: Luftverteilung.
28: Mischkörper (Glühkörper)
29: Ringdüse für Luft und Gas
: z.B. innen Luft, außen Gas
30: Abgasrohr fest auf dem Abgas-Sammelkasten montiert
31: Abgasrohr auf einer codierten Grundplatte montiert
32: Zwei Abgasrohre auf der Grundplatte von 11
33: Zwei Abgasrohranschlüsse auf einer ovalen Grundplatte

Claims

Gebläseunterstützter Flächenbrenner mit mehreren Einzelbrennern in einem Kessel, welche einzeln ansteuerbar sind: Gekennzeichnet dadurch, dass innerhalb der Brennkammer eines Kessels: 1.) Mehrere Einzelbrenner oder Brennfelder ohne Abstand zueinander angeordnet sind. 2.) Dadurch, dass die verschiedenen Brenner oder Brennfelder eine gemeinsame Oberfläche besitzen. 3.) Dadurch gekennzeichnet, dass jedes Brennfeld einzeln für sich, in der Leistung variierend, angesteuert werden kann. 4.) Gekennzeichnet dadurch, dass die Brennerplatte isolierend und elastisch mit dem Untergehäuse verbunden ist. 5.) Gekennzeichnet dadurch, dass die vom Gebläse geförderte Verbrennungsluft auf mehrere Luftzuführungen der Mischeinrichtungen vor den Brennfeldern aufgeteilt wird. 6.) In Verbindung mit 5.), Gekennzeichnet dadurch, dass das vom Gas-Magnetventil freigegebene Gas aufgeteilt und dem Luftstrom innerhalb von den zugeordneten Mischeinrichtungen beigemischt wird. 7.) Kessel mit einer Abgasabführung gekennzeichnet dadurch, dass der Abgasrohr-Anschlußstutzen auf einer austauschbaren Grundplatte (oder Grundkörper) fest angebracht ist. 8. in Verbindung mit 7.) dadurch gekennzeichnet, dass die austauschbare Grundplatte unverwechselbar, codiert, für den jeweiligen Kesseltyp bestimmt ist. 9.) in Verbindung mit 7.) und 8.) dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte gegen eine andere Grundplatte mit mehreren fest angebrachten Abgasrohr-Anschlußstutzen ausgetauscht werden kann.