EP0016479A2

EP0016479A2 - Gasfeuerstätte

Info

Publication number: EP0016479A2
Application number: EP80101619A
Authority: EP
Inventors: Werner Diermayer; Luitpold Kutzner; Erwin Postenrieder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-03-26
Filing date: 1980-03-26
Publication date: 1980-10-01
Also published as: ATE4003T1; EP0016479B1; DE3063947D1; EP0016479A3; DE2911890A1

Abstract

Bei einer Gasfeuerstätte mit atmosphärischem Brenner zur Warmwasserbereitung oder Lufterhitzung, umfassend einen den Brenner aufnehmenden Verbrennungsraum mit mindestens einem ihm nachgeschalteten Heizgaszug, in welchem der Wärmeaustausch zwischen den Verbrennungsgasen und dem aufzuheizenden Medium stattfindet, ferner umfassend eine an den Heizgasug über eine Strömungssicherung angeschlossene Verbrennungsgasableitung und eine bimetallgesteuerte Abgasklappe im Wege der Verbrennungsgase, wird vorgeschlagen, daß die bimetallgesteuerte Abgasklappe (36) vor der Strömungssicherung (28) angeordnet ist, um den Heizgaszug (24) während einer Betriebspause weitgehend zu verschließen und bei Inbetriebnahme des Brenners (16) zu öffnen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gasfeuerstätte mit atmosphärischem Brenner zur Warmwasserbereitung oder Lufterhitzung, umfassend einen den Brenner aufnehmenden Verbrennungsraum mit mindestens einem ihm nachgeschalteten Heizgaszug, in welchem der Wärmeaustausch zwischen den Verbrennungsgasen und dem aufzuheizenden Medium stattfindet, ferner umfassend eine an den Heizgaszug über eine Strömungssicherung angeschlossene Verbrennungsgasableitung und eine bimetallgesteuerte Abgasklappe im Wege der Verbrennungsgase.
Eine derartige Feuerstätte ist bekannt. Bei den bekann-ten Gasfeuerstätten dieser Art ist die bimetallgesteuerte Abgasklappe im Wege der Verbrennungsgase nach der Strömungssicherung angeordnet.
Unter Strömungssicherung versteht man eine Verbindung des Weges der Verbrennungsgase mit der Raumluft des Aufstellraumes. Die Strömungssicherung ist dazu bestimmt, eine übermäßige Beeinflussung der Verbrennung durch die Verhältnisse in der Verbrennungsgasableitung zu verhindern. So dient die Strömungssicherung insbesondere dazu zu verhindern, daß bei zu starkem Sog in einem der Verbrennungsgasableitung zugehörigen Kamin ein Zuviel an Luft durch den Verbrennungsraum angesaugt wird und im Extremfall die Flamme im Varbrennungsraum zum Abheben kommt. Weiter verhindert die Strömungsslunerung bei Staubedingungen in einem der Verbrennungsgasableitung zugehörigen Kamin, daß diese Staubedingungen sich auf den Verbrennungsraum und auf den Brenner auswirken, in dem Sinne, daß der Brenner zum Erlöschen oder zu einen: nicht ordnungsgemäßen Brennen mit zu hoher Kohlenmoncxidentwicklung gebracht wird. Schließlich ermöglicht die Strömungssicherung, daß unter Staubedingungen die Verbrennungsgase aus dem Verbrennungsraum und dem dem Verbrennungsraum nachgeschalteten Heizgaszug in den Raum gelangen können, wenn in der Verbrennungsgasableitung Staubedingungen herrschen.
Die Strömungssicherung kann während Ruhepausen der Gasfeuerstätte zu einer unerwünscht starken Abkühlung des die Gasfeuerstätte aufnehmenden Raumes führen. Um diese Abkühlung zu verhindern ist es bekannt, in dem Weg der Verbrennungsgase, und zwar in der Verbrennungsgasableitung stromabwärts der Strömungssicherung, eine bimetallgesteuerte Abgasklappe vorzusehen, die erst dann öffnet, wenn durch die beginnende Verbrennung in dem Verbrennungsraum heiße Abgase an die steuernden Bimetallelemente gelangen.
Es ist bisher ständige Übung gewesen, die bimetallgesteuerte Abgasklappe in der Verbrennungsgasableitung stromabwärts der Strömungssicherung anzuordnen, und zwar deshalb, weil man der Meinung war, die bimetallgesteuerte Abgasklappe könne nur in diesem Bereich rasch genug ansprechen, um eine Behinderung des Verbrennungsvorgangs am Brenner und insbesondere - im Extremfall -.ein Ersticken der Flamme zu vermeiden. Diese Meinung ist verständlich deshalb, weil bei Anordnung der bimetallgesteuerten Abgasklappe stromabwärts der Strömungssicherung die von dem Verbrennungsraum kommenden Verbrennungsgase bei noch geschlossener Abgasklappe in der Verbrennungsgasableitung die Verbrennungsgase kurzfristig durch die Strömungssicherung in den Aufstellungsraum austreten können, wobei gleichzeitig eine Bespülung der Abgasklappe stattfindet, die zu einer raschen Aufheizung und gemgemäß zu einer raschen öffnung der Klappe führt. Weiterhin hat man die bimetallgesteuerte Abgasklappe bewußt'deshalb stromabwärts der Strömungssicherung angeordnet, um eine nur dann mögliche Raumauskühlung zu verhindern.
Es wurde nun festgestellt, daß die stromabwärts der Strömungssicherung angeordnete bimetallgesteuerte Abgasklappe nicht voll befriedigt, weil - wie festgestellt wurde - die bimetallgesteuerte Abgasklappe stromabwärts der Strömungssicherung nicht verhindern kann, daß infolge der Auftriebswirkung in dem Heizgaszug, hervorgerufen durch noch warme Geräteteile und/oder noch warme Wasserfüllung, in dem Gerät eine Luftströmung stattfindet, welche den Geräteteilen und gegebenenfalls der Wasserfüllung Wärme entzieht und diese in unerwünschter Weise an die Luft des Aufstellungsraums abgibt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gasfeuerstätte der eingangs bezeichneten Art so auszubilden, daß diese Wärmeverluste der Feuerstätte infolge der Auftriebswirkung in dem Heizgaszug möglichst verringert werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die bimetallgesteuerte Abgasklappe vor der Strömungssicherung angeordnet ist, wobei diese Abgasklappe den Heizgaszug während einer Betriebspause weitgehend verschließt und bei Inbetriebnahme des Brenners öffnet.
Gegen die Anordnung der bimetallgesteuerten Abgasklappe vor der Strömungssicherung mußten nach der früheren Beurteilung der Fachwelt stärkste Bedenken bestehen, weil nämlich zu befürchten war, daß die Abgasklappe an dieser Stelle nicht rasch genug würde öffnen können, um Verbrennungsstörungen des Brenners zu vermeiden. Diese fachmännischen Bedenken konnten auch nicht dadurch ausgeräumt werden, daß es vor dem Anmeldetag bekannt war, im Heizgaszug eine motorisch gesteuerte Abgasklappe anzuordnen, denn bei der motorisch gesteuerten Abgasklappe wird die öffnung derselben in Abhängigkeit von einem Einschaltsignal der Verbrennungssteuerung bewirkt und nicht, wie nach der Erfindung, durch die Entwicklung der heißen Abgase, Entwicklung, die aber andererseits wieder durch das Vorhandensein der Abgasklappe an dieser Stelle behindert wird.
Schwierigkeiten hinsichtlich der ordnungsgemäßen Verbrennung im Anlaufzustand der Verbrennung nach vorangegangener Betriebspause können insbesondere dadurch verhindert werden, daß die Klappe - im geschlossenen Zustand betrachtet - mit einem freien Querschnitt ausgeführt wird, welcher eine Störung der ordnungsgemäßen Verbrennung vor und während des öffnungsvorgangs verhindert. Unter ordnungsgemäßer Verbrennung wird insbesondere verstanden, daß keine Erstickungserscheinungen an der Flamme entstehen und daß keine übermäßige Kohlenmonoxidentwicklung stattfindet. Hinsichtlich der höchst zulässigen Kohlenmonoxidanteile im Abgas wird auf die einschlägigen Prüfungsvorschriften verwiesen.
Eine andere Möglichkeit, um eine Behinderung der ordnungsgemäßen Verbrennung zu vermeiden, besteht darin, daß die bimetallgesteuerte Klappe der einsetzenden Verbrennung derart ausgesetzt wird, daß es zu einer öffnung kommt, bevor die Klappe eine Störung der ordnungsgemäßen Verbrennung herbeiführen kann. Dieser Gedanke könnte insbesondere dadurch realisiert werden, daß die Klappe möglichst nah an den Brenner herangerückt und deshalb unmittelbar von der Flamme des Brenners beaufschlagt wird, wenn diese zu brennen beginnt. Dabei ist aber zu bedenken, daß an dieser Stelle im weiteren Betriebsverlauf sehr große Temperaturen auftreten, und daß die bimetallgesteuerten Abgasklappen diesen Temperaturen in vielen Fällen nicht ohne weiteres gewachsen sind. Es wird deshalb kompromißweise vorgeschlagen, die Klappe zwischen Verbrennungsraum und Strömungssicherung in solchem Abstand vom Verbrennungsraum anzuordnen, wie es im Hinblick auf die Temperaturbeständigkeit der Klappe eben gerade erforderlich ist.
Die erfindungsgemäße Anordnung der bimetallgesteuerten Abgasklappe in dem Heizgaszug stromaufwärts der Strömungssicherung ersetzt die bisherige Anordnung der Abgasklappe stromabwärts der Strömungssicherung jedenfalls dann vollständig, wenn die Gasfeuerstätte in einem Aufstellraum aufgestellt ist, dessen Luft nicht oder nicht wesentlich beheizt werden soll, beispielsweise in einem Kellerraum oder in einer Garage. Wenn dagegen der Aufstellraum durch die Gasfeuerstätte oder sonstwie beheizt ist, so kann die erfindungsgemäß stromaufwärts der Strömungssicherung angeordnete bimetallgesteuerte Abgasklappe die frühere, stromabwärts der Strömungssicherung angeordnete Klappe nicht voll ersetzen, weil sie zwar die Strömung durch das Gerät hindurch unterbindet, nicht aber den Wärmeabzug aus dem Raum. Es ist deshalb unter Umständen zweckmäßig, neben der erfindungsgemäß primär vorgesehenen Abgasklappe in dem Heizgaszug stromaufwärts der Strömungssicherung noch eine weitere herkömmliche Abgasklappe in der Verbrennungsgasableitung stromabwärts der Strömungssicherung vorzusehen.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die beiliegenden Figuren erläutern die Erfindung. Es stellen dar:

Fig. 1 einen erfindungsgemäß ausgebildeten Warmwasserbereiter,
Fig. 2 eine Draufsicht auf eine bimetallgesteuerte Abgasklappe aus Fig. 1 und
Fig. 3 eine erfindungsgemäße gasbeheizte Lufterhitzeranlage.

In Fig. 1 ist ein Wasserkessel mit 1o bezeichnet. Dieser Wasserkessel ist von einer Isolierschicht 12 eingeschlossen. Im Bodenteil des Wasserkessels ist ein Verbrennungsraum 14 ausgebildet, in welchem ein Brenner 16 angeordnet ist. Der Brenner 16 ist über eine Gaszuleitung 18 und ein Absperrventil 2o an eine Gasversorgung angeschlossen. Der Wasserraum 22 wird von einem Heizgaszug 24 in vertikaler Richtung durchsetzt. Dieser Heizgaszug 24 nimmt eine wendelflächenförmige Schikane 26 auf, welche die Aufwärtsströmung der heißen Verbrennungsgase bremst. Oberhalb des Heizgaszugs 24 ist eine Strömungssicherung 28 angeordnet, welche aus einer abwärts divergierenden Haube 3o und einem Ablenkblech 32 besteht. An die Strömungssicherung 28 schließt sich eine Verbrennungsgasableitung 34 an, welche zu einem Kamin 37 führt.
Erfindungsgemäß ist innerhalb des Heizgaszugs 24 eine bimetallgesteuerte Klappe 36 angeordnet. Diese ist im Detail in Fig. 2 dargestellt. Es handelt sich um eine Klappe, wie sie in der deutschen Patentschrift 1 925 o37 der Anmelder in Fig. 8 dargestellt und in den zugehörigen Beschreibungsteilen beschrieben ist. Die bimetallgesteuerte Klappe 36 liegt im kalten Zustand in einer Ebene senkrecht zur Achse des Heizgaszugs 24. Wenn der Brenner 16 in Betrieb genommen wird, so werden die beiden Hälften 36a und 36b der mit Schlitzen 4o versehenen Bimetallelemente gegensinnig nach oben und unten ausgelenkt, so daß sie sich annähernd an den Verlauf der wendelflächenförmigen Schikane 26 anlegen. Während im kalten Zustand die Bimetallhälften 36a und 36 b den Durchgang durch den Heizgaszug im wesentlichen absperren, geben sie ihn im erhitzten Zustand, wenn sie sich an die wendelflächenförmige Schikane 26 anlegen, im wesentlichen frei. Es ist auch möglich, diejenigen Bereiche der wendelflächenförmigen Schikane 26, an welche sich die Bimetallhälften 36a und 36b im heißen Zustand anlegen, völlig auszusparen, da die ausgesparten Teile im heißen Zustand durch die Bimetallhälften 36a, 36b ersetzt werden und im kalten Zustand, wenn die Bimetallhälften 36a, 36b den Heizgaszug 24 versperren, ohnehin nicht benötigt werden.
Eine bimetallgesteuerte Absperrklappe kann statt der Klappe 36 auch am oberen Ende des Heizgaszugs 24 angeordnet werden, wie gestrichelt bei 42 angedeutet.
In der Abgasleitung 34 ist 'eine weitere bimetallgesteuerte Absperrklappe, beispielsweise eine Quadrantenklappe, nach Fig. 1 und 2 der deutschen Patentschrift 1 925 o37 angeordnet; sie ist mit 44 bezeichnet.
In Fig. 3 erkennt man eine Heißlufterhitzeranlage mit einem Verbrennungsraum 114, einem Brenner 116 und Heizgaszügen 118 eines Wärmetauschers 119. Der Wärmetauscher 119 wird senkrecht zur Zeichenebene von der aufzuwärmenden Heißluft durchsetzt. Die Heizgaszüge 118 schließen an einen Sammler 121 an, der in eine Verbrennungsgasableitung 134 mündet. Zwischen dem Sammler 121 und der Verbrennungsgasableitung 134 ist die Strömungssicherung 128 angeordnet. Stromaufwärts dieser Strömungssicherung ist eine bimetallgesteuerte Absperrklappe 136 angeordnet, die mit ausgezogener Linie im geschlossenen und mit gestrichelter Linie im geöffneten Zustand dargestellt ist.
Zu der Fig. 1 ist noch nachzutragen, daß die bimetallgesteuerte Absperrklappe 36 im unmittelbaren Einwirkungsbereich der Flammen aus dem Brenner 16 angeordnet ist, jedoch soweit von diesem weg, daß die Bimetallteile die Temperatur auf die Dauer vertragen können.

Claims

1. Gasfeuerstätte mit atmosphärischem Brenner zur Warmwasserbereitung oder Lufterhitzung, umfassend einen den Brenner aufnehmenden Verbrennungsraum mit mindestens einem ihm nachgeschalteten Heizgaszug, in welchem der Wärmeaustausch zwischen den Verbrennungsgasen und dem aufzuheizenden Medium stattfindet, ferner umfassend eine an den Heizgaszug über eine Strömungssicherung angeschlossene Verbrennungsgasableitung und eine bimetallgesteuerte Abgasklappe im Wege der Verbrennungsgase, dadurch gekennzeichnet , daß die bimetallgesteuerte Abgasklappe (36) vor der Strömungssicherung (28) angeordnet ist, um den Heizgaszug (24) während einer Betriebspause weitgehend zu verschließen und bei Inbetriebnahme des Brenners (16) zu öffnen.

2. Gasfeuerstätte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die bimetallgesteuerte Abgasklappe (36) im geschlossenen Zustand einen freien Querschnitt besitzt, welcher eine Störung der ordnungsgemäßen Verbrennung vor und während des öffnungsvorgangs verhindert.

3. Gasfeuerstäcte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die bimetallgesteuerte Abgasklappe (36) der einsetzenden Verbrennung derart ausgesetzt ist, daß es zu einer Öffnung kommt, bevor die Klappe (36) eine Störung der ordnungsgemäßen Verbrennung herbeiführen kann.

4. Gasfeuerstätte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Klappe (36) zwischen Verbrennungsraum (14) und Strömungssicherung (28) in solchem Abstand vom Verbrennungsraum (14) angeordnet ist, wie es im Hinblick auf die Temperaturbeständigkeit der Klappe (36) eben gerade erforderlich ist.

5. Gasfeuerstätte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß neben der Abgasklappe (36) in dem Heizgaszug (24) stromaufwärts der Strömungssicherung (28) noch eine weitere herkömmliche Abgasklappe (44) in der Verbrennungsgasableitung (34) stromabwärts der Strömungssicherung (28) vorgesehen ist.