DE29814868U1 - boiler - Google Patents
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Abstract
Description
PATENTANWÄLTE ZENZ, HELBER, HOSBACH & PARTNER · HUYSSENALLEE 58-64 · D-45128 ESSENPATENT ATTORNEYS ZENZ, HELBER, HOSBACH & PARTNER · HUYSSENALLEE 58-64 · D-45128 ESSEN
H-mu/maH-mu/ma
Die Erfindung betrifft einen Heizkessel mitThe invention relates to a boiler with
- einem Wassermantel, der an eine Vor- und an eine Rücklaufleitung angeschlossen ist,- a water jacket connected to a supply and a return line,
- einer Brennkammer, die im oberen Bereich des Wassermantels angeordnet ist,- a combustion chamber located in the upper part of the water jacket,
- einem Brenner, der mit der Brennkammer verbunden ist, und- a burner connected to the combustion chamber, and
- mindestens einem von der Brennkammer aus nach unten durch den Wassermantel hindurchgeführten Heizrohr, das mit einer Rauchgasleitung in Verbindung steht und eine Mehrzahl von Rauchgas-Leiteinsätzen enthält.- at least one heating pipe leading from the combustion chamber downwards through the water jacket, which is connected to a flue gas line and contains a plurality of flue gas guide inserts.
Ein derartiger Heizkessel ist aus der EP 0 191 147 Bl bekannt. Er eignet sich gleichermaßen für Öl- und Gasfeuerung. Dabei sind unterschiedliche Leistungsstufen möglich, wobei die Anzahl der Heizrohre entsprechend angepaßt wird. Die Rauchgas-Leiteinsätze lassen den Heizkessel als Brennwertgerät arbeiten. Allerdings ist auch ein Betrieb ohne Rückgewinnung der latenten Kondensationswärme möglich, sofern die Kaminanlage höhere Rauchgastemperaturen fordert. In diesem Falle werden die Rauchgas-Leiteinsätze zumindest teilweise entfernt.Such a boiler is known from EP 0 191 147 Bl. It is equally suitable for oil and gas firing. Different output levels are possible, whereby the number of heating pipes is adjusted accordingly. The flue gas guide inserts allow the boiler to work as a condensing boiler. However, operation without recovery of the latent condensation heat is also possible if the chimney system requires higher flue gas temperatures. In this case, the flue gas guide inserts are at least partially removed.
Die Brennkammer taucht von oben in den Wassermantel ein und besitzt eine seitliche, wärmedämmende Auskleidung. Der Brenner ist seitlich am Heizkessel angeordnet und durchdringt mit seinem Brennerrohr den Wassermantel sowie die Seitenwand der Brennkammer.The combustion chamber is immersed in the water jacket from above and has a heat-insulating lining on the side. The burner is located on the side of the boiler and its burner tube penetrates the water jacket and the side wall of the combustion chamber.
Der bekannte Heizkessel hat sich in der Praxis bewährt.The well-known boiler has proven itself in practice.
Allerdings wurde gefunden, daß er wirkungsgradmäßig noch verbesserungsfähig ist, und zwar unter gleichzeitiger Vereinfachung der Konstruktion. Die Erreichung dieses Ziels bildet die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe.However, it has been found that there is still room for improvement in terms of efficiency, while at the same time simplifying the construction. The achievement of this aim is the object underlying the invention.
Diese Aufgabe wird mit einem Heizkessel der eingangs genannten Art dadurch gelöst,This task is solved with a boiler of the type mentioned above by
- daß das Heizrohr nach oben über den Wassermantel hinausgeführt ist und mit seinem oberen Abschnitt die Brennkammer bildet und- that the heating pipe extends upwards above the water jacket and forms the combustion chamber with its upper section and
- daß der Brenner als Sturzbrenner ausgebildet und nach unten gerichtet auf dem oberen Ende des Heizrohres angeordnet ist.- that the burner is designed as a downturn burner and is arranged pointing downwards on the upper end of the heating tube.
Der Brenner bläst also das Rauchgas direkt in das Heizrohr hinein, so daß eine energetisch ungünstige Umlenkung des Rauchgases entfällt. Auch erfolgt der gesamte Wärmeeintrag in den Wassermantel über das Heizrohr. Es bedarf also nicht der Aufheizung einer die Brennkammer umgebenden thermischen Isolierung. Der Wassermantel wird einzig und allein vom Heizrohr durchsetzt. Es entfällt also der seitliche Durchbruch des bekannten Heizkessels, der dazu diente, den Brenner mit der Brennkammer zu verbinden. Eine beträchtliche konstruktive Vereinfachung ist die Folge.The burner blows the flue gas directly into the heating pipe, so that there is no need for the flue gas to be diverted, which is unfavourable in terms of energy. All of the heat is also transferred to the water jacket via the heating pipe. This means that there is no need to heat up thermal insulation surrounding the combustion chamber. The water jacket is penetrated solely by the heating pipe. This means that the side opening of the conventional boiler, which was used to connect the burner to the combustion chamber, is no longer necessary. This results in a considerable structural simplification.
Die Rauchgas-Leiteinsätze können, wie auch bei der bekannten Konstruktion, topfförmig ausgebildet sein und mit ihrem oberen, radial nach außen abstehenden Rand an das Heizrohr angrenzen, wobei sie in ihrer Seitenwandung düsenartige Durchtrittsöffnungen aufweisen. Dabei ist es besonders vorteilhaft, daß der oberste, die Brennkammer begrenzende Leiteinsatz tiefer als die nachfolgenden Leiteinsätze ausgebildet ist. Er weist dementsprechend auch eine höhere Anzahl von Düsenöffnungen auf. Dies trägt dem Umstand Rechnung, daß die Rauchgase beim Austritt aus der Flamme ihr maximales Volumen besitzen.The flue gas guide inserts can, as in the known design, be pot-shaped and their upper, radially outward-projecting edge borders the heating pipe, with nozzle-like openings in their side walls. It is particularly advantageous that the uppermost guide insert, which borders the combustion chamber, is deeper than the subsequent guide inserts. Accordingly, it also has a higher number of nozzle openings. This takes into account the fact that the flue gases have their maximum volume when they exit the flame.
Vorzugsweise ist das Heizrohr als einteiliger Mantel aus Edelstahl ausgebildet.Preferably, the heating tube is designed as a one-piece casing made of stainless steel.
Dabei wird in wesentlicher Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, daß das Heizrohr auf einer Bodenplatte des Heizkessels abgestützt ist. Dies ist statisch günstiger als eine Aufhängung im Inneren des Wassermantels.In a significant development of the invention, it is proposed that the heating pipe is supported on a base plate of the boiler. This is statically more favourable than a suspension inside the water jacket.
Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal weist der Heizkessel einen zur Horizontalen geneigten Kondensat-Sammelboden auf, der einen Zwischenboden des Heizrohres bildet und in einen seitlichen Kondensat-Ablaufstutzen übergeht. Das Kondensat wird also aus dem Heizrohr direkt in den Ablaufstutzen eingeleitet.According to a further advantageous feature, the boiler has a condensate collecting floor inclined to the horizontal, which forms an intermediate floor of the heating pipe and merges into a lateral condensate drain nozzle. The condensate is thus led from the heating pipe directly into the drain nozzle.
Die Rauchgas-Leiteinsätze können, wie auch bei der bekannten Konstruktion, von einer zentralen Stange getragen werden, wobei es besonders vorteilhaft ist, daß sich die Stange auf dem Kondensat-Sammelboden abstützt. Es handelt sich also um eine statisch besonders günstige Konstruktion.As with the known design, the flue gas guide inserts can be supported by a central rod, whereby it is particularly advantageous that the rod rests on the condensate collecting floor. This is therefore a particularly statically advantageous design.
Nach einem weiteren bevorzugten Merkmal zweigt die Rauchgasleitung oberhalb des Kondensat-Sammelbodens seitlich vom Heizrohr ab. Die gesamten Schadstoffe werden also vom Heizrohr aus direkt aus dem Heizkessel herausgeleitet, ohne weitere Innenräume des Heizkessels zu beaufschlagen. Dies stellt eine aus Umweltschutzgründen äußerst günstige und dabei extrem einfache Konstruktion dar.According to another preferred feature, the flue gas line branches off to the side of the heating pipe above the condensate collecting tray. All of the pollutants are therefore led directly out of the boiler from the heating pipe without entering any other internal spaces in the boiler. This represents an extremely cost-effective and extremely simple design for environmental reasons.
In aller Regel wird man den Heizkessesl mit einem einzi-0 gen Heizrohr bestücken. Zur Leistungsstufung stehen dann Heizrohre mit unterschiedlichem Durchmesser sowie entsprechend angepaßte Rauchgas-Leiteinsätze zur Verfügung.As a rule, the boiler will be equipped with a single heating pipe. Heating pipes with different diameters and appropriately adapted flue gas guide inserts are then available for varying the output.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der. beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt inThe invention is explained in more detail below using a preferred embodiment in conjunction with the accompanying drawing. The drawing shows in
Fig. 1 in schematischer Darstellung einen axialen Vertikalschnitt durch einen erfindungsgemäßen Heizkessel.Fig. 1 shows a schematic representation of an axial vertical section through a heating boiler according to the invention.
Der Heizkessel weist ein Gehäuse 1 auf, welches einen Wassermantel 2 enthält. Der Wassermantel 2 ist an eine Vorlaufleitung 3 sowie an eine Rücklaufleitung 4 angeschlossen.The boiler has a housing 1 which contains a water jacket 2. The water jacket 2 is connected to a flow line 3 and a return line 4.
Außerdem wird der Wassermantel 2 von einem Heizrohr 5 durchsetzt. Das Heizrohr 5 ist nach oben über den Wassermantel 2 hinausgeführt und bildet mit seinem oberen Abschnitt eine Brennkammer für einen Sturzbrenner 6. Dieser ist auf dem oberen Ende des Heizrohres 5 angeordnet. Der Sturzbren-In addition, the water jacket 2 is penetrated by a heating pipe 5. The heating pipe 5 is led upwards above the water jacket 2 and forms with its upper section a combustion chamber for a downdraft burner 6. This is arranged on the upper end of the heating pipe 5. The downdraft burner
ner 6 bläst also die heißen Rauchgase direkt in das Heizrohr 5 hinein.The exhaust fan 6 blows the hot flue gases directly into the heating pipe 5.
Das Heizrohr 5 enthält eine Mehrzahl von Rauchgas-Leiteinsätzen 7, die topfförmig ausgebildet sind und mit ihrem oberen, radial abstehenden Rand an das Heizrohr angrenzen. In ihrer Seitenwand weisen sie düsenförmige Durchtrittsöffnungen 8 auf.The heating pipe 5 contains a plurality of flue gas guide inserts 7, which are pot-shaped and adjoin the heating pipe with their upper, radially projecting edge. They have nozzle-shaped passage openings 8 in their side wall.
Das Rauchgas wird fortschreitend von oben nach unten ins Innere der Leiteinsätze 7 gelenkt und verläßt diese durch die düsenartigen Durchtrittsöffnungen 8, wobei sich Rauchgasstrahlen bilden, die auf die Innenfläche des wassergekühlten Heizrohres 5 auftreffen. Das Rauchgas kühlt sich fortschreitend so stark ab, daß sich die auskondensierbaren Bestandteile des Rauchgases unter entsprechender Wärmeabgabe verflüssigen.The flue gas is progressively guided from top to bottom into the interior of the guide inserts 7 and leaves them through the nozzle-like openings 8, forming jets of flue gas that impinge on the inner surface of the water-cooled heating pipe 5. The flue gas progressively cools down to such an extent that the condensable components of the flue gas liquefy with the corresponding release of heat.
Der oberste Rauchgas-Leiteinsatz 7 ist höher ausgebildet als die nachfolgenden Leiteinsätze und weist dementsprechend auch eine größere Anzahl von düsenartigen Durchtrittsöffnungen 8 auf. Dies trägt dem Umstand Rechnung, daß das Rauchgas 0 am Austritt des Sturzbrenners 6 sein maximales Volumen besitzt .The uppermost flue gas guide insert 7 is higher than the subsequent guide inserts and accordingly has a larger number of nozzle-like openings 8. This takes into account the fact that the flue gas 0 has its maximum volume at the outlet of the downdraft burner 6.
Das Kondensat läuft an der Innenwand des aus Edelstahl hergestellten, einteiligen Heizrohres 5 nach unten und trifft dort auf einen geneigten Kondensat-Sammelboden 9, der in einen Kondensat-Ablaufstutzen 10 übergeht. Oberhalb des Kondensat-Sammelbodens 9 zweigt eine seitliche Rauchgasleitung 11 vom Heizrohr 5 ab. Sämtliche Schadstoffe werden also vom Heizrohr aus direkt aus dem Gehäuse 1 des Heizkessels herausgeleitet, ohne weitere Innenräume des Heizkessels zu 0 beaufschlagen.The condensate runs down the inner wall of the one-piece heating pipe 5 made of stainless steel and meets an inclined condensate collecting tray 9, which merges into a condensate drain nozzle 10. Above the condensate collecting tray 9, a lateral flue gas line 11 branches off from the heating pipe 5. All pollutants are thus led from the heating pipe directly out of the housing 1 of the heating boiler without affecting other interior spaces of the heating boiler.
Das Heizrohr 5 stützt sich auf einer Bodenblatte.12 des Heizkessels ab. Dabei leitet es auch das Gewicht der Rauchgas-Leiteinsätze 7 in die Bodenplatte 12 ein. Die Rauchgas-Leiteinsätze 7 sind nämlich an einer zentralen Stange 13 befestigt, die sich auf dem Kondensat-Sammelboden 9 abstützt.The heating pipe 5 rests on a base plate 12 of the boiler. It also transfers the weight of the flue gas guide inserts 7 into the base plate 12. The flue gas guide inserts 7 are namely attached to a central rod 13 which rests on the condensate collecting base 9.
Wenn der Heizkessel konventionell mit Rauchgastemperaturen von 1500C bis 2000C betrieben werden soll, öffnet man einen Deckel 14, der den Sturzbrenner 6 trägt, und entfernt die Rauchgas-Leiteinsätze 7 zusammen mit deren zentraler Stange 13.If the boiler is to be operated conventionally with flue gas temperatures of 150 0 C to 200 0 C, a cover 14 supporting the downdraft burner 6 is opened and the flue gas guide inserts 7 are removed together with their central rod 13.
Im Rahmen der Erfindung sind durchaus Abwandlungsmöglichkeiten gegeben. So kann der Heizkessel mit einer Mehrzahl von Heizrohren bestückt werden, wobei diese jeweils einen Kondensat-Ablaufstutzen sowie eine Rauchgasleitung aufweisen. Günstiger allerdings ist es, eine Leistungsstufung durch Heizrohre unterschiedlichen Durchmessers und entsprechend angepaßter Rauchgas-Leiteinsätze zu erzielen. Die Rauchgas-Leiteinsätze können so gestaltet sein, daß das Kondensat zum Teil in die Leiteinsätze einströmt und dort wieder verdampft. Die Schadstoffe bilden dann eine Kruste auf den Topfböden, die im Zuge der Wartung problemlos entfernt werden kann. Bei der dargestellten Ausführungsform ist eine exakt vertikale Ausrichtung von Wassermantel und Heizrohr gewählt. Winkelabweichungen sind gleichermaßen möglich, wobei allerdings die Ausrichtung, im wesentlichen vertikal bleiben sollte.There are certainly possibilities for modification within the scope of the invention. The boiler can be fitted with a number of heating pipes, each of which has a condensate drain connection and a flue gas line. However, it is more advantageous to achieve a power gradation using heating pipes of different diameters and appropriately adapted flue gas guide inserts. The flue gas guide inserts can be designed in such a way that the condensate partially flows into the guide inserts and evaporates there. The pollutants then form a crust on the bottom of the pot, which can be easily removed during maintenance. In the embodiment shown, an exact vertical alignment of the water jacket and heating pipe has been chosen. Angular deviations are equally possible, although the alignment should remain essentially vertical.
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