DE2154457A1

DE2154457A1 - Gasbrenneranlage mit Fremdzug und Ausstoßung der Verbrennungsgase

Info

Publication number: DE2154457A1
Application number: DE19712154457
Authority: DE
Inventors: Norio Yamatokoriyama; Kimpara Nobuyuki Nara; Takata Manabu Yamatokoriyama; Kawabata (Japan). P
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1970-11-05
Filing date: 1971-11-02
Publication date: 1972-05-31
Also published as: FR2113554A5; US3765823A; GB1367793A

Description

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MATSUSHITA ELECTRIC INDUSTRIAL CO., LTD. Osaka, Japan

Gasbrenneranlage mit Fremdzug und Ausstoßung der Verbrennungsgase

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gasbrenneranlage mit Fremdzug und Ausstoßung der Verbrennungsgase, zu der ein Gebläsemotor zur Hervorbringung einer Sog- und Ausstoßwirkung gehört, wie sie für die Unterhaltung der Verbrennung nötig ist, und bei der die durch die zwischen dem in dem von dem Gebläsemotor erzeugten Luftstrom im Ansaug- und Austrittskanal eintretenden Reibungsverlust und dem Luftdurchsatz bestehenden Zusammenhänge gegebene Charakteristik dieses Gebläsemotors (im folgenden als P-Q-Charakteristik bezeichnet) in eine Beziehung zu dem durch eine Brenneranlage oder den Ansaug- und Austrittskanal bewirkten Reibungsverlust und zu dem Luftüberschußverhältnis bei der Verbrennung gesetzt wird, wodurch unabhängig von der Äquivalentlänge des Ansaug- und Austrittskanals (einschließlich der gekrümmten Teile) und von deren Durchmessern sowie unabhängig von der Art des verwendeten Gases und von Schwankungen in der Netzspannung und Periodenzahl des Betriebestroms eine

ausgezeichnete

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- 2 auBgezeich.netβ Verbrennungeleistung erzielt werden kann.

Zu den herkömmlichen Gasbrenneranlagen dieser Art, bei denen von außerhalb des Hauses Luft angesaugt wird und bei denen die Verbrennungsgase ins Freie ausgestoßen werden, um einer Verunreinigung der Raumluft durch die Anlage vorzubeugen, gehören auch die Gasbrenneranlagen mit Zugausgleich. Bei einer Gasbrenneranlage die ses Type wird die frische Außenluft nicht unter Zuhilfenahme eines Gebläses, sondern in Ausnutzung des durch die Verbrennungsgase bewirkten Zuges in die Brenneranlage eingesaugt, so daß sich zwischen dem Austritt der Abgase und der Ansaugung der Frischluft ein Gleichgewichtszustand einstellt. Doch wird die Verbrennungsleistung bei Einrichtungen dieser Art leicht von den atmosphärischen Bedingungen beeinflußt. So können die Verbrennungsgase beispielsweise an einem windigen Tag nicht unbehindert austreten, was daher mit einer Störung des Gleichgewichtszustandes zwischen dem Gasaustritt und der Ansaugung verbunden ist und eine unvollständige Verbrennung nach sich zieht.

Als Brenneranlage, bei welcher der obengenannte Nachteil der Brenneranlagen mit Zugausgleich nicht in Erscheinung tritt, ist eine sog. Gasbrenneranlage mit Fremdzug und Ausstoßung der Verbrennungsgase bekannt geworden, bei der zum Ansaugen der Luft und zum zwangsweisen Ausstoßen der Abgase ein Gebläsemotor vorgesehen ist. Bei einer Brenneranlage dieses !Typs mußte indessen die Möglichkeit gegeben sein, die P-Q-Charakteristik des Gebläsemotors von Zeit zu Zeit entsprechend den jeweiligen unterschiedlichen Zuständen der Brennereinrichtung, der Ansaug- und Ausstoßeinrichtung usw. festzulegen, was häufig Schwierigkeiten beim Einbau der Anlage mit sich brachte. Genauer gesagt, der Verbrennungszustand ändert sich bei einer Brenneranlage dieser Art hauptsächlich (i) in Abhängigkeit vom Luftdurchsatz, insofern dieser seinerseits von dem durch die jeweilige Länge der Ansaug- und Austrittskanale (einschließlich der Kanäle in der Brenneranlage selbst, der Ansaug- und Au si aß leitungen und der Ansaug- und Ausstoßeinrichtung) bedingten Reibungsverlust der Luft abhängig ist, (il) in Abhängigkeit von der zur Verbrennung erforderlichen Luftmenge, die je nach der Art des verwendeten Gases unterschiedlich ist, und (ill) in Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit

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•Al'

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sohwindigkeit dee το η dem Gebläsemotors erzeugten Luftetroas, ineofern diese durch Schwankungen in der Netzspannung und durch Änderungen in der Periodensahl dee Betriebsstroms beeinflußt wird ο

Hinsichtlich des ist obigen unter (l) erwähnten Luftdurchsatzes ale Funktion der Länge der Ansaug- und Austrittskanäle ist zunächst festzustellen, daß der fieibungsverlust um so größer ausfällt, je länger die Ansaug- und Austrittskanäle sind, und da die Leistungsfähigkeit des Gebläsemotors als konstante Größe einzusetzen ist, wird schließlich ein Punkt erreicht, an dem eine noch weitergehende Erhöhung des Keibungsverlusts den Ansaug- und Ausstoßvorgang nachteilig beeinflussen würde, so daß die Verbrennungsleistung dann abfällt. Bei den herkömmlichen Anlagen mußte daher die P-Q-Charakteristik des Gebläeenotore entsprechend der jeweiligen Länge der Ansaug- und AustrjLttskanäle festgelegt werden. Biese Maßnahme war nun aber nicht nur insofern unbefriedigend, als sich hierdurch der Einbau der Anlage umständlich gestaltete, sondern auch deshalb, weil bei einer inderung der Länge der Ansaug- und Austrittskanäle» beispielsweise im Fall einer Verlegung der Anlage an einen anderen Installationsort, der Gebläsemotor der Anlage nicht mehr benutzt werden konnte. Wird der Gebläsemotor in diesem Fall in der Anlage weiterverwendet, so wird der Brenneranlage entweder eine unzureichende Luftmenge oder aber ein Luftüberschuß zugeführt, was ein Zurückschlagen der Flamme, ein Brennen mit gelben Flammenspitzen oder ein Abheben der Flamme zur Folge hat, so daß die Verbrennungslei stung also in jedem Fall nachteilig beeinflußt wird.

Mit anderen Worten, bei der herkömmlichen Brenneranlage der beschriebenen Art kann der Gebläsemotor nur bei Einhaltung ganz bestimmter Bedingungen verwendet werden.

Im Hinblick auf den obigen Punkt (il) , also die jeweils benötigte Luftmenge, wurde bereits erwähnt, daß die für die Verbrennung erforderliche Luftmenge je nach der Art des verwendeten Gases unterschiedlich ausfällt, so daß beispielsweise also für die Verbrennung von Butan und Erdgas eine verhältnismäßig große Luftmenge erforderlich ist, während für Stadtgas schon eine relativ geringe Luftmenge genügt. Die Charakteristik des benutzten Gebläsemotors muß daher auf die Art des verwendeten Gases abgestimmt sein,

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BAD ORtGINAt.

- 4 -was ebenfalls recht lästig ist.

Hinsichtlich des Punktes (ill) , nämlich des Einflusses der Spannung und Periodenzahl des dem Gebläsemotor zugeführten Stroms, ist zu beachten, daß die Strömungsgeschwindigkeit des von dem Gebläsemotors erzeugten Luftstroms gelegentlichen Schwankungen unterliegt, die auf Schwankungen in der Netzspannung sowie auf Unterschiede in der Periodenzahl des Betriebsstroms zurückzuführen Bind. Bei der herkömmlichen Brenneranlage ist eine Anpassung der Betriebsweise des Gebläsemotors an die Schwankungen im Luftdurchsatz, wie bereits erwähnt, nicht möglich, so daß sich solche Änderungen in der Strömungsgeschwindigkeit der Luft natürlich in einer Minderung der Terbrennungsleistung auswirken.

Im Rahmen der Erfindung werden diese Probleme durch eine entsprechende Festlegung der P-Q-Charakteristik des Gebläsemotors in einer rationellen Weise gelöst.

Sie Erfindung hat zur Aufgabe, eine Gasbrenneranlage mit FremdEUg und Ausstoßung der Verbrennungsgase zu schaffen, die auch im Falle einer Abänderung der Länge der Ansaug- und Auetrittskanäle oder bei einer Betriebsumstellung auf einen Brennstoff anderer Art sowie beim Auftreten von NetzSpannungsschwankungen oder Schwankungen in der Periodenzahl des dem Gebläsemotor zugeführten Betriebsstroms die Aufrechterhaltung eines stabilen Verbrennungszustandes gestattet.

Weiterhin hat die Erfindung zur Aufgabe, eine Gasbrenneranlage der obenbezeichneten Art mit Fremdzug und Ausstoßung der Verbrennungsgase zu schaffen, bei der am Auslaßende des Austrittskanals ein Gebläsemotor zur Erzeugung eines im wesentlichen in der gesamten LängenerStreckung des Ansaug- und des Austrittskanals vorherrschenden Unterdrucks vorgesehen ist, wodurch einem Ausströmen von Verbrennungsluft vor Erreichen der Brenneranlage infolge einer Undichtigkeit oder einem Ausströmen giftiger Abgase in den Raum auch dann vorgebeugt werden kann, wenn das Wandungsgefüge des Ansaug- und Austrittskanals schadhaft geworden sein sollte, was sich also im Sinne einer weiteren Erhöhung der Stabilität und Sicherheit der Verbrennung auswirkt.

Des weiteren hat die Erfindung zur Aufgabe, eine Gasbrenneranlage

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neranlage der obenbezeichneten Art mit Fremdzug und Ausstoßung der Verbrennungsgase zu schaffen, bei der das Einlaßende des Ansaugkanals und das Auslaßende des Austrittskanals, die sich am Installationsort des Geräts durch eine Hauswand nach außen erstrecken, übereinander angeordnet oder teleskopartig ineinandergeschoben sind und in dieser Form eine Ansaug- und Auslaßeinheit darstellen, was das Hindurchführen des Ansaug- und des Austrittskanals durch die Hauswand bei der Installation erleichtert.

Des weiteren hat die Erfindung zur Aufgabe, eine Gasbrenneranlage der obenbezeichneten Art mit Fremdzug und Ausstoßung der Verbrennungsgase zu schaffen, bei der die Ansaug- und die Auslaßöffnung der Brennereinheit die gleiche wechselseitige Lageanordnung haben wie die Anschlußenden der Ansaug- und Auslaßeinheit, so daß die Ansaug- und Auslaßeinheit unmittelbar an die Brennereinheit angeschlossen werden kann, wenn sich die Brennereinheit an einer Stelle nahe der Hauswand befindet, wodurch eine entsprechende Flexibilität in der Führung des Ansaug- und des Austrittskanals erreicht wird.

Des weiteren hat die Erfindung zur Aufgabe, eine Gasbrenner anlage der obenbezeichneten Art mit Fremdzug und Ausstoßung der Verbrennungsgase zu schaffen, bei der vor der Auslaßöffnung der Ansaug- und Auslaßeinheit ein Windschutz vorgesehen ist, wodurch einer Verschlechterung der Ausstoßleistung infolge von Windeinwirkung vorgebeugt und eine stabile Betriebsweise des Gebläsemotors gewährleistet werden kann.

Darüber hinaus hat die Erfindung auch zur Aufgabe, eine Gasbrenneranlage der obenbezeichneten Art mit Fremdzug und Ausstoßung der Verbrennungsgase zu schaffen, bei der ein Teil der den Ansaugkanal durchströmenden Frischluft dem Gebläsemotor zugeleitet wird, wodurch einer durch die Abgaswärme bewirkten Überhitzung des Gebläsemotors vorgebeugt wird.

Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Zusammenhang der nachfolgenden eingehenden Beschreibung in Verbindung mit den beigegebenen Zeichnungen. Darin zeigern

Fig. 1 eine Vorderansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gasbrenneranlage mit Fremdzug und Ausstoßung der Verbrennungsgas e

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- 6 brennungsgase, wobei in der Darstellung Teile weggebrochen sind»

ilg. 2 eine in einem größeren Maßstab gehaltene Ansicht der in Fig. 1 gezeigten Brennereinheit, wobei ein Teilbereich weggebrochen dargestellt ist, um den inneren Aufbau zu zeigen»

ilg. 3 eine senkrechte Schnittansicht der Ansaug- und Auslaßeinheit;

Pig. 4 eine Schnittansicht in einem entlang der Linie IV-IV der Fig. 5 gelegten Schnitt}

ilg. 5 eine Oberaneicht der in ilg. I gezeigten Brennereinheit ;

flg. 6 eine Vorderansicht der Brennereinheit und der Ansaug- und Auslaßeinheit, die hier unmittelbar aneinander angeschlossen sind;

ilg. 7 eine senkrechte Schnittansicht einer anderen Ausführungsform der Ansaug- und Auslaßeinheit»' und

ilg. 8 ein Diagramm zur graphischen Bar stellung der P-Q-Charakteristik des Gebläsemotore, d.h. der sirischen dem Reibungsverlust der Luft im An eau g- und Auetrittskanal und dem Luftüberschußverhältnis bei der Verbrennung bestehenden Beziehungen.

Anhand der beigegebenen Zeichnungen soll nun eine Ausführungsform der Erfindung beschrieben werden.

In der Darstellung der üg. 1 bis 4 weist eine allgemein mit der Bezugszahl 1 bezeichnete Brennereinheit ein Außengehäuse 2 und einen zur Wassererhitzung durch die Verbrennungswärme dienenden Teil 3 auf, der in das Außengehäuse 2 aufgenommen ist. Der Verbrennungeteil 3 besteht im wesentlichen aus einem Hauptgasbrenner 4 und einem oberhalb des Hauptgasbrenners 4 angeordneten Wärmeaustauscher 5· Das Wasser wird dem Wärmeaustauscher 5 durch ein Wasserrohr 6 zugeleitet und das in dem Wärmeaustauscher 5 bereitete Heißwasser strömt durch eine Heißwasserleitung 7 derjenigen Stelle zu, an der es benötigt wird. Das Brenngas wird dem Gasbrenner 4 durch ein Gasrohr 8 zugeführt. Eine mit einem Thermopaar arbeitende Sicherheitsschaltvorrichtung 9 und ein waseerdruckgeregeltes Gasventil 10, das

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in seiner Betätigungsweise auf den Wasserstrom in dem Wasserrohr 6 anspricht, sind in das Gasrohr 8 gelegt. Sas Außengehäuse 1 weist in der Vorderwand ein Bliokfenster 11 und in der oberen Wand eine An Säugöffnung 13 sowie eine Auslaßöffnung I4 auf, wobei die Ansaugöffnung 13 in den Innenraum des Außengehäuses 1 überleitet, während die Auslaßöffnung I4 mit einem Austrittsbereich des Verbrennungsteile 3 verbunden ist. Die Bezugszahl 12 bezeichnet einen an der Vorderwand des Außengehäuses 2 vorgesehenen Bedienungsknopf*

Eine allgemein mit der Bezugszahl 15 bezeichnete An sau g- und Auslaßeinheit umfaßt einen Ansaugkanal 16 mit rechteckigem Querschnitt und einen in bezug auf den Ansaugkanal 16 in diesem konzentrisch angeordneten und von dem Ansaugkanal duroh mehrer· Fittings 16 getragenen Auetrittekanal 17* Die Ansaug- und Auelaßeinheit 15 erstreckt sich duroh «in« den Innenraum A gegen den Außenraum B abgrenzende Hauewand C hinduroh und ist an dieser Wand C durch Httings 20 befestigt, beispielsweise etwa mit Hilfe von Bolzen und Muttern, wobei die Bolzen duroh »inen den Aneaugkanal 16 umspannenden Flansch 19 hindurchgeführt sind* Der Austrittskegel 17 erstreckt sich mit seinem äußeren End· weiter naoh außen als das äußere Ende des Ansaugkanals 16 und ist in der Weise trichterförmig nach außen erweitert, daß hierdurch ein ünterteilungselement 21 gebildet wird. Dieses Unterteilungeelement oder Trennglied 21 ist so angeordnet, daß ein Überströmen zwischen der Lufteinlaßöffnung 16' des Ansaugkanals 16 und der Austrittsöffnung I7' des Austrittskanal β 17 verhindert wird, so daß die aus der Auetrittsöffnung 17' ausgestoßenen Verbrennungsgase nicht in die Lufteinlaßöffnung 16· einströmen können. Am äußeren finde des Ansaugkanals 16 ist ein aus einem durchbrochenen Material wie beispielsweise einem Metallsiebgeflecht bestehender Staubfänger 22 vorgesehen, der sich von dessen Umfangskante aus nach vorn bis über das äußere Ende des Austrittskanals hinauserstreckt. Am Vorderende des Staubfängers 22 ist in Gegenüberstellung zu der Austrittsöffnung I7 · des Austrittskanals I7 ein Windschutz 23 vorgesehen, dessen konvexe Fläche der Austrittsöffnung zugekehrt ist. Auf der Ansaugseite eines Gebläsemotors 24 ist ein Rohrverbindungsstück 25 vorgesehen, während ein anderes Rohrverbindungsstück 26 auf der Austrittsseite angeschlossen ist. Das Rohrverbindungsstück

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dungsstück 26 erstreckt sich in den Ansaugkanal 16 hinein und ist innerhalb des Ansaugkanals an den Austrittskanal 17 angeschlossen. Die Umfangswandung und die Endwandung des Ansaugkanals 16 sind am anderen Ende innerhalb des Raums von mehreren Öffnungen durchbrochen und an eine dieser Öffnungen ist ein Rohrverbindungsstück 27 angeschlossen, dessen Aufbau der gleiche ist wie der des an den Gebläeemotor angeschlossenen Rohrverbindungsstücks 25 > während die andere öffnung 30 normalerweise durch eine Abdeckung JL verschlossen ist. Falls die Brennereinheit 1 in der in Hg. 1 gezeigten Weise an einer von der Ansaug- und Auslaßeinheit 15 entfernten Stelle installiert ist, sind die Ansaugöffnung 13 der Brennereinheit 1 und das Rohrverbindungestück 27 dee Ansaugkanals 16 durch eine Ansaugleitung 28 miteinander verbunden, und in entsprechender Weise sind auch die Austrittsöffnung I4 und daB Rohrverbindungsstück 25 dee Gebläseaotors 24 durch eine Auelaßleitung 29 miteinander verbunden. Die Ansaugleitung 28 und die Auslaßleitung 29 sind nicht teleskopartig ineinandergeschoben, wie dies beim An saug- und Austrittskanal der Ansaug- und Auslaßeinheit 15 der Fall ist, sondern sie sind getrennt angeordnet.

Wird nun bei dem obenbeschriebenen Aufbau der Gebläsemotor 24 in Betrieb genommen und die Verbrennung in dem Gasbrenner 4 eingeleitet, so wird durch die Lufteinlaßöffnung 16' von außen Frischluft in den Ansaugkanal 16 eingesaugt, um hierauf durch das Rohrverbindungsstück 27, die Ansaugleitung 28 und die Ansaugöffnung I3 in das Außengehäuse 2 einzuströmen, so daß die Verbrennung des Gases unterhalten werden kann. Gleichzeitig strömen die von dem Gasbrenner 4 erzeugten Verbrennungsgase durch die Austrittsöffnung I4 in die Auslaßleitung 29 ein und werden aufgrund die Wirkweise des Gebläsemotors 24 durch den Austrittskanal 17 und durch dessen Austrittsöffnung 17' nach außen ausgestoßen.

Wie aus den obigen Darlegungen zu entnehmen ist, liegen der Ansaugkanal 16, die Ansaugleitung 28, der Innenraum des Außengehäuses 2 und die Auslaßleitung 29 nach erfolgter Inbetriebnahme der Anlage sämtlich auf der Aneaugseite des Gebläsemotors 24. Dies bedeutet, daß praktisch im Gesamtbereich der Ansaug- und Austrittskanäle mit Ausnahme des Austrittskanal ε 17 der Ansaug- und Auslaß-

einheit

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einheit 15 ein Unterdruck vorherrscht. Die zur Unterhaltung der Verbrennung dienende Luft oder die Verbrennungsgase können daher auch im Fall eines kleineren Schadens an den Ansaug- und Austrittskanälen nicht in den Kaum ausströmen. Dies ist nicht nur für die Reinhaltung der Raumluft von Vorteil, sondern auch insofern, als hierdurch ein einfacher Dichtungsaufbau für die Abdichtung der Ansaug- und Austrittskanäle ermöglicht wird.

Bei dem obenbeschriebenen Aufbau sind die Ansaugleitung und die Auslaßleitung 29 getrennt voneinander vorgesehen. Das hat den Zweck, einem Korrodieren der Auslaßleitung 29 durch Kondenswasser vorzubeugen und gleichzeitig auch die Installation dieser Leitungen zu erleichtern. Verständlich wird dies, wenn man sich vor Augen hält, daß es bei einer ineinandergeschobenen Anordnung der Ansaugleitung 28 und der Auslaßleitung 29 erforderlich wäre, zwischen den Wandungen dieser Leitungen einen gleichbleibenden Abstand einzuhalten, was ein Biegen der Leitungen auf das äußerste erschweren würde. Auch wurden die duroh die Auslaßleitung strömenden Abgase in diesem Fall durch die Luft, welche die Ansaugleitung durchströmt, gekühlt werden und der darin enthaltene Wasserdampf würde sich folglich an der Innenwandungsfläche der Auslaßleitung niederschlagen» In diesem Fall würde es zu einer Umsetzung des an der Innenfläche der Auslaßleitung anhaftenden Wassers mit Schwefelverbindungen oder mit anderen Verbindungen kommen, was zu Korrosionserscheinungen an der Auslaßleitung führen würde. Es ergibt sioh somit, daß es vorteilhaft ist, die Ansaugleitung 28 und die Auslaßleitung 29 getrennt voneinander vorzusehen.

Da der Ansaugkanal 16 und der Austrittskanal 17 in der Ansaug- und Auslaßeinheit 15 in einer ineinandergeschobenen Anordnung vorgesehen sind, wie dies weiter oben ausgeführt wurde, braucht die Wand C zur Installation dieser Leitungskanäle nur mit einem einzigen Loch durchbrochen zu werden und die Arbeiten zur Installation dieser Leitungen werden daher wesentlich vereinfacht. Andererseite könnte es den Anschein haben, daß diese Bauweise im Hinblick auf die anzustrebende Vermeidung einer Wasserkondensation im Sinne der obigen Ausführungen von Nachteil wäre. Praktisch ist die Länge der ineinandergeschobenen Teile des Ansaugkanals 16 und des Austrittskanals

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kanals 17 im Vergleich zur Gesamtlänge der Auslaßleitung jedoch relativ gering, und die Abgase werden daher beim Durchströmen dieses Teils des Austrittskanals 17 nicht bis zur Kondensationstemperatur des Wassers abgekühlt.

Wie bereits erwähnt wurde, soll durch das am Vorderende des Austrittskanals 17 ausgebildete Unterteilungselement 21 verhindert werden, daß die durch die Auslaßöffnung 17 · ausgestoßenen Abgase in den Ansaugkanal 16 eingesaugt werden, um so zu erreichen, daß in dem Gasbrenner 4 ein befriedigender Verbrennungszustand aufrechterhalten bleibt. Der Windschutz 23 dient dem Zweck, einer durch äußere Luftbewegung hervorgerufenen Verschlechterung der Ausstoß-P leistung vorzubeugen.

Die wechselseitige Lageanordnung des Rohrverbindungsstücks 25 des Gebläsemotors 24 und der am inneren Ende des Ansaugkanals in dessen Umfangswandung vorgesehenen und der gleichen Richtung wie das Rohrverbindungsstück 25 zugekehrten öffnung 30 ist die in ilg. gezeigte. Hit anderen Worten, das Rohrverbindungestück 25 und die öffnung 30 haben voneinander in der einen Richtung einen Abstand ■£ und in einer Richtung senkrecht zu dieser Richtung einen Abstand m. Zn ähnlicher Weise ist auch für die Ansaugöffnung 13 und die Austrittedffnung 14 der Brennereinheit 1 eine solche wechselseitige Lageanordnung vorgesehen, daß diese öffnungen voneinander in der einen Richtung einen Abstand t und in einer anderen Richtung senkrecht dazu einen Abstand m haben, wie dies in FLg. 5 gezeigt ist.

Soll nun also die Brennereinheit nahe an der Wand C aufgestellt werden, so kann man das Rohrverbindungsstück 25 des Gebläsemotors 24 und das Rohrverbindungsstück 27 des Ansaugkanals 16 an die Austrittsöffnung I4 bzw. an die Ansaugöffnung I3 der Brennereinheit 1 anschließen, indem man zu diesem Zweck die Abdeckung von der in Fig. 3 gezeigten Öffnung 30 entfernt, das Rohrverbindungsstück 27 mit dieser öffnung verbindet, die Ansaug- und Auslaßeinheit 15 um 90 dreht, um die Rohrverbindungsstücke 25 und 27 nach unten zu richten, worauf auch die Brennereinheit 1 um 90° aus der in Fig.l gezeigten Stellung gedreht wird, so daß ihre Rückseite nunmehr der Wand C zugekehrt ist, um dann die Rohrverbindungsstücke 25 und 27

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an die Austrittsöffnung I4 bzw. an die Ansaugöffnung I3 zu legen. Bei Aufstellung der Brennereinheit 1 nahe der Wand C ist also auch ein unmittelbarer Anschluß der Ansaug- und Auslaßeinheit I5 an die Brennereinheit 1 in der in Fig. 6 gezeigten Weise möglich. In Jig. ist mit der Bezugszahl 32 ein Rühlgebläse zur Kühlung des Gebläsemotors 24 bezeichnet.

Beim Betrieb eines Gasbrenners gilt ganz allgemein, daß zur Verbrennung des jeweils verwendeten Gases ein für dieses charakteristischer theoretischer Luftbedarf in Rechnung zu stellen ist. Die tatsächlich zugeführte Luftmenge wird jedoch bei der Verbrennung nicht restlos verbraucht, sondern ein gewisser Anteil der Luft wird zusammen ait den Verbrennungsgasen ausgestoßen. Soll also ein befriedigender Verbrennungszustand erzielt werden, so muß die zugeführte Luftmenge größer sein, als es dem theoretischen Bedarf entspricht, mit anderen Worten, es muß mit einem Luftüberschuß gearbeitet werden. Das Luftüberschußverhältnis, das nun für alle Gase in Betracht koaat, also für Gase wie Butangas, Erdgas usw., bei denen der Luftbedarf relativ hoch ist, aber auch für Stadtgas u.dgl., dessen Luftbedarf verhältnismäßig gering ist, liegt im allgemeinen in dem Bereich von 1,2 bis 2,5. Der Wert von 1,2 stellt hierbei die untere Grenze für das Luftüberschußverhältnis dar, und falls dieser Wert bei der Verbrennung unterschritten wird, bilden sich gelbe Flammenspitzen und es entsteht Kohlenmonoxid, während der Wert von 2,5 die obere Grenze für das Luftüberschußverhältnis bezeichnet, deren Überschreitung beim Verbrennungsvorgang zu einem Abheben der Flamme und ssur Verschlechterung der Verbrennungsleistung führt.

Fig 8 ist eine graphische Darstellung der zwischen dem Luftüberschußverhältnis und dem in den Ansaug- und Auslaßleitungen in Abhängigkeit von deren Länge bewirkten Luftreibungsverlust bestehenden Beziehungen, wobei auf der Abszissenachse die Luftüberschußverhältnisse aufgetragen sind und auf der Ordinatenachse die Werte für den Reibungsverlust.

In dieser graphischen Darstellung bezeichnet die Kurve a den Reibungsverlust für den Fall, daß die Ansaug- und Auslaßeinheit 15 unter Fortlassung der Ansaugleitung 28 undder Auslaßleitung 29

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In der in Fig· 6 gezeigten Weise unmittelbar an die Brennereinheit angeschlossen ist, oder andere gesagt für den Fall, daß die Länge der Ansaug- und Auelaß leitungen die denkbar kürzeste ist, wobei hier als Ursache des Reibungsverluste die in der Ansaug- und Auslaßeinheit 15 auftretende Reibung und die in dem Außengehäuse 2 sowie in des Yerbrennungsteil 3 auftretende Reibung zu betrachten ist. Der Seibungeverlust ist daher la Fall der Kurve a am geringsten. Natürlich nimmt aber der Reibungsverlust Bit steigendem LuftÜberscbußverhältnis zu. Die Kurve b bezeichnet äen Reibungeverlust für den Fall äitte Anschlusses der Ansaugleitung 28 und der Auelaßleitung 29, wie dies in FIg₉ 1 gezeigt ist, und aus naheliegenden Gründen ist hier der Reibungsverlust jeweils um einen der Länge der Ansaugleitung 28 und der Auslaßleitung 29 entsprechenden Betrag größer als im Fall der Kurve a.

Bei den im Rahmen der erfinderischen Bemühungen durchgeführten Erprobungen hat sich gezeigt, daß die Länge der Ansaugleitung 28 und der Auslaßleitung 29 bei Berücksichtigung der Bauweise und Größe eines Hauses in der Praxis einen Betrag von jeweils 10 bis 15 Meter nicht überschreitet. Diese Längenangabe, also 10 bis 15 Meter, ist als iquivalentlänge aufzufassen, und es sind darin auch Strecken enthalten, die sich aus der rechnerischen Umwandlung der durch die gebogenen feile der Ansaugleitung 28 und der Auslaßleitung 29 bewirkten Erhöhung des Reibungsverluste ergeben.

Geht man davon aus, daß die Kurve b in Fig· 8 den Reibungsverlust wiedergibt für den Fall, daß die Gesamtlänge der Ansaugleitung 28 und Auslaßleitung 29 sich auf 30 m beläuft, so ist damit klar, daß die Reibungswerte für eine beliebige Länge der Ansaugleitung 28 und Auslaßleitung 29 innerhalb des vorgesehenen Bereichs möglicher Längenwerte sämtlich in das Flächenteil zwischen den beiden Kurven a und b fallen müssen.

Zur Gewährleistung der Einhaltung der erwünschten Leistungseigenschaften des Gebläsemotors ist es daher jetzt nur noch erforderlich, die P-Q-Charakteristik des Gebläsemotors in der Weise festzulegen, daß die seine P-Q-Charakteristik repräsentierenden Kurven unabhängig von HetzspannungsSchwankungen und Unterschieden in der

Periodenzahl

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Periodenzahl des Betriebsstroms die den Heibungsverlust in der Ansaug- und Auslaßleitung für die verschiedenen Luftüberschußverhältnisse für den Pall einer geringsten und einer größten in Betracht kommenden Länge der Ansaug- und Auslaßleitung bezeichnenden Kurven jeweils innerhalb desjenigen Bereichs schneiden, der durch die letztgenannten Kurven einerseits und durch die Luftübersohußverhältnisse 1,2 und 2,5 bezeichnende Geraden anderseits bestimmt ist.

Falls nun die Netzspannung und die Periodenzahl des dem Gebläsemotor zugeführten Stroms ihre Höchstwerte annehmen, beispielsweise also die Werte 115 V und l60 Hz, so wird die P-Q-Charakteristik des Gebläsemotors durch die Kurve c in Pig. 8 dargestellt, während für den Pail eines !Tiefstwerts der Netzspannung und der Periodenzahl, beispielsweise also 85 V und 50 Hz, die Kurve d der Pig. 8 die P-Q-Charakteristik des Gebläsemotors repräsentieren würde. Die P-Q-Charakteristik des Gebläsemotors verbleibt somit stets in dem Bereich zwischen den Kurven ο und d.

Führt man der Brennereinheit ein bestimmtes Gas in einer bestimmten Durohsatzmenge pro Minute zu, so errechnet sioh die pro Minute tatsächlich benötigte Luftmenge als Produkt des theoretischen Luftbedarfs und des Luftübersohußverhältnissee, und das Luftübersohußverhältnis steht daher in einer wechselseitigen Proportionalitätsbeziehung mit dem Luftdurchsatz (m /min). Aus diesem Grund ist auf der Abszissenaohse der graphischen Darstellung der Fig. 8 gleichzeitig auch der Luftdurchsatz aufgetragen.

Ist die P-Q-Charakteristik des Gebläsemotors in der beschriebenen Weise festgelegt worden, so ist damit gewährleistet, daß dieser nicht nur zur Aufrechterhaltung der Verbrennung eines Gases von beliebiger Art eingesetzt werden kann, sondern daß er auch jederzeit die für die Verbrennung erforderliche Luftmenge zu fördern vermag, auch wenn nachträglich eine Abänderung in der Länge der Ansaugleitung 28 und der Auslaßleitung 29 vorgenommen werden sollte. Da die Charakteristik des Gebläsemotors auf jeden Fall in dem Bereioh zwischen den Kurven ο und d verbleibt, 1st darüber hinaus die Gewähr für die Aufrechterhaltung einer einwandfreien Verbrennung auch im Falle des Auftretens von SpannungsSchwankungen und Schwankungen in

der

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- 14 der Periodenzahl der Stromquelle gegeben.

Beim Auftragen der Kurve b in der graphischen Darstellung der Fig. 8 wurde eine größtmögliche Länge der Ansaugleitung 28 und der Auslaßleitung 29 zugrundegelegt, doch ist auch eine Klassifizierung der Brenneranlagen nach mehreren Bautypen je nach der Länge der Ansaug- und Auslaß leitungen möglich und es können Gebläsemotoren mit unterschiedlichen Betriebseigenschaften eingesetzt werden, wie sie jeweils für eine Brenneranlage des betreffenden Bautyps geeignet sind.

In SIg. 7 ist eine andere Ausführungsform der Ansaug- und Auslaßeinheit dargestellt. Bei der hier dargestellten Ansaug- und Auslaßeinheit 33 sind der Ansaug- und der Austrittskanal ebenfalls wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform zu einem einheitlichen Aufbau zusammengefaßt, wobei jedoch besondere Vorkehrungen getroffen wurden, jede Möglichkeit einer Überhitzung des Gebläsemotors auszuschalten.

Zu dieser Ansaug- und Auslaßeinheit 33 gehört ein Führungskanal 34» der sich duroh die Hauewand C nach außen erstreckt und der an dieser Wand durch Befestigungsmittel 36 befestigt ist, die durch einen seine Außenfläche umspannenden Flansch 35 hindurchgeführt sind.

Bas Innere des Führungskanals 34 ist durch eine Trennplatte 37 in der Weise unterteilt, daß an der oberen Seite ein Auslaßführungskanal 38 gebildet wird und an der Unterseite ein Luft- * führungskanal 39· Eine Gebläsemotoranordnung 40 umfaßt ein Zentrifugalgebläse 41 und einen Motor 42, die durch eine Antriebswelle unmittelbar miteinander verbunden sind, wobei die Antriebswelle 43 ein Kühlgebläse 44 zur Kühlung des Motors 42 trägt. Das Gebläse 4I ist in ein Gehäuse 47 aufgenommen, das eine Lufteinlaßöffnung 45 und eine in den Auslaß führungskanal 38 überleitende Luftaustrittsöffnung 46 aufweist. An einem Teil der Trennwand 37 ist nahe der Lufteinlaßöffnung 45 für das Gehäuse 47 ein Nebenetromkanal 48 vorgesehen, der die Unterdruck sei te des Auslaß führungskanal s und den Luftführungskanal 39 miteinander verbindet, wobei eine Verschlußklappe 49 vorgesehen ist, die ein Verstellen des Öffnungsgrades für de"* ^ibenstromkanal 48 gestattet, wenn diese Versohlußklappe vgü . .^»a her

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■it Hilfe nicht dargestellter Betätigungemittel betätigt wird. Aa den. im Eauainneren befindlichen Enden dee Auslaß führungskanal β 38 und des Luftführungskenals 59 sind Anschlußöffnungen 50 bzw, 51 vorgesehen und die AnschluBöffmmg 50 ist Bit der Auelaßleitung der Brennereinheit verbunden, während die AnechluBöffnung 51 mit deren Ansaugleitung in Verbindung steht. I* Fall der in Fig. 1 dargestellten Brennereinheit würde also die Auelaßleitung 29 in die Anechlußöffnung 50 tiberleiten und die Ansaugleitung 28 wäre an die Aneohlußöffnung 51 gelegt. Mit der Bezugssahl 52 iet sin Staubfänger bezeichnet und Hit der Besugssahl 53 ein Windschutz.

Wird bei dem obenbeschriebenen Aufbau der Gebläsemotor 40 in Betrieb genommen, so werden die Yerbrennungsgase durch das Gebläse 41 aus der Brennereinheit abgesaugt und nach dem Durchströmen des Auelaßführungskanals 58, der Lufteinlaßöffnung 45, des Gehäuses 47 und seiner Austrittsöffnung 46 durch iie öffnung an Außenende des Auslaß führungskanal s 58 ins Freie ausgestoßen. Gleichseitig strömt Frischluft von außerhalb des Hauses infolge der Saugwirkung des Gebläseaotore 40 durch das Einlaßende des Luftführungskanals 59 in diesen ein und wird durch die Anechlußöffnung 51 sowie durch die Kit dieser verbundene Luftleitung der Brennereinheit zugeführt.

Wie ±» obigext erwähnt wurde» ist an der Trennwand 57 der Nebenstro»kanal 48 vorgesehen, der die Unterdruckseite des Auslaßführungskanals 58 mit des Luftführungskanal 59 verbindet. Bein Ansaugen der Luft und Ausstoßen der Verbrennungsgase strömt daher ein Teil der in den Luftführungekanal 59 eingesaugten Frischluft durch den Nebenetromkanal 48 au oh in den Auslaßführungekanal ein, wodurch die Tempera tür der Abgase as Auslaß ende des Auelaßführungekanals 38 gesenkt wird. Bas Gebläse 4I kann daher nicht überhitzt werden, obwohl es an der Auelaßleitung angeordnet ist, und folglich wird auch auf den Motor 42 nur eine geringe Wärmemenge übertragen. Ändert sich ait dem jahreszeitlichen Wechsel auch die Wäraebelastung des Motors 42, so kann dem durch Regulieren des Öffnungegrades des Nebenstromkanals 48 mittels der Verschlußklappe 49 Rechnung getragen werden.

Ea sei bemerkt, daß der maximale Öffnungsgrad des Nebenstroakanals 48 auf eines Wert festzulegen ist, durch dea die P-Q-

Charakteriatik

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BADORtQlNAt

Charakteristik des Gebläseaiotors, die in der graphischen Darstellung der ¥ig* 8 durch die Kurven c und d bestimmt ist, nicht verändert wird.

Die Erfindung wurde ia obigen anhand bestimmter Ausfiihrungeforaen beschrieben und veranschaulicht, doch sind anderseits natürlich zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, die gleichfalls in den Rahmen der Erfindung fallen.

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Claims

Patentansprüche l} Gasbrenneranlage mit Fremdzug und Ausstoßung der Verbrennungsgase,

gekennzeichnet durch eine Brennereinheit (l) mit einem Außengehäuse (2) und einem in das Außengehäuse (2) aufgenommenen Verbrennungsteil (j) sowie einem ebenfalle in das Außengehäuse (2) aufgenommenen Gasbrenner (4), einen sich von dem Außengehäuse (2) bis zur Hausaußenseite erstreckenden Ansaugkanal (16, 28$ 39), einen sich von dem Verbrennungsteil (3) bis zur Hausaußenseite erstreckenden Austrittskanal (17, 29 j 38) und einen am Auslaßende des Austrittskanals in einer zur Hervorbringung eines Unterdrucke im wesentlichen im Gesamtbereioh des Ansaugkanals (l6, 28| 39) und des Austrittskanal· (17, 29$ 38) geeigneten Anordnung vorgesehenen Gebläsemotor (24t 40), wobei das Luftiibersohußverhältnis innerhalb des Bereichs von 1,2 bis 2,5 festgelegt ist und wobei eine Festlegung der P-Q-Charakteristik des Gebläsemotors (24| 40) im Sinne eines von Netzspannungsschwankungen und Unterschieden in der Periodenzahl des Betriebsstroms unbeeinflußbaren Verbleibens der Schnittpunkte seiner die P-Q-Charakteristik repräsentierenden Kurven mit jeder der den Reibungsverlust im Ansaugkanal (16, 28| 39) und Austrittskanal (17, 29; 38) für die verschiedenen LuftüberschußverhÄltnisse für den Fall einer geringsten und einer größten in Betracht kommenden Gesamtlänge des Ansaugkanals (16, 28f 39) ^un^ des Austrittskanals -(17, 29i 38) bezeichnenden Kurven innerhalb eines durch die letztgenannten Kurven einerseits und durch die Luftübersohußverhältnise· 1,2 und 2,5 bezeichnende Geraden anderseits bestimmten Bereichs vorgesehen ist.

Gasbrenneranlage mit Fremdzug und Ausstoßung der Verbrennungsgas· nach Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, daß das einlaßseitige Endteil (16) des Ansaugkanals (16, 28) und das auslaßseitige Endteil (17) des Austrittakanals (17, ²9) in einer teleskopartig ineinandergeschobenen Anordnung miteinander verbunden sind und in dieser Form eine integrale Ansaug- und Auslaßeinheit (15) darstellen, wobei sich dies· Ansaug- und Auslaßeinheit (15) duroh eine Hauswand hindurch nach außen erstreckt.

3· Gasbrenneranlage mit Fremdzug und Ausstoßung der Verbrennungegase nach Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, daß das einlaßseitig· Endteil

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teil (39) des Ansaugkanale (28, 39) und das auslaßseitige Endteil (38) des Austrittekanals (29, 38) in übereinanderliegender Anordnung miteinander verbunden sind und in dieser Form eine integrale Ansaug- und Auslaßeinheit (33) darstellen, wobei sich diese Ansaug- und Auslaßeinheit (33) duroh die Hauswand hindurch nach außen erstreckt.

Gasbrenneranlage mit Fremdzug und Ausstoßung der Verbrennungsgase nach Anspruch 2 oder nach Anspruch 31 dadurch gekennzeichnet, daß die außerhalb des Hauses gelegene Austrittsöffnung (17') und Ansaugöffnung (I6¹) der Ansaug- und Auslaßeinheit (15| 33) mit einem aus einem durohbroohenen Material bestehenden Staubfänger (22| 52) abgedeokt sind, wobei stromabwärts der Auetrittsöffnung (17') in Gegenüberstellung zu dieser ein duroh den Staubfänger (22| 52) in seiner Lage festgelegter Windschutz (23t 53) angeordnet ist.

Gasbrenneranlage mit Fremdzug und Ausstoßung der Verbrennungegase nach einem der Ansprüche 2 oder 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Ansaug- und Auslaßeinheit (15) gehörende Endteil (17) des Austrittskegel» und die außerhalb der Ansaug- und Auslaßeinheit (15) vorgesehene Au»laßseite des uebläsemotors (24) miteinander verbunden sind, wobei ein an die Ansaugseite des Gebläeemotors (24) angeschlossenes Bohrverbindungestück (25) und ein an das zur Ansaug- und Auslaßeinheit (I5) gehörende Endteil (16) des Ansaugkanals angeschlossenes Rohrverbindungsstück (27) in ein und dieselbe Richtung gekehrt und in der gleichen wechselseitigen Lageanordnung vorgesehen sind wie eine Ansaugöffnung (13) und eine Auetrittsöffnung (14) der Brennereinheit (1) und wobei die Ansaug- und Auslaßeinheit (15) erforderlichenfalls unmittelbar an die Brennereinheit (l) ansohließbar ist.

Gasbrenneranlage mit Fremd zug und Ausstoßung der Verbrennung sgase naoh Anspruoh 2 oder nach Anspruoh 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenne reinheit (l) und die Ansaug- und Auelaßeinheit (15| 33) durch eine gesondert voneinander vorgesehene Ansaugleitung (28) und Auslaßleitung (29) miteinander verbunden sind.

Gasbrenneranlage mit Fremd zug und Ausstoßung der Yerbr«··· ng-«gase naoh Anspruoh 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit ds ,< Ansaugkanal

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kanal (28, 39) in Verbindung stehender Nebenstromkanal (48) sum Hinleiten eines feile der den Ansaugkanal (28, 39) durchströmenden Luft EU den Gebläeemotor (40) zu» Abkühlen der Abgase und cur Verhinderung einer überhitzung des Ge&läsemotors (40) alt der Ansaugeeite des Gebläse«)tore (40) verbunden ist.

8· Gasbrenneranlage «it Fremdzug und AuββtoBung der Verbrennungsgase nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet» daß zun Verstellen des Öffnungegradeβ des Kebenstroakanals (48) eine Verschlußklappe (49) vorgesehen ist*

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