EP2863125A1 - Heizgerät mit einem von einem Gebläse unterstützten Brenner - Google Patents

Heizgerät mit einem von einem Gebläse unterstützten Brenner Download PDF

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EP2863125A1
EP2863125A1 EP20140186744 EP14186744A EP2863125A1 EP 2863125 A1 EP2863125 A1 EP 2863125A1 EP 20140186744 EP20140186744 EP 20140186744 EP 14186744 A EP14186744 A EP 14186744A EP 2863125 A1 EP2863125 A1 EP 2863125A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fuel
opening
heater
air
mixing device
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
EP20140186744
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ewald Oesterle
Franz Schmuker
Albrecht Schaefer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2863125A1 publication Critical patent/EP2863125A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/34—Burners specially adapted for use with means for pressurising the gaseous fuel or the combustion air
    • F23D14/36—Burners specially adapted for use with means for pressurising the gaseous fuel or the combustion air in which the compressor and burner form a single unit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/62—Mixing devices; Mixing tubes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N1/00—Regulating fuel supply
    • F23N1/007—Regulating fuel supply using mechanical means

Definitions

  • the invention relates to a heater with a burner supported by a fan, in which a preferably gaseous fuel in a fuel-air mixing device is supplied into the flowing air in the region of a constriction via at least one opening.
  • the DE 102010044591 A1 shows and describes a fuel-air mixing device in the form of a venturi passage in which air is forced via a blower in the Venturi inlet to be mixed with gas shortly after the venturi throat.
  • the gas is supplied via a gas regulator and a short supply line, in which the gas flow both in the pressure and in their flow are influenced and throttled. Heaters with such an arrangement are too limited in their ability to vary the power for today's wishes.
  • the heater according to the invention with the features of the main claim has the advantage that the fact that the opening, the essential throttling of the fuel between the line and the admixture is to the air, the power modulation can be significantly increased. At this opening between the incoming air flowing through and the fuel inlet then the significant pressure drop for the fuel takes place. It has been shown that by this measure at the bottleneck through this fuel introduction, a flow is achieved through which the fuel-air mixture can be metered very accurately because the introduction of the fuel takes place at high speed, which stabilizes the flow in the Venturi and optimally utilizes the negative pressure conditions in the area of the Venturi bottleneck. As a result, even with a blower power modulation over a wide modulation range, the fuel-air ratio remains constant. This is particularly an advantage when heaters over a large modulation range in their performance must be varied, for example, because on the one hand well-insulated houses have a low power value for the heater but should have a high power value for the domestic water.
  • the supply of fuel can be done as in StdT over a very short line or via a guided through the heater line. It is essential that the main throttling of the fuel takes place just at the opening in the area of the constriction of the Venturi and not before.
  • the fuel regulating valve usually provided in the fuel supply line throttles the fuel passage as well.
  • the main task of this valve is to provide the fuel with a (pre-) determinable pressure, usually equal to or substantially equal to the ambient pressure, and not the fuel throttling for the fuel metering. Under essential throttling should therefore be understood that from the point at which the fuel is provided with a predeterminable pressure, no greater throttling than at the opening takes place.
  • the feed ratios further improve when the opening is an annular gap.
  • the supply of fuel thereby stabilizes the flow conditions over the entire circumference of the venturi.
  • the opening is adjustable, manufacturing tolerances can be compensated in this way and different fuel types can be supplied and the mixing ratios can be optimized by adjusting the opening. Even age-related changes to the geometric or fluidic conditions can be easily compensated.
  • the conditions also improve when the opening has a cylindrical feed channel.
  • predefined flow conditions will be established directly after the spoiler edge.
  • the flow conditions can also be optimized via an undercut at the opening.
  • a further improvement occurs when the opening is formed so that the particular gaseous fuel is supplied so that it flows in particular at high speed substantially along an inner wall of the fuel-air mixing device.
  • This flow along the inner wall areas are avoided in which fuel is again guided in the direction of the opening and thereby interfere with the pressure conditions of the Venturi.
  • the pressure energy of the fuel is almost completely converted into velocity and the high flow energy of the fuel along the diffuser wall of the venturi prevents the formation of a return flow area thereat.
  • a diffuser is understood as meaning a slowly opening flow channel which opens in a cone shape.
  • a diffuser is part of the venturi.
  • the opening between a base body and a sleeve is formed. If the sleeve is then movable relative to the main body, the size of the opening can be varied in this way.
  • the pressure level can be adjusted when a pressure control valve is provided.
  • a fuel-air mixing device with an air inlet, a constriction, an opening in the region of the throat for supplying fuel, in which the opening is formed adjustable, has the advantage that they are a preset fuel-air mixture over a wide Capacity range can be kept constant. This is particularly advantageous for heaters having a power-modulatable fan, which then works together with the fuel-air mixing device according to the invention.
  • the fan may be arranged upstream of the fuel-air mixing device or, more advantageously, in the flow direction thereafter.
  • FIG. 1 schematically a heater 10 is shown, which has a fan 12, a burner 14 and a fuel-air mixing device 16.
  • the fuel-air mixing device 16 is shown schematically in FIG FIG. 2 illustrated, in which it can be seen that in the region of a constriction 18 incoming air 20 (shown by an arrow) fuel 22 (also shown by an arrow) is supplied via an opening 24.
  • the opening 24 is formed substantially annular.
  • FIG. 1 Further assemblies of the heater 10 according to the invention are shown.
  • a fuel line 26 and a fuel control valve 28 of the Fuel 22 is supplied via a line 30 of the fuel-air mixing device 16.
  • the fuel control valve 28 is configured to regulate the fuel independently of its input pressure to an ambient pressure proportional, equal, or substantially equal value.
  • the line 30 is shown here as a separate line. But it can also, especially if the fuel control valve 28 is connected directly to the fuel-air mixing device 16 (as in FIG. 3 shown in phantom), as an internal passage to be configured.
  • the fuel 22 is mixed with the incoming air 20, sucked by the fan 12 and fed to the burner 14 via a feed hood 32.
  • a heat exchanger 34 is arranged below the burner 14 designed as a downflow burner, to which a supply line 36 and a return line 38 for heating water are connected.
  • the heat exchanger 34 flows through the hot exhaust gas, cools it and supplies it to an exhaust gas line 40, which opens into an exhaust gas outlet 42.
  • a controller 44 and an expansion vessel 46 are also housed.
  • a controller 44 and an expansion vessel 46 are also housed.
  • further assemblies such as an additional domestic water heat exchanger or various pumps and mixers may be provided.
  • FIG. 2 the operation of the heater 10 according to the invention is shown.
  • the fan 12 draws in via the fuel-air mixing device 16 according to the invention a fuel-air mixture and conveys it to the burner 14, on the underside of which, monitored by a flame monitoring device 48 flame 50 burns.
  • the fuel-air mixing device 16 according to the invention has the form of a venturi tube, at the inlet 52 of which ambient air is sucked in and accelerated to the constriction 18.
  • the fuel 22 is provided in a fuel chamber 54 under defined pressure, in order to then be sucked through the annular opening 24 substantially in the flow direction.
  • the Venturi effect helps, according to which the intake of the fuel is favored by the fast flowing air.
  • the pressure ratios are set so that the ambient pressure of the supplied air 20 and the pressure of the fuel 22 in the fuel chamber 54 are almost equal and takes place in the mixing ratio in the constriction 18 in the correct mixing ratio. Because the introduction of the gaseous fuel in the direction and speed substantially corresponds to the air flow and takes place along the re-expanding after the bottleneck environment of the Venturi tube, over the prior art significantly improved flow is achieved in the diffuser. As a result, the fan 12 can be modulated in a wide modulation range and the output power of the heater 10 according to the invention can be influenced.
  • the fuel-air mixing device 16 according to the invention is shown in more detail. It can be seen that at the constriction 18, the opening 24 is annular and fuel 22 can flow from the fuel chamber 54 into the Venturi arrangement. The detailed design of the opening 24 and its variations will be described later, when the detail V is discussed. It can be seen that the fuel 22, starting from the opening 24 along the path 56 in the flow direction of the incoming air 20 can be fed.
  • the fuel 22 flows along an inner wall 58 of the fuel-air mixing device 16.
  • the fuel 22 flows along an inner wall 58 of the fuel-air mixing device 16.
  • the further course begins mixing between the fuel 22 and air 20, which is then completed in the fan 12 to a homogeneous mixing.
  • the opening 24 is formed between an extension of the inner wall 58 and a pipe section 60 of the inlet 52.
  • the particular construction is designed so that the pipe section 60 can be displaced relative to the inner wall 58 and the opening 24 is thus made adjustable in size ,
  • the pipe section 60 is part of a sleeve 62, which in turn cooperates with a base body 64 of the fuel-air mixing device 16.
  • the inner wall 58, the pipe section 60, the sleeve 62 and the base body 64 include the fuel chamber 54 in it.
  • a connection 66 for connecting the line 30 for supplying the fuel 22 is integrally formed on the base body 64.
  • the main body 64 and the sleeve 62 are connected to each other via a thread 68. This makes it possible, by turning the sleeve 62 relative to the base body 64 to achieve an axial displacement of the sleeve 62 to the base body 64 and to adjust the opening 24 in size.
  • a continuation 69 of the sleeve 62 beyond the thread 68 one or more seals or sealing spaces 70 are provided, which seal the fuel chamber 54 to the outside.
  • FIG. 5 the inner wall 58 and the pipe section 60 and the opening 24 arranged therebetween recognizable, which forms a cylindrical feed channel 72 due to the circularly symmetrical, straight formation.
  • the relative displacement of the sleeve 62 relative to the base body 64 causes an extension or shortening of the feed channel 72
  • FIG. 5 the central axis of the fuel-air mixing device 16 is indicated, which has been omitted in the following drawings.
  • the pipe section 60 each have a tear-off edge 76, which in FIG. 8 through an opening to the opening 24 pointing towards undercut 78, in FIG. 9 through an opening facing away from the opening 24 undercut 80 and in FIG. 10 is formed in each case by a trail-leading undercut 78, 80.
  • the undercut 78 may be preceded by a step 79, wherein the clear width of the recess 81 formed thereby is to be determined empirically and is between 1mm and 10mm.
  • the invention equally relates to a heater 10 as well as the fuel-air mixing device 16, which can be installed in various heaters.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
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  • Feeding And Controlling Fuel (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Heizgerät (10) sowie eine Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung (16) für ein Heizgerät mit einem von einem Gebläse (12) unterstützten Brenner (14), einer Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung (16), die über eine Leitung (30) strömender Luft (20) im Bereich einer Engstelle (18) insbesondere gasförmigen Brennstoff (22) über mindestens eine Öffnung (24) zuführt. Es wird vorgeschlagen, dass die Öffnung (24) die wesentliche Drosselung des Brennstoffes zwischen der Leitung (30) und der Zumischung zur Luft (20) darstellt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Heizgerät mit einem von einem Gebläse unterstützten Brenner, bei dem ein vorzugsweise gasförmiger Brennstoff in einer Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung in die strömende Luft im Bereich einer Engstelle über mindestens eine Öffnung zugeführt wird.
    • Stand der Technik
  • Die DE 102010044591 A1 zeigt und beschreibt eine Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung in der Form einer Venturi-Durchführung, bei der Luft über ein Gebläse in den Venturi-Einlass gepresst wird, um kurz nach der Venturi-Engstelle mit Gas vermischt zu werden. Die Gaszufuhr erfolgt über ein Gasregelgerät und eine kurze Zuleitung, in denen die Gasströmung sowohl im Druck wie auch in ihrer Strömung beeinflusst und gedrosselt werden. Heizgeräte mit einer solchen Anordnung sind in ihrer Möglichkeit, die Leistung zu variieren, für heutige Wünsche zu stark begrenzt.
    • Offenbarung der Erfindung Vorteile
  • Das erfindungsgemäße Heizgerät mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, dass dadurch, dass die Öffnung, die wesentliche Drosselung des Brennstoffes zwischen der Leitung und der Zumischung zur Luft darstellt, die Leistungsmodulation deutlich gesteigert werden kann. An dieser Öffnung zwischen der durchströmenden Zuluft und dem Brennstoff-Einlass findet dann der wesentliche Druckabfall für den Brennstoff statt. Es hat sich gezeigt, dass durch diese Maßnahme an der Engstelle durch diese Brennstoff-Einleitung eine Strömung erreicht wird, durch die das Brennstoff-Luftgemisch sehr exakt dosiert werden kann, weil das Einleiten des Brennstoffs mit großer Geschwindigkeit erfolgt, was die Strömung im Venturi stabilisiert und die Unterdruckverhältnisse im Bereich der Venturi-Engstelle optimal ausnutzt. Daraus resultiert, dass auch bei einer Gebläseleistungsmodulation über einen weiten Modulationsbereich das Brennstoff-Luftverhältnis konstant bleibt. Dies ist insbesondere dann ein Vorteil, wenn Heizgeräte über einen großen Modulationsbereich in ihrer Leistung variiert werden müssen, beispielsweise weil zum einen gut gedämmte Häuser einen geringen Leistungswert für die Heizung jedoch einen hohen Leistungswert für die Brauchwasserbereitung aufweisen sollen.
  • Die Zufuhr des Brennstoffs kann wie im StdT über eine sehr kurze Leitung oder aber über eine durch das Heizgerät geführt Leitung erfolgen. Wesentlich ist, dass die Hauptdrosselung des Brennstoffs eben an der Öffnung im Bereich der Engstelle des Venturis stattfindet und nicht schon vorher.
  • Das in der Brennstoffzufuhrleitung üblicherweise vorgesehene Brennstoffregelventil drosselt den Brennstoffdurchgang zwar ebenfalls. Hauptaufgabe diese Ventils ist aber, den Brennstoff mit einem (vor-)bestimmbaren Druck, in der Regel gleich oder im Wesentlichen gleich dem Umgebungsdruck, bereit zu stellen und nicht die Brennstoffdrosselung für die Brennstoffdosierung. Unter wesentlicher Drosselung soll deshalb verstanden werde, dass ab der Stelle, an der der Brennstoff mit einem vorbestimmbaren Druck bereit gestellt wird, keine stärkere Drosselung als an der Öffnung stattfindet.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Weiterbildungen des Heizgerätes nach dem Hauptanspruch möglich. So verbessern sich die Zuführungsverhältnisse weiter, wenn die Öffnung ein ringförmiger Spalt ist. Die Zufuhr des Brennstoffs stabilisiert dadurch die Strömungsverhältnisse auf dem ganzen Umfang des Venturis.
  • Ist die Öffnung einstellbar, können auf diese Weise Fertigungstoleranzen ausgeglichen werden und es können unterschiedliche Brennstoffarten zugeführt und über die Einstellung der Öffnung die Mischungsverhältnisse optimiert werden. Auch altersbedingte Änderungen an den geometrischen oder strömungstechnischen Verhältnissen lassen sich einfach ausgleichen.
  • Die Verhältnisse verbessern sich darüber hinaus, wenn die Öffnung einen zylindrischen Zuführkanal aufweist.
  • Weist die Öffnung eine Abrisskante auf, stellen sich vordefinierte Strömungsverhältnisse direkt nach der Abrisskante ein. Auch über einen Hinterschnitt an der Öffnung können die Strömungsverhältnisse optimiert werden.
  • Sehr gute Verhältnisse liegen vor, wenn die Öffnung so ausgebildet ist, dass der Brennstoff in Strömungsrichtung der strömenden Luft zuführbar ist. Auf diese Weise können Strömungsprofile eingestellt werden, die den Brennstoff sauber entlang der zu strömenden Luft fließen lassen.
  • Eine weitere Verbesserung tritt ein, wenn die Öffnung so ausgebildet ist, dass der insbesondere gasförmige Brennstoff so zuführbar ist, dass er insbesondere mit großer Geschwindigkeit im Wesentlichen entlang einer Innenwand der Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung strömt. Durch dieses Entlangströmen an der Innenwand werden Bereiche vermieden, in denen Brennstoff wieder in Richtung der Öffnung geführt werden und dadurch die Druckverhältnisse des Venturi stören. Die Druckenergie des Brennstoffs wird fast vollständig in Geschwindigkeit umgewandelt und die hohe Strömungsenergie des Brennstoffes entlang der Diffusor-Wandung des Venturis verhindert die Ausbildung eines Rückströmgebietes an dieser. Unter einem Diffusor wird ein sich langsam öffnender Strömungskanal verstanden, der sich konusförmig öffnet. Ein Diffusor ist ein Teil des Venturis.
  • In einer besonders einfachen, konstruktiven Ausführung ist die Öffnung zwischen einem Grundkörper und einer Muffe gebildet. Ist die Muffe dann relativ zum Grundkörper bewegbar, kann auf diese Weise die Größe der Öffnung variiert werden.
  • Besonders einfach gelingt die Variation der Öffnung dann, wenn die Muffe und der Grundkörper über ein Gewinde miteinander verbunden sind.
  • Sehr einfach lässt sich das Druckniveau einstellen, wenn ein Druckregelventil vorgesehen ist.
  • Eine erfindungsgemäße Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung mit einem Lufteinlass, einer Engstelle, einer Öffnung im Bereich der Engstelle zum Zuführen von Brennstoff, bei der die Öffnung einstellbar ausgebildet ist, weist den Vorteil auf, dass sie ein voreingestelltes Brennstoff-Luft-Gemisch über einen weiten Leistungsbereich konstant halten kann. Dies ist insbesondere für Heizgeräte von Vorteil, die ein in der Leistung modulierbares Gebläse aufweisen, das dann mit der erfindungsgemäßen Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung zusammen arbeitet. Das Gebläse kann vor der Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung oder vorteilhafter in Strömungsrichtung danach angeordnet sein.
    • Zeichnungen
  • In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Heizgerätes und der erfindungsgemäßen Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
    • Figur 1 eine schematische Darstellung der Komponenten eines Heizgerätes,
    • Figur 2 eine schematische Darstellung der Funktionsweise des erfindungsgemäßen Heizgerätes,
    • Figur 3 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung,
    • Figur 4 einen Schnitt nach Linie IV-IV in Figur 3 und
    • Figuren 5-10 Varianten möglicher Öffnungen nach der Einzelheit V in Figur 3.
    Beschreibung
  • In Figur 1 ist schematisch ein Heizgerät 10 dargestellt, das ein Gebläse 12, einen Brenner 14 sowie eine Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung 16 aufweist. Die Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung 16 ist schematisch in Figur 2 dargestellt, in der zu erkennen ist, dass im Bereich einer Engstelle 18 einströmende Luft 20 (dargestellt durch einen Pfeil) Brennstoff 22 (ebenfalls dargestellt durch einen Pfeil) über eine Öffnung 24 zugeführt wird. In den Figuren 3 und 4 ist dargestellt, dass die Öffnung 24 im Wesentlichen ringförmig ausgebildet ist.
  • In Figur 1 sind weitere Baugruppen des erfindungsgemäßen Heizgerätes 10 dargestellt. So wird über eine Brennstoffleitung 26 und ein Brennstoffregelventil 28 der Brennstoff 22 über eine Leitung 30 der Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung 16 zugeführt. Das Brennstoffregelventil 28 ist so aufgebaut, dass es den Brennstoff unabhängig von seinem Eingangsdruck auf einen dem Umgebungsdruck proportionalen, einen gleichen oder einen im Wesentlichen gleichen Wert regelt. Die Leitung 30 ist hier als separate Leitung dargestellt. Sie kann aber auch, insbesondere wenn das Brennstoffregelventil 28 direkt mit dem Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung 16 verbunden ist (wie in Figur 3 strichpunktiert dargestellt), wie ein interner Durchlass ausgestaltet sein.
  • In der Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung 16 wird der Brennstoff 22 mit der einströmenden Luft 20 vermischt, vom Gebläse 12 angesaugt und über eine Zuführhaube 32 dem Brenner 14 zugeführt. Unterhalb des als Fallstrom-Brenners ausgeführten Brenners 14 ist ein Wärmetauscher 34 angeordnet, an den eine Vorlaufleitung 36 und eine Rücklaufleitung 38 für Heizwasser angeschlossen sind. Der Wärmetauscher 34 wird vom heißen Abgas durchströmt, kühlt dieses ab und führt es einer Abgasleitung 40 zu, die in einem Abgasauslass 42 mündet.
  • Im Heizgerät 10 sind ferner eine Steuerung 44 sowie ein Ausdehnungsgefäß 46 untergebracht. Je nach Ausstattung des Heizgerätes 10 können darüber hinaus noch weitere Baugruppen, wie beispielsweise ein zusätzlicher Brauchwasserwärmetauscher oder diverse Pumpen und Mischer, vorgesehen sein.
  • In Figur 2 ist die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Heizgerätes 10 dargestellt. Das Gebläse 12 saugt über die erfindungsgemäße Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung 16 ein Brennstoff-Luft-Gemisch an und fördert dieses zum Brenner 14, an dessen Unterseite eine, von einer Flammenüberwachungseinrichtung 48 überwachte Flamme 50 brennt. Die erfindungsgemäße Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung 16 weist die Form eines Venturi-Rohres auf, an dessen Einlass 52 Umgebungsluft angesaugt und bis zur Engstelle 18 beschleunigt wird. Im Bereich der Engstelle 18 wird der Brennstoff 22 in einer Brennstoffkammer 54 unter definierten Druck bereitgestellt, um dann durch die ringförmige Öffnung 24 im Wesentlichen in Strömungsrichtung angesaugt zu werden. Hier hilft der Venturi-Effekt, gemäß dem das Ansaugen des Brennstoffes durch die schnell fließende Luft begünstigt wird.
  • Die Druckverhältnisse sind so eingestellt, dass der Umgebungsdruck der zugeführten Luft 20 und der Druck des Brennstoffs 22 in der Brennstoffkammer 54 nahezu gleich sind und beim Zusammenführen in der Engstelle 18 im richtigen Mischungsverhältnis erfolgt. Weil die Einleitung des gasförmigen Brennstoffs in Richtung und Geschwindigkeit im Wesentlichen der Luftströmung entspricht und entlang der sich nach der Engstelle wieder aufweitenden Umgebung des Venturi-Rohres erfolgt, wird eine gegenüber dem Stand der Technik deutlich verbesserte Strömung im Diffusor erzielt. Dadurch kann das Gebläse 12 in einem weiten Modulationsbereich moduliert und die abgegebene Leistung des erfindungsgemäßen Heizgerätes 10 beeinflusst werden.
  • In den Figuren 3 und 4 ist die erfindungsgemäße Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung 16 detaillierter dargestellt. Es ist erkennbar, dass an der Engstelle 18 die Öffnung 24 ringförmig ausgestaltet ist und Brennstoff 22 ausgehend von der Brennstoffkammer 54 in die Venturi-Anordnung strömen kann. Die detaillierte Ausführung der Öffnung 24 sowie deren Variationen wird später beschrieben, wenn auf die Einzelheit V eingegangen wird. Es ist erkennbar, dass der Brennstoff 22 ausgehend von der Öffnung 24 entlang des Weges 56 in Strömungsrichtung der einströmenden Luft 20 zuführbar ist.
  • Im Verlaufe des Weges 56 strömt der Brennstoff 22 entlang einer inneren Wand 58 der Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung 16. Im weiteren Verlauf beginnt eine Vermischung zwischen Brennstoff 22 und Luft 20, die dann im Gebläse 12 zu einer homogenen Vermischung vollendet wird. Durch diese Druckverhältnisse ist es möglich, die das optimale Mischungsverhältnis von Luft 20 und Brennstoff 22 über einen großen Modulationsbereich des Gebläses 12 konstant zu halten.
  • Die Öffnung 24 ist gebildet zwischen einer Verlängerung der inneren Wand 58 und einem Rohrabschnitt 60 des Einlasses 52. Die besondere Konstruktion ist so ausgeführt, dass sich der Rohrabschnitt 60 gegenüber der Inneren Wand 58 verschieben lässt und die Öffnung 24 damit in ihrer Größe einstellbar ausgebildet ist.
  • Wie in Figur 3 zu sehen ist, ist der Rohrabschnitt 60 Teil einer Muffe 62, die ihrerseits mit einem Grundkörper 64 der Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung 16 zusammenwirkt.
  • Die innere Wand 58, der Rohrabschnitt 60, die Muffe 62 und der Grundkörper 64 schließen die Brennstoffkammer 54 in sich ein. An den Grundkörper 64 ist darüber hinaus ein Anschluss 66 zum Anschließen der Leitung 30 zum Zuführung des Brennstoffes 22 angeformt.
  • Der Grundkörper 64 und die Muffe 62 sind über ein Gewinde 68 miteinander verbunden. Dadurch ist es möglich, durch Verdrehen der Muffe 62 relativ zum Grundkörper 64 eine axiale Verschiebung der Muffe 62 zum Grundkörper 64 zu erreichen und die Öffnung 24 in ihrer Größe zu verstellen. In einer Fortsetzung 69 der Muffe 62 über das Gewinde 68 hinaus sind eine oder mehrere Dichtungen bzw. Dichtungsräume 70 vorgesehen, die die Brennstoffkammer 54 nach außen abdichten.
  • In den Figuren 5-10 sind unterschiedliche Varianten der Öffnung 24 dargestellt. Dabei sind gleiche Teile jeweils mit der gleichen Bezugszahl belegt. So ist in Figur 5 die innere Wand 58 sowie der Rohrabschnitt 60 und die dazwischen angeordnete Öffnung 24 erkennbar, die aufgrund der kreissymmetrischen, geraden Ausbildung einen zylindrischen Zuführkanal 72 bildet. Die relative Verschiebung der Muffe 62 gegenüber dem Grundkörper 64 bewirkt eine Verlängerung oder Verkürzung des Zuführkanals 72. In Figur 5 ist die Mittelachse der Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung 16 angedeutet, die aber in den folgenden Zeichnungen weggelassen wurde.
  • In Figur 6 sind jeweils die Enden der aufeinander zu weisenden Abschnitte der inneren Wand 58 bzw. des Rohrabschnitts 60 angeschrägt, so dass sich ein Spalt ergibt und eine Verschiebung der Muffe 62 gegenüber dem Grundkörper 64 direkt eine Vergrößerung bzw. Verkleinerung der Öffnung 24 bewirkt.
  • In Figur 7 weisen die Enden der aufeinander zu weisenden Abschnitte der inneren Wand 58 bzw. des Rohrabschnitts 60 bogenförmigen Verlängerungen auf, zwischen denen die Öffnung 24 in der Form eines bogenförmigen Zuführkanals 74 gebildet ist.
  • In den Figuren 8-10 weist der Rohrabschnitt 60 jeweils eine Abrisskante 76 auf, die in Figur 8 durch einen zur Öffnung 24 hin weisenden Hinterschnitt 78, in Figur 9 durch einen von der Öffnung 24 weg weisenden Hinterschnitt 80 und in Figur 10 jeweils durch einen hin- und wegweisenden Hinterschnitt 78, 80 gebildet ist. Wie in Figur 8 ferner zu sehen ist, kann dem Hinterschnitt 78 eine Stufe 79 vorangestellt sein, wobei die lichte Weite der dadurch gebildeten Vertiefung 81 empirisch zu ermitteln ist und zwischen 1mm und 10mm liegt.
  • Die Variationen der Figuren 5-10 lassen sich in geeigneter Weise kombinieren und optimieren dabei das Einströmverhalten des Brennstoffs 22 relativ zur Luft 20.
  • Die Erfindung betrifft gleichermaßen ein Heizgerät 10 wie auch die Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung 16, die in diversen Heizgeräten verbaut werden kann.

Claims (16)

  1. Heizgerät (10) mit einem von einem Gebläse (12) unterstützten Brenner (14), einer Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung (16), die über eine Leitung (26, 30) strömender Luft (20) im Bereich einer Engstelle (18) insbesondere gasförmigen Brennstoff (22) über mindestens eine Öffnung (24) zuführt, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (24) die wesentliche Drosselung des Brennstoffes zwischen der Leitung (26, 30) und der Zumischung zur Luft (20) darstellt.
  2. Heizgerät (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Leitung (26, 30) ein Brennstoffregelventil (28) vorgesehen ist, das den Brennstoff (22) auf einem vorbestimmbaren Druck bereitstellt.
  3. Heizgerät (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (24) ein ringförmiger Spalt ist.
  4. Heizgerät (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (24) einstellbar ist.
  5. Heizgerät (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (24) einen zylindrischen Zuführkanal (72) aufweist.
  6. Heizgerät (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (24) eine Abrisskante (76) aufweist.
  7. Heizgerät (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (24) einen Hinterschnitt (78, 80) aufweist.
  8. Heizgerät (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (24) so ausgebildet ist, dass der Brennstoff (22) in Strömungsrichtung der strömenden Luft (20) zuführbar ist.
  9. Heizgerät (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (24) so ausgebildet ist, dass der Brennstoff (22) so zuführbar ist, dass er im Wesentlichen entlang einer inneren Wand (58) der Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung (16) strömt.
  10. Heizgerät (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (24) zwischen einem Grundkörper (64) und einer Muffe (62) gebildet ist.
  11. Heizgerät (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Muffe (62) relativ zum Grundköper (64) bewegbar ist.
  12. Heizgerät (10) nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (64) und die Muffe (62) über ein Gewinde (68) miteinander verbunden sind.
  13. Heizgerät (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Leitung (26, 30) ein Brennstoffregelventil (28) angeordnet ist, das den Brennstoff (22) auf ein bestimmbares Druckniveau bringt.
  14. Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung (16) mit einem Lufteinlass (52), einer Engstelle (18), einer Öffnung (24) im Bereich der Engstelle zum Zuführen von Brennstoff (22), insbesondere zur Verwendung in einem Heizgerät (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (24) einstellbar ausgebildet ist.
  15. Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung (16) mit einer Öffnung (24) nach einem der Ansprüche 3 bis 10.
  16. Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung (16) mit einem Grundkörper (64) und einer Muffe (62) nach einem der Ansprüche 10 bis 13.
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