DE2254354A1 - OIL OR GAS HEATED APPLIANCE, IN PARTICULAR WATER HEATERS - Google Patents

Description

Ö1- oder gasbeheiztes Gerät, insbesondere Wassererhitzer Die Erfindung bezieht sich auf ein öl- oder gasbeheiztes Gerät, insbesondere Wassererhitzer, mit einem Gebläse, welches durch einen Antriebsmotor mit konstanter Drehzahl angetrieben ist und Verbrennungsluft zu einem Brenner fördert. Oil or gas heated device, especially water heater. The invention refers to an oil or gas heated device, especially a water heater, with a fan, which is driven by a drive motor at constant speed and promotes combustion air to a burner.

Bei den bekannten Geraten,bei denen die notwendige Verbrennungeluft durch ein Gebläse dem Brenner zugeführt wird, ist die,Verbrennung ungleichmässig. Die vom Gebläse geförderte Luftmenge ist nicht konstant, sondern verändert sich in Abhängigkeit von den Schwankungen des Differenzdrucks am Gebläses welche sich durch Veränderungen der Druckverluste in der Anlage oder im Gerät ergeben. Die Qualität der Verbrennung ist mangelhaft, da sich entsprechend die Luftüberschusszahl # an dem mit konstanter Gasmenge arbeitenden Brenner verändert0 Die dem Brenner zugeführte Luftmenge durch eine Regelung der Drehzahl des Antriebsmotores eingermaßen konstant zu haltens ist verhältnismäßig umständlich. Eine Regelung der geförderten Luftmenge wird auch schon dadurch erzielt, daß die wirksame Breite des Laufrades Mittels eines im Laufrad axial verschiebbaren Bodens verändert bar ist Allerdi.ngs d für diese Regelvorrichtung grosse Stellt w e und dementspreched aufwendige still glieder erforderlich, da der gesamte Ansäugdruck auf den Boden wirkt.In the case of the known devices, in which the necessary combustion air is fed to the burner by a fan, the combustion is uneven. The amount of air delivered by the fan is not constant, but changes depending on the fluctuations in the differential pressure at the fan which are caused by changes in pressure losses in the system or in the device. The quality combustion is unsatisfactory, since the excess air figure # increases accordingly the burner working with a constant gas quantity changes 0 The one supplied to the burner Air volume is reasonably constant by regulating the speed of the drive motor to hold is relatively cumbersome. A regulation of the conveyed air volume is also achieved in that the effective width of the impeller means of a in the impeller axially movable bottom changed bar is Allerdi.ngs d for this Large control device sets w e and accordingly complex ones limbs required because the entire suction pressure acts on the ground.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zum Zwecke einer guten Verbrennung die am Gebläse auftretenden Differenzdruckschwankungen auszugleichen und dadurch die geförderte Luftmenge nahezu konstant zu halten.The invention is based on the object for the purpose of good combustion to compensate for the differential pressure fluctuations occurring at the fan and thereby to keep the conveyed air volume almost constant.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass dem Laufrad des Gebläses eine an sich bekannte Ansaugdüse axial verstellbar zugeordnet ist,durch deren relative Stellung gegenüber dem Laufrad die wirksame Laufradbreite in Abhängigkeit von Differenzdruckschwankungen am Gebläse regelbar ist.The object is achieved according to the invention in that the impeller of the fan a known suction nozzle is assigned axially adjustable by their relative position in relation to the impeller depending on the effective impeller width can be controlled by differential pressure fluctuations at the fan.

Dadurch ist erreicht, dass im Falle von Schwankungen des Differenzdruckes am Gebläse, die sich durch auftretende Veränderungen der Druckverluste vor und nach dem Gebläse, beispielsweise durch Verschmutzung, einen Stau der Abgase od.dgl. ergeben, sohon kleine Stellkräfte einer Membrandose als Druckschalter ausreichen, die wirksame Laufradbreite zu regeln und die geförderte Luftmenge bzw. die Luftüberschusszahl X am Brenner nahezu konstant zu halten. Es ist auf diese Weise am Brenner, dem eine gleichbleibende Gasmenge zugeführt ist, eine gleichmässige und gute Verbrennung gewährleistet.This ensures that in the event of fluctuations in the differential pressure on the fan, which is caused by changes in the pressure loss before and after the fan, for example due to pollution, a jam of the exhaust gases or the like. result, so only small actuating forces of a diaphragm box as a pressure switch are sufficient, the effective To regulate the impeller width and the amount of air conveyed or the excess air ratio Keep X at the burner almost constant. It is in this way on the burner, the one constant amount of gas is supplied, an even and good combustion guaranteed.

Bei einer bevorzugten Ausführungaform ist die Ansaugdüse mit einem zylinrischen Ausströmstutzen versehen, welcher in das als Trommelläufer ausgebildete Laufrad hineinragt und den Innenumfang des Laufrades innerhalb des Regelbereiches mehr oder weinger abdeckt.In a preferred embodiment, the suction nozzle is with a provided cylindrical outlet, which is designed as a drum rotor Impeller protrudes and the inner circumference of the impeller is within the control range covers more or less.

Der Stutzen der Ansaugdüse schliesst sich als Fortsetzung kontinuierlich an den Verlauf der Düse an, weshalb der Ströiungswiderstand des Regelgiiedes nur gering ist und dasselbe als im Laufrad konzentri echer Schieber schon durch kleine Stellkräfte verstellbar i it.The nozzle of the suction nozzle closes continuously as a continuation to the course of the nozzle, which is why the flow resistance of the control unit is only is small and the same as in the impeller concentric slide by small ones Adjustable forces i it.

Bei der bevorzugten Ausführungsformist als Stellglied fü;r die Ansaugdüse ein Druckschalter vorgesehen, dessen Drookkammern an die Nieder- und Hochdruckseite vor und nach dem Gebläse zur Abnahme der Differenzdruckschwankungen am Gebläse angeschlossen sind und durch dessen Stellkraft die Ansaugdüse axial verst,eilbar ist.In the preferred embodiment, the actuator for the suction nozzle a pressure switch is provided, its drook chambers to the low and high pressure side connected upstream and downstream of the fan to reduce the differential pressure fluctuations on the fan and the suction nozzle can be axially adjusted by its actuating force.

Ausserdem ist es vorteilhaft, den Druckschalter koaxial ur Ansaugdüse anzuordnen und letztere über radiale Verstrebungen mit dem Membrantellerstift des Druckschalters zu verbinden.It is also advantageous to have the pressure switch coaxial with the suction nozzle to be arranged and the latter via radial struts with the diaphragm plate pin of the To connect the pressure switch.

Es genügt demnach ein einfacher Druckschalter als Stellglied, da die für die erfindungsgemässe Regelung erforderliche St,ellkraftnur gering ist. Die Stellkraft des Druckschalters ist dabei eine Funktion der Differenzdruckschwankungen am Gebläse und verändert die wirksame Laufradbreite durch einfaches axiales Verschieben der Ansaugdüse, welche in das Laufrad hineinragt. Das Fördervermögen des Gebläses ist mit einfachen Mitteln in Abhängigkeit von den Schwankungen des Differenzdruckes in einer Weise regelbar, dass die geförderte Luftmenge trotz eintretender Veränderungen der Druckverluste konstant bleibt. « In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel ein erfindungsgemäss ausgebildetes Gebläse eines gasbeheizten Wassererhitzers dargestellt.It is therefore sufficient to use a simple pressure switch as an actuator, since the The actuating force required for the regulation according to the invention is only small. the The actuating force of the pressure switch is a function of the differential pressure fluctuations on the fan and changes the effective impeller width by simply moving it axially the suction nozzle, which protrudes into the impeller. The capacity of the blower is by simple means dependent on the fluctuations in the differential pressure can be regulated in such a way that the air volume delivered despite changes that occur the pressure drop remains constant. «In the drawing is an exemplary embodiment a fan of a gas-heated water heater designed according to the invention is shown.

Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch das ebläse samt Ansaugdüse und Druckschalter, und Fig. 2 ein Diagramm der Wirkungsweise des Gebläses nach Fig. 1.The figures show: FIG. 1 a section through the ebläse including the suction nozzle and FIG Pressure switch, and FIG. 2 shows a diagram of the operation of the fan according to FIG. 1.

Das Gebläse besteht -aue einem Gehäuse lO,'in welchem ein auf rad 11 angeordnet ist ,das von einem Antriebsmotor 12 mit konstanter Drehzahl angetrieben ist. Das Gebläse saugt die Frischluft über eine Ansaugdüse 13 axial an, welche auf der Druckseite 14des Gebläses radial austritt und zu einem nichtidargestellten Brenner des Wassererhitzers als Verbrennungsluft für den als konstante Gasmenge zugeführten Brennstoff'gelangt.The fan consists -aue a housing 10, 'in which a wheel 11 is arranged, which is driven by a drive motor 12 at constant speed is. The fan sucks in the fresh air axially via an intake nozzle 13, which on the pressure side 14 of the fan exits radially and to a burner not shown of the water heater as combustion air for the supplied as a constant amount of gas Fuel 'arrived.

Dem Laufrad 11 des Gebläses ist die Ansaugdüse 13 axial verstellbar zugeordnet, durch deren relative Stellung gegenüber dem Laufrad 11 die wirksame Laufradbreite a in Abhängigkeit von Differenzdruckschwankungen am Gebläse regelbar ist. Die Ansaugdüse 13 ist mit einem zylindrischen Ausströmstutzen 15 versehen, welcher in das als Trommelläufer auagebildete Laufrad 11 hineinragt und den Innenumfang des Laufrades 11 innerhalb des Regelbereiches mehr oder weniger abdeckt.The suction nozzle 13 is axially adjustable in relation to the impeller 11 of the fan assigned, by their relative position with respect to the impeller 11, the effective Impeller width a can be regulated depending on the differential pressure fluctuations at the fan is. The suction nozzle 13 is provided with a cylindrical discharge nozzle 15, which protrudes into the impeller 11 formed as a drum rotor and the inner circumference of the impeller 11 more or less covers within the control range.

Als Stellglied für die Ansaugdüse 13 ist ein Druckschalter 16 vorgesehen, welcher durch eine Membran 17 in zwei Druckkammern 18,19 unterteilt ist. Die Membran 17 hat einen Membranteller 20 mit einem Membrantellerstift 21, welcher zur Übertragung der Stellkraft des Druckschalters 16 dient, durch die die Ansaug düse 13 axial verstellbar ist. Die beiden Druckkammern 18,19 sind über einen Niederdruckkanal 22 und einen Hochdruckkanal 23 an die Niederdruckseite bzw. an die Hochdruckseite vor und nach dem Gebläse zur Abnahme des Differenzdruckes am Gebläse angeschlossen. Der Druckschalter 16 ist koaxial zur Ansaugdüse angeordnet, welche über mindestens zwei radiale Verstrebungen 24 mit dem Membrantellserstift 21 verbunden ist.A pressure switch 16 is provided as the actuator for the suction nozzle 13, which is divided by a membrane 17 into two pressure chambers 18, 19. The membrane 17 has a diaphragm plate 20 with a diaphragm plate pin 21, which for transmission the actuating force of the pressure switch 16 is used, through which the suction nozzle 13 is axially adjustable is. The two pressure chambers 18,19 are via a low pressure channel 22 and a High pressure channel 23 to the low pressure side or to the high pressure side before and after connected to the fan to decrease the differential pressure on the fan. The pressure switch 16 is arranged coaxially to the suction nozzle, which has at least two radial struts 24 is connected to the diaphragm plate pin 21.

Der dem Antriebsmotor 12 gegenüberliegende Druckschalter 16 kann bei nicht frei ansaugendem Gebläse innerhalb oder ausserhalb eines Ansaugrohres angeordnet sein. Um in der Führung des Membrantellerstiftes 21 als Triebstange des Stellgliedes eine möglichst geringe Reibung zu erhalten, ist das Axiallager 25 mit definiertem Luftspalt ausgeführt. Die Leokmenge muss dabei kleiner sein als die der Druckkammer zugeführte Buftmenge. Ausßerdem sind der Durchmesser der Membran 17 und die Federkraft einer Druckfeder 26 des Druckschalters 16 auf einander abgestimmt. Des weiteren kann das Stellglied zusätzlich noch mit nicht dargestellten bereichsbegrenzenden Schaltern versehen sein.The pressure switch 16 opposite the drive motor 12 can be at not freely sucking fan arranged inside or outside of an intake pipe be. To in the leadership of the diaphragm plate pin 21 as a drive rod of the actuator To obtain the lowest possible friction, the axial bearing 25 is defined with Air gap executed. The amount of leok must be smaller than that of the pressure chamber supplied air volume. Besides are the diameter of the membrane 17 and the spring force of a compression spring 26 of the pressure switch 16 are matched to one another. Furthermore, the actuator can also have a range-limiting feature (not shown) Switches should be provided.

Die Wirkungsweise ist folgende. Für eine gute Verbrennung am Brenner wird die vom Gebläse geförderte Luftmenge bzw. die Luftüberschusszahl Jt des Luft-Gasgemisches am Brenner dadurch nahezu konstant gehalten, dass die Ansaugdüse 13 in Abhängigkeit von den Differenzdruckschwankungen durch den vom Differenzdruck am Gebläse beaufschlagten Druckschalter 16 axial verstellbar ist.The mode of action is as follows. For good combustion on the burner becomes the amount of air delivered by the fan or the excess air ratio Jt of the air-gas mixture kept almost constant at the burner by virtue of the fact that the suction nozzle 13 is dependent on from the differential pressure fluctuations through the pressure applied to the fan by the differential pressure Pressure switch 16 is axially adjustable.

Die Ansaugdüse 13 ragt mit dem Auströmstutzen 15 in das Laufrad 11 hinein und deckt äe nach Stellung den Innenumfang des Laufrades 11 teilweise ab. Treten Veränderungen der Druckverluste in der Anlage oder im Gerät, beispielsweise durch Verschmutzung, einen Stau der Abgase od. dgl., auf, so verändert sich der Differenzdruck am Gebläse und der Druckschalter 16 schiebt die Ansaugdüse 13 mehr oder weniger in das Laufrad 11 hinein. Die Laufradbreite a wird entsprechend den Differenzdruckßchwankungen als echte Funktion derselben verändert und dadurch die geförderte Luftmenge konstant gehalten1 welche dadurchSvon den auftretenden Druckverlusten der gesamten Anlage bzw. von den Differenzdruckschwankungen am Gebläse unabhängig ist.The suction nozzle 13 protrudes with the discharge nozzle 15 into the impeller 11 into it and partially covers the inner circumference of the impeller 11 according to the position. If there are changes in pressure losses in the system or in the device, for example due to pollution, a backlog of exhaust gases or the like., the changes Differential pressure on the fan and the pressure switch 16 pushes the suction nozzle 13 more or less into the impeller 11. The impeller width a is corresponding to the Differential pressure fluctuations as a real function of the same changed and thereby the The amount of air delivered is kept constant1 which is a result of the pressure losses that occur of the entire system or of the differential pressure fluctuations on the fan is.

Im Diagraminach Fig. 2 ist der Differenzdruck d,P p am Gebläse über der Fördermenge Q des Gebläses aufgetragen. Bei der in Fig. 1 dargestellten wirksamen Laufradbreite a habe das Gebläse die Kennlinie G1 die sich im Betriebspunkt P1 mit der Anlagenkennlinie A1 schneidet, welche sich bei normalen vor und nanhgeschalteten Druckverlusten im Strömungsweg der geförderten Luft ergibt. In diesem Betriebspunkt fördert das Gebläse die Luftmenge Q1, die so bemessen sein soll, dass sich an dem Brenner des Gerätes ein optimaler Wert der Buftüberschusszahl X ergibt.In the diagram of Fig. 2, the differential pressure d, P p on the fan is above the flow rate Q of the blower is applied. When shown in Fig. 1 effective Impeller width a, the fan has the characteristic curve G1 which is at the operating point P1 the system characteristic A1 intersects, which occurs with normal upstream and downstream Pressure losses in the flow path of the conveyed air results. At this operating point the fan promotes the amount of air Q1, which should be dimensioned in such a way that the Burner of the device results in an optimal value of the excess air number X.

Dieser Wert soll möglichst konstant gehalten werden, was sich bei konstanter Gaszufuhr dadurch erreichen lässt, dass auch die geförderte Luftmenge unabhängig von den Druckverlusten vor und hinter dem Gebläse konstant gehalten wird.This value should be kept as constant as possible, which is reflected in constant gas supply can be achieved in that the sponsored Air volume constant regardless of the pressure losses in front of and behind the fan is held.

Bei Änderung dieser Druckverluste nimmt auch die Anlagenkennlinie einen anderen Verlauf, was in Fig. 2 durch die zweite Anlagenkennlinie A2 versinnbildlicht ist.If these pressure losses change, the system characteristic also increases a different course, which is symbolized in FIG. 2 by the second system characteristic curve A2 is.

Steigt der Druckverlust und ergibt sich die Kennlinie A2, so würde ohne die erfindungsgemässe Anordnung die geförderte Luftmenge Q abnehmen, da der Betriebspunkt P1 auf der Kennlinie G1 nach oben wandern würde. Bei einem mit konstanter Gasmenge arbeitenden Brenner würde sich demnach Luftmangel und eine unvollkommene Verbrennung ergeben.If the pressure loss increases and the characteristic curve A2 results, then would without the arrangement according to the invention, decrease the amount of air Q delivered, since the Operating point P1 would migrate upwards on the characteristic curve G1. For one with constant The amount of gas working on the burner would therefore be a lack of air and an imperfect one Result from combustion.

Dies wird durch die erfindungsgemässe Ausbildung zum Verändern der wirksamen Laufradbreite a in Abhängigkeit von den Differenzdruckschwankungen am Gebläse vermiden. Bei der durch Verschieben von der Kennlinie A1 zur Kennlinie A2 gekennzeichneten Veränderung der Druckverluste in der Anlage steigt auch der Differenzdruck am Gebläse an, wodurch die resultierende Kraft auf die Membran 17 des Druckschalters 16 grösser wird und dia Membran 17 über den Stift 21 die Ansaugdüse 13 aus dem Laufrad 11 herauszieht, bis ein neuer Gleichgewichtszustand der Kräfte an der Membran 17 erreicht ist. Dadurch wird die wirksame Laufradbreite a grösser und das Gebläse arbeitet dementsprechend nach einer flacheren Kennlinie G 2,die der geänderten Anlagenkennlinie A2 angepaßt ist. Die neue Gebläsekennlinie G2 schneidet sich mit der steileren Anlagenkennlinie A2 im Betriebspunkt P2, bei welchem die geförderte Luftmenge Q2 etwa gleich grpss wie die Luftmenge Q1 ist. Sollen Abweichungen nach unten und oben ausgeglichen werden, muss in der Nennstellung bereits ein Teil der Laufradbreite abgedeckt sein.This is due to the inventive training for changing the effective impeller width a as a function of the differential pressure fluctuations am Avoid blowers. When moving from characteristic A1 to characteristic A2 the change in pressure loss in the system, the differential pressure also increases on the fan, whereby the resulting force on the membrane 17 of the pressure switch 16 becomes larger and the membrane 17 via the pin 21 removes the suction nozzle 13 from the impeller 11 pulls out until a new equilibrium of the forces on the membrane 17 is reached. This increases the effective impeller width a and the fan works accordingly according to a flatter characteristic curve G 2, that of the changed system characteristic curve A2 is adapted. The new fan curve G2 intersects with the steeper system curve A2 at operating point P2, at which the delivered air volume Q2 is approximately the same how the amount of air is Q1. If deviations upwards and downwards are to be compensated, a part of the impeller width must already be covered in the nominal position.

Claims (4)

A n 8 p r ü c h e: A n 8 p r e c h e: Ö1- oder gas beheiztes Gerät, insbesondere Wassererhitzer, mit einem Gebläse, welches durch einen Antriebsmotor mit, konstanter' Drehzahl angetrieben ist und Verbrennungsluft zu einem Brenner fördert, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass dem Laufrad (11) des Gebläses eine an sich bekannte Ansaugdüse (15) axial verstellbar zugeordnet ist, durch deren relative Stellung gegenüber dem Laufrad (11) die wirksame Laufradbreite (a) in Abhängigkeit von Differenzdruckschwankungen am Gebläse regelbar'ist.Oil or gas heated device, especially water heater, with a Fan driven by a drive motor with a 'constant' speed is and conveys combustion air to a burner, which is not possible i c h n e t that the impeller (11) of the fan has a suction nozzle known per se (15) is assigned axially adjustable by their relative position with respect to the Impeller (11) the effective impeller width (a) as a function of differential pressure fluctuations can be regulated on the fan. 2. Gerät nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n' n z e i c h n e t, dass die Ansaugdüse (13) mit einem zylindrischen Ausströmstutzen (15) versehen ist, welcher in das vorzugsweise als Trommelläufer ausgebildete Laufrad (11) hineinragt und den Innenumfang des Laufrades (11) innerhalb des Regelbereiches mehroder weniger abdeckt.2. Apparatus according to claim 1, d a d u r c h g e k e n 'n z e i c h n e t that the suction nozzle (13) is provided with a cylindrical discharge nozzle (15) which protrudes into the impeller (11), which is preferably designed as a drum rotor and the inner circumference of the impeller (11) within the control range more or less covers. 3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, dass als Stellglied für die Ansaugdüse (13) ein Druckschalter--(16) vorgesehen ist,dessen Druckkammern (18,19) an die Nieder-und Hochdruckseite vor und nach dem Gebläse zur Abnahme des Differenzdruckes am Gebläse angeschlossen sind und durch dessen Stellkraft die Ansaugdüse (13)axial verstellbar ist.3. Apparatus according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e k e n nz e i c Note that a pressure switch - (16) is provided as the actuator for the suction nozzle (13) is, whose pressure chambers (18,19) to the low and high pressure side before and after Fan to decrease the differential pressure are connected to the fan and through the actuating force of which the suction nozzle (13) is axially adjustable. 4. Gerät nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t, dass der Druckschalter (16)koaxial zur Ansaugdüse (13) angeordnet ist, welche über radiale Verstrebungen (24) mit dem Membrantellerstift (21) des Druckschalters (16) verbunden ist.4. Apparatus according to claim 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t, that the pressure switch (16) is arranged coaxially to the suction nozzle (13), which via radial struts (24) with the diaphragm plate pin (21) of the pressure switch (16) connected is. L e e r s e i t eL e r s e i t e