DE4310891C1 - Brennkammer mit Gasstrahlungsbrenner für Kessel zur Erwärmung von Heizwasser und/oder Brauchwasser, insbesondere für Haushalte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkammer mit Gasstrahlungs­ brenner für Kessel zur Erwärmung von Heizwasser und/oder Brauchwasser, insbesondere für Haushalte, wobei dem Gas­ strahlungsbrenner ein brennbares Gas/Luft-Gemisch zugeführt wird, der Gasstrahlungsbrenner ein als teilkugelförmige, insbesondere halbkugelförmige Haube ausgeführtes Reaktions­ gitter aufweist, durch dessen Gittermaschen das Gas/Luft-Gemisch austritt und auf dessen brennkammerseitiger Ober­ fläche die Verbrennung in Form einer Flammenhaut erfolgt, wobei das Reaktionsgitter glüht, und wobei im Bereich des Reaktionsgitters eine Zündeinrichtung angeordnet ist und ein Ionisationsfühler arbeitet.

Bei einer aus der Praxis bekannten Brennkammer des eingangs beschriebenen Aufbaus, von der die Erfindung ausgeht, be­ steht das Reaktionsgitter aus einem engmaschigen Drahtge­ flecht und bildet das Reaktionsgitter eine mehr oder weniger halbkugelförmige Haube. Das Reaktionsgitter funktioniert im Prinzip wie Davy′sches Gitter: Die Zündung des Gas/Luft-Ge­ misches kann sich durch das Rekationsgitter nicht fort­ setzen. Eine Verpuffung oder Explosion des brennbaren Gas/Luft-Gemisches im Raum unter dem Reaktionsgitter bzw. in Strömungsrichtung des Gas/Luft-Gemisches vor dem Reaktions­ gitter kann nicht erfolgen. Auch die Flammenhaut des brennenden Strahlungsbrenners bewirkt eine solche Zündung nicht. Die Zündung des aus den Maschen des Reaktionsgitters austretenden Gas/Luft-Gemisches vor dem Reaktionsgitter oder auf dem Reaktionsgitter erfolgt über eine Funkenzündung, wenn die Zündfunken die für die Zündung ausreichende Energie aufweisen. Insoweit wird auf Maßnahmen und Erfahrungen des Bergbaus zurückgegriffen, wo Davy′sche Gitter die Zündung schlagender Wetter schon in der Frühzeit des Bergbaus verhinderten. Eine Zündeinrichtung, die mit Funkenzündung arbeitet, ist aufwendig. Soll zusätzlich die Flamme über­ wacht werden, damit bei erloschener Flamme ein gefährliches Austreten des brennbaren Gas/Luft-Gemisches verhindert werden kann, so muß zumindest ein besonderer Ionisations­ fühler als Sensor angeordnet werden, der die entsprechenden Schaltungen auslöst. Das ist aufwendig.

Eine ähnliche Brennkammer ist aus der DE 32 18 258 bekannt, wobei jedoch das Reaktionsgitter nicht als halbkugelförmige Haube ausgeführt ist.

Grundsätzlich ist es bekannt, Glühzünder mit Glühelementen als Zündeinrichtung einzusetzen (DE-AS 11 196 603; DD-PS 29 100). Diese Zündeinrichtungen werden aber so angeordnet, daß sie in Strömungsrichtung des zu zündenden Gemischstromes liegen. Ferner ist es auch bekannt, Glühzünder auch als Flammenwächter bzw. Ionisationsfühler einzusetzen (EP 0 071 174 A2; JP 2-176 322 A).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennkammer des eingangs beschriebenen Aufbaus in bezug auf die Zündung des Gasstrahlungsbrenners und außerdem in bezug auf die Flammenüberwachung beachtlich zu vereinfachen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Reaktionsgitter mit seinem Haubenrand an einem kragenförmigen Rand des Gas­ strahlungsbrenners befestigt ist, daß die als Glühzünder ausgebildete Zündeinrichtung im Bereich des Haubenrandes angeordnet ist, daß der Glühzünder mit einem Glühelement in die Flammenhaut eintaucht und daß der Glühzünder zugleich als Ionisationsfühler geschaltet ist und arbeitet.

Damit liegt der Glühzünder sehr nahe am Reaktionsgitter. Das ist insbesondere dann problemlos möglich, wenn der Glühzünder als Niedrigvolt-Glühzünder ausgeführt ist. Der Glühzünder kann insoweit mit einer Sicherheitskleinspannung betrieben werden. Der Glühzünder kann aber auch mit 220 Volt oder 110 Volt betrieben werden, wobei es sich empfiehlt, den Glüh­ zünder über einen Trenntrafo vom Netz zu trennen. Der Glüh­ zünder kann auch kompakt ausgebildet sein, denn er wird nicht extremen Flammtemperaturen ausgesetzt, weil diese Temperaturen im Bereich des Haubenrandes geringer sind als in denjenigen Haubenbereichen, die sich mehr oder weniger orthogonal zur Strömungsrichtung des Gas/Luft-Gemisches erstrecken.

Damit der Glühzünder als Ionisationsfühler arbeiten kann, wird ihm neben der Spannung, die das Glühen des Glühzünders bewirkt, eine Wechselspannung superponiert. Diese erfährt eine Gleichrichtung. Die Gleichrichtung ergibt einen von Null verschiedenen Meßwert, wenn das Glühelement sich in einer ausreichend ionisierten Atmosphäre befindet. Dazu genügt die Atmosphäre des auf dem Reaktionsgitter brennenden Gas/Luft-Gemisches, wenn das Glühelement sich ausreichend nahe an dem Reaktionsgitter befindet und in die Flammenhaut eintaucht. Auf diese Weise arbeitet der Glühzünder gleich­ zeitig als Flammenwächter. Das gilt sowohl für den Fall, daß der Glühzünder auch mit der Glühspannung bzw. dem ent­ sprechenden Strom versorgt wird als auch bei Abschaltung der Glühspannung. Auch die Wechselspannung ist zweckmäßigerweise eine Sicherheitskleinspannung.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung

Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Gasstrahlungsbrenner eines erfindungsgemäßen Kessels, montiert in der Brennkammer und

Fig. 2 eine Ansicht des Gegenstandes der Fig. 1 aus Richtung des Pfeiles A, ungeschnitten.

In den Figuren ist von einem Kessel für die Erwärmung von Heizwasser und/oder Brauchwasser, der insbesondere für Haus­ halte bestimmt ist, eine Brennkammer 1 mit einem Gasstrahlungs­ brenner 2 dargestellt. Dem Gasstrahlungsbrenner 2 wird ein brennbares Gas/Luft-Gemisch über ein entsprechendes Gebläse zugeführt. Der Gasstrahlungsbrenner 2 weist ein Reaktions­ gitter 3 auf, durch dessen Gittermaschen das Gas/Luft-Ge­ misch austritt und auf dessen brennkammerseitiger Oberfläche die Verbrennung in Form einer nichtleuchtenden Flammenhaut 4 erfolgt, wie ein vergrößerter Ausschnitt in Fig. 1 verdeut­ licht. Das Reaktionsgitter 3 glüht. Im Bereich des Reak­ tionsgitters 3 befindet sich eine Zündeinrichtung, außerdem findet in diesem Bereich eine Flammenmeldung oder Flammenüberwachung statt, die auf die Ionisation anspricht, die durch den Verbrennungsvorgang entsteht.

Die Zündeinrichtung ist als Glühzünder 5 ausgeführt, der im Ausführungsbeispiel ein U-förmiges Glühelement 6 aufweist. Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung mag der Glühzünder 5 als Niedrigvolt-Glüh­ zünder ausgeführt sein, der also mit einer Sicherheitsklein­ spannung betrieben wird. Das Glühelement 6 ist so angeord­ net, daß es in die Flammenhaut 4 eintaucht. Im übrigen ist der Glühzünder 5 zugleich als Ionisationsfühler geschaltet, er arbeitet entsprechend. Wie dieses im einzelnen geschieht, ist im allgemeinen Teil der Beschreibung dargestellt worden.

Der Glühzünder 5 ist auf der anderen Seite des in der Figur gezeichneten Reaktionsgitters angeordnet, wie es die Fig. 2 erläutert.

Grundsätzlich kann bei einem erfindungsgemäßen Kessel das Reaktionsgitter 3 eine sehr beliebige Gestaltung aufweisen. Es kann beispielsweise zylindrisch geformt sein oder ist teilkugelförmig ausgeführt. Im Ausführungsbeispiel ist das Reaktionsgitter 3 als halbkugelförmige Haube ausgeführt, die mit ihrem Haubenrand 8 an einem kragenförmigen Rand 7 des Gasbrenners befestigt ist. Der Glühzünder 5 befindet sich im Bereich des Haubenrandes 8. Unter der Haube befindet sich ein angepaßtes Verteilerlochblech 9 und/oder ein angepaßtes Dosierelement 10.

Claims (3)

1. Brennkammer mit Gasstrahlungsbrenner für Kessel zur Erwärmung von Heizwasser und/oder Brauchwasser, insbesondere für Haushalte, wobei dem Gasstrahlungsbrenner ein brennbares Gas/Luft-Gemisch zugeführt wird, der Gasstrahlungsbrenner ein als teilkugelförmige, insbesondere halbkugelförmige Haube ausgeführtes Reaktionsgitter aufweist, durch dessen Gittermaschen das Gas/Luft-Gemisch austritt und auf dessen brennkammerseitiger Oberfläche die Verbrennung in Form einer Flammenhaut erfolgt, wobei das Reaktionsgitter glüht, und wobei im Bereich des Reaktionsgitters eine Zündeinrichtung angeordnet ist und ein Ionisationsfühler arbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsgitter (3) mit seinem Haubenrand (8) an einem kragenförmigen Rand (7) des Gasstrahlungsbrenners (2) befestigt ist, daß die als Glühzünder (5) ausgebildete Zünd­ einrichtung im Bereich des Haubenrandes (8) angeordnet ist, daß der Glühzünder (5) mit einem Glühelement (6) in die Flammenhaut (4) eintaucht und daß der Glühzünder (5) zu­ gleich als Ionisationsfühler geschaltet ist und arbeitet.

2. Brennkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Glühzünder (5) als Niedrigvolt-Glühzünder ausgeführt ist.

3. Brennkammer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß unter der Haube ein angepaßtes Dosierelement (10) angeordnet ist.