DE3929579A1 - Burner for gas fired heating appts. - uses gas pressure to drive fan which supplies combustion air - Google Patents

Burner for gas fired heating appts. - uses gas pressure to drive fan which supplies combustion air

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    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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Abstract

A gas fired heating apparatus has a burner (2) which is supplied with gas through a pipe (7). The gas flows through a nozzle (18) and drives a turbine (22) before flowing on to the mixing chamber (15). The turbine drives a fan (23) which receives air through the inlet (10) and delivers it to the mixing chamber (15). The mixture of air and gas flows out of the mixing chamber through the pipe (3) to the burner. Flue gas may also be added to the air-gas mixture by a second fan (24) which is also driven by the turbine and delivers flue gas to the mixing chamber. USE - Gas fired heating apparatus.

Description

Die Erfindung betrifft eine Mischeinrichtung für ein Gasheizgerät, die dessen Brenner über eine Gaszuleitung Brenngas und über einen Luftschacht Luft zuführt.The invention relates to a mixing device for a Gas heater, the burner of which via a gas supply line Fuel gas and air through an air shaft.

In der DE 38 03 092 C1 ist eine Mischeinrichtung beschrieben, die eine Mischkammer aufweist. In der Mischkammer erzeugt die Strömung des Brenngases einen Unterdruck. Durch diesen wird Luft aus der Umgebung und Abgas des Brenners angesaugt. Ein Gebläse zur Luft- oder Abgasförderung ist hier nicht vorgesehen.DE 38 03 092 C1 is a mixing device described, which has a mixing chamber. In the Mixing chamber creates a flow of fuel gas Vacuum. Through this air from the environment and Exhaust gas from the burner sucked in. A fan for air or Emission control is not provided here.

Es ist auch bekannt, dem Brenner Luft mittels eines elektrisch angetriebenen Gebläses zuzuführen. Dieses arbeitet mit einem eigenen elektrischen Antriebsmotor, der zu einem zusätzlichen Energieverbrauch führt und darüber hinaus einen gewissen Schaltungsaufwand und Wartungsarbeiten notwendig macht.It is also known to use a burner to blow air to supply electrically driven blower. This works with its own electric drive motor, which leads to additional energy consumption and in addition, a certain amount of circuitry and Makes maintenance work necessary.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei der eine Gebläseförderung der Luft und gegebenenfalls des Abgases vorgesehen ist, ohne daß hierfür ein einen eigenen elektrischen Antrieb aufweisendes Gebläse erforderlich ist.The object of the invention is to provide a device to propose the type mentioned at the beginning, in which a Fan delivery of the air and possibly the exhaust gas is provided without a separate fan with electric drive required is.

Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einer Mischeinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß in der Gaszuleitung ein Antriebsturbinenrad angeordnet ist, das durch den Gasdruck angetrieben ist, daß das Antriebsturbinenrad ein Gebläserad antreibt, das in dem Luftschacht angeordnet ist und daß das Brenngas nach dem Durchströmen des Antriebsturbinenrades und die vom Gebläserad geförderte Luft gemeinsam dem Brenner zugeführt sind.According to the invention, the above task is for a Mixing device of the type mentioned in the introduction solved that a drive turbine wheel in the gas supply line is arranged, which is driven by the gas pressure, that the drive turbine wheel drives an impeller that  is arranged in the duct and that the fuel gas after flowing through the drive turbine wheel and the Air conveyed by the impeller together with the burner are fed.

Dadurch ist erreicht, daß zur Gebläseförderung der Luft keine elektrische Energie notwendig ist. Außerdem erübrigen sich elektrische Schaltungsmittel und deren Wartung. Die Einrichtung ist konstruktiv einfach.This ensures that the air is fed to the blower no electrical energy is necessary. Furthermore there is no need for electrical circuit means and their Maintenance. The setup is structurally simple.

Wird Abgas des Brenners über ein Abgasrohr zurückgeführt, dann ist in Ausgestaltung der Erfindung im Abgasrohr ein vom Antriebsturbinenrad angetriebenes, weiteres Gebläserad angeordnet, welches Abgas zum Brenner fördert. Dadurch bewirkt die Brenngasströmung zugleich eine Förderung der Luft und des Abgases, wobei hierfür nur ein einziges Antriebsturbinenrad notwendig ist.If the burner's exhaust gas is returned via an exhaust pipe, then is in an embodiment of the invention in the exhaust pipe another driven by the drive turbine wheel Fan wheel arranged, which conveys exhaust gas to the burner. As a result, the fuel gas flow also causes one Promotion of air and exhaust gas, whereby only one only drive turbine wheel is necessary.

Vorzugsweise ist das Antriebsturbinenrad in der Strömungsrichtung des Brenngases hinter einem Gasregelventil der Gaszuleitung angeordnet. Eine gasdichte Trennung der Räume, die das Antriebsturbinenrad und die Gebläseräder aufnehmen, erübrigt sich dabei.Preferably, the drive turbine wheel is in the Direction of flow of the fuel gas behind one Gas control valve of the gas supply line arranged. A gas-tight separation of the spaces that drive the turbine wheel and pick up the fan wheels is not necessary.

Um hohe Drehzahlen des Antriebsturbinenrads zu erreichen, ist vorzugsweise in der Strömungsrichtung des Brenngases vor dem Antriebsturbinenrad eine Venturidüse angeordnet. Diese führt zu hohen Strömungsgeschwindigkeiten des Brenngases.In order to achieve high speeds of the drive turbine wheel, is preferably in the flow direction of the fuel gas a Venturi nozzle is arranged in front of the drive turbine wheel. This leads to high flow rates of the Fuel gas.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung sind das Antriebsturbinenrad und das Gebläserad bzw. die Gebläseräder auf derselben Welle angeordnet. Dies führt zu einem konstruktiv einfachen Aufbau. Um eine möglichst geringe Reibung der Welle zu erreichen, ist diese vorzugsweise spitzengelagert. Lagerverschleiß, Verschmutzung oder fehlende Schmierung wirken sich dabei nicht negativ aus. In a preferred embodiment of the invention, these are Drive turbine wheel and the fan wheel or the Blower wheels arranged on the same shaft. this leads to to a structurally simple structure. To one if possible To achieve low shaft friction is this preferably with top bearings. Bearing wear, Contamination or lack of lubrication have an effect not negative.  

Durch die beschriebene Einrichtung läßt sich die Menge der dem Brenner zugeführten Luft und gegebenenfalls die Menge des dem Brenner zugeführten Abgases genau dosieren. Das Mischungsverhältnis von Brenngas, Luft und gegebenenfalls Abgas ist auf einfache Weise einstellbar. Dies erleichtert die Einstellung des Brenners. Vorzugsweise ist in dem Luftschacht und/oder dem Abgasrohr eine Einstellvorrichtung für einen Strömungsquerschnitt angeordnet. Die Einstellvorrichtung bzw. die Einstellvorrichtungen liegen vorzugsweise zwischen dem Gebläserad bzw. den Gebläserädern und dem Brenner.With the described device, the amount can be the air supplied to the burner and, if applicable, the Measure the amount of exhaust gas fed into the burner precisely. The mixing ratio of fuel gas, air and if necessary, exhaust gas is easily adjustable. This makes it easier to set the burner. Preferably in the air shaft and / or the Exhaust pipe an adjusting device for one Flow cross section arranged. The adjustment device or the setting devices are preferably between the impeller or the impellers and the Burner.

Um die Luftzuführung und/oder die Abgaszuführung in Abhängigkeit vom Gasstrom zu steuern, kann die Drehzahl des Antriebsturbinenrads erfaßt sein. Diese steuert dann die Einstellvorrichtung.To the air supply and / or the exhaust gas supply in The speed can be controlled depending on the gas flow of the drive turbine wheel. This then controls the adjustment device.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Die Figur zeigt eine Mischeinrichtung eines Gasheizgeräts schematisch.Further advantageous embodiments of the invention result from the following description of a Embodiment. The figure shows one Mixing device of a gas heater schematically.

Ein Brenner (1) eines Gasheizgeräts weist wenigstens ein Brennerrohr (2) auf. Auf das Brennerrohr (2) ist eine Brennerdüse (3) ausgerichtet.A burner ( 1 ) of a gas heater has at least one burner tube ( 2 ). A burner nozzle ( 3 ) is aligned with the burner tube ( 2 ).

Oberhalb des Brenners (1) ist ein Abgaskasten (4) angeordnet, der einen Teil des Abgases des Brenners aufnimmt und über ein Abgasrohr (5) zu einem Raum (6) führt.Above the burner ( 1 ) there is an exhaust gas box ( 4 ) which receives part of the exhaust gas from the burner and leads to a room ( 6 ) via an exhaust pipe ( 5 ).

Über eine Gaszuleitung (7), in der ein Gasregelventil (8) angeordnet ist, wird einem weiteren Raum (9) Brenngas zugeführt. Ein Luftschacht (10) ist an einen Raum (11) angeschlossen. Der Luftschacht (10) entzieht dem Aufstellungsraum des Gasheizgeräts oder mündet außerhalb des Aufstellungsraumes des Gasheizgeräts.Fuel gas is supplied to a further space ( 9 ) via a gas feed line ( 7 ) in which a gas control valve ( 8 ) is arranged. An air shaft ( 10 ) is connected to a room ( 11 ). The air shaft ( 10 ) withdraws from the installation space of the gas heater or opens outside the installation space of the gas heater.

Die Räume (6, 9, 11) sind von einem gemeinsamen Gehäuse (12) mit Zwischenwänden (13, 14) gebildet. Die Räume (9, 11, 6) sind an eine gemeinsame Mischkammer (15) angeschlossen, die in die Brennerdüse (3) mündet. Zwischen dem Raum (11) und der Mischkammer (15) ist als Einstellvorrichtung (16) ein Ventil angeordnet. Zwischen dem Raum (6) und der Mischkammer (15) ist als Einstellvorrichtung (17) ein weiteres Ventil angeordnet.The spaces ( 6 , 9 , 11 ) are formed by a common housing ( 12 ) with partitions ( 13 , 14 ). The rooms ( 9 , 11 , 6 ) are connected to a common mixing chamber ( 15 ) which opens into the burner nozzle ( 3 ). A valve is arranged as an adjusting device ( 16 ) between the space ( 11 ) and the mixing chamber ( 15 ). A further valve is arranged as an adjusting device ( 17 ) between the space ( 6 ) and the mixing chamber ( 15 ).

Zwischen dem Gasregelventil (8) und dem Raum (9) ist eine Venturidüse (18) in der Gaszuleitung (7) zur Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit des Brenngases angeordnet.A venturi nozzle ( 18 ) is arranged in the gas feed line ( 7 ) between the gas control valve ( 8 ) and the space ( 9 ) to increase the flow velocity of the fuel gas.

In den Räumen (9, 11, 6) erstreckt sich zentral eine Welle (19), die an ihren beiden Enden eine Spitzenlagerung (20, 21) aufweist. An der Welle (19) ist innerhalb des Raumes (9) ein Antriebsturbinenrad (22) befestigt. Innerhalb des Raumes (11) ist an der Welle (19) ein Gebläserad (23) befestigt. Innerhalb des Raumes (6) ist an der Welle (19) ein weiteres Gebläserad (24) befestigt.A shaft ( 19 ) extends centrally in the rooms ( 9 , 11 , 6 ) and has a tip bearing ( 20 , 21 ) at both ends. A drive turbine wheel ( 22 ) is fastened to the shaft ( 19 ) within the space ( 9 ). An impeller ( 23 ) is attached to the shaft ( 19 ) within the space ( 11 ). Another fan wheel ( 24 ) is attached to the shaft ( 19 ) within the space ( 6 ).

Die Funktionsweise der beschriebenen Einrichtung ist etwa folgende:The operation of the device described is approximately the following:

Das durch das Gasregelventil (8) und die Venturidüse (18) strömende Brenngas treibt das Antriebsturbinenrad (22) an und strömt in die Mischkammer (15). Durch die Rotation des Antriebsturbinenrads (22) rotieren auch die beiden Gebläseräder (23, 24). Das Gebläserad (23) saugt durch den Luftschacht (10) Luft an und fördert diese über die Einstellvorrichtung (16) in die Mischkammer (15). Gleichzeitig saugt das Gebläserad (24) Abgas aus dem Abgasrohr (5) und fördert dieses über die Einstellvorrichtung (17) in die Mischkammer (15). Durch die Einstellung der Einstellvorrichtungen (16, 17) ist das Mischungsverhältnis zwischen Brenngas, Luft und Abgas bestimmt. Das Gemisch tritt durch die Brennerdüse (3) in das Brennerrohr (2) und verbrennt dort. Durch die Einstellung des Mischungsverhältnisses läßt sich der NOx-Gehalt und der CO-Gehalt des den Brenner (1) in die Atmosphäre verlassenden Abgases auf günstigen Werten halten.The fuel gas flowing through the gas control valve ( 8 ) and the Venturi nozzle ( 18 ) drives the drive turbine wheel ( 22 ) and flows into the mixing chamber ( 15 ). The rotation of the drive turbine wheel ( 22 ) also causes the two fan wheels ( 23 , 24 ) to rotate. The fan wheel ( 23 ) sucks in air through the air shaft ( 10 ) and conveys it via the adjusting device ( 16 ) into the mixing chamber ( 15 ). At the same time, the impeller ( 24 ) sucks exhaust gas from the exhaust pipe ( 5 ) and conveys it via the adjusting device ( 17 ) into the mixing chamber ( 15 ). The mixing ratio between fuel gas, air and exhaust gas is determined by the setting of the setting devices ( 16 , 17 ). The mixture passes through the burner nozzle ( 3 ) into the burner tube ( 2 ) and burns there. By adjusting the mixing ratio, the NO x content and the CO content of the exhaust gas leaving the burner ( 1 ) into the atmosphere can be kept at favorable values.

Es ist möglich den freien Strömungsquerschnitt der Einstellvorrichtungen (16, 17) nicht nur bei der Installation des Gasheizgeräts oder dessen Wartung einzustellen, sondern die Einstellvorrichtungen (16, 17) in Abhängigkeit von der Drehzahl der Welle (19) und damit der durchströmenden Gasmenge zu steuern.It is possible not only to set the free flow cross section of the adjusting devices ( 16 , 17 ) when installing or maintaining the gas heater, but also to control the adjusting devices ( 16 , 17 ) as a function of the speed of the shaft ( 19 ) and thus the amount of gas flowing through .

Die Mischkammer (15) ist nicht unbedingt erforderlich. Die Räume (9, 11, 6) können auch direkt mit der Brennerdüse (3) bzw. den Brennerdüsen verbunden sein.The mixing chamber ( 15 ) is not absolutely necessary. The rooms ( 9 , 11 , 6 ) can also be connected directly to the burner nozzle ( 3 ) or the burner nozzles.

Claims (11)

1. Mischeinrichtung für ein Gasheizgerät, die dessen Brenner über eine Gaszuleitung Brenngas und über einen Luftschacht Luft zuführt, dadurch gekennzeichnet, daß in der Gaszuleitung (7) ein Antriebsturbinenrad (22) angeordnet ist, das durch den Gasdruck angetrieben ist, daß das Antriebsturbinenrad (22) ein Gebläserad (23) antreibt, das in dem Luftschacht (10) angeordnet ist, und daß das Brenngas nach dem Durchströmen des Antriebsturbinenrads (22) und die vom Gebläserad (23) geförderte Luft gemeinsam dem Brenner (3, 2) zugeführt sind.1. Mixing device for a gas heater, the burner of which supplies fuel gas via a gas supply line and air via an air shaft, characterized in that in the gas supply line ( 7 ) a drive turbine wheel ( 22 ) is arranged which is driven by the gas pressure, that the drive turbine wheel ( 22 ) drives an impeller ( 23 ) which is arranged in the air shaft ( 10 ) and that the fuel gas after flowing through the drive turbine wheel ( 22 ) and the air conveyed by the impeller ( 23 ) are fed together to the burner ( 3 , 2 ) . 2. Mischeinrichtung nach Anspruch 1, wobei Abgas des Brenners (1) über ein Abgasrohr (5) zurückgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Abgasrohr (5) ein vom Antriebsturbinenrad (22) angetriebenes weiteres Gebläserad (24) angeordnet ist, welches Abgas zum Brenner (3, 2) fördert.2. Mixing device according to claim 1, wherein exhaust gas from the burner ( 1 ) is returned via an exhaust pipe ( 5 ), characterized in that in the exhaust pipe ( 5 ) a driven by the drive turbine wheel ( 22 ) further fan wheel ( 24 ) is arranged, which exhaust gas for Burner ( 3 , 2 ) promotes. 3. Mischeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Gasregelventil in der Gaszuleitung, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsturbinenrad (22) in der Strömungsrichtung des Brenngases hinter dem Gasregelventil (8) angeordnet ist.3. Mixing device according to one of the preceding claims with a gas control valve in the gas supply line, characterized in that the drive turbine wheel ( 22 ) is arranged in the flow direction of the fuel gas behind the gas control valve ( 8 ). 4. Mischeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Strömungsrichtung des Brenngases vor dem Antriebsturbinenrad (22) eine Venturidüse (18) angeordnet ist. 4. Mixing device according to one of the preceding claims, characterized in that a Venturi nozzle ( 18 ) is arranged in the flow direction of the fuel gas in front of the drive turbine wheel ( 22 ). 5. Mischeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsturbinenrad (22) und das Gebläserad (23) bzw. die Gebläseräder (23, 24) an derselben Welle (19) befestigt sind.5. Mixing device according to one of the preceding claims, characterized in that the drive turbine wheel ( 22 ) and the fan wheel ( 23 ) or the fan wheels ( 23 , 24 ) are attached to the same shaft ( 19 ). 6. Mischeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (19) spitzengelagert ist.6. Mixing device according to claim 5, characterized in that the shaft ( 19 ) is tip-mounted. 7. Mischeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Brenner (3, 2) und dem Antriebsturbinenrad (22) sowie dem Gebläserad (23) bzw. den Gebläserädern (23, 24) eine Mischkammer (15) für Brenngas, die geförderte Luft und gegebenenfalls das geförderte Abgas angeordnet ist.7. Mixing device according to one of the preceding claims, characterized in that between the burner ( 3 , 2 ) and the drive turbine wheel ( 22 ) and the impeller ( 23 ) or the impellers ( 23 , 24 ), a mixing chamber ( 15 ) for fuel gas, the conveyed air and possibly the conveyed exhaust gas are arranged. 8. Mischeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Luftschacht (10) und/oder dem Abgasrohr (5) eine Einstellvorrichtung (16, 17) für den Strömungsquerschnitt angeordnet ist.8. Mixing device according to one of the preceding claims, characterized in that an adjusting device ( 16 , 17 ) for the flow cross section is arranged in the air shaft ( 10 ) and / or the exhaust pipe ( 5 ). 9. Mischeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung (16) oder die Einstellvorrichtungen (16, 17) zwischen dem Gebläserad (23) bzw. den Gebläserädern (23, 24) und dem Brenner (3, 2) angeordnet sind.9. Mixing device according to claim 8, characterized in that the adjusting device ( 16 ) or the adjusting devices ( 16 , 17 ) between the impeller ( 23 ) or the impellers ( 23 , 24 ) and the burner ( 3 , 2 ) are arranged. 10. Mischeinrichtung nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung (16) oder die Einstellvorrichtungen (16, 17) zwischen dem Gebläserad (23) bzw. den Gebläserädern (23, 24) und der Mischkammer (15) angeordnet ist bzw. sind.10. Mixing device according to claim 7 and 8, characterized in that the adjusting device ( 16 ) or the adjusting devices ( 16 , 17 ) between the impeller ( 23 ) or the impellers ( 23 , 24 ) and the mixing chamber ( 15 ) is arranged or . are. 11. Mischeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des Antriebsturbinenrads (22) erfaßt ist und die Einstellvorrichtung (16) bzw. die Einstellvorrichtungen (16, 17) steuert.11. Mixing device according to one of the preceding claims, characterized in that the speed of the drive turbine wheel ( 22 ) is detected and the adjusting device ( 16 ) or the adjusting devices ( 16 , 17 ) controls.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT411927B (en) * 2001-04-20 2004-07-26 Vaillant Gmbh ATMOSPHERIC BURNER
CN104492290A (en) * 2014-12-12 2015-04-08 中煤科工集团重庆研究院有限公司 Coal mine low-concentration gas mixing device

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