DE2912588A1 - Gas-fired water heater incorporating HV electrodes - lying between burner and heat exchanger within heating column - Google Patents

Gas-fired water heater incorporating HV electrodes - lying between burner and heat exchanger within heating column

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Abstract

The water heater has a burner grid (11) at the bottom of a heating column (10), with a heater exchanger at the top. The casing of the heating column (10) incorporates at least one electrode (14, 15) projecting into the interior and receiving a DC high voltage e.g. ablve 7 K volts, during operation of the burner. Pref. the heating column (10) has a rectangular cross-section, with an electrode (14, 15) projecting into its interior from two adjacent corners, so that they lie at an angle of 90 degrees to one another. They are positional at a height corresponding to the upper region of the flames provided by the gas burner elements (19).

Description

Gasbeheizter Wasserheizer Gas heated water heater

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen gasbeheizten Wasserheizer gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.The present invention relates to a gas heated water heater according to the preamble of the main claim.

Aus dem DE-Gbm 7 243 773 ist ein solcher Durchlaufwasserheizer bekannt~ geworden, lediglich der bei diesem Gerät übliche Heizschacht ist nicht dargestellt. An der einen Seite des Brenners befindet sich eine Zündvorrichtung in Gestalt zweier Zündelektroden, die von einem Induktionszünder mit einem Hochspannungstoß beaufschlagt werden, um eine Zündung des Brenners herbeizuführen. Ist der Brenner einmal gezündet, sind die Elektroden funktionslos. Die Elektroden durchsetzen von ihrer Lage auch nur einen Randbereich des Brenners.Such a continuous water heater is known from DE-Gbm 7 243 773 become, only the heating shaft common with this device is not shown. On one side of the burner there is an ignition device in the form of two Ignition electrodes to which a high voltage surge is applied by an induction igniter be to an ignition of the burner. Is the burner once ignited, the electrodes are inoperative. The electrodes penetrate from their location also only an edge area of the burner.

Weiterhin ist aus der DE-PS 1 274 871 ein Verbrennungsverfahren bekanntgeworden, bei dem zur Verbesserung des Verbrennungswirkungsgrades ein Wechselspannungsfeld mit einer Frequenz zwischen 1.000 und 2.000 Hz angelegt wird. Die Elektroden befinden sich hierbei nicht im Brennerbereich.Furthermore, a combustion process has become known from DE-PS 1 274 871, in which an alternating voltage field is used to improve the combustion efficiency is applied at a frequency between 1,000 and 2,000 Hz. The electrodes are in place not in the burner area.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Geräuschpegel eines Gasbrenners für einen beliebigen Anwendungszweck zu senken. Ein erhöhter Geräuschpegel eines Gasbrenners entsteht insbesondere bei Erdgas durch die relativ niedrige Zündgeschwindigkeit des Gasluftgemisches; Kommt die Ausströmgeschwindigkeit des Gases oder des Gasluftgemisches aus den Verbrennungsschlitzen des Brenners in den Bereich der Zündgeschwindigkeit, so neigen die Gasflammen zum Abheben. Dieses Abheben erzeugt ein rauschendes Geräusch.The present invention is based on the object of the noise level of a gas burner for any application. An increased level of noise of a gas burner is created especially with natural gas due to the relatively low ignition speed the gas-air mixture; Comes the outflow velocity of the gas or the gas-air mixture from the combustion slots of the burner in the range of the ignition speed, so the gas flames tend to take off. This lift-off creates a hissing noise.

Die Lösung der Aufgabe gelingt mit den im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Maßnahmen. Der hiermit erzielbare teehnltsche Fortschritt liegt darin, daß die Flammen unter der Einwirkung des elektrischen Feldes zum Aufsitzen auf die Brennschlitzumgebungsebene kommen, so daß die Abhebeerscheinung völlig unterbunden wird. Damit wird ein fühlbares Absinken des Geräuschpegels erzielt. Diese Maßnahme ist wichtig, da Gasbrenner für gasbeheizte Wasserheizer bevorzugt im Wohnbereich, beispielsweise als Etagenheizungen, eingesetzt werden.The solution to the problem succeeds with the in the characterizing part of the Main claim specified measures. The technological progress that can be achieved with this lies in the fact that the flames under the action of the electric field to sit on come to the burning slot environment level, so that the lift-off phenomenon is completely prevented will. This results in a noticeable drop in the noise level. This measure is important because gas burners for gas-heated water heaters are preferred in living areas, for example, can be used as floor heating.

Weitere Ausgestaltungen und besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren eins und zwei der Zeichnung ersichtlich, die zugleich ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt.Further refinements and particularly advantageous developments of the invention are from the subclaims, the following description and the Figures one and two of the drawing can be seen, which are also an embodiment of the invention.

Es zeigen Figur eins eine Seitenansicht eines gasbeheizten Wasserheizers zur unmittelbaren Bereitung warmen Gebrauchswassers und Figur zwei einen Querschnitt durch den Heizschacht eines solchen Wasserheizers.FIG. 1 shows a side view of a gas-heated water heater for the immediate preparation of warm service water and Figure two shows a cross-section through the heating shaft of such a water heater.

In beiden Figuren bedeuten gleiche Bezugszeichen jeweils die gleichen Einzelheiten.In both figures, the same reference symbols mean the same in each case Details.

Ein gasheheizter Wasserheizer, entweder in Form eines Durchlaufwasserheizers zur unmittelbaren Bereitung heißen Gebrauchswassers oder zur Speisung eines Verbraucherzweiges in Form einer Vielzahl parallel oder in Serie geschalteter Radiatoren oder eines Brauchwasserbereiters oder einer Fußbodenheizung, weist einen Heizkörper 1 auf. Dieser Heizkörper hat im wesentlichen Quaderform mit abgerundeten senkrechten Kanten 2.A gas-heated water heater, either in the form of a continuous water heater for the immediate preparation of hot service water or for feeding a consumer branch in the form of a large number of radiators connected in parallel or in series, or one A water heater or an underfloor heating system has a radiator 1. This radiator has a substantially cuboid shape with rounded vertical edges 2.

Er besteht aus verbleitem Kupferblech. Während seine Unterseite 3 offen ist, ist seine Oberseite 4 etwas eingezogen und durch einen Lamellenwärmetauscher 5 abgedeckt, der an eine Rücklaufleitung 6 und eine Vorlaufisitung 7 angeschlossen ist. Von der Rücklaufleitung 6 zweigt eine Abzweigleitung 8 ab, die in Form einer Rohrschlange 9 außen herum um den Heizkörper gewickelt ist und über den Lamellenwärmetauscher in die Vorlaufleitung 7 einmündet. Der Heizkörper 1 bildet somit einen Heizschacht 10, der an seiner Unterseite offen ist und der an seiner Oberseite nur über die Zwischenräume des Wärmetauschers 5 mit der Atmosphäre in Verbindung steht. An der Unterseite 3 des Heizschachtes 10 ist dann ein rostförmiger mehrteiliger Gasbrenner 11 angeordnet, der über ein nicht dargestelltes Gasventil und eine Gaszuleitung mit Gas gespeist ist. Vor der Verbrennung wird dem zum Gasbrenner 11 strömenden Gas Primärluft beigemischt, die Sekundärluft zur Verbrennung streicht durch die Zwischenräume der einzelnen Kammern 12 des -Brenners.It consists of leaded copper sheet. While its bottom 3 is open, its top 4 is slightly drawn in and through a lamellar heat exchanger 5 covered, which is connected to a return line 6 and a Vorlaufisitung 7 is. From the return line 6 branches off a branch line 8 in the form of a Coiled pipe 9 is wound around the outside of the radiator and over the lamellar heat exchanger in the flow line 7 opens. The radiator 1 thus forms a heating shaft 10, which is open at its bottom and that at its top only via the Interstices of the heat exchanger 5 is in communication with the atmosphere. At the The underside 3 of the heating shaft 10 is then a grate-shaped multi-part gas burner 11 arranged, via a gas valve (not shown) and a gas supply line is fed with gas. Before the combustion, the gas flowing to the gas burner 11 is used Gas is mixed with primary air, the secondary air for combustion passes through the Interstices between the individual chambers 12 of the burner.

In den Innenraum 13 des Heizschachtes ragen zwei Elektroden 14 und 15, die in Isolierbuchsen 16 elektrisch isoliert durch die Wand des Heizkörpers 1 durchgeführt sind. Die Elektroden 14 und 15 bestehen aus hochtemperaturbeständigem eLektrisch Leitendem Werkstoff. An äußere frei zugängliche Anschlüsse 17 der Elektroden sind Zuleitungen zu einem Gleichspannungs-Hochspannungserzeuger vorgesehen. Der Gleicspannungserzeuger liefert eine Gleichspannung mit einem Spannungswert von mehr als 7 kV. Die Höhe der Spannung ist beliebig, findet aber dort ihre Grenze, wo es zu überschlägen zwischen den Elektroden und dem Heizschacht 10 kommt. Der eine Pol des Hochspannungsversorgers ist mit dem Brenner 12 metallisch leitend verbunden. Die Elektroden sind so im Innenraum 13 angeordnet, daß sie oberhalb des Brenners, aber unterhalb des Lamellenwärmetauschers 5 liegen. Die minimale Höhe zum Brenner 11 ist so gewählt, daß sie gerade noch im äußersten Flammenbereich des Brenners liegen. Die Winkellage der Elektroden 14 und 15 ist so gewählt, daß sie einen möglichst großen Bereich der Einzelbrenner 11 überstreichen. Hierzu kann es zweckmäßig sein, die Elektroden in die abgerundeten Kanten 2 einzubauen, so daß sie in einem Winkel von etwa 90 Grad zueinander stehen. Es ist aber auch möglich, die Elektroden in die Schmalseiten 18 so einzubauen, daß sie antiparallel, aber gegeneinander gerichtet, zueinander liegen. Es ist zweckmäßig, daß die einzelnen Kammern 19 des Brenners von den Elektroden überschnitten werden.Two electrodes 14 and 14 protrude into the interior 13 of the heating shaft 15, which are electrically insulated in insulating bushes 16 through the wall of the radiator 1 are carried out. The electrodes 14 and 15 are made of high temperature resistant Electrically conductive material. To external, freely accessible connections 17 of the electrodes supply lines to a DC high voltage generator are provided. Of the DC voltage generator supplies a DC voltage with a voltage value of more than 7 kV. The level of tension is arbitrary, but finds its limit where it is arcing occurs between the electrodes and the heating duct 10. The one pole of the high-voltage supplier is connected to the burner 12 in a metallically conductive manner. The electrodes are arranged in the interior 13 that they are above the burner, but lie below the lamellar heat exchanger 5. The minimum height to the burner 11 is chosen so that it is just in the outermost flame area of the burner lie. The angular position of the electrodes 14 and 15 is chosen so that they one as possible Paint over a large area of the individual burners 11. For this it can be useful the electrodes to be built into the rounded edges 2, so that they are at an angle of about 90 degrees to each other. But it is also possible to install the electrodes in the narrow sides 18 so that they are antiparallel, but facing each other, facing each other. It is appropriate that the individual Chambers 19 of the burner are intersected by the electrodes.

Die Hochspannungsversorgung für die Elektroden besteht zweckmäßig aus einem Zündtransformator 20, dessen Primärwicklung an einem Netz liegt und dessen Sekundärwicklung über einen Hochspannungsgleichrichter 21 einmal mit dem positiven Pol mit den Elektroden und mit dem negativen Pol mit der Masse des Heizschachtes bzw. Brenners verbunden ist.The high voltage supply for the electrodes is expedient from an ignition transformer 20, the primary winding of which is connected to a network and whose Secondary winding via a high voltage rectifier 21 once with the positive Pole with the electrodes and the negative pole with the mass of the heating shaft or burner is connected.

Wird im Ruhezustand, also bei geschlossenem Brennstoffventil, Spannung an die Elektroden angelegt, so geschieht nichts. Wird aber der Brenner durch Üffne des Brennstoffventils und durch Betätigten einer besonderen Zündelektrode 23 in Betrieb gesetzt, so tritt bei Anlegen der Gleichspannungshochspannung an die Elektroden 14 und 15 eine merkliche Beruhigung des Brennergeräusches ein, da die Brennflammen nicht mehr von den einzelnen Kammern 19 abheben, sondern unmittelbar auf den Kammern im Bereich Kammerschlitze aufsitzen.Is voltage in the idle state, i.e. with the fuel valve closed when applied to the electrodes, nothing happens. But if the burner is opened of the fuel valve and by actuating a special ignition electrode 23 in Operation is set when the DC high voltage is applied to the electrodes 14 and 15 a noticeable calming of the burner noise, since the burning flames no longer stand out from the individual chambers 19, but directly on the chambers sit in the area of the chamber slots.

Es ist natürlich möglich, die speisende Gleichspannungshochspannung für die Elektroden 14 und 15 auch zum Zünden des Brenners zu verwenden. Hierzu ist ein Umschalter 22 vorgesehen, der bei Betätigen des Brennstoffventils oder kurz vorher die speisende Hochspannungs-" quelle auf die Zündelektrode 23 des Brenners legt und nach Entzünden des Brenners die Spannung dort abschaltet und nunmehr auf die Elektroden 14 und 15 schaltet.It is of course possible to use the high voltage supplying DC voltage to use for electrodes 14 and 15 also to ignite the burner. This is a changeover switch 22 is provided, which when the fuel valve is actuated or briefly beforehand the feeding high voltage "source" on the ignition electrode 23 of the burner sets and after igniting the burner the voltage is switched off there and now on the electrodes 14 and 15 switches.

Die Erfindung kann natürlich nicht nur bei gasbeheizten Wasserheizern, sondern auch bei anderen gas- oder ölbeheizten Wärmequellen, wie z. B.The invention can of course not only be used with gas-fired water heaters, but also with other gas or oil-heated heat sources, such as. B.

Zimmeröfen oder Gebläsebrennern, verwendet werden.Indoor stoves or forced draft burners.

Claims (9)

Ansprüche ö Gasbeheizter Wasserheizer mit einem rostartigen Brenner, der an der Unterseite eines Heizschachtes vorgesehen ist, dessen obere Seite mit einem Wärmetauscher für das aufzuheizende Wasser abschließt, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine in das Innere (13) des Heizschachtes (10) ragende Elektrode (14, 15) im Heizschachtmantel (1) befestigt ist, an die während des Brennerbetriebes eine elektrische Hochspannung gelegt ist. Requirements ö gas-fired water heater with a rust-like burner, which is provided on the underside of a heating shaft, its upper side with a heat exchanger for the water to be heated, characterized in that, that at least one electrode protruding into the interior (13) of the heating shaft (10) (14, 15) in the heating shaft jacket (1) is attached to the during burner operation an electrical high voltage is applied. 2. Gasbeheizter Wasserheizer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung größer als 7 kV ist.2. Gas-heated water heater according to claim 1, characterized in that that the voltage is greater than 7 kV. 3. Gasbeheizter Wasserheizer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung eine elektrischen Gleichspannung ist.3. Gas-heated water heater according to claim 1, characterized in that that the voltage is an electrical direct voltage. Gasbeheizter Wasserheizer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden bei einem etwa quaderartigen Heizschacht (10) im Bereich der Kanten (2) so angeordnet sind, daß sie einen Winkel von etwa 90 Grad bilden. Gas-heated water heater according to one of Claims 1 to 3, characterized characterized in that the electrodes in an approximately cuboid heating shaft (10) are arranged in the region of the edges (2) so that they form an angle of approximately 90 degrees form. 5. ' Gasbeheizter Wasserheizer nach einem der Ansprüche 1 bis ~. dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (14, 15) im Heizschacht (10) in einer Höhe zwischen dem Brenner (11) und dem Wärmetauscher (5) so angeordnet sind, daß sie im oberen Bereich der auftretenden Flammen angeordnet sind und daß sie die Brennkammerelemente (19) des rostartigen Brenners (11) in Draufsicht schneiden.5. 'Gas-heated water heater according to one of claims 1 to ~. through this characterized in that the electrodes (14, 15) in the heating shaft (10) at a height between the burner (11) and the heat exchanger (5) are arranged so that they are in the upper Area of the occurring flames are arranged and that they are the combustion chamber elements Cut (19) of the grate-like burner (11) in plan view. 6. Gasbeheizter Wasserheizer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden, von den Schmalseiten (18) des Heizschachtes (10) ausgehend, antiparallel zueinander im Abstand angeordnet sind.6. Gas-heated water heater according to one of claims 1 to 5, characterized characterized in that the electrodes, from the narrow sides (18) of the heating shaft (10) starting from, are arranged antiparallel to one another at a distance. 7. Gasbeheizter Wasserheizer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Umschalter vorgesehen ist, der die elektrische Hochspannung zum Zünden des Brenners (11) bei oder kurz vor Betätigen eines Brennstoffventils auf eine Zündelektrode für den Brenner (5) legt und nach dem Zünden des Brenners die Hochspannung auf die Elektroden (14, 15) schaltet.7. Gas-heated water heater according to one of claims 1 until 6, characterized in that a switch is provided that the electrical High voltage for igniting the burner (11) when or shortly before actuating a fuel valve on an ignition electrode for the burner (5) and after igniting the burner the high voltage switches to the electrodes (14, 15). 8. Gasbeheizter Wasserheizer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine einzige ringartige Elektrode im Heizschacht vorgesehen ist.8. Gas-heated water heater according to one of claims 1 to 7, characterized characterized in that a single ring-like electrode is provided in the heating shaft is. 9. Gasbeheizter Wasserheizer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine einzige netzartige Elektrode im Heizschacht vorgesehen ist.9. Gas-heated water heater according to one of claims 1 to 7, characterized characterized in that a single net-like electrode is provided in the heating shaft is.
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