DE19815636C2 - Heizgerät mit Turbostufe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein mit einer Turbostufe versehenes Heizgerät, insbesondere für Wohnmobile, Caravans etc. gemäß Oberbegriff von Anspruch 1.

Die für Wohnmobile, Caravans etc. eingesetzten bekannten Heizgeräte weisen einen Wärmeübertrager auf und sind mit zumindest einer Brennereinrichtung und mit einem Ventil zur Steuerung der Brennstoffzufuhr zu einem Zündbrenner versehen. Die Brennereinrichtung weist in der Regel zwei Brennerstufen auf und wird von einer Brennstoffzufuhrleitung vom Zündsicherungsventil mit Brennstoff versorgt, wobei der Brennstoff mittels eines einstellbaren Drosselelementes in Abhängigkeit vom Wärmebedarf des zu beheizenden Raumes zugeführt wird.

Aus DE 195 39 869 A1 ist ein Gasbrenner bekannt, welcher aus einem modulierenden Gasmagnetventil, einer zwei- oder mehrteiligen Gasdüsenplatte zur Ausbildung von mindestens zwei Brennerstufen, Venturirohren und einer Brenn­ eroberfläche besteht. Die vom modulierenden Gasmagnetventil ausgehende Gasleitung ist direkt mit einer der Gasdüsenplatten verbunden. Eine davon ab­ zweigende Versorgungsleitung zur Gasdüsenplatte der zweiten Brennerstufe enthält ein weiteres, nicht modulierend ausgebildetes Magnetventil. Indem dieses weitere Magnetventil geöffnet bzw. geschlossen wird, wirkt das Gasmagnetventil wahlweise auf beide Brennerstufen oder nur auf eine Brennerstufe.

In dem Firmenprospekt "630 EUROSEAT PLUS" der Firma SIT Group ist ein für Heizkessel eingesetztes Gasventil beschrieben. Dieses Gasventil weist zwei unabhängige Gasauslässe auf, und zwar einen mittels eines Thermostaten geregelten Hauptauslaß sowie einen manuell geregelten Hilfsauslaß. Der Hilfsauslaß wird auf einen bestimmten Wert eingeregelt, auf welchem er in der Regel während einer längeren Zeitperiode verbleibt, wobei die Regelung lediglich mittels des Thermostaten für den Hauptauslaß erfolgt. Darüber hinaus ist in dem genannten Firmenprospekt eine Version beschrieben, bei welcher das Gasventil lediglich einen Auslaß aufweist, wobei die Thermostatregelung des Hauptauslasses von der manuellen Regelung des Hilfsauslasses überlagert ist. Mittels des Hilfsauslasses kann die Zufuhr von zusätzlichem Brennstoff realisiert werden; eine Regelung mittels des Thermostaten ist jedoch ausschließlich für die über den Hauptauslaß ausgelassene normale Brennstoffmenge möglich.

Aus DE 196 23 239 A1 ist ein zweistufiger Gasbrenner zum Einsatz in Häusern oder Wohnungen mit einer ersten modulierenden Stufe und einer zweiten konstanten Stufe bekannt. Die zweite Stufe ist über ein Magnetventil parallel zu der ersten Stufe geschaltet und ist zu- und abschaltbar.

EP 0 818 655 A2 offenbart eine Vorrichtung zum gesteuerten Reduzieren eines Gasstromes, welcher einer Brennerdüse eines gasbetriebenen Koch- oder Backgerätes über eine Gaszuleitung zugeführt wird. Die Gaszuleitung ist in eine Anzahl von Teilgasleitungen verzweigt, welche parallel zueinander geschaltet sind und über welche der Brennerdüse Teilgasströme zuführbar sind. Die Vorrichtung umfaßt weiter Steuerorgane mit Schaltelemen zum wahlweisen Ein- und Ausschalten der jeweiligen Teilgasströme und Drosselelemente zum Drosseln der jeweiligen Teilgasströme.

Demgegenüber besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Heizgerät zu schaffen, mittels welchem eine rasche Aufheizzeit realisierbar ist, welches eine genaue und zuverlässige Regelung der Heizleistung der zumindest zwei Brennerstufen auch im Bereich einer Heizleistung größer als die normale Leistung ermöglicht und welches darüber hinaus kostengünstig herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird durch ein Heizgerät mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Zweckmäßige Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.

Das erfindungsgemäße Heizgerät wird insbesondere für Wohnmobile, Caravans etc. eingesetzt. Es ist mit einem Wärmeübertrager, mit zumindest einer Brennereinrichtung und zumindest zwei Brennerstufen sowie einem Ventil zur Steuerung der Brennstoffzufuhr zu einem Zündbrenner versehen. Der Brennstoff wird der Brennereinrichtung über eine Brennstoffzufuhrleitung vom Ventil über vorzugsweise eine Festdrossel und mittels eines einstellbaren Drosselelementes in Abhängigkeit vom Wärmebedarf des zu beheizenden Raumes zugeführt. Erfindungsgemäß weist das Ventil ein Bypass-Ventil mit einer Betätigungseinrichtung auf, welche mit einem Gebläse gekoppelt ist. Das Bypass- Ventil ist in einem Bypass zu der Brennstoffzufuhrleitung stromauf von den zumindest zwei Brennerstufen angeordnet, wobei im Falle des Bedarfs an Heizleistung größer als die normale Leistung die Brennstoffzufuhr zu den Brennerstufen durch Öffnen des Bypass-Ventils mittels der Betätigungseinrichtung erhöht wird. Das einstellbare Drosselelement ist in der Brennstoffzuführleitung vor dessen Verzweigung, jedoch außerhalb des Bypasses und nach einer Abzweigung von der Brennstoffzufuhrleitung zu dem Zündbrenner angeordnet. Das Bypass- Ventil ist nur betätigbar, wenn das Gebläse in Betrieb ist.

Die Erhöhung der Brennstoffzufuhr bei einem Leistungsbedarf über der Normal­ leistung wird auch als Turboheizungsmodus bezeichnet. In diesem Zusammenhang wird unter Normalleistung die Leistung verstanden, welche der Wärmeübertrager des Heizgerätes durch freie Konvektion übertragen kann, ohne daß ein Gebläse zugeschaltet wird. Diese maximal durch freie Konvektion durch den Wärmeübertrager übertragbare Leistung stellt eine 100%-Leistung dar, welche die Summe der von den Brennerstufen und von dem Zündbrenner erzeugten Gesamtleistung umfaßt. Bei Betrieb der Turboheizung wird diese 100%-Leistung überstiegen, wobei mittels des Wärmeübertragers diese größere Leistung (größer als die 100%-Leistung) durch freie Konvektion allein nicht übertragbar ist. Dazu ist ein Gebläse erforderlich.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Heizgerätes besteht unter anderem darin, daß mittels eines einzigen Bypass-Ventils die Brennereinrichtung einschließlich der zumindest zwei Brennerstufen derart regelbar bzw. mit einer entsprechenden Brennstoffmenge beaufschlagbar ist, daß selbst bei Betreiben des Heizgerätes im Turboheizungsmodus eine höhere Leistung als die 100%-Leistung an den zu beheizenden Raum abgegeben werden kann und auch in diesem Leistungsbereich eine exakte Regelung der Heizleistung möglich ist. Die Regelung der zumindest zwei Brennerstufen erfolgt dabei also gerade nicht durch Zu- oder Abschalten einer einzelnen Brennerstufe zur Erzielung einer höheren Leistung als der 100%-Leistung, wie dies im Stand der Technik der Fall ist, sondern durch Betreiben und Regeln aller Brennerstufen im gesamten Leistungsbereich einschließlich der Leistung im Turboheizungsmodus.

Vorzugsweise ist die Brennereinrichtung mit zwei Brennern ausgebildet, wobei die zwei Brenner eine erste und eine zweite Brennerstufe bilden. Über die Brennstoffzufuhrleitung werden die zwei Brenner mit Brennstoff versorgt. Wenn der Bedarf an Heizleistung größer als die Normalleistung eine gegenüber der 100%- Leistung höhere Brennstoffzufuhr erfordert, wird das Bypass-Ventil geöffnet, so daß die erste und die zweite Brennerstufe so viel Brennstoff verbrennen, daß eine Leistung größer als die Normalleistung erzielbar ist, wobei auch dann eine raumtemperatur-geführte Regelung der Heizleistung im Turboheizungsmodus erfolgt. Ein Vorteil der Ausbildung der Brennereinrichtung mit zwei voneinander getrennten Brennern besteht darin, daß im Falle eines gegebenenfalls eintretenden Ausfalls nur der jeweils defekte Brenner auszutauschen ist.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Brennereinrichtung als ein zweistufig ausgebildeter Brenner vorgesehen, wobei die erste und die zweite Brennerstufe in der Brennereinrichtung im Brenner integriert sind. Dadurch wird eine besonders kompakte Brennereinrichtung geschaffen. Unabhängig davon, ob die Brennereinrichtung zwei separate Brenner aufweist oder ob die erste und die zweite Brennerstufe innerhalb eines Brenners integriert sind, werden beide Brennerstufen im gesamten möglichen Leistungsbereich stets mit Brennstoff beaufschlagt. Mittels des Bypass-Ventils wird sichergestellt, daß die Beaufschlagung der einzelnen Brenner bei einem Heizleistungsbedarf größer als die Normalleistung mit mehr Brennstoff erfolgt, so daß die größere Heizleistung, d. h. der Turboheizungsmodus, realisierbar ist.

Das Heizgerät weist erfindungsgemäß zusätzlich ein Gebläse auf, welches mit der Betätigungseinrichtung so gekoppelt ist, daß das Bypass-Ventil nur betätigbar ist, wenn das Gebläse zumindest ihr eine Heizleistung über der Normalleistung in Betrieb ist. Bei einer Heizleistungsanforderung kleiner oder gleich der 100%- Leistung ist es nicht erforderlich, daß das Gebläse betrieben wird. Vorzugsweise ist daher der Wärmeübertrager so dimensioniert, daß dieser in der Lage ist, durch freie Konvektion die Normalleistung, d. h. die 100%-Leistung zu übertragen. Wenn eine Heizleistung größer als die Normalleistung zu überragen ist, ist es daher erforderlich, daß das Gebläse in Betrieb ist. Dadurch, daß die Betätigungs­ einrichtung mit dem Gebläse gekoppelt ist, wird somit sichergestellt, daß das Bypass-Ventil nur dann öffnet und den beiden Brennerstufen nur dann zusätzlichen Brennstoff zuführt, wenn das Gebläse in Betrieb ist. Dadurch ist es möglich, für das Heizgerät selbst mit Turboheizung einen kleiner dimensionierten Wärmeübertrager vorzusehen und dennoch sicherzustellen, daß dieser Wärmeübertrager im Turboheizungsmodus nicht überlastet wird.

Vorzugsweise sind das Gebläse und/oder die Betätigungseinrichtung manuell betätigbar. Es ist jedoch auch möglich, daß das Gebläse oder/und die Betätigungseinrichtung auf der Basis eines Wärmebedarfsignals automatisch betätigbar ist/sind. Das Wärmebedarfssignal wird dabei über einen Tempera­ tursensor in Verbindung mit einer einzustellenden Temperatur des zu beheizenden Raumes ermittelt und als Steuersignal für die mit dem Gebläse gekoppelte Betätigungseinrichtung verwendet.

Vorzugsweise ist die Brennereinrichtung als atmosphärische oder gebläseun­ terstützte Brennereinrichtung ausgebildet.

Gemäß einer weiteren Ausbildung sind die Leitungen und Düsen der Brennerstufen und damit die Brennerstufen selbst so dimensioniert und so angeordnet, daß beide Brennerstufen einen im wesentlichen gleich großen Anteil an Heizleistung aufbringen. Dadurch ist es möglich, die Gesamtbrennereinrichtung modulartig aufzubauen, was nicht nur eine Auswechselbarkeit im Falle einer Reparatur, sondern auch die Möglichkeit erhöht, ein breites Spektrum an Heizleistung durch das Vorsehen mehrerer parallel angeordneter Brenner zu erreichen. Diese im wesentlichen gleichgroße Heizleistung der jeweiligen Brennerstufen wird beispielsweise über eine Festdrossel am Brennstoffaustritt realisiert. Diese die eigentliche Düse bildende Festdrossel ist als Strömungsblende oder als sich verjüngende Rohrspitze an der Brennstoffleitung ausgebildet. Die sich verjüngende Rohrspitze ist vorzugsweise als kegeliger, einwärts gekrümmter, abschnittsweise kegeliger oder zylindrischer Austritt, oder als Schlitzdüse oder als Düse mit sternför­ mig angeordnetem Mehrfachschlitz ausgebildet.

Des weiteren ist es gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, das Drosselelement mittels eines Signals eines Temperatursensors so zu verändern, daß der Wärmebedarf des zu beheizenden Raumes regelbar ist, wobei das Drosselelement in der Brennstoffzufuhrleitung stromauf der Verzweigung zu den einzelnen Brennerstufen, jedoch außerhalb des Bypasses vorgesehen ist. Es ist jedoch auch möglich, vor jeder einzelnen Brennerstufe, insbesondere wenn die Brennereinrichtung aus zwei unterschiedlichen Brennern besteht, ein im Querschnitt veränderbares Drosselelement anzuordnen.

Vorzugsweise ist die Betätigungseinrichtung ein Magnetventil. Dies ist insbesondere für die automatische Regelung bzw. die automatische Betätigung des Bypass-Ventils von Vorteil.

Gemäß noch einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Ventil zur Steuerung der Brennstoffzufuhr ein zusätzliches Magnetventil auf, welches als Bypass angeordnet ist und bei fehlender Stromversorgung, sei es durch Ausfall oder durch Fehlen der Möglichkeit des Stromanschlusses, die Brennstoffzufuhr zum Zündbrenner und zu den beiden Brennerstufen über die Brennstoffzufuhrleitung freigibt.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detailliert erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine prinzipielle Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung für eine Turboheizung in Standardausführung;

Fig. 2 eine prinzipielle Schaltungsanordnung eines zweiten Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung für eine Turboheizung mit automatischer Betätigung;

Fig. 3 ein Zündsicherungsventil in Unteransicht für eine Turboheizung mit automatischer Betätigung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel (siehe Fig. 2);

Fig. 4 eine Anordnung der Festdrossel, des Bypass-Ventils und der Brenn­ stoffzufuhrleitung in vergrößerter Teilschnittansicht in geschlossener Stellung;

Fig. 5 die Ansicht gemäß Fig. 4, jedoch in geöffneter Stellung;

Fig. 6 eine Seitenschnittansicht des Zündsicherungsventils gemäß Fig. 3;

Fig. 7 eine vergrößerte Teilschnittansicht des zusätzlichen Magnetventils in geschlossener Stellung;

Fig. 8 eine vergrößerte Teilschnittansicht gemäß Fig. 7, jedoch in geöffneter Stellung;

Fig. 9a) eine herkömmliche Festdrossel am Zündbrenner;

Fig. 9b) eine herkömmliche Festdrossel der Brennereinrichtung (erste und zweite Brennerstufe); und

Fig. 10 Ausführungsbeispiele der Ausbildung der Rohrspitze an der jeweiligen Brennerstufe.

Fig. 1 zeigt ein Schaltschema eines für eine Standard-Turboheizung vorgesehenen Zündsicherungsventils. Die Turboheizung weist eine erste Brennerstufe 1 und eine zweite Brennerstufe 2 sowie einen Zündbrenner 3 auf. Ein Zündsicherungsventil 4 ist so aufgebaut, daß die Brennstoffzufuhr über eine Zündbrennerleitung 24 zum Zündbrenner 3 nach Öffnen eines Hauptventils 12 bei geöffneter Zündsicherung 13 ermöglicht ist. Darüber hinaus wird über das Zündsicherungsventil 4 über eine Brennstoffzufuhrleitung 5 die Zufuhr von Brennstoff, welcher einer Brennstoffquelle 16 entnommen wird, zu der ersten Brennerstufe 1 und der zweiten Brennerstufe 2 realisiert. Im Normalbetrieb erfolgt die Brennstoffzufuhr über die Brennstoffzufuhrleitung 5 zu der ersten Brennerstufe 1 und der zweiten Brennerstufe 2 derart, daß beide Brennerstufen insgesamt eine maximale Heizleistung gleich der 100%-Leistung minus der Leistung des Zündbrenners, welcher ca. 10% liefert (Normalleistung + Zündleistung = 100%), bereitstellen. Ein prinzipieller Vorteil der in Fig. 1 dargestellten Turboheizung besteht darin, daß bei eingeschaltetem Gebläse ein Bypass-Ventil 7, welches in einem Bypass 26 angeordnet ist und mittels einer Betätigungseinrichtung 8 in Form eines Schaltmagneten geöffnet und geschlossen wird, d. h. das Bypass-Ventil 7 ist als Magnetventil ausgebildet, es ermöglicht, daß die Brennstoffzufuhr zu der ersten Brennerstufe 1 und der zweiten Brennerstufe 2 erhöht werden kann, so daß die durch die beiden Brennerstufen erzielbare Heizlei­ stung größer als die 90%-Leistung ist.

Nachfolgend wird die prinzipielle Funktionsweise der in Fig. 1 beschriebenen Turboheizung in Standardausführung mit dem Zündsicherungsventil 4 beschrieben. Zur manuellen Bedienung sind ein Hauptventil 12, eine Druckstange 15 und damit verbunden ein Regelkolben 14 vorgesehen. Durch Drehen der Druckstange 15 wird über eine nicht dargestellte Kurvenscheibe das Hauptventil 12 geöffnet, so daß Brennstoff von der Brennstoffquelle 16 durch das Hauptventil 12 in den Teil der Brennstoffzufuhrleitung 5 bis zu einer Zündsicherung 13 strömen kann. Die Zündsicherung 13 unterbricht die Brennstoffzufuhr zum Zündbrenner 3. Durch Drücken der Druckstange 15 wird die Zündsicherung 13 jedoch geöffnet, so daß der Brennstoff zum Zündbrenner 3 gelangt. Ein Regelkolben 14 verschließt gleichzeitig die Brennstoffzufuhr zu der ersten Brennerstufe 1 und der zweiten Brennerstufe 2. Durch die so geöffnete Zündsicherung 13 strömt der Brennstoff über die Zündbrennerleitung 24 durch eine Zündbrennerdüse in den Zündbrenner 3. Die Zündbrennerdüse ist als Zündbrenner-Festdrossel 22 ausgebildet und für eine Leistung von ca. 10% der Gesamtleistung des Heizgerätes festgelegt.

Neben der Möglichkeit, die Druckstange 15 zum Öffnen der Zündsicherung 13 zu drücken, ist es möglich, die Druckstange 15 zu drehen. Durch Drehen der Druckstange 15 wird ein nicht bezeichneter Zündautomat aktiviert, wobei über eine ebenfalls nicht bezeichnete Zündkerze der Brennstoff gezündet wird. Dadurch ist am Zündbrenner 3 eine Zündflamme vorhanden. Am Zündbrenner 3 ist ein Thermoelement 19 installiert, welches ein Spannungssignal liefert, um die Zündsi­ cherung 13 geöffnet zu halten.

Wird nun die Druckstange 15 nicht mehr gedrückt, so öffnet der Regelkolben 14 die Brennstoffzufuhr zu der ersten Brennerstufe 1 und der zweiten Brennerstufe 2. Durch das Drehen der Druckstange 15 wird der Regelkolben 14 in eine definierte Position gebracht, wobei diese definierte Position der Freigabe eines definierten Querschnittes zum Durchtritt einer definierten Brennstoffmenge entspricht, so daß die jeweilige Position des Regelkolbens 14 einer gewünschten Raumtemperatur des zu beheizenden Raumes entspricht. Die Regelung der Raumtemperatur erfolgt über ein einstellbares Drosselelement 6 in Form eines Ausdehnungselementes, wie z. B. ein Balg sowie über einen damit schaltungsmäßig verbundenen Temperatursensor 10. Auf der Basis des vom Temperatursensor 10 gelieferten Signals in Verbindung mit der durch Drehen der Druckstange 15 erzielten jeweiligen Position des Regelkolbens 14 wird die Brennstoffzufuhr zu der ersten Brennerstufe 1 und der zweiten Brennerstufe 2 geregelt. Das Zündsicherungsventil 4 beinhaltet des weiteren eine Festdrossel 20. Diese Festdrossel 20 ist so bemessen, daß maximal eine solche Brennstoffmenge hindurchströmen kann, welche zur Erzeugung der 90%-Leistung durch die erste Brennerstufe 1 und die zweite Brennerstufe 2 erforderlich ist. Im vorliegenden Beispiel ist diese Festdrossel auf eine Leistung von 90% eingestellt.

Da der Wärmeübertrager des Heizgerätes bei freier Konvektion, d. h. bei nicht eingeschaltetem Gebläse 9, maximal eine Heizleistung in Höhe von der Normalleistung, d. h. der 100%-Leistung übertragen kann, ist das Bypass-Ventil 7 geschlossen, so daß die auf 90% Heizleistung bemessene Festdrossel 20 nicht umgehbar ist. Wenn das Heizgerät im Turboheizungsmodus betrieben werden soll, d. h. wenn ein Heizleistungsbedarf gewünscht ist, welcher größer als die 90%- Leistung ist, so wird nach eingeschaltetem Gebläse 9 bzw. mit Einschalten des Gebläses 9 mittels eines Schalters 17 die Betätigungseinrichtung 8 in Form eines Magneteinsatzes aktiviert, womit das Bypass-Ventil 7 in seine Durchgangsposition geschaltet wird. Damit wird die Festdrossel 20 umgangen, und eine größere als die durch die Festdrossel 20 mögliche Brennstoffmenge kann über die Brennstoffzufuhrleitung 5 zu der ersten Brennerstufe 1 und der zweiten Brennerstufe 2 gelangen. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist es möglich, die Heizleistung auf etwa 170% zu erhöhen.

Die Kopplung der Betätigung des Bypass-Ventils 7 mit dem Einschalten des Gebläses 9 ist erforderlich, damit der Wärmeübertrager bei einer Brennstoffzufuhr nicht überlastet wird, mittels welcher eine Heizleistung größer als die 100%- Leistung erzielbar ist. Darüber hinaus besitzt diese Sicherheitsschaltung zwischen Betrieb des Gebläses und Öffnungsstellung des Bypass-Ventils 8 den Vorteil, daß der Wärmeübertrager kleiner dimensioniert werden kann, d. h. für eine Heizleistung dimensioniert ist, welche der 100%-Leistung entspricht.

Unmittelbar am Eintritt in die erste Brennerstufe 1 und die zweite Brennerstufe 2 ist jeweils eine Brennerdrossel 21 angeordnet. Diese Brennerdrosseln 21 sind ebenfalls festeingestellt, wobei jede Drossel auf eine Heizleistung von etwa 85% eingestellt ist. Es ist jedoch auch möglich, je nach Dimensionierung der jeweiligen Brennerstufe, daß die Brennerdrosseln 21 unterschiedlich eingestellt sind. Durch die Kopplung von Gebläsebetrieb und Aktivieren des Bypass-Ventils in die Öffnungsstellung wird daher der Wärmeübertrager vor Überhitzung geschützt.

In Fig. 2 ist eine prinzipielle Schaltungsanordnung eines Heizgerätes gemäß der Erfindung für eine Turboheizung mit automatischer Betätigung dargestellt. Die prinzipielle Funktionsweise entspricht der, welche in Verbindung mit Fig. 1 obenstehend beschrieben wurde. Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Zündsicherungsventil 4 ein zusätzliches Magnetventil 11 auf. Das zusätzliche Magnetventil 11 wird durch eine Schaltuhr 18 betätigt. Die Betätigung des zusätzlichen Magnetventils 11 mittels der Schaltuhr 18 ist jedoch nur möglich, nachdem zuvor durch Drehen der Druckstange 15 die gewünschte Raumtemperatur eingestellt worden ist. Gleichzeitig wird dadurch das Hauptventil 12 geöffnet. Der Brennstoff kann somit zum Zündbrenner 3 und zu der ersten Brennerstufe 1 und der zweiten Brennerstufe 2 strömen. Die Zündung erfolgt durch einen nicht bezeichneten und nicht dargestellten, an sich bekannten Feuerungs­ automaten.

Der Vorteil dieses zweiten Ausführungsbeispiels besteht u. a. darin, daß das Heizgerät durch ein elektrisches Signal, welches von der Schaltuhr 18 geliefert wird, gestartet werden kann. Damit ist es möglich, das Heizgerät unabhängig von der ansonsten erforderlichen manuellen Bedienung zu einem gewünschten Zeitpunkt automatisch in Betrieb zu nehmen. Damit kann, je nach Heizleistungsbedarf, das Heizgerät für den Normalbetrieb, d. h. bis zu einer maximalen Heizleistung in Höhe der 100%-Leistung betrieben werden, oder das Heizgerät kann in dem Turbohei­ zungsmodus nach erfolgter Einschaltung über das Signal von der Schaltuhr 18 betrieben werden, falls ein Heizleistungsbedarf vorliegt, welcher größer als die 100%-Leistung ist. Die gesamte prinzipielle Funktion entspricht ansonsten der gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 beschriebenen.

In Fig. 3 ist eine Unteransicht eines Zündsicherungsventils mit einem zusätzlichen Magnetventil 11, d. h. mit automatischer Betätigung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel (siehe Fig. 2) dargestellt. In der Unteransicht gemäß Fig. 3 ist der Temperatursensor 10 teilweise dargestellt, welcher dem Zündsicherungsventil ein Signal an ein einstellbares Drosselelement 6 (nicht dargestellt) liefert. Neben dem zusätzlichen Magnetventil 11 ist das Bypass-Ventil 7 mit der Betätigungseinrichtung 8 dargestellt, welche als Magneteinsatz ausgebildet ist, d. h. sowohl die Betätigungseinrichtung 8 als auch die Betätigungseinrichtung 11 sind als Magneteinsätze ausgebildet. Die dargestellte Position des Bypass-Ventils entspricht der geschlossenen Position. In der geschlossenen Position erfolgt die Brennstoffzufuhr zu den einzelnen Brennerstufen von der Brennstoffzufuhrleitung 5 über die Festdrossel 20 zu den Brennerdüsen. In der oberen Austrittsöffnung der Unteransicht gemäß Fig. 3 ist des weiteren das Hauptventil 12 mit seinem Sitz angedeutet.

In Fig. 4 ist in einer vergrößerten Teilschnittansicht des in Fig. 3 markierten Bereiches die geschlossene Position des Bypass-Ventils 7 dargestellt. In der geschlossenen Position wird der Brennstoff über die als Hauptstromkanal ausgebildete Brennstoffzufuhrleitung 5 lediglich durch die Festdrossel 20 in das Anschlußstück der Brennstoffzufuhrleitung zu der Brennerdüse (nicht gezeigt) der Brennereinrichtung 1, 2 geführt. Dadurch, daß das Bypass-Ventil 7 in seiner geschlossenen Position ist, kann kein zusätzlicher Brennstoff der Brennereinrichtung zugeführt werden.

Fig. 5 zeigt die vergrößerte Teilschnittansicht gemäß Fig. 4, jedoch mit dem Bypass- Ventil 7 in seiner geöffneten Position. In der geöffneten Position strömt der Brennstoff über einen als Nebenstromkanal (Bypass 26) ausgebildeten Kanal direkt in den Anschlußteil der zu der jeweiligen Brennerdüse der Brennereinrichtung 1, 2 führenden Brennstoffzufuhrleitung 5. Der Kopf des als Kolben ausgebildeten Bypass-Ventils 7 weist ein ringförmiges Dichtelement (nicht bezeichnet) auf. Dieses ringförmige Dichtelement bildet, wenn das Bypass-Ventil 7 in seiner geschlossenen Position ist, eine ringförmige Dichtlinie, so daß Brennstoff nur noch durch die Festdrossel 20 und von dort in den Anschlußstutzen zu den Brennerdüsen der jeweiligen Brennereinrichtung strömt.

In Fig. 6 ist eine Seitenschnittansicht des in Fig. 3 gezeigten Zündsicherungsventils dargestellt. Im oberen Teil des Zündsicherungsventils 4 ist die Druckstange 15 angedeutet. Durch Drücken der Druckstange 15 wird beim Inbetriebnehmen des Heizgerätes die Zündsicherung 13 geöffnet, so daß Brennstoff über die Zündbrennerleitung 24 zum Zündbrenner 3 gelangen kann, und der Regelkolben 14 wird in die Durchlaßposition gebracht, so daß Brennstoff, welcher von der Brennstoffquelle 16 in die Brennstoffzufuhrleitung 5 strömt, zu der Brennereinrichtung 1, 2 gelangen kann. Durch Drehen der Druckstange 15 wird das Hauptventil 12 auf einen Durchtrittsquerschnitt geöffnet, mittels welchem in Verbindung mit dem Temperatursensor 10, welcher teilweise dargestellt ist, die gewünschte Temperatur des zu beheizenden Raumes eingestellt und geregelt wird.

In an sich bekannter Weise weist das Zündsicherungsventil 4 ein in Form eines Balges 23 ausgebildetes Ausdehnungselement auf. Dieses Ausdehnungselement steht in Verbindung mit dem Regelkolben 14. Mittels des Regelkolbens 14 wird an dessen unterem Ende ein Drosselquerschnitt 6 geöffnet, verändert oder geschlossen, wobei der Drosselquerschnitt 6 des Drosselelementes in Abhängigkeit von der gewünschten Heizleistung (relativ grob) geregelt wird.

Das Zündsicherungsventil 4 weist des weiteren zwei Brennstoffleitungen auf, die Brennstoffzufuhrleitung 5, welche zu der Brennereinrichtung 1, 2 führt, und die Zündbrennerleitung 24, welche Brennstoff dem Zündbrenner 3 zuführt. Der vordere Bereich der Zündbrennerleistung 24, welcher durch einen Kreis mit X bezeichnet ist (siehe Fig. 9a)), ist als eine Zündbrennerdrossel 22 ausgebildet. Der vordere Bereich der Brennstoffzufuhrleitung 5, welcher mit einem Kreis mit Y bezeichnet ist (siehe Fig. 9b)), ist als eine Brennerdrossel 21 ausgebildet. Die Brennerdrossel 21 dient dazu, nur eine solche Menge an Brennstoff der Brennereinrichtung 1, 2 zuzuführen, daß deren maximale Heizleistung entsprechend der Auslegungsbedingung für dieses Ausführungsbeispiel auf ca. 170% der Normalleistung beschränkt ist, wobei die genannten 170% Leistung die maximal mögliche, erzielbare Heizleistung aller Brennerstufen ist.

Im unteren Teil des Zündsicherungsventils 4 ist die eigentliche Zündsicherung 13 dargestellt. Nachdem durch Drücken der Druckstange 15 die Zündsicherung 13 geöffnet worden ist und Brennstoff zum Zündbrenner 3 strömt und dort gezündet wurde, wird mittels eines Thermoelementes 19 ein Spannungssignal erzeugt und an die Zündsicherung 13 geliefert, auf dessen Basis die Zündsicherung 13 offengehalten wird, so daß Brennstoff stets in die Zündbrennerleitung 24 zum Zündbrenner 3 strömt.

In dieser Seitenschnittansicht des Zündsicherungsventils 4 gemäß Fig. 6 ist ebenfalls in Schnittansicht das zusätzliche Magnetventil 11 dargestellt. Dieses zusätzliche Magnetventil 11, dessen Öffnungs- und Schließquerschnitt in dem mit Z bezeichneten Kreis ersichtlich ist, dient der automatischen Steuerung des Zündsicherungsventils. Dieses zusätzliche Magnetventil 11 weist einen Magneteinsatz auf, mittels welchem ein Kolben in Abhängigkeit von beispielsweise dem Signal einer Schaltuhr 18 (siehe Fig. 2) in eine geöffnete Position gebracht wird, so daß bei eingeschaltetem Hauptventil 12 Brennstoff von der Brennstoffquelle 16 über den Öffnungsquerschnitt in dem zusätzlichen Magnetventil 11 unter Umgehung der manuell zu betätigenden Zündsicherung 13 dem Zündbrenner 3 und in die Brennstoffzufuhrleitung 5 zu der Brennereinrichtung 1, 2 zuführbar ist.

In Fig. 7 ist eine vergrößerte Teilschnittansicht des Bereiches Z gemäß Fig. 6 dargestellt. In Fig. 7 ist der Schließkolben des zusätzlichen Magnetventils 11 in der geschlossenen Position. In Fig. 8 ist dagegen in derselben Teilschnittansicht wie Fig. 7 der Schließkolben des zusätzlichen Magnetventils 11 in der offenen Position gezeigt. Die prinzipielle Anordnung dieses zusätzlichen Magnetventils 11 ist in Fig. 2 dargestellt. Aus Fig. 8 ist ersichtlich, daß bei geöffnetem Kolben des zusätzlichen Magnetventils 11 Brennstoff sowohl in die Zündbrennerleitung 24 zum Zündbrenner 3 als auch in die Brennstoffzufuhrleitung zu der Brennereinrichtung 1, 2 strömen kann.

In Fig. 9a) ist gemäß einem Ausführungsbeispiel die Zündbrennerdrossel 22 in Form einer Strömungsblende dargestellt. Diese Strömungsblende weist in ihrer Mitte eine Öffnung einer definierten Größe auf, welche die eigentliche Zündbrennerdrossel 22 darstellt. Der in die Zündbrennerleitung 24 strömende Brennstoff wird an dieser Zündbrennerdrossel 22 soweit gedrosselt, daß im Zündbrenner 3 maximal 10% der gesamten Heizleistung erzeugt werden.

In Fig. 9b) ist in vergrößerter Schnittdarstellung eine Brennerdrossel 21 dargestellt, welcher in Form einer Strömungsblende ausgebildet ist. Diese Strömungsblende weist im zentralen Bereich eine Öffnung auf, welche die eigentliche Brennerdrossel 21 dargestellt. Die Größe dieser Öffnung ist so bemessen, daß der in der Brennstoffzufuhrleitung zu der Brennereinrichtung strömende Brennstoff so gedrosselt wird, daß die gesamte Heizleistung ca. 170% (im Turbobetriebsmodus) nicht überstiegen wird. Bei Heizgeräten, welche nicht für einen Turbobetriebsmodus vorgesehen sind, ist diese Brennerdrossel so dimensioniert, daß die Gesamtleistung aller Brennerstufen 90% der Gesamtheizleistung des Heizgerätes nicht übersteigt, wobei für den Zündbrenner ca. 10% Leistung realisiert werden.

In Fig. 10 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für Brennerdrosseln oder Zündbrennerdrosseln dargestellt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist das die eigentliche Brennerdüse darstellende Ende der Brennstoffzufuhrleitung bzw. der Zündbrennerleitung als konischer Rohrabschnitt mit einem im wesentlichen zylindrischen vorderen Abschnitt ausgebildet. Die Brennerdrossel bzw. Zündbrennerdrossel ist als Rohrspitze einer definierten Konfiguration ausgebildet. Neben der dargestellten Rohrspitze, welche aus einem Verjüngungsabschnitt besteht und einem zylindrischen Abschnitt ist es außerdem möglich, daß die Rohrspitze in einer gekrümmten Konfiguration auf den Drosselöffnungsquerschnitt reduziert wird oder daß die Brennerdüse als kegeliger Austritt oder als Schlitzdüse oder als sternförmig angeordnete Schlitzdüse ausgebildet ist. Die Form, Größe und Gestaltung der Rohrspitze richtet sich dabei nach der gewünschten Drosselwirkung für die jeweilige Brennerstufe und auch nach der gezielten Beeinflussung einer ruhigen und optimalen Flammenausbildung in den einzelnen Brennerstufen.

Bezugszeichenliste

1

erste Brennerstufe (Hauptbrenner)

2

zweite Brennerstufe (Hauptbrenner)

3

Zündbrenner

4

Zündsicherungsventil

5

Brennstoffzufuhrleitung

6

Drosselelement

7

Bypass-Ventil

8

Betätigungseinrichtung

9

Gebläse

10

Temperatursensor

11

zusätzliches Magnetventil

12

Hauptventil

13

Zündsicherung

14

Regelkolben

15

Druckstange

16

Brennstoffquelle

17

Schalter

18

Schaltuhr

19

Thermoelement

20

Festdrossel

21

Brennerdrossel

22

Zündbrennerdrossel

23

Balg (Ausdehnungselement)

24

Zündbrennerleitung

25

Rohrspitze

26

Nebenstromkanal/Bypass

Claims (14)

1. Heizgerät, insbesondere für Wohnmobile, Caravans etc., mit einem Wärme­ übertrager, mit zumindest einer Brennereinrichtung und zumindest zwei Bren­ nerstufen (1, 2) und mit einem Ventil (4) zur Steuerung der Brennstoffzufuhr zu einem Zündbrenner (3) und der Brennereinrichtung, wobei die Brennerein­ richtung von einer Brennstoffzufuhrleitung (5) vom Ventil (4) über eine Drossel (20) mit Brennstoff versorgbar und der Brennstoff mittels eines einstellbaren Drosselelementes (6) in Abhängigkeit vom Wärmebedarf zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß
ein Bypass-Ventil (7) mit einer Betätigungseinrichtung (8), welche mit einem Gebläse (9) gekoppelt ist, in einem Bypass zu der Brennstoffzufuhrleitung (5) stromauf von den Brennerstufen (1, 2) angeordnet ist, mittels welchem im Falle des Bedarfs an Heizleistung größer als die Normalleistung eine erhöhte Brenn­ stoffzufuhr zu den Brennerstufen (1, 2) durch Öffnen des Bypass-Ventils (7) mittels der Betätigungseinrichtung (8) erfolgt, wobei das Bypass-Ventil (7) nur betätigbar ist, wenn das Gebläse (9) in Betrieb ist; und
das Drosselelement (6) in der Brennstoffzufuhrleitung (5) vor deren Verzwei­ gung zu den Brennerstufen außerhalb vom Bypass angeordnet ist.

2. Heizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennereinrich­ tung zwei Brenner aufweist, welche eine erste Brennerstufe (1) und eine zweite Brennerstufe (2) bilden.

3. Heizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennereinrich­ tung ein zweistufig ausgebildeter Brenner mit einer ersten Brennerstufe (1) und einer zweiten Brennerstufe (2) ist.

4. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeübertrager so dimensioniert ist, daß er die Normalleistung durch freie Konvektion überträgt und mit einer höheren als der Normalleistung beauf­ schlagbar ist, wenn das Gebläse (9) in Betrieb ist.

5. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläse (9) und/oder die Betätigungseinrichtung (8) manuell betätigbar sind.

6. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläse (9) oder/und die Betätigungseinrichtung (8) auf der Basis eines Wär­ mebedarfsignals automatisch betätigbar ist/sind.

7. Heizgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennereinrich­ tung als atmosphärische oder gebläseunterstützte Brennereinrichtung ausgebil­ det ist.

8. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen und Düsen der Brennerstufen (1, 2) so angeordnet und dimensioniert sind, daß die Brennerstufen (1, 2) einen im wesentlichen gleich großen Anteil an Heizleistung aufbringen.

9. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselelement (6) mittels eines Signals eines Temperatursensors (10), mittels welchem der Wärmebedarf eines zu beheizenden Raumes erfaßbar ist, im Drosselquerschnitt veränderbar ist.

10. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (8) ein Magnetventil ist.

11. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil ein zusätzliches Magnetventil (11) aufweist, welches in einem Bypass angeordnet ist und bei fehlender Stromquelle die Brennstoffzufuhr zum Zünd­ brenner (3) und die Brennstoffzufuhrleitung (5) freigibt.

12. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (20) eine Festdrossel ist.

13. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß Brennerstufen (1, 2) an ihrem Austritt eine als Rohrspitze (25) ausgebildete Festdrossel aufweisen.

14. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrspitze (25) kegelig, einwärts gekrümmt, abschnittsweise kegelig oder zy­ lindrisch oder als Schlitzdüse oder als Düse mit sternförmig angeordnetem Mehrfachschlitz ausgebildet ist.