AT412667B

AT412667B - Mischvorrichtung für brenngas und luft

Info

Publication number: AT412667B
Application number: AT0010003A
Authority: AT
Original assignee: Vaillant Gmbh
Priority date: 2003-01-27
Filing date: 2003-01-27
Publication date: 2005-05-25
Also published as: ATA1002003A; DE102004004062B4; EP1443270A1; DK1443270T3; DE102004004062A1; EP1443270B1; ES2382329T3; ATE549579T1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Mischvorrichtung für Brenngas und Luft, vorzugsweise für Heizgeräte.

Bei vollvormischenden Heizgeräten wird sehr häufig das Brenngas in einen Luftansaugstutzen vor einem Gebläse eingeleitet. Obwohl das Gebläse für erhebliche Turbulenzen sorgt, kommt es hierbei jedoch nicht zu einer vollständigen Durchmischung von Brenngas und Luft. Vielmehr ist festzustellen, dass insbesondere bei niedrigen Gebläsedrehzahlen nach wie vor Brenngasteilströme bindfadenmässig wenig durchmischt das Gebläse durchlaufen. Dies hat zur Folge, dass ein Flächenbrenner an verschiedenen Stellen über ein sehr fettes und an anderen Stellen über ein sehr mageres Gemisch verfügt. Die fetten Stellen führen in der Regel zu hohen Verbrennungstemperaturen, was wiederum hohe Stickoxidwerte zur Folge hat. Übermässig luftreiche, magere Stellen haben eine niedrige Verbrennungstemperatur und dem zur Folge hohe Kohlenmonoxidemissionen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf einfache Art und Weise eine möglichst optimale Durchmischung von Brenngas und Luft zu ermöglichen.

Aus der DE 1 290 650 B ist bekannt, dass Brenngas zentral im Gegenstrom in einem Luftstrom eingedüst wird. Die EP 896 191 A2 offenbart eine senkrechte Eindüsung von Brenngas in einen Luftstrom vor dem Eintritt in ein Gebläse. Hierbei besteht die Gefahr, dass fette Brenngas-.Fäden" durch das Gebläse gelangen. Die US 5 540 583 A zeigt, dass es durch Umlenkungen eines Gemischs zu Turbulenzen kommt, welche eine Durchmischung begünstigen. Es findet sich kein Hinweis auf eine gleichmässige Eindüsung von Brenngas in einen Luftstrom. Auch die WO 2002/077526 A1 beschäftigt sich mit der Vermischung von Brenngas und Luft, gibt jedoch keinen Hinweis auf eine erfindungsgemässe Vermischung.

Erfindungsgemäss wird dies bei einer Mischeinrichtung der eingangs erwähnten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des unabhängigen Anspruches erreicht. Hierzu wird in eine Mischeinrichtung, durch die zumindest ein Teil der Verbrennungsluft geleitet wird, das Brenngas zentrisch eingedüst und auf eine Umlenkkontur geleitet, wodurch das Brenngas an den Aussenrand der Mischeinrichtung gelangt. Hierdurch kreuzen sich der Brenngasstrom und der Luftstrom, wodurch es zu einer Vermischung kommt.

Gemäss den Merkmalen des Anspruches 2 ergibt sich der Vorteil, dass das Brenngas gezielt kontinuierlich zur Seite abgelenkt werden kann, wodurch es zu einer kontrollierten Strömung und somit Vermischung kommt.

Durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruches 3 wird erreicht, dass zusätzlich zu der Mischwirkung der Mischeinrichtung das nachgeschaltete Gebläse für eine wirkungsvolle Durchmischung sorgt.

Gemäss den Merkmalen des Anspruches 4 ergibt sich der Vorteil, dass Bauteile miteinander verbunden werden können. So ist die Umlenkkontur Teil des Lüfterrades des Gebläses. Hieraus ergibt sich der Vorteil, dass innerhalb des Gebläses die Brenngasströmung radial nach aussen erfolgt und hierdurch die Mischwirkung verstärkt wird.

Gemäss den Merkmalen des Anspruches 5 ergibt sich der Vorteil, dass die Brenngasleitung an einem definierten Ort plaziert werden kann, wodurch es stets zu reproduzierbar guten Mischergebnissen kommt.

Gemäss den Merkmalen des Anspruches 6 ergibt sich der Vorteil, dass es zu einer Bauteilreduzierung kommt. Werden die Umlenkkontur und die Rohfixierung einteilig hergestellt, so reduzieren sich auch hierdurch die Bauteilkosten.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen - Fig. 1 ein Heizgerät mit einer erfindungsgemässen Mischeinrichtung, - Fig. 2 ein Gebläse mit einer erfindungsgemässen Mischeinrichtung, - Fig. 3 die Mischeinrichtung im Detail, - Fig. 4 das Kernstück der Mischeinrichtung 4 sowie - Fig. 5 dasselbe Bauteil aus einer anderen Perspektive.

Figur 1 zeigt ein Heizgerät mit einer erfindungsgemässen Mischeinrichtung. Das Gerät verfügt über einen Brenner 8, der sich zentrisch innerhalb eines Wärmeaustauschers 9 befindet. Dem Brenner 8 ist ein Gebläse 2 vorgeschaltet. Auf der Eintrittsseite des Gebläses 2 befindet sich die erfindungsgemässe Mischeinrichtung 4 ; diese ragt eine Brenngasleitung 3.

Aus Figur 2 geht hervor, dass die Brenngasleitung 3 zentrisch in die Mischeinrichtung 4 eingeführt wird. Das Brenngasleitung 3 wird mittels einer Rohrfixierung 5 zentrisch positioniert. Dies wird

auch aus dem Schnitt der Mischeinrichtung in Figur 3 deutlich. Die Brenngasleitung 3 mündet in die Mischeinrichtung 4. Zwischen der Umlenkkontur 6 und dem Austritt aus der Brenngasleitung 3 befindet sich ein Abstand 7.

Beim Betrieb des Heizgerätes 1 wird Verbrennungsluft von dem Gebläse 2 durch die Mischein- richtung 4 angesaugt. Brenngas strömt über die Brenngasleitung 3 in die Mischeinrichtung 4 ein, strömt auf die Umlenkkontur 6 und wird gezielt nach aussen abgelenkt. Brenngas und Luft gelangen anschliessend in das Gebläse 2 und werden dort weiter vermischt, anschliessend unter einem Über- druck dem Brenner 8 zugeführt. Das Brenngas-Luft-Gemisch wird verbrannt, anschliessend in dem Wärmeaustauscher 9 thermisch genutzt.

Häufig wird als Brenngas Erdgas verwendet, das zum grössten Anteil über das Gas Methan (CH4) verfügt. Methan weist mit einer Dichte von 0,7175 kg/m3 eine geringere Dichte als Luft (1,293 kg/m ) auf. Dies hat zur Folge, dass in ein Gebläse vorwiegend die schwereren Gase nach aussen gedrückt werden, während die leichteren Gase im Inneren verbleiben. Bei Mischeinrichtun- gen gemäss dem Stand der Technik ist somit die Luft aussen und das Brenngas tendenziell mehr im inneren Bereich zu finden.

Demgegenüber strömt das Brenngas bei einer erfindungsgemässen Mischeinrichtung zunächst aussen in das Gebläse ein, während die Luft sich sehr stark im Innenbereich befindet. Durch die Zentrifugalkraft wird anschliessend die Luft stärker nach aussen gedrückt, so dass es dann zu einer starken Vermischung mit dem aussen befindlichen Methan kommt. Somit wird bei einer erfindungs- gemässen Mischeinrichtung eine deutlich bessere Vermischung als bei einer Mischeinrichtung gemäss dem Stand der Technik erreicht.

PATENTANSPRÜCHE:
1. Mischeinrichtung (4) für Brenngas und Verbrennungsluft, insbesondere für Heizgeräte, durch welche das Brenngas und zumindest ein Teil der Verbrennungsluft für eine Verbren- nung geleitet wird, mit einer Brenngasleitung (3), welche in die Mischeinrichtung (4) ragt, dadurch gekennzeichnet, dass die Brenngasleitung (3) in der Mischeinrichtung (4) mit einem Abstand (7) zentrisch auf eine Umlenkkontur (6) mündet, wobei die Umlenkkontur (6) derart gestaltet ist, dass das Brenngas radial an den Aussenrand der Mischeinrichtung (4) gelenkt wird.

Claims

2. Mischeinrichtung (4) gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkkon- tur (6) derart gestaltet ist, dass eine Erhebung zumindest näherungsweise zentrisch in Richtung Öffnung der Brenngasleitung (3) ragt und in Strömungsrichtung radial zum Aussenrand der Mischeinrichtung (4) verläuft.

3. Mischeinrichtung (4) gemäss Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischeinrichtung (4) strömungstechnisch einem Gebläse (2) vorgeschaltet ist.

4. Mischeinrichtung (4) gemäss Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkkon- tur (6) zentrisch auf dem Lüfterrad des Gebläses (2) angeordnet ist.

5. Mischeinrichtung (4) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Brenngasleitung (3) mittels einer Rohrfixierung (5) in der Mischeinrichtung (4) zentriert ist.

6. Mischeinrichtung (4) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkkontur (6) und Rohrfixierung (5) einstückig sind.