DE2921984A1

DE2921984A1 - Erdgas-heizgeraet

Info

Publication number: DE2921984A1
Application number: DE19792921984
Authority: DE
Inventors: Walter Kroll
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-05-30
Filing date: 1979-05-30
Publication date: 1980-12-11

Description

Die Erfindung betrifft ein Heizgerät für den Betrieb mit
Erdgas, bestehend aus einem rohrförmigen Außenmantel, einen im rückwärtigen Bereich des Außenmantels angeordneten Axialgebläse und einem mit Abstand vor dem Axialgebläse angebrachten Brenner, der mit einem außerhalb des Mantels vorgesehenen Gasanschluß in Verbindung steht.
Es ist bekannt, daß für mit Erdgas betriebene Heizgeräte spezielle Brenner erforderlich sind, da bei Verwendung von Erdgas der Anschlußdruck im Vergleich zu Flaschengas sehr niedrig ist. Dieser niedrige Gas-Anschlußdruck bereitet insbesondere dann Schwierigkeiten, wenn zwecks Erzielung einer größeren Heizleistung mit Gebläse gearbeitet werden muß, wie dies im Falle der Heizung von größeren Räumen, Werkstätten, Gewächshäusern, Hallen und dergleichen erforderlich ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Heizgerät der eingangs definierten Art trotz einfachen Aufbaus so auszugestalten, daß praktisch keine aus dem niederen Gas-Anschlußdruck herrührenden Nachteile in Kauf genommen werden müssen und demgemäß ein Gerät bereitgestellt wird, das betriebssicher und zuverlässig arbeitet, eine hohe Heizleistung gewährleistet und dennoch nur einen kurzen Flammbereich aufweist.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Brenner als Brennertopf mit geschlossener Bodenfläche und wenigstens einer Reihe vonringförmig um den Brennertopfmantel verteilten Austrittsöffnungen ausgebildet ist, daß der Brennertopf an ein zumindest im wesentlichen koaxial einmündendes Zuleitungsrohr angeschlossen ist, dessen offenes Ende mit einem Teil des vom Axialgebläse erzeugten Luftstromes beaufschlagt ist, und daß ein vom Gasanschluß kommendes Rohrstück in das Zuleitungsrohr geführt ist und in einem vorgebbaren Abstand vor dem Brennertopf im Zuleitungsrohr mündet.
Durch die Verwendung eines Brennertopfes, dessen spezieller Ausgestaltung sowie die Speisung dieses Brennertopfes mit einem Gemisch von Erdgas und Luft wird ein überraschend problemfreier und sicherer Betrieb des Heizgeräts verbunden mit der angestrebten hohen Heizleistung erreicht. Der Gesamtaufbau ist überaus einfach, da der Mischvorgang zwischen Erdgas und Luft besonders wirksam im Zuleitungsrohr durchgeführt wird und dabei die erforderliche Luftmenge mit dem gewünschten und benötigten Druck von dem Axialgebläse geliefert wird, das somit mehrfach genutzt wird.
Vorzugsweise sind im Brennertopfmantel anschließend an die geschlossene Bodenfläche mehrere unmittelbar nebeneinanderliegende Reihen von Austrittsöffnungen für das Gemisch aus Erdgas und Luft vorgesehen, und es hat sich als zweckmäßig erwiesen, die Brennertopftiefe so zu wählen, daß sie ein Mehrfaches der Breite des von den Austrittsöffnungen eingenommenen Brennermantelabschnittes beträgt.
Das aus den Austrittsöffnungen im Brennermantel radial mit einem bestimmten Druck austretende Gemisch von Erdgas und Luft brennt in dem den Mantel durchsetzenden Axialluftstrom mit kurzer Flamme, so daß keinerlei Gefahr eines Herausschlagens der Flamme an der Mündung des Heizgeräts besteht.
Der Durchmesser des Zuleitungsrohrs ist vorzugsweise größer als der Radius des Brennertopfes, und dieses Zuleitungsrohr ist im wesentlichen derart S-förmig gekrümmt, daß sein offenes Lufteintrittsende angrenzend an den Mantel des Heizgeräts gelegen ist. Die dem Axialluftstrom ausgesetzte Offnung des Zuleitungsrohrs wird dabei in Abhängigkeit von den Charakteristiken des Heizgeräts, insbesondere in Abhängigkeit von der Förderleistung des Axialgebläses so gewählt, daß sich hinsichtlich des im Zuleitungsrohr und im Brennertopf bildenden Gemisches optimale Verhältnisse hinsichtlich der Mischung und des Drucks ergeben.
Ein vom außerhalb des Heizgerätemantels gelegenen Gasanschluß kommendes Rohrstück durchsetzt vorzugsweise die Wandung des Zuleitungsrohrs und ist innerhalb des Zuleitungsrohrs als Düse ausgebildet. Die Mündung dieser Düse liegt bevorzugt im Bereich des Wendepunktes der Krümmung des Zuleitungsrohrs, wodurch der erforderliche Mischprozeß zwischen Erdgas und Luft an einer günstigen Stelle beginnt und demgemäß bereits im Zuleitungsrohr eine intensive Vermischung erfolgt, die sich im Brennertopf fortsetzt und dazu führt, daß an den Austrittsöffnungen des Gemisches gleichförmige Brennbedingungen herrschen.
Am Gasanschluß ist vorzugsweise ein Magnetventil vorgesehen, welches geschaltet über ein Verzögerungsrelais bei der Inbetriebnahme des Heizgerätes auf einfache Weise bewirkt, daß zunächst das Axialgebläse anläuft, sich dadurch im Brennerbereich ein Luftdruck aufbaut und erst dann die Gaszufuhr freigegeben wird. Bei Abschalten des Geräts schließt das Magnetventil die Gaszufuhr sofort ab Zündung und Flammenüberwachung erfolgen durch einen im Gerät eingebauten Gasfeuerungsautomat.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert; in der Zeichnung zeigt: Fig. 1 eine schematische Gesamtdarstellung eines transportablen Heizgeräts, und Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des erfindungsgemäßen Brenner- und Gaszuführsystems.
Nach Fig. 1 besteht das Erdgas-Heizgerät aus einem rohrförmigen Außenmantel 1, in dessen riickwärtigem Bereich ein mit einem Luftleitring 2 versehenes Axialgebläse 3 angeordnet ist. Im vorderen Bereich des Außenmantels 1 ist mit Abstand vom Axialgebläse 3 ein rohrförmiger Innenmantel 4 vorgesehen.
Der Außenmantel 1 ist bevorzugt im Querschnitt sechseckig ausgebildet, wodurch insbesondere Vorteile hinsichtlich der Stabilität des Gesamtgeräts und der Laufruhe erhalten werden.
Am Ausblasende ist ein Schutzgitter 5 vorgesehen.
Ein im einzelnen noch anhand der Fig. 2 zu erläuternder Brennertopf 8 mit zugeordneter Ionisationselektrode 6 und Zündelektrode 7 und einem Zuleitungsrohr 16 für ein Gas-Luftgemisch ist axial ausgerichtet im gebläseseitigen Bereich des Innenmantels 4 angeordnet.
Der zwischen Außenmantel 1 und Innenmantel 4 vorliegende Ringraum führt im Betrieb einen Teil des vom Axialgebläse 3 erzeugten Luftstroms und gewährleistet, daß die Temperatur des Außenmantels vergleichsweise niedrig bleibt.
Mit dem Bezugszeichen 11 ist noch eine Sonde eines Thermostaten bezeichnet, der verhindert, daß Überhitzungen auftreten können.
Im vor dem Axialgebläse gelegenen Ansaugraum sind noch ein Gasfeuerungsautomat 12 und ein Schaltgehäuse 13, in dem sich beispielsweise auch ein Zeitschaltrelais befinden kann, untergebracht.
Ein Standfuß 9 sowie Räder 10 des transportabel ausgeführten Heizgerätes sind schematisch angedeutet.
Fig. 2 zeigt im Einzelnen den Aufbau des im Heizgerät nach Fig. 1 vorgesehenen Brennertopfes sowie der Elemente zur Bildung und Zuführung des Erdgas-Luftgemisches. Der Brennertopf 8 ist zylindrisch ausgebildet und besitzt eine geschlossene Bodenfläche 18. Angrenzend an diese Bodenfläche 18 sind im Brennermantel 19 mehrere umlaufende Reihen von Gasaustrittsöffnungen 17 vorgesehen. Der bevorzugte Durchmesser dieser Gasaustrittsöffnungen beträgt etwa 3 mm. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind vier nebeneinanderliegende Reihen derartiger Austrittsöffnungen gezeigt, aber dies stellt keine einschränkende Bedingung dar, da die Anzahl der Gasaustrittsöffnungen unter anderem abhängig von der gewünschten Leistung des jeweiligen Heizgerätes ist.
Radial außerhalb und vor den Austrittsöffnungen 17 gelegen befinden sich eine übliche Ionisationselektrode 6 und eine Zündelektrode 7.
Der Brennertopf 8 wird über ein Zuleitungsrohr 16 gespeist, das mit einer der Bodenwand 18 gegenüberliegenden Ringwand des Topfes verbunden ist. Dieses Zuleitungsrohr 16 ist im wesentlichen S-förmig gekrümmt und besitzt einen Durchmesser, der größer ist als der Radius des Brennertopfes. Das offene Ende 24 des Zuleitungsrohrs liegt im Bereich der Wandung des Innenmantels 4, und die gesamte Anordnung aus Zuleitungsrohr und Brennertopf wird von einer Halteplatte 23 getragen.
Ein von einem außerhalb des Mantels des Heizgeräts gelegenen Gasanschluß 21 kommendes Rohr ist durch die Wandung des Zuleitungsrohrs 16 geführt und innerhalb dieses Zuleitungsrohrs 16 als Düse 20 ausgebildet. Diese Düse 20 mündet im Zuleitungsrohr 16 etwa mittig, und zwar im Bereich des Wendepunktes der Rohrkrümmung.
Dem Gasanschluß 21 ist bevorzugt ein Magnetventil 22 vorgeschaltet, an dem dann die jeweilige Erdgas-Zuführleitung angeschlossen werden kann.
Wie durch mehrere Pfeile in Fig. 2 angedeutet ist, strömt die vom Gebläse 3 in Bewegung versetzte Luft axial durch das Gerät, wobei ein Teil dieses Axialluftstromes in die öffnung 24 des Zuleitungsrohrs 16 eintritt und bereits in diesem Rohr mit dem mit sehr niedrigem Druck durch die Düse 20 einströmenden Erdgas vermischt wird. Diese Vermischung ist aufgrund der Krümmung des Zuleitungsrohres und des im Brennertopf 8 auftretenden Verwirbelungseffektes sehr intensiv, und es wird dadurch erreicht, daß aus den Öffnungen 17 im Brennertopf ein Erdgas-Luftgemisch mit vorgebbarem, vom eigentlichen Erdgasdruck praktisch unabhängigem Druck austritt und im Axialluftstrom bevorzugt wirbelnd verbrennt.
Aufgrund der speziellen Brennerkonstruktion und des erzielten Gemischdruckes wird eine in Axialrichtung überraschend kurze Flamme bei optimalen Brennbedingungen erhalten.
3 Bei einem Gasverbrauch von etwa 6 m3/h und einem üblichen Erdgas-Anschlußdruck von 21 mbar sowie einer Gebläselei-3 stung von 2150 m3/h wird bei einem gemäß vorstehender Beschreibung konzipierten Heizgerät eine Heizleistung von 45.000 kcal/h erreicht, wobei noch von besonderer Bedeutung ist, daß Steuerung und überwachung dieses mit Erdgas betriebenen Heizgeräts ohne Schwierigkeiten und analog zu mit Flaschengas betriebenen Geräten erfolgen kann und dabei stets die zu fordernde hohe Betriebssicherheit gegeben ist.

Claims

Erdgas-Heizgerät - Patentansprüche -X Heizgerät für den Betrieb mit Erdgas, bestehend aus einem rohrförmigen Außenmantel, einen im rückwärtigen Bereich des Außenmantels angeordneten Axialgebläse und einem mit Abstand vor dem Axialgebläse angebrachten Brenner, der mit einem außerhalb des Mantels vorgesehenen Gasanschluß in Verbindung steht, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß der Brenner als Brennertopf (8) mit geschlossener Bodenfläche (18) und wenigstens einer Reihe von ringförmig um den Brennertopfmantel (19) verteilten Austrittsöffnungen (17) ausgebildet ist, daß der Brennertopf (8) an ein zumindest im wesentlichen koaxial einmündendes Zuleitungsrohr (16) angeschlossen ist, dessen offenes Ende (24) mit einem Teil des vom Axialgebläse (3) erzeugten Luftstromes beaufschlagt ist, und daß ein vom Gasanschluß (21) kommendes Rohrstück (20) in das Zuleitungsrohr (16) geführt ist und in einem vorgebbaren Abstand vor dem Brennertopf (8) im Zuleitungsrohr (16) mündet.
2. Heizgerät nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß im Brennertopfmantel (19) anschließend an die geschlossene Bodenfläche (18) mehrere unmittelbar nebeneinanderliegende Reihen von Austrittsöffnungen (17) für das Gemisch aus Erdgas und Luft vorgesehen sind.
3. Heizgerät nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Brennertopftiefe ein Mehrfaches der Breite des von den Austrittsöffnungen (17) eingenommenen Brennermantelabschnitts beträgt.
4. Heizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Durchmesser der Austrittsöffnungen (17) im Bereich von 2,5 bis 3,5 mm liegt und daß der gegenseitige Abstand der Austrittsöffnungen innerhalb einer Reihe gleich ist und in der Größenordnung des Durchmessers dieser öffnungen liegt.
5. Heizgerät nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß der gegenseitige Abstand der Reihen der Austrittsöffnungen (17) im wesentlichen gleich und insbesondere im wesentlichen gleich dem Durchmesser dieser Öffnungen ist.
6. Heizgerät nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß der Durchmesser des Zuleitungsrohrs (16) größer als der Radius des Brennertopfes (8) ist.
7. Heizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Zuleitungsrohr (16) im wesentlichen S-förmig gekrümmt ist und daß das freie Ende (24) des Zuleitungsrohrs (16) angrenzend an den den mittig angeordneten Brennertopf (8) umgebenden Mantel (4) gelegen ist, wobei die Achse des offenen Endabschnittes dieses Zuleitungsrohrs (16) zumindest im wesentlichen parallel zur Geräteachse verläuft.
8. Heizgerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das vom Gasanschluß (21) kommende Rohrstück durch die Wandung des Zuleitungsrohrs (16) geführt ist und im Bereich des Wendepunktes der Krümmung des Zuleitungsrohrs mündet.
9. Heizgerät nach Anspruch 8, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das innerhalb des Zuleitungsrohrs (16) gelegene Rohrstück (20) als Düse ausgebildet ist.
10. Heizgerät nach Anspruch 9, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Durchmesser des Ausströmkanals der Düse (20) etwa zwei bis drei mal so groß ist wie der Durchmesser der im Brennertopf (8) vorgesehenen Austrittsöffnungen (17) für das Luft-Gas-Gemisch.
11. Heizgerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß am Gasanschluß ein Magnetventil (22) vorgesehen ist.
12. Heizgerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß innerhalb des vorzugsweise im Querschnitt sechseckig ausgebildeten Außenmantels (1) ein im Querschnitt runder Innenmantel (4) vorgesehen ist, der in einem vorgebbaren Abstand vom Axialgebläse (3) beginnt und sich bis zum Ausströmende des Geräts erstreckt.
13. Heizgerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Gerät transportabel und insbesondere fahrbar ausgebildet ist.