EP1183483B1 - Vorrichtung für gasbrenner - Google Patents

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EP1183483B1 EP00940268A EP00940268A EP1183483B1 EP 1183483 B1 EP1183483 B1 EP 1183483B1 EP 00940268 A EP00940268 A EP 00940268A EP 00940268 A EP00940268 A EP 00940268A EP 1183483 B1 EP1183483 B1 EP 1183483B1
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nozzles
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    • Y10T137/87587—Combining by aspiration
    • Y10T137/87643—With condition responsive valve

Definitions

  • the invention relates to a device for gas burners with several air nozzles for Combustion air according to the preamble of claim 1.
  • a device for gas burners with several air nozzles for Combustion air according to the preamble of claim 1.
  • Such a device is from Document Patent Abstracts of Japan, vol. 012, no. 229 (M-714), June 29, 1988 already known.
  • a device according to the prior art is from the DE utility model 298 01 429 known. Combustion air is moved through air nozzles connected in parallel, with the device shown there the minimum power and thus the lower Modulation range of the device by the sum of the minimum powers of all air nozzles connected in parallel is determined. This lower modulation range limits the field of use of such devices according to the prior art. Further devices according to the prior art are known from JP 57-188917A, JP 57-31716A, DE 197 28 965 A1 and FR 758 974 are known.
  • the present invention is based on the problem of a To provide a device for gas burners with multiple air nozzles for combustion air which has a larger modulation range and thus a larger area of application.
  • Figure 1 shows a first embodiment of a device according to the invention two air nozzles 10, 11 and a gas nozzle 12, the gas nozzle 12 flowing gas stream with those flowing through the air nozzles 10, 11 Combustion air flows is mixed and the device according to the invention leaves a mixture outlet 13 in the direction of a gas burner, the gas burner Burner flames 14 are shown.
  • the two air nozzles 10, 11 of the exemplary embodiment according to FIG. 1 are on the one hand as Venturi nozzles formed and on the other hand connected in parallel with each other. At a Such a device according to the prior art, this would mean that the minimal performance of the device or its lower modulation range by the Sum of the minimum powers of the two air nozzles 10, 11 is determined.
  • the air nozzle 11 is assigned a shut-off device 15, with this Shut-off device 15, the air flow through the air nozzle 11 can be switched off. at blocked air flow through the air nozzle 11 is therefore only combustion air moved by the air nozzle 10, and thus the lower modulation range shifts the device according to the invention in the direction of the minimum performance of the air nozzle 10th
  • the shut-off device 15 is as Flap 16 formed with an associated spring element 17.
  • the strength of the spring force of the The spring element 17 and the design or construction of the flap 16 determines the Shut-off characteristic of the shut-off device 15. This is because the air flow falls below through the air nozzle 10 a certain amount, so that this air flow on the Flap 16 exerted force no longer to the flap 16 against the spring force of the To keep spring element 17 open. The flap 16 or the shut-off device 15 is then closed.
  • a bypass 18 is also assigned.
  • the bypass 18 extends from an entry side 19 to an exit side 20 of the Shut-off device 15.
  • the bypass 18 ensures that even when the valve is closed Shut-off device 15 a small combustion air flow from the air nozzle 11 in Direction is moved to the burner, not shown in detail. This will prevents 15 gas through the air nozzle 11 when the shut-off device is closed can escape due to a pressure difference.
  • the air nozzles differ 10, 11 in terms of their performance characteristics.
  • the air nozzle 10 has a lower power and thus minimum power than the air nozzle 11.
  • both air nozzles 10, 11 supplied with gas via a gas nozzle 12.
  • each air nozzle 10, 11 has a separate gas nozzle assigned.
  • the air nozzle 11 also the gas nozzle assigned to this air nozzle 11 are closed. In in this case, an additional shut-off device would be required.
  • an actuator for Use come, which closes the shut-off device 15.
  • FIG. 1 it goes without saying that the principle described in FIG. 1 applies to devices with any number of air nozzles connected in parallel can be expanded. Then everyone is air nozzle apart from the air nozzle with the lowest performance characteristics, one each Blocking device assigned. The air nozzle with the lowest performance characteristics would therefore always be open. They work when one or more air nozzles are closed open air nozzles and so the modulation range of the invention Device can be expanded.
  • FIG. 2 shows a modulation diagram for a device according to the invention a second embodiment of the invention, in which three air nozzles are connected in parallel.
  • the modulation diagram of FIG. 2 the is on the X axis 21 Fan speed in revolutions per minute and on the Y axis 22 the heat load in Kilowatts applied.
  • Line 23 in FIG. 2 corresponds to the modulation graph one single air nozzle, line 24 the modulation graph of two connected in parallel Air nozzles and the line 25 the modulation graph of three air nozzles connected in parallel, each without the shut-off devices according to the invention. In this case this means that the lower modulation limit of a device of three Air nozzles connected in parallel by the sum of the minimum outputs of all three Air nozzles is determined (line 25).
  • FIG. 2 shows a modulation graph with line 26 Device according to the invention from three air nozzles, two air nozzles each one Shut-off device are assigned.
  • the fan runs in area 27 of full load operation high speeds, therefore the shut-off devices are open and combustion air flows through all three air nozzles.
  • Shut-off devices are closed and finally in the area 28 of the Minimum load operation, only the air nozzle with the lowest minimum output is opened. In this way, the modulation range of the invention Device can be enlarged towards small loads.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für Gasbrenner mit mehreren Luft-Düsen für Verbrennungsluft gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Vorrichtung ist aus Dokument Patent Abstracts of Japan, vol. 012, no. 229 (M-714), 29 June 1988 schon bekannt.
Eine Vorrichtung nach dem Stand der Technik ist aus dem DE - Gebrauchsmuster 298 01 429 bekannt. Verbrennungsluft wird durch parallel geschaltete Luft-Düsen bewegt, wobei bei der dort gezeigten Vorrichtung die minimale Leistung und damit der untere Modulationsbereich der Vorrichtung durch die Summe der minimalen Leistungen aller parallel geschalteter Luft-Düsen bestimmt wird. Dieser untere Modulationsbereich beschränkt den Einsatzbereich derartiger Vorrichtungen nach dem Stand der Technik. Weitere Vorrichtungen nach dem Stand der Technik sind aus JP 57-188917A, JP 57-31716A, DE 197 28 965 A1 und FR 758 974 bekannt.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zugrunde, eine Vorrichtung für Gasbrenner mit mehreren Luft-Düsen für Verbrennungsluft zu schaffen, die einen größeren Modulationsbereich und damit größeren Einsatzbereich aufweist.
Dieses Problem wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung. Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1
eine erfindungsgemäße Vorrichtung nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer schematisierten Schnittdarstellung; und
Fig. 2
ein Modulationsdiagramm für eine erfindungsgemäße Vorrichtung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zwei Luftdüsen 10, 11 und einer Gas-Düse 12, wobei der durch die Gas-Düse 12 strömende Gasstrom mit den durch die Luft-Düsen 10, 11 strömenden Verbrennungsluftströmen gemischt wird und die erfindungsgemäße Vorrichtung durch einen Gemischaustritt 13 in Richtung auf einen Gasbrenner verläßt, wobei vom Gasbrenner Brennerflammen 14 dargestellt sind.
Die beiden Luft-Düsen 10, 11 des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 1 sind einerseits als Venturi-Düsen ausgebildet und andererseits parallel miteinander verschaltet. Bei einer derartigen Vorrichtung nach dem Stand der Technik würde dies bedeuten, daß die minimale Leistung der Vorrichtung bzw. deren unterer Modulationsbereich durch die Summe der minimalen Leistungen der beiden Luft-Düsen 10, 11 bestimmt wird.
Zur weiteren Absenkung der minimalen Leistung und damit des unteren Modulationsbereichs der Vorrichtung ist bei dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel der Luft-Düse 11 eine Absperreinrichtung 15 zugeordnet, wobei mit dieser Absperreinrichtung 15 der Luftstrom durch die Luft-Düse 11 abschaltbar ist. Bei gesperrtem Luftstrom durch die Luft-Düse 11 wird demnach Verbrennungsluft nur noch durch die Luft-Düse 10 bewegt, und damit verschiebt sich der untere Modulationsbereich der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Richtung auf die minimale Leistung der Luft-Düse 10.
Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Absperreinrichtung 15 als Klappe 16 mit zugeordnetem Federelement 17 ausgebildet. Die Stärke der Federkraft des Federelements 17 sowie die Ausgestaltung bzw. Konstruktion der Klappe 16 bestimmt die Absperrcharakteristik der Absperreinrichtung 15. Unterschreitet nämlich der Luftstrom durch die Luft-Düse 10 einen gewissen Betrag, so reicht der durch diesen Luftstrom auf die Klappe 16 ausgeübte Kraft nicht mehr aus, um die Klappe 16 gegen die Federkraft des Federelements 17 geöffnet zu halten. Die Klappe 16 bzw. die Absperreinrichtung 15 wird dann geschlossen.
In diesem Zusammenhang ist ebenfalls von Bedeutung, daß der Luft-Düse 11, der die Absperreinrichtung 15 zugeordnet ist, ebenfalls ein Bypass 18 zugeordnet ist. Der Bypass 18 erstreckt sich von einer Eintrittsseite 19 zu einer Austrittsseite 20 der Absperreinrichtung 15. Durch den Bypass 18 ist gewährleistet, daß auch bei geschlossener Absperreinrichtung 15 ein geringer Verbrennungsluftstrom von der Luft-Düse 11 in Richtung auf den im Detail nicht dargestellten Brenner bewegt wird. Hierdurch wird verhindert, daß bei geschlossener Absperreinrichtung 15 Gas durch die Luft-Düse 11 infolge einer Druckdifferenz austreten kann.
Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel unterscheiden sich die Luft-Düsen 10, 11 hinsichtlich ihrer Leistungscharakteristik. Die Luft-Düse 10 verfügt dabei über eine geringere Leistung und damit Minimalleistung als die Luft-Düse 11.
Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführunasbeispiel werden beide Luft-Düsen 10, 11 über eine Gas-Düse 12 mit Gas versorgt. In Abweichung von diesem dargestellten Ausführungsbeispiel ist es auch möglich, daß jeder Luft-Düse 10, 11 eine separate Gas-Düse zugeordnet ist. In diesem Fall muß bei geschlossener Absperreinrichtung 15 der Luft-Düse 11 auch die dieser Luft-Düse 11 zugeordnete Gas-Düse geschlossen werden. In diesem Fall wäre demnach eine zusätzliche Absperreinrichtung erforderlich.
Bei dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel hängt das Schließen der Absperreinrichtung 15 vom Luftfluß durch die Luft-Düse 11 ab. Es handelt sich sozusagen, um eine Verbrennungsluft-Modulation. Anstelle dessen kann auch ein Aktuator zum Einsatz kommen, der die Absperreinrichtung 15 schließt. So könnte z.B. ein Aktuator die Absperreinrichtung 15 in Abhängigkeit von gewissen Lastpegeln öffnen oder schließen.
Es ist selbstverständlich, daß das in Figur 1 beschriebene Prinzip auf Vorrichtungen mit beliebig vielen parallelgeschalteten Luft-Düsen erweitert werden kann. Dann ist jeder Luft-Düse bis auf die Luft-Düse mit der kleinsten Leistungscharakteristik jeweils eine Absperreinrichtung zugeordnet. Die Luft-Düse mit der geringsten Leistungscharakteristik wäre demnach stets geöffnet. Beim Schließen eines oder mehrerer Luft-Düsen arbeiten die geöffneten Luft-Düsen weiter und so kann der Modulationsbereich der erfindungsgemäßen Vorrichtung erweitert werden.
Figur 2 zeigt ein Modulationsdiagramm für eine erfindungsgemäße Vorrichtung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei der drei Luft-Düsen parallelgeschaltet sind. Im Modulationsdiagramm der Figur 2 ist auf der X-Achse 21 die Lüfterdrehzahl in Umdrehungen pro Minute und auf der Y-Achse 22 die Wärmelast in Kilowatt aufgetragen. Die Linie 23 in Figur 2 entspricht dem Modulationsgraphen einer einzelnen Luft-Düse, die Linie 24 die Modulationsgraphen von zwei parallelgeschalteten Luft-Düsen und die Linie 25 dem Modulationsgraphen von drei parallelgeschalteten Luft-Düsen, jeweils ohne die erfindungsgemäßen Absperreinrichtungen. In diesem Fall würde dies bedeuten, daß die untere Modulationsgrenze einer Vorrichtung aus drei parallelgeschalteten Luft-Düsen durch die Summe der minimalen Leistungen aller drei Luft-Düsen bestimmt wird (Linie 25).
Darüber hinaus zeigt Figur 2 mit der Linie 26 einen Modulationsgraphen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung aus drei Luft-Düsen, wobei zwei Luft-Düsen jeweils eine Absperreinrichtung zugeordnet sind. Im Bereich 27 des Vollastbetriebs läuft der Lüfter bei hohen Drehzahlen, demnach sind die Absperreinrichtungen geöffnet und Verbrennungsluft strömt durch alle drei Luft-Düsen. Bei Verringerung der Lüfterdrehzahl werden nacheinander die den Luft-Düsen mit größerer Leistungscharakteristik zugeordneten Absperreinrichtungen geschlossen und schließlich ist im Bereich 28 des Minimallastbetriebs nur noch die Luft-Düse mit der kleinsten Minimalleistung geöffnet. Auf dieser Art und Weise kann demnach der Modulationsbereich der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Richtung auf kleine Lasten vergrößert werden.
In diesem Zusammenhang soll angemerkt werden, daß rein theoretisch auch bei Vorrichtungen nach dem Stand der Technik durch eine immer weitere Reduzierung der Lüfterdrehzahl der Modulationsbereich nach unten verschoben werden kann. In diesem Zusammenhang ergibt sich jedoch das physikalische Problem, das bei einer immer weiteren Reduzierung der Lüfterdrehzahl die an den Luft-Düsen erzeugte Druckdifferenz sehr gering wird und damit kein stabiles Steuersignal mehr zur Verfügung steht. Insofern kann also nur mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein stabiles Steuersignal für geringe Betriebslasten zur Verfügung gestellt werden. Nur mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung läßt sich demnach der Modulationsbereich im Sinne stabiler Steuersignale erweitern.
Bezugszeichenliste:
10
Luft-Düse
11
Luft-Düse
12
Gas-Düse
13
Gemischaustritt
14
Brennerflamme
15
Absperreinrichtung
16
Klappe
17
Federelement
18
Bypass
19
Eintrittsseite
20
Austrittsseite
21
X-Achse
22
Y-Achse
23
Linie
24
Linie
25
Linie
26
Linie
27
Bereich
28
Bereich

Claims (7)

  1. Vorrichtung für Gasbrenner mit mindestens zwei Luft-Düsen (10, 11) für Verbrennungsluft, mit mindestens einer den Luft-Düsen (10, 11) zugeordneten Gas-Düse (12) und mit einem einen Luftstrom erzeugenden Lüfter, wobei die Luft-Düsen (10, 11) parallel angeordnet sind, wobei einer oder mehreren der Luft-Düsen (10, 11) jeweils eine Absperreinrichtung (15) zugeordnet ist, und wobei mit jeder dieser Absperreinrichtung (15) der Luftstrom durch die jeweilige Luft-Düse (10, 11) selektiv abschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die oder jede Absperreinrichtung (15) als Klappe (16) mit zugeordnetem Federelement (17) ausgebildet ist, wobei die Stärke der Federkraft des jeweiligen Federelements (17) und die Form der Klappe (16) die Absperrcharakteristik der jeweiligen Absperreinrichtung (15) bestimmt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich mindestens eine der Luft-Düsen (10, 11) hinsichtlich ihrer Leistungscharakteristik von der oder jeden anderen Luft-Düse (10, 11) unterscheidet
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich alle Luft-Düsen (10, 11) hinsichtlich ihrer Leistungscharakteristik voneinander unterscheiden.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß allen Luft-Düsen (10, 11) bis auf die Luft-Düse (10, 11) mit der kleinsten Leistungscharakteristik jeweils eine Absperreinrichtung (15) zugeordnet ist.
  5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Luft-Düse (10, 11), der eine Absperreinrichtung (15) zugeordnet ist, auch ein Bypass (18) zugeordnet ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich der oder jede Bypass (18) zwischen einer Eintrittsseite (19) und einer Austrittsseite (20) der jeweiligen Absperreinrichtung (15) erstreckt.
  7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft-Düsen (10,11) als Venturi-Düsen ausgebildet sind.
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