DE2952564C1

DE2952564C1 - Boiler

Info

Publication number: DE2952564C1
Application number: DE2952564A
Authority: DE
Inventors: Horst 7050 Waiblingen Burgdorf
Original assignee: BRAUKMANN ARMATUREN AG ROTHRIST CH; Braukmann Armaturen Ag Rothrist; Braukmann Armaturen AG
Current assignee: Braukmann Kessel 6966 Seckach De GmbH
Priority date: 1979-12-28
Filing date: 1979-12-28
Publication date: 1981-12-10
Also published as: ATE5438T1; EP0031571A1; EP0031571B1

Abstract

1. Boiler comprising a horizontal combustion chamber (2) closed by an end wall for the arrangement of a gas or oil burner and formed as a cast iron body (1) uniform with heating gas flues (7) whereby the heating gas flues (7) provided with ribs (10) and narrowing in the flow direction of the heating gases are arranged in parallel to the combustion chamber (2) and are connected via a flue gas collector with a flue gas socket, characterized in that the heating gas flues (7) and their ribs (10) as arranged in the axial direction with the same interspace are provided with a narrowing contributing in the flow direction of the flue gases to a uniformity of the flue gas flow dependent upon their decrease of volume taking place due to the steady cooling, and that also the front wall (5) and the back wall (12) of the boiler are provided with ribs (6, 11) arranged in parallel with the same spacing whereby the height of all ribs (6, 10, 11) is equal to the double spacing and whereby the back wall (12) is formed as a flue gas collector.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Heizungskessel mit einer horizontalen Brennkammer, in der ein öl- oder Gasbrenner angeordnet ist und die von als ein Gußeisenkörper ausgebildeten, mit abstandsgleichen Rippen parallel zur Brennkammer angeordneten Heizgaszügen umgeben ist, die über einen Rauchgassammler mit einem Rauchgasstutzen verbunden sind.The invention relates to a heating boiler with a horizontal combustion chamber in which an oil or gas burner is arranged and that of formed as a cast iron body with equidistant Ribs parallel to the combustion chamber arranged heating gas flues is surrounded by a flue gas collector are connected to a flue gas nozzle.

Heizungskessel sind für die Erwärmung von Brauchwasser vorgesehen. Bei der Steuerung der dafür maßgeblichen Kesseltemperaturen tritt dabei ein bei etwa 45°C liegender kritischer Grenzwert auf, da sich bei dessen Unterschreiten ein saures Kondensat aus den Rauchgasen abscheidet, das zu einer Korrodierung der Kesselwände führt. Um eine günstige Ausnutzung der eingesetzten Energie zu erhalten, sollten jedoch die Kesseltemperaturen niedriger als dieser Grenzwert liegen, so daß dann geeignete Gegenmaßnahmen zur Verhinderung einer derartigen Korrodierung der Kesselwände durch das saure Kondensat der Rauchgase zu treffen sind.Central heating boilers are intended for heating domestic water. In controlling the for it relevant boiler temperatures, a critical limit value of around 45 ° C occurs because when it falls below this level, an acidic condensate separates from the flue gases, which leads to corrosion of the Boiler walls leads. However, in order to obtain a favorable utilization of the energy used, the Boiler temperatures are lower than this limit value, so that then suitable countermeasures for Prevention of such corrosion of the boiler walls through the acidic condensate of the flue gases are to be met.

Bei den bekannten Heizungskesseln gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs I (I)E-AS 2b 4¹J 717) ist die Brennkammer separat aus einer aus Edelstahl bestehenden Hülse gebildet, die durch die Rippen der einen konstanten Querschnitt in der Stromungsrichlung der Rauchgase aufweisenden Heizgaszüge des außen von einem Wassermantel aus Stahlblech umgebenen Gußeisenkörpers gehalten ist. Die Brennkammer weist eine kürzere Axiallänge als der Gußeisenkörper auf, so daß an ihren beiden Enden jeweils ein Freiraum zur Ausbildung einer mit Rippen versehenen Umlenkkammer und einer ebenfalls mit Rippen versehenen Rauchgassammeikammer besteht. Das Stahlblech des Wassermantels ist an Stahlblechringe angeschweißt, die eine Vorderwand und eine Rückwand des Kesselgehäuses bilden und in Ringbunde des Gußtisenkörpers eingegossen oder auf bearbeitete Umtangsflächen dieser Ringbunde flüssigkeitsdicht aufgeschrumpft sind. Weil bei einem solchen Heizungskessel die Brennkammer nicht unmittelbar durch den Wassermantel gekühlt wird und der Stahl und das Gußeisen eine unterschiedliche Wärmeleitfähigkeit aufweisen, werden bei jedem Einschalten des Brenners die Rauchgase auf oberhalb ihres Taupunktes liegende Temperaturen erhitzt. Dadurch kommt es zu einer verstärkten Ausbildung von Stickoxyden und zu einem vorzeitigen Verschleiß durch Verzunderung aller anfänglich ungekühlten Teilbereiche der Brennkammer.In the known heating boilers according to the preamble of claim I (I) E-AS 2b 4 ¹ J 717), the combustion chamber is formed separately from a sleeve made of stainless steel, which has a constant cross-section in the flow direction of the flue gases through the ribs of the heating gas flues The cast iron body is held outside by a water jacket made of sheet steel. The combustion chamber has a shorter axial length than the cast iron body, so that at each of its two ends there is a free space for the formation of a ribbed deflection chamber and a flue gas collecting chamber also provided with ribs. The sheet steel of the water jacket is welded to sheet steel rings, which form a front wall and a rear wall of the boiler housing and are cast into coils of the cast iron body or are shrunk liquid-tight onto machined circumferential surfaces of these coils. Because the combustion chamber is not cooled directly by the water jacket in such a heating boiler and the steel and cast iron have different thermal conductivity, the flue gases are heated to temperatures above their dew point each time the burner is switched on. This leads to an increased formation of nitrogen oxides and to premature wear due to scaling of all initially uncooled areas of the combustion chamber.

Der konstante Strömungsquerschnitt der Heizgaszüge führt außerdem zu einer entsprechend stetigen Verlangsamung der Strömungsgeschwindigkeit der Rauchgase und fördert damit eine Kondensatbildung, die bei den in der unteren Hälfte des Heizungskessels angeordneten Heizgaszügen einen Stau hervorrufen kann.The constant flow cross-section of the heating gas flues also leads to a correspondingly steady one Slowing down the flow speed of the flue gases and thus promoting the formation of condensate, which cause a jam in the heating gas flues arranged in the lower half of the boiler can.

Die Erfindung, wie sie in den Patentansprüchen gekennzeichnet ist, löst die Aufgabe, einen Heizungskessel bereitzustellen, der ohne die Gefahr der Bildung des sauren Kondensats der Rauchgase mit niedrigen Kesseltemperaturen arbeiten kann und eine einfache Fertigungsmöglichkeit erlaubt.The invention, as it is characterized in the claims, solves the problem of a heating boiler to provide without the risk of the formation of the acidic condensate of the flue gases with low Can work boiler temperatures and allows a simple manufacturing option.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile liegen im wesentlichen darin, daß durch die mit dem Gußeisenkörper einstückige Ausbildung der Brennkammer grundsätzlich eine einfachere Fertigungsmöglichkeit für den Heizungskessel besteht bei gleichzeitiger Schaffung eines die Brennkammer umgebenden Hohlraumes, der für Füllzwecke mit Kühlwasser zur unmittelbaren Kühlung der Brennkammer genutzt werden kann.The advantages achieved by the invention are essentially that by the with the cast iron body one-piece design of the combustion chamber basically a simpler manufacturing option for the boiler exists with simultaneous creation of a cavity surrounding the combustion chamber, the can be used for filling purposes with cooling water for direct cooling of the combustion chamber.

Weiterhin werden für den gesamten Strömungsweg der Rauchgase völlig gleichbleibende Wärmeableitverhältnisse erreicht, so daß es zu keiner örtlich verstärkten Bildung von Kondensat aus den Rauchgasen kommen kann. Für die Rauchgase wird außerdem eine völlig gleichbleibende Strömungsgeschwindigkeit erhalten, wobei die bei der stetigen Abkühlung der Rauchgase stattfindende Volumenminderung mit einer entsprechend gleichmäßigen Verringerung ihrer Strömungsquerschnitte ausgeglichen wird, die dabei so angelegt Furthermore, completely constant heat dissipation conditions are achieved for the entire flow path of the flue gases achieved so that there is no locally increased formation of condensate from the flue gases can. A completely constant flow velocity is also obtained for the flue gases, the reduction in volume that takes place during the continuous cooling of the flue gases with a corresponding uniform reduction in their flow cross-sections is compensated, which is created in this way

Vi sind, daß jede Staubildung unterdrückt wird und somit für den Wärmetausch optimale Voraussetzungen vorliegen, weil die gesamte Rauchgasströmung völlig vergleichmäßigt ist. Vi are that any congestion is suppressed and thus optimal conditions exist for the heat exchange, because the entire flue gas flow is completely evened out.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der lediglichThe invention is based on the only

W) einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigtW) a drawing showing an embodiment in more detail explained. It shows

F i g. 1 eine Stirnansicht eines Hei/ungskessels,
Fig. 2 eine Schnittansiiht des Hei/ungskessels nach tier Linie Il Il in F i g. 1 undF i g. 1 an end view of a heating boiler,
FIG. 2 is a sectional view of the heating boiler along line II II in FIG. 1 and

h> Fig. 3 die Stirnansicht der Riukscilc des Hei/ungskessels. 3 shows the front view of the rear view of the heating boiler.

Dur .ils ein einstückiger Giillcisenkorper 1 mit einer /iir Korrosionsverhinderung mit Sili/iuni angereicher-Dur .ils a one-piece Giillcisenkorper 1 with a / iir corrosion prevention with silicon enriched

ten Gußhaut ausgebildete Heizungskessel weist eine horizontale Brennkammer 2 auf, deren Volumen im wesentlichen gleich dem Flammenvolumen eines in der Brennkammer 2 angeordneten öl- oder Gasbrenners sein sollte, der an einer schwenkbar angeordneten Kesseltür (nicht dargestellt) befestigt ist. Die axiale Länge der Brennkammer 2 entspricht im wesentlichen gleich der Tiefe des Gußeisenkörpers 1. An der geschlossenen Stirnwand 3 der Brennkammer 2 ist eine zu deren Längsachse konzentrische, spiralförmige Verrippung 4 ausgebildet, die eine Drallströmung der Rauchgase ergibt. Der restliche Bereich der Innenwand der Brennkammer 2 ist glatt ausgebildet.th cast skin formed heating boiler has a horizontal combustion chamber 2, the volume of which in essentially equal to the flame volume of an oil or gas burner arranged in the combustion chamber 2 should be, which is attached to a pivoting boiler door (not shown). The axial Length of the combustion chamber 2 corresponds essentially to the depth of the cast iron body 1. At the closed end wall 3 of the combustion chamber 2 is a spiral-shaped concentric to its longitudinal axis Ribs 4 formed, which results in a swirl flow of the flue gases. The remaining area of the inner wall the combustion chamber 2 is smooth.

Eine Vorderwand 5 des Gußeisenkörpers 1 ist mit zueinander parallelen, abstandsgleichen Rippen 6 versehen, die einen rechteckigen Vollquerschnitt aufweisen. Die Höhe dieser Rippen 6 ist gleich ihrem doppelten Abstand, um so unter Berücksichtigung der für die Rauchgase maßgeblichen Grenzschichtdicke keine Beeinträchtigung der Rauchgasströmung zu ergeben und gleichzeitig einen optimalen Wärmetausch zu erhalten. Der Gußeisenkörper 1 umfaßt weiterhin vier parallel zu der Brennkammer 2 angeordnete Heizgaszüge 7, die alle einen im wesentlichen rechteckigen Strömungsquerschnitt haben und sich in der Strömungsrichtung der Rauchgase verengen. Die Verengung ist dadurch erhalten, daß die obere Begrenzungswand 8 horizontal und die untere Begrenzungswand 9 derart geneigt sind, daß sich bei jedem Heizgaszug 7 eine gegen die Vorderwand 5 abfallende Neigung der jeweils glatten Bodenfläche ergibt. Der Austrittsquerschnitt der Heizgaszüge 7 ist daher kleiner als deren Eintrittsquerschnitt, so daß mit dieser Verengung eine der Abkühlungsrate der Rauchgase angepaßte Vergleichsmäßigung der Rauchgasströmung s erreicht wird, die eine weitere Unterstützung durch an den querschnittslängeren Seitenflächen dieser Heizgaszüge 7 ausgebildete und ebenfalls in der Strömungsrichtung der Rauchgase verlaufende Rippen 10 erfährt. Da auch diese Rippen 10 wie die glatte Bodenfläche derA front wall 5 of the cast iron body 1 has ribs 6 that are parallel to one another and equidistant from one another provided, which have a rectangular full cross-section. The height of these ribs 6 is equal to theirs double the distance, taking into account the boundary layer thickness that is decisive for the flue gases to result in no impairment of the flue gas flow and at the same time an optimal heat exchange to obtain. The cast iron body 1 further comprises four arranged parallel to the combustion chamber 2 Heating gas flues 7, all of which have a substantially rectangular flow cross-section and are located in narrow the flow direction of the flue gases. The narrowing is obtained by the fact that the upper Boundary wall 8 horizontal and the lower boundary wall 9 are inclined so that each Heizgaszug 7 results in a sloping slope towards the front wall 5 of the smooth floor surface in each case. Of the The outlet cross-section of the heating gas flues 7 is therefore smaller than their inlet cross-section, so that with this Narrowing a equalization of the flue gas flow adapted to the cooling rate of the flue gases s is achieved, which is a further support by on the cross-sectionally longer side surfaces of these hot gas flues 7 trained ribs 10 also running in the flow direction of the flue gases experiences. There also these ribs 10 like the smooth bottom surface of the

ίο Heizgaszüge 7 eine gegen die Vorderwand 2 abfallende Neigung aufweisen, wird alles Kondensat der Rauchgase, das sich während der Anheizphase des Heizungskessels in den Heizgaszügen bilden sollte, hin zu der regelmäßig heißeren Brennkammer 2 abgeführt und damit dort sofort verdampft.ίο Heating gas flues 7 sloping against the front wall 2 Incline, all condensate of the flue gases that build up during the heating phase of the boiler will be should form in the heating gas flues, and discharged to the regularly hotter combustion chamber 2 so that it evaporates there immediately.

Die Rauchgaszüge 7 enden an der mit Rippen 11 versehenen Rückwand 12 des Gußeisenkörpers 1, die als Rauchgassammler ausgebildet ist. Weil die Temperatur der Rauchgase an der Rückwand 12 niedriger ist als an der Vorde^rwand 5, sind die Rippen 11 in einem von deren Rippen 6 abweichenden Abstand unter Einhaltung desselben Verhältnisses zu der Rippenhöhe angeordnet. Mit dem Rauchgassammler ist im übrigen noch ein Rauchgasstutzen (nicht dargestellt) verbunden.The flue gas flues 7 end at the rear wall 12 of the cast iron body 1, which is provided with ribs 11 and which is designed as a flue gas collector. Because the temperature of the flue gases at the rear wall 12 is lower than at the Prede ^r wall 5, the ribs 11 are arranged in an angle deviating from the ribs 6 distance while maintaining the same ratio to the fin height. In addition, a flue gas connector (not shown) is connected to the flue gas collector.

Am unteren Ende des Gußeisenkörpers 1 ist noch ein Wasseranschluß 13 für die Zuleitung von Kühlwasser in den Kesselhohlraum vorgesehen. Sein oberes Ende weist zwei weitere Anschlüsse 14 und 15 zum Anschluß an das Vor- und Rücklaufsystem für das BrauchwasserAt the lower end of the cast iron body 1 is a water connection 13 for the supply of cooling water the boiler cavity provided. Its upper end has two further connections 14 and 15 for connection to the supply and return system for the domestic water

jo auf.jo on.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Heating boiler with a horizontal combustion chamber (2) in which an oil or gas burner is located is arranged and used by as a cast iron body

(I) formed, with equidistant ribs (10) parallel to the combustion chamber (2) arranged heating gas flues (7) is surrounded, which is connected to a flue gas nozzle via a flue gas collector are, characterized in that the combustion chamber (2) with the cast iron body (1) is formed in one piece and the front wall (5) and the rear wall (12) are provided with ribs (6, U) are, and that the heating gas flues (7) and their ribs (10) in the flow direction of the flue gases a Have constriction, the height of all ribs (6,10,11) is equal to twice their distance and the Rear wall (12) is designed as a flue gas collector.

2. Boiler according to claim!, Thereby characterized in that the cast iron body (1) is provided with a cast skin enriched with silicon is.

3. Heating boiler according to claim 1 or claim 2, characterized in that the Heating gas flues (7) have a substantially rectangular flow cross-section, on whose cross-section longer side surfaces in the flow direction of the flue gases running ribs (10) are arranged.

4. Heating boiler according to one of the claims 1 to 3, characterized in that the The bottom surface (9) of the heating gas flues (7) has a slope sloping towards the front wall (5).

5. Heating boiler according to one of the claims 1 to 4, characterized in that the ribs

(II) the rear wall (12) arranged at a distance different from the ribs (6) of the front wall (5) are.