DE2429501A1

DE2429501A1 - Vorrichtung zur regulierung der dem brenner eines gasdichten heizkessels mit kuenstlichem abzug zugefuehrten luftmenge

Info

Publication number: DE2429501A1
Application number: DE2429501A
Authority: DE
Inventors: Guy Calvin
Original assignee: Saunier Duval SA
Current assignee: Saunier Duval SA
Priority date: 1973-06-20
Filing date: 1974-06-20
Publication date: 1975-01-23
Also published as: GB1422503A

Description

Vorrichtung zur Regulierung der dem Brenner eines gasdichten Heizkessels mit künstlichem Abzug·zugeführten Luftmenge

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regulierung der dein Brenner eines gasdichten Heizkessels mit künstlichem Abzug zugeführten Luftmenge und beruht auf c?er Tatsache, daß die Änderung des Gasversorgungsdruckes der Düsen des Erenners direkt das gesamte oder fortschreitende Schließen ynd Öffnen eines Frischlufteinlaßventile des Brenners oder des Abgasauslasses steuert.

Bei Durchlauferhitzern oder Heizkesseln, die mit Gas versorgt werden und druckdicht sind, ist es bekannt, daß die Frischluftversorgungsleitungen und die Abgasaustrittsleitungen sich im wesentlichen horizontal durch eine Trennwand zur Verbindung des druckdichten Gehäuses mit der Außenseite erstrecken. Dieses druckdichte Gehäuse umgibt die Brenner und den Heizkörper, der von einer Abzugshaube für die Abgase umgeben und ebenfalls

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druckdicht mit der Austrittsleitung verbunden ist. Ein Absaugventilator, der in dieser Leitung angeordnet ist, saugt die Verbrennungsprodukte an, die den Heizkörper verlassen, um sie in die Atmosphäre zu leiten. Wegen des Austritts der Verbrennungsgase durch den Ventilator herrscht im oberen Teil der Abzugshaube innerhalb des druckdichten Gehäuses gegenüber dem atmosphärischen Umgebungsdruck ein· leichter Unterdruck und die Frischluft, die aus der Versorgungsleitung kommt, wird um die Verbrennungskammer umgewälzt, um zu dem unteren Ende des Gerätes zu gelangen und die Brenner zu versorgen.

Diese bekannten Geräte müssen jedoch mit veränderbaren Leistungen entsprechend den Heiz- und Wasserentnahmean— forderungen veränderbar sein, d.h., daß der Gaseinlaß des Brenners bei einem bestimmten Niveau zwischen der einer geringen Leistung entsprechenden Menge und der einem Betrieb mit voller Leistung entsprechenden Menge erfolgen muß. Man muß daher die Menge der dem Brenner zugeführten Luft entsprechend der den Düsen zugeführten Gasmenge regulieren, wenn man bei jeder Betriebsbedingung einen Wirkungsgrad und eine Stabilität erreichen will, die richtig sind.

Eine bekannte Lösung besteht darin, auf den Absaugventilator einzuwirken, um seine Ansaugmenge in Abhängig keit von der geforderten Leistung zu ändern. Eine elektrische Umschaltvorrichtung ermöglicht es dabei, die Geschwindigkeit des Ventilators derart zu ändern, daß seine Wirkung verringert wird, wenn das Gas den Brenner mit geringerer Menge versorgt. Diese Lösung ist jedoch nicht immer zufriedenstellend, da es schwierig ist, einen Absaugventilator mit verschiedenen Geschwindigkeitsbereichen zu erhalten, und es ist auch schwierig, Änderungen der Luftmenge des Brenners durch alleinige

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Änderung der Geschwindigkeit des Absaugventilators zu erreichen. Man muß daher eine Lösung finden, um die Luftmenge durch den Brenner zu ändern, ohne die Drehgeschwindigkeit der Turbine des Ventilators zu ändern. Außerdem muß die Zufuhr der Frischluftmenge der Brenner in jedem Moment proportional der geforderten Leistung sein.

Die Erfindung beruht auf einer Lösung dieses Problems, bei der gerade die einzige Variable des Gerätes verwendet wird, die sich proportional zur Leistung ändert, d.h. der Druck des den Brennern zugeführten Gases, um eine Vorrichtung zur Regulierung der dem Brenner zugeführten Luftmenge zu steuern.

Hierzu verbindet man durch eine Leitung den Gaseinlaß der Düsen mit einem Gehäuse, das innen mit einer auf die Änderungen des Gasdruckes ansprechenden Membran versehen ist. Diese Membran dient zur Steuerung der Verstellung eines Ventils, das eine öffnung verschließt, die den StrÖmungsweg der Frischluft des druckdichten Gehäuses direkt zu dem Teil unter der Brennkammer umgeht oder bei einer anderen Ausführungsform den Strömungsweg der verbrauchten Luft zwischen der Abzugshaube und der Austrittsleitung umgeht, so daß die Frischluft,die dem Brenner zugeführt wird, direkt entsprechend dem Druck des den Düsen zugeführten Gases und damit entsprechend der Leistung des Gerätes zu dem betrachteten Zeitpunkt reguliert wird.

Die auf die Änderungen des Gasdruckes ansprchende Membran kann auch zur Steuerung der Verstellung eines Ventils dienen, das die Frischluftversorgungsleitung des druckdichten Gehäuses oder bei einer anderen Ausführungsform die Austrittsleitung des verbrauchten Gases hinter oder vor dem Absaugventilator verschließt, so daß die dem Brenner zugeführte Frischluft direkt entsprechend dem Druck des den Düsen zugeführten Gases und damit entsprechend

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der Leistung des Gerätes zu dem betrachteten Zeitpunkt reguliert wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren. 1 bis 4 beispielsweise erläutert. Es zeigt:

Figur 1 einen Vertikalschnitt eines druckdichten Heizkessels,

Figur 2 in vergrößertem Maßstab den in Fig. 1 umrandeten Teil,

Figur 3 einen Vertikalschnitt einer weiteren Ausführungsform, und

Figur 4 in vergrößertem Maßstab den umrandeten Teil der Fig. 3.

Die Fig. 1 und 2 zeigen, daß der druckdichte Heizkessel eine quaderförmige Brennkammer 1 aufweist, deren oberer Teil von einer Abzugshaube 2 bedeckt wird, die mit einer Austrittsleitung für verbrauchte Luft verbunden ist, die sich horizontal nach außen erstreckt. Die Verbrennungskammer 1 umgibt in bekannter Weise einen Heizkörper 4 und liegt über Brennern 5. Die Außenwand des Heizkörpers reicht im wesentlichen bis zur Höhe der Brenner, damit alle heißen Gase in die Brennkammer eindringen. Die Frischluftversorgung erfolgt unterhalb der Brenner. Schließlich befindet sich die Turbine 6 eines Absaugventilators am oberen Ende der Abzugshaube gegenüber der Austrittsleitung 3. Die gesamte Brennkammer ist von einem druckdichten Gehäuse 7 umgeben, das über die Frischluftleitung 8 mit der Außenseite verbunden ist. Wenn die Turbine 6 des Absaugventilators von dem Motor 9 angetrieben wird, tritt die Frischluft bei 8 in das Innere des druckdichten Gehäuses ein und gelangt

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unter die Brenner 5, um einen Kreislauf der Verbrennungsprodukte von unten nach oben innerhalb der Kammer 1 zu der Austrittsleitung 3 zu bilden/ wie durch die Pfeile angegeben ist.

Die Abzugshaube 2 der Brennkammer (Fig. 2) ist mit einer öffnung 10 versehen, die durch ein Ventil 11 verschließbar ist, das z.B. aus einer Scheibe mit elastischen Händern besteht. Das Ventil 11 ist mit einer elastischen Membran 12 durch eine Stange 13 verbunden und die elastische Membran 12, die im Inneren eines Gehäuses 14 angeordnet ist und durch eine Feder 15 zurückgeholt wird, teilt das Gehäuse in zwei Kammern, von denen eine mit der Atmosphäre und die andere, nämlich die Kammer 16 direkt durch die kleine Leitung 17 mit dem Gaseinlaß 18 der Brennerdüeen verbunden ist.

Beim Betrieb mit voller Leistung, d.h., wenn der Gasdruck der Düsen maximal ist, wird dieser Druck über die Leitung 17 zur Kammer 18 übertragen und wirkt auf die Membran 17 entgegen der Kraft der Rückholfeder 15 in Schließrichtung des Ventils 11. Dieser Fall ist in Fig. 2 gezeigt, bei dem die gesamte, über den Ventilator 6 angesaugte Luft den Brenner 5 durchströmt.

Wenn man dagegen die Leistung verringern will, ohne die Drehgeschwindigkeit des Absaugventilators entsprechend zu ändern, kommt die zuvor beschriebene Vorrichtung zur Wirkung. Wenn der Gasdruck an dem Einlaß 18 abnimmt und die geforderte Leistung geringer ist, wird die Kraft der Feder 15 größer als der in der Kammer 16 herrschende Druck und das Ventil 11 wird geöffnet. Somit strömt ein Teil der im Inneren des druckdichten Gehäuses umgewälzten Frischluft direkt zu der Abzugshaube 2 durch die öffnung IO vorbei an dem Brenner 5, so daß die zu den Brennern gelangte

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Luftmenge gleichzeitig mit dem Gasdruck der Düsen abnimmt. Eine richtige Bemessung des Gehäuses 14 und der Abmessung der öffnung 10 ermöglicht eine Regulierung der Luftzufuhr zu dem Brenner in Abhängigkeit von der zu einem bestimmten Zeitpunkt geforderten Leistung.

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß das Gehäuse eine mit der Abzugshaube 2 verbundene Einrichtung bildet und damit leicht zugänglich und auswechselbar ist, in Abhängigkeit von der Art des verwendeten Gases, dessen Druck an den Düsen in nicht vernachläßigbarer Weise schwankt. In bestimmten Fällen kann man statt das Membrangehäuse auszuwechseln, den Hub des Ventils 11 ändern.

Bei der beschriebenen Ausführungsform ist das Gehäuse an der Abzugshaube befestigt. Man kann auch eine Umgehung bzw. einen Nebenschluß nicht durch Umwälzen der Frischluft, sondern der verbrauchten Luft durchführen und eine direkte Verbindung zwischen der Abzugshaube 2 und der Austrittsleitung 3 schaffen. Diese Verbindung wird von einem Ventil gesteuert, das, wie vorher, mit einem Gehäuse mit einer Membran verbunden ist. In diesem besonderen Fall dreht sich der Ventilator stets mit der gleichen Geschwindigkeit, ein Teil seiner Ansäugleistung wird dazu verwendet, um aufgrund dieser Verbindung wieder einen Teil der verbrauchten Luft der Leitung 3, die hinter dem Ventilator 6 abgenommen wird, in die Abzugshaube 2 vor dem Ventilator einzuführen. Dadurch wird die Absaugleistung des Ventilators verringert und ebenso die Frischluftansaugmenge unterhalb der Brenner. Man hat damit ebenfalls eine Regulierung des Frischluftdurchsatzes durch die Brenner mit dem Druck des zu den Brennerdüsen gelangten Gases.

Im Falle eines Betriebs bei voller Leistung, d.h., wenn der Gasdruck an den Düsen maximal ist, wird dieser Druck über die Leitung 17 zur Kammer 16 übertragen und wirkt

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auf die Membran 12 entgegen der Kraft der Rückholfeder 15 in öffnungsrichtung des Ventils 19. Dieser Fall ist in Fig. 2 gezeigt, bei dem die Luftzufuhr maximal ist.

Wenn man dagegen die Leistung verringern will, ohne die Drehgeschwindigkeit des Absaugventilators entsprechend zu ändern, kommt die zuvor beschriebene Vorrichtung zur Wirkung. Wenn der Druck des Gases an dem Einlaß 18 abnimmt und die geforderte Leistung geringer ist, wird die Kraft der Feder 15größer als darin derKammer 16 herrschende Druck und das Ventil 19 wird fortschreitend und teilweise geschlossen. Der im Inneren des Gehäuses 7 erzeugte Luftstrom wird daher geändert, da dem Austritt der verbrauchten Luft durch die Leitung 3 das Ventil 19 entgegenwirkt. Dies bedeutet, daß die zu dem Brenner gelangte Luft ebenso wie der Druck des Gases an den Düsen abnimmt. Eine richtige Bemessung des Gehäuses 14 und der öffnung des Ventils 19 ermöglicht eine Regulierung des Lufteintritts in den Brenner in Abhängigkeit von der zu einem bestimmten Zeitpunkt geforderten Leistung.

Ein Vorteil dieser Ausführungsform der Erfindung beruht darin, daß das Gehäuse 14 eine unabhängige und damit leicht zugängliche und auswechselbare Einrichtung in Abhängigkeit von der Art des verwendeten Gases bildet, dessen Druck an den Düsen bekanntlich in nicht vernachläßigbarer Weise schwankt. In bestimmten Fällen kann man, statt das Membrangehäuse auszuwechseln, den Hub oder die Form des Ventils 19 ändern.

Bei der beschriebenen Ausführungsform wirkt das Gehäuse 14 auf die Austrittsleitung 3 für die verbrauchte Luft, es ist jedoch auch möglich, eine Vorrichtung zum Verschließen des Frischlufteinlasses (Leitung 4) zu verwenden.

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Bei einer anderen, nicht gezeigten Ausführungsform wirkt das Gehäuse 14 auf eine Vorrichtung zum Verschließen des Frischlufteinlasses in Höhe der Brenner oder auch auf eine Vorrichtung zum Verschließen des Abgasauslasses, die vor dem Absaugventilator angeordnet ist.

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Claims

Ansprüche

1.)Vorrichtung zur Regulierung der dem Brenner eines gas- ^— dichten Heizkessels mit künstlichem Abzug zugeführten Luft, bestehend aus einem Absaugventilator in einer Austrittsleitung der von einer Brennkammer kommenden Abgase und einem druckdichten Gehäuse, das diese Kammer umgibt, und durch eine Fr1schlufteintrittsleitung mit der Außenseite verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kammer (16) eines Gehäuses (14) mit einer Membran direkt durch eine Leitung (17) mit dem Gaseinlaß (18) der Düsen des Brenners (5) verbunden ist, und daß die Membran (12) auf Druckänderungen des den Düsen zugeführten Gases anspricht und auf ein Ventil wirkt, das die zur Verbrennung notwendige Luftmenge ändert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Membrangehäuse (14) innerhalb der Abzugshaube (2) angeordnet ist, die die Brennkammer (1) bedeckt, und daß eine öffnung (10) in der Abzugshaube durch ein Ventil (11) verschließbar ist, das direkt von der Membran (12) gesteuert wird und das Innere der Abzugshaube mit der Frischluft des druckdichten Gehäuses verbindet, um den Strömungsweg der normalerweise dem Brenner zugeführten Frischluft zu umgehen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Membrangehäuse auf ein Verschlußventil einer öffnung (10) wirkt, das die Verbindung zwischen der Abzugshaube und der Austrittsleitung (3) hinter dem Absaugventilator steuert, damit ein Teil der Verbrennungsprodukte in der Abzugshaube ungewälzt wird und dadurch die Ansaugfrischluftmenge des Brenners' geändert wird.

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4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Membrangehäuse (14) innerhalb des druckdichten Gehäuses angeordnet ist und auf ein Verschlußventil (19) wirkt, das innerhalb der Austrittsleitung (3) der Abgase angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Membrangehäuse (14) innerhalb des druckdichten Gehäuses angeordnet ist und auf eine Vorrichtung zum Verschließen des Frischlufteinlasses wirkt, die innerhalb der Eintrittsleitung (8) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Membrangehäuse (14) innerhalb des druckdichten Gehäuses angeordnet ist und auf eine mechanische Vorrichtung zur Begrenzung der Luftumwälzung innerhalb des druckdichten Gehäuses (7) wirkt.

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