DE3822774C2 - Brennerbeheizter Gliederkessel - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen brennerbeheizten Gliederkessel gemäß den oberbegrifflichen Merkmalen des Anspruchs 1.

Aus der DE 33 04 455 A1 ist ein Gliederkessel bekanntgeworden, der einen zentralen, allseits von wasserführenden Teilen umgebenen Brennraum besitzt, in den ein Gebläsebrenner eine Flamme einbläst. Hohlzylinderförmige Kesselaufbauten mit im Querschnitt ringförmi­ gen, durch Rippen gegliederten Abgasführungen sind in der DE 34 16 878 C2, der DE 34 25 259 A1 und der DE 33 27 354 C2 beschrieben.

Aus der DE 34 18 921 A1 ist ein Kessel bekanntgeworden, der ein Innenrippenrohr aufweist.

Die DE 24 14 607 A1 beschreibt einen Strahlungsbrenner, der eine Dichtungsabdeckung aus undurchlässigem Feuerfestwerkstoff und eine Brennerkammer aufweist, deren Wandung gleichfalls aus feuerfestem Werkstoff ausgebildet ist.

Weiterhin ist aus der DE 35 04 601 A1 in Strahlungsbrenner bekannt, bei dem das Verbrennungselement von einem zylindrischen Sieb umge­ ben ist, das aus gewebtem Keramikfasermaterial besteht.

Gegenstand der DE 25 01 333 A1 ist ein Gasbrenner für einen Lufter­ hitzer mit einem sternförmig gefalteten Brennerkopf, an dessen Ende erst die eigentlichen Flammen entstehen, so daß es sich hier nicht um einen Strahlungsbrenner handelt.

Vorliegender Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Glieder­ kessel der eingangs bezeichneten Art derart mit einem Strah­ lungsbrenner auszustatten, daß sich daraus ein besonders guter Wärmeübergang zwischen dem als Stabbrenner ausgebildeten Strahlungsbrenner und den Kesselgliedern ergibt. Außerdem soll durch die Anordnung des Stabbrenners eine möglichst vollkommene Verbrennung und eine dadurch bewirkte Verringerung des Schadstoffanteiles in den Verbrennungsgasen erzielt werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind erfindungsgemäß die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen.

Mit dieser erfindungsgemäßen Anordnung gelingt es, einen an sich bekannten Strahlungsbrenner in einen Gliederkessel voll zu inte­ grieren und durch die Anpassung des Brenners an die Kesselglieder eine besonders weitgehende Verringerung der Schadstoffemission her­ beizuführen, ohne jedoch den Wärmeübergang zwischen den Brenner­ flammen und den Kesselgliedern dadurch zu beeinträchtigen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform, die in Anspruch 2 näher gekennzeichnet ist, ist als Träger der Rippen des Stabbrenners ein wasserführendes Rohr vorgesehen, das den Bereich der Brennerplatten kühlt, wodurch die Schadstoffemission, insbesondere im Hinblick auf den Stickoxydanteil reduziert wird. Außerdem ergibt sich damit ein besonders guter Wärmeübergang zwischen den in den Strahlungsbereich einragenden Rippen des Stabbrenners und dem wasserführenden Rohr.

Nach einer anderen, in Anspruch 3 angesehenen und gleichfalls sehr vorteilhaften Ausführungsform ergibt sich der Vorteil, daß ein sol­ cher Strahlungsbrenner einfach aufgebaut und gut handhabbar ist.

Die Brennerplatte kann dabei aus verschiedenen gasdurchlässigen Materialien, wie keramischer Wolle, Stahlwolle oder dergleichen bestehen. Dieses Material wird bevorzugt durch einen metallischen, z. B. gitter- oder netzförmigen Träger in Form gehalten.

Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in der Zeichnung veranschaulicht, an Hand derer weitere Erfindungs­ merkmale nachstehend erläutert sind.

Im einzelnen zeigen

Fig. 1 einen Teilquerschnitt durch einen Gliederkessel,

Fig. 2 einen Teilquerschnitt durch eine Variante hinsichtlich der Ausbildung des Stabbrenners.

Gemäß der Ausführungsform nach Fig. 1 schließen die wasserführen­ den Kesselglieder 1 des Gliederkessels konzentrisch einen Brennraum 2 ein, in dessen Zentrum sich der Stabbrenner 3 befindet.

Jedes in bezug zur Achse dieses Stabbrenners 3 konzentrisch gestaltete und angeordnete Kesselglied 1 trägt an seiner diesem Stabbrenner 3 zugewendeten Innenseite einwärts gegen den zentralen Bereich des Brennraumes 2 radial abstehende Rippen 4, die den Brennraum 2 in Bogenabschnitte unterteilen und gliedern.

Der vorzugsweise aus Metall gefertigte Stabbrenner 3 selbst, der aus einem Stück oder aus mehreren zu beliebig variabler Länge zusammenfügbaren Einzelstücken bestehen kann, trägt radial nach außen ragende Rippen 5, die zusätzlich dazu bei­ tragen, den Brennraum 2 zu gliedern, indem sie - über nicht dargestellte Gemischzufuhrleitungen mit einem Brennstoff-Luft- Gemisch beschickbare - Brennerkammern 6 seitlich begrenzen und jeweils paarweise auch diese Brennerkammern 6 gegen den Brennraum 2 begrenzende, von Gemischaustrittsöffnungen durch­ setzte Brennerplatten 7 tragen, die den Strahlungsbereich des Stabbrenners 3 definieren.

Die Rippen 5 dieses Stabbrenners 3 ragen zwischen die einwärts ragenden Rippen 4 der Kesselglieder 1 aus und die Brennerplatten 7 sind jeweils in einem Abstand von den Scheiteln der Rippen 4 angeordnet. Auf diese Weise wird die im Brennraum 2 auftretende Strahlungswärme weitestgehend von den ineinandergreifenden Rippen 4 und 5 übernommen und daß die wasserführenden Kesselglieder 1 übertragen.

Um diese Strahlungswärme noch weitergehend zu verwerten, kann als Träger der Rippen 5 des Stabbrenners 3 ein wasserführendes Rohr 8 dienen, dessen Inhalt der Kühlung der Brennerkammern 6 dient und dadurch zur Verringerung der thermisch verursachten Schadstoffemission, insbesondere der Stickoxydemission, beiträgt.

Die Kesselglieder 1 sind mittels Befestigungsnippeln 9 mit­ einander verbunden, die Wasserführung ist mit 10 bezeichnet.

Der Abstand x der Brennerplatten 7 von der Innenseite der Kesselglieder 1 ist variabel. Durch eine zielstrebige Bemessung dieses Abstandes x kann der Wärmetausch sehr feinfühlig beein­ flußt und optimiert werden. Vergrößert man diesen Abstand x so weit, daß die Ausbrandhöhe erreicht wird, können die Brenner­ platten 7 aus. Edelstahl bestehen und mit einem üblichen einge­ stanzten Schlitzbild versehen sein.

Bei der Ausführungsform des Stabbrenners 2 nach Fig. 2 besteht dieser als Strahlungsbrenner aus einem mit dem Brennstoff-Luft-Gemisch über eine nicht dargestellte Zufuhrleitung beschickbaren Rohr, dessen gasdurchlässige Wandung 11 z. B. aus porösem, keramischem Material, aus einem Faservlies aus hitzebeständigen Fasern, Stahlwolle oder auch aus einer Kombination dieser Materialien hergestellt sein kann und den gemischführenden Hohlraum 12 als Brennerplatte 7 eines Strahlungsbrenners umschließt.

Besteht diese Wandung 11 aus einem allein nicht formbeständigen Material, kann sie durch einen metallischen Träger, z. B. ein Drahtgitter, in Form gehalten sein.

Die Wärmestrahlung eines solchen Strahlungsbrenners erfolgt weitgehend flächig und der Wärmetausch mit den Rippen 4 der Kesselglieder 1, die in den Strahlungsbereich des Stabbrenners 3 einragen, erfolgt demnach sehr intensiv.

Man kann bei dieser Ausführungsform die Rippen 4 der Kessel­ glieder 1 bis zum Umfang des Stabbrenners 3 erstrecken oder auch mit einem Abstand vorher enden lassen. In beiden Fällen wird durch diese Rippen 4 die erfindungsgemäß angestrebte Gliederung des Strahlungsbereiches mit Erfolg erzielt.

Claims (3)

1. Brennerbeheizter Gliederkessel mit einem als Stabbrenner mit im wesentlichen hohlzylinderförmiger Brennerplatte aus­ gebildeten Strahlungsbrenner, der im zentralen Bereich des ringsum von wasserführenden Kesselgliedern im wesentlichen konzentrische umschlossenen Brennraumes angeordnet ist, wobei diese Kesselglieder an ihrer dem Brennraum zugewende­ ten Innenseite einwärts gegen dessen zentralen Bereich radial abstehende Rippen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (4) der Kesselglieder (1) die Brennerplatte (7) in Bogenabschnitte gliedern.

2. Gliederkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlungsbrenner (3) radial ausragende Rippen (5) auf­ weist, die von einem wasserführenden Rohr (8) ausgehen, paarweise jeweils eine mit einem Brennstoff-Luft-Gemisch beschickbare Gemischkammer (6) begrenzen und die diese Gemischkammern (6) gegen den Brennraum (2) abschließende Brennerplatte (7) tragen, wobei die Rippen (5) des Strahlungsbrenners (3) zwischen die einwärtsragenden Rippen (4) der Kesselglieder (2) ausragen und die Brennerplatte (7) im Abstand von den Scheiteln der Rippen (4) der Kesselglieder (2) angeordnet ist (Fig. 1).

3. Gliederkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlungsbrenner (3) eine ein Brennstoff-Luft-Gemisch führende, im wesentlichen zylinderförmige Gemischkammer (12) umschließende Brennerplatte (7) aufweist (Fig. 2).