EP0016479B1

EP0016479B1 - Gasfeuerstätte

Info

Publication number: EP0016479B1
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: 1983-06-29
Also published as: DE2911890A1; EP0016479A2; EP0016479A3; ATE4003T1; DE3063947D1

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 Abgasklappe im Wege der Verbrennungsgase vor der Strömungssicherung, welche in zeitlichem Zusammenhang mit der Inbetriebnahme des Brenners öffnet und in zeitlichem Zusammenhang mit der Außerbetriebsetzung des Brenners schließt und auch im geschlossenen Zustant einen freien Restquerschnitt offenläßt.
Eine derartige Feuerstätte ist aus der US-A-40 76 171 bekannt.
Die Strömungssicherung bei der bekannten Gasfeuerstätte nach der US-A-40 76171 ist eine Verbindung des Weges der Verbrennungsgase mit der Raumluft des Aufstrellraumes. Die Strömungssicherung ist dazu bestimmt, eine übermäßige Beinflussung 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 Verbrennungsraum zum Abheben kommt. Weiter verhindert die Strömungssicherung bei Staubedingungen im 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 einem nicht ordnungsgemäßen Brennen mit zu hoher Kohlenmonoxidentwicklung 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.
Nach der US-A-4 076 171 ist die vor der Strömungssicherung angeordnete Abgasklappe kombiniert mit einer nach der Strömungssicherung angeordneten Abgasklappe. Dadurch wird erreicht, daß in Ruhepausen der Gasfeuerstätte einerseits der die Gasfeuerstätte aufnehmende Raum nicht durch den Kamin auskühlen kann und andererseits auch die Gasfeuerstätte nicht nach dem Raum hin auskühlen kann, etwa infolge der Auftriebswirkung, die in dem Heizgaszug durch noch warme Geräteteile und/oder eine noch warme Wasserfüllung stattfinden könnte.
Bei der aus der US-A-4 076 171 bekannten Lösung ist die vor der Strömungssicherung angeordnete Abgasklappe durch ein pneumatisches Steuerungssystem gesteuert, dessen gasförmiges Betriebsmittel von der Gasversorgung des Brenners abgeleitet ist. Auf diese Weise bereitet es keine Schwierigkeiten, die Abgasklappe in richtiger zeitlicher Relation zur Inbetriebnahme des Brenners zu öffnen, d. h. zu öffnen, bevor der Brenner in Betrieb genommen wird (vgl. Spalte 4, Zeilen 39 bis 43 der US-A-4 076 171 ). Die pneumatische Steurung der Abgasklappe nach der US-A-4076 171 ist aber kompliziert und kostenaufwendig und infolge ihrer Kompliziertheit auch störungsanfällig.
Von der DE-C-688 807 ist dort im Zusammenhang mit einer ausschließlich nach der Strömungssicherung angeordneten Abgasklappe eine Bimetallsteurung der Abgasklappe bekannt, die in ihrem Aufbau äußerst einfach, kostengünstig und störungsfrei ist. Man hat solche Bimetallsteuerungen für Abgasklappen bisher immer nur nach der Strömungssicherung angeordnet unter Inkaufnahme des Nachteils der Auskühlung der Gasfeuerstätte nach dem sie aufnehmenden Raum hin, weil man der Meinung war, die bimetallgesteuerte Abgasklappe könne nur in diesem Bereich funktionieren und würde bei Anwendung auf eine vor der Strömungssicherung angeordnete Abgasklappe den Verbrennungsvorgang am Brenner in der Anfangsphase nach der Inbetriebnahme behindern und zu einem Ersticken der Flamme führen. 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 kursfristig durch die Strömungssicherung in den Aufstellungsraum austreten können, wobei gleichzeitig eine Bespülung der Abgasklappe stattfindet, die zu einer raschen Aufheizung und demgemäß zu einer raschen Öffnung der Klappe führt, während eine solche Möglichkeit bei der Anordnung einer bimetallgesteuerten Abgasklappe vor der Strömungssicherung nicht besteht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Gasfeuerstätte nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 Gasdruck oder elektrisch betriebene Klappensteuerungsmittel zur Vorausöffnung der Klappe vor Inbetriebnahme des Brenners zu vermeiden und gleichwohl einen störungsfreien Anlauf der Verbrennung und eine Verringerung der Auskühlungsverluste während der Stillstandszeit zu gewährleisten.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Abgasklappe eine an sich bekannte, bimetallgesteuerte Abgasklappe ist, und daß die Abgasklappe soweit an den Ort der Flammentwicklung angenähert und ihr freier Restquerschnitt so groß bemessen sind, daß eine ordnungsgemäße Verbrennung auch in der Anfangsphase nach Inbetriebnahme des Brenners gewährleistet ist.
Gegen die Anordnung der bimetallgesteuerten Abgasklappe vor der Strömungssicherung bestanden nach der früheren Beurteilung der Fachwelt stärkste Bedenken, weil zu befürchten war, daß die bimetallgesteuerte Abgasklappe an dieser Stelle nicht rasch genug öffnen würde, um Verbrennungsstörungen des Brenners zu vermeiden. Es hat sich aber gezeigt, daß eine Optimierung möglich ist, indem man die bimetallgesteuerte Abgasklappe so weit an den Ort der Flammentwicklung annähert, daß sie verhältnismäßig rasch anspricht und andererseits den freien Restquerschnitt so groß bemißt, daß trotz der im Anfangsstadium des Verbrennungsvorgangs gegebenenfalls noch unzureichenden Auslenkung der Abgasklappe ein genügender Öffnungsquerschnitt zur Verfügung steht, um eine ordnungsgemäße Verbrennung auch in der Anfangsphase des Brenners zu gewährleisten. Unter ordnungsgemäßer Verbrennung wird dabei insbesondere verstanden, daß keine Erstickungserscheinungen an der Flamme entstehen und keine übermäßige Kohlenmonoxidentwickkung stattfindet.
Wenn Gefahr besteht, daß der Aufstellraum infolge des Wärmeabzugs über die Strömungssicherung und den Kamin zu stark abkühlen könnte, so kann neben der in dem Heizgaszug stromaufwärts der Strömungssicherung angeordneten Abgasklappe noch eine weitere herkömmliche Abgasklappe stromabwärts der Strömungssicherung vorgesehen sein.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung. 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 10 bezeichnet. Dieser Wasserkessel ist von einer lsolierschicht 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 20 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 30 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 bimetaiigesteuerte Klappe 36 angeordnet. Diese ist im Detail in Fig. 2 dargestellt. Es handelt sich um eine Klappe, wie sie in der deutschen Patentschrift 1 925 037 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 36 a und 36 b der mit Schlitzen 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 36 a und 36 b den Durchgang durch den Heizgaszug bis auf einen freien Restquerschnitt 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 36 a und 36 b im heißen Zustand anlegen, völlig auszusparen, da die ausgesparten Teile im heißen Zustand durch die Bimetellhälften 36 a, 36 b ersetzt werden und im kalten Zustand, wenn die Bimetallhälften 36 a, 36 b den Heizgaszug 24 versperren, ohnehin nicht benötigt werden.
Eine bimetallgesteuerte Abgasklappe kann statt der Klapppe 36 auch am oberen Ende des Heizgaszugs 24 angeordnet werden, wie gestrichelt bei 42 angedeutet, wenn der Heizgaszug 24 kurz genug ist, um die Abgasklappe der Flammentwicklung dann noch ausreichend auszusetzen.
In der Abgasleitung 34 ist eine weitere bimetallgesteuerte Abgasklappe, beispielsweise eine Quadrantenklappe, nach Fig. 1 und 2 der deutschen Patentschrift 1 925 037 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 Abgasklappe 136 angeordnet, die mit ausgezogener Linie im geschlossenen und mit gestrichelter Linie im geöffneten Zustand dargestellt ist. Auch hier ist dafür Sorge getragen, daß die Abgasklappe 136 einen ausreichenden freien Restquerschnitt besitzt und nahe genug am Ort der Flammentwicklung sich befindet.

Claims

1. Gasfeuerstätte mit atmosphärischem Brenner (16) zur Warmwasserbereitung oder Lufterhitzung, umfassend einen den Brenner (16) aufnehmenden Verbrennungsraum (14) mit mindestens einem ihm nachgeschalteten Heizgaszug (24), in welchem der Wärmeaustausch zwischen den Verbrennungsgasen und dem aufzuheizenden Medium stattfindet, ferner umfassend eine an den Heizgaszug (24) über eine Strömungssicherung (28) angeschlossene Verbrennungsgasableitung (34) und eine Abgasklappe (36) im Wege der Verbrennungsgase vor der Strömungssicherung, welche in zeitlichem Zusammenhang mit der Inbetriebnahme des Brenners (16) öffnet, und in zeitlichem Zusammenhang mit der Außerbetriebsetzung des Brenners (16) schließt und auch im geschlossenen Zustand einen freien Restquerschnitt offenläßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgasklappe (36) eine an sich bekannte, bimetallgesteuerte Abgasklappe ist, und daß die Abgasklappe (36) soweit an den Ort der Flammentwicklung angenähert und ihr freier Restquerschnitt so groß bemessen sind, daß eine ordnungsgemäße Verbrennung auch in der Anfangsphase nach Inbetriebnahme des Brenners (16) gewährleistet ist.

2. Gasfeuerstätte nach Anspruch 1, 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.