DE3105862A1

DE3105862A1 - Gas-geblaesebrenner

Info

Publication number: DE3105862A1
Application number: DE19813105862
Authority: DE
Inventors: Horst Ing.(grad.) 3457 Stadtoldendorf Twele
Original assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Current assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Priority date: 1981-02-18
Filing date: 1981-02-18
Publication date: 1982-09-09

Description

Gas-Gebläsebrenner
Die Erfindung betrifft einen Gas-Gebläsebrenner mit einem über eine Steuerleitung stellbaren Gasventil und mit einer Brennkammer, deren Verbrennungsluft mit einem über dem atmosphärischen Druck liegenden Druck über eine Verbrennungsluftleitung zugeführt ist, wobei die Steuerleitung den Druck der Verbrennungsluft als Stellgröße für das Gasventil erfaßt.
Bei idealen Gas-Gebläsebrennern der genannten Art erfaßt die Steuerleitung den in einem Vorraum der Brennkammer auftretenden Druck der mittels eines Gebläses geförderten Verbrennungsluft. Es steigt dabei die der Brennkammer zugeführte Gasmenge proportional mit dem zunehmenden Luftvolumenstrom. Mittels einer Gasdrossel läßt sich das für eine optimale Verbrennung notwendige Luft-Gas-Verhältnis für den Leistungsbereich des Brenners einstellen.
Herkömmliche und insbesondere Brennkammern mit einem breiten Leistungsspektrum haben den Nachteil, daß im kleinen Leistungsbereich (ca. 2 bis 5- kW) trotz optimaler Gas- und Luftzufuhr keine ideale Verbrennung eintritt.
Der Grund hierfür liegt darin, daß sich nur ein Teil der zugeführten Luft mit dem Gas vermischt. Es ist keine vollständige Verbrennung möglich, CO- und CO2 -Werte verändern sich nachteilig, wobei der CO-Wert ansteigt und der CO2 -Wert abfällt.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Gas-Gebläsebrenner mit Regeleinrichtung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei dem bei Einstellungen im Leistungsbereich die Luft-/Gasverhältnisse den gegebenen Bedingungen der Brennkammer angepaßt werden.
Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe dadurch gelöst, daß vor der Brennkammer in der Verbrennungsluftleitung eine Drossel angeordnet ist und daß die Steuerleitung den Verbrennungsluftdruck in Strömungsrichtung der Luft gesehen vor der Drossel erfaßt.
Damit wird eine Kennlinie erreicht, die ein günstiges Luft-/Gasverhältnis auch bei unterschiedlichen Leistungen mit sich bringt.
Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und den Unteransprüchen. In der Zeichnung zeigen: Figur 1 eine Gassteueranordnung mit idealer Brennkammer Figur 2 eine mit der Anordnung nach Figur 1 erreichbare ideale Kennlinie, Figur 3 eine Gassteueranordnung nach der Erfindung und Figur 4 eine mit der Gassteueranordnung nach Figur 4 erreichbare Kennlinie.
Bei einem Gas-Gebläsebrenner ist ein stellbares Gasventil 1 in einer Gasleitung 2 angeordnet. Außerdem ist in der Gasleitung 2 ein Magnetventil 3 vorgesehen. Die Gasleitung 2 mündet in eine Brennkammer 4. Vor der Brennkammer 4 ist in der Gasleitung 2 eine Gasdrossel 5 angeordnet.
In einem Vorraum 6 der Brennkammer 4 mündet eine Verbrennungsluftleitung 7. In der Verbrennungsluftleitung 7 ist eine stellbare Luftdrossel 8 angeordnet. Die Verbrennungsluft wird durch die Leitung 7 mittels eines Gebläses 9 gefördert.
Das Gasventil 1 ist mittels einer Steuerleitung 10 stellbar, die bei der Anordnung nach Figur 1 in den Vorraum 6 mündet.
Das Gasventil 1 ist damit von dem in dem Vorraum 6 herrschenden Druck gesteuert.
In der Verbrennungsluftleitung 7 herrscht hinter der Luftdrossel 8 der Druck PL. Hinter dem Gasventil 1 herrscht der Gasdruck In Figur 2 sind die Druckverläufe PG und PL sowie mögliche Massenströme mG/mL in Abhängigkeit von der Leistung P dargestellt. Aus Figur 2 ist ersichtlich, daß sich mit einer Verstellung der Leistung des Brenners durch Ändern des Luftdrucks der Gasdruck PG proportional ändert. Abhängig von den Drosseln bzw. Eintrittsöffnungen ändern sich verhältnisgleich die Massenströme.
Wird eine solche Gasregeleinrichtung an einer herkömmlichen Brennkammer betrieben, so läßt sich das für eine optimale Verbrennung richtige Luft-/Gasverhältnis nur für eine Leistung, beispielsweise die Leistung P1 in Figur 2, einstellen. Bei darüberliegenden Leistungen des Brenners ist dann jedoch ein Luftüberschuß und bei niedrigeren Leistungen ein Luftmangel vorhanden.
Beim Ausführungsbeispiel der Erfindung nach Figur 3 ist vor dem Vorraum 6 in der Verbrennungsluftleitung 7 eine Festdrossel 11 angeordnet. Vor dieser herrscht der Luftdruck pS, hinter dieser der Luftdruck PL. Die Steuerleitung 10 ist hier vor der Festdrossel 11 an die Leitung 7 angeschlossen. Das Gasventil 1 wird so voreingestellt, daß PG = pS ist. Der Luftdruck pL folgt der Beziehung: 2 PL = PS KVT. r AKYL wobei K die Konstante der Festdrossel 11 und VL der der Festdrossel 11 durchströmende Luftvolumenstrom ist. Es ergibt sich daraus: 2 = L PT + KVL Der Luftvolumenstrom VL wächst mit steigendem Luftdruck pL.
Aus der angegebenen Beziehung ist erkennbar, daß der Gasdruck bei der Anordnung nach Figur 3 überproportional zum Gasdruck wächst. In Figur 4 ist der Gasdruck PG sowie der Luftdruck mit den dazugehörigen Massenströmen mL und mG bedingt durch Festdrosseln in Abhängigkeit von der Leistung dargestellt.
Um für große Leistungen ein richtiges Gas-/Luftverhältnis zu haben, muß durch die überproportionale Änderung des Gasdruckes die Gasdrossel verkleinert werden. Dadurch wird erreicht, daß im kleinen Leistungsbereich ein Luftüberschuß bzw. ein Gasmangel vorhanden ist.
Es ist damit insgesamt möglich, an dem Gas-Gebläsebrenner die gewünschte Leistung an der Luftdrossel 8 einzustellen, wobei im einstellbaren Leistungsbereich ein günstiges Luft-/Gasverhältnis beibehalten ist. In einem Ausführungsbeispiel ließ sich eine Einstellung der Leistung zwischen 2,5 kW und 15 kW bei richtiger Gaszusammensetzung erreichen. Im gesamten Leistungsbereich trat ein CO-Gehalt kleiner 0,1 % auf. Der Wirkungsgrad des Brenners ist im gesamten Leistungsbereich als gut - bis sehr gut - zu bezeichnen.
Die Einstellung der Leistung kann durch Steuerung des Gebläses oder durch Verstellung der Luftdrossel 8 vorgenommen werden.
Durch Verändern des Querschnittes der Festdrossel 11 läßt sich darüber hinaus eine Anpassung des Luft-/Gasverhältnisses an die brennkammerspezifischen Eigenschaften erreichen.
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Claims

Patentansprüche 01.J Gasgebläsebrenner mit einem über eine Steuerleitung stellbaren Gasventil und mit einer Brennkammer, der Verbrennungsluft mit einem über dem atmosphärischen Druck liegenden Druck über eine Verbrennungsluftleitung zugeführt ist, wobei die Steuerleitung den Druck der Verbrennungsluft als Stellgröße Für das Gasventil erfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Brennkammer (4) in der Verbrennungsluftleitung (7) eine Drossel (11) angeordnet ist und daß die Steuerleitung (10) den Luftdruck in Strömungsrichtung der Luft gesehen vor der Drossel (11) erfaßt.
2. Gas-Gebläsebrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Mündung der Steuerleitung (10) in der Verbrennungsluftleitung (7) eine verstellbare Luftdrossel (8) angeordnet ist.
3. Gas-Gebläsebrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Drossel (11) manuell und/oder automatisch veränderbar ist.