DE3327354A1

DE3327354A1 - Heating boiler

Info

Publication number: DE3327354A1
Application number: DE19833327354
Authority: DE
Inventors: Hans Dr.h.c. 3559 Battenberg Vießmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-07-29
Filing date: 1983-07-29
Publication date: 1985-02-14
Also published as: DE3327354C2

Abstract

The heating boiler consists of a water-conducting housing with feed and return connections and with heating gas flues leading from the combustion chamber to the flue gas discharge. The effective heat transfer surface of the heating gas flues (1) is larger in the downstream region (2) than in the upstream region (3), situated before it, of the heating gas flues (1). <IMAGE>

Description

Heizungskessel Heating boiler

Die Erfindung betrifft einen Heizungskessel gemäß Oberbegriff des Hauptanspruches.The invention relates to a heating boiler according to the preamble of Main claim.

Heizkessel der genannten Art sind allgemein bekannt und in Benutzung. Moderne Heizkessel bestehen dabei insbesondere für den niederen und mittleren Leistungsbereich, abgesehen von diversen Konstruktionsvarianten im wesentlichen darin, daß das wasserführende Gehäuse von einem im Durchmesser mehr oder weniger großen Rohr durchgriffen wird, das die Bereiche Umlenkkammer, Heizgaszüge mit im zentrischen Freiraum angeordneter Brennkammer und Rauchgassammelkammer umfaßt. Die Gliederung in Einzelheizgaszüge, gleichmäßig um die Brennkammer herum verteilt, erfolgt dabei in der Regel durch Längsrippenbesatz der Innenwand des Rohres.Boilers of the type mentioned are well known and in use. Modern boilers exist especially for the low and medium output range, apart from various construction variants essentially that the water-bearing The housing is penetrated by a tube of more or less diameter, the diverting chamber areas, hot gas flues with arranged in the central free space Combustion chamber and flue gas collection chamber includes. The breakdown into individual heating gas flues, Evenly distributed around the combustion chamber, this usually takes place through Longitudinal ribs on the inner wall of the pipe.

Ganz allgemein und nicht nur bezogen auf dieses moderne Konstruktionsprinzip liegen die heizungs- und strömungsfunktionellen Verhältnisse so, daß im anströmseitigen Bereich der NachschaltheizflSchen hohe Temperaturen, große Gasvolumina und demzufolge entsprechend hohe Strömungsgeschwindigkeiten vorliegen, wobei sich dann zur Abströmseite hin für alle drei Parameter entsprechende Reduktionen ergeben.Quite generally and not just related to this modern construction principle are the heating and flow functional relationships such that in the upstream The area of the auxiliary heating surfaces high temperatures, large gas volumes and consequently corresponding high flow velocities are present, which then move towards the downstream side result in corresponding reductions for all three parameters.

Um die Strömungsgeschwindigkeit trotz abnehmendem Gasvolumens auch im abströmseitigen Bereich zumindest aufrechtzuerhalten, ist es bereits bekannt, in die Heizgaszüge querschnittamindernde Einsätze anzuordnen, womit allerdings die Wärmeübertragung in diesem Bereich nicht verbessert werden kann, die nach wie vor von vorn nach hinten schlechter wird, womit aber in Rücksicht auf die gesamte verfügbateWärmetauschfläche, die praktisch vom das Gehäuse durchgreifenden Rohr dargestellt wird, auch eine ungleichmäßige Beaufachlagung des wasserführenden Gehäuses verbunden ist.The same applies to the flow velocity despite the decreasing gas volume to maintain at least in the downstream area, it is already known to arrange cross-section-reducing inserts in the hot gas flues, but with this the Heat transfer in this area cannot be improved, as before gets worse from front to back, but with regard to the entire available heat exchange area, which is practically represented by the tube reaching through the housing, also an uneven one Auflaglagung of the water-bearing housing is connected.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, einen Heizungakessel der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß abströmseitig in den Nachschaltheizflächen der Wrmeflbergsng bei Aufrechterhaltung sngenähert der gleichen StrUmungsgeschwindigkeit erhöht wird und damit die Restwärme der Rauchgase im abstrdmseitigen Bereich besser abgeführt und damit ausgenutzt werden kann.The invention is accordingly based on the object of a heating boiler of the type mentioned to improve that on the downstream side in the Nachschaltheizflächen the heat transfer when maintaining s approximates the same flow velocity is increased and thus the residual heat of the flue gases in the downstream area is better can be discharged and thus exploited.

Diese Aufgabe ist mit einem Heizkessel der eingangs genannten Art nach der Erfindung durch das im Kennzeichen des Hauptanspruches Erfaßte gelöst, Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich nach den Untersnsprüchen.This task is with a boiler of the type mentioned solved according to the invention by what is covered in the characterizing part of the main claim, Beneficial Further training results from the submissions.

Diese Lösung schließt die Möglichkeiten ein, daß in den anströmseitigen Heizgaszugbereichen also Uberhaupt keine, die Wärmeübertragungsflächen vergrdBernden Elemente vorhanden sind, aber auch die, daß die Dichte der Anordnung oder aber auch die Querschnittsgr5ße solcher Elemente im Anströmbereich zum Abstrdmbereich zunimmt.This solution includes the possibilities that in the upstream In other words, no heating gas flue areas at all that increase the heat transfer surfaces Elements are present, but also those that the density of the arrangement or else the cross-sectional size of such elements increases in the inflow area to the outflow area.

Die Anordnung derartiger, die Wärmeübertragungsfläche vergr5ßernder Elemente ist natürlich zwangsläufig mit einer Querschnittsminderung des Zugquerschnittes verbunden, so daß damit gewissermaßen automatisch auch die Forderung der Aufrechterhaltung zumindest der gleit chen Strßmungsgeschwindigkeit auch in diesem Bereich erfüllt ist.The arrangement of such, increasing the heat transfer area Elements is of course inevitable with a reduction in the tensile cross-section connected, so that with it, as it were, automatically the demand for maintenance at least the gliding flow velocity is also met in this area is.

Wesentlich ist also die Anordnung wErmeübertragungsflächenvergrößernder Elemente im Abströmbereich und zwar vergrößernd in Bezug auf die anatrömseitige iBrmeübertragungsfläche.It is therefore essential to have the arrangement of the heat transfer surface enlarging Elements in the outflow area, namely enlarging in relation to the anatrömseite iBrme transferface.

Diese Maßnahme mit ihren vorteilhaften Folgen fUr eine verbesserte isrmeumsetzung in diesem Bereich ist natürlich auch anwendbar für sogenannte Tief- JqlLls/J Niedertemperaturkessel und zwar unabhängig davon, mit welchen konstruktiven Maßnahmen eine solche Betriebsweise verwirklicht ist. Sind derartige Kessel aus Gründen einer Kondensatverhinderung bzw.This measure with its advantageous consequences for an improved implementation in this area is of course also applicable for so-called deep-JqlLls / J low-temperature boiler, regardless of it, with what constructive measures such an operating mode is implemented. Are such boilers to prevent condensation or

Unschädlichmachung bspw. zweischalig ausgebildet, so steht nichts entgegen, gasseitig die innere Schale mit entsprechenden, wärmeübertragungsflSchenvergrEBernden Elementen zu besetzen.Rendering harmless, for example, two-shelled, so nothing stands on the other hand, on the gas side, the inner shell with corresponding heat transfer surface enlargers Occupy elements.

Der erfindungsgemSße Heizkessel wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.The boiler according to the invention is illustrated below with reference to the drawings Representation of exemplary embodiments explained in more detail.

Es zeigt schematisch Fig. 1,2 Draufsichten auf Ausführungsbeispiele von WärmeübertragungaflSchen; Fig. 3 in Seitenansicht eine besondere Ausfuhrungsform; Fig. 4 in Strömungsrichtung gesehen eine weitere Ausführungsform; Fig. 5 das Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 in Seitenansicht und Fig. 6 in Seitenansicht eine weitere Ausführungsform.It shows schematically Fig. 1, 2 top views of exemplary embodiments of heat transfer surfaces; 3 shows a side view of a particular embodiment; 4, viewed in the direction of flow, shows a further embodiment; Fig. 5 shows the embodiment according to FIG. 5 in side view and FIG. 6 in side view, a further embodiment.

Bei den Ausfflhrungsbeiapielen nach Fig. 1,2, die eine Abwicklung des rohrförmigen, das nicht dargestellte wasserführende Gehäuse durchgreifenden Einsatzes darstellen, sind die den gesamten Übertragungabereich in Strömungsrichtung durchlaufenden Längsrippen mit 4 bezeichnet, wobei jedoch im abströmseitigen Bereich 2 zwischen diesen Rippen 4 weitere Rippen 4' oder gemäß Fig. 2 Warzen bzw.In the execution examples according to Fig. 1, 2, the one development of the tubular, penetrating through the water-bearing housing, not shown Deployment represent the entire transfer area in the direction of flow continuous longitudinal ribs denoted by 4, but in the downstream area 2 between these ribs 4 further ribs 4 'or according to FIG. 2 warts or

Zapfen 4" direkt wärmeleitend auf der gasseitigen Fläche 8 des Einsatzes angeordnet sind, die also auch den Zugquerschnitt reduzieren.Pin 4 ″ directly thermally conductive on the gas-side surface 8 of the insert are arranged, which also reduce the train cross-section.

Die Maßgabe, die wärmeGbertragende Fläche im Anströmbereich 2 zu vergröBern, kann aber auch dadurch erzielt werden, daß man gemäß Fig. 3 die Zwischenrippen 4' bspw. von Null an nach hinten in ihrer Hdhe größer werdend ausbildet.The requirement to enlarge the heat transferring surface in the inflow area 2, but can also be achieved in that, according to FIG. 3, the intermediate ribs 4 ' For example, from zero to the rear, their height becomes larger.

Die Ausfflhrungsbeispiele nach Fig. 4 bis 6 nehmen Bezug auf doppelachalige NachschaltheizflSchen, wobei vorab bemerkt sei, daß eine solche Zweischaligkeit konstruktiv in bekannter Weise auf die verschiedenste Art erreicht werden kann, bspw.The exemplary embodiments according to FIGS. 4 to 6 refer to double-sided NachschaltheizflSchen, it should be noted in advance that such a two-shell can be achieved constructively in a known manner in the most varied of ways, e.g.

durch einen ggf. ringförmig geteilten Gußeinsatz, durch eine an die wasserseitige Schale 6 angepaßte Blechschale oder durch Rippanprofilleisten, deren Anschlußschenkel die wasserseitige Schale 6 ganz bzw. weitgehend ganz abdecken.by an optionally ring-shaped cast insert, by one to the water-side shell 6 adapted sheet metal shell or with Rippan profile strips, whose Connection legs cover the water-side shell 6 completely or largely completely.

Sofern Blechschalen oder Blechproiilleisten verwendet werden, sind diese bzw. die Anschlußschenkel der Leisten durch mittels Schweißung hergestellte Wärmeleitbrücken mit der wasserseitigen Schale 6 direkt verbunden.If sheet metal trays or sheet metal profile strips are used these or the connecting legs of the strips by means of welding Thermally conductive bridges are directly connected to the water-side shell 6.

Davon ausgehend kann nun die Maßgabe der Obertragungsflächenvergrößerung im Abströmbereich 2 ebenfalls in verschiedener Art verwirklicht werden.Proceeding from this, the stipulation of the enlargement of the transfer area can now can also be implemented in various ways in the outflow area 2.

Abgesehen davon, daß einem Besatz bzw. einer Ausbildung der gasseitigen Schale 6 im Sinne der Fig. 1 - 3 nichts entgegensteht, ist es auch möglich,unter Bezug auf Fig. 4,5 den im Abströmbereich 2 befindlichen Teil der inneren Schale 5 mit Rippen bzw. Wellenfaltungen 5' zu versehen, wobei die Faltungen anströmseitig natürlich geschlossen ausgebildet sein sollten. Die im Anstrdmbereich befindlichen Zuggliederungarippen 4 sind in Fig. 4 gestrichelt angedeutet.Apart from the fact that an occupation or training of the gas side Shell 6 in the sense of FIGS. 1-3 does not conflict with anything, it is also possible under Referring to FIG. 4, 5, the part of the inner shell located in the outflow area 2 5 to be provided with ribs or corrugated folds 5 ', the folds on the inflow side should of course be designed to be closed. The ones in the approach area Zuggliederungarippen 4 are indicated by dashed lines in FIG.

Mit 9 ist in den Fig. 3 bis 6 die Wand der bspw.With 9 in Figs. 3 to 6, the wall of the example.

topfför-migen Brennkammer (ansonsten nicht dargestellt) bezeichnet, die im Freiraum zwischen den Heizgaszügen 1 angeordnet ist. In diesem Zusammenhang sei aber nochmals darauf hingewiesen, daß das Prinzip der Vergr5ßerung der Wermeübertragungsflächen natürlich auch im Abströmbereich eines Heizkessels ganz allgemein auch dann verwirklicht werden kann, wenn die Heizgaszüge nicht unmittelbar auch von der Brennksmmerwsnd 9 mit begrenzt werden, wenn sich also die Heizgaszüge bspw. taschenartig an die Brennkammer anschließen. Selbstverständlich ist es bei einer solchen Heizgaszugausführung bekannt, diese mit wSrmeUbertragungsflächenvergr5ßernden Elementen zu versehen, dies allerdings ohne Differenzierung der Anordnung bezüglich der an-und abströmseitigen Bereiche 3,2 der HeizgaszUge.pot-shaped combustion chamber (otherwise not shown), those in the space between the Heating gas flues 1 is arranged. In In this context, however, it should be pointed out again that the principle of magnification Of course, the heat transfer surfaces also in the outflow area of a boiler in general, it can also be implemented when the heating gas flues are not directly also be limited by the Brennksmmerwsnd 9, so if the heating gas flues For example, connect to the combustion chamber in the manner of a pocket. Of course it is with of such a heating gas flue design known, this one with heat transfer area enlarging To provide elements, but without differentiating the arrangement with regard to the upstream and downstream areas 3.2 of the heating gas trains.

Fig. 6 nimmt ebenfalls Bezug auf eine doppelschalige Ausbildung des gaafflhrenden Teiles eines Heizkessels, wobei die wärmeleitende Verbindung in Form von durch Schweißung erzielter Wärmeleitbereiche 7 von vorn nach hinten gleichbleibend oder nur wenig reduziert angelegt ist und nicht, wie bisher üblich von vorn nach hinten reduziert, so kommt das Ganze dadurch gewissermaßen wieder in Balance, daß durch Anordnung zusStzlicher Rippen 4' od. dgl. wirksamer Elemente im abströmseitigen Bereich 2 zusätzlich Wärme aufgenommen wird, die einer Kondensatbildung bei Betrieb im Nieder-bzw. Tieftemperaturbereich entgegenwirkt.Fig. 6 also refers to a double-shell design of the gaafflhrenden part of a boiler, the thermally conductive connection in the form of heat conduction areas 7 achieved by welding from front to back constant or only slightly reduced and not, as has been the case up to now, from the beginning reduced at the back, the whole thing comes back into balance, so to speak, that by arranging additional ribs 4 'or the like. Effective elements in the downstream side Area 2 additional heat is absorbed, that of condensation when operating in low or. Counteracts the low temperature range.

Claims

Claims: S heating boiler, consisting of a water-bearing Housing with flow and return connections and from the combustion chamber to the smoke outlet guided heating gas flues, which do not indicate that the effective heat transfer The area of the heating gas flues (1) in the area (2) on the abatement flow side is larger than in the area (3) of the hot gas flues located in front of it.

2. Boiler according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the increase in the effective heat transfer area in the downstream Area (2) is formed by longitudinal ribs, warts, pegs or the like.

3. Boiler according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, that with the arrangement of the total Heizgaszugquehre dividing into individual trains LSngsrippen (4) of these at least half the number (4) towards the downstream side is formed with increasing height.

4. Boiler according to claim 1 and / or 2, with a double-shell design the partition wall of the hot gas flues to the water-bearing interior of the water-bearing Housing that is not shown that the increase in the effective heat transfer Area in the downstream area (2) by being placed on the gas-side shell (5) Ribs, lugs, pegs or the like, or by means of rib or wave folds (5 ') on the gas side Shell (5) is formed.

5. Boiler according to claim 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that between the gas-side and the water-side shell (5,6) above the Inflow and outflow areas (3.2), thermal bridges (7) have the same dimensions and design are.