DE19749510A1

DE19749510A1 - Mixer for mixing inflammable gas and air

Info

Publication number: DE19749510A1
Application number: DE19749510A
Authority: DE
Inventors: Josephus Catharina Hen Zeegers
Original assignee: Buderus Heiztechnik GmbH
Current assignee: Bosch Thermotechnik GmbH
Priority date: 1997-11-08
Filing date: 1997-11-08
Publication date: 1999-05-12

Abstract

The air supply channel has a throttle (3) and the gas supply channel has a throttle (6) and the two throttles are formed so that during operation a laminar flow of the air and gas emerges in same. Each throttle has several ducts. The length of the throttle ducts can be ten times larger and pref. fifty times larger than the maximum cross-sectional dimension.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Mischeinrichtung zum Mi schen von brennbarem Gas und Luft mit einer Mischkammer, in die einerseits ein Luftzufuhrkanal, in dem eine Drossel vor gesehen ist, und andererseits ein Gaszufuhrkanal, in dem ebenfalls eine Drossel vorgesehen ist, mündet. Zugleich be zieht sich die Erfindung auf eine Drossel, die zur Verwendung in einer derartigen Mischeinrichtung bestimmt ist. Außerdem bezieht sich die Erfindung auf einen modulierenden Brenner, der mit einer derartigen Mischeinrichtung versehen ist.The invention relates to a mixing device for Mi combustible gas and air with a mixing chamber, in the one hand an air supply duct in which a throttle in front is seen, and on the other hand, a gas supply channel in which a throttle is also provided, opens. At the same time be The invention relates to a choke, which is for use is determined in such a mixing device. Furthermore The invention relates to a modulating burner, which is provided with such a mixing device.

Bei modulierenden Brennern, die zum Beispiel in Heizungsgerä ten verwendet werden, ist es möglich, die vom Brenner abgege bene Leistung innerhalb eines bestimmten Arbeitsbereichs zu variieren, um die abgegebene Wärme so gut wie möglich auf den Wärmebedarf abzustimmen. Bei modulierenden vormischenden Brennern ist es dabei von Bedeutung, daß im Regelbereich des Brenners, d. h. bei unterschiedlichen Mengenströmen des in der Mischkammer der Mischeinrichtung gebildeten Gas-Luft-Gemi sches, das Verhältnis zwischen der Gasmenge und der Luftmenge in dem Gas-Luft-Gemisch konstant bleibt. Dazu wird gewöhnlich Gebrauch gemacht von einer Kopplung zwischen der Einrichtung, die bei einer bestimmten Leistung des Brenners die an die Mi scheinrichtung zuzuführende Luftmenge bestimmt, und der Ein richtung, die die dabei zuzuführende Gasmenge bestimmt. Dabei hat die Luftzufuhreinrichtung eine Führungsfunktion und die Gaszufuhreinrichtung eine Folgefunktion. Die Kombination von Luftzufuhreinrichtung und Gaszufuhreinrichtung wird Modula tions-Einrichtung genannt. Ein Ventilator der Luftzufuhrein richtung erzeugt eine bestimmte Luftströmung mit dem dazuge hörigen Luftdruck, welcher Druck als Steuerdruck für die Gas zufuhreinrichtung benutzt wird. In der Gaszufuhreinrichtung wird der Steuerdruck benutzt, um dafür zu sorgen daß ein der artiger Gasdruck in dem Gaszufuhrkanal der Mischeinrichtung eingestellt wird, daß die Druckdifferenz über die Drossel in dem Luftzufuhrkanal gleich groß wie die Druckdifferenz über die Drossel in dem Gaszufuhrkanal ist. Zugleich wird dafür gesorgt, daß das strömungsabhängige Druckdifferenzverhalten der beiden Drosseln gleich ist, um das Verhältnis der Gasmen ge zur Luftmenge in dem Gas-Luft-Gemisch in der Mischkammer innerhalb des Regelbereichs des Brenners konstant zu halten.For modulating burners, for example in heating devices ten used, it is possible that the burner performance within a certain work area vary to the best possible extent on the heat given off To coordinate heat requirements. With modulating premixing It is important to burners that in the control range of the Brenners, d. H. at different flows of the in Mixing chamber of the mixing device formed gas-air mixture the ratio between the amount of gas and the amount of air remains constant in the gas-air mixture. This usually becomes Made use of a coupling between the device, which at a certain output of the burner to the Mi determined the amount of air to be supplied, and the on direction that determines the amount of gas to be supplied. Here the air supply device has a management function and Gas supply device a follow-up function. The combination of Air supply device and gas supply device becomes Modula tion facility called. A fan of the air supply direction creates a certain air flow with the addition air pressure, which pressure as the control pressure for the gas feed device is used. In the gas supply device the control pressure is used to ensure that one of the like gas pressure in the gas supply channel of the mixing device is set that the pressure difference across the throttle in the air supply duct is the same size as the pressure difference above the throttle is in the gas supply channel. At the same time it will ensured that the flow-dependent pressure differential behavior of the two throttles is equal to the ratio of the gas amounts ge to the amount of air in the gas-air mixture in the mixing chamber to keep constant within the control range of the burner.

Nach dem Stand der Technik bestehen die Drosseln im Luftzu fuhrkanal und im Gaszufuhrkanal aus einer lokalen Verengung des Querschnitts des Luftzufuhrkanals bzw. des Gaszufuhrka nals, wodurch der Druckabfall über die Drossel proportional ist zum Quadrat der Geschwindigkeit des durch die Drossel strömenden Mediums. Da diese Geschwindigkeit zu der vom Bren ner abgegebenen Leistung proportional ist, ist der Druckab fall über die Drossel proportional zum Quadrat dieser Lei stung. Dieses quadratische Verhalten wird durch die Form der Drossel und den turbulenten Charakter der Strömung hervorge rufen.According to the prior art, the throttles are in the air supply driving channel and in the gas supply channel from a local constriction the cross section of the air supply duct or the gas supply duct nals, making the pressure drop across the throttle proportional is squared the speed of through the throttle flowing medium. Since this speed to that of the Bren the output is proportional, the pressure is fall across the throttle proportional to the square of this lei stung. This quadratic behavior is determined by the shape of the Throttle and the turbulent nature of the flow call.

Der quadratische Zusammenhang zwischen dem Druckabfall über die Drosseln nach dem Stand der Technik und die dazugehörige vom Brenner abgegebene Leistung wirkt sich nachteilig aus, weil auf Grund dieses Zusammenhangs bereits für einen ver hältnismäßig kleinen Leistungsmodulationsbereich, zum Bei spiel von 30%-100%, verhältnismäßig große Druckdifferenzen, zum Beispiel 1000 Pa, benötigt werden. Dies erfordert einen leistungsfähigen, teueren Ventilator in der Luftzufuhrein richtung. Falls versucht wird, den Modulationsbereich zu ver größern, muß ein unverhältnismäßig starker Ventilator verwen det werden, der erheblich höhere Kosten mit sich bringt.The quadratic relationship between the pressure drop across the chokes according to the prior art and the associated power emitted by the burner has an adverse effect, because due to this connection already for a ver relatively small power modulation range, at play of 30% -100%, relatively large pressure differences, for example 1000 Pa. This requires one powerful, expensive fan in the air supply direction. If an attempt is made to move the modulation range larger, must use a disproportionately strong fan det, which entails significantly higher costs.

Die Erfindung beabsichtigt, eine Mischeinrichtung zu schaf fen, welche für einen modulierenden Brenner, der mit einer derartigen Mischeinrichtung versehen ist, einen großen Modu lationsbereich unter Anwendung relativ billiger Komponenten ermöglicht.The invention intends to provide a mixing device fen, which is for a modulating burner with a is provided such a mixing device, a large modu lation range using relatively cheap components enables.

Dazu ist die Mischeinrichtung gemäß der Erfindung dadurch ge kennzeichnet, daß die Luftzufuhrkanaldrossel und die Gaszu fuhrkanaldrossel derartig ausgeführt sind, daß in ihnen wäh rend des Betriebs eine laminare Luft- bzw. Gasströmung auf tritt. In einer Drossel, in der laminare Strömung auftritt, ist der Druckabfall proportional zur Geschwindigkeit des durchströmenden Mediums, wobei die Reynoldszahl, welche die Strömung charakterisiert, kleiner als 2000 ist. Dank des li nearen Zusammenhangs zwischen der Druckdifferenz und der Ge schwindigkeit des Mediums bzw. der Leistung des mit der Mi scheinrichtung gekoppelten Brenners kann man mit einer rela tiv geringen Druckdifferenz einen relativ großen Modulations bereich erhalten. Somit kann in der Luftzufuhreinrichtung ein relativ billiger Ventilator verwendet werden.For this purpose, the mixing device according to the invention is thereby ge indicates that the air supply duct throttle and the gas supply channel throttle are designed so that in them laminar air or gas flow during operation occurs. In a throttle where laminar flow occurs the pressure drop is proportional to the speed of the flowing medium, the Reynolds number representing the Flow characterized, is less than 2000. Thanks to the left near relationship between the pressure difference and the Ge speed of the medium or the performance of the Mi Scheinrichtung coupled burner can be with a rela tiv low pressure difference a relatively large modulation preserve area. Thus, in the air supply device relatively cheap fan can be used.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt jede Drossel meh rere Kanäle, die insbesondere parallel zueinander verlaufen.In a preferred embodiment, each choke comprises meh rere channels that run parallel to each other in particular.

Um unerwünschte Einströmeffekte bei den Kanälen und die damit zusammenhängend auftretenden zusätzlichen Druckdifferenzen zu minimieren, wird die Länge von jedem Kanal vorzugsweise (viel) größer gewählt als dessen größte Querschnittsabmes sung. Falls der Querschnitt von jedem Kanal zum Beispiel kreisförmig mit einem Durchmesser D ist, wählt man die Länge des Kanals vorzugsweise größer als 50×D.To undesired inflow effects in the channels and the associated associated additional pressure differences minimize, the length of each channel is preferred (Much) larger than its largest cross-sectional dimension solution. If the cross section of each channel for example is circular with a diameter D, you choose the length of the channel is preferably larger than 50 × D.

Es ist zweckmäßig und vorteilhaft, die Luftzufuhrdrossel und die Gaszufuhrdrossel in einem Fertigungsschritt herzustellen, indem man die beiden Drosseln zu einer Einheit formt.It is expedient and advantageous that the air supply throttle and to manufacture the gas supply throttle in one production step, by forming the two chokes into one unit.

Der Querschnitt der Drosselkanäle wird vorzugsweise aus der Reihe der nachfolgend erwähnten Formen gewählt: kreisförmig, mehreckig oder konkav, wobei in der mehreckigen Variante ins besondere die Formen dreieckig, viereckig, sechseckig, tra pezförmig oder rechteckig wirtschaftlich attraktiv sind. Für nahezu jeden Querschnitt ist der Strömungswiderstandskoeffi zient für laminare Strömung bekannt. Wenn gleichzeitig die Viskosität und die Dichte des durch die Drosselkanäle strö menden Mediums bekannt sind und der hydraulische Durchmesser gewählt ist, können die Länge und die Anzahl der Drosselkanä le bestimmt werden.The cross section of the throttle channels is preferably from the Series of the shapes mentioned below selected: circular, polygonal or concave, with the polygonal variant ins special the forms triangular, quadrangular, hexagonal, tra peziform or rectangular are economically attractive. For almost every cross-section is the drag coefficient known for laminar flow. If at the same time Viscosity and density of the flow through the throttle channels menden medium are known and the hydraulic diameter is selected, the length and the number of throttle channels le can be determined.

Zumindest einen Teil der hier oben erwähnten Formen kann man erhalten, indem man die Drosselkanäle mit Hilfe von hohlen Rohren Figuret, die aneinander fixiert sind, zum Beispiel in dem man die Rohre aufeinander stapelt oder indem man die Roh re in einem oder mehreren Haltern fixiert. Es ist auch mög lich, massive, längliche Elemente aneinander zu fixieren, um aus ihnen zumindest einen Teil der obengenannten Drosselkanä le zu bilden. Auf diese Weise ergibt das Stapeln von zylin derförmigen Elementen konkave Drosselkanäle mit einem Quer schnitt, dessen Form abhängig von der Art der Stapelung der Elemente abhängig ist.At least part of the forms mentioned above can be obtained by using the hollow throttle channels Pipe figurine that are fixed to each other, for example in by stacking the pipes on top of each other or by putting the raw re fixed in one or more holders. It is also possible to fix massive, elongated elements together from them at least part of the above-mentioned throttle channel le to form. This way the stacking of zylin results the shaped elements concave throttle channels with a cross cut, the shape of which depends on the type of stacking of the Elements is dependent.

Alternativ können die Drosseln aus Profilen hergestellt wer den, die beispielsweise aus Plattenmaterial gebildet sind. Alternatively, the chokes can be made from profiles those that are formed, for example, from plate material.

Die Profile oder die Drosseln als Ganzes können durch Extru dierung von keramischem Material, Metall oder Kunststoff ge bildet sein.The profiles or the chokes as a whole can be extru dation of ceramic material, metal or plastic be educated.

Weiter können in einfacher Art und Weise Drosselkanäle ge formt werden, indem man ein mit Kanälen versehenes Profil spiralförmig aufrollt.Furthermore, throttle channels can be ge in a simple manner be shaped by creating a channeled profile rolls up in a spiral.

In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform werden die Drosselkanäle gebildet, indem man gelochte Platten stapelt, wobei die hintereinander liegenden Perforationen die Dros selkanäle bilden.In an alternative preferred embodiment, the Throttle channels formed by stacking perforated plates, the successive perforations the Dros form sel channels.

Die Erfindung wird im Nachfolgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert, in der:The invention is described below with reference to a drawing explained in more detail in which:

Fig. 1 auf schematische Art und Weise eine Mischeinrichtung gemäß der Erfindung und eine Modulations-Einrichtung dar stellt; Fig. 1 represents in a schematic manner a mixing device according to the invention and a modulation device;

Fig. 1a auf schematische Art und Weise eine andere Ausfüh rungsform einer Mischeinrichtung gemäß der Erfindung dar stellt; Fig. 1a schematically represents another embodiment of a mixing device according to the invention;

Fig. 1b auf schematische Art und Weise eine andere Ausfüh rungsform einer Mischeinrichtung gemäß der Erfindung und eine Modulations-Einrichtung darstellt; Fig. 1b schematically illustrates another embodiment of a mixing device according to the invention and a modulation device;

Fig. 2 ein Diagramm zur Illustration des mit der Erfindung zu erhaltenden Modulationsbereich zeigt; Fig. 3-12 in perspektivischer Darstellung verschiedene Ausführungsformen einer Drossel nach der Erfindung zeigen; und Figure 2 shows a diagram illustrating the modulation range to be obtained with the invention; Fig. 3-12 show a perspective view of various embodiments of a throttle according to the invention; and

Fig. 12a im vergrößerten Maßstab einen Querschnitt des Pro fils aus Fig. 12 in nicht aufgerolltem Zustand zeigt. Fig. 12a shows on an enlarged scale a cross section of the pro fils of Fig. 12 in the unrolled state.

In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Pfeile zeigen die Strömungsrichtung des Mediums (Luft, Gas) an.In the different figures, the same parts are the same Designated reference numbers. Arrows show the direction of flow of the medium (air, gas).

Fig. 1 zeigt eine Mischkammer 1, der von einem Ventilator 2 über einen Luftzufuhrkanal, der eine Drossel 3 enthält, Luft zugeführt wird. Außerdem wird der Mischkammer 1 durch eine Gaszufuhrleitung 4 über einen Gasmengenstromregler 5 und eine Drossel 6 ein brennbares Gas zugeführt. Der Ventilator 2 ist mittels einer Steuerdruckleitung 7 mit dem Gasmengenstromreg ler 5 verbunden. Fig. 1 shows a mixing chamber 1, which is supplied by a fan 2 through an air supply duct which contains a throttle 3, air. In addition, a flammable gas is supplied to the mixing chamber 1 through a gas supply line 4 via a gas flow controller 5 and a throttle 6 . The fan 2 is connected to the gas quantity flow regulator 5 by means of a control pressure line 7 .

Die in den verschiedenen Teilen des gezeigten Systems herr schenden Drücke sind mit P1, P2, P3 und P4 bezeichnet. In dem Ventilator 2 herrscht an der Stauseite stromaufwärts von der Drossel 3 ein Druck P1, der auch in der Steuerdruckleitung 7 herrscht. In der Gaszufuhr herrscht stromabwärts vom Gasmen genstromregler 5 und stromaufwärts von der Drossel 6 ein Druck P2. stromabwärts von der Luftzufuhrkanaldrossel 3 und der Gaszufuhrkanaldrossel 6 herrscht der Druck P3 ebenso wie in der Mischkammer 1. In der Gaszufuhrleitung 4 herrscht der Druck P4. Das System nach Fig. 1 arbeitet wie folgt. Zum Er reichen einer bestimmten Leistung in einem mit der Mischkam mer 1 gekoppelten Brenner wird die Drehzahl des Ventilators auf einen vorher bestimmten Wert eingestellt. Dies führt zu einem Luftstrom vom Ventilator 2 zur Mischkammer 1 über die Drossel 3 mit den dazugehörigen Drücken P1 und P3. Über die Steuerdruckleitung 7 wird auf der Basis des darin herrschen den Druckes P1 der Gasmengenstromregler 5 zum Liefern einer bestimmten Gasmenge eingestellt, wobei der Gasmengenstromreg ler 5 derart eingestellt ist, daß gilt: P3-P2=P3-P1. Die Dimensionierung der entsprechenden Drosseln 3 und 6 ist weiter derart, daß bei jeder Einstellung der Drehzahl des Ventilators 2 das Verhältnis der Luftmenge zur Gasmenge in der Mischkammer 1 gleich ist, mit anderen Worten: das strö mungsabhängige Druckabfallverhalten der beiden Drosseln 3 und 6 ist gleich. Mögliche Ausführungsformen der Drosseln 3 und 6 werden nachfolgend unter Hinweis auf die Fig. 3-12 in wei teren Einzelheiten beschrieben werden.The prevailing pressures in the different parts of the system shown are designated P1, P2, P3 and P4. A pressure P1 prevails in the fan 2 on the accumulation side upstream of the throttle 3 and also prevails in the control pressure line 7 . In the gas supply there is a pressure P2 downstream of the gas flow regulator 5 and upstream of the throttle 6 . downstream of the air supply duct throttle 3 and the gas supply duct throttle 6 , the pressure P3 prevails in the same way as in the mixing chamber 1. The pressure P4 prevails in the gas supply line 4 . The system of Fig. 1 operates as follows. To reach a certain output in a coupled with the Mischkam mer 1 burner, the speed of the fan is set to a predetermined value. This leads to an air flow from the fan 2 to the mixing chamber 1 via the throttle 3 with the associated pressures P1 and P3. Via the control pressure line 7 , based on the pressure P1 prevailing therein, the gas flow controller 5 is set to deliver a certain amount of gas, the gas flow controller 5 being set such that: P3-P2 = P3-P1. The dimensioning of the corresponding throttles 3 and 6 is further such that the ratio of the amount of air to the amount of gas in the mixing chamber 1 is the same for each setting of the speed of the fan 2 , in other words: the flow-dependent pressure drop behavior of the two throttles 3 and 6 is the same . Possible embodiments of the chokes 3 and 6 will be described in more detail below with reference to FIGS . 3-12.

Fig. 1a zeigt eine ähnliche Anordnung wie die von Fig. 1, wobei die Luftzufuhrkanaldrossel 3 in Fig. 1a jedoch in ei nem Zufuhrkanal an der Saugseite des Ventilators 2 statt an dessen Druckseite angeordnet ist. Die Gaszufuhrkanaldrossel ist ebenfalls mit der Saugseite des Ventilators gekoppelt. Stromaufwärts von der Drossel 3 herrscht der Druck P5, wäh rend der Druck stromabwärts von der Drossel 3 P6 beträgt. Auch an der stromabwärts gelegenen Seite der Drossel 6 be trägt der Druck P6. Der Umgebungsdruck P5 dient als Basis, um über die Steuerdruckleitung 7 den Gasmengenstromregler 5 ein zustellen. Die Saugseite 2a des Ventilators 2 kann in diesem Fall als Mischkammer betrachtet werden. Der Druck an der Druckseite des Ventilators 2 beträgt P7, mit dem das Gas-Luft-Gemisch dem Brenner 1a zugeführt wird. Fig. 1a shows an arrangement similar to that of Fig. 1, but the air supply duct throttle 3 in Fig. 1a is arranged in egg nem supply duct on the suction side of the fan 2 instead of on the pressure side. The gas supply duct throttle is also coupled to the suction side of the fan. The pressure P5 prevails upstream of the throttle 3 , while the pressure downstream of the throttle 3 is P6. Also on the downstream side of the throttle 6 be the pressure P6. The ambient pressure P5 serves as the basis for setting the gas volume flow controller 5 via the control pressure line 7 . In this case, the suction side 2 a of the fan 2 can be regarded as a mixing chamber. The pressure on the pressure side of the fan 2 is P7, with which the gas-air mixture is fed to the burner 1 a.

Fig. 1b zeigt eine ähnliche Anordnung wie die von Fig. 1, wobei die Drosseln 3 und 6 in Fig. 1b sich der Mischkammer 1 anschließen, aber der Ventilator in diesem Fall mit der Rauchgasabführung des mit der Mischkammer 1 gekoppelten Bren ners 1a gekoppelt ist. Stromaufwärts von der Drossel 3 be trägt der Druck P5, während der Druck stromabwärts von der Drossel 3 P3 beträgt. Auch vor der Drossel beträgt der Druck an deren stromabwärts gelegenen Seite P3. Der Umgebungsdruck P5 dient als Basis, um über die Steuerdruckleitung 7 den Gas mengenstromregler 5 einzustellen. Fig. 1b shows a similar arrangement as that of Fig. 1, the throttles 3 and 6 in Fig. 1b join the mixing chamber 1 , but the fan in this case coupled with the flue gas discharge of the coupled with the mixing chamber 1 burner 1 a is. Upstream of the throttle 3 , the pressure is P5, while the pressure downstream of the throttle 3 is P3. The pressure in front of the throttle is also P3 on its downstream side. The ambient pressure P5 serves as the basis for setting the gas flow regulator 5 via the control pressure line 7 .

In Fig. 2 sind in erster Linie auf einer quadratischen Kurve 8 liegende Arbeitspunkte A und B für einen Brenner nach dem Stand der Technik gezeigt, der mit der Mischeinrichtung ver sehen ist, in der Drosseln vorgesehen sind, in denen die Druckdifferenz proportional ist zu dem Quadrat der Geschwin digkeit des durchströmenden Mediums (Gas oder Luft). Der Ven tilator in der Luftzufuhr der Mischeinrichtung liefert einen Druck, welcher zwischen einem minimalen Wert p_min von 75 Pa und einem maximalen Wert p_max von 540 Pa liegt. Der Arbeits punkt A ergibt bei dem minimalen Ventilatordruck p_min eine mi nimale Brennerleistung P_min von etwa 11 kW, während der zum maximalen Ventilatordruck p_max gehörige Arbeitspunkt B eine maximale Brennerleistung P_max von 30 kW ergibt.In Fig. 2 are primarily on a square curve 8 lying working points A and B for a burner according to the prior art, which is seen ver with the mixing device, are provided in the throttles, in which the pressure difference is proportional to that Square of the speed of the medium flowing through (gas or air). The Ven tilator in the air supply to the mixing device delivers a pressure which is between a minimum value p _min of 75 Pa and a maximum value p _max of 540 Pa. The working point A results in a minimum burner output P _min of approximately 11 kW at the minimum fan pressure p _min , while the operating point B belonging to the maximum fan pressure p _max results in a maximum burner output P _max of 30 kW.

Falls die Drosseln mit einem quadratischen Zusammenhang zwi schen dem Druckabfall und der Strömungsgeschwindigkeit des Mediums ersetzt werden durch Drosseln, in denen eine laminare Strömung auftritt, d. h. mit einem linearen Zusammenhang zwi schen dem Druckabfall und der Strömungsgeschwindigkeit des Mediums, wobei bei der gleichen maximalen Brennerleistung P_max von 30 kW die gleiche Druckdifferenz p_max von 540 Pa auftritt (Arbeitspunkt B), dann kann auf der Basis der durch den Ar beitspunkt B verlaufenden geraden, punktierten Linie 9 bei der vorher erwähnten minimalen Druckdifferenz p_min von 75 Pa ein Arbeitspunkt C gefunden werden mit einer dazugehörigen neuen minimalen Brennerleistung P'_min von 4 kW. Auf diese Wei se führt die Verwendung der Drossel mit einem linearen Zusam menhang zwischen dem Druckabfall und der Strömungsgeschwin digkeit des Mediums zu einer beträchtliche Erweiterung des Leistungsmodulationsbereichs.If the throttles with a quadratic relationship between the pressure drop and the flow rate of the medium are replaced by throttles in which a laminar flow occurs, ie with a linear relationship between the pressure drop and the flow rate of the medium, with the same maximum burner output P _max of 30 kW the same pressure difference p _max of 540 Pa occurs (working point B), then a working point C can be found on the basis of the straight, dotted line 9 running through the working point B at the previously mentioned minimum pressure difference p _min of 75 Pa with an associated new minimum burner output P ' _min of 4 kW. In this way, the use of the throttle with a linear relationship between the pressure drop and the flow rate of the medium leads to a considerable expansion of the power modulation range.

Es ist auch möglich, Drosseln mit einem linearen Zusammenhang zwischen der Druckdifferenz und der Strömungsgeschwindigkeit des Mediums ausgehend vom Arbeitspunkt A mit dem dazugehöri gen minimalen Druckabfall p_min und der minimalen Brennerlei stung P_min einzubauen, wie durch eine gestrichelten Linie 10 gezeigt ist. Die zum Erreichen der maximalen Leistung P_max von 30 kW benötigte Druckdifferenz braucht in diesem Fall ledig lich 200 Pa zu sein, wie durch den Arbeitspunkt D angezeigt ist. Hieraus geht hervor, daß unter Beibehaltung des ur sprünglichen Modulationsbereichs zwischen P_min von 11 kW und P_max von 30 kW ein Ventilator genügt, der weniger stark ist als derjenige, der bei Anwendung von Drosseln mit einem qua dratisch von der Strömungsgeschwindigkeit des Mediums abhän gigen Druckabfall nötig war.It is also possible to install throttles with a linear relationship between the pressure difference and the flow velocity of the medium starting from the operating point A with the associated minimum pressure drop p _min and the minimum burner power P _min , as shown by a broken line 10 . The pressure difference required to reach the maximum power P _max of 30 kW need only be 200 Pa in this case, as indicated by the operating point D. It follows that, while maintaining the original modulation range between P _min of 11 kW and P _max of 30 kW, a fan is sufficient which is less powerful than that which, when using throttles with a quadrant, depends on the flow rate of the medium Pressure drop was necessary.

Weiter ist es möglich, den Arbeitspunkt B bei Anwendung von Drosseln mit einem linearen Zusammenhang zwischen dem Druck abfall und der Strömungsgeschwindigkeit des Mediums beizube halten, genauso wie den ursprünglichen Modulationsbereich zwischen P_min von 11 kW und P_max von 30 kW. Es wird dann ent lang der punktierten Linie 9 zwischen den Arbeitspunkten B und E moduliert zwischen einem Druckabfall von 195 Pa und dem maximalen Druckabfall p_max von 540 Pa. Eine derartige Anwen dung hat den Vorteil, daß bei einer minimalen Leistung noch ein relativ hoher Druckabfall erfolgt, wodurch die Einstel lung des Gasmengenstromreglers weniger kritisch ist. Dies ist in der Praxis sehr günstig für einen Installateur, der in ei nem derartigen Fall den Gasmengenstromregler leichter als vorher einstellen kann.It is also possible to maintain the operating point B when using throttles with a linear relationship between the pressure drop and the flow velocity of the medium, as well as the original modulation range between P _min of 11 kW and P _max of 30 kW. It is then modulated along the dotted line 9 between the working points B and E between a pressure drop of 195 Pa and the maximum pressure drop p _max of 540 Pa. Such an appli cation has the advantage that a relatively high pressure drop occurs at a minimum output, so that the setting of the gas flow controller is less critical. In practice, this is very favorable for an installer who, in such a case, can set the gas flow controller more easily than before.

Fig. 3 zeigt eine Gas- oder Luftzufuhrdrossel, die aus meh reren gestapelten hohlen Rohren 11 mit einem kreisförmigen Querschnitt aufgebaut ist. Die Rohre sind in einem rechtecki gen rohrförmigen Halter 12 angeordnet. Fig. 3 shows a gas or air supply throttle, which is constructed from several stacked hollow tubes 11 with a circular cross section. The tubes are arranged in a rectangular tubular holder 12 .

Fig. 4 zeigt eine Drossel, bei der mehrere Rohre 13 mit ei nem kreisförmigen Querschnitt an ihren Enden in gelochten Platten 14a, 14b fixiert sind. Die Platten 14a und 14b sind an ihrem Umfang in einem zylindermantelförmigen Gehäuse 15 befestigt. Fig. 4 shows a throttle in which a plurality of tubes 13 with egg nem circular cross section are fixed at their ends in perforated plates 14 a, 14 b. The plates 14 a and 14 b are attached to their periphery in a cylindrical casing 15 .

Fig. 5 zeigt eine Drossel, die mehrere rechteckigen Kanäle 16 umfaßt und durch Extrudierung von keramischem Material, Metall oder Kunststoff hergestellt ist. Fig. 5 shows a throttle, which comprises a plurality of rectangular channels 16 and is produced by extruding ceramic material, metal or plastic.

Fig. 6 zeigt eine Drossel, die durch eine Stapelung von rechteckigen Platten 18, die mit runden Löchern 17 versehen sind, gebildet ist. Fig. 6 shows a choke which is formed by a stack of rectangular plates 18 which are provided with round holes 17 .

Fig. 7 zeigt eine Drossel, in der Kanäle 19 mit einem kreis förmigen Querschnitt durch eine spezifische Stapelung von mit drei Rinnen mit einem halbkreisförmigen Querschnitt versehe nen Profilen 20 gebildet sind. Fig. 7 shows a throttle, in the channels 19 with a circular cross-section through a specific stack of three channels with a semicircular cross-section provided profiles 20 are formed.

Fig. 8 zeigt eine Drossel, die durch Stapelung von Profilen 21 gebildet ist, welche jeweils mit vier Kanälen 22 mit einem viereckigen Querschnitt gebildet sind. Die in Fig. 8 gezeig te Drossel kann sowohl eine Gaszufuhrdrossel als auch eine Luftzufuhrdrossel umfassen: der oberhalb der durch gestri chelte Linien angedeuteten Ebene liegende Teil der Drossel kann für die Gaszufuhr an eine Mischkammer benutzt werden, während der unterhalb der obengenannten Ebene liegende Teil für die Luftzufuhr an die Mischkammer verwendet werden kann. Die Drosseleinheit nach Fig. 8 verschafft eine besonders kompakte Bauweise durch Integration der Gaszufuhrdrossel und der Luftzufuhrdrossel. Fig. 8 shows a throttle, which is formed by stacking profiles 21 , which are each formed with four channels 22 with a square cross section. The throttle shown in FIG. 8 can comprise both a gas feed throttle and an air feed throttle: the part of the throttle lying above the level indicated by dashed lines can be used for the gas feed to a mixing chamber, while the part below the level mentioned for the air supply to the mixing chamber can be used. The choke unit shown in Fig. 8 gives a particularly compact construction by integrating the gas supply throttle and the air supply throttle.

Fig. 9 zeigt eine Drossel, die sechseckige Kanäle 23 umfaßt, die durch Stapeln von aus Plattenmaterial aufgebauten Profi len 24 in einem rechteckigen rohrförmigen Halter 25 gebildet werden. Fig. 9 shows a throttle which includes hexagonal channels 23 , which are formed by stacking made of sheet material Profi len 24 in a rectangular tubular holder 25 .

Fig. 10 zeigt eine Drossel, in der dreieckige Kanäle 26a, 26b, 26c und 26d durch Stapelung von Profilen 27 in einem rechteckigen rohrförmigen Halter 28 gebildet sind. Fig. 10 shows a throttle in which triangular channels 26 a, 26 b, 26 c and 26 d are formed by stacking profiles 27 in a rectangular tubular holder 28 .

Fig. 11 zeigt eine Drossel mit einem zylindermantelförmigen Halter 31, in dem mittels massiver zylinderförmiger Elemente 30 konkave Kanäle 29 gebildet werden. Fig. 11 shows a throttle with a cylinder jacket-shaped holder 31, in the concave cylindrical means massive elements 30 channels 29 are formed.

Die Fig. 12 und 12a zeigen ein mit Kanälen 33 versehenes Profil 32. Fig. 12 zeigt das Profil 32 in spiralenförmig aufgerolltem Zustand zum Figuren einer Drossel. Figs. 12 and 12a show a 32. Fig provided with channels 33 profile. 12 shows the profile 32 in spirally coiled state to the figures of a throttle.

Claims

1. Mixing device for mixing combustible gas and air with a mixing chamber, in the one hand an air supply channel in which a throttle is arranged, and on the other hand a gas supply channel in which a throttle is also arranged, characterized in that the Luftzufuhrdros sel ( 3 ) and the gas supply throttle ( 6 ) are designed such that a laminar flow of air or gas occurs in them during operation.

2. Mixing device according to claim 1, characterized in that each throttle ( 3 , 6 ) comprises a plurality of channels ( 11 ; 13 ; 16 ; 17 ; 19 ; 22 ; 23 ; 26 a- 26 d; 33 ).

3. Mixing device according to claim 2, characterized in that the throttle channels ( 11 ; 13 ; 16 ; 17 ; 19 ; 22 ; 23 ; 26 a- 26 d; 33 ) run essentially parallel to one another.

4. Mixing device according to claim 2 or 3, characterized in that the length of the throttle channels ( 11 ; 13 ; 16 ; 17 ; 19 ; 22 ; 23 ; 26 a- 26 d; 33 ) is greater, in particular ten times larger and is preferably about fifty times larger than its largest cross-sectional dimension.

5. Mixing device according to one of claims 1-4, characterized in that the gas supply throttle and the air supply throttle are designed as a unit ( Fig. 8).

6. Mixing device according to one of claims 2-5, characterized in that the cross section of the throttle channels ( 11 ; 13 ; 17 ; 19 ) is substantially circular.

7. Mixing device according to one of claims 2-5, characterized in that the cross section of the throttle channels ( 16 ; 22 ; 23 ; 26 a- 26 d; 33 ) is substantially polygonal, in particular triangular, quadrangular, hexagonal, trapezoidal or rectangular .

8. Mixing device according to one of claims 2-5, characterized in that the cross section of the throttle channels ( 29 ) is substantially concave.

9. Mixing device according to one of claims 2-8, characterized in that the throttle channels are formed by a plurality of hollow tubes ( 11 ; 13 ) which are fixed to one another.

10. Mixing device according to one of claims 2-8, characterized in that the throttle channels ( 29 ) by a plurality of mas sive, elongated elements ( 30 ) which are attached to each other, are formed.

11. Mixing device according to one of claims 2-8, characterized in that the throttle channels ( 19 ; 22 ; 23 ; 26 a- 26 d) are formed by a stack of profiles ( 20 ; 21 ; 24 ; 27 ).

12. Mixing device according to claim 11, characterized in that the profiles ( 24 ) are formed from plate material.

13. Mixing device according to one of claims 2-8, characterized in that the throttles are formed by spiral rolling up of a channel ( 33 ) provided with a profile ( 32 ).

14. Mixing device according to one of claims 9-13, characterized characterized in that each tube, element or profile in one tubular holder is attached.

15. Mixing device according to one of claims 2-8, characterized in that the throttle channels ( 16 ) are formed by extrusion of a ceramic material, metal or plastic.

16. Mixing device according to one of claims 2-8, characterized in that the throttle channels ( 17 ) are formed by a stack of perforated plates ( 18 ).

17. Air supply throttle, intended for use in a Mi shear device according to one of claims 1-16.

18. Gas supply throttle for use in a mixer tion according to one of claims 1-16.

19. Modulating burner with a mixing device after any of claims 1-16.