DE1454689B - Heizeinrichtung, insbesondere für Durchlauf- oder Umlauf-Wassererhitzer, mit einer als Wärmequelle dienenden Brenneranlage für pulsierende Verbrennung - Google Patents

Description

Die Erfindung 'bezieht sich auf eine Heizeinrichtung, insbesondere für Durchlauf- oder Umlauf-Wassererhitzer, mit einer als Wärmequelle dienenden Brenneranlage für pulsierende Verbrennung, welche einen einen Ansaugstutzen für das Brennstoff-Luft-Gemisch enthaltenden Ansaugschalldämpfer, mindestens eine Brennkammer und ein an diese sich anschließendes Schwingrohr aufweist, dessen Austrittöffnung in einem Abgasschalldämpfer vorgesehen ist.

Bekannte Brenneranlagen für pulsierende Verbrennung finden sowohl zum Beheizen von Räumen als auch zum Erhitzen von Wasser Verwendung. Bei derartigen Geräten handelt es sich um Haushaltgeräte, bei welchen eine absolute Sicherheit vorhanden sein muß, daß keine schädlichen Gase in den Aufstellungsraum des betreffenden Gerätes austreten können. Darüber hinaus spielt auch die durch den Verbrennungsvorgang hervorgerufene Geräuschbildung eine gewisse Rolle. Im ersteren Fall ist zu bedenken, daß eine Brenneranlage mit pulsierender Verbrennung einen Verbrennungsablauf im Überdruckgebiet ergibt. Diese Tatsache ist gegenüber den üblichen Heizeinrichtungen wichtig, welche an einen Schornstein angeschlossen sind, so daß aus diesem Grunde im Verbrennungsraum ein geringer Unterdruck vorhanden ist. Hinsichtlich der Schalldämpfung ergibt sich für ein Haushaltgerät die Notwendigkeit, den Geräuschpegel möglichst niedrig zu halten, so daß zur Erfüllung dieser Forderung relativ große Volumen an Schalldämpfräumen benötigt werden. Bei den bekannten Ausführungsformen von Brenneranlagen für pulsierende Verbrennung sind jedoch diese bei einem Haushaltgerät unbedingt zu erfüllenden Forderungen nicht in jedem Falle gewährleistet, weil die bekannte Unterbringung der Ansaugorgane in einem Gehäuse eine ungenügende Geräuschdämpfung ergibt.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Heizeinrichtung mit einer als Wärmequelle dienenden Brenneranlage für pulsierende Verbrennung zu schaffen, welche die bei einem Haushaltgerät vorauszusetzende Sicherheit gewährleistet und welche darüber hinaus keine übermäßigen Geräusche in den Aufstellungsraum abstrahlt.

Diese Aufgabe wird an einer Heizeinrichtung der eingangs angeführten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß bei der Brenneranlage innerhalb des Ansaugschalldämpfers außer dem Ansaugstutzen für das Brennstoff-Luft-Gemisch auch zumindest die Brennkammer angeordnet ist.

Durch diese erfindungsgemäße Anordnung zumindest der Brennkammer innerhalb des Ansaugschalldämpfers ist mit Sicherheit gewährleistet, daß bei einem etwaigen Undichtwerden der Brennkammer ein dadurch hervorgerufenes Austreten von schädlichen Gasen nur in den Ansaugschalldämpfer erfolgen kann, so daß diese Gase beim weiteren Betrieb der Brenneranlage wieder angesaugt werden. Wenn die Undichtigkeit der Brennkammer einen solchen Grad erreicht, daß ein übermäßiger Gasaustritt in den Ansaugschalldämpfer erfolgt, kann es dazu führen, daß die pulsierende Verbrennung innerhalb der Brennkammer infolge Sauerstoffmangels zum Aussetzen kommt.

Eine bevorzugte Ausführungsform kann darin bestehen, daß der Ansaugschalldämpfer als Teil einer in sich geschlossenen Innenkammer ausgebildet ist, welche durch eine Querwand in zwei Kammerabteile unterteilt ist, von denen das eine die Brennkammer mit dem Ansaugstutzen enthält und den Ansaugsch dämpfer bildet und das andere das Schwingrohr e hält und als Abgasschalldämpfer ausgebildet ist.

Wenn bei einer Heizeinrichtung der Ansaugsch dämpfer mit allseitigem Zwischenraum von ein Außenmantel umgeben ist, kann die Anordnung getroffen sein, daß der Außenmantel in sich gesch) sen ausgebildet ist und die gesamte Innenkammer Zwischenraum umgibt, wobei der Zwischenraum ζ

ίο sehen Außenmantel und Innenkammer einen weite Schalldämpfraum bildet. Durch diese Ineinand schachtelung wird erreicht, daß das Verbrennun geräusch durch mehrere Gehäuseteile hindurchtre muß, bis es nach außen gelangen kann. Dadurch w mit kleinstem Werkstoffaufwand eine optimale Sch dämpfung erreicht.

Weiterhin kann bei der bevorzugten Ausführun form die Anordnung so getroffen sein, daß an d den Ansaugschalldämpfer bildenden Kammerab der Innenkammer eine Lufteintrittsöffnung und e abgedichtete Durchführung für die Brennstoffzufu leitung vorgesehen sind und an dem den Abgassch, dämpfer bildenden Kammerabteil eine Abgasleiti angeschlossen ist, während in der Querwand eine , gedichtete Durchführung für das Schwingrohr vor sehen ist. Dabei kann vorgesehen sein, daß das < Schwingrohr enthaltende Kammerabteil der Inn > kammer durch einen Zwischenboden abgeteilt Ferner kann die Ausbildung so getroffen sein, c der Zwischenboden mit einer das Abgas vom eii zum anderen abgeteilten Raum führenden Ringleiti verbunden ist, welche in eine Abgasführung münc welche in dem an den Zwischenboden anschließenc Raum angeordnet und ringkammerartig ausgebil und ihrerseits mit der Abgasleitung verbunden während der die Abgasführung umgebende Raum ; schallschluckendem Material ausgefüllt ist. Da kann vorgesehen sein, daß die das Abgas führer, Ringleitung eine Sperrscheibe aufweist, zu deren b den Seiten je eine Eintritt- und eine Austrittöffnii vorgesehen ist.

Diese gemäß der Erfindung geschaffene bevorzu Ausführungsform bietet nicht nur die Sicherheit, ei keine schädlichen Gase in den Aufstellungsraum ( Gerätes austreten können, wie es bereits erwäl wurde, sondern gewährleistet auch, daß eine für ■ Benutzung des Gerätes im Haushalt genügende C räuschdämmung stattfindet.

Ein weiteres Merkmal kann gemäß der Erfindu darin bestehen, daß die Brennstoffzufuhrleitung ; zusätzlichen Schalldämpfung mit zwei in Absta voneinander angeordneten Zwischenkammern ver hen ist, von denen die eine innerhalb der Innenka mer und die andere außerhalb des Außenmantels ι geordnet ist.

Die Sicherheit und Gebrauchsfähigkeit eines j maß der Erfindung ausgebildeten und insbesondi im Haushalt verwendbaren Gerätes sowie auch ι Schalldämpfung desselben ist bereits erwähnt wordi Die Schalldämpfung erreicht deshalb gute Werte, w ansaugseitig das die Brennkammer aufnehmende Ka merabteil der Innenkammer einerseits und der Z\ schenraum zwischen der Innenkammer und dem Außc mantel andererseits zwei Teilräume eines verbunden Tonraumes für die Ansaugschalldämpfung ergebt Das gleiche trifft auch abgasseitig zu, da die dur den Zwischenboden abgeteilten Räume innerhalb c das Schwingrohr aufnehmenden Kammerabtei

ebenfalls zwei Teilräume eines verbundenen Tonraumes für die Abgasschalldämpfung abgeben. Im gleichen Sinne wirken auch die Zwischenkammern, welche in der Brennstoffzufuhrleitung vorgesehen sind.

Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung für Wassererhitzer ist um die Brennkammer eine wasserführende Leitung in Windungen herumgelegt, in welchen das Wasser im Durchlaufverfahren oder auch im Umlaufverfahren, wie insbesondere bei Zentralheizungsanlagen, erhitzt wird; die Heizvorrichtung kann aber ebensogut zur Erwärmung anderer Medien verwendet werden, so daß entsprechende Geräte beispielsweise auch zur Raumheizung benutzt werden können, wobei dann im Rahmen der Erfindung selbstverständlich eine äquivalente Anpassung der verschiedenen Bauelemente des Aggregates vorgenommen werden kann.

Die nachfolgende Beschreibung eines Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäß ausgebildeten Heizeinrichtung ist auf einen Durchlauf- oder Umlauf-Wassererhitzer gerichtet. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch einen Durchlauf- oder Umlauf-Wassererhitzer mit einer als Wärmequelle dienenden Brenneranlage für pulsierende Verbrennung,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 1,

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 1,

F i g. 5 eine perspektivische Darstellung des unteren Teiles des als Abgasschalldämpfer ausgebildeten Kammerabtei'les der Innenkammer gemäß Fig. 1.

Gemäß F i g. 1 der Zeichnung ist ein gasbeheizter Durchlauf- oder Umlauf-Wassererhitzer mit einer als Wärmequelle dienenden Brenneranlage für pulsierende Verbrennung ausgerüstet. Die Brenneranlage besteht in an sich bekannter Weise im wesentlichen aus einer Brennkammer 10, an welche einerseits ein Ansaugstutzen 11 und andererseits ein Schwingrohr 12 angeschlossen sind. In den Ansaugstutzen 11 mündet eine Brennstoff zuführleitung 13 ein, mit welcher beispielsweise Gas zugeführt wird, welches sich im Ansaugstutzen 11 mit Luft vermischt; Das auf diese Weise hergestellte brennbare Gemisch wird innerhalb der Brennkammer 10 zur pulsierenden Verbrennung gebracht, und die dabei entstehenden Abgase strömen durch das Schwingrohr 12 hindurch.

Der Brenneranlage für pulsierende Verbrennung ist üblicherweise ein Ansaugschalldämpfer zugeordnet. Gemäß F i g. 1 der Zeichnung befindet sich die Brennkammer 10 innerhalb des Ansaugschalldämpfers 14.

Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform ist der Ansaugschalldämpfer 14 als Teil einer in sich geschlossenen Innenkammer 15 ausgebildet, in welcher die gesamte Brenneranlage untergebracht ist. Dabei ist die Innenkammer 15 mit 'allseitigem Zwischenraum 19 von einem in sich dicht abgeschlossen ausgebildeten Außenmantel 16 umgeben, welcher aus einer Vorderschale 17 und einer Rückwandschäle 18 besteht. Der auf diese Weise zwischen dem Außenmantel 16 und der Innenkammer 15 gebildete Zwischenraum 19 ergibt neben dem Ansaugschalldämpfer 14 einen weiteren Schalldämpf raum. Es sind somit durch den Ansaugschalldämpfer 14 und den Zwischenraum 19 zwei Teilräume eines verbundenen Tonraumes für die Ansaugschalldämpfung gebildet, welche einen für ein Haushaltgerät annehmbaren Wert ergibt.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, weist die Innenkammer 15 eine Zylinderform auf. Innerhalb der Innenkammer 15 sind zwei Kammerabteile gebildet, von denen das eine zum Unterbringen der Brennkammer 10 und als Ansaugschalldämpfer 14 ausgebildet ist, während das andere Kammerabteil zum Unterbringen des Schwingrohres 12 und als Abgasschalldämpfer 20 ausgebildet ist. Um diese zwei Kammerabteile zu erhalten, ist die Innenkammer 15 durch eine Querwand 21 abgeteilt. Gemäß der Zeichnung befindet sich die Querwand 21 in einer Ebene, die etwas unterhalb der Anschlußstelle des Schwingrohres 12 an der Brennkammer 10 liegt. Genausogut könnte die Querwand 21 auch mit einer durch diese Anschlußstelle hindurchgehenden Ebene zusammenfallen.

Im einzelnen ist die Anordnung so getroffen, daß an dem den Ansaugschalldämpfer 14 bildenden Kammerabteil der Innenkammer 15 eine Lufteintrittsöffnung 22 und eine abgedichtete Durchführung 23 für die Brennstoffzufuhrleitung 13 vorgesehen sind. Außerdem sind bei der als Durchlauf- oder Umlauf-Wassererhitzer dargestellten Ausführungsform zwei weitere abgedichtete Durchführungen 24 vorhanden, welche zum Durchführen einer Wasserzuflußleitung 25 und einer Wasserabflußleitung 26 dienen. Diese Wasserleitung ist in mehreren wendelartigen Windungen 27 um die Brennkammer 10 herumgeführt. Die unterste der Windungen 27 kann auch durch die Brennkammer 10 hindurchgeführt und innerhalb derselben zwecks besseren Wärmeaustausches mit Lamellen versehen sein. Auf diese Weise wird das durch die Wasserzuflußleitung 25 zugeführte Wasser erhitzt und fließt als Heißwasser durch die Wasserabflußleitung 26 ab.

Ferner ist an dem den Abgasschalldämpfer 20 bildenden Kammerabteil der Innenkammer 15 eine Abgasableitung 28 angeschlossen, während in der Querwand 21 eine abgedichtete Durchführung 29 für das Schwingrohr 12 vorgesehen ist. Wie aus Fig. 1 der Zeichnung ersichtlich, ist der aus der Vorderschale 17 und der Rückwandschale 18 bestehende Außenmantel 16 federnd ausgebildet, und beide Schalen sind lösbar miteinander verbunden, und zwar unter gleichzeitiger Abdichtung des in einer senkrechten Ebene rundum verlaufenden Verbindungsrandes 30. Durch die in der Zeichnung dargestellte federnde Ausbildung der Rückwandschale 18 oder durch die an dem Verbindungsrand 30 eingelegte Dichtung kann eine Ableitung von etwa im Zwischenraum 19 zwischen dem Außenmantel 16 und der Innenkammer 15 entstehendem Überdruck herbeigeführt werden, so daß auf diese Weise beispielsweise eine Verpuffung von brennbarem Gas-Luft-Gemisch unschädlich gemacht wird. Ferner sind an dem Außenmantel 16, beispielsweise an der Rückwandschale 18 ein Lufteintrittstutzen 31, eine abgedichtete Durchführung 32 für die Brennstoffzufuhrleitung 13, sowie eine abgedichtete Durchführung 33 für die Abgasableitung 28 vorgesehen. Auch die Wasserzuflußleitung 25 und die Wasserabflußleitung 26 sind durch abgedichtete Durchführungen 34 hindurchgeführt. Die aus dem Schwingrohr 12 austretenden Abgase werden nicht unmittelbar in die Abgasableitung 28 übergeführt, sondern gehen außer

durch den Abgasschalldämpfer 20 durch einen weiteren Teilraum zur Schalldämpfung hindurch. Zu diesem Zweck ist das zum Unterbringen des Schwingrohres 12 dienende Kammerabteil der Innenkammer 15 durch einen Zwischenboden 35 abgeteilt.

Dieser Zwischenboden 35 ist mit einer das Abgas vom Abgasschalldämpfer 20 zu dem unterhalb des Zwischenbodens 35 befindlichen Raum führenden Ringleitung 36 verbunden, welche in eine Abgasführung 37 mündet, welche in dem an den Zwischenboden 35 anschließenden Raum angeordnet und ringkammerartig ausgebildet ist. Dabei ist der Zwischenboden 35 und die Ringleitung 36 durch zwei Scheiben gebildet, welche mit Ringhohlkehlen versehen sind. F i g. 2 zeigt die obere Scheibe 41, während in F i g. 3 die untere Scheibe 42 dargestellt ist, weiche zusammen den Zwischenboden 35 und die Ringleitung 36 bilden. Dabei bilden die in die Scheiben 41 und 42 eingedrückten Hohlkehlen 43 bzw. 44 bei Aufeinanderlage der Scheiben 41 und 42 die Ringleitung 36.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist in die das Abgas führende Ringleitung 36 eine Sperrscheibe 45 eingesetzt, zu deren beiden Seiten je eine Eintrittöffnung

46 (F i g. 2) und eine Austrittöffnung 47 (F i g. 3) vorgesehen ist. Die Eintrittöffnung 46 stellt die Verbindung zwischen dem Abgasschalldämpfer 20 und der Ringleitung 36 her, in welcher das Abgas einen Weg zurücklegen muß, ehe es an die Austrittöffnung

47 gelangt. Die Länge dieses Weges kann bis etwa 360° betragen, wie beim Ausführungsbeispiel dargestellt, jedoch kann auch ein geringerer Winkelbereich gewählt werden, wenn die Klangfarbe des Abgasgeräusches beeinflußt werden soll. Ebenso kann an Stelle von einer Eintritt- oder Austrittöffnung 46 bzw. 47 eine Mehrzahl entsprechend kleinerer Öffnungen vorgesehen werden.

Die Austrittöffnung 47 der Ringleitung 36 befindet sich im Einbauzustand über einer Erweiterung 48 der als Abgasführung 37 dienenden Ringkammer 49 gemäß F i g. 4 und 5. Die Ringkammer 49 weist an der der Erweiterung 48 gegenüberliegenden Seite nochmals eine Erweiterung 50 auf, welche sich über der Anschlußstelle der Abgasableitung 28 an der Innenkammer 15 befindet. Die Ringkammer 49 ist durch Lochbleche in Zylinderform begrenzt und der diese Abgasführung 37 umgebende Raum ist mit schallschluckendem Material 51 ausgefüllt. Auf diese Weise kann das aus dem Schwingrohr 12 austretende Abgas nicht unmittelbar in die Abgasableitung 28 übergehen. Es sind vielmehr durch den Zwischenboden 35 abgeteilte Räume geschaffen, welche zwei Teilräume eines verbundenen Tonraumes für die Abgasschalldämpfung bilden.

Darüber hinaus ist auch die Brennstoffzufuhrleitung 13 mit zwei in Abstand voneinander angeordneten Zwischenkammern 52 und 53 versehen, von denen die Zwischenkammer 52 außerhalb des Außenmantels 16 und die Zwischenkammer 53 innerhalb der Innenkammer 15 angeordnet ist. Diese Zwischenkammern 52 und 53 bilden zusammen mit ihrer Verbindung wiederum einen Tonraum in der Brennstoffzufuhrleitung 13.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Heizeinrichtung sind die eingangs erwähnten Forderungen erfüllt, welche zur Gebrauchsfähigkeit eines Gerätes als Haushaltgerät notwendig sind. Auch für den Fall, daß beispielsweise die Innenkammer 15 im Bereich des Abgasschalldämpfer 20 einmal undicht werden sollte, können keine schädlichen Abgase in den A Stellungsraum des Gerätes eintreten, da solche G in den Zwischenraum 19 zwischen dem Außenma; und der Innenkammer 15 gelangen, d. h. in · Raum, welcher der Ansaugwirkung der in die Bre kammer 10 eintretenden Luft unterliegt, so daß ; etwa austretende schädliche Gase nicht in den / Stellungsraum übertreten können. Solange es sich eine kleine Undichtheit handelt, können die hindur tretenden Gase keinen großen Einfluß auf die λ brennung innerhalb der Brennkammer 10 ausül falls jedoch Abgase in größerem Maße austrc sollten, käme die Verbrennung innerhalb der Bre kammer 10 infolge Sauerstoffmangels zum Erlie< Daneben ist durch die verschiedenen Maßnahr für eine ausreichende Schalldämpfung gesorgt, so 1 der Geräuschpegel in der Umgebung das zuläs; Maß nicht übersteigt.

Wie bereits erwähnt, bezieht sich das Ausführur beispiel auf einen Durchlauf- oder Umlauf-Was; erhitzer, genausogut könnte es sich aber auch um e Heizeinrichtung für andere Zwecke, beispielswi für eine Raumheizung handeln. Eine Anpassung Einzelteile an derartige unterschiedliche Verw dungszwecke einer erfindungsgemäß ausgebilde Heizeinrichtung ist in äquivalenter Weise möglich.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Heizeinrichtung, insbesondere für Dur lauf- oder Umlauf-Wassererhitzer, mit einer Wärmequelle dienenden Brenneranlage für r sierende Verbrennung, welche einen einen j saugstutzen für das Brennstoff-Luft-Gemisch c haltenden Ansaugschalldämpfer, mindestens e Brennkammer und ein an diese sich schließendes Schwingrohr aufweist, dessen A trittöffnung in einem Abgasschalldämpfer ν gesehen ist, dadurch gekennzeichni daß bei der Brenneranlage innerhalb des / saugschalldämpfers (14) außer dem Ansa stutzen (11) für das Brennstoff-Luft-Gemi auch zumindest die Brennkammer (10) angeo net ist.

2. Heizeinrichtung nach Anspruch 1, dadu gekennzeichnet, daß der Ansaugschalldämp

(14) als Teil einer in sich geschlossenen Inn< kammer (15) ausgebildet ist, welche durch e Querwand (21) in zwei Kammerabteile untert ist, von denen das eine die Brennkammer (' mit dem Ansaugstutzen (11) enthält und den / saugschalldämpfer (14) bildet und das andere ( Schwingrohr (12) enthält und als Abgassch; dämpfer (20) ausgebildet ist.

3. Heizeinrichtung nach Anspruch 2, bei w eher der Ansaugschalldämpfer mit allseitig! Zwischenraum von einem Außenmantel umgeb ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Außc mantel (16) in sich geschlossen ausgebildet und die gesamte Innenkammer (15) mit Zwischc raum (19) umgibt, wobei der Zwischenraum (1 zwischen Außenmantel (16) und Innenkamn

(15) einen weiteren Schalldämpfraum bildet.

4. Heizeinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, c durch gekennzeichnet, daß an dem den Ansai schalldämpfer (14) bildenden Kammerabteil c Innenkammer (15) eine Lufteintrittöffnung (2 und eine abgedichtete Durchführung (23) für c Brennstoffzufuhrleitung (13) vorgesehen sind U:

an dem den Abgasschalldämpfer (20) bildenden Kammerabteil eine Abgasleitung (28) angeschlossen ist, während in der Querwand (21) eine abgedichtete Durchführung (29) für das Schwingrohr (12) vorgesehen ist.

5. Heizeinrichtung nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das das Schwingrohr (12) enthaltende Kammerabteil der Innenkammer (15) durch einen Zwischenboden (35) abgeteilt ist.

6. Heizeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenboden (35) mit einer das Abgas vom einen zum anderen abgeteilten Raum führenden Ringleitung (36) verbunden ist, welche in eine Abgasführung (37) mündet, welche in dem an den Zwischenboden (35) anschließenden Raum angeordnet und ringkammerartig ausgebildet und ihrerseits mit der

Abgasleitung (28) verbunden ist, während der die Abgasführung (37) umgebende Raum mit schallschluckendem Material (51) ausgefüllt ist.

7. Heizeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die das Abgas führende Ringleitung (36) eine Sperrscheibe (45) aufweist, zu deren beiden Seiten je eine Eintritt- und eine Austrittöffnung (46 bzw. 47) vorgesehen ist.

8. Heizeinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffzufuhrleitung (13) zur zusätzlichen Schalldämpfung mit zwei in Abstand voneinander angeordneten Zwischenkammern (52 und 53) versehen ist, von denen die eine (53) innerhalb der Innenkammer (15) und die andere (52) außerhalb des Außenmantels (16) angeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

009 538/28