DE10246259B3 - Accumulator with heat generator insert, especially gas or oil burner with combustion chamber, heat exchanger, flanged cover, and gas discharge guide - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung geht aus von einem Speicher mit einem Wärmeerzeugereinschub zur Erwärmung eines Mediums mit einem Wärmeerzeuger, insbesondere einem Öl- oder Gasbrenner, der eine Brennkammer, einen Abgaswärmetauscher und eine Abgasführung aufweist sowie über einen druckdichten Flanschdeckel an einem Befestigungsflansch des das Medium enthaltenden Speichers montierbar ist.The invention is based on one Storage with a heat generator module for heating one Medium with a heat generator, especially an oil or gas burner, which is a combustion chamber, an exhaust gas heat exchanger and an exhaust duct has as well as about a pressure-tight flange cover on a mounting flange of the Medium containing storage is mountable.
Derartige Wärmeerzeuger werden vorzugsweise zur Erwärmung von Brauchwasser oder Heizungswasser in einem Speicher verwendet. Der Speicher bzw. Kessel kann dabei als direkt beheizter Brauchwassererwärmer oder als Pufferspeicher-Wärmeerzeuger arbeiten. Als Wärmeerzeuger bzw. Brenner zur Erzeugung der Wärme werden vorzugsweise Öl- oder Gasbrenner, mit oder ohne Brennwertnutzung, eingesetzt. Dabei bedingt eine Vielfalt von Leistungsbereichen und Brennarten auch eine Vielzahl unterschiedlicher Grundgeräte.Such heat generators are preferred for warming of domestic water or heating water used in a storage tank. The storage tank or boiler can be used as a directly heated domestic water heater or as a buffer storage heat generator work. As a heat generator or Burners to generate heat are preferably oil or gas burner, with or without condensing technology. there requires a variety of performance ranges and types of firing Many different basic devices.
Aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Konstruktion zu verbessern.The invention is based, which to improve known construction.
Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen zuentnehmen.According to the invention, this object is achieved by Features mentioned in claim 1 solved advantageous developments are dependent on the invention claims refer to.
Durch die Erfindung wird die Servicefreundlichkeit des Speichers und die Dauerstandfestigkeit verbessert. Insbesondere wird erreicht, dass kondensierende Flüssigkeiten ohne Beeinträchtigung von Brenner und Abgasführung und mit verringerter Korrosionsgefahr abgeführt werden können. Auch wird vermieden, dass das Speichermedium über eventuell alternde Dichtungen des Abgaswärmetauschers in den Kondensatkreislauf gelangen und mit diesem zusammen abfließen kann. Der neuartige konstruktive Aufbau für einen Speicher mit Wärmeerzeugereinschub erlaubt mit einer geringen Anzahl von Grundelementen eine Anpassung an die jeweils geforderte Wärmeleistung sowie an unterschiedliche Brennerarten.The invention makes servicing easier of the memory and the fatigue strength improved. In particular it is achieved that condensing liquids without impairment of burner and exhaust system and can be dissipated with reduced risk of corrosion. Also it is avoided that the storage medium over possibly aging seals of the exhaust gas heat exchanger can get into the condensate circuit and drain together with it. The new design for a storage tank with a heat generator insert allows adjustment with a small number of basic elements to the required heat output as well as different types of burners.
Die Erfindung besteht im Prinzip aus einem Speicher mit einem Wärmeerzeugereinschub zur Erwärmung eines Mediums mit einem Wärmeerzeuger, insbesondere einem Öl- oder Gasbrenner, der eine Brennkammer, einen Abgaswärmetauscher und eine Abgasführung aufweist sowie über einen Flanschdeckel an einem Befestigungsflansch des das Medium enthaltenden Speichers montierbar ist, und bei dem der Wärmeerzeuger beziehungsweise Brenner, die Brennkammer, der Abgaswärmetauscher, die Abgasführung und der Flanschdeckel zu einer kompakten Baugruppe vereinigt sind, die als ganze an dem Speicher befestigt und von diesem gelöst werden, darin, dass die Brennkammer und der Abgaswärmetauscher durch ein im Wesentlichen U-förmig gestaltetes Rohr gebildet sind, bei dem die beiden Rohrenden im gemeinsamen Flanschdeckel gehalten sind und Rohr und Flanschdeckel ein einteiliges Gussteil bilden.The invention is in principle from a store with a heat generator insert for warming a medium with a heat generator, in particular an oil or gas burner, which is a combustion chamber, an exhaust gas heat exchanger and an exhaust duct has as well as about a flange cover on a mounting flange of the medium containing Storage is mountable, and in which the heat generator or Burner, the combustion chamber, the exhaust gas heat exchanger, the exhaust gas duct and the flange cover are combined into a compact assembly that as a whole attached to and detached from the memory, in that the combustion chamber and the exhaust gas heat exchanger by essentially one U-shaped designed tube are formed, in which the two tube ends in common Flange covers are held and tube and flange cover are one piece Form a casting.
Durch die Erfindung werden unter anderem folgende Vorteile erzielt: Ein Gerätegrundtyp für den Speicher oder Kessel kann verschiedene Brennerarten wie Ölbrenner oder Gasbrenner, mit oder ohne Nutzung der im Abgas enthaltenen Kondensationswärmemenge aufnehmen. Außerdem kann anstelle des Brennereinschubes auch ein Wärmetauschereinschub vorgesehen und statt dessen an gleicher Stelle alternativ montiert werden.By the invention are under achieved the following advantages: A basic device type for the memory or boiler can use different types of burners such as oil burners or gas burners or without using the amount of condensation heat contained in the exhaust gas take up. Moreover a heat exchanger insert can also be provided instead of the burner insert and can be installed in the same place instead.
Ebenso kann dieselbe Baugruppe in verschiedene Gerätetypen, insbesondere in Speicher unterschiedlicher Größe, eingesetzt werden. Das wird dadurch erreicht, dass alle in ihren Maßen unterschiedlichen Speicher den gleichen Befestigungsflansch aufweisen. Durch freie Veränderbarkeit der Brennkammerlänge und der Wärmetauscher-Rohrlänge ist eine modulare Leistungsanpassung und/oder eine Verschiebung der Kesselanforderung (kondensierend/nicht kondensierend, Niedertemperatur-/Hochtemperaturkessel) möglich. Durch Materialauswahl für das die Brennkammer und den Abgaswärmetauscher enthaltende Gussteil kann zwischen besonders gut wärmeleitfähigen Materialien und besonders korrosionsbeständigen Materialien (z. B. Aluminium, beschichtetes Aluminium, emaillierter Stahl, Glas, korrosionsfest beschichteter Stahl) entschieden werden. Vorzugsweise besteht das Gussteil aus Aluminium. Besondere Vorteile ergeben sich durch das einheitliche Einschubteil für die Lagerhaltung und beim Zeitaufwand bei Säuberung, Wartung und Reparaturen.Likewise, the same assembly in different device types, in particular in memory of different sizes. It will thereby achieved that all in different dimensions memory have the same mounting flange. Through free changeability the combustion chamber length and the heat exchanger tube length is a modular performance adjustment and / or a shift of Boiler request (condensing / non-condensing, low-temperature / high-temperature boiler) possible. By choosing materials for the casting containing the combustion chamber and the exhaust gas heat exchanger can between particularly good heat conductive materials and particularly corrosion-resistant Materials (e.g. aluminum, coated aluminum, enamelled steel, Glass, corrosion-resistant coated steel). Preferably the casting is made of aluminum. Special advantages result from the uniform insert part for warehousing and the time required for cleaning, maintenance and repairs.
Vorzugsweise erfolgt die lösbare Befestigung der Baugruppe mit ihrem Flanschdeckel an dem Befestigungsflansch im oberen, wärmeren Bereich des Speichers. Bei einem Speicher nach dem Prinzip des Schichtenladers, bei dem die niedrigen Temperaturen in den unteren Bereichen und die höheren Temperaturen in den oberen Bereichen des Speichers gegeben sind, wird dadurch nämlich die Brennkammertemperatur immer auf die wärmeren Schichten übertragen. Der mit der Brennkammer in einem U-förmigen Gussteil vereinte Abgaswärmetauscher ist dann vorzugsweise räumlich unterhalb der Brennkammer angeordnet. Dadurch wirkt die Abgastemperatur auf die kälteren Schichten ein. Das den Wärmetauscher umgebende Medium kühlt somit das Abgas auf niedrige Temperaturen, wodurch ein guter Wirkungsgrad und niedrige Schadstoffwerte erreicht werden. Es kann zugleich ein möglichst kaltes Abgas erreicht werden, z. B. zur Kondensation der Feuchtigkeit im Abgas bei Brennwertbetrieb. Das anfallende Kondensat wird abgeführt, indem die Unterseiten der oberen und unteren Rohrteile zur Flanschdeckelseite hin geneigt angeordnet oder bemessen werden. Bei sonst senkrecht stehendem Speicher wird das Kondensat durch den Deckel nach außen abgeführt. Es kann auch eine Neigung des Einschubes von fünf Grad ge genüber der Horizontalen vorgesehen sein. Alternativ hierzu kann auch die Brennkammer eine nach hinten zum Speicher gerichtete Neigung haben, wodurch das Kondensat des oberen Rohrteils über die Krümmung des U-förmigen Rohres in das untere Rohrteil gelangt, das dann eine nach vorne zum Deckel gerichtete Neigung aufweist. Schließlich ist es auch möglich, das Kondensat der oberen Brennkammer durch eine Öffnung am Flanschdeckel nach außen und von dort in den unteren Rohrteil abfließen zu lassen. Durch Drehung der Baugruppe relativ zum Kessel um 180°, derart, dass der Abgaswärmetauscher räumlich oberhalb der Brennkammer im wärmeren Bereich des Speichers zu liegen kommt, kann im Bedarfsfall ebenso verhindert werden, dass überhaupt Kondensat entsteht.The assembly is preferably detachably fastened with its flange cover to the fastening flange in the upper, warmer area of the reservoir. In the case of a storage system based on the stratification principle, in which the low Temperatures in the lower areas and the higher temperatures in the upper areas of the storage are given, namely, the combustion chamber temperature is always transferred to the warmer layers. The exhaust gas heat exchanger combined with the combustion chamber in a U-shaped casting is then preferably arranged spatially below the combustion chamber. As a result, the exhaust gas temperature acts on the colder layers. The medium surrounding the heat exchanger thus cools the exhaust gas to low temperatures, which ensures good efficiency and low pollutant values. At the same time, the coldest possible exhaust gas can be achieved, e.g. B. for condensation of moisture in the exhaust gas during condensing operation. The condensate is discharged by arranging or dimensioning the undersides of the upper and lower pipe parts inclined towards the flange cover side. If the storage tank is otherwise vertical, the condensate is discharged to the outside through the cover. There can also be an inclination of the insertion of five degrees compared to the horizontal. As an alternative to this, the combustion chamber can also have a backward inclination towards the store, as a result of which the condensate of the upper tube part reaches the lower tube part via the curvature of the U-shaped tube, which then has an inclination directed forwardly towards the cover. Finally, it is also possible to let the condensate of the upper combustion chamber flow outwards through an opening in the flange cover and from there into the lower pipe part. By rotating the assembly relative to the boiler by 180 ° in such a way that the exhaust gas heat exchanger is located spatially above the combustion chamber in the warmer area of the store, condensate can also be prevented if necessary.
Das Gussteil weist an der Innenseite und an der Außenseite des Rohrteils eingegossene Verrippungen auf. Der obere Schenkel des Rohres weist im dem dem Flanschdeckel zugewandten Bereich die Brennkammer und in dem der u-Krümmung des Rohres zugewandten Bereich den Anfang der Innenrippung des Abgaswärmetauschers auf, die sich über die Krümmung und den unteren Schenkel bis zum Flanschdeckel hin erstreckt. Die Innenrippung an ihrem der Brennkammer zugewandten Bereich ist so angeordnet, dass eine Beschädigung der Rippung durch den Brenner zumindest vermindert ist. Zu diesem Zweck ist die Innenrippung an ihrem der Brennkammer zugewandten Bereich beispielsweise trichterförmig ausgebildet. Die Innenrippung hat im gekrümmten Bereich einen rippenfreien Bereich, der eine ungehinderte Abgasströmung im Krümmungsbereich ermöglicht. Die Brennkammer hat einen zur Aufnahme des Brennkopfes großen Durchmesser und in Längsrichtung verlaufende Innenrippen. Der anschließende Abgaswärmetauscher ist einerseits an den Übergang zur Brennkammer angepasst und im übrigen frei bezüglich der äußeren Abmessungen und der Form der Innenrippung.The casting shows on the inside and on the outside cast-in ribs of the pipe part. The upper leg of the tube has the combustion chamber in the area facing the flange cover and in that of the u-curvature the area facing the pipe the beginning of the internal ribbing of the exhaust gas heat exchanger on who are concerned about the curvature and extends the lower leg to the flange cover. The Internal ribbing on its area facing the combustion chamber is arranged that damage the burner ribbing is at least reduced. To this The purpose is the internal ribbing on the combustion chamber facing it Area, for example, funnel-shaped educated. The inner rib has a rib-free area in the curved area Area that enables unhindered exhaust gas flow in the area of curvature. The combustion chamber has a large diameter to accommodate the burner head longitudinal inner ribs. The subsequent exhaust gas heat exchanger is on the one hand at the transition adapted to the combustion chamber and otherwise free with regard to the external dimensions and the shape of the inner rib.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel hat das Rohrteil im Bereich des Wärmetauschers einen ovalen, eher flachen Querschnitt. Zwischen den dann im Wesentlichen senkrechten Wandungen dieses Rohrteils sind eine Vielzahl von waagerechten Streben angeordnet und mit der Wandung vergossen, die zwi schen sich vergleichsweise enge Zwischenräume für den Abgasströmungsweg bilden.In a preferred embodiment the pipe part in the area of the heat exchanger an oval, rather flat cross section. Between the then essentially vertical walls of this tube part are a multitude of horizontal struts arranged and shed with the wall, the inter between comparatively tight spaces for the exhaust gas flow path form.
Die oberen und unteren Schenkel des Rohres sind voneinander durch einen Zwischenraum getrennt, der eine vollständige Umspülung der Brennkammer durch das Speichermedium und damit eine optimale Übertragung der Wärme von der Brennkammer auf das Medium erlaubt. Außerdem wird durch die räumliche Trennung der beiden Rohrteile ein direkter Temperaturübergang von der Brennkammer auf den Abgaswärmetauscher im unteren Rohrschenkel verhindert oder zumindest vermindert. Schließlich umströmt auch das Medium den Abgaswärmetauscher vollständig und entzieht diesem Rohrteil Wärme, kühlt also das Abgas. Der ovale Querschnitt bewirkt weitgehend gleiche Längen der Streben und damit gleiche Kühlung über die Länge der Streben.The upper and lower legs of the Rohres are separated from each other by a space, the one full flushing the combustion chamber through the storage medium and thus an optimal transfer of warmth allowed from the combustion chamber to the medium. In addition, the spatial Separation of the two pipe parts a direct temperature transition from the combustion chamber to the exhaust gas heat exchanger in the lower pipe leg prevented or at least diminished. Finally, the medium also flows around the exhaust gas heat exchanger Completely and extracts heat from this pipe part, so cools the exhaust gas. The oval cross section largely results in the same lengths of the struts and thus the same cooling over the Length of Struts.
In dem Flanschdeckel ist eine Aufnahme für einen Temperaturfühler vorgesehen Diese Aufnahme ist eine im Bereich der Brennkammer angeordnete Bohrung, die bis an oder in die Wandung des oberen Rohrschenkels reicht. Der Temperaturfühler ist mit Mitteln zur mechanischen Temperaturbegrenzung in der Brennkammer versehen oder verbunden.There is a holder in the flange cover for one temperature sensor This receptacle is a bore arranged in the area of the combustion chamber, which extends up to or into the wall of the upper pipe leg. The temperature sensor is with means for mechanical temperature limitation in the combustion chamber provided or connected.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles beispielsweise näher erläutert. Darin zeigenThe invention is explained below an embodiment shown in the drawings, for example explained in more detail. In this demonstrate
Das Gussteil
Die oberen und unteren Schenkel
Der dem Brenner
Der Speicher
Durch die Innenrippung
Die Befestigung des Brenners
Der obere Bereich des Speichers
Das Gussteil
- 11
- Brennerburner
- 1a1a
- BrennkopfBrennkopf
- 22
- AbgaswärmetauscherExhaust gas heat exchanger
- 33
- BrennkammerflanschBrennkammerflansch
- 44
- Brennkammercombustion chamber
- 55
- Abgasrohr, u-förmigExhaust pipe U-shaped
- 66
- Flanschdeckel Einschub, Gussteil aus 2, 4, 6flange Insert, casting from 2, 4, 6
- 77
- Befestigungsflansch am Speicher 13mounting flange at storage 13
- 88th
- Verschraubung am Umfang von 6screw to the extent of 6
- 99
- Zwischenraum zwischen 51 und 52gap between 51 and 52
- 1010
- Abgasführungexhaust system
- 1111
- Ausbuchtungbulge
- 1212
- Stege am FlanschdeckelStege on the flange cover
- 1313
- SpeicherStorage
- 1414
- Wandung zur Trennung der Abgasführung in 54 von der Brennkammer 4wall to separate the exhaust system 54 from the combustion chamber 4
- 1515
- kegelförmiger Freiraumconical free space
- 1616
- Zwischenraumgap
- 1717
- Außenmantelouter sheath
- 1818
- Wärmeisoliermaterialthermal insulation material
- 1919
- Bajonettverschlussbayonet catch
- 2020
- äußeres Abgasrohrouter exhaust pipe
- 2121
- Dichtung in Flansch für 20poetry in flange for 20
- 2222
- InnenrippungInnenrippung
- 221221
- Strebenpursuit
- 222222
- Längsrippen in 4longitudinal ribs in 4th
- 2323
- AußenrippungAußenrippung
- 5151
- oberes Rohrendeupper pipe end
- 5252
- unteres Rohrendelower pipe end
- 5353
- oberer Rohrschenkelupper tube legs
- 5454
- unterer Rohrschenkellower tube legs
- 5555
- Rohrkrümmungpipe bend
- 5656
- rippenfreier Raum in 55rip free Space in 55
- 5757
- untere Kondensatablaufbahn in 53lower Condensate drain in 53
- 57b57b
- untere Kondensatablaufbahn in 54lower Condensate drain in 54
- 57c57c
- Nut in 54groove in 54
- 5858
- Bohrung in 6 für Temperaturfühlerdrilling in 6 for temperature sensor
- 5959
- Kondensatablauf in 53condensate drain in 53
- 8181
- Bohrungen im Flanschdeckel, die bis zu Stegen 12 reichendrilling in the flange cover, which reach up to webs 12
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