EP1707878B1 - Heizeinrichtung - Google Patents

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EP1707878B1
EP1707878B1 EP06006001.9A EP06006001A EP1707878B1 EP 1707878 B1 EP1707878 B1 EP 1707878B1 EP 06006001 A EP06006001 A EP 06006001A EP 1707878 B1 EP1707878 B1 EP 1707878B1
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EP
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air
stub
heating device
pipe end
pipe
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EP06006001.9A
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Hans Werner Zimmermann
Pedro Da Silva
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23MCASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M9/00Baffles or deflectors for air or combustion products; Flame shields
    • F23M9/02Baffles or deflectors for air or combustion products; Flame shields in air inlets
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23LSUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L5/00Blast-producing apparatus before the fire
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23MCASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M20/00Details of combustion chambers, not otherwise provided for, e.g. means for storing heat from flames
    • F23M20/005Noise absorbing means

Definitions

  • the invention relates to a heating device according to the preamble of claim 1.
  • Such a heater have a burner for combustion of a fuel-air mixture in a combustion chamber. With a fan, the combustion air and / or, depending on the design, the fuel-air mixture promoted.
  • the object of the present invention is to take measures to prevent disturbing noises in an intake system of a heating device.
  • the heating device is characterized by an air outlet to the blower via a branching off approximately at right angles to the main axis of the intake manifold.
  • the air inlet is provided via at least one of the two lying on the common main axis openings of the intake pipe.
  • the two major axis forming pipe ends for the air inlet are different distances away from the axis of the nozzle for the air outlet and the liner is in a pipe end for the air inlet a larger flow cross-section freely than in the other pipe end on the same axis.
  • the lining in the longer in relation to the nozzle for the air outlet pipe end for the air inlet a larger flow cross-section freely than in the shorter pipe end on the same axis.
  • the transition ie the cross-sectional narrowing, is provided in the region of the transition from the nozzle for the air outlet to the shorter pipe end.
  • the tube end which is shorter in relation to the nozzle for the air outlet can also be closed on the outside in another variant.
  • a cap covering the outside of the tube is provided.
  • the shorter tube end it is possible for the shorter tube end to form a Helmholtz resonator.
  • it is closed on the outside, and in the region of the transition from the nozzle for the air outlet to the shorter tube end, a partition wall is attached, which has a small opening in the center. It is particularly advantageous for forming a Helmholtz resonator when the partition wall is penetrated by a sleeve. This connects the enclosed space with the air duct and protrudes further into the closed space as it protrudes towards the air duct.
  • the inventive construction shows positive effects both at low frequencies in the range of about 160 to 230 Hz, where a relatively long intake pipe is rather unfavorable, as well as at higher frequencies, for example, when a foam liner has its best effect.
  • T-shaped design of the intake manifold on the one hand, the tube length and on the other hand, the introduced into the intake system Dämmmaterialmenge optimal.
  • the T-shaped intake manifold can be well integrated in heaters.
  • the many different design variants with the variation of the lining, the closure of a pipe end and / or the use of a Helmholtz resonator can be flexibly used to adapt to device or plant-specific operating conditions.
  • the particular for a heater for supplying combustion air intake pipe 1 is T-shaped, wherein the suction side connected to a fan air outlet branches off via an approximately perpendicular to the main axis of the intake pipe 1 arranged nozzle 2.
  • the air enters according to Fig. 1 and Fig. 2 over the two lying on the common main axis openings of the intake pipe. 1
  • the intake pipe 1 is provided with a lining 3 made of a sound-absorbing material.
  • a lining 3 made of a sound-absorbing material. This is according to Fig. 1 continuously uniformly in the area between the pipe ends provided for the air inlet. As in Fig. 2 shown, different free flow cross sections for the air inlet can be provided on both sides.
  • Fig. 3 is in relation to the nozzle 2 for the air outlet shorter pipe end additionally sealed on the outside with a cap 4, so that inside a sound-absorbing resonance chamber is formed.
  • Fig. 4 possible to form a Helmholtz resonator 5 at this shorter tube end. Then, the cover 4 is placed on the outside and in the region of the transition from the nozzle 2 for the air outlet to the shorter end of a pipe partition 6 is mounted, which has a sleeve 7 with an opening 8 in the center.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Heizeinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
  • Derartige Heizeinrichtung besitzen einen Brenner zur Verbrennung eines Brennstoff-Luft-Gemisches in einer Brennkammer. Mit einem Gebläse wird die Verbrennungsluft und/oder, je nach Bauart, das Brennstoff-Luft-Gemisch gefördert.
  • Mit zunehmenden Leistungsanforderungen an Heizeinrichtungen, bei denen die Leistungsausbeute des Brenners in kW pro Flächen- oder Volumeneinheit erhöht wird, ist dem Brenner auch ein größeres Volumen an Luft bzw. Brennstoff-Luft-Gemisch zuzuführen. Dabei können jedoch Strömungsgeräusche oder durch thermoakustische Schwingungen erzeugte Geräusche auftreten, die den Betreiber der Heizeinrichtung möglicherweise stören. Zur Vermeidung der Geräusche wurden bereits verschiedene Maßnahmen zur Dämmung und Dämpfung vorgeschlagen.
  • So gibt es bereits Ansaugrohre mit einer Schalldämpfungseinrichtung, welche saugseitig einem Gebläse für die Zufuhr von Verbrennungsluft zugeordnet sind. So offenbart die DE 199 27 226 A1 eine Heizeinrichtung mit einem Gebläse und einem Schalldämpfer in der Luft-Ansaugleitung. Dieser besteht aus einem Zylinder aus Lochblech, auf dem ein schallschluckender Stoff aufgebracht ist. Die Gesamtanordnung ist von einem Rohr umschlossen.
  • Weiterhin ist es auch aus der DE-PS 22 63 471 bereits bekannt, im Zuluftkanal eines Vormischbrenners einen Helmholtz-Resonator anzuordnen, der als Schalldämpfungseinrichtung wirkt. Aus der DE 197 30 254 C2 ist zum Unterdrücken von störenden Schallemissionen bei der Verbrennung eines Gas-Luft-Gemischs bekannt, dem Brenner eine Vormischhaube vorzuschalten, in die eine Ansaugleitung für das Gas-Luft-Gemisch mündet. Die Querschnitte der Bauteile von Ansaugleitung zur Vormischhaube sind in Strömungsrichtung des Gas-Luft-Gemischs hin ansteigend ausgeführt.
  • Zudem offenbart die DE 102 02 704 A1 eine Heizeinrichtung mit einem Brenner, einem Luftgebläse und einem T-förmigen Schalldämpfer mit einem außermittig angeordneten Resonanzrohr, welches mit einem Schall schluckenden Material ausgekleidet ist.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Maßnahmen zu treffen, um störende Geräusche in einem Ansaugsystem einer Heizeinrichtung zu unterbinden.
  • Erfindungsgemäß wird dies mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Die Heizeinrichtung ist gekennzeichnet durch einen Luftaustritt zum Gebläse über einen etwa rechtwinklig zur Hauptachse des Ansaugrohres abzweigenden Stutzen. Dabei ist der Lufteintritt ist über mindestens eine der beiden auf der gemeinsamen Hauptachse liegenden Öffnungen des Ansaugrohres vorgesehen. Vorzugsweise sind die beiden die Hauptachse bildenden Rohrenden für den Lufteintritt unterschiedlich weit von der Achse des Stutzens für den Luftaustritt entfernt und die Auskleidung gibt in einem Rohrende für den Lufteintritt einen größeren Strömungsquerschnitt frei als im anderen Rohrende auf der gleichen Achse.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform gibt daher die Auskleidung im in Bezug auf den Stutzen für den Luftaustritt längeren Rohrende für den Lufteintritt einen größeren Strömungsquerschnitt frei als im kürzeren Rohrende auf der gleichen Achse. Dabei ist der Übergang, also die Querschnittseinengung, im Bereich des Übergangs vom Stutzen für den Luftaustritt zum kürzeren Rohrende vorgesehen.
  • Das in Bezug auf den Stutzen für den Luftaustritt kürzere Rohrende kann auch bei einer weiteren Variante an der Außenseite verschlossen sein. Dafür ist vorzugsweise eine außen das Rohrende übergreifende Abdeckkappe vorgesehen. Alternativ dazu ist es möglich, dass das kürzere Rohrende einen Helmholtz-Resonator bildet. Dafür wird es an der Außenseite verschlossen, und im Bereich des Übergangs vom Stutzen für den Luftaustritt zum kürzeren Rohrende wird eine Trennwand angebracht, welche im Zentrum eine kleine Durchbrechung aufweist. Besonders vorteilhaft zum Ausbilden eines Helmholtz-Resonators ist es, wenn die Trennwand von einer Hülse durchdrungen wird. Diese verbindet den abgeschlossenen Raum mit der Luftführung und ragt weiter in den abgeschlossenen Raum hinein als sie zur Luftführung hin übersteht.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Aufbau werden störende Geräusche im Ansaugsystem einer Heizeinrichtung sicher vermieden bzw. minimiert. Durch die Verwendung eines schallschluckenden Materials für mindestens einen Teil des Ansaugsystems erfolgt eine wirkungsvolle Schalldämpfung und Schalldämmung der Strömungsgeräusche. Gleichzeitig wird eine verbesserte Dämpfung thermoakustischer Flammenschwingungen erzielt, denn durch die zusätzlichen Absorptionseigenschaften der Auskleidung des Ansaugrohres aus schallschluckendem Material wird die Amplitude der Schallwellen gedämpft.
  • Der erfindungsgemäße Aufbau zeigt positive Wirkungen sowohl bei niedrigen Frequenzen im Bereich von etwa 160 bis 230 Hz, wo ein relativ langes Ansaugrohr eher ungünstig ist, als auch bei höheren Frequenzen, wenn beispielsweise ein Schaumstoff als Auskleidung seine beste Wirkung hat. Mit der T-förmigen Gestaltung des Ansaugrohres sind einerseits die Rohrlänge und andererseits die ins Ansaugsystem eingebrachte Dämmmaterialmenge optimal. Auch lässt sich das T-förmige Ansaugrohr gut in Heizgeräte integrieren. Die vielen verschiedenen Ausführungsvarianten mit der Variation der Auskleidung, dem Verschließen eines Rohrendes und/oder dem Einsatz eines Helmholtz-Resonators, können flexibel zur Anpassung an geräte- oder anlagenspezifische Betriebsbedingungen verwendet werden.
  • Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Es zeigt jeweils ein Ansaugrohr einer Heizeinrichtung in einem Längsschnitt:
  • Fig. 1:
    mit einer durchgehenden Auskleidung und zweiseitigem Lufteintritt,
    Fig. 2:
    mit einer durchgehenden, in Teilbereichen verschiedenen Auskleidung und zweiseitigem Lufteintritt,
    Fig. 3:
    mit einer durchgehenden, in Teilbereichen verschiedenen Auskleidung und einseitigem Lufteintritt sowie
    Fig. 4:
    mit einer teilweisen Auskleidung, einseitigem Lufteintritt und einem Helmholtz-Resonator.
  • Das für eine Heizeinrichtung zur Zufuhr von Verbrennungsluft bestimmte Ansaugrohr 1 ist T-förmig gestaltet, wobei der saugseitig an ein Gebläse angeschlossene Luftaustritt über einen etwa rechtwinklig zur Hauptachse des Ansaugrohres 1 angeordneten Stutzen 2 abzweigt. Der Lufteintritt erfolgt gemäß Fig. 1 und Fig. 2 über die beiden auf der gemeinsamen Hauptachse liegenden Öffnungen des Ansaugrohres 1.
  • Auf der Innenseite ist das Ansaugrohr 1 mit einer Auskleidung 3 aus einem schallschluckenden Material versehen. Diese ist gemäß Fig. 1 durchgehend gleichmäßig im Bereich zwischen den für den Lufteintritt vorgesehenen Rohrenden angebracht. Wie in Fig. 2 gezeigt, können auch auf beiden Seiten unterschiedliche freie Strömungsquerschnitte für den Lufteintritt vorgesehen werden.
  • Gemäß Fig. 3 ist das in Bezug auf den Stutzen 2 für den Luftaustritt kürzere Rohrende zusätzlich an der Außenseite mit einer Abdeckkappe 4 verschlossen, so dass im Inneren ein schallschluckender Resonanzraum entsteht. Um diesen Effekt zu verstärken, ist es gemäß Fig. 4 möglich, an diesem kürzeren Rohrende einen Helmholtz-Resonator 5 auszubilden. Dann wird an der Außenseite die Abdeckkappe 4 aufgesetzt und im Bereich des Übergangs vom Stutzen 2 für den Luftaustritt zum kürzeren Rohrende ist eine Trennwand 6 angebracht ist, welche im Zentrum eine Hülse 7 mit einer Durchbrechung 8 aufweist.

Claims (5)

  1. Heizeinrichtung mit einem Brenner zur Verbrennung eines Brennstoff-Luft-Gemisches in einer Brennkammer, mit einem Gebläse zur Förderung der Verbrennungsluft und/oder des Brennstoff-Luft-Gemisches, welches saugseitig für die Zufuhr von Verbrennungsluft ein T-förmig gestaltetes Ansaugrohr (1) mit einer Schalldämpfungseinrichtung aufweist,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Luftaustritt zum Gebläse über einen etwa rechtwinklig zur Hauptachse des Ansaugrohres (1) abzweigenden Stutzen (2) erfolgt, dass der Lufteintritt über mindestens eine der beiden auf der gemeinsamen Hauptachse liegenden Öffnungen des Ansaugrohres (1) vorgesehen ist und dass die Auskleidung (3) in einem Rohrende für den Lufteintritt einen größeren Strömungsquerschnitt freigibt als im anderen Rohrende auf der gleichen Achse.
  2. Heizeinrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Auskleidung (3) im in Bezug auf den Stutzen (2) für den Luftaustritt längeren Rohrende für den Lufteintritt einen größeren Strömungsquerschnitt freigibt als im kürzeren Rohrende auf der gleichen Achse, wobei die Querschnittseinengung im Bereich des Übergangs vom Stutzen (2) für den Luftaustritt zum kürzeren Rohrende vorgesehen ist.
  3. Heizeinrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass das in Bezug auf den Stutzen (2) für den Luftaustritt kürzere Rohrende an der Außenseite verschlossen ist, wobei vorzugsweise eine außen das Rohrende übergreifende Abdeckkappe (4) vorgesehen ist.
  4. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass das in Bezug auf den Stutzen (2) für den Luftaustritt kürzere Rohrende einen Helmholtz-Resonator (5) bildet, indem es an der Außenseite verschlossen ist, und indem im Bereich des Übergangs vom Stutzen (2) für den Luftaustritt zum kürzeren Rohrende eine Trennwand (6) angebracht ist, welche im Zentrum eine kleine Durchbrechung (8) aufweist.
  5. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass zum Ausbilden eines Helmholtz-Resonators (5) die Trennwand (6) von einer Hülse (7) durchdrungen wird, welche den abgeschlossenen Raum mit der Luftführung verbindet und weiter in den abgeschlossenen Raum hinein ragt als zur Luftführung hin übersteht.
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