DE2253239A1 - GAS HEATED APPLIANCE, IN PARTICULAR WATER HEATERS - Google Patents
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Description
Gasbeheiztes Gerät, insbesondere Wassererhitzer Die Erfindung bezieht sich auf ein gasbeheiztes Gerät, insbesondere Wassererhitzer, mit zwei Gasventilen von denen das eine als Teillastventil die Gaszufuhr zu einem Teilbereich des Brennersfür einen Teillastbetrieb und das andere als Hauptlastventil durch Zuschalten die Gaszufuhr zum zweiten eilbereich des Brenners für den Vollastbetrieb freigibt, und ferner mit einem Gebläse, welches die Verbrennungsluft durch beide Teilbereiche des Brenners fördert. Gas-heated device, in particular water heater The invention relates on a gas-heated device, especially a water heater, with two gas valves one of which is a partial load valve for the gas supply to a part of the burner one part load operation and the other as the main load valve by switching on the gas supply to the second part of the burner for full load operation, and further with a fan, which the combustion air through both parts of the burner promotes.
Bei den bekannten Geräten dieser Art hängt die vom Gebläse geförderte Luftmenge und bei konstanter Gaszufuhr auch die LuftüberschusszahlJi von den nachgeschalteten Widerständen im Luft-und Verbrennungsgasweg ab. Die geförderte Luftmenge und die Luftüberschusszahlt nehmen ab, wenn der Widerstand nach dem Gebläse grösser wird. Es 1set bei gasbeheizten Wassererhitzern mit Gebläsebrenner und einer 3-Punkt-Regeung für die Gebrauepawasserbereitung und/oder Heizung bei Verwendung von nur einem Gebläse sehr schwer, bei Teillast- und Vollastbetrieb die Luftüberschusszahl A konstant zu halten und damit gleiche Verbrennungsbedingungen zu erhalten. Bei Teillastbetrieb gelangt das Gas nur zu dem einen Teilbereich des Brenners. In diesem Teilbereich baut sich im Luft- und Verbrennungsgasweg ein höherer Widerstand als in de anderen Teilbereich auf, welcher le-&iglich von der Luft durchströmt ist. Das hat zur Folge, dass sich die vom Gebläse geförderte Gesamtluftmenge ungleiohmässig auf beide Teilbereiche des Brenners verteilt. Beim Umschalten von Teillast- auf Vollastbetrieb ändert sich das Verhältnis der Druckverluste in den beiden Teilbereichen, sodass sich auch die Luftverteilung entsprechend ändert. Bei gleichbleibender Gasmenge stellt sich aleo im Teillastbereich des Brenners bei Teillastbetrieb eine andere Luftüberschusszahl al8 bei Vollastbetrieb ein, sodass zumindest in der einen Betriebsart der Brenner in diesem Teilbereich nicht mit der optimalen Luftüberschusszahl arbeiten kann.In the known devices of this type, the supported by the fan depends Air volume and, with a constant gas supply, also the excess air ratio Ji of the downstream Resistances in the air and combustion gas path. The amount of air conveyed and the Excess air numbers decrease when the resistance after the fan increases. It 1set for gas-heated water heaters with a fan burner and a 3-point control for brewing water preparation and / or heating when in use very heavy with only one fan, the excess air figure with partial load and full load operation To keep A constant and thus to obtain the same combustion conditions. at In partial load operation, the gas only reaches one part of the burner. In this In the partial area, a higher resistance than builds up in the air and combustion gas path in the other sub-area through which only the air flows. The consequence of this is that the total amount of air conveyed by the fan is uneven distributed over both parts of the burner. When switching from partial load to Full load operation changes the ratio of the pressure losses in the two sub-areas, so that the air distribution changes accordingly. With the same amount of gas aleo sets itself a different one in the partial load range of the burner during partial load operation Excess air number al8 in full load operation, so that at least in one operating mode the burner does not work with the optimum excess air ratio in this area can.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei gasbeheizten Geräten mit Gebläsebrenner zu verhindern, das sich beim Umschalten von Teil- auf Vollastbetrieb und umgekehrt die Luftüberschusszahl verändert und dadurch die Verbrennung sich verschlechtert.The invention is based on the object in gas-heated devices with a fan burner to prevent this when switching from partial to full load operation and vice versa, the excess air ratio changes and thereby the combustion changes worsened.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass dem Hauptlastventil ein einenr Bypass zum Teillastventil beherrschendes Zusatz-Ventil zugeordnet ist, welches so bemessen ist, dass die zu dem ersten Teilbereich des Brenners fliessende Gasmenge sich beim Umschalten von Teillestbetrieb auf Vollastbetrieb und umgekehrt mit der sich dabei ändernden Luftmenge im Sinne einer gleichbleibenden 1uftüberschusszahlJi h ändert.The object is achieved according to the invention in that the main load valve an additional valve controlling a bypass to the partial load valve is assigned, which is dimensioned so that the flowing to the first part of the burner Gas volume changes when switching from partial test operation to full load operation and vice versa with the changing air volume in the sense of a constant excess air number Ji h changes.
Durch entsprechende Bemessung des Zusatzventils kann auf einfache Weise erreicht werden,'dsss beim Umschalten von Teil- auf Vollastbetrieb die Buftüberschusszahl X im Teillastbereich des Brenners konstant bleibt und dadurch ein Abtragen der Flamme vermieden wird. Beim Umschalten auf Vollastbetrieb führt das Zusatzventil über den Bypass dem Teillastbereich des Brenners eine zusätzliche Gasmenge zu. Aber auch beim Zurückschalten auf Teillastbetrieb bleibt die Buftüberschusszahl konstant, weil dann das Zusatz-Ventil den Bypass zum Teillastventil wieder absperrt und die dem Teillastbereich des Brenners zugeführte Gasmenge entsprechend verringert.By appropriately dimensioning the additional valve, you can easily Way to be achieved 'dsss when switching from partial to Full load operation the excess air number X remains constant in the partial load range of the burner and thus an erosion of the flame is avoided. When switching to full load operation leads the additional valve via the bypass adds an additional to the partial load range of the burner Amount of gas. But even when switching back to partial load operation, the excess air number remains constant, because the additional valve then shuts off the bypass to the partial load valve again and the amount of gas supplied to the partial load range of the burner is correspondingly reduced.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Schliessglieder des Hauptlastventiles und des Zusatz-Ventiles koaxial angeordnet und von einem gemeinsamen Betätigungsorgan beispielsweise einem Magnet bewegt sinde Diese Ausbildung bietet die Möglichkeit, dass beim Betätigen des Hauptlastventiles zugleich auch das Zusatz-Ventil betätigt ist.In a preferred embodiment it is provided that the closing members of the main load valve and the additional valve arranged coaxially and shared by one Actuating member, for example, a magnet moved sinde This training offers the possibility that when the main load valve is operated, the additional valve is actuated.
Die Kupplung zwischen den beiden Ventilen ist entsprechend aus gebildet, damit beim Umschalten auf Vollastbetrieb das Zusatz-Ventil in die Offen- oder Schliesstellung gelangt, je nachdem, ob beim Umschalten die Buftüberschusszahl im Teillastbereich ohne die erfindungsgemässe Massnahme grösser oder kleiner werden würde.The coupling between the two valves is formed accordingly from so that when switching to full load operation, the additional valve is in the open or closed position depending on whether the excess air number is in the partial load range when switching would become larger or smaller without the measure according to the invention.
Des weiteren ist es vorteilhaft, dem Schliessglied des Zusatz-Ventils einen einstellbaren Anschlag für den Öffnungshub zusu ordnen. Der Anschlag ermöglicht eine den örtlichen Verhältnissen oder während des Betriebes auftretenden Veränderungen Rechnung tragende feinstufige Einstellbarkeit des Zusatz-Ventiles. Es können auf diese Weise jederzeit am Aufstellungsort des Gerätes Korrekturen der Luftüberschusszahl für eine optimale Verbrennung vorgenommen werden.Furthermore, it is advantageous for the closing element of the additional valve arrange an adjustable stop for the opening stroke zuu. The stop enables any changes occurring to the local conditions or during operation Precise adjustability of the additional valve that takes into account. It can on In this way, corrections of the excess air figure at the installation site of the device at any time for optimal combustion.
In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ein gasbeheiztér Wassererhitzer schematisch dargestellt.In the drawing, as an embodiment of the subject matter Invention a gasbeheiztér water heater shown schematically.
In dem mit einer Abgasabführung 10 versehenen Gehäuse 11 des Wassererhitzers ist ein Wärmeübertrager 12 quer angeordnet, der durch die Flammen eines darunter angeordneten Brenners 13 beheizt wird. Der Brenner 13 besteht aus einer Mischkammer 14, einem Verteiler 15 und einer Brennerplatte 16 und ist durch eine Trennwand 17 in zwei Teilbereiche 18, 19 unterteilt, denen jeweils über eine Gaszuleitung 20 bzw. 21 Gas zugeführt wird. Ein Gebläse 22 führt den Teilbereichen 18 und 19 des Brenners 13 Frischluft als Verbrennungsluft zu.In the housing 11 of the water heater, which is provided with an exhaust gas discharge 10 a heat exchanger 12 is arranged transversely, which by the flames of one below arranged burner 13 is heated. The burner 13 consists of a mixing chamber 14, a manifold 15 and a burner plate 16 and is through a partition 17 divided into two sub-areas 18, 19, each of which has a gas supply line 20 or 21 gas is supplied. A fan 22 leads the sub-areas 18 and 19 of the Burner 13 to fresh air as combustion air.
Die Gas zufuhr über eine Hauptgasleitung 23 ist durch ein Gasventil 24 gesteuert, in dessen Ventilgehäuse 25 drei Magnetventile 26, 27,28 für eine 3-Punkt-Regelung vorgesehen sind. Das Hauptventil 26 wirkt als Sicherheitsventil und besteht im wesentlichen aus einem Ventilsitz 29 und einem zugeordneten Schliessglied 30.The gas supply via a main gas line 23 is through a gas valve 24 controlled, in the valve housing 25 three solenoid valves 26, 27, 28 for a 3-point control are provided. The main valve 26 acts as a safety valve and essentially consists from a valve seat 29 and an associated closing member 30.
Das Magnetventil 27 als Teillastventil mit einem Ventilsitz 31 und einem Schliessglied 32 steuert die Gas zufuhr zu dem Teilbereich 18 des Brenners bei Teillastbetrieb, an dessen Ausgang 33 die Gaszuleitung 20 des Teilbereiches 18 des Brenners 13 angeschlossen ist. Das Magnetventil 28 ale Hauptlastventil mit einem Ventilsitz 34 und einem Schliessglied 35 steuert die Gaszufuhr zu dem fiír Vollastbetrieb uzuschaltenden zweiten Teilbereich 19 des Brenners 13 an dessen Ausgang 36 die Gaszuleitung 21 des Teilbereiches 19 angeschlossen ist. Das Teillastventil 27 und das Hauptlastventil 28 sind parallel zueinander dem Sicherheitsventil 26 stromab nachgeschaltet.The solenoid valve 27 as a partial load valve with a valve seat 31 and a closing member 32 controls the gas supply to the sub-area 18 of the burner in the case of partial load operation, the gas supply line 20 of the sub-area at its outlet 33 18 of the burner 13 is connected. The solenoid valve 28 with ale main load valve a valve seat 34 and a closing member 35 controls the gas supply to the fiír Full load operation, the second sub-area 19 of the burner 13 to be switched on at its output 36 the gas supply line 21 of the sub-area 19 is connected. The partial load valve 27 and the main load valve 28 are parallel to one another and the safety valve 26 downstream downstream.
Dein Hauptlastventil 28 ist ein Zusatz-Ventil 37 zugeordnet, welches einen Bypass zum Teillastventil 27 steuert. Der Bypass ist durch den Ventilsitz 38 gebildet, welcher als Durchgangsbohrung den Innenraum 39 des Gasventiles und den Raum des Gasausganges 33 verbindet. Dem Ventilsitz 38 ist ein Schliessglied 40 zugeordnet, welches zu dem Schliessglied 35 des Hauptlastventiles 28 koaxial angeordnet und mit demselben derart gekuppelt ist, dass sich beim Öffnen des Hauptlastventiles 28 das Schliessglied 40 des Zusatz-Ventiles 37 in die Offenstellung bewegt.Your main load valve 28 is assigned an additional valve 37, which a bypass to the partial load valve 27 controls. The bypass is through the valve seat 38 formed, which as a through hole the interior 39 of the gas valve and the space of the gas outlet 33 connects. The valve seat 38 is a closing member 40 assigned, which is coaxial with the closing member 35 of the main load valve 28 is arranged and coupled to the same in such a way that when the main load valve is opened 28 the closing link 40 of the additional valve 37 in the open position emotional.
Der Hub des Schliessgliedes 40 ist durch eine Einsteilsohraube 41 begrenzt, mittels welcher auch nachträglich am Aufstellungsort des Gerätes der Gasdurchlass des Zusatz-Ventiles 37 bzw. des Bypasses regulierbar ist. Diese Einstellbarkeit des Zusatz-Ventiles 37 bedingt, dass die Schliessglieder 35 und 40 relativ zueinander bewegbar sind, was durch eine Teleskopkupplung erzielbar ist. Die Kupplung ist derart gewählt,dass der Schaft 42 des Schliessgliedes 40 teleskopartig in den Schaft 43 des Schliessgliedes 35 einschiebbar ist, wobei zwischen dem Schliessglied 35 und einer Ringschulter 44 eine Abstandsfeder 45 eingespannt ist.The stroke of the closing member 40 is through an adjustment plug 41 by means of which the gas passage can also be retrofitted at the installation site of the device of the additional valve 37 or the bypass can be regulated. This adjustability of the additional valve 37 requires that the closing members 35 and 40 relative to one another are movable, which can be achieved by a telescopic coupling. The clutch is like that selected that the shaft 42 of the closing member 40 telescopically into the shaft 43 of the closing member 35 can be pushed in, wherein between the closing member 35 and an annular shoulder 44, a spacer spring 45 is clamped.
Die Wirkungsweise des Ausführungsbeispieles ist folgende. Nach dem Anlaufen des Gebläses 22 wird das Sicherheitsventil 26 in die dargestellte Offenstellung gebracht und Gas gelangt in den Innenraum 39 des Gasventiles 24. Das Jetzt betätigte Teillastventil 27 gelangt in die dargestellte Offenstellung und gibt die Gas zufuhr für einen Teillastbetrb des Gerätes über den Gasventilausgang 33 und die Gaszuleitung 20 zu dem Teilbereich 18 des Brenners 13 frei, wo es gezündet wird. Die vom Gebläse 22 geförderte Luftmenge verteilt sich auf die beiden Teilbereiche 18, 19 des Brenners, wobei bei dem dargestellten Teillastbetrieb zur Brennerplatte 16 im Teilbereich 18 ein Gas-Luftgemisch mit einer Buftüberschusszahl)t h für eine gute Verbrennung gelangt. Zur Brennerplatte des Teilbereiches 19 strömt dagegen nur Luft; Für den Vollastbetrieb des Gerätes ist das Hauptlastventil 28 zu betätigen, dessen Schliessglied 35 durch Abheben vom Ventilsitz 34 die Gaszufuhr aus dem Innenraum 39 des Gasventiles zum Teilbereich 19 des Brenners über den Gasventilausgang 36 und die Gaszuleitung 21 freigibt. Gleichzeitig gelangt aber auch das Zusatz-Ventil 37 in seine Offenstellung und das von seinem Ventilsitz 38 abgehobene Schliessglie4 40 gibt den durch den Ventilsitz 38 gebildeten Bypass zum Teillastventil 27 frei. Über diesen vom Zusatz-Ventil 37 gesteuerten Bypass gelangt jetzt eine zusätzliche Gasmenge zu dem Teilbereich 18 des Brenners und die Luftüberschusszahl A bleibt trotz der eingetretenen Veränderung der Druckverhältnisse an den beiden Teilbereichen des Brenners konstant. Am Teilbereich 18 bleibt eine optimale Verbrennung gewährleistet und die Flammen werden nicht abgetragen.The mode of operation of the embodiment is as follows. After this When the fan 22 starts up, the safety valve 26 is in the open position shown brought and gas enters the interior 39 of the gas valve 24. The now actuated Partial load valve 27 moves into the open position shown and supplies the gas for a partial load operation of the device via the gas valve outlet 33 and the gas supply line 20 to the portion 18 of the burner 13 free, where it is ignited. The one from the blower 22 conveyed air volume is distributed over the two sub-areas 18, 19 of the burner, with the illustrated partial load operation to the burner plate 16 in the partial area 18 a gas-air mixture with an excess air ratio) t h for good combustion got. In contrast, only air flows to the burner plate of sub-area 19; For the In full load operation of the device, the main load valve 28 is to be actuated, its closing element 35 by lifting off the valve seat 34, the gas supply from the interior 39 of the gas valve to sub-area 19 of the burner via the gas valve outlet 36 and the gas supply line 21 releases. At the same time, however, the additional valve 37 also moves into its open position and the closing member 40 lifted from its valve seat 38 releases the through the Valve seat 38 formed bypass to the partial load valve 27 free. Above this The bypass controlled by the additional valve 37 now receives an additional amount of gas to the sub-area 18 of the burner and the excess air number A remains despite the Any change in the pressure conditions in the two sub-areas of the Burner constant. Optimal combustion is guaranteed at the sub-area 18 and the flames are not worn away.
Ausserdem steigt infolge der zusätzlichen Gasmenge die Belastung am Teilbereich 18 um ca. ein Viertel an, sodass sich bei Vollastbetrieb eine gleiche Aufteilung der Gesamtlast auf die beiden Teilbereiche 18, 19 ergibt.In addition, the load on the increases due to the additional amount of gas Sub-area 18 by about a quarter, so that the same when operating at full load Distribution of the total load on the two sub-areas 18, 19 results.
Das Zurückschalten von Vollast- auf illastbetrieb besteht in der Umkehrung des beschi"iebenen Vorganges. Das Hauptlastventil 28 gelangt dabei wieder in seine dargestellte Schliesstellung und sperrt die Gaszufuhr zu dem Teilbereich 19 des Brenners 13 ab, zu dem wiederum nur vom Geblase 22 geförderte Luft gelangt. Gleiche zeitig sperrt das Zusatz-Ventil 37 den Bypass 38 zum Teillastventil 27 und damit die zuscvtzliche Gasmenge ab, sodass entsprechend den neuen Druckçerhriltnissen die Luftüberschusszahl Jt konstant bleibt und eine gute Verbrennung bei dem gewollten Teillastbetrieb wieder gewährleistet ist. Mittels der Einstellschraube 41 ist für das Konstanthalten der Luftüberschusszahl t eine feinstufige Einstellung des Zusatz-Ventiles 37 möglich.Switching back from full load to full load operation is the reverse of the process described above. The main load valve 28 returns to its position shown closed position and blocks the gas supply to the sub-area 19 of the Burner 13 from, to which in turn only air conveyed by the blower 22 reaches. Same the additional valve 37 blocks the bypass 38 to the partial load valve 27 and thus the additional amount of gas, so that according to the new pressure conditions the excess air ratio Jt remains constant and good combustion at the desired level Partial load operation is guaranteed again. By means of the adjusting screw 41 is for keeping the excess air ratio constant t fine adjustment of the additional valve 37 possible.
Es kann infolge des Vorhandenseins von Düsen und Injektoren auch der Fall eintreten, dass beim Umschalten von Teillastbetrieb auf Vollastbetrieb die zugeführte Luftmenge am Teilbereich 18 ohne die erfindungsgemässe Massnahme abnehmen und die Luftüberschusszahl Ä kleiner werden würde. In diesem Fall ist die Ausbildung des Gasventiles so zu treffers, dass das Hauptlastventil 28 und das Zusatz-Ventil 37 gegensinnig wirken. Wenn das Hauptlastventil 28 in die Offenstellung gebracht ist, muss das Zusatz-Ventil 37 den Bypass 38 absperren und umgekehrt. Das Schliessglied 40 ist dann auf der dem Schliessglied 35 zugekehrten Seite des Bypasses 38 im Innenraum 39 des Gasventiles anzuordnen, Anstelle des im Ausführungsbeispiel vorgesehenen Prischluftgebläses kann auch ein Abgasabsauggebläse eingebaut sein, wobei die Wirkungsweise des Gegenstandes der Erfindung dieselbe ist.It can also be the result of the presence of nozzles and injectors Occurrence that when switching from partial load operation to full load operation the decrease the amount of air supplied at the sub-area 18 without the measure according to the invention and the excess air factor Ä would become smaller. In this case the training of the gas valve so that the main load valve 28 and the additional valve 37 act in opposite directions. When the main load valve 28 is brought into the open position is, the additional valve 37 must shut off the bypass 38 and vice versa. The closing link 40 is then on the side of the bypass facing the closing member 35 38 to be arranged in the interior 39 of the gas valve, instead of the one in the exemplary embodiment an exhaust gas extraction fan can also be installed the operation of the object of the invention being the same.
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1972
- 1972-10-30 DE DE2253239A patent/DE2253239A1/en active Pending
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