DE2051485A1 - Gasbeheiztes Gerat - Google Patents

Description

Patentanwälte 9 Π S 1 Λ 8 Dipi.-ing. Walter Meissner Dipi.-ing. Herbert Tischer BERLIN-GRUNEWALD MÜNCHEN

8 München 2, den _2θο Oktober T«I71

F«rn«pr. SS ββ Β7 /¹^¹

iüociete Anonyme "APPLICATION DiSS Paris /Frankreich

Gasbeheiztes Gerät

uie Erfindung betrifft ein gasbeheiztes Gerät, bei dem ein behälter od_e dgl. mittels einer außerhalb desselben angeordneten, mit Gas gespeisten Düse beheizt wird, wo-Dei das Gas aus der Düse gegen eine Wand des Behälters austritt und nach Anzünden der Flamme diese V/and erwärmt wirdo

.bei den bekannten gasbeheizten Geräten dieser Art befindet sich die iXise, aus der das Gas austritt, innerhalb eines Brenners, der eine Primärluftzuführung enthält, durch die üie Flamme gegen die erwähnte Wand gerichtet wird. Im betrieb dieser bekannten brenner wird bei Zuführung einer ausreichenden Menge an Primärluft eine praktisch vollkommene Verbrennung des Gases erreicht, so daß sich keine Kuß- oder ioerrückstände uaWe an der kalten, zu erwärmenden .^and bilden unu die abziehenden Verbrennungsgase nur CO^ und wasserdampf und keinen merklichen .anteil an CO oder anderen durch

109618/U58

_ 2 —

unvollkommene Verbrennung entstandene Verbindungen enthalten. Diese .brenner haben Jedoch den Nachteil einer gewissen !Instabilität, sobald der Anteil an Primär luft vergrößert wird, Es kommt häufig vor, daß die flamme in das Innere des Diffusors zurückschlägt, was für den Betrieb schädlich ist. .außerdem haben diese Brenner ziemlich große -abmessungen, wodurch der Platzbedarf und auch die Herstellungskosten entsprechend hoch sind» Schließlich ist es in der Praxis ziemlich schwierig zu erreichen, daß sich die Flamme genügend abflacht, damit sie sich in Berührung mit der zu erwärmenden wand lokalisiert und die günstigsten Wärmeübertragungsbedingungen erhalten werden.

Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, als Ersatz für die bekannten Brenner eine besonders einfache und leichte Anordnung zu schaffen, mit der eine vollkommene Verbrennung und darüber hinaus noch erreicht wisd, daß diese Verbrennung nur in Berührung mit der zu erwärmenden Viand stattfindet, d_eh„ unter den besten Wärmeübertragungsbedingungen.

Das gasbeheizte Gerät gemäß der Erfindung ist zur Lösung dieser Aufgabe dadurch gekennzeichnet, daß senkrecht zu einer zu beheizenden Wand eine mit unter Druck stehendem Gas gespeiste Düse vorgesehen ist, die im Betrieb einen leicht gegen die Wand divergierenden Gasstrahl mit solcher Geschwindigkeit abgibt, daß die gezündete an der wand anliegende flamme die Form eines Hinges hat, der den *vuft reff punk t der iitrahlachse an der Wand mit Abstand umgibt.

Die Erfahrung zeigt, daß, wenn man einen Gasstrahl an einer Wand mit einer ausreichenden Geschwindigkeit auftreffen läßt und das in Berührung mit der Vi/and befindliche Gas entzündet, die erhaltene Flamme in einer Bingzone verbleibt, die den -»uftreffpunkt der Achse des Gasstrahls in einer ganz bestimmten radialen Entfernung umgibt. Außerdem wurde festge-

1 0 9 8 1 8 / 1 4 5 8

20 51 A 8 5

stellt, daß der Gasstrahl auf seinem ueg zwischen der trittsöffnung uer Düse und der .<and eine so erhebliche menge aus der Atmosphäre mitnimmt, daß die erhaltene Flamme praktisch auf der .Basis der vollkommenen Verbrennung brennt, wie dies bei einem Jrenner mit Zuführung von Primärluft der Fall ist ο schließlich wurde gefunden, daii die nicke der ringförmigen Flammenschicht recht gering ist, α.ho aie Flamme hat an allen dtellen die Form eines liingbandes von hoher Temperatur, das an der zu erwärmenden ».and anliegt.

Die maximale Entfernung, die der Gasstrahl zwischen der -mstrittsöffnung der Düse und der wand ohne Gefahr durchlaufen kann, daß die Flamme in xtichtung zur Austritts öffnung der Düse nicht zurückschlägt, ändert sich in .abhängigkeit von üer Geschwindigkeit des Gasstrahls auf seiner ganzen Länge, d.h. in abhängigkeit von der Gasdichte, vom gasdruck vor der ■"■ustrittsü'ffnung aer Düse und vom Divergenzwinkel, der durch die Düse entsteht. Es genügt, daß sich in der iiähe der uand die Gasmoleküle noch mit einer Geschwindigkeit bewegen, die großer ist als die Sündgeschwindigkeit des bases.

..enn man vom maximalen .abstand ausgeht, bei dem die ringförmige Flamme den ^uftreffpunkt der Flamme des Gasstrahls mit einem minimalen Innendurchmesser umgibt, s© bemerkt man beim .annähern der i^ustrittsöffnung aer ^iise zur «and, daß sich der innere Durchmesser der ringförmigen Flamme vergrößerte Binders ausgedrückt will sich die an uer wand erzeugte Gasüchicht schließlich in drei Zonen unterteilen, nämlich eine mittlere Zone, die aie Gasmoleküle des Gasstrahls, erhält, eine erste ivingzone, in aer die radiale ueschwindigkeit des Gases größer ist als die Zündgeschwindigkeit des Gases und schließlich eine dritte Zone, in der die Flamme entstehen und sich in Berührung mit der -ana stabilisieren kann_o selbstverständlich ist nur diese dritte Zone fur die gewünschte beheizung maßgebend.

10 9 818/1458

205U85

bm das brennbare Gas zu zünden, wird zweckmäßig eine Zündflamme in der Zone angeordnet, wo sich die ringförmige flamme stabilisierte Die bei gasbeheizten Geräten übliche Düse für die Zündflamme muß also so vorgesehen werden, daß die Zündflamme in unmittelbarer Nähe der zu beheizenden ivand, jedoch in genügendem .abstand vom ^uftreffpunkt der ütrahlachse angeordnet ist, so daß sie sich im Bereich der nauptflamme befindet, wo diese sich bei normaler Betriebsweise stabilisiert.

μ bemerken ist, daß ein Gerät gemäß der Erfindung mit vermindertem Gasdruck nicht betrieben werden kann, denn dabei ist ciie Geschwindigkeit des Gasstrahls nicht ausreichend und die Flamme würde dazu neigen, zur -^ustrittsöffnung der -uüse zurückzuschlagen. Diese Verhältnisse bedeuten, daß die •steuerung der Beheizung nur durch Ein- und Ausschalten des Gasstroms und nicht durch Verstärken und Drosseln desselben vorgenommen v/erden kann, was jedoch für die meisten praktischen Anwendungsfälle keinen Wachteil bedeutet.

Die Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig· 1 eine schematische Darstellung der

wesentlichen Einzelheiten eines gemäß der Erfindung gasbeheizten Geräts;

Figo 2 eine Aufsicht auf die in Fig. 1 dargestellte, zu erwärmende Wand;

Fig. 3 eine Seitenansicht eines Warmwasserbereiters ;

Fig. 4 einen waagerechten schnitt nach der Linie 1V-1V in Fig. 2;

109818/1A5Ö

205H85

Ji'ig. 5 einen schnitt wie Fig. 4 durch eine ücke des «i/armwasserbereiters in größerem Maßstab«

In i'ib'· 1 ist eine zu erwärmende wand 1 dargestellt. Vor der nand 1 befindet sich in gewissem abstand eine Düse 2, die mit einem unter Druck stehendem, brennbaren Gas gespeist wird ο .Diese -i^üse 2 ergibt im Betrieb einen etwas divergierenden strahl 5 mit hoher Gasgeschwindigkeit. Der strahl J5 trifft auf der «/and 1 ungefähr senkrecht auf» Der Auftreffpunkt der otrahlachae ist mit i* bezeichnet« Da das Gas durch die '..'and in der otrahlrichtung aufgehalten wird, verteilt es sich radial in allen -Richtungen auf der „and. «ird das Gas in der j iahe der ./and 1 und in einer gewissen entfernung vom .auftreffpunkt .ti gezündet, so bildet sich eine ringförmige Flammst (angedeutet durch die öchraffuren in Fig. 1 und 2). Diese Ji¹Iamine Λ hat einen klar ausgeprägten inneren itand mit dem iiadius 1ΐ, der unter der Voraussetzung, daß der Druck aes in aie Düse eintretenden Gases ausi'eicht, größer ist als der icadius r der Kreisfläche, die der ü-uftreffzone an der Wand entspricht, d.h. v/o der otrahl 3 direkt auf die wand auftrifft. Zu bemerken ist noch, daß im Bereich der Flamme 4-eine im wesentlichen vollkommene Verbrennung (blaue Flamme) stattfindet, und daß die Dicke der Flamme verhältnismäßig gering ist«

ie Vorgänge sind leicht erklärliche Der dtrahl 3 nimmt in dem itaum zv/iscuen der uüse 2 und der wand 1 eine erhebliche ijuftmenr;e mit sich. -iJiese mitgerissene Luft mischt sich derart xiiit riem Gas, daß beim ^uftreffen auf die ».and 1 nicht mehr eine ro ine Gasmasse, sondern ein Gas-Luft-Gemisch vorliegt, das sich an der wand 1 ausbreitet. In der *mftreffzone mit dem Kadiuii r ir;t die Geschwindigkeit des Gas-Luft-Gemisches rjrüßfir aiij die lirenngeschwindigkeit der Flamme, d.h. die Flamme kann nicht in diese .uuftreffzone zurückgehen und stabiliiiiert ijich in der dargestellten üingform.

109818/1 A58

205H85

Fig. 3 bis 5 zeigen einen warmwasserbereiter gemäß der Erfindung, bei dem ein geschlossener rechteckiger Behälter 5 im Innern eines Gehäuses 6 angeordnet ist. Die Innenwand dieses Gehäuses 6 ist mit einer wärmeisolierenden ochicht bekleidet, die aus gewellter Asbestpappe 7 besteht und zwischen dem Gehäuse 6 und einer dünnen, polierten aluminiumfolie 8 angeordnet ist. Die Aluminiumfolie 8 ist auf die i.ellenbuckel der gewellten Asbestpappe 7 aufgeklebt. Zwischen dem Behälter 5 und der Aluminiumfolie 8 ist ein freier Raum 9 vorhanden, durch den die Verbrennungsgase abziehen. Zur· Befestigung des Behälters 5 am Gehäuse G sind an der riinterwand des Behälters 5 Bänder 1o angeschweißt, an denen sich Bolzen 11 befinden, die Je einen Bund haben und mit einer Halteschiene 12 verschraubt sind_e Hierzu dienen Kopfschrauben 13 und Ünterlagscheiben 14-,

Der Behälter 5 wird über ein iiohr 15 mit kaltem »asser gespeist, das im Innern des Behälters 5 nach unten geführt ist und dessen Mündung 15» dicht über dem Behälterboden liegt. Das warme wasser wird über ein zweites Hohr 16 entnommen, aas oben am .behälter 5 angesetzt ist. Die obere wand des Gehäuses 6 ist mit einem Abzug 17 versehen.

Zur Beheizung des Warmwasserbereiters dient eine Düse 18, die mit Gas unter ausreichendem Druck gespeist wird, um die Betriebsweise zu erreichen, wie sie in Verbindung mit Fig„1 und 2 beschrieben wurde. Die Steuerung der Beheizung wird durch einen mechanisch betriebenen Thermostaten 19 mit ochnellauslösung bewirkt, der also den Gashahn od_e dgl. (nicht dargestellt) für die Gaszufuhr zur Düse 18 nur ein- und ausschaltet. In Verbindung mit dem Thermostaten ist eine Zünd-'flamme 2o vorgesehen, die in unmittelbarer Nähe des Bodens des Behälters 5 und in ausreichender Entfernung von der Längsachse der Düse 18 angeordnet ist. Ferner ist ein üblicher knopf 21 vorhanden, um das Zünden und Aufrechterhalten der Zündflamme 2o zu ermöglichen, bevor diese Zündflamme 2o den

109818/U5Ö

205U85 - 7 -

üblichen aus oicherheitsgründen vorgesehenen Bi-idetallatreifen 22 ausreichend erwärmt hat.

ringförmige Flamme gemäß ^13. 1 und 2 baut sich in unmittelbarer Berührung mit dem Jioden des Behälters 5 auf und bewirkt das Erwärmen des wassers unter optimalen bedingungen hinsichtlich der «/ärmeübertragung, der Stabilität und der .^infachiieit des Geräts.

selbstverständlich dient die vorstehende Beschreibung nur zur Erläuterung des Äusführungsbeispiels. i^s können Abänderungen vorgenommen werden, insbesondere können Einzelteile durch .äquivalente ersetzt werden, ohne sich aus dem Erfindungsbereich zu entfernen«

1 0 9 8 1 8 / Ί /. 5 8 BAD ORIGINAL

Claims (1)

1. 2 Ü 5 1 4 3 5

   j a t e η t ansprüche

   Ti.'\ Gasbeheiztes Gerät, α a d u r c h gekennzeichnet, daß senkrecht zu einer zu beheizenden wand (i) eine mit unter Druck stehendem Gas gespeiste Düne (^) vorgesehen ist, die im .betrieb einen leicht gegen üie ./and ( i) divergierenden Gasstrahl mit solcher ueschwincigkeit abgibt, daß die gezündete, an der wand (1) anliegende .amme (.4) uie i<'orni eines Hinges hat, der den .uuftreffpunkt (a) der otrahlach.se an der wand (1) mit abstand umgibt,

   d» Gerät nach j.nbpruch 1 mit Ijündf lamme, dadurch g β k e η η ζ e i c h η e t, daß die Zündflamme (l-o) in unmittelbarer nähe der zu beheizenden ..and, jedoch in genügendem Abstand vom -"-uftreffpunkt (.u) der otrahlachce angeordnet ist, so daß sie sich im .bereich eier nauptflamme (^zl) befindet, wo diese sich bei normaler .betriebsweise stabilisiert.

   iJerüt riech Anspruch ί?, α a u u r c h g e k e η η ζ α i c h η e t, daß uie zu beheizende wand 1,1) die Dodenwand eines v»annv/asserbereitei'S ict, der in an sich bekannter weise eine Kaltwasserzuleitung (1b) in den unteren feil seines Behälters (5)» eine ijntnahmeleitung (lo) für ..anawasser, L.ie oben am .behälter (5) angesetzt ist, und einen von der wassertemperatur im Behälter beeinflußten rHermostaten (19) aufweist, der mit ochnellauslosung das L>chlieüen und uffnen des .dbsperrorgans für das Gas bewirkt.

   ^o Gerät nach iins})ruch ^, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (^c.;) in einem wärmeisolierten Gehäuse (6) angeordnet und zwischen beiden ein freier -Kaum (9) i'ür den Jui'chgang der Verbrennungugase vorgesehen ist, ynd daß ferner das Gehäuse (6) oben mit einem .abzug (Ί7) versehen ist.

   1 ü 9 8 1 8 / U b 8

   BAD ORIGINAL

   Leerseite