DE4223799C2

DE4223799C2 - Gasheizgerät

Info

Publication number: DE4223799C2
Application number: DE19924223799
Authority: DE
Inventors: Jan-Aede Dipl Ing Stapensea
Original assignee: Dejatech Bv
Current assignee: DEJATECH B.V., DB BELFELD, NL
Priority date: 1992-07-20
Filing date: 1992-07-20
Publication date: 1997-01-30
Anticipated expiration: 2012-07-21
Also published as: DE4223799A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Gasheizgerät mit einem Brenner und mit einem Wärmetauscher, dessen Grundkörper innen wenigstens einen wasserführenden Kanal und außen Wärmetauscherrippen aufweist, die im Brenngasstrom des Brenners liegen.

Ein derartiges Gasheizgerät ist in der DE 91 11 583 U1 beschrieben. Bei diesem ist der Brenner eine gegenüber dem Wärmetauscher separate Bau gruppe und muß an dem Wärmetauscher montiert werden. Ein solcher Aufbau ist aufwendig.

Ein anderer Gasbrenner ist beispielsweise in der DE 39 18 855 A1 beschrie ben. Ähnliche Brenner ergeben sich auch aus der US 4,525,141 und der US 4,673,349.

In der DE 36 42 102 C2 ist ein Gasheizgerät beschrieben, bei dem der Brenner ebenfalls als gegenüber dem Wärmetauscher separate Baugruppe in diesen eingesetzt ist. Durch eine Abkühlung der Flammen soll der NO_x Gehalt des Abgases verringert werden. Hierfür ragen Rippen des Wärmetau schers in die Flammenzone des Brenners.

In der DE 37 05 230 C2 ist ebenfalls die Verringerung des NO_x-Gehalts durch Kühlrippen in der Flammenzone beschrieben. Auch hier sind die Brennerlanzen gegenüber dem Wärmetauscher eigene Baueinheiten.

Die DE 23 18 658 C2 zeigt eine Verbrennungseinrichtung für ein Brenngas- Luft-Gemisch, wobei die Kühlung für die Flammen durch eine Reihe von in einer horizontalen Ebene liegenden, wasserführenden Rohren gebildet ist. Die Brennzone oberhalb dieser Rohre wird durch einen Wärmetauscher begrenzt, der ebenfalls aus einer Reihe von parallelen, nebeneinander an geordneten Rohren besteht. Die Rohre sind mit einer Vielzahl von Rippen versehen. Es handelt sich hier also um eine komplizierte Einrichtung, die nicht oder nur unter großen Schwierigkeiten aus einem Stück gegossen werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Aufbau eines Gasheizgeräts der eingangs genannten Art zu vereinfachen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Die zu den Wärmetauscherrippen zusätzlichen weiteren Rippen übernehmen die Funktion des Brenners. Dadurch erübrigt es sich, an dem Wärmetau scher einen Brenner als separate Baugruppe zu installieren. Die Brennerrip pen sind wie die Wärmetauscherrippen an dem Grundkörper angeformt. Der Grundkörper des Wärmetauschers mit den angeformten Wärmetauscherrippen und den angeformten Brennerrippen ist also ein einziges Gußteil, denn der durch die Brennerrippen verkörperte Brenner wird gleichzeitig mit dem Grundkörper des Wärmetauschers und den Wärmetauscherrippen gefertigt. Dies führt zu einem besonders kostengünstigen Aufbau.

Vorteilhafte weitere Ausführungsformen des im Anspruch 1 beschriebenen Gasheizgeräts sind Gegenstand der Unteransprüche.

So sind vorzugsweise die Brennerrippen in einem eine Brennzone für die Flammen bildenden Abstand von den Wärmetauscherrippen angeordnet. Das von den Brennerrippen gestaltete Flammenbild wird dabei durch die Wärme tauscherrippen nicht beeinträchtigt.

Um zur Reduzierung des NO_x-Gehalts des Brenngasstromes die Flammen zu kühlen, ist es vorteilhaft, wenn sich der im Grundkörper des Wärmetau schers liegende, wasserführende Kanal auch angrenzend an die Brennerrippen und/oder die Brennzone erstreckt.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 schematisch ein Gasheizgerät im Schnitt,

Fig. 2 eine Schnittansicht längs der Linie II-II nach Fig. 1,

Fig. 3 ein Gasheizgerät mit einem Gebläsebrenner im Schnitt und

Fig. 4 eine Schnittansicht längs der Linie IV-IV nach Fig. 3.

Ein Gasheizgerät weist einen Gasbrenner (1) auf. Diesem wird von einem Gebläse (2) ein Gas-Luftgemisch zugeführt. Dieses brennt in einer Brennzone (4). Die Abgase ziehen in einem Wärmetauscher (5) - bei den Ausführungsbeispielen nach unten - und gelangen in eine Abgasführung (6).

Im Wärmetauscher (5) ist wenigstens ein Kanal (7) ausgebildet, durch den das Wasser mittels einer Umwälzpumpe (8) vom Vorlauf (9) zum Rücklauf (10) einer Heizungsanlage gefördert wird.

Der Wärmetauscher (5) weist einen Grundkörper (11) auf, der ein Metallgußteil ist. An dem Grundkörper (11) sind außen Wärmetauscherrippen (12) angeformt. Diese sind in mehreren Reihen angeordnet und dienen der Verbesserung der Wärmeübertragung vom Abgas auf das durch den Kanal (7) geförderte Wasser. Eine Abdeckplatte (13) schafft einen seitlich geschlossenen Abgasraum (14), in den die Wärmetauscherrippen (12) ragen.

An den Grundkörper (11) des Wärmetauschers (5) sind zusätzlich zu den Wärmetauscherrippen (12) Brennerrippen (15) einstückig angeformt. Die Brennerrippen (15) sind in zwei bis sechs Reihen angeordnet. Die Brennerrippen (15) benachbarter Reihen sind gegeneinander versetzt. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind vier Reihen von Brennerrippen (15) vorgesehen. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 sind zwei Reihen von Brennerrippen vorgesehen. Zwischen der den Wärmetauscherrippen (12) nächstliegenden Reihe der Brennerrippen (15) und den Wärmetauscherrippen (12) ist die Brennzone (4) gebildet. Diese ist so gestaltet, daß sich dort die Flammen stabil ausbilden können. In der Brennzone (4) ist eine Zündeinrichtung (16) vorgesehen. Die Abdeckplatte (13) deckt auch die Brennzone (4) und die Brennerrippen (15) seitlich ab.

Die Brennerrippen (15) in benachbarten Reihen sind gegeneinander versetzt. Die Abstände der Brennerrippen (15) in den Reihen und die Abstände der Reihen und die Anzahl der Reihen wird so bemessen, daß ein Rückschlag der Flammen nicht zu erwarten ist. Die Querschnittsform der Brennerrippen (15) kann unterschiedlich sein. In Fig. 2 weisen die Brennerrippen (15) einen kreisförmigen Querschnitt auf. In Fig. 4 weisen die Brennerrippen (15) der oberen Reihe einen etwa dreieckförmigen Querschnitt mit einer Wölbung beim Gaseintritt auf. Die Brennerrippen (15) der unteren Reihe sind kreisförmig. Die Brennerrippen (15) könnten auch einen dreieckförmigen oder rautenförmigen oder elliptischen Grundriß aufweisen. In der Längserstreckung - quer zur Gasströmung - stehen die Brennerrippen parallel zu den Wärmetauscherrippen.

Die Brennerrippen (15) und die Brennzone (4) sind in einem Bereich des Grundkörpers (11) angeordnet, an den der Kanal (7) angrenzt. Dadurch wirkt das den Kanal durchfließende Wasser kühlend auf die Flammen, so daß sich die Flammtemperatur erniedrigt, was zu einer Verringerung der NO_x-Bildung im Abgas führt.

Bei der beschriebenen Einrichtung ist der Brenner (1) in den Wärmetauscher (5) integriert und zwar speziell in der Weise, daß die die Flammen bildenden und stabilisierenden Brennerrippen (15) einstückig an dem Grundkörper (11) des Wärmetauschers (5) ausgebildet sind. Die Ausbildung der Brennerrippen (15) am Grundkörper (11) ist einfach, da der Grundkörper (11) ein Gußteil, insbesondere Alu-Gußteil, ist und an ihm an der gleichen Seite ohnehin die Wärmetauscherrippen (12) vorgesehen sind.

Die Funktionsweise der Einrichtung nach den Fig. 3 und 4 ist etwa folgende:

Das Gebläse (2) saugt Umgebungsluft (L) an und mischt diese mit Brenngas (G). Das Gas-Luftgemisch gelangt in eine Gemischkammer (17), in der ein Sieb (18) angeordnet ist und über einen Spalt (19) zur oberen Reihe (20) der Brennerrippen (15). Es strömt zwischen den Brennerrippen (15) der oberen Reihe (20) und den Brennerrippen (15) der unteren Reihe (21). Unterhalb der unteren Reihe (21) bilden sich dann - nach Zündung - in der Brennzone (4) die Flammen. Die heißen Abgase ziehen zwischen den Wärmetauscherrippen (12) hindurch nach unten. Die Anzahl der Reihen der Wärmetauscherrippen (12) ist größer als die der Brennerrippen (15). Dabei erhitzt sich das den mäanderförmigen Kanal (7) durchströmende Wasser. Am unteren Ende des Wärmetauschers (5) gelangt das Abgas durch die Abgasführung (6) in einen Kamin.

Das den Kanal (7) durchströmende Wasser kann Brauchwasser sein. Es kann jedoch auch das durch eine Umwälzpumpe geförderte Wasser einer Heizungsanlage sein. Um in diesem Fall mit dem Gasheizgerät auch Brauchwasser erwärmen zu können, ist unterhalb des Wärmetauschers (5) ein Wärmetauscher-Speicherbehälter (22) angeordnet. In diesem erstrecken sich von Brauchwasser durchflossene Rohrschlangen (23). Der Speicherbehälter (22) hat einen Speicherinhalt von min. 2,5 l und ist in einen Kreislauf mit dem Kanal (7) schaltbar, wobei eine weitere Umwälzpumpe vorgesehen ist. Das Speichervolumen des Speicherbehälters (22) stellt sicher, daß bei einer Brauchwasserzapfung sofort warmes Wasser an der Zapfstelle zur Verfügung steht und zwar schon bevor der Brenner (1) einschaltet und über den Kanal (7) dann Heißwasser an den Speicherbehälter (22) nachgeliefert wird.

Die Arbeitsweise des Gasheizgeräts nach den Fig. 1 und 2 entspricht im wesentlichen dem oben Beschriebenen. In den Ausführungsbeispielen ist davon ausgegangen, daß die Brennerrippen (15) oberhalb der Wärmetauscherrippen (12) angeordnet sind. Es ist jedoch auch möglich, die Brennerrippen bei einer umgekehrten Abgasführung unterhalb der Wärmetauscherrippen (12) anzuordnen.

Claims

1. Gasheizgerät mit einem Brenner und mit einem Wärmetauscher, dessen Grundkörper innen wenigstens einen wasserführenden Kanal und außen Wärmetauscherrippen aufweist, die im Brenngasstrom des Brenners liegen, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner (1) von weiteren Rippen (Brennerrippen) (15) gebildet ist, die außen an dem Grundkörper (11) des Wärmetauschers (5) neben den Wärmetauscherrippen (12) angeordnet sind, und daß die Brennerrippen (15) und die Wärmetau scherrippen (12) an den Grundkörper (11) angeformt sind.

2. Gasheizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bren nerrippen (15) an der gleichen Seite des Grundkörpers (11) wie die Wärmetauscherrippen (12) angeformt sind.

3. Gasheizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß die Brennerrippen (15) in einem eine Brennzone (4) für die Flammen bildenden Abstand von den Wärmetauscherrippen (12) angeordnet sind.

4. Gasheizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß der im Grundkörper (11) des Wärmetauschers (5) liegende wasserführende Kanal (7) sich auch angrenzend an die Brenner rippen (15) und/oder die Brennzone (4) erstreckt.

5. Gasheizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß der Grundkörper (11) des Wärmetauschers (5) mit den angeformten Wärmetauscherrippen (12) und den angeformten Bren nerrippen (15) ein einziges Gußteil ist.

6. Gasheizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß in der Brennzone (45) eine Zündeinrichtung (16) angeordnet ist.

7. Gasheizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß die Brennerrippen (15) in wenigstens zwei Reihen (20, 21) angeordnet sind, wobei in jeder Reihe mehrere Brennerrippen (15) vorgesehen sind.

8. Gasheizgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bren nerrippen (15) in höchstens sechs Reihen angeordnet sind.

9. Gasheizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß die Brennerrippen (15) benachbarter Reihen gegenein ander versetzt sind.

10. Gasheizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß die Brennerrippen (15) etwa dreieckförmig, kreisför mig oder rautenförmig sind.

11. Gasheizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß die Brennerrippen (15) der einen Reihe (20) im Querschnitt etwa dreieckförmig und die Brennerrippen (15) der benach barten Reihe (21) etwa kreisförmig sind.