DE19954287C2

DE19954287C2 - Heizgerät mit einem durch ein Brennstoff-Luftgemisch gespeisten Brenner

Info

Publication number: DE19954287C2
Application number: DE19954287A
Authority: DE
Inventors: Franz Schmuker; Albrecht Schaefer; Marc Rosenland; Stefan Eichengruen; Andreas Mueller; Markus Wacker; Rolf Jackisch
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1999-11-11
Filing date: 1999-11-11
Publication date: 2001-10-11
Anticipated expiration: 2019-11-12
Also published as: EP1099906A1; DE19954287A1; CN1298073A; DE50005254D1; ES2215540T3; EP1099906B1; CN1135320C

Description

Die Erfindung betrifft ein Heizgerät mit einem durch ein Brennstoff-Luftgemisch gespeisten Brenner nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Stand der Technik

Die Entwicklung bei Heizgeräten konzentriert sich in den letzten Jahren auf eine Optimierung des Verbrennungsprozesses, um die gestiegenen Anforderungen bezüglich Wirkungsgrad und Schadstoffemission zu erfüllen. Bei modernen Gas-Heizgeräten werden beispielsweise überstöchiometrisch vormischende Flächenbrenner eingesetzt. Charakteristisch für diese Brenner ist die Ausbildung eines aus einer Vielzahl von kurzen, flachen Flammen bestehenden Flammenteppichs.

Insbesondere bei Gebläsebrennern und gebläseunterstützten Brennern treten unterschiedliche Phänomene von schwingenden Flammen auf, die bei bestimmten Betriebsbedingungen und Geräteabmessungen Resonanzschwingungen erzeugen, die zu kräftig schwingenden Luftsäulen und dadurch zu störenden Geräuschen führen können. Um derartige Schwingungen zu dämpfen, werden beispielsweise im Ansaug- und Abgastrakt der Heizgeräte verschiedene Maßnahmen angewandt.

Aus der DE 197 49 510 A1 ist eine Mischeinrichtung für Verbrennungsluft und Brennstoff zum Betreiben eines Brenners eines Heizgerätes bekannt, bei dem die Verbrennungsluft über einen Ansaugtrakt mit einer Vielzahl von Einlassöffnungen in eine Mischkammer eingeleitet wird. Die Einlassöffnungen bilden dabei Kanäle mit gleicher Länge aus.

Eine weitere Mischeinrichtung für Brennstoff und Verbrennungsluft zum Betreiben eines Brenners eines Heizgerätes ist aus der Druckschrift EP 500 256 B1 bekannt, bei der die Verbrennungsluft über eine Vielzahl von Kanälen mit einer entsprechenden Anzahl von Einlassöffnungen in die Mischkammer gesaugt wird. Hierbei weisen die Kanäle mit gleicher Länge eine Drallform auf, die zur besseren Vermischung der Verbrennungsluft mit dem Brennstoff dient.

Bei dem Heizgerät der DE 197 30 254 A1 ist ein Brenner, der mit Verbrennungsluft und Brennstoff versorgt wird, mit einem Ansaugtrakt ausgeführt, der vom Lufteinlass bis zum Brennerausgang Abschnitte mit unterschiedlichen großen Volumina für die Verbrennungsluft aufweist.

Bei der Mischanordnung gemäß dem Abstract der JP- Patentanmeldung 000 73 24 712 wird Verbrennungsluft über einen ersten Ansaugtrakt in eine Vormischkammer, in der die Verbrennungsluft mit Brenngas vermischt wird, und über einen nachgeschalteten zweiten Ansaugtrakt in eine Brennkammer geleitet.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Heizgerät mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß mit einfachen Mitteln das Auftreten von Resonanzschwingungen minimiert oder verhindert wird, so daß störende Geräusche unterbleiben. Die Erfindung ermöglicht es, daß mit einer einzigen Dämpfungseinrichtung im Ansaugtrakt das Auftreten von störenden Resonanzschwingungen wirksam bekämpft wird.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung möglich. Durch die konzentrische Anordnung der Lufteinlaßöffnungen um das Brennstoffzuführrohr wird eine äußerst kompakte Bauweise des Ansaugtraktes ermöglicht, der dadurch nur einen geringen Platzbedarf benötigt. Zur Optimierung der Verbrennung wird außerdem durch ein Bimetallelement der Volumenanteil der Verbrennungsluft geregelt. Eine kompakte Ausführung des Ansaugtraktes wird mittels einer Dämpfungseinrichtung erreicht, die mittels einer Bajonettverbindung an die Mischkammer ankoppelbar ist.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Ansaugtraktes eines erfindungsgemäßen Heizgerätes,

Fig. 2 eine Teilschnittdarstellung mit einem weiteren Ausführungsbeispiel eines Ansaugtraktes,

Fig. 3 eine Draufsicht auf den in Fig. 2 dargestellten Ansaugtrakt,

Fig. 4 eine Schnittdarstellung nach der Linie IV-IV in Fig. 3,

Fig. 5 eine Schnittdarstellung nach der Linie V-V in Fig. 3 und

Fig. 6 eine Seitenansicht des in Fig. 3 dargestellten Ansaugtraktes.

Ausführungsbeispiele

Die in Fig. 1 dargestellte Prinzipskizze zeigt ein Ausführungsbeispiels eines Ansaugtraktes 10 für einen nicht näher dargestellten, gebläseunterstützten Gasbrenner eines Heizgerätes, der mehrere Einlasskanäle 14 mit unterschiedlicher Länge aufweist, wobei Luft in Pfeilrichtung in eine Mischkammer 16 einströmt. In die Mischkammer 16 führt weiterhin ein Brennstoffzuführrohr 18, über das beispielsweise Brenngas eingeleitet wird. In der Mischkammer 16 wird das Brenngas mit Luft vermischt, so daß ausgangsseitig ein Brennstoff-Luftgemisch vorliegt, das mit den Pfeilen 19 gekennzeichnet ist. Das Brennstoff- Luftgemmisch wird dem Gasbrenner zugeführt und dort verbrannt.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Ansaugtraktes 10 zeigt Fig. 2. Dabei ist zusätzlich eine Gebläseeinheit 21 vorgesehen, die das Brennstoff-Luftgemisch zu dem nicht dargestellten Gasbrenner leitet. Die Gebläseeinheit 21 ist zuströmseitig mit einem Ringflansch 22 ausgeführt, an dem eine Dämpfungseinrichtung 12 beispielsweise mittels einer Bajonettverbindung 23 angekoppelt ist. Der Ringflansch 22 umschließt eine gebläseseitige Kammer 24, die sich an eine Kammer 25 der Dämpfungseinrichtung 12 anschließt. Die Kammern 24 und 25 bilden zusammen die Mischkammer 16.

Eine detaillierte Darstellung einer möglichen Ausführungsform der Dämpfungseinrichtung 12 geht aus den Fig. 3 bis 6 hervor. Die Dämpfungseinrichtung 12 weist ein topfähnliches Gehäuse 30 mit einem ersten Gehäuseabschnitt 33 und einem zweiten Gehäuseabschnitt 34 auf. Der erste Gehäuseabschnitt 33 besitzt die Gestalt eines Hohlzylinderabschnitts mit einem mischerkammerfernen Boden 31 und einem mischkammernahen Boden 32. Der zweite Gehäuseabschnitt 34 wird von einer Verlängerung des mischkammernahen Bodens 32 begrenzt und ist von einer zylindrischen Gehäusewand 35 umgeben. Die zylindrische Gehäusewand 35 umschließt die Kammer 25. An der Gehäusewand 35 sind ferner Bajonettverbindungselemente 36 angeformt die die Bajonettverbindung 23 am Ringflansch 22 der Gebläseeinheit 21 realisieren.

Im Zentrum des mischkammernahen Bodens 31 befindet sich eine zentrale Öffnung 37 mit beispielsweise drei in die Öffnung ragenden Stegen 38, zwischen denen das Brennstoffzuführrohr 18 geklemmt ist. Dadurch bildet sich zwischen der Außenwand des Brennstoffzuführrohres 18 und dem äußeren Durchmesser der Öffnung 37 zwischen den Stegen 38 ein nicht näher dargestellter Spalt aus, durch den zusätzlich Luft in die Kammer 25 einströmen kann.

In dem Gehäuse 30 sind ferner erste Einlasskanäle 41 und zweite Einlasskanälen 42 angeordnet. Die ersten Einlasskanäle 41 führen von am mischkammerfernen Boden 31 ausgebildeten einlaßseitigen Öffnungen 44 zu im mischkammernahen Boden 32 ausgebildeten auslaßseitigen Öffnungen 45. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel existieren fünf Einlasskanäle 41.

Außerhalb des ersten Gehäuseabschnitts 33 sind ferner im mischkammernahen Boden 32 beispielsweise drei weitere Öffnungen 47 angeordnet, die die zweiten Einlasskanäle 42 bilden. Die weiteren Öffnungen 47 führen somit unmittelbar in die angrenzende Kammer 25.

An der Innenseite des mischkammernahen Bodens 32 ist gemäß Fig. 5 ferner ein Bimetallelement 50 angeordnet, das beispielsweise eine der drei weiteren Öffnungen 47 temperaturabhängig schließt oder öffnet. Durch diese Anordnung wird eine temperaturabhängige Regelung der Verbrennungsluft geschaffen, wobei das Bimetallelement 50 derart ausgebildet ist, daß es mit steigender Temperatur die entsprechende Öffnung freigibt, so daß mit steigender Temperatur der Verbrennungsluft der Volumenanteil der Verbrennungsluft zunimmt und umgekehrt.

Die Dämpfungseinrichtung 12 ist kompakt ausgebildet und beispielsweise aus Kunststoff in Spritzgußtechnik hergestellt. Es ist aber genauso denkbar, die Dämpfungseinrichtung 12 als Druckgußteil beispielsweise aus Aluminium herzustellen.

Durch die verschiedenen Einlasskanälen 41 und 42 wird eine Auffächerung des Ansaugquerschnitts erzeugt, wobei die Einlasskanäle 41, 42 im wesentlichen konzentrisch um das Brennstoffzuführrohr 18 angeordnet sind. Durch die verschiedenen Einlasskanäle 41, 42 bzw. Öffnungen 44, 45 und 47 werden vor der Mischkammer 16 unterschiedliche Längen von Luftsäulen im Ansaugtrakt ausgebildet, die auf mehrere verschiedene Resonanz-Frequenzen dämpfend wirken. Außerdem wird durch die Anordnung der Öffnungen 44, 45 und 47 die Luft verteilt in die Mischkammer 16 eingeleitet, so daß eine gleichmäßige Vermischung der Luft mit dem Brennstoff stattfindet.

Claims

1. Heizgerät mit einem durch ein Brennstoff-Luftgemisch gespeisten Brenner und einer dem Brenner vorgeschalteten Mischkammer, in der der Brennstoff mit der Verbrennungsluft vermischt wird, wobei die Verbrennungsluft über einen Ansaugtrakt mit mindestens zwei Einlassöffnungen in die Mischkammer geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß den Einlassöffnungen (44, 47) Einlasskanäle (41, 42) mit unterschiedlichen Längen zugeordnet sind, in denen sich Luftsäulen mit unterschiedlicher Länge ausbilden.

2. Heizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansaugtrakt (10) eine weitere im wesentlichen zentrisch angeordnete Öffnung (37) aufweist, in der ein Brennstoffzuführrohr (18) angeordnet ist, über das der Brennstoff in die Mischkammer (16) eingeleitet wird.

3. Heizgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß um das Brennstoffzuführrohr (18) gleichmäßig verteilte Kreissegmentschlitze ausgebildet sind, über die Verbrennungsluft zusätzlich in die Mischkammer (16) einströmt.

4. Heizgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Einlassöffnungen (44, 47) im wesentlichen konzentrisch um das Brennstoffzuführrohr (18) angeordnet sind.

5. Heizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansaugtrakt (10) eine Dämpfungseinrichtung 12 mit einem Gehäuse (30) mit einem ersten Gehäuseabschnitt (33) und einem zweiten Gehäuseabschnitt (34) aufweist, wobei in dem ersten Gehäuseabschnitt (33) der erste Einlasskanal (41) mit der längeren Luftsäule und in dem zweiten Gehäuseabschnitt (34) der zweite Einlasskanal (42) mit der kürzeren Luftsäulen ausgebildet ist.

6. Heizgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere erste Einlasskanäle (41) für die langen Luftsäulen vorgesehen sind, die innerhalb des ersten Gehäuseabschnitts (33) von einem mischkammerfernen Boden (31) zu einem mischkammernahen Boden (32) führen.

7. Heizgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere zweite Einlasskanäle (42) für die kurzen Luftsäulen vorgesehen sind, die von im mischkammernahen Boden (33) angeordneten weiteren Einlassöffnungen (47) gebildet sind.

8. Heizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung 12 mittels Bajonettverbindungselementen (36) an eine dem Brenner vorgeschaltete Gebläseeinheit (21) angekoppelt ist.