DE2745687B2 - Atmospheric gas burner for water heaters for central heating systems - Google Patents

Atmospheric gas burner for water heaters for central heating systems

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DE2745687B2 DE19772745687 DE2745687A DE2745687B2 DE 2745687 B2 DE2745687 B2 DE 2745687B2 DE 19772745687 DE19772745687 DE 19772745687 DE 2745687 A DE2745687 A DE 2745687A DE 2745687 B2 DE2745687 B2 DE 2745687B2
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Description

Die Erfindung betrifft einen der Gattung des Patentanspruchs 1 entsprechenden Gasbrenner.The invention relates to a gas burner corresponding to the preamble of claim 1.

Solchen, beispielsweise durch die Arbeitsmappe Sach-Nr. 49 383 »Rheinstahl Gasheizkessel GAF 220 und GAF 320« der Firma THYSSEN SCHALKER VEREIN GMBH, 4010 Hilden, Seite 23, bekanntgewordenen "Brennern wird das Gas über ein zweistufiges Drosselventil zugeführt, das bei eingeschalteter Heizanlage bei einer Vorlauftemperatur des Wassers unter beispielsweise 600C ganz öffnet, bei Erreichen dieser Temperatur aber auf einen Gasdurchsatz von etwa 60% der Nennleistung gedrosselt und bei Erreichen einer Vorlauf temperatur von 80° C im Sinne eines Intervallbetriebes ganz abgeschlossen wird. Zu diesem Zweck ist am Austrittsstutzen eines zugeordneten Heizkessels für das Vorlaufwasser ein zweistufiger thermostatischer Regler, gegebenenfalls auch durch zwei Regler ersetzt, angeordnet, von denen der eine auf 60° C eingestellte, das Drosselventil bei Unterschreitung dieser Temperatür ganz öffnet und bei Erreichen dieser Temperatur in seine Drosselstellung bringt, während der andere, auf 80° C eingestellte thermostatische Regler das Drosselventil bei Erreichen dieser Temperatur ganz schließt bzw. bei Unterschreitung dieser Temperatur wieder in die Drosselstellung öffneL Wenn dadurch auch längere Brennerlaufzeiten als bei einstufigem Intervallbetrieb ermöglicht sind, se verbleibt doch noch der Nachteil, daß die auf den Nennleistungsbetrieb ausgelegten Brennerleisten des Gaskessels bei einer Belieferung mit nur etwa 60% der Nennleistungs-Gasmenge einen merklich niedrigeren Wirkungsgrad aufweisen, der bei dem vorgenannten Teillastbetrieb etwa 4% niedriger als bei dem Vollastbetrieb liegt Die Ursache hierfür dürfte vor allem darin liegen, daß beim Teillastbetrieb durch die seitlichen Zutrittsöffnungen der Brennerleisten für die Primärluft im Verhältnis zur ?ugeführten Gasmenge zuviel Luft zugeführt wird.Such, for example through the workbook item no. 49 383 "Rheinstahl gas boilers GAF 220 and GAF 320" from the company THYSSEN SCHALKER VEREIN GMBH, 4010 Hilden, page 23, the gas is fed through a two-stage throttle valve, which when the heating system is switched on at a flow temperature of the water below 60 ° C, for example fully opens, but when this temperature is reached it is throttled to a gas throughput of about 60% of the nominal output and is completely closed when a flow temperature of 80 ° C is reached in the sense of an intermittent operation Thermostatic regulator, possibly also replaced by two regulators, arranged, one of which is set to 60 ° C, fully opens the throttle valve when this temperature is not reached and brings it to its throttling position when this temperature is reached, while the other, thermostatic set to 80 ° C Regulator the throttle valve at Erre This temperature closes completely or, if this temperature falls below this, it opens again into the throttle position. If this also enables longer burner runtimes than with single-stage interval operation, the disadvantage still remains that the burner strips of the gas boiler designed for rated output operation are only supplied with approx 60% of the nominal power gas quantity have a significantly lower efficiency, which is about 4% lower in the aforementioned part-load operation than in the full-load operation Too much air is being supplied to the amount of gas introduced.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen der Gattung des Patentanspruchs 1 entsprechenden atmosphärischen, als Flächenbrenner ausgebildeten Gasbrenner so zu vervollkommnen, daß er auch beim Teillastbetrieb mit einem möglichst optimalen Wirkungsgrad arbeitet.
Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 wiedergegebenen Merkmale gelöst.
The invention is based on the object of perfecting an atmospheric gas burner designed as a surface burner, corresponding to the preamble of claim 1, in such a way that it works with the best possible efficiency even during partial load operation.
The object set is achieved according to the invention by the features reproduced in the characterizing part of claim 1.

Bei der Beheizung eines Wassererhitzers mit einem solchen Brenner über zwei Brennerleisten, von denen jede stets nur mit einer gleichbleibenden Gasmenge beliefert wird, für die sie ausgelegt ist, kann durch ein entsprechendes Zu- oder Abschalten der einen der beiden Brennerleisten bei beiden Betriebszuständen ein weitgehend optimaler Verbrennungswirkungsgrad gesichert werden. Ein weiterer Vorteil ergibt sich daraus, daß die nebeneinander angeordneten Brennerleisten beim Zünden ein besseres Überzünden ermöglichen.When heating a water heater with such a burner via two burner strips, one of which each is always only supplied with a constant amount of gas, for which it is designed, can by a corresponding switching on or off of one of the two burner strips in both operating states largely optimal combustion efficiency can be ensured. Another advantage results from that the juxtaposed burner strips enable better over-ignition when igniting.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht; es zeigt
Advantageous refinements of the invention are characterized in the subclaims.
In the drawing, the invention is illustrated by way of example; it shows

F i g. 1 einen Gas-Gliederkessel in einer schematisch gehaltenen, den als Flächenbrenner ausgebildeten Gasbrenner veranschaulichenden Seitenansicht (Teile des Gasbrenners sind geschnitten dargestellt);F i g. 1 is a sectional gas boiler in a schematically held, designed as a surface burner Gas burner illustrative side view (parts of the gas burner are shown in section);

F i g. 2 und 3 den Gasbrenner gemäß F i g. 1 in jeweils einem Teilquerschnitt nach der Linie H-II und III-III.F i g. 2 and 3 the gas burner according to FIG. 1 in each case a partial cross-section along the line H-II and III-III.

Unter den in üblicher Weise mit Abstand nebeneinander verlaufenden Kesselgliedern Γ des entsprechend dem Ausführungsbeispiel vorgesehenen Gas-Gliederkesseis 1 sind entlang jedem Spalt 2 waagerecht nebeneinander jeweils zwei Brennerleisten 3 und 4 angeordnet, von denen die Brennerleiste 3 in F i g. 2 und die Brennerleiste 4 in Fig.3 in jeweils einer Seitenansicht — teilweise im Längsschnitt — genauer dargestellt ist. Jede der beiden Brennerleisten 3 und 4 weist an ihrer Oberseite in regelmäßigen Abständen übliche, in der Zeichnung lediglich durch strichpunktierte Linien angedeutet Brennerdüsen 5 auf. an denen beimAmong the boiler sections running next to one another at a distance in the usual way, Γ des accordingly The sectional gas bodies 1 provided in the exemplary embodiment are horizontal along each gap 2 two burner strips 3 and 4 arranged side by side, of which the burner strip 3 in FIG. 2 and the burner bar 4 in Figure 3 in each case a side view - partially in longitudinal section - more precisely is shown. Each of the two burner strips 3 and 4 has on its top at regular intervals conventional burner nozzles 5, indicated in the drawing only by dash-dotted lines. at those at

Betrieb der Brennerleiste jeweils eine Gasflamme in den zugeordneten Spalt 2 zwischen den Kesselgliedern Γ ·, des Kessels hineinbrenntOperation of the burner bar in each case a gas flame in the associated gap 2 between the boiler sections Γ ·, The boiler burns into it

; Die Gaszufuhr zu den Brennerleisten 3 und 4 erfolgt; The gas supply to the burner strips 3 and 4 takes place

' an deren gemäß Fig.2 und 3 linken Enden von einem'at the left ends of one according to FIGS. 2 and 3

;;. Gas verteilerrohr 6 her, welches axial von einem im;;. Gas manifold 6 ago, which is axially from an im

: Querschnitt kleineren Innenrohr 6' durchsetzt ist, so daß: Cross-section of smaller inner tube 6 'is penetrated so that

·; das Gasverteilerrohr 6 einen äußeren ringförmigen·; the gas distribution pipe 6 has an outer annular

Längskanal 7 und einen weiteren axialen Längskanal 8 aufweist D^bei sind die in Fig.3 dargestellten μ Brennerleisten 4 über je eine Düse 9 an den äußerenLongitudinal channel 7 and a further axial longitudinal channel 8 D ^ with are the μ shown in Figure 3 Burner strips 4 each via a nozzle 9 on the outer

jf Längskanal 7 und die Brennerleisten 3 gemäß Fig.2jf longitudinal channel 7 and the burner strips 3 according to FIG

» Ober eine den ringförmigen Längskanal 7 an einer»Above one the annular longitudinal channel 7 on one

Umfangsstelle bis aus dem Gasverteilerrohr 6 hinaus eat Circumferential point up from the gas distribution pipe 6

$ durchsetzende Düse 10 an den inneren Längskanal 8$ penetrating nozzle 10 to the inner longitudinal channel 8

Γ angeschlossen. Außerdem weisen beide BrennerleistenΓ connected. In addition, both burner strips have

3 und 4 im Bereich ihrer Anschlußstelle an das ji Gasverteilerrohr 6 obere und untere Zutrittsöffnungen3 and 4 in the area of their connection point to the ji gas distribution pipe 6 upper and lower access openings

r| 11 für Primärluft auf, deren Größe im Sinne einerr | 11 for primary air, the size of which corresponds to a

°- optimalen Luftbeimischung zu dem aus den Düsen 9 und ° - optimal air admixture to that from the nozzles 9 and

- 10 beim Brennerbetrieb in nachstehend noch erläuterter- 10 during burner operation in more detail below

;' Weise in stets gleichbleibender Nennleistungsmenge; ' Way in a constant nominal power quantity

:: ausströmenden Gas ausgelegt ist:: the escaping gas is designed

! Wie aus F i g. 1 hervorgeht, ist der ringförmige! As shown in FIG. 1 is the annular one

\ Längskanal 7 an einem Ende des Gasverteilerrohres 6 \ Longitudinal channel 7 at one end of the gas distribution pipe 6

an eine Zweigleitung 12 und der axiale Längskanal 8 am gleichen Ende des Gasverteilerrohres 6 an eine Zweigleitung 13 angeschlossen. Beide Zweigleitungen 12 und 13 gehen über jeweils ein magnetgesteuertes Auf-Zuventil 14 bzw. 15 und einen Druckregler 16 bzw. 17 von einer gemeinsamen Hauptleitung 18 für die Gaszufuhr aus. Dabei wird das Auf-Zuventil 14 über eine Leitung 19 von einem auf die Temperatur des aus dem Gas-Gliederkessel 1 an der Stelle eines Vorlauf-Austrittsstutzens 20 austretenden Heizwassers ansprechenden thermostatischen Regler 21 und das Auf-Zuventil 15 über eine Leitung 22 von einem etwa an der gleichen Stelle befindlichen, ebenfalls auf die Heizwassertemperatur ansprechenden thermostatischen Regler 23 gesteuertto a branch line 12 and the axial longitudinal channel 8 at the same end of the gas distribution pipe 6 to a Branch line 13 connected. Both branch lines 12 and 13 each go via a magnetically controlled one Open-close valve 14 or 15 and a pressure regulator 16 or 17 from a common main line 18 for the Gas supply off. In this case, the open-close valve 14 is switched from one to the temperature of the via a line 19 the gas sectional boiler 1 at the point of a flow outlet nozzle 20 responding heating water thermostatic regulator 21 and the open-close valve 15 via a line 22 from one to the approximately thermostatic controller that also responds to the heating water temperature 23 controlled

Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist der Regler 21 so ausgelegt daß er das Auf-Zuventil 14 bei Erreichen einer Heizwassertemperatur von 8O0C absperrt und bei Unterschreitung dieser Temperatur wieder öffnet während der Regler 23 gemäß dem Ausführungsbeispiei so ausgelegt ist, daß er das Auf-Zuventil 15 bei erreichter Temperatur des Heizv/assers von 60° C absperrt und bei Unterschreitung dieser Temperatur wieder öffnet natürlich den Betrieb des ganzen Gas-Gliederkessels 1 vorausgesetzt Dabei beträgt der Durchströmungsquerschnitt des ringförmigen Längskanals 7 etwa 50% mehr als der Durchströmungsquerschnitt des inneren Längskanals 8 und ebenso der Durchströmungsquerschnitt der dem äußeren Längskanal 7 zugeordneten Brennerleisten 4 etwa 50% niehr als der Durchströmungsquerschnitt der Brennerleisten 3.According to the embodiment, the controller 21 is designed so that it shuts off the on-close valve 14 when it reaches a heating water temperature of 8O 0 C and at below this temperature again opens while the controller 23 to the Ausführungsbeispiei is designed so as that it the up-close valve 15 when the heating water temperature of 60 ° C is reached, and when the temperature falls below this, the entire sectional gas boiler 1 naturally opens again, provided that the flow cross-section of the annular longitudinal channel 7 is about 50% more than the flow cross-section of the inner longitudinal channel 8 and the same the flow cross-section of the burner strips 4 assigned to the outer longitudinal channel 7 is approximately 50% less than the flow cross-section of the burner strips 3.

Beim Betrieb des so ausgerüsteten Flächenbrenners des Gas-Gliederkessels 1 ist gewährleistet daß der Kessel nicht nur beim Nennleistungsbetrieb, sondern auch beim Teillastbetrieb stets mit einem optimalen Wirkungsgrad arbeitetWhen operating the so equipped surface burner of the sectional gas boiler 1 it is ensured that the Boiler not only with rated output operation, but also with partial load operation, always with an optimal Efficiency works

Gemäß dem Ausführungsbeispiel sind die Auf-Zuventile 14 und 15 als Magnetventile ausgebildet. Sie könnten jedoch in üblicher Weise als motorbetriebene Ventile ausgebildet sein. Wenn auch zwei den beiden Zweigleitungen 12 und 13 zugeordnete Druckregler 16 und 17 bevorzugt werden, könnte doch auch ein in der Hauptleitung 18 dicht vor der Verzweigung zu den Zweigleitungen 12 und 13 vorgesehener Druckregler ausreichen, sofern die Auf-Zuventile 14 und 15 in den Zweigleitungen 12 und 13 dicht hinter einer strömungsgünstigen Verzweigung angeordnet sind. Im übrigen kann es vorteilhaft sein, wenn der Querschnitt der Brennerleisten 3 und 4 und/oder der Längskanäle 7 und 8 in Durchströmungsrichtung etwa in der dargestellten Weise zunimmt um dadurch Durchströmungsdruckverluste auszugleichen. Weiterhin könnten die beiden Längskanäle 7 und 8 des Gasyerteilerrohres 6 statt konzentrisch auch in irgendeiner anderen Weise nebeneinander verlaufen. Schließlich ist die paarweise Anordnung zweier unterschiedlicher Brennerleisten auch nicht an Gas-Gliederkessel gebunden. Die Brennerleistenpaare könnten mit ähnlichen Vorteilen auch an anderen Gas-Wasserheizern, z. B. an solchen Umlauf- oder Durchlaufheizern vorgesehen sein.According to the exemplary embodiment, the open-close valves 14 and 15 are designed as solenoid valves. However, they could be designed in the usual way as motor-operated valves. Even though two pressure regulators 16 and 17 assigned to the two branch lines 12 and 13 are preferred, a pressure regulator provided in the main line 18 close to the branch to the branch lines 12 and 13 could also suffice, provided that the open / close valves 14 and 15 are in the branch lines 12 and 13 are arranged close behind a flow-favorable branch. In addition, it can be advantageous if the cross section of the burner strips 3 and 4 and / or the longitudinal channels 7 and 8 increases in the direction of flow approximately in the manner shown in order to compensate for through-flow pressure losses. Furthermore, the two longitudinal channels 7 and 8 of the gas divider pipe 6 could also run next to one another in some other way instead of concentrically. Finally, the paired arrangement of two different burner strips is not tied to the sectional gas boiler. The burner bar pairs could also be used on other gas water heaters, e.g. B. be provided on such circulation or flow heaters.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (6)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Atmosphärischer Gasbrenner für Wassererhitzer in Zentralheizanlagen mit einem an eine Hauptleitung anschließenden Gaszufuhrsystem mit einer Druckregler- und Ventilanordnung, mittels der die Gaszufuhr zu mehreren nebeneinander verlaufenden Brennerleisten, die an ihren einen, an ein quer zu ihnen verlaufendes Gasverteilerrohr angeschlossenen Enden seitliche Zutrittsöffnungen für dem Gas zuzumischende Primärluft aufweisen, in Abhängigkeit von der Steuerung durch zwei auf unterschiedliche Vorlauftemperaturen des Wassers ansprechende Regler auf Nennlast bzw. eine Teillast einstellbar oder abstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gaszufuhrsystem zwei Zweigleitungen (12; 13) mit je einem von einem der beiden Regler (21; 23) her steuerbaren Auf-Zuventil (14; 15) und das Gasverteilerrohr (6) zwei voneinander getrennte, eintrittsseitig an jeweils eine der beiden Zweigleitungen (12; 13) angeschlossene Längskanäle (7; 8) aufweist, daß die Brennerleisten (3; 4) bezüglich ihres Querschnittes und ihrer Zutrittsöffnungen für die Primärluft für jeweils eine Betriebsgasmenge ausgelegt und paarweise zusammengefaßt sind, und daß die eine Brennerleiste (3) jedes Paares an den einen (8) und die andere (4) an den anderen (7) der beiden Längskanäle (7; 8) des Gasverteilerrohres (6) angeschlossen ist.1. Atmospheric gas burner for water heaters in central heating systems with one to one Main line adjoining gas supply system with a pressure regulator and valve arrangement, by means of which the gas supply to several side-by-side burner strips, which are transverse to one of them to them extending gas distribution pipe ends connected to the side access openings for the gas Have primary air to be admixed, depending on the control by two on different Flow temperature of the water responsive controller can be set to nominal load or a partial load or can be switched off, characterized in that that the gas supply system has two branch lines (12; 13) each with one of the two Regulator (21; 23) controllable open-close valve (14; 15) and the gas distribution pipe (6) two from each other separate entry side to one of the two Branch lines (12; 13) has connected longitudinal channels (7; 8) that the burner strips (3; 4) with regard to their cross-section and their access openings for the primary air for one quantity of operating gas in each case designed and combined in pairs, and that the one burner strip (3) each Pair to one (8) and the other (4) to the other (7) of the two longitudinal channels (7; 8) of the Gas distribution pipe (6) is connected. 2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasverteilerrohr (6) axial von einem im Querschnitt kleineren Innenrohr (6') durchsetzt ist und der eine Längskanal (7) durch den zwischen den beiden Rohren (6 und 6') gebildeten Ringkanal und der andere Längskanal (8) durch das Innenrohr (6') gebildet ist.2. Burner according to claim 1, characterized in that the gas distribution pipe (6) axially of an inner tube (6 ') with a smaller cross section is penetrated and one longitudinal channel (7) through the between the two tubes (6 and 6 ') formed ring channel and the other longitudinal channel (8) through the Inner tube (6 ') is formed. 3. Brenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des ringförmigen Längskanals (7) um etwa 50% größer als der Querschnitt des inneren Längskanals (8) ist.3. Burner according to claim 2, characterized in that the cross section of the annular The longitudinal channel (7) is about 50% larger than the cross section of the inner longitudinal channel (8). 4. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Brennerleisten (3; 4) und/oder der Längskanäle (7; 8) in Durchströmungsrichtung in einem den Druckverlust mindernden Maße zunimmt.4. Burner according to one of the preceding claims, characterized in that the cross section the burner strips (3; 4) and / or the longitudinal channels (7; 8) in the flow direction in increases to a degree that reduces the pressure loss. 5. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Zweigleitung (12; 13) dem Auf-Zuventil (14; 15) ein Druckregler (16; 17) vorgeschaltet ist.5. Burner according to one of the preceding claims, characterized in that in each A pressure regulator (16; 17) is connected upstream of the branch line (12; 13) of the open-close valve (14; 15). 6. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines Gliederkessels die Paare nebeneinander verlaufender Brennerleisten (3; 4) jeweils zwischen zwei benachbarten Kesselgliedern (1') angeordnet sind.6. Burner according to claim 1, characterized in that when using a sectional boiler the pairs of juxtaposed burner strips (3; 4) each between two adjacent ones Boiler sections (1 ') are arranged.
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