DE2537763A1 - HEAT GENERATOR WORKING WITH A GAS COMBUSTION - Google Patents
HEAT GENERATOR WORKING WITH A GAS COMBUSTIONInfo
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Description
Dr NiüUer-Eora DipUng. GroeningDr NiüUer-Eora DipUng. Groening
Din» -Chem. Dr. Deufel Dipl-Cheai. Dr. SchönDin »-Chem. Dr. Deufel Dipl-Cheai. Dr. Nice
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Mit Verbrennung eines Gases arbeitender Wärmeex^zeuger·Heat generator working with combustion of a gas
Die Erfindung betrifft die Wärmeerzeuger, welche mit der Verbrennung eines (durch ein Gemisch aus Brenngas und den Sauerstoff träger bildender luft gebildeten) Gases arbeiten, mit einem Heizkörper oder einem metallischen Kasten, welcher in Wärmeberührung mit den zu erwärmenden Teilen (im allgemeinen von zu erwärmendem V/asser durchströmten Metallrohren) gebracht wird und die Flammen leitet und die gasförmigen Verbrennungsprodukte bis zu einer oberen Abfuhrleitung führt·The invention relates to the heat generator, which with the combustion of a gas (formed by a mixture of fuel gas and air that forms the oxygen carrier) work, with a radiator or a metal box, which is in thermal contact with the parts to be heated (generally of metal pipes to be heated) and conducts the flames and the gaseous combustion products leads to an upper discharge pipe
Die Erfindung betrifft insbesondere, wenn auch nicht ausschließlich, von derartigen Wärme erz eugern Warmwasserbereiter, Badeofen und Kessel für mit heißem Wasser arbeitende Zen« tralhe izunge n·The invention is particularly concerned, albeit not exclusively, water heaters utter such warmth, Bath heater and boiler for central heating that works with hot water.
Bekanntlich müssen Vorsichtsmaßnalmen getroffen werden, um zu verhindern, daß die Verbrennung eines Gases einen au hohen Gehalt der umgebenden Atmosphäre an Kohlenoxid. 00 zur Folge hat, welches ein giftiges Produkt ist·It is well known that precautionary measures must be taken to prevent the combustion of a gas from too high a content of carbon oxide in the surrounding atmosphere. 00 to Which is a toxic product
Hierfür sind bereits Sicherheitssysteme vorgeschlagen T/orden, welche automatisch die Zufuhr des Brenngases zu demSafety systems have already been proposed for this purpose, which automatically supply the fuel gas to the
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Brenner des Wanaeerzougsrs abstellen, sobald ein bestimmter Sch.wellenv.-ert von dem CO-Gehalt erreicht wird.Turn off the Wanaeerzougsrs burner as soon as a certain one Threshold value from which CO content is reached.
Von derartigen Systemen betrifft die Erfindung im besonderen solche, welche die Änderungen eines der eine Flamme, insbesondere die Zündflamme, definierenden Parameter (Temperatur, Ionisation, Form usw.) in Funktion des Gehalts der umgebenden luft an Kohlensäure gas CO2 auswerten, welcher im allgemeinen an den CO-Gehalt dieser luft gebunden ist.Of such systems, the invention relates in particular to those which evaluate the changes in one of the parameters (temperature, ionization, shape, etc.) defining a flame, in particular the pilot flame, as a function of the content of carbonic acid gas CO 2 in the surrounding air, which in general is bound to the CO content of this air.
Ein besonders sicheres und wirksames dieser Systeme -wertet die Verlängerungen des blauen Kegels der Flamme der Zündflamme infolge der Zunaftne des C02-Gehalts der den Sauerstoff träger bildenden Luft aus, welche eine erhebliche Herabsetzung der Temperatur eines wärmeempfindlichen Elements kleiner Abmessungen zur Folge hat, welches im normalen Betrieb (d.h. wsnn die den Sauerstoffträger bildende üuft nicht durch COg verseucht ist) etwas hinter dem blauen Kegel derselben liegt.A particularly safe and effective of these systems -evaluates the lengthening of the blue cone of the flame of the pilot flame as a result of the increase in the C0 2 content of the oxygen-carrier air, which results in a considerable reduction in the temperature of a heat-sensitive element of small dimensions, which in normal operation (ie if the air which forms the oxygen carrier is not contaminated by COg) lies somewhat behind its blue cone.
Bei den bisher bekannten .Anlagen dieser Art, bei welchen Sicherheitssysteme der obigen Art verwendet werden, waren es im allgemeinen die Änderungen des Gesamtgehalts der umgebenden Luft, welche ausgewertet wurden.In the previously known systems of this type, at Which security systems of the above kind are used, it has generally been the changes in the overall content of the surrounding air, which were evaluated.
Dieser Gesamtgehalt wird jedoch nur langsam durch gewisse anomale Erscheinungen beeinflusst, welche eine fehlerhafte Verbrennung und eine örtliche Ansammlung oder eine ungewünschte Strömung von giftigem Gas zur Folge haben. Diese Erscheinungen werden dann von den betreffenden Sicherheitssystemen zu spät entdeckt, was gefährliche Folgen haben kann.However, this total content is only slowly influenced by certain anomalous phenomena, which one faulty combustion and a local accumulation or result in undesired flow of poisonous gas. These appearances are then monitored by the relevant security systems discovered too late what can have dangerous consequences.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, diese Detektion zu beschleunigen, wenn die betreffende anomale Erscheinung der Rückstau der verbrannten Gase (infolge des Vorhandenseins eines "abwärtsgehenden Windes" oder eines ungenügenden Zuges) durch die seitlichen öffnungen der über dem Heizkörper angebrachten Vorrichtungen zur Unterbrechung des Zuges oder zur Verhinderung des Rückstaus ist, wobei die den Sauerstoffträger für die betreffende Flamme bildende Luft in einer dieser seitlichen öffnungen entnommen wird*It has already been proposed to speed up this detection when the abnormal phenomenon in question the back pressure of the burnt gases (due to the presence a "downward wind" or an insufficient pull) through the side openings of the above the radiator Devices for the interruption of the train or for the prevention of the backwater is, whereby the the oxygen carrier air that forms the flame in question is taken from one of these side openings *
Eine derartige Anordnung ist unwirksam, wenn die' eine ungewünschte Verseuchung bewirkende anomale Erscheinung die Verschmutzung des Heizkörpers oder eine andere ErscheinungSuch an arrangement is ineffective when the abnormal phenomenon causing undesirable contamination the pollution of the radiator or some other phenomenon
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(z.B. die übermäßige Speisung des Brenners mit Gas) ist, welche eine übermäßige CC^-Konzentration im Innern des Heizkörpers selbst ztir Folge hat.(e.g. excessive gas supply to the burner) is what an excessive CC ^ concentration inside the radiator itself has a consequence.
Die Erfindung bezweckt, eine wirksame Sicherheit gegen diese letzten anomalen Ersehe inungen zu bewirken·The invention aims to provide effective security against these last anomalous views
Die erf indungsgemäßen Yiärmeerzeuger der betrachteten Art sind dadurch ge !kennzeichnet, daß die den Sauerstoff träger für die Flamme, deren Veränderung ausgewertet wird, bildende Luft wenigstens teilweise in einer seitlichen Zone des Heizkörpers selbst, vorzugsweise des unteren Abschnitts desselben, auf einer Höhe entnommen wird, welche entspiechend der nicht zu überschreitenden Verseuchungsschwelle bestimmt ist·The Yiärmeer generators according to the invention of the considered Art are characterized by the fact that the oxygen carriers for the flame, the change of which is being evaluated, forming Air at least partially in a lateral zone of the radiator itself, preferably the lower portion of the same, is taken at a height which corresponds to the not to exceeding the contamination threshold is determined
Bevorzugte Ausführungsformen weisen außerdem das eine und/oder das andere der nachstehenden Merkmale auf ιPreferred embodiments also have one and / or the other of the following features
- Die Entnahme erfolgt an dem Ausgang eines in dem seitlichen Hantel des Heizkörpers ausgebildeten Lochs;- The withdrawal takes place at the output of one in the side dumbbell of the radiator formed hole;
- dieses Loch liegt etwa auf dem Drittel der Höhe des Heizkörpers;- this hole is about one third of the height of the radiator;
- das strömungsaufwärts liegende Ende der die entnommene, den Sauerstoffträger bildende Luft zu der betreffenden Flamme führenden Entnahme leitung hat die Form eines waagerechten Rohrstücks mit einem geschlossenen oder ungeschlossenen, seitlich nach unten offenen Ende·- the upstream end of the removed, the oxygen forming air to the relevant Flame-carrying extraction line has the shape of a horizontal pipe section with a closed or unclosed, laterally downward open end
Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber erläutert·The invention is described below with reference to FIG the drawing explained by way of example
Fig. 1 zeigt sehr sciiematisch einen Teil eines erf indungsgemäßen Wärmeerzeugers ·Fig. 1 shows very scientifically a part of a heat generator according to the invention.
Fig· 2 zeigt in Seitenansicht das Ende der Leitung zur Entnahme der den Sauer stoff träger für die Zündflamme des Wärmeerzeugers bildenden Luft.Fig. 2 shows a side view of the end of the line for removing the oxygen carrier for the pilot flame of the Heat generator forming air.
Wie in Fig. 1 sichtbar, enthält der betrachtete Wärmeerzeuger in an sich bekannter Weise einen Brenner 1, welcher mit Brenngas durch eine Leitung 2 über ein Steuerventil 3 gespeist wird, eine ebenfalls durch die Leitung 2 mit Brenngas über ein Steuerventil 5 gespeiste Zündflamme 4 und einen Heizkörper, welcher die allgemeine Form eines prismatischen Metallkastens ohne Boden hat.As can be seen in Fig. 1, the considered heat generator contains a burner 1 which is fed with fuel gas through a line 2 via a control valve 3 in a manner known per se is, a pilot flame 4, also fed with fuel gas via a control valve 5 through the line 2, and a heater, which has the general shape of a prismatic metal box with no bottom.
Der den Brenner umgebende untere Teil 6 des Heizkörpers bildet die Brennkammer sowie eine lotrechte Führung fürThe lower part 6 of the radiator surrounding the burner forms the combustion chamber and a vertical guide for
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die Flammen und die Verbrennunssprodukte, während der obere Teil 7 des Heizkörpers ein Wärmeaustauscher ist, welcher insbesondere durch einen Block von lotrechten Lamellen gebildet wird, durch welchen (nicht dargestellte) Metallrohre treten, in welchen das zu erwärmende V/asser umläuft·the flames and the combustion products, while the upper part 7 of the radiator is a heat exchanger, which in particular is formed by a block of vertical fins through which metal pipes (not shown) pass, in which the water to be heated circulates
Ebenfalls in an sich bekannter V/eise und wie oben ausgeführt, sind Sicherheitsmittel vorgesehen, welche die Änderungen des Verhaltens der Flamme der Zündflamme infolge des Vorhandenseins von CO2 in ihrer den Sauer stoff träger bildenden luft auswerten· Gemäß einer bevorzugten Ausführung werten diese Mittel die Temperaturänderungen eines wärmeempfindlichen Elements 8 kleiner Abmessungen bei der Verformung des blauen Kegels 9 der betrachteten Flamme aus·Also in a manner known per se and as stated above, safety means are provided which evaluate the changes in the behavior of the flame of the pilot flame as a result of the presence of CO 2 in the air that forms the oxygen carrier. According to a preferred embodiment, these means evaluate the Changes in temperature of a heat-sensitive element 8 of small dimensions during the deformation of the blue cone 9 of the flame under consideration from
Die den Sauerstoff träger bildende Luft wird dem Brenner 1 in an sich bekannter Weise an der Stelle geeigneter Einblasdüsen zugeführt·The air that carries the oxygen becomes the Burner 1 fed in a known manner at the location of suitable injection nozzles
Die Zufuhr der den Sauerstoffträger bildenden Luft zu der Zündflamme unterscheidet sich jedoch von den bekannten Ausführungen durch die Zone der Entnahme dieser Luft·However, the supply of the oxygen-forming air to the pilot flame differs from the known ones Executions by the zone of extraction of this air
Diese Zone ist insbesondere so gewählt, daß si© die automatisch© Entdeckung der Verschmutzung des Heizkörpers 6, oder genauer seines Wärmeaustauschers 7» und gegebenenfalls der strömungsabwärts liegenden Führungsorgane, an welche der Austauscher angeschlossen ist, ermöglicht. Bekanntlich erfolgt die Abfuhr der gasförmigen, einen starken Anteil an CO2 enthaltenden Verbrennungsprodukte umso schlechter, je stärker der Austauscher 7 verschmutzt ist, wobei diese Verschmutzung eine Verringerung des diesen Produkten von dem Austauscher dargebotenen Durchtrittsquerschnitts und somit eine Zunahme des durch diesen Durchtritt erzeugten Druckabfalls und einen Überdruck dieser !Produkte strömungsaufwärts von dem Durchlaß, d.h. in der Brennkammer 6 zur Folge hat.This zone is especially chosen so that it enables the automatic detection of the contamination of the radiator 6, or more precisely its heat exchanger 7 and, if necessary, of the downstream guide elements to which the exchanger is connected. As is well known, the removal of the gaseous combustion products, which contain a high proportion of CO 2 , is worse the more contaminated the exchanger 7 is, this contamination reducing the passage cross-section presented to these products by the exchanger and thus an increase in the pressure drop generated by this passage an overpressure of these products upstream of the passage, ie in the combustion chamber 6 results.
Zur Untersuchung dieser Erscheinung hat die Anmelderin eine Reihe von Löchern auf verschiedenen Höhen in dem Mantel oder der Wand der Kammer 6 angebracht und festgestellt, daß für einen gegebenen Verschmutzungsgrad des Austauschers die gasförmigen Verbrennungsprodukte aus dieser Kammer durch alle Löcher, und nur diese,herausgedrückt werden, welche über einer gegebenen, von dem Verschmutzungsgrad abhängenden Höhe liegen,To investigate this phenomenon, the applicant has made a series of holes at different heights in the Jacket or the wall of the chamber 6 attached and found that for a given degree of contamination of the exchanger Gaseous products of combustion are pushed out of this chamber through all the holes, and only these, which are above one given height depending on the degree of pollution,
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und daß diese Höhe umso tiefer liegt, je höher dieser Verschmutzungsgrad ist· Von einem gewissen Verschmutzungsgrad an "quellen" die giftigen Produkte aus dem Heizkörper heraus, indem sie unter dem unteren Rand des den Körper seitlich begrenzenden Mantels hervor strömen, was natürlich sehr gefährlich ist.and that this level is lower, the higher this degree of pollution is · From a certain degree of pollution the toxic products "swell" out of the radiator by they under the lower edge of the laterally delimiting the body Cloak, which is of course very dangerous.
Die Anmelder in hat daher den Gedanken gehabt, in der Wand der Kammer 6 ein Loch 10 auf der Höhe anzubringen, v/elche einem Rückstaubeginn entspricht, wenn die Schwelle der zulässigen grössten Verschmutzung des Austauschers erreicht ist, und hat die Entnahmezone Z* der den Sauer st off träger für die Zündflamme 4 bildenden Luft an den Ausgang dieses Lochs gelegt, indem sie diesen Ausgang mit der Zündflamme durch eine entsprechende Leitung 11 verbindet·The applicant in has therefore had the idea of making a hole 10 in the wall of the chamber 6 at the level that corresponds to a backwater start when the threshold of the greatest permissible contamination of the exchanger is reached, and has the removal zone Z * of the Sauer st off carrier for the pilot flame 4 forming air is placed at the outlet of this hole by connecting this outlet with the pilot flame through a corresponding line 11
Solange daher die angegebene Verschmutzungsschwellö nicht erreicht wird, hat die in der Zone Z. durch die Leitung 11 entnommene Luft praktisch den gleichen Gehalt an GOp wie die Umgebungsluft·As long as the specified pollution threshold is not reached, has the line in Zone Z. 11 extracted air has practically the same GOp content as the ambient air
Sobald dagegen diese Schwelle erreicht ist, tritt ein Überschuß an GO2 aus dem Heizkörper 6 durch das Loch 10 aus, und die der Zündflamme durch die Leitung 11 zugeführte, den Sauerstoff träger bildende Luft ist stark mit 0O2 verseucht, was die Flamme der Zündflamme verändert und die durch diese Veränderung gesteuerten Sicherheitsmittel auslöst.As soon as this threshold is reached, however, an excess of GO 2 emerges from the heating element 6 through the hole 10, and the air which is supplied to the pilot flame through the line 11 and forms the oxygen carrier is heavily contaminated with 0O 2 , which causes the flame of the pilot flame changes and triggers the safety devices controlled by this change.
In der Praxis liegt das Loch 10 in der unteren Hälfte des Mantels des Heizkörpers, und vorzugsweise etv/a auf dem Drittel der Höhe desselben.In practice, the hole 10 is in the lower half of the jacket of the radiator, and preferably etv / a on the Third of the height of the same.
Es ist zu bemerken, daß diese nlntnahme durch das Loch 10 nicht nur die Berücksichtigung der Verschmutzung des Austauschers 7, sondern auch einer etwaigen "Überladung" der Speisung des Brenners mit Brenngas ermöglicht. Wenn die Menge dieses dem Brenner zugeführten Gases eine zulässige Schelle übersteigt, hat seine Verbrennung, wie die obige Verschmutzung, einen Überschuß an der Konzentration an CO2 in der Brennkammer und einen Rückstau des überschüssigen CO2 durch das Loch 10 zur Folge·It should be noted that this extraction through the hole 10 not only enables the contamination of the exchanger 7 to be taken into account, but also a possible "overload" of the fuel gas supply to the burner. If the amount of this gas supplied to the burner exceeds a permissible limit, its combustion, like the above pollution, results in an excess of the concentration of CO 2 in the combustion chamber and a back pressure of the excess CO 2 through the hole 10.
Das strömungsaufwärts liegende Ende der Leitung ist nicht unmittelbar dicht mit dem Loch 10 verbunden, da die dann entstehende Luftentnahme ständig zu reich an dem verseu-The upstream end of the conduit is not directly connected to the hole 10, as the the resulting air extraction is always too rich in the pollutant
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chenden Bestandteil (GO2) wäre.relevant component (GO 2 ) would be.
Es ist besser, die se Leitung in der Nähe desIt is better to have this line near the
Lochs münden zu lassen, derart, daß die in dieses gesaugte Luft einen überwiegenden Anteil an Umgebungsluft (Pfeile F) und nur einen kleinen Anteil an mehr oder weniger verseuchter, aus dem Inneren des Heizkörpers kommender Luft (Pfeil J) enthält.Open hole so that the air sucked into this a predominant proportion of ambient air (arrows F) and only Contains a small amount of more or less contaminated air coming from inside the radiator (arrow J).
Hierfür hat zweckmässig dieses strömungsaufwärts liegende Ende die Form einer halbzylindrischen Kappe 12 (Fig· 1 und 2), welche nach unten offen ist und durch seitliches Ausschneiden des die Leitung 11 bildenden Rohrstücks an seinem geschlossenen oder ungeschlossenen Ende über einen Abschnitt der Seitenfläche gebildet wird, welcher sich über eine geringe Entfernung (1 bis 3 ein·) und über einen Bogen von 180° erstreckt.For this purpose, this upstream end expediently has the shape of a semi-cylindrical cap 12 (FIG. 1 and 2), which is open at the bottom and is closed by laterally cutting out the pipe section forming the line 11 or unclosed end is formed over a portion of the side surface which extends over a short distance (1 to 3 a ·) and extends over an arc of 180 °.
Anstatt ausserhalb des Heizkörpers, wie in Fig. 1 dargestellt, kann die Entnahme der den Säuerst off träger für die Flamme 4- bildenden Luft wenigstens teilweise mittels eines Rohrs erfolgen, welches innerhalb der Basis des Heizkörpers angeordnet ist und auf einer mit der Höhe des oben genannten Lochs 10 vergleichbaren Höhe mündet·Instead of outside the radiator, as shown in Fig. 1, the removal of the acid can be used for the carrier the flame 4- forming air at least partially by means of a Pipe, which is placed inside the base of the radiator and at a height of the above Hole 10 of comparable height leads to
Dieses Rohr kann thermisch in gewissem Maße von den Flammen des Brenners isoliert werden, indem es z.B. in. einer entsprechenden Nut untergebracht wird, welche in der Basis des seitlichen Mantels des Heizkörpers vorgesehen ist«This tube can be thermally insulated to some extent from the flames of the burner, for example by placing it in a corresponding groove, which is provided in the base of the lateral casing of the radiator «
Man kann natürlich mit den obigen Entnahmerohren andere Rohre kombinieren, welche an anderen besonders verseuchbaren Zonen des Heizapparats endigen, ζ·Β· in einer seitlichen öffnung der Vorrichtung zur Unterbrechung des Zuges des Apparats, um die obige Sicherheit durch eine Sicherheit gegen den Rückstau von verbrannten Gasen an der Stelle der Vorrichtung zur Unterbrechung des Zuges zu vervollständigen.You can of course combine other tubes with the above extraction tubes, which are particularly contaminatable on others Zones of the heating apparatus end, ζ · Β · in a side opening of the device for interrupting the train of the apparatus, the above security through a security against the backflow of burnt gases at the location of the device to complete the interruption of the train.
Man erhält so einen Wärmeerzeuger mit besonders einfachen und sicheren Sicherheitsmitteln, welche gestatten, das Gas automatisch abzusperren, sobald die Verschmutzung des Heizkörpers und/oder die dem Brenner zugeführte Brenngasmenge einen gegebenen Schvjellenwert übersteigen·This gives a heat generator with particularly simple and safe safety devices that allow automatically shut off the gas as soon as the heater is dirty and / or the amount of fuel gas supplied to the burner exceed a given threshold
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- 1975-12-02 IT IT09537/75A patent/IT1048588B/en active
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| GB1516994A (en) | 1978-07-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8235 | Patent refused |