EP3837472B1

EP3837472B1 - Anordnung mit zwei brennern

Info

Publication number: EP3837472B1
Application number: EP19718658.8A
Authority: EP
Inventors: Uwe Armbruster; Andreas Schmoll
Original assignee: Truma Geraetetechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Truma Geraetetechnik GmbH and Co KG
Priority date: 2018-08-17
Filing date: 2019-04-15
Publication date: 2022-06-22
Anticipated expiration: 2039-04-15
Also published as: US20210310653A1; AU2019322391A1; CA3107632A1; AU2019322391B2; CN112585401A; WO2020035174A1; CN112585401B; DE102018006493A1; EP3837472A1; US11920785B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung mit mindestens zwei Brennern. Die Anordnung erzeugt beispielsweise warme Luft und/oder erhitzt Wasser. Die Anordnung kann dabei ein einziges Gerät bilden, kann sich jedoch auch aus räumlich verteilten Komponenten ergeben.
Werden in ein Freizeitfahrzeug (insbesondere Reisemobil oder Wohnwagen) mehrere Geräte (beispielsweise Heizungen, Warmwasserbereiter oder Kühlschränke) eingebaut, die über jeweils eigene Brenner (insbesondere Gasbrenner oder Flüssigkraftstoffbrenner) verfügen, so besitzt jedes Gerät eine eigene Abgasanlage und eine eigene Brennluftansaugung. Hierdurch wird gewährleistet, dass beliebige Gerätekombinationen an unterschiedlichen Einbauorten installiert werden können und dass gegenseitige Beeinflussungen über die Brennluftzuführungen und/oder über die Abgasanlagen ausgeschlossen sind. Vor allem kann ausgeschlossen werden, dass heiße Abgase über die Abgasanlage rückwärtig in einen Brenner mit Brennkammer eindringen, der nicht in Betrieb ist. Dadurch kann ein Gerät Schaden erleiden, weil ein solches Gerät üblicherweise nicht für eine rückwärtige Durchströmung mit hohen Temperaturen ausgelegt ist.
Der Betrieb mit mehreren Brennluftansaugungen und/oder Abgasanlagen führt als Nachteil dazu, dass der Installationsaufwand höher ist als bei nur einer Brennluftansaugung und/oder nur einer Abgasanlage. Speziell bei Freizeitfahrzeugen ist dies mit dem Aufbohren von Außenwänden, -böden oder - dächern verbunden, wobei jede Durchführungsstelle wieder wetterfest abgedichtet werden muss. Neben den erhöhten Kosten und den möglichen Qualitätsproblemen in der langfristigen Haltbarkeit solcher Abdichtungen ergibt sich zusätzlich eine nicht unerhebliche optische Beeinträchtigung auf der Außenseite des Freizeitfahrzeugs, die zunehmend als unakzeptabel eingestuft wird. Rückstromsperren z. B. für Systeme mit mehreren Brennern sind beispielsweise beschrieben in DE 100 00 406 A1 , DE 89 05 569 U1 , AT 503 506 B1 , DE 197 22 822 A1 , DE 20 2007 011 428 U1 , DE 296 19 121 U1 , DE 92 03 054 U1 oder DE 20 2006 010 099 U1 .
Die NL 1 014 990 C2 offenbart eine Baugruppe bestehend aus einem Rohrteil zur Rauchgasförderung und einem Rückschlagventil, wobei das Rückschlagventil vollständig im Rohrteil aufgenommen ist. Ein rohrförmiger Körper ist bereitgestellt, der einen Ventilsitz und ein bewegliches Ventil enthält. Er weist eine Außenumfangsform und -abmessungen auf, die der Innenumfangsform und - abmessung des Rohrteils entsprechen, so dass der rohrförmige Körper in das Rohrteil passt. Der Ventilsitz befindet sich an einem Längsende des rohrförmigen Körpers und erstreckt sich über dessen Umfang. Der rohrförmige Körper weist an seinem anderen gegenüberliegenden Längsende eine sich erstreckende Klemmrippe auf, deren Außenumfangsmaß vorzugsweise höchstens 0,5 mm größer ist als das Innenumfangsmaß des Rohrteils.
Die EP 2 985 529 A1 beschreibt ein Verbrennungssystem mit einer Mehrzahl von Gasbrennern und einer gemeinsamen Abgasleitung für die Mehrzahl von Gasbrennern, wobei in Brenner-Ein-Phasen eines jeweiligen Gasbrenners von diesem Gas verbrannt wird und dabei Abgas entsteht, das in die gemeinsame Abgasleitung strömt, und wobei in Brenner-Aus-Phasen eines jeweiligen Gasbrenners kein Gas verbrannt wird, wobei dem gemeinsamen Abgasrohr ein gemeinsamer Abgassensor zugeordnet ist und wobei in einem Betriebszustand des Verbrennungssystems, in dem sich nur ein einziger Gasbrenner der mehreren Gasbrenner in einer Brenner-Ein-Phase befindet, während sich alle anderen Gasbrenner in einer Brenner-Aus-Phase befinden, das von dem gemeinsamen Abgassensor gelieferte Signal für eine Verbrennungsanpassung zumindest an dem sich in der Brenner-Ein-Phase befindlichen Gasbrenner verwendet wird.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Anordnung, die über mindestens zwei Brenner verfügt, in Bezug auf die Anwendbarkeit zu verbessern.
Die Erfindung löst die Aufgabe durch eine Anordnung mit mindestens zwei Brennern, wobei die Anordnung eine Abgasführungsvorrichtung aufweist, wobei die Abgasführungsvorrichtung einer gemeinsamen Führung von Abgasen der mindestens zwei Brenner dient, wobei die Anordnung eine Zuführvorrichtung aufweist, wobei die Zuführvorrichtung den mindestens zwei Brennern gemeinsam eine Verbrennungsluft zuführt, wobei die Anordnung mindestens eine Rückstromsperre aufweist, wobei die Rückstromsperre ein Strömen eines gasförmigen Mediums in mindestens einer Strömungsrichtung verhindert, wobei die Rückstromsperre in der Abgasführungsvorrichtung oder in der Luftbrennstoffzuführvorrichtung angeordnet ist, wobei die Rückstromsperre mindestens eine Öffnung und mindestens ein bewegliches Element aufweist, wobei das bewegliche Element zwischen mindestens zwei Positionen beweglich ist, wobei die Öffnung in dem Fall, dass sich das bewegliche Element in einer der zwei Positionen befindet, geöffnet ist, und wobei die Öffnung in dem Fall, dass sich das bewegliche Element in einer anderen der zwei Positionen befindet, geschlossen ist, wobei die Rückstromsperre in der Abgasführungsvorrichtung angeordnet ist, wobei von jedem der zwei Brenner eine Abgasführung ausgeht, wobei jeder Abgasführung eine Öffnung zugeordnet ist, wobei das bewegliche Element eine dezentral oder einseitig zwischen den zwei Öffnungen gelagerte Klappe ist, und wobei eine Stellung der Klappe abhängt von einem Verhältnis der Abgasmengen der zwei Brenner ist.
In der erfindungsgemäßen Anordnung sind für die mindestens zwei Brenner eine gemeinsame Abgasführungsvorrichtung und eine gemeinsame Zuführvorrichtung (oder alternativ: Verbrennungsluftzuführvorrichtung) vorgesehen. Dabei dient insbesondere die Abgasführungsvorrichtung der gemeinsamen Abführung der Abgase der mindestens zwei Brenner, die jeweils separat aus den Brennern herausgeführt und gemeinsam zu einem Abgasausgang, z. B. einem Kamin geführt werden. Durch diese gemeinsame Abgasführung besteht das Risiko, dass die Abgase eines Brenners in einen anderen Brenner gelangen. Die Verbrennungsluftzuführvorrichtung ist in einer Ausgestaltung derartig, dass die Verbrennungsluft - als dem Brennvorgang dienende Luft - ausgehend von einer gemeinsamen Verbrennungsluftzuführung - als Lufteingang - jedem Brenner - oder den dem jeweiligen Brenner jeweils vorgelagerten Komponenten - separat zugeleitet wird.
Um bei der Anordnung den gleich hohen Sicherheitsstandard wie bei einer vollständig getrennten und also nicht gemeinsamen Abgasführung zu erhalten, ist in der Anordnung mindestens eine Rückstromsperre vorgesehen, die verhindert, dass ein gasförmiges Medium in eine unerwünschte Strömungsrichtung strömt. Die Strömungsrichtung eines gasförmigen Mediums, die durch die Rückstromsperre blockiert wird, lässt sich somit auch als Sperrrichtung bezeichnen. Das gasförmige Medium ist dabei in der Anwendung insbesondere ein Abgas.
Durch die mindestens eine Rückstromsperre oder die Mehrzahl von Rückstromsperren wird ein Strömen in eine (Sperr-)Richtung blockiert und dadurch verhindert, dass Abgase in eine unerwünschte Richtung gelangen. Insbesondere wird das Strömen von Abgasen von einem (betriebenen) Brenner zu einem (nicht betriebenen) Brenner oder beispielsweise von einem betriebenen Brenner zu den Komponenten, die dem nicht-betriebenen Brenner zugeordnet bzw. nachgeordnet sind, verhindert. Die Rückstromsperre ist dabei in der Abgasführungsvorrichtung oder in der Zuführvorrichtung angeordnet. Die Zuführvorrichtung versorgt vorzugsweise die mindestens zwei Brenner gemeinsam mit Verbrennungsluft.
Es wird insgesamt verhindert, dass in dem Fall, dass nicht alle Brenner, die jeweils eine Brennkammer aufweisen, betrieben werden, Abgase aufgrund der Druckverhältnisse rückwärtig in die nicht betriebene Brennkammer (oder die nicht betriebenen Brennkammern) sowie die der (den) jeweiligen Brennkammer(n) vorgelagerten Komponenten des Verbrennungssystems eindringen können. Ansonsten bestünde das Risiko, dass es zu Schäden beispielsweise durch hohe Temperaturen kommt. Insbesondere sind Verbrennungsluftgebläse üblicherweise nicht für höhere Temperaturen ausgelegt.
Als weiterer Vorteil ergibt sich, dass bei dem Betrieb ohne die Beteiligung von allen Brennern verhindert wird, dass die rückwärtig strömenden Abgase über den nicht in Betrieb befindlichen Brenner mit Brennkammer wieder in die gemeinsame Brennluftansaugung gelangen. Ansonsten würde die Gemischbildung zur Verbrennung durch die Abgasrückführung negativ beeinflusst und keine vollständige Verbrennung könnte mehr erreicht werden. Dies würde zu erhöhten CO-Werten im Abgas führen. Wird zu viel Abgas angesaugt, könnte die Flamme am aktiven Brenner auch erlöschen.
Die Anordnung bezieht sich insbesondere auf Brenner mit voneinander unabhängigen Brennkammern (also insbesondere Brenner mit Verbrennungsluftgebläse). Insbesondere verfügt die Anordnung in einer Ausgestaltung über nur eine gemeinsame Abgasanlage und nur eine gemeinsame Brennluftansaugung, wobei voneinander unabhängige Brennkammern gegeben sind.
Die Rückstromsperren fungieren je nach Ausgestaltung als eine Art von Ventil, das eine Durchströmung nur in Vorzugsrichtung ermöglicht und in entgegengesetzter Richtung verhindert oder zumindest ausreichend reduziert. Vorzugsweise weisen die Rückstromsperren (alternative Bezeichnung: Rückstromverhinderer) in Durchströmungsrichtung einen fast vernachlässigbaren Strömungswiderstand auf, so dass sie in der Durchströmungsrichtung einen geringen und vorzugsweise vernachlässigbaren Druckverlust aufweisen. Vorzugsweise öffnen die Rückstromsperren leicht bei Druckdifferenzen in der zulässigen Strömungsrichtung und geben dabei möglichst große Durchströmquerschnitte frei. Entgegen der Durchströmungsrichtung schließen sie vorzugsweise auch ohne Druckdifferenz selbständig und halten überdies den auslegungsgemäßen Drücken sicher stand.
Die Rückstromsperren und insbesondere die verwendeten Werkstoffe sind vorzugsweise so ausgelegt, dass sie die auftretenden mechanischen und thermischen Belastungen über die vorgesehene Verwendungszeit sicher standhalten.
Vorzugsweise sind die Öffnungs- und Schließfunktion der Rückstromsperren so ausgestaltet, dass von außen wirkende Beschleunigungen möglichst keine oder nur geringe Auswirkungen haben. Dies ist von besonderer Bedeutung bei Verwendung in einem Freizeitfahrzeug, in dem die Brenner mit Brennkammern auch während der Fahrt betrieben werden. Hierbei kommt es zwangläufig durch Straßenunebenheiten und durch Bremsen bzw. Beschleunigen des Fahrzeuges zu Beschleunigungen auch an den Rückstromsperren. In einer Ausgestaltung verfügt die Rückstromsperre oder verfügen die Rückstromsperren nur über bewegliche Teile mit sehr geringer Masse, sodass die Rückstromsperren bei einer von außen einwirkenden Beschleunigung (zum Beispiel durch Betrieb während der Fahrt in einem Kraftfahrzeug) kaum in ihrer Funktion beeinflusst werden.
Darüber hinaus sollen die Rückstromsperren besonders kostengünstig herzustellen sein, und der Zusatzaufwand bei der Montage des Heizgerätes soll möglichst klein sein.
Je nach Ausgestaltung befindet sich mindestens eine Rückstromsperre an einer Stelle (gesehen von der Zuführvorrichtung zur Abgasführungsvorrichtung und somit in der Richtung, die unter normalen Bedingungen die Verbrennungsluft nimmt) stromab eines Verbrennungsluftgebläses, aber vor der Brennkammer des zugeordneten Brenners. Alternativ befindet sich eine Rückstromsperre vor dem Verbrennungsluftgebläse, aber hinter der Verzweigung der Verbrennungsluftzuführung zu den einzelnen Brennern. In beiden Fällen ergibt sich der Vorteil, dass die Temperaturbelastung für die Rückstromsperren - weil im Zuluftbereich - relativ gering ist. Dadurch wird die konstruktive Auslegung der Rückstromsperren vereinfacht.
Die Anordnung verfügt über mehrere gebläseunterstützte Brenner, die in Kombination mit weiteren Geräten so verwendet werden sollen, dass sie nur eine gemeinsame Abgasausleitung bzw. eine gemeinsame Verbrennungsluftansaugung aufweisen. Die Brenner mit Brennkammern sind in einer Ausgestaltung in verschiedenen Geräten verbaut und befinden sich in einer alternativen Ausgestaltung innerhalb eines Gesamtgerätes. Beispielsweise kann - bei einer Aufteilung auf mehrere separate Geräte - ein Gerät zur Warmluftaufheizung dienen und ein zweites zur Warmwasserbereitung (unterschiedliche Grundfunktionen). Es ist aber auch denkbar, ein erstes Gerät zur Warmluftaufheizung mit einem zweiten Gerät zur Warmluftaufheizung zu kombinieren.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass mindestens zwei Rückstromsperren vorhanden sind. Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass eine der zwei Rückstromsperren in der Abgasführungsvorrichtung angeordnet ist, und dass eine andere der zwei Rückstromsperren in der Zuführvorrichtung angeordnet ist. Eine Ausgestaltung sieht vor, dass jedem der zwei Brenner eine der zwei Rückstromsperren in der Zuführvorrichtung vorgelagert ist. Vorgelagert in Bezug auf die Verbrennungsluft, sodass die Verbrennungsluft also zuerst die Rückstromsperren und dann erst die Brenner passiert.
Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass die Zuführvorrichtung mindestens eine Gebläsevorrichtung aufweist, und dass die Rückstromsperre zwischen der Gebläsevorrichtung und einem der zwei Brenner angeordnet ist. In dieser Ausgestaltung liegt die Rückstromsperre in der Richtung, die die Verbrennungsluft unter normalen oder Standardbedingungen von der Zuführvorrichtung zur Abgasführungsvorrichtung nimmt, zwischen der Gebläsevorrichtung und dem zugeordneten Brenner. Sollten in dieser Ausgestaltung heiße Abgase in einen nicht betriebenen Brenner gelangen, so wird durch die zugeordnete Rückstromsperre verhindert, dass die Abgase weiter bis zu der Gebläsevorrichtung gelangen.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Zuführvorrichtung mindestens eine Gebläsevorrichtung aufweist, und dass die Gebläsevorrichtung zwischen der Rückstromsperre und einem der zwei Brenner angeordnet ist. In dieser Ausgestaltung liegt die Rückstromsperre in Richtung von der Zuführvorrichtung zur Abgasführungsvorrichtung - und somit in der Richtung, die unter normalen Bedingungen die Verbrennungsluft nimmt - vor der Gebläsevorrichtung und vor dem in dieser Richtung nachgeordneten und der Gebläsevorrichtung zugeordneten Brenner. In einer Ausgestaltung ist die Gebläsevorrichtung derartig auszugestalten, dass sie höhere Temperaturen, wie sie beispielsweise typisch für Abgase sind, toleriert.
In einer Ausgestaltung wird durch die Rückstromsperre der Abschnitt zwischen einem Brenner und der Zuführvorrichtung so abgedichtet, dass sich in dem Fall, dass der zugeordnete Brenner nicht betrieben wird, kein Unterdruck im Bereich des nicht-betriebenen Brenners ergibt, sodass folglich keine Abgase des betriebenen Brenners in den nicht-betriebenen Brenner gelangen.
Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass die Rückstromsperre in der Abgasführungsvorrichtung angeordnet ist. Mit der Rückstromsperre in der Abgasführungsvorrichtung wird insbesondere verhindert, dass Abgase von einem betriebenen Brenner einem nicht betriebenen Brenner zugeführt werden können, da das Abgas direkt blockiert wird. In einer Ausgestaltung befindet sich die Rückstromsperre insbesondere in dem Bereich, in welchem die separaten Abgaswege der mindestens zwei Brenner zusammengeführt werden.
In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass eine beidseitig wirkende Rückstromsperre an der Zusammenführungsstelle der einzelnen Abgaskanäle der Brenner angeordnet ist. Die Rückstromsperre kann somit ein Strömen eines gasförmigen Mediums in zwei Richtungen erlauben. Die dort platzierte Rückstromsperre verschließt beim Betrieb von nur einer Brennstelle den Abgaskanal der nicht in Betrieb befindlichen Brennstelle. Beim Betrieb beider Brennstellen nimmt die Ventilklappe in einer Ausgestaltung eine mittlere Stellung je nach Volumenstrom in den beiden Abgaskanälen ein, um eine gemeinsame Abgasausleitung ab dieser Stelle zu ermöglichen. Es ergibt sich in einer Ausgestaltung der Vorteil, nur eine Rückstromsperre für die Brennstellen zu benötigen, was insgesamt zu einem Kostenvorteil führen kann.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Rückstromsperre mindestens eine Öffnung und mindestens ein bewegliches Element aufweist, dass das bewegliche Element zwischen mindestens zwei Positionen beweglich ist, dass die Öffnung in dem Fall, dass sich das bewegliche Element in einer der zwei Positionen befindet, geöffnet ist, und dass die Öffnung in dem Fall, dass sich das bewegliche Element in einer anderen der zwei Positionen befindet, geschlossen ist. Die Rückstromsperre ist vorzugsweise derartig ausgestaltet, dass das bewegliche Element im drucklosen Zustand automatisch in die Position geht, dass die Öffnung geschlossen ist. In einer Ausgestaltung ist die Rückstromsperre so ausgestaltet, dass das bewegliche Element durch ein gasförmiges Medium, z. B. durch die Verbrennungsluft oder durch ein Verbrennungsluft-Brennstoff-Gemisch aus der einen Position in die andere Position bewegt werden kann. Die Rückstromsperre verschließt dabei vorzugsweise die Öffnung, wenn kein gasförmiges Medium auf das bewegliche Element oder wenn ein gasförmiges Medium aus einer Sperrrichtung auf das bewegliche Element einwirkt. Strömt jedoch ein gasförmiges Medium in die Durchlassrichtung, so gibt das bewegliche Element die Öffnung frei.
Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass das bewegliche Element eine mittig gelagerte - insbesondere aus einem Elastomer bestehende - Membran ist. Die Membran ruht dabei in einer Ausgestaltung mit einem frei beweglichen Rand auf einer die Membran umgebenden Lagerstelle. Die Lagerstelle ist also eine Auflagefläche für einen Teil der Membran.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das bewegliche Element in dem Fall, dass es in einer Lagerstelle ruht, die Öffnung verschließt, und dass das bewegliche Element von einem gasförmigen Medium von der Lagerstelle fort bewegbar ist.
Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass das bewegliche Element zumindest teilweise elastisch ist, und dass das bewegliche Element in dem Fall, dass ein gasförmiges Medium das bewegliche Element von einer Richtung anströmt, sich derartig elastisch verformt, dass die Öffnung freigegeben ist. Das bewegliche Element ist somit in der Art einer Düse ausgestaltet, die eine Stirnseite mit der Öffnung aufweist. Das gasförmige Medium sorgt dafür, dass sich das bewegliche Element passend verformt und dadurch die Öffnung freigibt.
Eine Ausgestaltung besteht darin, dass das bewegliche Element als Düse ausgestaltet ist, dass eine Spitze der Düse die Öffnung beschränkt, dass das bewegliche Element zumindest teilweise elastisch ist, und dass das bewegliche Element in dem Fall, dass ein gasförmiges Medium das bewegliche Element von einer Richtung anströmt, sich derartig elastisch verformt, dass die Öffnung freigegeben ist.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das bewegliche Element eine dezentral oder einseitig gelagerte Klappe ist. Die Klappe besteht dabei vorzugsweise aus einem Material, das für höhere Temperaturen geeignet ist und die so ausgestaltet und gelagert ist, dass beispielsweise Abgase ein Verkippen der Klappe erlauben. Die Lagerung erfolgt dabei nicht um das Zentrum des beweglichen Elements herum, sondern versetzt dazu. Durch die Lagerung ist die Masse der Klappe auch ungleich um die Lagerstelle herum verteilt.
Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass die Rückstromsperre in der Abgasführungsvorrichtung angeordnet ist, dass von jedem der zwei Brenner eine Abgasführung ausgeht, dass jeder Abgasführung eine Öffnung zugeordnet ist, dass das bewegliche Element eine dezentral oder einseitig zwischen den zwei Öffnungen gelagerte Klappe ist, und dass eine Stellung der Klappe abhängt von einem Verhältnis der Abgasmengen der zwei Brenner ist.
Gemäß einer Ausgestaltung führt die Zuführvorrichtung den zwei Brennern ein Gemisch aus Verbrennungsluft und einem gasförmigen oder in einen gasförmigen Zustand versetzten flüssigen Brennstoff zuführt.
Eine Ausgestaltung besteht darin, dass die Rückstromsperre mindestens eine Gebläsevorrichtung der Zuführvorrichtung ist, und dass die Zuführvorrichtung einen der zwei Brenner auch in dem Fall über die mindestens eine Gebläsevorrichtung mit Verbrennungsluft versorgt, dass der Brenner sich außerhalb eines Betriebszustands befindet. Die Rückstromsperre ist also durch mindestens eine Gebläsevorrichtung gegeben und die Sperrrichtung ist die Richtung entgegen der Richtung der Verbrennungsluft (unter normalen Bedingungen von der Zuführvorrichtung zur Abgasführungsvorrichtung). In dieser Ausgestaltung wird ein Brenner, der sich außerhalb eines Betriebszustands befindet und der somit nicht betrieben wird, mit Verbrennungsluft versorgt, sodass die Brennkammer des nicht-betriebenen Brenners mit Verbrennungsluft gespült wird. Die Verbrennungsluft passiert damit auch den nicht-betriebenen Brenner und gelangt als Abgas in die Abgasführungsvorrichtung. Somit wird ergänzend oder alternativ verhindert, dass Abgas aus dem betriebenen Brenner in den nicht-betriebenen Brenner gelangt. Der Vorteil dieser Ausführung liegt darin, dass keine zusätzlichen mechanischen Rückstromsperren benötigt werden. In einer Ausgestaltung wird die Gebläsevorrichtung so betrieben, dass der Energieverbrauch möglichst reduziert ist.
Darüber hinaus wird in einer Ausgestaltung die Drehzahl des Verbrennungsluftgebläses (oder der Verbrennungsluftgebläse) so von einer Steuereinheit überwacht, sodass die Drehzahl nicht unter die zur Verhinderung der Rückströmung nötige Mindestdrehzahl abfällt. Dies geschieht z. B. durch die Messung der Strömung durch Sensoren und die Regelung der Drehzahl des Verbrennungsluftgebläses. Alternativ oder ergänzend wird die Umdrehungsgeschwindigkeit des Verbrennungsluftgebläses gemessen. In einer weiteren Variante wird eine Temperatur gemessen, wobei die Temperatur an einem solchen Ort gemessen wird, dass eindringende Abgase die Temperatur erhöhen. So wird beispielsweise die Temperatur in oder an einem Verbrennungsluftgebläse ermittelt. In einer weiteren Ausgestaltung wird allgemein eine Temperatur in einem solchen Bereich gemessen, der im normalen Betrieb von der Verbrennungsluft durchströmt ist und somit mindestens einem Brenner vorgelagert ist. Steigt die Temperatur oberhalb eines Toleranzbereichs an, so bedeutet dies, dass Abgase zurückgeführt worden sind, weil der zugehörige Brenner nicht mit ausreichend Verbrennungsluft durchspült wird. Es muss also die Drehzahl des Verbrennungsluftgebläses erhöht werden, um das Rückströmen zu verhindern.
In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Gebläsevorrichtung des nicht-betriebenen Brenners gerade so betrieben wird, dass keine Gefahr für ein Rückströmen des Abgases besteht, dass jedoch eine volle Leistung der Gebläsevorrichtung vermieden wird.
Im Einzelnen gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten, das erfindungsgemäße Heizgerät auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche, andererseits auf die folgende Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1: eine schematische Darstellung einer ersten Ausgestaltung einer Anordnung mit mehreren Brennern,
Fig. 2: eine schematische Darstellung einer zweiten Ausgestaltung einer Anordnung mit mehreren Brennern,
Fig. 3: einen Schnitt durch eine erste Ausgestaltung einer nicht erfindungsgemäßen Rückstromsperre,
Fig. 4: einen Schnitt durch eine zweite Ausgestaltung einer nicht erfindungsgemäßen Rückstromsperre,
Fig. 5: einen Schnitt durch eine Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Rückstromsperre,
Fig. 6: eine schematische Darstellung einer dritten Ausgestaltung einer Anordnung mit mehreren Brennern,
Fig. 7: einen Schnitt durch eine weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Rückstromsperre in einem ersten Zustand,
Fig. 8: die Ausgestaltung der Fig. 7 in einem zweiten Zustand der Rückstromsperre und
Fig. 9: eine schematische Darstellung einer vierten Ausgestaltung einer Anordnung mit mehreren Brennern.

Die Fig. 1 zeigt schematisch eine Anordnung 1 mit zwei Brennern 10, die jeweils über einen eigenen Brennerraum verfügen.
Die Brenner 10 erhalten ihre Verbrennungsluft je über eine Zuführvorrichtung 3, die über eine einzige Verbrennungsluftzuführung 31 verfügt. Die Verbrennungsluft wird über jeweils eine Gebläsevorrichtung 30 den Brennern 10 zugeführt. Die Abgase der beiden Brenner 10 werden über eine gemeinsame Abgasführungsvorrichtung 2 abgeführt, nach sie den Brenner 10 über jeweils einen eigenen Abgasausgang verlassen haben. Somit sind die Verbrennungsluftzugänge der beiden Brenner 10 miteinander gekoppelt und sind die Abgasabgänge der beiden Brenner 10 miteinander gekoppelt.
In dem Fall, dass nur einer der zwei Brenner 10 betrieben wird, besteht das Risiko, dass Abgase des einen Brenners 10 in den nicht-betriebenen Brenner 10 und von dort in den dem nicht-betriebenen Brenner 10 zugeordneten Abschnitt der Zuführvorrichtung 3 gelangen. In der gezeigten Ausgestaltung wird vor allem verhindert, dass Abgase in die Gebläsevorrichtungen 30 gelangen. Dies geschieht hier, indem jeweils eine Rückstromsperre 4 zwischen einer Gebläsevorrichtung (alternative Bezeichnung: Verbrennungsluftgebläse) 30 und dem zugeordneten Brenner 10 angeordnet ist.
Die Rückstromsperren 4 sind für ein gasförmiges Medium nur in DurchlassRichtung (angedeutet durch die eingezeichneten Pfeile) und somit in Richtung der Brenner 10 durchströmbar. In der entgegengesetzten Richtung verschließen die Rückstromsperren 4 den Pfad und verhindern damit insbesondere auch, dass Abgase (als gasförmiges Medium) in die Gebläsevorrichtungen 30 gelangen.
In der Variante der Fig. 2 sind die Rückstromsperren 4 den Gebläsevorrichtungen 30 in Bezug auf die Verbrennungsluft vorgelagert und daher weiter in Richtung der Verbrennungsluftzuführung 31 angeordnet. Diese Ausgestaltung erlaubt es beispielsweise, die beiden Gebläsevorrichtungen 30 und die Verbrennungsluftzuführung 31 als ein gemeinsames Bauteil auszuführen. Damit lässt sich die Fertigung vereinfachen.
In alternativen Ausgestaltungen sind Rückstromsperren 4 an unterschiedlichen Positionen der Zuführvorrichtung 3 angeordnet.
Die folgenden Ausgestaltungen beziehen sich auf beispielhafte Ausführungen der Rückstromsperren 4 selbst. Dabei ist zumeist eine Öffnung 40 vorhanden, die durch ein bewegliches Element 41 verschlossen oder freigegeben werden kann.
Die Fig. 3 zeigt eine nicht erfindungsgemäße Rückstromsperre 4 mit einer elastisch beweglichen Membran als beweglichem Element 41. Die Membran 41 ist dabei - hier über eine Schraube - mittig gelagert. Der - hier radial umlaufende - Rand der Membran 41 liegt - im Ruhezustand - auf einer in der dargestellten Ausgestaltung umlaufenden Lagerstelle 42 als obere stirnseitige Umrandung der Öffnung 40 auf.
Strömt das gasförmige Medium in der gewünschten Richtung - hier zeichnerisch von unten nach oben -, so hebt sich der Rand der Membran 41 ab und zwischen der Membran 41 und der umgebenden Lagerstelle 42 als Auflage ergibt sich eine Passage für das gasförmige Medium. Die Öffnung 40 ist somit geöffnet.
Drückt jedoch von oben ein gasförmiges Medium - z. B. das Abgas aus der Verbrennung desjenigen Brenners, dem die Rückstromsperre 4 nicht zugeordnet ist-gegen die Membran 41, so gelangt der Rand der Membran 41 wieder in seine Ruheposition und verschließt die Öffnung 40. Gleiches gilt, wenn kein Medium wirkt. Dies ergibt sich bedingt durch die Schwerkraft und/oder durch die Ausgestaltung der Form der Membran 41.
Die Fig. 4 zeigt eine nicht erfindungsgemäße Ausgestaltung mit einem beweglichen Element 41, das hier als Scheibe ausgestaltet ist und als Schwebekörper dient.
Drückt das gasförmige Medium von unten gegen die Scheibe 41, so ist die Öffnung 40 geöffnet und das Medium kann passieren. Für das Freigeben der Öffnung 40 ist das bewegliche Element 41 entsprechend leicht auszugestalten, sodass es von einem gasförmigen Medium angehoben werden kann. Für die Fixierung und auch sichere Lagerung sind in der gezeigten Ausgestaltung mehrere (vorzugsweise zumindest drei) Klemmhaken vorgesehen, die eine seitliche Bewegung des beweglichen Elements 41 verhindern und die axiale Bewegung nach oben beschränken. Alternativ zu den Klemmhaken ist ein umlaufender Rand vorgesehen.
Im Zustand ohne ein von unten einströmendes Medium fällt das bewegliche Element 41 infolge der Erdanziehung zurück in die Lagerstelle 42 und verschließt die Öffnung 40. Gleiches gilt, wenn ein gasförmiges Medium entgegen der gewünschten Strömungsrichtung und somit in Sperrrichtung gegen das bewegliche Element 41 einwirkt.
Die Fig. 5 zeigt ein bewegliches Element 41, das in Form einer Düse ausgestaltet und elastisch ausgestaltet ist. Die Öffnung 40 wird dabei durch die obere Spitze der Düse 41 beschränkt. Drückt von unten das gasförmige Medium gegen die Spitze der Düse 41, so weitet sich das Material auf und die Öffnung 40 wird freigegeben. Ohne das Anströmen aus dieser Richtung verschließt sich vorzugsweise die Spitze von selbst, wie hier dargestellt. Drückt überdies von oben ein gasförmiges Medium gegen die obere Stirnseite des beweglichen Elements 41, so wird ebenfalls die Spitze und damit die Öffnung 40 verschlossen.
Die Beweglichkeit des beweglichen Elements 41 bezieht sich somit entweder auf die Beweglichkeit in Bezug auf die Position und/oder in Bezug auf die Geometrie und den Wechsel zwischen unterschiedlichen geometrischen Zuständen des Elements 41.
Die Fig. 6 zeigt eine ähnliche Ausgestaltung der Anordnung 1 wie die Fig. 2. Zum einen ist hier nur eine Rückstromsperre 4 in der Zuführvorrichtung 3 vorhanden und nur einem Brenner 10 zugeordnet. Zum anderen ist zusätzlich eine Rückstromsperre 4 in der Abgasführungsvorrichtung 2 vorhanden, die dabei beiden Brenner 10 zugeordnet ist. Die Abgasführungsvorrichtung 2 ist hier so ausgestaltet, dass von jedem Brenner 10 eine Abgasführung ausgeht und dass die einzelnen Abgasführungen auf eine gemeinsame Abgasführung, z. B. ein Rohr oder eine andere Leitung, zusammengeführt werden. Alternativ befindet sich nur in der Abgasführungsvorrichtung 2 ein Rückstromsperre 4.
Die Rückstromsperre 4 in der gemeinsamen Abgasführungsvorrichtung 2 ist hier als einseitig gelagerte Klappe ausgestaltet. Sie blockiert den Weg von Abgasen aus einem betriebenen Brenner 10 zu einem nicht-betriebenen Brenner 10.
Die Fig. 7 zeigt den Fall, dass nur der rechte Brenner und nicht der linke Brenner (vgl. Fig. 6) betrieben wird.
Das Abgas des rechten Brenners drückt das einseitig gelagerte bewegliche Element 41 in die Richtung des nicht betriebenen und hier links angeordneten Brenners. Bedingt durch die Anordnung und die Ausgestaltung des als Klappe ausgestalteten beweglichen Elements 41 wird dadurch die Öffnung 40 der linken Seite des Leitungssystems verschlossen und das Abgas kann nicht zu dem anderen Brenner gelangen. Würde der linke und nicht der rechte Brenner betrieben, so würde die Klappe 41 die gegenüberliegende Öffnung 40 verschließen.
Werden beide Brenner betrieben, so nimmt die Klappe 41 eine Mittelstellung ein, wobei eine Rückströmung verhindert wird, insofern beide Verbrennungsluftgebläse ausreichend Gegendruck erzeugen.
Die Fig. 8 zeigt den Fall, dass der linke Brenner mit einer höheren Leistung als der rechte Brenner (vgl. Fig. 6) betrieben wird. Somit wird beispielsweise vom linken Brenner mehr Abgas als vom rechten Brenner erzeugt (hier durch die Pfeile angedeutet). Daher nimmt die Klappe 41 entsprechend dem Verhältnis zwischen den Abgasmengen eine gekippte Stellung ein, sodass wiederum für den Brenner mit der geringeren Ausstoßrate die Öffnung mehr verschlossen wird. Durch den Gegendruck gegen die Abgase, der jeweils von den Verbrennungsluftgebläsen erzeugt wird, wird verhindert, dass das Abgas von dem Brenner mit dem größeren Ausstoß in den anderen Brenner rückwärtig eindringt.
Die Fig. 9 zeigt eine Ausgestaltung, die alternativ oder ergänzend zu den vorangegangenen Varianten realisiert sein kann.
Die Anordnung 1 verfügt über zwei Rückstromsperren 4, die ergänzend oder alternativ zu den mechanischen Rückstromsperren 4 der oben diskutierten Ausgestaltungen vorliegen kann und die durch die Gebläsevorrichtungen 30 - vorzugsweise in Verbindung mit der Art ihrer Ansteuerung - selbst gegeben sind.
Diese Art der Rückstromsperre 4 besteht darin, dass die Gebläsevorrichtung 30 auch dann einen Brenner 10 mit Verbrennungsluft versorgt, wenn der Brenner 10 nicht aktiv ist, d. h. wenn keine Verbrennung stattfindet. Es werden also die inaktiven oder nicht-betriebenen Brenner 10 mit Verbrennungsluft durchspült. Dabei ist vorzugsweise die Menge an Verbrennungsluft so bemessen, dass gerade verhindert wird, dass Abgas von dem aktiven Brenner in den inaktiven Brenner gelangen kann. In einer Ausgestaltung wird eine Temperatur gemessen, die Auskunft darüber gibt, ob Abgase in den Bereich des nicht-betriebenen Brenners zwischen der gemeinsamen Abgasführungsvorrichtung 2 und der Zuführvorrichtung 3 eingedrungen sind. Steigt die Temperatur über einen tolerierbaren Grenzwert an, so wird z. B. die Drehzahl der dem nicht-betriebenen Brenner 10 zugeordneten Gebläsevorrichtung 30 erhöht, um den nicht-betriebenen Brenner 10 mit mehr Verbrennungsluft zu spülen und damit den Abgasen entgegenzuwirken.

Claims

Anordnung (1) mit mindestens zwei Brennern (10),
wobei die Anordnung (1) eine Abgasführungsvorrichtung (2) aufweist,

wobei die Abgasführungsvorrichtung (2) einer gemeinsamen Führung von Abgasen der zwei Brenner (10) dient,

wobei die Anordnung (1) eine Zuführvorrichtung (3) aufweist,

wobei die Zuführvorrichtung (3) den zwei Brennern (10) gemeinsam Verbrennungsluft zuführt,

wobei die Anordnung (1) mindestens eine Rückstromsperre (4) aufweist,

wobei die Rückstromsperre (4) ein Strömen eines gasförmigen Mediums in mindestens einer Strömungsrichtung verhindert,

wobei die Rückstromsperre (4) in der Abgasführungsvorrichtung (2) oder in der Zuführvorrichtung (3) angeordnet ist,

wobei die Rückstromsperre (4) mindestens eine Öffnung (40) und mindestens ein bewegliches Element (41) aufweist,

wobei das bewegliche Element (41) zwischen mindestens zwei Positionen beweglich ist,

wobei die Öffnung (40) in dem Fall, dass sich das bewegliche Element (41) in einer der zwei Positionen befindet, geöffnet ist,

wobei die Öffnung (40) in dem Fall, dass sich das bewegliche Element (41) in einer anderen der zwei Positionen befindet, geschlossen ist,

dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstromsperre (4) in der Abgasführungsvorrichtung (2) angeordnet ist,

wobei von jedem der zwei Brenner (10) eine Abgasführung ausgeht,

wobei jeder Abgasführung eine Öffnung (40) zugeordnet ist,

wobei das bewegliche Element (41) eine dezentral oder einseitig zwischen den zwei Öffnungen (40) gelagerte Klappe ist, und

wobei eine Stellung der Klappe abhängt von einem Verhältnis der Abgasmengen der zwei Brenner (10) ist.
Anordnung (1) nach Anspruch 1,
wobei mindestens zwei Rückstromsperren (4) vorhanden sind.
Anordnung (1) nach Anspruch 2,
wobei eine der zwei Rückstromsperren (4) in der Abgasführungsvorrichtung (2) angeordnet ist, und

wobei eine andere der zwei Rückstromsperren (4) in der Zuführvorrichtung (3) angeordnet ist.
Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
wobei die Zuführvorrichtung (3) mindestens eine Gebläsevorrichtung (30) aufweist, und

wobei die Rückstromsperre (4) zwischen der Gebläsevorrichtung (30) und einem der zwei Brenner (10) angeordnet ist.
Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
wobei die Zuführvorrichtung (3) mindestens eine Gebläsevorrichtung (30) aufweist, und

wobei die Gebläsevorrichtung (30) zwischen der Rückstromsperre (4) und einem der zwei Brenner (10) angeordnet ist.
Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
wobei das bewegliche Element (41) als Düse ausgestaltet ist,

wobei eine Spitze der Düse die Öffnung (40) beschränkt,

wobei das bewegliche Element (41) zumindest teilweise elastisch ist, und

wobei das bewegliche Element (41) in dem Fall, dass ein gasförmiges Medium das bewegliche Element (41) von einer Richtung anströmt, sich derartig elastisch verformt, dass die Öffnung (40) freigegeben ist.