EP1912021A1 - Combustion chamber equipped with a burner - Google Patents

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EP1912021A1
EP1912021A1 EP07101283A EP07101283A EP1912021A1 EP 1912021 A1 EP1912021 A1 EP 1912021A1 EP 07101283 A EP07101283 A EP 07101283A EP 07101283 A EP07101283 A EP 07101283A EP 1912021 A1 EP1912021 A1 EP 1912021A1
Authority
EP
European Patent Office
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combustion chamber
tubular extension
sound
flow
extension
Prior art date
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Granted
Application number
EP07101283A
Other languages
German (de)
French (fr)
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EP1912021B1 (en
Inventor
Jakob Hermann
Original Assignee
Jakob Hermann
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to DE102006047386 priority Critical
Application filed by Jakob Hermann filed Critical Jakob Hermann
Publication of EP1912021A1 publication Critical patent/EP1912021A1/en
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Publication of EP1912021B1 publication Critical patent/EP1912021B1/en
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    • 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
    • F23L5/02Arrangements of fans or blowers
    • 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

Abstract

The combustion chamber (18) has an air inlet opening (19) with a tubular extension (22) whose free air conducting cross-section (27) decreases against the air flow direction. The cross-section can decrease steadily or in steps.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine mit einem Brenner versehene Verbrennungskammer gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs. Eine solche Verbrennungskammer ist in Form von Heizgeräten allgemein bekannt. An ihnen treten häufig thermoakustische Schwingungen bzw. selbsterregte Verbrennungsschwingungen auf, die es zu vermeiden gilt, was somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist. Die Erfindung kann dabei für alle verschiedenen Verbrennungskammern oder Heizgerätetypen - also hersteller- und bauartunabhängig - eingesetzt werden.The present invention relates to a burner provided with a combustion chamber according to the preamble of the independent claim. Such a combustion chamber is well known in the form of heaters. Often occur on them thermoacoustic vibrations or self-excited combustion oscillations, which must be avoided, which is thus an object of the present invention. The invention can be used for all the different combustion chambers or types of heaters - so manufacturer and design-independent.
  • Die Lösung der Aufgabe besteht erfindungsgemäß in den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs.The solution of the task according to the invention in the features of the independent claim.
  • Der durch die Erfindung erzielbare Effekt liegt in einem signifikant leisen Arbeiten der entsprechend konzipierten Verbrennungssysteme, Heizgeräte oder Feuerungseinrichtungen, wie z. B. Prozeßgaserhitzer, Umluftheizer, Raumheizer, Brauchwasserdurchlauferhitzer, Umlaufwasserheizer mit und ohne Brauchwassererwärmung, direkt beheizte Speicher und sogar Kessel mit und ohne Saugzug- oder Druckgebläse sowie chemische Prozeßgaserhitzer und Antriebssysteme, so daß diese Geräte ohne unzumutbare Schallbelastungen für den Aufstellungsort, z. B. Arbeits-, Wohn- oder Kellerräume oder sonstige Standorte, in Betrieb genommen werden können.The achievable by the invention effect is in a significantly quiet work of appropriately designed combustion systems, heaters or firing equipment such. As process gas heater, convection heater, room heater, domestic water heater, circulating water heater with and without hot water, directly heated storage and even boiler with and without Saugzug- or pressure fan and chemical process gas heater and drive systems, so that these devices without unreasonable noise levels for the site, such. As work, living or basement rooms or other locations, can be put into operation.
  • Hierzu wird eine Verlängerung gemäß der Erfindung an die Wandung des Heizgeräts oder der Verbrennungskammer montiert oder gesteckt. Am besten wirkt die Erfindung bei rohrartigen Systemen.For this purpose, an extension is mounted or plugged according to the invention to the wall of the heater or the combustion chamber. The invention works best in tubular systems.
  • Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Merkmalen der abhängigen Vorrichtungspatentansprüche hervor.Further embodiments of the invention will become apparent from the features of the dependent device patent claims.
  • Die Erfindung basiert auf einer erfinderischen Verbesserung einer vorausgehenden Erfindung gemäß der DE-Patentanmeldung 102 02 702.1 . Damit die Maßnahme funktioniert, kann diese nach einem der neun Ausführungsbeispiele der Erfindung wie folgt ausgeführt sein:
    • Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Figuren 1 bis 9 der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
      Fig. 1
      ein Verbrennungssystem in einer Prinzipdarstellung,
      Fig. 1a
      ein Detail,
      Fig. 1b
      ein weiteres Detail,
      Fig. 2
      eine Variante hierzu,
      Fig. 3
      eine weitere Variante,
      Fig. 4
      eine dritte Variante,
      Fig. 5
      eine vierte Variante,
      Fig. 6
      eine fünfte Variante,
      Fig. 7
      eine siebte Variante,
      Fig. 8
      eine räumliche Ansicht einer möglichen praktischen Ausführung und
      Fig. 9
      eine achte Variante.
    The invention is based on an inventive improvement of a prior invention according to the DE patent application 102 02 702.1 , For the measure to work, it can be designed according to one of the nine exemplary embodiments of the invention as follows:
    • The invention is explained in more detail with reference to Figures 1 to 9 of the drawings. Show it:
      Fig. 1
      a combustion system in a schematic representation,
      Fig. 1a
      a detail,
      Fig. 1b
      another detail,
      Fig. 2
      a variant of this,
      Fig. 3
      another variant,
      Fig. 4
      a third variant,
      Fig. 5
      a fourth variant,
      Fig. 6
      a fifth variant,
      Fig. 7
      a seventh variant,
      Fig. 8
      a spatial view of a possible practical implementation and
      Fig. 9
      an eighth variant.
  • In allen Figuren bedeuten gleiche Bezugszeichen jeweils die gleichen Einzelheiten.In all figures, the same reference numerals mean the same details.
  • Ein gas- oder ölbeheiztes Verbrennungssystem mit einer Verbrennungskammer oder Heizgerät 18 weist auf der einen Seite seines Gehäuses 24 einen Einlaß 19 für Luft aus der Atmosphäre oder Oxidant aus einer beliebigen Quelle und auf der anderen Seite einen Abgasauslaß 20 auf. Auf den Einlaß 19 folgt in Richtung des Luftstromes eine Gemischbildungsstrecke bzw. Brennstoffarmatur 9, in die über einen Anschluß 8 fester, staubförmiger, flüssiger oder gasförmiger Brennstoff der über den Einlaß 19 angesaugten Luft beigemischt wird. Das in der Gemischbildungsstrecke 9 gebildete Brennstoff-Luft-Gemisch wird über ein Gebläse 10 und eine Anschlußstrecke 11 einem Sturzbrenner 12, der zum Beispiel in Form einer Brennerplatte ausgeführt sein kann, zugeführt und dort im Brennraum 13 des Heizgerätes 18 verbrannt.A gas or oil fired combustion system with a combustion chamber or heater 18 has on one side of its housing 24 an inlet 19 for air from the atmosphere or oxidant from any source and on the other side an exhaust gas outlet 20. On the inlet 19 follows in the direction of the air flow, a mixture formation path or fuel fitting 9, in which via a terminal 8 solid, dusty, liquid or gaseous fuel is added via the inlet 19 sucked air. The fuel-air mixture formed in the mixture formation section 9 is supplied via a blower 10 and a connecting section 11 to a tumble burner 12, which may be in the form of a burner plate, for example, and is burned there in the combustion chamber 13 of the heating device 18.
  • Figur 1 zeigt beispielhaft ein Verbrennungssystem oder Heizgerät 18 mit einem von oben nach unten brennenden Brenner 12. Die Erfindung kann jedoch bei einem Verbrennungssystem oder Heizgerät mit einem in beliebiger Richtung brennenden Brenner 12 eingesetzt werden. Auf den Brennraum 13 folgt ein Wärmetauscher 14, über den die von der Flamme 35 erzeugte Wärmeenergie auf ein Medium, zum Beispiel Wasser, übertragen und einem Heizkreislauf, zum Beispiel in einem Wohnhaus, zur Verfügung gestellt werden kann. Unterhalb des Wärmetauschers 14 ist eine Kondensatwanne 15 oder eine Abgasumlenkung 15 am Gehäuse 24 des Heizgerätes 18 vorgesehen. Eine Kondensatwanne wird bei einem Brennwertgerät benötigt, bei dem die Abgase des Brenners beim Passieren des Wärmetauschers unter den Kondensationspunkt abgekühlt wird, eine Abgasumlenkung bei allen anderen Geräten. Bei einem anderweitig ausgestalteten Brenner kann auch die Kondensatwanne bzw. Abgasumlenkung 15 entfallen. Hiervon wird die Wirkung der Erfindung nicht beeinflußt. Im Falle der Ausbildung des Heizgerätes als Brennwertgerät folgt nach der Kondensatwanne 15 in Strömungsrichtung der Abgase bzw. des Kondensates noch ein Kondensatablauf 16 und anschließend eine Abgasstrecke 17 mit Atmosphärenauslaßöffnung 20.FIG. 1 shows, by way of example, a combustion system or heater 18 with a burner 12 burning from top to bottom. However, the invention can be used in a combustion system or heater with a burner 12 burning in any direction. The combustion chamber 13 is followed by a heat exchanger 14, via which the heat energy generated by the flame 35 can be transferred to a medium, for example water, and made available to a heating circuit, for example in a residential building. Below the heat exchanger 14, a condensate tray 15 or an exhaust gas deflector 15 is provided on the housing 24 of the heater 18. A condensate tray is needed on a condensing boiler where the exhaust gases of the burner are cooled below the condensation point when passing through the heat exchanger, an exhaust gas diversion on all other units. In an otherwise configured burner and the condensate pan or exhaust deflector 15 can be omitted. This does not affect the effect of the invention. In the case of the formation of the heater as a condensing boiler is followed by the condensate tray 15 in the flow direction of the exhaust gases and the condensate still a condensate drain 16 and then an exhaust line 17 with Atmosphärenauslaßöffnung 20th
  • Nach dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 wird stromauf des Lufteinlasses 19 eine rohrartige Verlängerung 22 mit ihrem Auslaß 26 gemäß Fig. 1 a an-, ein- oder aufgesteckt, gemäß Fig. 1 b angeflanscht, anmontiert oder sonst wie befestigt, auch am Außengehäuse des Heizgerätes. Über diese wird nun der bisherige Lufteinlaß 19 verlängert und damit die für die Verbrennung erforderliche Luft über den neuen Einlaß 21 angesaugt. Derartige Rohrverlängerungen sind in der Praxis schon bekannt und erweisen sich zur Dämpfung von Verbrennungsschwingungen als mäßig geeignet bis ungeeignet.According to the embodiment of Figure 1, upstream of the air inlet 19, a tubular extension 22 with its outlet 26 of FIG. 1 a on, on or plugged, flanged as shown in FIG. 1 b, mounted or otherwise attached, even on the outer casing of the heater , About this now the previous air inlet 19 is extended and thus sucked the air required for the combustion of the new inlet 21. Such pipe extensions are already known in practice and prove to dampen combustion oscillations as moderately suitable to unsuitable.
  • Anders sieht es aus, wenn in die rohrartige Verlängerung 22 eine keilförmige Erweiterung 7 eingebracht wird, die mit einem schallabsorbierenden oder ähnlichen schalldämpfenden Material 2 ausgefüllt ist. Die Querschnittsform (senkrecht zur Zeichenblattebene verlaufend) der keilförmigen Erweiterung 7 kann dabei beliebig sein, beispielsweise halbrund, quadratisch, rechteckig, dreieckig, halboval, usw. wesentlich ist nur, daß die Erweiterung 7, möglichst mit einer Stufe 25 beginnend, einseitig den Querschnitt der rohrartigen Verlängerung 22 in Richtung des Auslaß 26, also in Strömungsrichtung 34, stetig verkleinert. Als günstig bzw. dämpfungsförderlich hat sich eine weitere Verlängerung 6 der keilförmigen Erweiterung 7 mit mehr oder weniger konstantem Querschnitt erwiesen, die ebenfalls mit schallabsorbierendem Material 3 ausgefüllt sein sollte und die sich stromauf der Stufe 25 befindet, also diese am Anfang bildet. Der Querschnitt der Verlängerung 6 kann ebenfalls beliebig gestaltet sein, sollte aber günstigerweise in der Formgebung der der Erweiterung 7 entsprechen. Anstelle einer Stufe 25 kann auch ein anderweitiger Übergang vom breiten Ende des Keils in Richtung des Einlasses 21 erfolgen.The situation is different when a wedge-shaped extension 7, which is filled with a sound-absorbing or similar sound-damping material 2, is introduced into the tubular extension 22. The cross-sectional shape (perpendicular to the drawing plane) of the wedge-shaped extension 7 can be arbitrary, For example, semicircular, square, rectangular, triangular, semi-oval, etc. It is only essential that the extension 7, if possible starting with a step 25, unilaterally reduces the cross-section of the tubular extension 22 in the direction of the outlet 26, ie in the flow direction 34. As favorable or Dämpfungsförderlich has a further extension 6 of the wedge-shaped extension 7 proved more or less constant cross-section, which should also be filled with sound-absorbing material 3 and which is upstream of the stage 25, so this forms at the beginning. The cross section of the extension 6 can also be designed arbitrarily, but should suitably correspond in the shape of the extension 7. Instead of a step 25, another transition from the wide end of the wedge in the direction of the inlet 21 can take place.
  • Eine weitere Verbesserung der Wirkung der rohrartigen Verlängerung 22 läßt sich ferner durch eine geeignete Gestaltung der verbleibenden von der Verbrennungsluft durchströmten freien Fläche erreichen. Ideal ist dabei eine kontinuierliche Querschnittsabnahme der durchströmten Querschnittsfläche 27 (senkrecht zur Zeichenblattebene verlaufend) vom Auslaß 26 in Richtung des neuen Einlaß 21, also entgegen der Strömungsrichtung 34. Welche Form dabei der freie durchströmte Querschnitt 27 im einzelnen entlang der rohrartigen Verlängerung 22 einnimmt ist nicht relevant. Die Querschnittsfläche kann sich z.B. auch von einer runden Form in eine ovale, rechteckige, dreieckige oder auch andere Form über die Länge der rohrartigen Verlängerung 22 wandeln. Unterbrechungen der kontinuierlichen Querschnittsabnahme sind möglich, sollten jedoch in ihrer Länge unter 50% der Gesamtlänge der rohrartigen Verlängerung 22 bleiben. Als möglich jedoch nicht so wirksam haben sich andere nichtkontinuierliche Querschnittsreduzierungen vom Auslaß 26 in Richtung des Einlaß 21 erwiesen. Zum Beispiel kann die Querschnittsreduzierung, wie in Figur 2 dargestellt, leicht exponentiell vonstatten gehen. Figur 3 zeigt eine leicht bauchige Übergangsform. Nicht hinderlich sondern sogar förderlich für die Erfindung ist es, wenn die neue Einlaßöffnung 21, wie in Figur 4 dargestellt, eine trompetenförmige oder auch anders gestaltete Erweiterung 36 aufweist, die sich entgegen der Strömungsrichtung 34 erstreckt. Die Länge 37 der Erweiterung 36 sollte jedoch weniger als 25% der Gesamtlänge 38 der rohrartigen Verlängerung 22 einnehmen. Die Erweiterung 36 dient im wesentlichen der leichteren Ansaugung der Luft ins Heizgerät 18.A further improvement of the effect of the tubular extension 22 can be further achieved by a suitable design of the remaining of the combustion air flowed through the free area. Ideally, a continuous reduction in cross-section of the flow-through cross-sectional area 27 (perpendicular to the plane of the drawing plane) from the outlet 26 in the direction of the new inlet 21, ie opposite to the flow direction 34. Which form the free flow cross-section 27 in detail along the tubular extension 22 occupies is not relevant. The cross-sectional area may be e.g. also from a round shape into an oval, rectangular, triangular or other shape over the length of the tubular extension 22 to convert. Interruptions of the continuous reduction in cross section are possible, but should remain below 50% of the total length of the tubular extension 22 in their length. As possible, but not so effective, other non-continuous cross-sectional reductions have been found from the outlet 26 towards the inlet 21. For example, as shown in Figure 2, the cross-sectional reduction may be slightly exponential. FIG. 3 shows a slightly bulbous transitional shape. Not hindering but even conducive to the invention, it is when the new inlet port 21, as shown in Figure 4, a trumpet-shaped or otherwise designed extension 36 which extends counter to the flow direction 34. However, the length 37 of the extension 36 should occupy less than 25% of the total length 38 of the tubular extension 22. The extension 36 is essentially the easier suction of air into the heater 18th
  • Die in Figur 1 bis 4 gezeigte keilförmige Erweiterung 7 kann nicht nur einseitig angebracht sein, sondern, wie in Figur 5 dargestellt, auch auf zwei gegenüberliegenden Seiten, mehrseitig mit Unterbrechungen oder sogar umlaufend mit zylindrischer aber auch anders gestalteter Rohröffnung bzw. Querschnittsfläche 27 in der Mittelachse 28 der rohrartigen Verlängerung 22, durch die die Verbrennungsluft angesaugt wird, ausgeführt sein. Um eine gute Wirkung zu erzielen, sollte die Länge 32 der keilförmigen Erweiterung 7 mindestens fünf mal die Wurzel aus der kleinsten freien und luftdurchströmten Querschnittsfläche 27 der rohrartigen Verlängerung 22 betragen. Die Wandung der Erweiterung 7 sollte vorzugsweise aus formstabilem Kunststoff ausgeführt sein. Möglich ist jedoch auch eine Ausführung aus Metall oder ähnlichem Material. Als konstruktiv günstig hat sich in jedem Fall eine formstabile Wandung erwiesen. Eine andere Ausführung der Wandung ist jedoch auch denkbar. Wie auch schon bei der Figur 1 bis 4 beschrieben, läßt sich die Wirkung der keilförmigen Erweiterungen 7 in Figur 5 durch eine stetige Verkleinerung der freien Querschnittsfläche 27 der rohrartigen Verlängerung 22 von deren Auslaß 26 in Richtung des Einlasses 21, also entgegen der Strömungsrichtung 34 der zugeführten Verbrennungsluft, erreichen.The wedge-shaped enlargement 7 shown in FIGS. 1 to 4 can not only be attached on one side, but, as shown in FIG. 5, on two opposite sides, on several sides with interruptions or even circumferentially with a cylindrical but also differently shaped tube opening or cross-sectional area 27 in the FIG Central axis 28 of the tubular extension 22, through which the combustion air is sucked, executed. In order to obtain a good effect, the length 32 of the wedge-shaped extension 7 should be at least five times the root of the smallest free and air-flow cross-sectional area 27 of the tubular extension 22. The wall of the extension 7 should preferably be made of dimensionally stable plastic. However, it is also possible a version made of metal or similar material. As structurally favorable, a dimensionally stable wall has proven in each case. Another embodiment of the wall is also conceivable. As already described in FIGS. 1 to 4, the effect of the wedge-shaped extensions 7 in FIG. 5 can be achieved by a continuous reduction of the free cross-sectional area 27 of FIG tube-like extension 22 of the outlet 26 in the direction of the inlet 21, ie opposite to the flow direction 34 of the supplied combustion air, reach.
  • Um die volle Dämpfungswirkung auf die thermoakustischen Schwingungen zu erzielen, muß die Erweiterung 7 möglichst nahe an der Gemischbildungsstrecke 9 montiert sein, das heißt, möglichst nahe am Einlaß 19 der Brennstoffarmatur 9 angeordnet sein. Ferner sollte die Länge 33 des Rohrabschnitts 1 der rohrartigen Verlängerung 22 größer als die Länge 31 des Rohrabschnitts 5 ausgeführt werden, die dem Abstand zwischen dem Ende der keilförmigen Erweiterung 7 und dem Einlaß 19 der Brennstoffarmatur 9 entspricht. Das Rohrstück 5 kann sogar vollständig entfallen. Die Länge 33 des Rohrabschnitts 1 der rohrartigen Verlängerung 22 sollte, wenn möglich, mindestens so lang sein wie die Länge 32 der keilförmigen Erweiterung 7. Die Länge 32 der keilförmigen Erweiterung 7 sollte mindestens 5 mal die Wurzel aus der kleinsten freien und luftdurchströmten Querschnittsfläche 27 der rohrartigen Verlängerung 22 betragen.In order to achieve the full damping effect on the thermoacoustic oscillations, the extension 7 must be mounted as close to the mixture formation section 9, that is to be arranged as close to the inlet 19 of the fuel assembly 9. Further, the length 33 of the pipe section 1 of the tubular extension 22 should be made greater than the length 31 of the pipe section 5, which corresponds to the distance between the end of the wedge-shaped extension 7 and the inlet 19 of the fuel assembly 9. The pipe section 5 can even be completely eliminated. The length 33 of the tube section 1 of the tubular extension 22 should, if possible, be at least as long as the length 32 of the wedge-shaped extension 7. The length 32 of the wedge-shaped extension 7 should at least 5 times the root of the smallest free and air flow cross-sectional area 27 of tubular extension 22 amount.
  • Figur 6 zeigt eine Variante der Ausführung nach Figur 1. Hier ist die rohrartige Verlängerung 22 als Umlenkung 4 ausgeführt, die in Strömungsrichtung in die Erweiterung 7 mündet. Die gesamte Anordnung kann hier aus einem einzigen Teil, zum Beispiel einem senkrecht zur Blattebene rechteckigen Kasten, gefertigt werden, in den ein Trennsteg 23 eingebracht ist und in den am Einlaß 21 Luft angesaugt wird, die durch einen rechteckigen Querschnitt transportiert wird, durch die Umlenkung 4 strömt und anschließend wieder in einem rechteckigen Querschnitt die mit schallabsorbierendem oder schalldämpfendem Material 2 und 3 gefüllte Erweiterung 6 und 7 entlangströmt, um dann in die Gemischbildungsstrecke 9 einzuströmen. Um vom Auslaß 26 in Richtung des neuen Einlasses 21 eine stetige Abnahme des freien luftdurchströmten Querschnitts 27 zu erhalten, ist der Trennsteg 23 entsprechend abgewinkelt in die rohrartige Verlängerung 22 einzubauen. Hierdurch werden Schallschwingungen in idealer Weise vermieden. Zur Verbesserung der Zuströmung kann der Einlaß 21 mit einer halbtrompetenförmigen Erweiterung 36 versehen werden.Figure 6 shows a variant of the embodiment of Figure 1. Here, the tubular extension 22 is designed as a deflection 4, which opens in the flow direction in the extension 7. The entire arrangement can here be made of a single part, for example, a rectangular box perpendicular to the plane, in which a separating web 23 is introduced and in the inlet 21 air is sucked, which is transported by a rectangular cross-section, through the deflection 4 flows and then flows again in a rectangular cross-section filled with sound-absorbing or sound-damping material 2 and 3 expansion 6 and 7, then to flow into the mixture formation section 9. In order to obtain from the outlet 26 in the direction of the new inlet 21 a steady decrease in the free air flow cross-section 27, the divider 23 is angled accordingly installed in the tubular extension 22. As a result, sound vibrations are ideally avoided. To improve the inflow of the inlet 21 may be provided with a half-trumpet-shaped extension 36.
  • Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigt Figur 7. Hier ist gegenüber der Ausführung in Figur 6 die mehr oder weniger querschnittskonstante mit schallabsorbierendem oder schalldämpfendem Material 3 gefüllte Verlängerung 6 über die Umlenkung 4 in Richtung auf den Einlass 21 hinweggezogen, wodurch eine weitere Verbesserung der Schwingungsdämpfung erreicht wird.FIG. 7 shows a further exemplary embodiment. In contrast to the embodiment in FIG. 6, the extension 6 filled with sound-absorbing or sound-damping material 3 is pulled over the deflection 4 in the direction of the inlet 21, whereby a further improvement of the vibration damping is achieved.
  • Für die Wirkung der Erfindung muß die rohrartige Verlängerung 22 nicht zwingend gerade, sprich als Zylinderohr, ausgeführt sein. Diese kann vielmehr als Krümmer, Spirale oder ähnliches ausgeführt sein und damit eine beliebige Form annehmen. Gleiches gilt auch für die mit schallabsorbierendem oder schalldämpfendem Material 2 gefüllte Erweiterung 7. Diese kann ebenfalls in einen Krümmer, Spirale, Wendel oder sonstiges bogenförmiges Gebilde eingebracht sein. Hierbei ist nur darauf zu achten, daß die mit schallabsorbierendem oder schalldämpfendem Material gefüllte keilförmige Erweiterung in Strömungsrichtung der Luft, also in Richtung der Gemischbildungsstrecke 9 sich im Querschnitt verkleinert. Die Querschnittsveränderung der keilförmigen Erweiterung muss dabei nicht stetig sein, sprich, es dürfen Abschnitte mit konstantem Querschnitt oder sogar kleine Vergrößerungen vorkommen, soweit diese nicht den keilförmigen Charakter im Ganzen zunichte machen. Ebenfalls möglich ist ein Keil mit stumpfer Spitze, wobei der Keilcharakter erhalten bleiben muss.For the effect of the invention, the tubular extension 22 does not necessarily have to be straight, that is to say designed as a cylindrical tube. This can rather be designed as a manifold, spiral or the like and thus assume any shape. The same applies to the filled with sound-absorbing or sound-absorbing material 2 extension 7. This can also be incorporated into a manifold, spiral, helical or other arcuate structure. It is only necessary to ensure that the filled with sound-absorbing or sound-absorbing material wedge-shaped extension in the flow direction of the air, ie in the direction of the mixture formation section 9 decreases in cross-section. The change in cross section of the wedge-shaped extension does not have to be continuous, that is to say, sections with a constant cross section or even small enlargements may occur, provided these do not nullify the wedge-shaped character as a whole. Also possible is a wedge with a blunt tip, while the wedge character must be preserved.
  • Für den freien luftdurchströmten Querschnitt 27 der rohrartigen Verlängerung 22 sollte stets gelten, dass sich dieser in Richtung des Einlasses 21 verjüngt bzw. der Querschnitt abnimmt. Der kleinste Querschnitt der rohrartigen Verlängerung 22 sollte dabei möglichst nahe am Einlass 21 liegen und max. nur 75% des Querschnitts am Auslass 26 betragen. Es ist für die Erfindung nicht hinderlich, wenn der freie luftdurchströmte Querschnitt der rohrartigen Verlängerung 22 am Auslaß 26 größer als der freie luftdurchströmte Querschnitt am alten Einlass 19 des Heizgerätes 18 ist. Ebenfalls nicht hinderlich ist es, wenn die Abnahme des freien luftdurchströmten Querschnitts 27 vom Auslass 26 in Richtung des Einlass 21 der rohrartigen Verlängerung 22 nicht kontinuierlich vonstatten geht, sondern mehr oder weniger unterbrochen ist. Wichtig ist nur, dass im Gesamten mindestens 50% der Gesamtlänge 38 der rohrartigen Verlängerung 22 eine entgegen der Strömungsrichtung 34 gerichtete stetige oder stufenförmige Abnahme des freien luftdurchströmten Querschnitts 27 aufweist.For the free air-flowed cross-section 27 of the tubular extension 22 should always apply that this tapers in the direction of the inlet 21 and the cross-section decreases. The smallest cross section of the tubular extension 22 should be as close as possible to the inlet 21 and max. only 75% of the cross section at the outlet 26 amount. It is not hindering for the invention if the free air flow cross section of the tubular extension 22 at the outlet 26 is greater than the free air flow cross section at the old inlet 19 of the heater 18. It is also not cumbersome if the decrease in the free air-flow cross-section 27 from the outlet 26 in the direction of the inlet 21 of the tubular extension 22 is not continuous, but is more or less interrupted. It is only important that at least 50% of the total length 38 of the tubular extension 22 has a directed against the flow direction 34 continuous or stepped decrease in the free air flow cross-section 27 in the whole.
  • Figur 8 zeigt eine weitere Variante als 3D-Schnitt, wie sie in die Praxis umsetzbar wäre. Der konstante Querschnitt der rohrförmigen Verlängerung 22 sowie der Trennsteg 23 sind sehr gut zu erkennen.Figure 8 shows a further variant as a 3D section, as they would be practicable. The constant cross section of the tubular extension 22 and the separating web 23 can be seen very well.
  • Figur 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem einzelne keilförmige Erweiterungen 7 pneumatisch in Serie geschaltet sind und zwischen den Erweiterungen Leitungsstücke mit konstantem Querschnitt geschaltet sind.Figure 9 shows an embodiment in which individual wedge-shaped extensions 7 are pneumatically connected in series and connected between the extensions line sections with a constant cross-section.
  • Das Brennstoffluftgemisch kann sowohl aus Gas (Erdgas oder Flüssiggas) oder auch aus Ölnebel (kleine Tröpfchen) in Verbindung mit Luft bestehen. Alternativ kann das Heizgerät auch mit festem oder staubförmigem Brennstoff betrieben werden.The fuel air mixture can consist of both gas (natural gas or LPG) or oil mist (small droplets) in conjunction with air. Alternatively, the heater can also be operated with solid or dusty fuel.
  • Die mit schallabsorbierendem oder schalldämpfendem Material 2, 3 ausgefüllte keilförmige Erweiterung 7 und Verlängerung 6 ist so ausgeführt, daß der Querschnitt der an ihnen vorbeiführenden oder sie durchsetzenden Luftleitung nicht beeinträchtigt wird.The filled with sound-absorbing or sound-absorbing material 2, 3 wedge-shaped extension 7 and extension 6 is designed so that the cross section of passing them or passing through them air line is not affected.
  • Im Übrigen kann die rohrförmige Verlängerung (22) wenigsten teilweise von einer Außenwandung des Heizgerätes oder von einem die Verbrennungskammer teilweise umschließenden Gehäuse gebildet sein.
    Nummer Bezeichnung
    1 Rohrabschnitt vor dem Keil
    2 akustisches Dämpfungsmaterial
    3 akustisches Dämpfungsmaterial
    4 Umlenkung
    5 Rohr nach dem Dämpfungskeil
    6 Verlängerung
    7 keilförmige Erweiterung
    8 Brennstoffzufuhreinrichtung
    9 Gemischbildungsstrecke bzw. Brennstoffarmatur
    10 Gebläse
    11 Anschlußstrecke
    12 Brenner
    13 Brennraum
    14 Wärmetauscher
    15 Kondensatwanne oder Abgasumlenkung
    16 Kondensatablauf
    17 Abgasstrecke
    18 Verbrennungssystem oder Heizgerät
    19 Luftversorgungs- oder Oxidationsöffnung oder auch nur Einlaß
    20 Abgasauslaß oder Atmosphärenauslaßöffnung
    21 neuer Einlaß für Luft
    22 Rohrartige Verlängerung
    23 Trennsteg
    24 Gehäuse
    25 Stufe
    26 Auslaß der rohrartigen Verlängerung 22
    27 Luftdurchströmter Querschnitt der Verlängerung 22
    28 Mittelachse der rohrartigen Verlängerung 22
    29 nicht verwendet
    30 nicht verwendet
    31 Länge von Rohr 5
    32 Länge vom Keil 7
    33 Länge von Rohr 1
    34 Strömungsrichtung
    35 Flamme
    36 Trompetenförmige oder anders gestaltete Erweiterung
    37 Länge der trompetenförmigen Erweiterung 36
    38 Gesamtlänge der rohrartigen Verlängerung 22
    Incidentally, the tubular extension (22) may at least partially be formed by an outer wall of the heater or by a housing partially enclosing the combustion chamber.
    number description
    1 Pipe section in front of the wedge
    2 acoustic damping material
    3 acoustic damping material
    4 redirection
    5 Pipe after the damping wedge
    6 renewal
    7 wedge-shaped extension
    8th Fuel supply device
    9 Mixture formation section or fuel fitting
    10 fan
    11 access link
    12 burner
    13 combustion chamber
    14 heat exchangers
    15 Condensate tray or exhaust diverter
    16 condensate drain
    17 exhaust system
    18 Combustion system or heater
    19 Air supply or oxidation or even inlet
    20 Exhaust outlet or Atmosphärenauslaßöffnung
    21 new intake for air
    22 Pipe-like extension
    23 divider
    24 casing
    25 step
    26 Outlet of the tubular extension 22nd
    27 Air flow cross section of the extension 22
    28 Central axis of the tubular extension 22nd
    29 not used
    30 not used
    31 Length of pipe 5
    32 Length of the wedge 7
    33 Length of pipe 1
    34 flow direction
    35 flame
    36 Trumpet-shaped or otherwise designed extension
    37 Length of the trumpet-shaped extension 36
    38 Total length of the tubular extension 22nd

Claims (18)

  1. Mit einem Brenner (12) versehene Verbrennungskammer (18), deren Lufteinia-ßöffnung (19) eingangsseitig mit einer rohrförmigen Verlängerung (22) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der freie luftdurchströmte Querschnitt (27) der rohrförmigen Verlängerung (22) entgegen der Strömungsrichtung (34) der Luft gerichtet abnimmt.A combustion chamber (18) provided with a burner (12), the air inlet opening (19) of which is provided on the inlet side with a tubular extension (22), characterized in that the free air-flow cross-section (27) of the tubular extension (22) counteracts the flow direction (34) the air directed decreases.
  2. Verbrennungskammer (18) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der freie luftdurchströmte Querschnitt (27) stetig abnimmt.Combustion chamber (18) according to claim 1, characterized in that the free air-flow cross-section (27) decreases steadily.
  3. Verbrennungskammer (18) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der freie luftdurchströmte Querschnitt (27) stufig abnimmt.Combustion chamber (18) according to claim 1, characterized in that the free air-flow cross-section (27) decreases in stages.
  4. Verbrennungskammer (18) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der freie luftdurchströmte Querschnitt (27) exponentiell abnimmt.Combustion chamber (18) according to claim 1, characterized in that the free air-flow cross-section (27) decreases exponentially.
  5. Verbrennungskammer (18) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der freie luftdurchströmte Querschnitt (27) bauchförmig abnimmt.Combustion chamber (18) according to claim 1, characterized in that the free air-flow cross-section (27) decreases in a bulbous shape.
  6. Verbrennungskammer (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrartige Verlängerung (22) einen keilartig geformten, wenigstens teilweise mit einem schallabsorbierenden oder schalldämpfenden Material (2) gefüllten Abschnitt (7) aufweist, dessen verjüngendes Ende in Strömungsrichtung (34) gerichtet ist.Combustion chamber (18) according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the tubular extension (22) has a wedge-shaped section (7) which is filled at least partially with a sound-absorbing or sound-damping material (2) and has its tapering end in the direction of flow ( 34) is directed.
  7. Verbrennungskammer (18) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem schallabsorbierenden oder schalldämpfenden Material (2) gefüllte und keilartig geformte Abschnitt (7) in seiner Querschnittsfläche stetig oder kleinstufig abnehmend gestaltet ist.Combustion chamber (18) according to claim 6, characterized in that the section (7) filled with the sound-absorbing or sound-damping material (2) is designed to decrease in its cross-sectional area in a continuous or small-scale decreasing manner.
  8. Verbrennungskammer (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrartige Verlängerung (22) teilweise eine konstante Querschnittserweiterung (6) aufweist, die wenigstens teilweise mit schallabsorbierendem oder schalldämpfendem Material (3) gefüllt ist.Combustion chamber (18) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the tubular extension (22) partially has a constant cross-sectional enlargement (6) which is at least partially filled with sound-absorbing or sound-damping material (3).
  9. Verbrennungskammer (18) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die rohrartige Verlängerung (22) zusätzlich teilweise eine konstante Querschnittserweiterung (6) aufweist, die wenigstens teilweise mit schallabsorbierendem oder schalldämpfendem Material (3) gefüllt ist.Combustion chamber (18) according to claim 6 or 7, characterized in that the tubular extension (22) additionally partially a constant cross-sectional widening (6) which is at least partially filled with sound-absorbing or sound-damping material (3).
  10. Verbrennungskammer (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrartige Verlängerung (22) mehrere keilartig geformte, wenigstens teilweise mit schallabsorbierendem oder schalldämpfendem Material (2) gefüllte Abschnitte (7) aufweist, deren verjüngende Enden in Strömungsrichtung (34) gerichtet sind.Combustion chamber (18) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the tubular extension (22) has a plurality of wedge-shaped, at least partially filled with sound-absorbing or sound-damping material (2) filled sections (7) whose tapered ends are directed in the flow direction (34).
  11. Verbrennungskammer (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich am Einlaß (21) der rohrartigen Verlängerung (22) eine trompetenförmige Ansaugöffnung (36) anschließt.Combustion chamber (18) according to one of Claims 1 to 10, characterized in that a trumpet-shaped intake opening (36) adjoins the inlet (21) of the tubular extension (22).
  12. Verbrennungskammer (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich am Einlass (21) der rohrartigen Verlängerung (22) eine stromaufgerichtete Querschnittservveiterung (36) anschließt.Combustion chamber (18) according to one of claims 1 to 10, characterized in that an upstream cross-sectional expansion (36) adjoins the inlet (21) of the tubular extension (22).
  13. Verbrennungskammer (18) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (37) der Erweiterung (36) gleich oder kleiner als ein Viertel der Gesamtlänge (38) der rohrartigen Verlängerung (22) gehalten ist.Combustion chamber (18) according to claim 12, characterized in that the length (37) of the extension (36) is kept equal to or smaller than a quarter of the total length (38) of the tubular extension (22).
  14. Verbrennungskammer (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (32) der keilförmigen Erweiterung (7) gleich oder größer als 5 mal die Wurzel aus der kleinsten Fläche des Querschnitts (27) der rohrartigen Verlängerung (22) gehalten ist.Combustion chamber (18) according to one of claims 1 to 12, characterized in that the length (32) of the wedge-shaped extension (7) is equal to or greater than 5 times the root of the smallest area of the cross-section (27) of the tubular extension (22). is held.
  15. Verbrennungskammer (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche des Querschnitts des Einlasses (21) maximal 3/4 der Fläche des Querschnitts des Auslasses (26) beträgt.A combustion chamber (18) according to any one of claims 1 to 14, characterized in that the area of the cross section of the inlet (21) is at most 3/4 of the area of the cross section of the outlet (26).
  16. Verbrennungskammer (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmige Verlängerung (22) auf einen Lufteinlaß (19) in die Verbrennungskammer (18) auf-, an ihn an- oder in ihn eingesteckt ist.Combustion chamber (18) according to any one of claims 1 to 15, characterized in that the tubular extension (22) up to an air inlet (19) into the combustion chamber (18) up to him or is inserted into it.
  17. Verbrennungskammer (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmige Verlängerung (22) an einen Lufteinlaß (19) in die Verbrennungskammer (18) angeflanscht ist.Combustion chamber (18) according to one of claims 1 to 15, characterized in that the tubular extension (22) is flanged to an air inlet (19) in the combustion chamber (18).
  18. Verbrennungskammer (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmige Verlängerung (22) wenigstens teilweise von einer Außenwandung des Heizgerätes oder von einem die Verbrennungskammer teilweise umschließenden Gehäuse gebildet ist.Combustion chamber (18) according to one of claims 1 to 17, characterized in that the tubular extension (22) is at least partially formed by an outer wall of the heater or by a housing partially enclosing the combustion chamber.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0896192A2 (en) 1997-08-05 1999-02-10 KARL DUNGS GMBH & CO. Fuel gas admission device for a premix burner
AT408028B (en) * 1998-07-30 2001-08-27 Vaillant Gmbh Heating device
WO2002029319A1 (en) 2000-10-03 2002-04-11 Sit La Precisa S.P.A. An improved air-gas mixer device
DE10202702A1 (en) 2001-01-24 2002-09-19 Ifta Ingenieurbuero Fuer Therm Heating device used as a room heater, water heater or boiler comprises an air inlet line with a wedge-shaped section partly filled with sound-absorbing/sound-damping material
DE102004006647A1 (en) 2003-02-14 2004-08-26 IfTA Ingenieurbüro für Thermoakustik GmbH Noise reduction for combustion systems comprises vari-length bypass into offgas sector where vibration node or anti-node coincide to reduce noise in smoother system.

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