DE8520263U1 - Continuous or storage water heater - Google Patents
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- DE8520263U1 DE8520263U1 DE19858520263 DE8520263U DE8520263U1 DE 8520263 U1 DE8520263 U1 DE 8520263U1 DE 19858520263 DE19858520263 DE 19858520263 DE 8520263 U DE8520263 U DE 8520263U DE 8520263 U1 DE8520263 U1 DE 8520263U1
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Description
döh" . Väi llärit GmbH u. Cödöh ". Väi llärit GmbH u. Cö
GM 029GM 029
13. September 1985 - 1 -September 13, 1985 - 1 -
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Durchlauf- oder Speicherwasserheizer gemäß den Oberbegriffen der nebengeordneten Ansprüche.The present invention relates to a once-through or storage water heater according to the preambles the ancillary claims.
Solche Wasserheizer sind einerseits bekanntgeworden zur Speisung einer Zentralheizung, also als sogenannte Umlaufwasserheizer, oder zur Erhitzung von sanitärem Brauchwasser im reinen Durchlaufverfahren. Die Geräte werden meist als kaminlose Geräte aufgebaut, das heißt, sie beziehen die zur Verbrennung notwendige Luft über eine Frischluftleitung und führen die Abgase nach Passieren des Wärmetauschers über eine innen in der Frisch· luftleitung liegende Abgasleitung wieder nach außen ab, wobei der Ventilator in der Abgasleitung liegt.On the one hand, such water heaters have become known for supplying central heating, i.e. as so-called circulating water heaters, or for heating sanitary process water in a straight-through process. The devices are mostly set up as chimney-free devices, which means that they draw in the air necessary for combustion a fresh air line and lead the exhaust gases after passing of the heat exchanger to the outside via an exhaust pipe located inside the fresh air pipe, wherein the fan is in the exhaust pipe.
Bei diesen an und für sich sehr befriedigenden Geräten mit hoher Energieausnützung tritt in neuerer Zeit dieWith these devices, which are very satisfactory in and of themselves with high energy utilization occurs recently
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Schwierigkeit aufä däß sie nicht; mehr allen Ansprüchen bezüglich NOx-Armut der Abgase genügen.Difficulty in like they do not däß; more meet all requirements regarding NOx poverty in exhaust gases.
Bei Öl- oder Gas-Geb Vasebrennern ist es bekanntgeworden * den NOx-Anteil der Abgase durch eine Abgasrüclcführung zu senken. Das Prinzip beruht darauf, daß durch die Abgasrückführung die Temperatur der Verbrennung gesenkt wird, so daß es nicht mehr zu einer so starken Ausbildung des NOx-Anteiis kommt. Die Abgasrückführung findet dort ihre Grenze, wo es zu einer unvollständigen Verbrennung kommt, das heißt, gegenläufig zur NOx-Minimierung ist ein Anstieg der CO-Bildung zu erwarten.It has become known for oil or gas vase burners * the NOx content of the exhaust gases through an exhaust gas return reduce. The principle is based on the fact that the exhaust gas recirculation reduces the temperature of the combustion, so that there is no longer such a strong formation of the NOx content. The exhaust gas recirculation finds its place there Limit where incomplete combustion occurs, that is, the opposite of the NOx minimization is an increase expected CO formation.
Diese Verhältnisse sind nun nicht ohne weiteres auf Durchlauf- oder Speicherwasserheizer mit atmosphärischen Gasbrennern zu übertragen, da hier infolge Fehlens des Gebläsebrenners nicht der Impuls zur Verfügung steht, um die Abgase rezirkulieren zu lassen.These ratios are not readily applicable to instantaneous or storage water heaters with atmospheric To transmit gas burners, because here due to the lack of a fan burner, the pulse is not available to to recirculate the exhaust gases.
Die Erfindung besteht nun darin, daß erkannt wurde, daß bei ventilatorunterstützten Wasserheizern diese Möglichkeit doch eröffnet werden könnte, so daß die Aufgabe der Erfindung darin liegt, eine NOx-Reduzierung im Abgasstrom bei Durchlauf- oder Speicherwasserheizern mit atmosphärischen Brennern, die aber ventilatorunterstützt sind, zu erzielen. Für die Lösung der Erfindung sind drei Alternativen möglich, die aus den kennzeichnenden Teilen derThe invention consists in the fact that it has been recognized that this possibility in fan-assisted water heaters but could be opened, so that the object of the invention is a NOx reduction in the exhaust gas flow for instantaneous or storage water heaters with atmospheric Burners that are fan-assisted, too achieve. For the solution of the invention, three alternatives are possible, consisting of the characterizing parts of
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- 3 nebengcordneten Ansprüche ersichtlich sind.- 3 subordinate claims can be seen.
Die übrigen Unteransprüche beziehen sich auf weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung, die auch aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der Figuren eins bis sechs der Zeichnung näher ersichtlich werden.The remaining subclaims relate to further particularly advantageous embodiments of the invention, which also apparent from the following description with reference to Figures one to six of the drawing will.
Es zeigen:Show it:
Figur eins einen Durchlaufwasserheizer zur Speisung einer oder mehrerer Brauchwasserzapfstellen,Figure one shows a continuous water heater for feeding a or several hot water taps,
Figur zwei einen Umlaufwasserheizer zur Speisung einer Zentralheizung undFigure two a circulating water heater for feeding a Central heating and
Figur drei einen Speicherwasserheizer zur Versorgung eines oder mehrerer Badezimmer.Figure three a storage water heater to supply one or several bathrooms.
Figur vier eine Brennerkammer eines Reihenbrenners in perspektivischer Ansicht*Figure four shows a burner chamber of a series burner in perspective Opinion*
Figur fünf eine Brennerkammer in Ansicht von oben und Figur sechs eine Variante der Erfindung.FIG. Five shows a burner chamber in a view from above and FIG. Six shows a variant of the invention.
In allen sechs Figuren bedeuten gleiche Bezugszeichen jeweils die gleichen Einzelheiten.In all six figures, the same reference symbols denote the same details.
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äußeres Gehäuse 2 auf, das in einem Ahstand 3 ein Gehäuse einer Brennerkammer 4 umschließt. Die Brennkammer weist an ihrem unteren Einlaßende 5 einen atmosphärischen Gasbrenner 6 auf, der einen Sammelraum und einen Injektor 8 aufweist, in dessen Anfang 9 eine Gasdüse 10 Gas einbläst, das ihr über eine mit einem Ventil versehene Gaszuleitung 11 zugeführt wird. Die Brennkammer ist an ihrem oberen Ende 12 durch einen Wärmetauscher 13 abgeschlossen, dem aufzuheizendes Wasser über eine Frischwasser-Zulauf1 eitung zugeführt wird und dem das erwärmte Wasser über eine Zapfleitung 15 abgeführt wird.outer housing 2, which is a housing in a Ahstand 3 a burner chamber 4 encloses. The combustion chamber has at its lower inlet end 5 an atmospheric gas burner 6, which has a collecting space and an injector 8, in the beginning 9 of which a gas nozzle 10 blows gas, which is fed to it via a gas supply line 11 provided with a valve. The combustion chamber is on hers upper end 12 closed by a heat exchanger 13, the water to be heated via a fresh water inlet 1 line is fed and the heated water is discharged via a tap 15.
Oberhalb des Wärmetauschers 13 ist ein Abgassammei raum vorgesehen, an den eine Abgasabfuhrleitung 17 angeschlossen ist, an deren Anfang ein Abgasgebläse 18 angeordnet ist. Die Abgasleitung 17 kann entweder durch eine Wand des Aufstel1raums in die Atmosphäre geführt sein oder an einen Kamin angeschlossen sein.Abgassammei space is provided above the heat exchanger 13, to which an exhaust gas discharge line 17 is connected is, at the beginning of which an exhaust fan 18 is arranged. The exhaust pipe 17 can either be through a wall of the installation room into the atmosphere be connected to a chimney.
Die Abgasabfuhrleitung 17 ist in einem Abstand 19 umgeben von einer Frischluft-Zufuhrleitung 20, die entweder von der Atmosphäre kommt oder an einen Zuluftzufuhrschacht angeschlossen ist. Die Zuluftzufuhrleitung 20 kann die Abgasabfuhrleitung konzentrisch in zylindrischer Formgestaltung umgeben, muß es aber nicht. Die Frischluft-Zufuhrleitung mündet an der Oberseite des Gehäuses 2 inThe exhaust gas discharge line 17 is surrounded at a distance 19 from a fresh air supply line 20, which either from the atmosphere or to a supply air duct connected. The air supply line 20 can Concentric exhaust gas discharge line with a cylindrical shape surround it, but it does not have to. The fresh air supply line opens at the top of the housing 2 in
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diese, so daß bei förderndem Abgasventilator 18 Zuluft über die ringförmige Zuluftzuflihrung 19 von der Atmosphäre angesaugt wird, den gesamten Außenraum der Brennkammer 4 umspült und am unteren Ende 5 in der Gegend des Brenners in den Innenraum 12 eintritt. Hier ermöglicht die Zuluft die Verbrennung, indem sie als Sekundärluft unterstützen'1 einwirkt. Die Primärluft stammt aus der gleichen Zuluftquelle, tritt jedoch in das untere Ende 9 des Injektors ein, und zwar unter dem Impuls des aus der Düse 10 ausströmenden Brenngases. Diese Luft wird als Primärluft bezeichnet und vermischt sich mit dem Gas im Zuge des Injektors 8 oder der Mischkammer 7.this, so that when the exhaust gas fan 18 is conveying, air is sucked in from the atmosphere via the annular air supply 19, the entire outer space of the combustion chamber 4 flows around and enters the inner space 12 at the lower end 5 in the vicinity of the burner. Here, the supply air enables combustion by acting as secondary air ' 1 . The primary air comes from the same supply air source, but enters the lower end 9 of the injector under the impulse of the fuel gas flowing out of the nozzle 10. This air is referred to as primary air and mixes with the gas in the course of the injector 8 or the mixing chamber 7.
Erfindungsgemäß ist nun eine Zweigleitung 21 vorgesehen, die an die Abgasabfuhrleitung 17 stromab des Ventilators 18, aber stromauf der Mündungsstelle angeschlossen ist und die unmittelbar in die Zuluftzufuhrleitung 20 geführt ist, indem sie in dem Zwischenraum 19 endet. Bevorzugt ist das Ende als Rohrumlenkung 22 ausgebildet, deren Auslaß in Strömungsrichtung der zuströmenden Zuluft gerichtet ist. Im einfachsten Fall kann die Leitung 21 als Loch dargestellt werden, das in den Außenmantel der Abgasabfuhrleitung 17 eingebracht ist. Die Leitung 21 ist zwischen dem Ventilator und einer Staublende 47 angeschlossen, wobei die Staublende stromab des Ventilators aber stromauf des Auslasses des Abgasrohres 17 in die At-According to the invention, a branch line 21 is now provided, which is connected to the exhaust gas discharge line 17 downstream of the fan 18, but upstream of the orifice and which are fed directly into the air supply line 20 is by ending in the space 19. Preferably, the end is designed as a pipe deflection 22, the Outlet is directed in the direction of flow of the incoming supply air. In the simplest case, the line 21 as Hole shown in the outer jacket of the exhaust pipe 17 is introduced. The line 21 is connected between the fan and a dust cover 47, the dust end downstream of the fan but upstream of the outlet of the exhaust pipe 17 into the at-
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\ mosphäre angeordnet ist. \ atmosphere is arranged.
ι die Leitung 14 ist hier nämlich die Rücklaufleitung einerι the line 14 is here namely the return line of a
Heizungsanlage, während die Leitung 15 die Vorlaufleitung dieser Heizungsanlage ist. In der Rücklaufleitung liegt eine Umwälzpumpe 30. Die Erfindung ist in einer zweitenHeating system, while line 15 is the flow line this heating system is. Is in the return line a circulating pump 30. The invention is in a second
um ausgehend von einem Loch 31 in der Abgasabfuhrleitung 17, nunmehr in die Mischkammer 7 des Brenners 6 geführt ist und dort in einem mit einer Vielzahl von Löchern 32 versehenen Rohrende endet. Die einzelnen Löcher sollen einer gleichmäßigen Verteilung des rezirkulierenden Abgases dienen. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das rezirkulierende Abgas dem Primärluftanteil der brennstoffoeheizten Wärmequelle beigemischt, während die SeK'indärluft hiervon überhaupt nicht betroffen ist.to proceeding from a hole 31 in the exhaust gas discharge line 17, is now guided into the mixing chamber 7 of the burner 6 and there in one with a large number of holes 32 provided pipe end ends. The individual holes are intended to ensure an even distribution of the recirculating exhaust gas to serve. In this embodiment, the recirculating Exhaust gas is the primary air component of the fuel-heated Heat source mixed in, while the SeK'indärluft is not affected by this at all.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur drei handelt es sich um einen Speicherwasserheizer, der in Abweichung zu den Ausführungsbeispielen nach Figuren eins und zwei einen Wasserspeicher 40 aufweist, dessen Außenmantel mit dem Brennkammerraum der Figuren eins und z^ei vergleichbar ist. Der Speicher wird innen von einem Flammrohr 41 begrenzt, zwischen Flammrohr und Speicheraußenwandung bil-The embodiment according to FIG. Three is around a storage water heater, which differs from the Embodiments according to Figures one and two one Has water storage 40, the outer jacket with the Combustion chamber of Figures one and two comparable is. The inside of the storage tank is bounded by a flame tube 41, between the flame tube and the outer wall of the storage tank.
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det sich der Wasserspeicherraum 42, der einen Ringraum darstellt. Der Speicherräüm Wird an seiner Unterseite durch einen konkav gewölbten Boden 43 begrenzt, der als Ring ausgebildet ist und das Flammrohr mit der Außenwand ringsum verbindet. Dadurch entsteht die eigentliche Brennkammer 44 erst unterhalb des Bodens 43. In die Brennkammer reicht der atmosphärische Brenner 6, der gleichermaßen einen Injektor 8 aufweist* In den Einlaß des Injektors bläst nicht nur die Gasdüse 10 ein, sondern auch der Auslaß 45 der Zweigleitung 21. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird also das riazirkulierende Abgas ausschließlich der Primärluft beigemischt.det is the water storage space 42, which is an annular space represents. The storage space will be at its bottom limited by a concavely curved base 43, which is designed as a ring and the flame tube with the outer wall connects all around. This creates the actual combustion chamber 44 only below the bottom 43. In the Combustion chamber reaches the atmospheric burner 6, the likewise has an injector 8 * In the inlet of the injector not only blows the gas nozzle 10, but also the outlet 45 of the branch line 21. In this case Embodiment is therefore the ria circulating exhaust gas mixed exclusively with the primary air.
Aus dieser Figur ist noch ersichtlich, daß in die Gaszuleitung 11 ein Gasventil 46 eingefügt ist. Der Ventilator 18 ist an der Oberseite des Speicheraußengehäuses 40 angeordnet, er wirkt, wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur eins beschrieben.From this figure it can also be seen that a gas valve 46 is inserted into the gas supply line 11. The ventilator 18 is arranged on the top of the storage outer housing 40, it acts as in the embodiment according to FIG one described.
Alle drei Ausführungsbeispiele unterscheiden sich zum einen in der Wahl des Gerätes und zum anderen in der Wahl des Eitvbringungsortes des zurückzuführenden Abgases. Es muß an dieser Stelle gesagt werden, daß es gleichgültig ist, bei welchem Gerät an welcher Stelle die Abgasrückführung erfolgt. Alle drei Rückführungsstellen haben ihre speziellen Vor- und Nachteile, sie sind nicht an eineOn the one hand, all three exemplary embodiments differ in the choice of the device and, on the other hand, in the choice of the place of delivery of the exhaust gas to be returned. It It must be said at this point that it does not matter in which device at which point the exhaust gas recirculation he follows. All three return centers have theirs special advantages and disadvantages, they are not part of one
- 8 bestimmte GeräteaiisfUhrung gebunden.- 8 specific device guidance bound.
Wahrend beim Ausführungsbeispiel nach Figur eins sowohl Primär- als auch Sekundärluft gleichermaßen mit rlickzuflihrendem Abgas beaufschlagt werden, wird nach dem Ausfuhrungsbei spi el gemäß Figur zwei das Abgas im wesentlichen einen Teil der Sekundärluft aufgegeben, während es nach dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur drei nur der Primärluft beigegeben wird. Der Abgäsänteil soll 10 % des Abgasmassenstroms betragen.While in the embodiment of Figure one, both primary and secondary air are equally acted upon with rlickzuflihrendem exhaust gas, according to the execution example spi el according to Figure two, the exhaust gas is essentially given up a portion of the secondary air, while according to the embodiment of Figure three, only added to the primary air will. The exhaust part should be 10 % of the exhaust gas mass flow.
Es wäre auch möglich, die Abgasrückführung sowohl gemäß Figur eins vorzunehmen als auch zusätzlich alternativ gemäß den Figuren zwei oder drei. Hiermit wird erreicht, daß die gesamte Verbrennungsluft, unabhängig von ihrer späteren Aufteilung als Primär- und Sekundärluft, einen relativ kleinen Anteil von zugemischtem Abgas aufweist, etwa 5 %, während der Rest des zuzuführenden Abgases ausschließlich der Primär- oder Sekundärluft zugeführt wird. Diese Art der Zuführung richtet sich dann nach den Ausführungsverhältnissen des Brennraums und des Brenners.It would also be possible according to both the exhaust gas recirculation Figure one to undertake and also alternatively according to Figures two or three. This achieves that all the combustion air, regardless of their later division as primary and secondary air, one having a relatively small proportion of admixed exhaust gas, about 5%, while the remainder of the exhaust gas to be supplied supplied exclusively to the primary or secondary air will. This type of feed then depends on the design conditions of the combustion chamber and the burner.
Wie die Figuren vier und fünf zeigen, kann man auch das rezirkulierende Abgas ausschließlich dem Sekundärluftstrom beimischen. So zeigt die Figur vier eine Brennkammer 49 des Brenners 6, die aus der innenliegenden Mischkammer 7 und einer sie außen im Abstand 49 umgeben-As Figures four and five show, the recirculating exhaust gas can also be used exclusively in the secondary air flow mix in. Thus, the figure four shows a combustion chamber 49 of the burner 6, which consists of the inner Mixing chamber 7 and one surrounding it on the outside at a distance 49-
4i a» oi 44 (tat4i a »oi 44 (tat
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den Abdeckung 50 besteht. Die Abdeckung bildet an ihrer Unterseite 51 zusammen mit der Unterseite 52 der Mischkammer einen Zufuhrungskanal 53, in den die Zweigleitung 21 einmündet. Das hier zugefügte Abgas steigt in den Zwischenräumen 50 und 50' beiderseits der senkrecht stehenden Außenwändungen der Mischkammer 7 hoch und mündet in den oben!legenden Auslässen dieser Zwischenräume. Die Mischkammer weist an ihrer Oberseite Brennschlitze 54 mit relativ großen Durchlässen und jeweils dazwischen Brennschlitze 55 mit relativ kleinen Auslaßöffnungen auf, wobei letztere zur Erzeugung von Halteflammen dienen. Der Abstand 50 und 50', der sich als senkrechter Schlitz darstellt, ist nun so gestaltet, daß die Wellentäler 56 dort liegen, wo ein Haftflammenschlitz 55 angeordnet ist, während die Wellenberge 57 dort liegen, wo ein großer Brennschlitz 54 angeordnet ist. Damit wird erreicht, daß in großen Austrittsstellen 54 relativ viel Abgas beigemischt wird, während den kleinen Austrittsstellen, wo auch nur wenig Gas ausströmt, kleine Abgasmengen beigemi seht werden.the cover 50 consists. The cover forms on its underside 51 together with the underside 52 of the mixing chamber a feed channel 53 into which the branch line 21 opens. The exhaust gas added here rises in the gaps 50 and 50 'on both sides of the perpendicular outer walls of the mixing chamber 7 high and opens into the outlets of these spaces above! the On its upper side, the mixing chamber has combustion slots 54 with relatively large passages and each combustion slot in between 55 with relatively small outlet openings, wherein the latter are used to generate holding flames. The distance 50 and 50 ', which is shown as a vertical slot, is now designed so that the wave troughs 56 are where an adhesive flame slot 55 is arranged, while the wave crests 57 lie where a large burn slot 54 is arranged. This achieves that A relatively large amount of exhaust gas is admixed in large exit points 54 will, while the small exit points where also only a little gas flows out, small amounts of exhaust gas are seen.
Hierbei ist entscheidend, daß der rückgeführte Abgasstrom in den Bereich der FTämmenwurzel der einzelnen Hauptbrennerflammen geführt wird. Hierdurch wird eine Art Stufenverbrennung möglich, da die in der primären Yerbrennungszone des aus den Brennerschlitzen 54, 55 ausströmendenHere it is crucial that the recirculated exhaust gas flow is in the area of the tree roots of the individual main burner flames to be led. This enables a kind of staged combustion, since that is in the primary combustion zone of the one flowing out of the burner slots 54, 55
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Gasluftgemisches zusammen mit dem rückgeflihrten Abgas und einem partiellen Sekunda'rluftström zu einer leicht unterstöchiometrischeri Tei!verbrennung mit niedrigem Temperaturniveau führt. Der Hauptanteil der Sekundärluft kann stromabwärts der Austritte des Abgases die Verbrennungszone ohne Behinderung erreichen und führt zu einem vollst and igen Ali Su rand ufir FläüiiTie in öl Her Zweiten Verbrennungsstufe.Gas-air mixture together with the recirculated exhaust gas and a partial secondary air flow to a slightly substoichiometric one Partial combustion leads to a low temperature level. The main part of the secondary air can downstream of the outlets of the exhaust gas reach the combustion zone without hindrance and leads to a complete and igen Ali Su rand ufir FläüiiTie in oil Her Second Combustion stage.
Die Ausbildung der Strömungskante in unmittelbarer Nähe der Brennerschlitze ist entweder als vertikaler Spalt (Gerade oder mäanderförmig) ausgebildet oder mit einer leichten Ablenkung in Richtung auf die Brennerschlitze. Wichtig ist eine möglichst homogene Mischung von dem Gasluftgemisch einerseits (Gas und Primärluft) und dem rezirkulierenden Abgas andererseits im Bereich der Flammenwurzel.The formation of the flow edge in the immediate vicinity the burner slot is either designed as a vertical gap (straight or meander-shaped) or with a slight deflection towards the burner slots. It is important that the mixture of gas and air be mixed as homogeneously as possible (gas and primary air) and the recirculating air On the other hand, exhaust gas in the area of the flame root.
Die Abgasbeimischung kann je nach konstruktiver Ausbildung des Vormischbrenners einseitig oder beidseitig erfolgen.The admixture of exhaust gases can depend on the design of the premix burner on one or both sides.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur sechs handelt es sich unrein eigentlich kaminlöses Gerät, das nur mit thermischem Abzug der Abgase arbeitet. Hierbei ist in der Zweigleitung 21 ein relativ kleiner Abgasventilator 18 vorgesehen, der von einem Motor 58 angetrieben wird. MitIn the embodiment according to Figure six it is unclean actually chimney-less device that only with thermal extraction of the exhaust gases works. In this case, a relatively small exhaust gas fan 18 is in the branch line 21 which is driven by a motor 58 is provided. With
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diesem relativ kleinen schwachlastigen Abgasventilator gelingt auch hier die Abgasrückführung. Bei diesem Aueführungsbeispiel braucht keine Staublende 47 in der Abgasleitung vorhanden sein, da der erforderliche Druckunterschied zum rezirkulierenden Abgas durch den Schwachlastventilator selbst aufgebracht wird.this relatively small low-power exhaust fan Exhaust gas recirculation succeeds here too. In this example there does not need to be a dust shield 47 in the exhaust line, because of the required pressure difference to the recirculating exhaust gas is applied by the low-load fan itself.
Claims (6)
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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Country Status (1)
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| DE (1) | DE8520263U1 (en) |
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