DE2744450C2

DE2744450C2 -

Info

Publication number: DE2744450C2
Application number: DE2744450A
Authority: DE
Inventors: Franz Ing.(Grad.) Haag; Paul Dipl.-Ing. Bongartz; Paul Ing.(Grad.) 7972 Isny De Roth
Original assignee: Motan GmbH
Current assignee: MOTAN SWINGTEC GMBH, 7972 ISNY, DE
Priority date: 1977-10-03
Filing date: 1977-10-03
Publication date: 1987-07-23
Also published as: FR2404811B1; SE7810242L; NO783162L; NL7809989A; NL185419C; IT7828178A0; FR2404811A1; DE2744450A1; SE430920B; CH635916A5; IT1098949B

Description

Die Erfindung betrifft einen Durchlauferhitzer nach dem Ober begriff des Anspruchs 1.

Bei einem bekannten Durchlauferhitzer dieser Art nach der DE-AS 14 54 684 ist der Brenner in der oberen Stirnzone der zylindrischen Brennkammer angeordnet, deren Längsachse senkrecht verläuft. Die nach unten aus der Brennkammer austretenden Brenngase werden im Umlenkraum um etwa 180° umgelenkt und danach in den Ringraum zwischen dem Kammermantel und der äußeren Gehäuse wand geleitet. Im Ringraum befindet sich der vorzugsweise als doppelgängige, schraubenwendelförmige Rohrschlange ausgebilde te Wärmetauscher. Etwa in der Höhe des Gebläsebrenners ist eine Abgasleitung angeschlossen, über die die Abgase zum Beispiel in einen Gaskamin abgeführt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Durchlaufer hitzer für eine Brenneranlage der gattungsbildenden Art so aus zubilden, daß beim Start des Brenners und unmittelbar danach eine stabile Verbrennung und laminare Strömung der Abgase gewährleistet sind.

Diese Aufgabe wird bei einem Durchlauferhitzer der gattungs bildenden Art erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merk malen des Anspruches 1 gelöst.

In dem als Absaugresonator wirkenden Schwingraum werden beim Start des Brenners unter Umständen durch unregelmäßige Brenn stoffzufuhr entstehende Druckstöße abgesaugt und absorbiert, so daß in entgegengesetzter Richtung keine Strömung auf treten kann. Dadurch können sich die Druckstöße nicht auf die in einer Abgasleitung entstehende Abgassäule auswirken. Es ist daher eine weitgehend laminare Strömung der Brenngase sichergestellt. Der Umlenkboden hat ferner den Vorteil, daß er auch einen Strahlenschutz gewährleistet und beim Startvorgang und der Anheizphase, bei der der Wärmetauscher von kaltem Wasser durchflossen wird, als Kondensatver dampfer dient. Der Schwingraum und die Drosselzone können durch die Anordnung des Umlenkbodens auf konstruktiv ein fache Weise vorgesehen werden, ohne daß die Baugröße des Durchlauferhitzers nennenswert vergrößert ist. Der er findungsgemäße Durchlauferhitzer gewährleistet daher auf kleinstem Raum eine größtmögliche Leistung und ist auch von äußeren Einflüssen, insbesondere von der jeweiligen Windrichtung, unabhängig, so daß die Brenneranlage auch auf Fahrzeugen und Schiffen eingesetzt werden kann.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den wei teren Ansprüchen. Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Zeichnun gen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Durchlauferhitzer im Vertikalschnitt,

Fig. 2 den Durchlauferhitzer im Längs schnitt und in stark schematisierter Darstellung,

Fig. 3 eine Skizze zur Erläuterung der Wirkungsweise des Schwingraumes V 3 des Durch lauferhitzers.

In Fig. 1 ist ein Durchlaufer hitzer dargestellt, der zum Betrieb mit Mineralöl be stimmt ist. Der Durchlauferhitzer ist mit einem Gebläse brenner 1 verbunden, der von oben in eine zylindrische Brennkammer 2 des Durchlauferhitzers ragt. Die Brenngase 3 verlassen den Brenner 1 rotationssymmetrisch zur Längs achse der Brennkammer 2. Sie ist an ihrer unteren Stirn seite offen und ist von einem Kammermantel 4 umgeben. Er ist seinerseits von einer äußeren Gehäusewand 6 umgeben, die koaxial und mit radialem Abstand vom Kammermantel 4 angeordnet ist. In einem zwischen dem Kammermantel 4 und der Gehäusewand 6 liegenden Ringraum 7 ist eine in ihrem unteren Bereich als Doppelwendel ausgebildete und als Wärmetauscher 8 dienende Rohrschlange angeordnet, in die über einen Einlaßstutzen 9 und ein Zuleitungsrohr 10 Wasser einströmt. Es dient als Wärmeträger für ein (nicht dargestelltes) Heizsystem und wird von einer (ebenfalls nicht dargestellten) Umwälzpumpe gefördert. Das Wasser durchfließt den Wärmetauscher 8, wobei es erhitzt wird und den Wärmetauscher über eine in Fig. 1 angedeutete Brennstoff- Vorwärmeinrichtung X verläßt. Das Heißwasser wird dabei in einem Abflußrohr 11 geführt und verläßt den Durchlauferhitzer über einen Abflußstutzen 12.

Die vom Gebläsebrenner 1 erzeugten Brenn- und Abgase durch strömen den Ringraum 7 und geben dabei einen Großteil ihrer Wärme an das im Wärmetauscher abfließende Wasser ab. Etwa in Höhe des Brenners 1 befindet sich in der Gehäusewand 6 eine Auslaßöffnung für die Abgase 13, die mit einer den jeweiligen örtlichen Verhältnissen im Durchmesser und Länge angepaßten Abgasleitung 14 von der Brenneranlage weggeführt werden.

Um eine umweltfreundliche Verbrennung zu erreichen, ist es notwendig, daß die den Gebläsebrenner 1 verlassenden Brenn- bzw. Abgase in ihrer laminaren Strömung möglichst wenig gestört werden. Es ist jedoch nicht zu vermeiden, daß beim Start der Brenneranlage und unter Umständen infolge un regelmäßiger, beispielsweise durch Dampfblasen im Heizöl verursachter Brennstoffzufuhr im Brenner bzw. in der Brenner flamme kurze Druckstöße aufgebaut werden. Damit sie nicht in die Abgasleitung gelangen können, ist zwischen der äußeren Gehäusestirnwand 15 und der unteren, offenen Stirn seite der Brennkammer 2 ein quer zur Brennkammerachse ver laufender Umlenkboden 16 angeordnet, der von der äußeren Gehäuse stirnwand 15 des Durchlauferhitzers einen kleinen axialen Abstand hat. Die äußere Gehäusestirnwand 15 begrenzt einen an die Brennkammer 2 anschließenden Umlenkraum 17 und einen zwischen ihr und dem Umlenkboden 16 gebildeten Schwingraum 18, der als Absaugresonator wirkt.

Zur Verdeutlichung ist in Fig. 2 der als erster Tonraum wirkende Innenraum der Brennkammer 2 mit V 1 be zeichnet. An ihn schließt nach unten ein zweiter Ton raum V 2 an, der vom Umlenkraum 17 und dem nach oben anschließenden Ringraum 7 gebildet ist. Der Schwingraum 18 ist in den Fig. 2 und 3 mit V 3 bezeichnet. Er ist über einen Dämpfungskanal 20 mit den ersten beiden Tonräumen V 1 und V 2 verbunden (Fig. 3). Der Dämpfungskanal 20 bildet eine Drosselzone, durch die eine Strömung in Richtung des Pfeiles 21 ermöglicht ist. Hinter einer Einströmstelle 22 in den Schwingraum 18 bzw. V 3 wird der Druck einer Druck welle stark abgebaut, so daß in entgegengesetzter Richtung praktisch keine Strömung stattfinden kann.

Zur Erzielung der Drosselzone 20 ist ein Ringspalt 24 mit einer radialen Breite von wenigen Zehntel Millimetern, vorzugsweise etwa 0,5 mm, zwischen der Innenseite der Ge häusewand 6 und dem Rand des Umlenkbodens 16 vorgesehen.

Die axiale Tiefe des Schwingraumes 18 ist wenigstens annähernd auf Resonanz mit den beiden Tonräumen, d. h. dem Brennkammervolumen V 1 und dem Volumen V 2 des zweiten Tonraumes, abgestimmt, der aus dem Ringraum 7 und dem Umlenkraum 17 gebildet ist. Für die angestrebte Entkoppelung der Abgasleitung 14 sorgt der im Ringraum 7 untergebrachte Wärmetauscher 8, der die Austritts öffnung der Abgase 14 gitterartig abdeckt.

Durch den Umlenkboden 16 wird nicht nur eine aperiodische Koppelung und Abstimmung des Schwingraumes 18 erzielt. Der Umlenkboden dient vielmehr auch als Strahlungsschutz für die äußere Gehäusestirnwand 15 des Gehäuses. Außerdem wirkt der Umlenkboden 16 als Kondensatverdampfer, insbesondere während des Startvorganges und während der Anheizphase, bei der der Wärmetauscher von kaltem, noch nicht er wärmten Wasser durchflossen wird.

Um eine strömungsgünstige, im wesentlichen turbulenzfreie Umlenkung der Brenngase 3 im Umlenkraum 10 zu erreichen, ist im Zentrum des Umlenkbodens 16 eine kegelförmige Er höhung 25 mit einer abgerundeten Spitze vorgesehen, die gegen den Brenner 1 gerichtet ist. In diese Erhöhung greift von unten ein Verstrebungsstab 26 ein, der an der äußeren Gehäusestirn wand 15 abgestützt ist.

Claims

1. Durchlauferhitzer, mit einer zylindrischen oder prismatischen Brennkammer, die an einer Stirnseite einen Gebläsebrennner für flüssigen Brennstoff insbesondere Mineralöl, enthält und von einem an der gegenüberliegenden Stirnseite offenen Kammer mantel begrenzt ist, und mit einem die Brennkammer um schließenden Wärmetauscher, der im Ringraum zwischen dem Kammermantel und einer äußeren Gehäusewand liegt, wobei die Gehäusewand einen an die offene Stirnseite der Brennkammer anschließenden Umlenkraum für die Brenngase enthält, der von einem quer zur Brennkammerachse verlaufen den Umlenkboden begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß in axialen Abstand vom Umlenkboden (16) eine äußere Gehäusestirnwand (15) angeordnet ist, die zusammen mit dem Umlenkboden und der Gehäusewand (6) einen als Absaug resonator (V 3) wirksamen Schwingraum (18) umschließt, der mit dem Umlenkraum (V 2, 17) durch eine akustisch-pneuma tische Drosselzone (20) verbunden ist.

2. Durchlauferhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Drosselzone ( 20) ein Spalt (24) von wenigen Zehntelmillimetern zwischen der Innenseite der Gehäusewand (6) und dem Rand des Umlenkbodens (16) vorgesehen ist.

3. Durchlauferhitzer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Umlenkboden (16) in seinem Zentrum eine gegen den Brenner (1) gerichtete Erhöhung (25) aufweist.