EP3524883A1 - Wärmezelle mit gekühlter brennertür - Google Patents

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Publication number
EP3524883A1
EP3524883A1 EP19155431.0A EP19155431A EP3524883A1 EP 3524883 A1 EP3524883 A1 EP 3524883A1 EP 19155431 A EP19155431 A EP 19155431A EP 3524883 A1 EP3524883 A1 EP 3524883A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
burner
door
fresh air
burner door
heat
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP19155431.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hendrik Gevers
Mira Engel
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.)
Vaillant GmbH
Original Assignee
Vaillant 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 Vaillant GmbH filed Critical Vaillant GmbH
Publication of EP3524883A1 publication Critical patent/EP3524883A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23M—CASINGS, 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
    • F23M7/00—Doors
    • F23M7/04—Cooling doors or door frames
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C7/00—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply
    • F23C7/02—Disposition of air supply not passing through burner
    • F23C7/06—Disposition of air supply not passing through burner for heating the incoming air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/001—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space spraying nozzle combined with forced draft fan in one 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
    • F23D14/34—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
    • F23L—SUPPLYING 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
    • F23L1/00—Passages or apertures for delivering primary air for combustion 
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING 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
    • F23L5/00—Blast-producing apparatus before the fire
    • F23L5/02—Arrangements of fans or blowers

Definitions

  • the invention relates to a burner door of a heat cell of a fuel-operated heater.
  • a fuel-air mixture is heated in a combustion chamber and the resulting exhaust gases are cooled in a fluid-carrying heat exchanger.
  • the heat exchanger also absorbs radiant heat.
  • the burner is usually mounted on a removable component. This unit is connected to a housing in which the heat exchanger is located.
  • the removable component to which the burner is mounted is often referred to as the burner door.
  • This burner door is heated by the exhaust gases and heat radiation and must therefore be cooled or insulated, on the one hand to prevent heat loss and on the other hand injuries to an operator or craftsman. Therefore, there is often heat insulation around the burner at the burner door. Nevertheless, the burner door often gets very hot, which makes the gasket age faster.
  • EP 2404112 B1 It is known to use the fuel gas-air mixture, which is passed from a fan to a burner, for cooling the burner door. The disadvantage here is that the mixture can ignite in hot areas.
  • the object of the invention is a cooling of the burner door without risk of deflagration mixture.
  • This object is achieved in that the fresh air is used for the burner for cooling the burner door.
  • the fan is located downstream of the air-cooled burner door; then there is a negative pressure. This is particularly advantageous because then a leakage of heated air is excluded.
  • FIG. 1 shows a burner door 4, on the opposite side centric a burner 1 is mounted (see. FIG. 4 ).
  • a burner door 4 On the burner 1 side facing away from a fuel gas air supply 3 is mounted.
  • an opening 16 which connects the fuel gas-air supply 3 with the burner 1.
  • a firing electrode 6 is also attached.
  • the Connections of the ignition electrode 6 to an automatic ignition not shown.
  • two electrodes of the ignition electrode 6, between which to ignite a fuel gas-air mixture to spark and thus ignite an ignitable mixture are provided to the fuel gas air supply 3.
  • a blower 2 is flanged.
  • a connecting line 13 is arranged.
  • This connecting line 13 is connected to an opening of a fresh air hood 14.
  • the fresh air hood 14 covers the burner door 4 partially.
  • a second opening connects the fresh air hood 14 with an air intake pipe 12.
  • the fresh air hood 14 forms with the burner door 4, a chamber in which fresh air flows.
  • the fresh air hood 14 may optionally be made of plastic.
  • FIG. 2 shows the same device as FIG. 1 , wherein the connecting line 13 and air intake 12 are dismantled.
  • FIG. 3 shows a section through the combination of fresh air hood 14, connecting line 13 and air intake 12.
  • the opening is located centrally in the burner door 4 and is surrounded by a fresh mixture line 15 which connects the burner 1 with the fuel gas-air supply 3.
  • FIG. 4 shows previously described Vosch in connection with a heat cell 8 in section.
  • the heat cell 8 has a heat exchanger 9, which is arranged coaxially around the burner 1 and forms a combustion chamber 11 and a housing 10 which surrounds the heat exchanger 9.
  • Heat from the combustion chamber 11 heats the burner door 4. This heat is absorbed by the flowing fresh air.
  • the device is particularly efficient when the burner door 4 has ribs in the region of the fresh air hood 14, since this increases the heat exchange surface and the heat transfer coefficient. Ribs in the flow direction favor the flow and avoid high pressure losses, while ribs transverse to the flow direction cause turbulence and thus increase the heat transfer.
  • the escaping mixture is absorbed by the negative pressure in the fresh air hood 14 and can not escape to the outside.

Abstract

Wärmezelle (8) mit einem Brenner (1), einem Wärmetauscher (9) und einem Gehäuse (10) mit einer Öffnung, welche durch eine demontierbare Brennertür (4) verschließbar ist, wobei auf der einen Seite der Brennertür (4) der Brenner (1) montiert ist und die andere Seite der Brennertür (4) mit einer Brenngas-Luft-Zuführung (3) zur Zuführung eines Brenngas-Luft-Gemisch mittels eines Gebläses (2) verbunden ist. Auf der dem Brenner (1) abgewandten Seite der Brennertür (4) eine Frischlufthaube (14) mit der Brennertür (4) einen Strömungskanal bilden, wobei dieser Strömungskanal über zwei Anschlüsse verfügt, wobei ein Anschluss in Richtung Frischluft mündet und ein zweiter Anschluss über eine Leitung mit dem Brenner (1) verbunden ist, wobei ein Gebläse (2) stromab der Frischlufthaube (14) angeordnet ist und der Brennstoff der Luft stromab der Frischlufthaube (14) zugeführt wird.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennertür einer Wärmezelle einer brennstoffbetriebenen Heizung.
  • Bei Brennstoffbetriebenen Heizungen wird ein Brennstoff-Luft-Gemisch in einer Brennkammer erhitzt und die dabei entstehenden Abgase in einem fluidführenden Wärmetauscher abgekühlt. Der Wärmetauscher nimmt auch Strahlungswärme auf. Der Brenner ist dabei zumeist auf einem demontierbaren Bauteil montiert. Diese Baueinheit, wird mit einem Gehäuse, in dem sich der Wärmetauscher befindet, verbunden. Das demontierbare Bauteil, an dem der Brenner montiert ist, wird häufig als Brennertür bezeichnet. Diese Brennertür erhitzt sich durch die Abgase und Wärmestrahlung und muss daher gekühlt oder gedämmt werden, um einerseits Wärmeverluste und andererseits Verletzungen eines Bedieners oder Handwerkers zu vermeiden. Daher befindet sich an der Brennertür um den Brenner herum häufig eine Wärmedämmung. Dennoch wird die Brennertür häufig sehr heiß, was die Dichtung schneller altern lässt.
  • Aus EP 2404112 B1 ist bekannt, das Brenngas-Luft-Gemisch, welches von einem Gebläse zu einem Brenner geleitet wird, zur Kühlung der Brennertür zu verwenden. Nachteilig ist hierbei, dass das Gemisch sich hierbei an heißen Stellen entzünden kann.
  • Aufgabe der Erfindung ist eine Kühlung der Brennertür ohne Gefahr einer Verpuffung zündfähigen Gemisch.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Frischluft für den Brenner zur Kühlung der Brennertür verwendet wird. Das Gebläse ist stromab der luftgekühlten Brennertür angeordnet; dann herrscht dort ein Unterdruck. Dies ist besonders vorteilhaft, weil dann ein Austritt erhitzter Luft ausgeschlossen ist.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Merkmalen der abhängigen Ansprüche.
  • Rippen erhöhen den Wärmeübergang.
  • Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert. Hierbei zeigen
    • Figur 1 eine erfindungsgemäße Brennertür mit den zugehörigen Anbauteilen in der Draufsicht,
    • Figur 2 die erfindungsgemäße Brennertür mit den zugehörigen Anbauteilen perspektivisch,
    • Figur 3 ein Detail der erfindungsgemäßen Brennertür im Schnitt sowie
    • Figur 4 einen Schnitt durch eine Wärmezelle mit einer erfindungsgemäßen Brennertür.
  • Figur 1 zeigt eine Brennertür 4, auf deren abgewandter Seite zentrisch ein Brenner 1 angebracht ist (vgl. Figur 4). Auf der dem Brenner 1 abgewandten Seite eine Brenngas-Luft-Zuführung 3 angebracht ist. In der Brennertür 4 befindet sich eine Öffnung 16 welche die Brenngas-Luft-Zuführung 3 mit dem Brenner 1 verbindet. An der Brennertür 4 ist ferner eine Zündelektrode 6 angebracht. Auf der Seite der Brenngas-Luft-Zuführung 3 befinden sich die Anschlüsse der Zündelektrode 6 an einen nicht dargestellten Zündautomaten. Auf der anderen Seite befinden sich zwei Elektroden der Zündelektrode 6, zwischen denen zum Zünden eines Brenngas-Luft-Gemischs Funkten überspringen und somit ein zündfähiges Gemisch entzünden. An die Brenngas-Luft-Zuführung 3 ist ein Gebläse 2 angeflanscht. Am Eingang des Gebläses 2 ist eine Verbindungsleitung 13 angeordnet. Diese Verbindungsleitung 13 ist mit einer Öffnung einer Frischlufthaube 14 verbunden. Die Frischlufthaube 14 deckt die Brennertür 4 partiell ab. Eine zweite Öffnung verbindet die Frischlufthaube 14 mit einer Luftansaugleitung 12. Die Frischlufthaube 14 bildet mit der Brennertür 4 eine Kammer, in welcher Frischluft strömt. Die Frischlufthaube 14 kann optional aus Kunststoff hergestellt sein.
  • Figur 2 zeigt dieselbe Vorrichtung wie Figur 1, wobei die Verbindungsleitung 13 und Luftansaugleitung 12 demontiert sind.
  • Figur 3 zeigt einen Schnitt durch die Kombination aus Frischlufthaube 14, Verbindungsleitung 13 und Luftansaugleitung 12. Die Öffnung befindet sich zentral in der Brennertür 4 und ist von einer Frischgemischleitung 15, welche den Brenner 1 mit der Brenngas-Luft-Zuführung 3 verbindet, umgeben.
  • Figur 4 zeigt zuvor beschriebene Vorichtung in Verbindung mit einer Wärmezelle 8 im Schnitt. Die Wärmezelle 8 verfügt über einen Wärmetauscher 9, der um den Brenner 1 koaxial angeordnet ist und eine Brennkammer 11 bildet sowie ein Gehäuse 10, welches den Wärmetauscher 9 umgibt.
  • Beim Betrieb wird Frischluft über die Luftansaugleitung 12 angesaugt. Die Luft strömt in die Frischlufthaube 14 ein und über die Verbindungsleitung 13 zum Gebläse 2. Hierbei kühlt die Luft die Brennertür 4. Die Frischgemischleitung 15 wird hierbei umströmt. Im Gebläse 2 wird der Frischluft Brenngas zugemischt; das Brenngas-Luft-Gemisch strömt durch die Brenngas-Luft-Zuführung 3 und die Frischgemischleitung 15 in den Brenner 1 und wird außerhalb des Brenners 1 in der Brennkammer 11 zunächst gezündet. An der Oberfläche des Brenners 1 bildet sich eine Flamme. Die Abgase der Flamme strömen durch den Wärmetauscher 9 und geben dabei thermische Energie an einen nicht näher dargestellten Heizungskreislauf ab.
  • Wärme aus der Brennkammer 11 erhitzen die Brennertür 4. Diese Wärme wird von der strömenden Frischluft aufgenommen.
  • Besonders effizient ist die Vorrichtung, wenn die Brennertür 4 im Bereich der Frischlufthaube 14 über Rippen verfügt, da hierdurch die Wärmetauschfläche und der Wärmeübergangskoeffizient vergrößert werden. Rippen in Strömungsrichtung begünstigen die Strömung und vermeiden hohe Druckverluste, während Rippen quer zur Strömungsrichtung Turbulenzen verursachen und somit den Wärmeübergang erhöhen.
  • Sollte die Frischgemischleitung 15 nicht vollständig dicht sein, wird durch den Unterdruck in der Frischlufthaube 14 das entweichende Gemisch aufgenommen und kann nicht nach außen entweichen.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Brenner
    2
    Gebläse
    3
    Brenngas-Luft-Zuführung
    4
    Brennertür
    5
    Gemischhaube
    6
    Zündelektrode
    7
    Aluminiumschaumring
    8
    Wärmezelle
    9
    Wärmetauscher
    10
    Gehäuse
    11
    Brennkammer
    12
    Luftansaugleitung
    13
    Verbindungsleitung
    14
    Frischlufthaube
    15
    Frischgemischleitung
    16
    Öffnung

Claims (3)

  1. Wärmezelle (8) mit einem brennstoffbetriebenen Brenner (1), einem Wärmetauscher (9) zur Übertragung thermischer Energie der Abgase des Brenners (1) auf eine Wärmesenke und einem Gehäuse (10) mit einer Öffnung, welche durch eine demontierbare Brennertür (4) verschließbar ist, wobei auf der einen Seite der Brennertür (4) der Brenner (1) montiert ist und die andere Seite der Brennertür (4) mit einer Brenngas-Luft-Zuführung (3) zur Zuführung eines Brenngas-Luft-Gemisch mittels eines Gebläses (2) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass auf der dem Brenner (1) abgewandten Seite der Brennertür (4) eine Frischlufthaube (14) mit der Brennertür (4) einen Strömungskanal bilden, wobei dieser Strömungskanal über zumindest zwei Anschlüsse verfügt, wobei ein Anschluss in Richtung Frischluft mündet und ein zweiter Anschluss über mindestens eine Leitung mit dem Brenner (1) verbunden ist, wobei das Gebläse (2) stromab der Frischlufthaube (14) angeordnet ist und der Brennstoff der Luft stromab der Frischlufthaube (14) zugeführt wird.
  2. Wärmezelle (8) mit Brennertür (4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennertür (4) im Bereich der Frischlufthaube (14) über Rippen verfügt.
  3. Wärmezelle (8) mit Brennertür (4) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Frischlufthaube (14) aus Kunststoff hergestellt ist.
EP19155431.0A 2018-02-09 2019-02-05 Wärmezelle mit gekühlter brennertür Withdrawn EP3524883A1 (de)

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