DE2748743C2 - Gasheizgerät - Google Patents

Abstract

Kontaktelektroden-Anordnung für Lichtbogen- oder Widerstandsschmelzöfen, mit einer außerhalb der Ofenmauerung angeordneten Basisplatte, mit der die Hälse mehrere Elektroden leitend verbunden sind, wobei der übrige Teil der Elektroden in die Ofenausmauerung hineinragt und mit der in dem Ofenherd befindlichem Schmelze Kontakt hat. Die Basisplatte (6) ist unterhalb des Ofenbodens (4) in Abstand angebracht. Zwischen Basisplatte und Ofenboden ist damit ein Zwischenraum (7) geschaffen, in dem ein die Elektrodenhälse (8), die Ofen-Außenseite und die Basisplatte (6) kühlendes Fluid, insbesondere Luft, fließen kann.

Description

dadurch gekennzeichnet,

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daß der Raum unterhalb der Brennerdüsenrohre (7) durch eines jiit einer Luftklappe (9) für die Sekundäriuftzufuhr versehenen oben offenen Kasten (8) umschlossen ist, und

die Luftklappe über einen Verstellmechanismus (17, 19,20,21) mit dem Gasmengendosierventil (10) verbunden ist

2. Gasheizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dosierventil (10) durch einen von einem Thermostaten (16) gesteuerten Stellmotor (15) verstellbar ist

3. Gasheizgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dosierventil (10) einen axial verschiebbaren Kolben (11) aufweist der durch den Stellmotor (*5) verschiebbar fet und über den Verstellmechanismus (17,19, 2C, 21) mit der Luftklappe (9) für die Sekundärluftzufuhr vei aunden ist.

4. Gasheizgerät nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (11) eine Zahnstange (13) trägt in die ein Ritzei (14) des Stellmotors (15) eingreift.

5. Gasheizgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (11) in einer zylinderförmigen Meßblende (25) geführt ist, die mit einem Schlitz (26) versehen ist.

6. Gasheizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstellmechanismus (17, 17') mit einem Schaltfinger (18) versehen ist, mit dem in den beiden Endstellungen jeweils ein Schalter (23,24) für das Ausschalten des Stellmotors (15) zu betätigen ist.

7. Gasheizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Dosierventil (10) als ein Eckventil ausgebildet ist und mit einem durch den Stellmotor (15) verdrehbaren rohrförmigen Dosiermittel (29) versehen ist, das in seiner zylinderförmigen Wandung mit einer öffnun(31) versehen ist, deren Breite in einer Drehrichtung abnimmt, und das über Hebel (17', 20,21) mit der Luftklappe (9) für die Sekundärluftzufuhr verbunden ist.

8. Gasheizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Dosierventil (10) mit einem einstellbaren Anschlag (27) für die Begrenzung der Grundlast versehen ist.

Die Erfindung geht aus von einem Gegenstand nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Nach statistischen Erhebungen ist davon auszugehen,

65 daß von 240 Heiztagen im Jahr, beispielsweise in einem Einfamilienhaus, nur an 6 Tagen mit voller Heizkesselleistung gefahren wird, an 118 Tagen nur mit 60% und an 52 Tagen nur mit 40% der Kesselleistung bzw. der Nennleistung des Gasheizgerätes. Andererseits ist es bekannt daß der Wirkungsgrad weitgehend abhängig ist von der Einschaltdauer. Beträgt die Einschaltdaucr 100% wie an den vorgenannten 6 Tagen, so lie'gt der Wirkungsgrad bei 85%. Beträgt die Einschaltdauer nur 60%, so liegt der Wirkungsgrad bei etwa 74%. Liegt die Einschaltdauer bei 40%, so sinkt der Wirkungsgrad auf 69%. Das ist u. a. darauf zurückzuführen, daß nach einem Ausschalten des Heizkessels Abstrahlungs- und Ausstrahlungsverluste bzw. Abkühlungsverluste auftreten, da der Schornstein weiterhin zieht und das Heizaggregat auskühlt Bei den bekannten Gasheizgeräten, bei denen die Sekundärluft unter atmosphärischem Druck steht werden diese Nachteile in Kauf genommen, da diese Geräte regelmäßig auf Vollastbetrieb eingestellt sind und nach Erreichen einer bestimmten Raumtemperatur, automatisch gesteuert von einem Thermostaten, ausschalten und danach eine zeitlang bzw. so lange stillstehen, bis sie nach Absinken der Temperatur über den Thermostaten wieder eingeschaltet werden. Die bei diesen bekannten Gasheizgeräten vorgesehene Gasarmatur ist zwar einstellbar auf einen anderen Lastbereich, bei der Installation eines solchen Gerätes erfolgt jedoch regelmäßig die Einstellung der Gasarmatur dahingehend, daß mit Vollast gefahren wird. Es ist dann zwar möglich, durch Umstellung von Hand die Gasmenge zu drosseln, eine solche Umstellung hat jedoch keinen Einfluß auf die mögliche Zufuhr von Sekundärluft.

Für den Wirkungsgrad sind weiterhin der CO^Anteil und die Abgastemperatur von Bedeutung. Das Bestreben geht dahin, den COrAntei! möglichst hoch und die Abgastemperatur möglichst niedrig zu halten, denn wenn die Abgastemperatur sehr hoch ist, so wird zu viel Wärme in den Schornstein abgeführt Nach den geltenden Vorschriften darf ein Gasheizgerät mit einer Einrichtung gefahren werden, die eine Abgastempcraliir von 80° bis 350⁰C erzeugt. Wird eine Einrichtung so gesteuert, daß der COr Anteil zwar 11,6% beträgt, jedoch die Abgastemperatur 350°, so wäre das also ein ungünstiges Ergebnis. Diese Größen sind von der Menge der zugeführten Sekundärluft im Verhältnis zu der Gasmenge abhängig. Bei den bekannten öfen sind diese Größen zwar in einem geeigneten Verhältnis aufeinander abgestimmt, jedoch unter der Voraussetzung, daß mit Vollast gefahren wird. Das führt wiederum zu kürzeren Einschaltzeiten und damit zu einem relativ niedrigen Wirkungsgrad. Vorteilhafter ist es deshalb, die Einschaltdauer durch einen Betrieb unter Teillast zu verlängern und dadurch den Wirkungsgrad zu erhöhen. Um unter diesen Voraussetzungen jedoch wiederum geeignete CO2-Anteile und Abgastemperaturen zu erreichen, ist es zweckmäßig, auch in den Teillastbereichen die Sekundärluftmenge der Gasmenge anzupassen, was mit den bisherigen Gasheizgeräten nicht erreichbar war. So zeigt die US-PS 28 48 042 ein Gasheizgerät mit Brennern, denen Sekundärluft von atmosphärischem Druck zugeführt wird. Sowohl die unter atmosphärischem Druck stehende Sekundärluft als auch die Primärluft gelangen über eine Klappe in eine gemeinsame Kammer. Dort kann die Sekundärluft nahezu ungehindert zu den Brennern gelangen, während die Primärluft durch die Injektorwirkung von Gasdüsen den Brennern zugeleitet wird. Im Gegensatz zur Strömung der Sekundärluft hat die Strömung der Primärluft erhebliche Wider-

stände durch die Drosselklappen, die Brennerrohre, die Brennerkammern und die Brennerbohrungen zu überwinden. Die hohen Widerstände führen automatisch zu einer Unterversorgung der Brenner mit Primärluft. Die Unterversorgung wirkt sich besonders dann nachteilig aus, wenn mit dem Gasheizgerät Teillast gefahren wird. Mit sinkender Belastung sinkt auch der Gasdruck und damit die Injektorwirkung, die allein für die Zuführung der Primärluft verantwortlich ist.

Eine Steuerung allein der Sekundärluftzufuhr ist zwar der AT-PS 2 22 302 für Verdampfungsölbrenner zu entnehmen, jedoch ist die darin angegebene konstruktive Lösung, nämlich eine Höhenverstellung des gesamten Brenntopfes, auf ein Gasheizgerät nicht übertragbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Gasheizgerät nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so auszubilden, daß auch bei sehr geringen Gasdrücken im Teillastbereich eine Injektorwirkung der Gasdüsen und damit eine genügende Zufuhr von Primärluft zu den Brennern sichergestellt und somit eine für jeden Lastbereich hygienisch einwandfreie Verbrennung erreicht wird. Diese Aufgabe wird durch die im kenni.-eichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Bei einem derartigen Gasheizgerät wird fortlaufend nach dem Wärmebedarf die Gasmenge und die für einen hohen Wirkungsgrad zugehörige Menge an Sekundärluft dem Brenner zugeführt, d.h. also bei reduzierter Gasmenge auch eine reduzierte Sekundärluftmsnge, so daß trotz Betrieb im Teillastbereich eine längere Einschakdauer und die Spitze der Wirkungsgradkurve oder sogar noch verbesserte Werte erreicht werden.

Weitere, dem Erfindungsgegenstand vorteilhaft gestaltende Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend unter Bezugnahme auf eine Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 ein Dosierventil mit Regeleinrichtung und Vcrsicllmechanismus in schematischer Darstellung,

Fig.2 die Draufsicht auf ein Dosierventil mit einem verschiebbaren Kolben,

Fig.3 eine andere Ausführungsform eines Dosiervcntiles mit Regel- und Verstellmechanismus in schematischer Darstellung,

F i g. 4 ein Dosierventil mit verdrehbarem Dosiermittel in perspektivischer Darstellung, und

F i g. 5 das Dosierventil von F i g. 4 im Querschnitt:.

Die in F i g. 1 wiedergegebene Einrichtung für die Regelung der Gaszufuhr eines Gasheizgerätes, dessen zugeführie Sekundärluft unter atmosphärischem Druck steht, besitzt eine an sich bekannte Gashauptarmatur, zu der ein Magnetventil 1 mit einer Spule 2 gehören. Diese im übrigen nicht näher dargestellte bekannte Gashauptarmatur öffnet und schließt die Gaszufuhr entweder durch Betätigung von Hand oder durch Steuerung über einen Thermostaten. Die Gashauptarmatur ist über eine Hauptgasleitung 3 mit einem Gasvcrieilerrohr 4 verbunden. Das Gasverteilerrohr trägt mehrere Gasdüsen 5, vor denen jeweils ein Injektorbrenner mit einem angeschlossenen Brennerdüsenrohr 7 liegen. Beim Betrieb des Gasheizgerätes strömt das Gas aus der Düse 5 in den Injektorbrenner und reißt dabei Primärluft mit sich. Die nebeneinander liegenden Brennerdüsenrohre / befinden sich in einem oben offenen Kasten 8, der an der Vorderseite durch eine schwenkbare Luftklappe B abgedeckt ist.

In der Hauptgasleitung 3 liegt ein Gasmengendosierventil 10. Zu diesem Gasmengendosierventil 10 gehört ein Kolben 11, der entsprechend dem Doppelpfeil 12 hin- und herverschiebbar gelagert ist Der Kolben 11 trägt eine Zahnstange 13, in die ein Ritzel 14 eines Stellmotors 15 eingreift Der Stellmotor 15 ist an einen Thermostaten 16 angeschlossen. Über den er in Betrieb gesetzt wird, sobald die Temperatur eine bestimmte Größe überschritten oder unterschritten hat

Mit dem Kolben 11 ist ein Tragarm 17 verbunden, der ίο einen Schakstift 18 trägt. Am unteren Ende des Tragarmes 17 ist eine Gelenkstange 19 befestigt die mit einem Winkelhebel 20 verbunden ist, der seinerseits über eine Zugstange 21 mit der Luftklappe 9 verbunden ist Die Anordnung ist dabei derart getroffen, daß bei einem Absinken der Raumtemperatur der Motor 15 über den Thermostaten 16 derart geregelt wird, daß er den Kolben 11 aus dem Dosierventil 10 herauszieht wobei der Arm 17 aus der in ausgezogenen Linien wiedergegebenen Lage in die in gestrichelten Linien wiedergegebene Stellung wandert Dabei wird der WIr>-.alhebel 2(D in die ebenfalls in gestrichelten Linien wiedcrgagebene Stellung geschwenkt, so daß die Luftklappe 9 geöffnet wird und mehr Sekundärluft entsprechend dem Pfeil 22 in den Kasten 8 einströmen kann, um entsprechend der erhöhten Gasmenge zur Verfugung zu stehen.

Im Bereich der Endstellungen des Tragarmes 17 sind zwei Schalter 23 und 24 angeordnet, die bei Betätigung, d.h. bei Anschlag des Schaltstiftes 18 den Motor 15 jeweils außer Betrieb setzen, damit rfiesar nicht durchdreht, wenn eine Endstellung erreicht ist

Aus Fig.2 ist ersichtlich, daß in dem Gehäuse des Dosierventiles 10 senkrecht zu der Hauptgasleitung 3 ausgerichtet, eine Meßblende 25 liegt, die mit einem Schlitz 26 versehen ist Diese Meßblende ist auswechselbar angeordnet, um durch die Auswahl einer bestimmten SchlitzgröBe die Nennleistung festlegen zu können. Die Meßblende ist rohrförmig gestaltet Sie führt den axialverschiebbaren Kolben 11. Der Kolben 11 ij.t mit einem Anschlagring 27 versehen, welcher einstellbar auf dem Kolben Il gelagert ist und entsprechend dem Doppelp'.eil 28 verstellt werden kann. Durch diesen Anschlagring ist die Möglichkeit gegeben, diejenige Grundlast einzustellen, ab der die automatische Gasmengenregelung einsetzt. So ist es also beispielsweise möglich, durch Versetzen des Anschlagringes 27 in die äußerste in F i g. 2 wiedergegebene Stellung den Kolben 11 so weit einzufahren, daß die Hauptgasleitung 3 vollständig abgesperrt ist, während in einer weiter rechts liegenden Stellung des Anschlagringes 27 eine Regelung erst eingesetzt wird, wenn beispielsweise 20% der Nennleistung erreicht sind.

Die Anordnung nach den F i g. 3, 4 und 5 unterscheide! sich van der vorbeschriebenen Ausführungsform im wesentlichen dadurch, daß das Gasmengendosierventil 10 als Dosiermittel nicht einen axial verschiebbaren Kolben, sondern stattdessen ein verdrehbares Rohr 29 aufweist und im übrigen als Eckventil ausgebildet ist.

Auch bei diesem Beispiel liegt in dem Gehäuse des Gasmengendosierventils 10 eine rohrförmige Meßblende 25, die auf der Eintrittsseite des Gases mit einem Schlitz 26 versehen ist. Die Meßblende 25 weist viederum eine konzentrische Bohrung auf, in der das Rohr 29 drehbar liegt. Dieses Rohr 29 ist an einem Ende mit einer Öffnung 30 versehen und in seiner zylinderförmigen Wandung mit einet- zweiten Öffnung 31, deren Breite in einer Drehrichtung abnimmt. Für eine Verstellung in Richtung des Doppelpfeiles 32 trägt das Rohr 29 an seiner dem offenen Ende gegenüberliegenden Seite ein

Zahnrad 33, in das ein Ritzel des Motors 15 eingreifen kann.

Mit dem Rohr 29 ist durch ein nicht näher gezeichnetes Getriebe 34 ein Hebel 17' verbunden, der wiederum einen Schaltstift 18 trägt. Mit diesem Schaltstift ist sowohl der Schalter 23 als auch der Schalter 24 zu betätigen, wenn sich das Rohr 29 in der einen oder anderen Endstellung befindet bzw. den Schlitz 26 voll freigibt oder voll absperrt. Für diese Stellungen ist der Tragarm 17' wiederum über den Winkelhebel 20 und die Zugstange 21 gelenkig mit der Luftklappe 9 verbunden, so daß die Sekundärluft entsprechend dem Pfeil 22 in dem Verhältnis dem Brennerrohr 7 zugeleitet werden kann, wie es die Gasmenge erfordert, die durch die Stellung des Rohres 29 für den Durchgang durch das Gasmengendrosselventil 10 freigegeben ist.

Hierzu 4 Biait Zeichnungen

20

25

JO

35

•40

50

55

60

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Gasheizgerät mit einer Gashauptarmatur, von der das Gas über eine Hauptgasleitung mindestens einer Gasdüse zugeführt wird, vor der brennraumseitig ein Brennerdüsenrohr angeordnet ist, das von unter atmosphärischem Druck stehender Sekundärluft für die Verbrennung umgeben ist,
wobei in der Hauptgasleitung zwischen der Gasar- to matur und der Brennerdüse ein Gasmengendosierventil angeordnet ist, das über eine last- und/oder witterungsabhängige Regelungsautomatik einstellbar ist.