DE3900322A1 - Water heating boiler - Google Patents

Water heating boiler

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DE3900322A1 DE19893900322 DE3900322A DE3900322A1 DE 3900322 A1 DE3900322 A1 DE 3900322A1 DE 19893900322 DE19893900322 DE 19893900322 DE 3900322 A DE3900322 A DE 3900322A DE 3900322 A1 DE3900322 A1 DE 3900322A1
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Abstract

In water heating boilers which have a combustion chamber and a downstream heating surface and consist of hollow members (3) through which heating water flows and which have sealing strips (7), the difficulty arises, particularly at the colder downstream heating surfaces, that the dew point of the heating gases is frequently undershot. In this case corrosively active liquids are deposited from the heating gas. Given effective thermal use of the exhaust gases, the undershooting of the dew point temperature at the heating surfaces can be avoided by providing that the width (13) of the member (3) together with the sealing strips (7) is at least twice and at most eight times as large as the inside diameter (14) of the member (3) in the direction of the sealing strips (7), and that the wall thickness (9) of the member (3) decreases towards the middle (10) of the member (3) in the region which is touched by the heating water. This configuration, which conveys the heat flow to the middle (3) of the member has the effect that the surface temperature is high enough to prevent condensation even at the critical points. An effective heat use is achieved owing to the large exchange surface. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Wasserheizkessel mit einem Feuerraum und mit einer nachgeschalteten Heizfläche aus von Heizwasser durch­ strömten, gegossenen hohlen Gliedern mit Dichtleisten. Die Feuerraum­ begrenzungsflächen und die Nachschaltheizfläche nehmen die Wärme aus den Heizgasen auf und führen sie dem Heizwasser zu. Die Dichtleisten verhindern den Gasaustritt aus dem Feuerraum bzw. den Gasdurchtritt in den Kanälen der Nachschaltheizfläche. Die bekannten Dichtleisten der Glieder sind verhältnismäßig kurz. Bei den bekannten Heizkesseln tritt die Schwierigkeit auf, daß häufig der Taupunkt (Taupunkttempe­ ratur) der Heizgase an den Gliedern der Heizfläche und der Nachschalt­ heizfläche unterschritten wird, wobei es zur Abscheidung korrodierend wirkender Flüssigkeiten aus dem Heizgas, wie z.B. von Schwefelsäure kommt. Besonders die Nachschaltheizfläche ist in dieser Hinsicht ge­ fährdet, da an ihr die Gastemperatur geringer ist als im Feuerraum.The invention relates to a water boiler with a combustion chamber and with a downstream heating surface from heating water poured, cast hollow limbs with sealing strips. The firebox Boundary surfaces and the secondary heating surface absorb the heat the heating gases and supply them to the heating water. The sealing strips prevent gas from escaping from the combustion chamber or gas passage in the channels of the secondary heating surface. The well-known sealing strips the limbs are relatively short. In the well-known boilers the difficulty arises that the dew point (dew point temp rature) of the heating gases on the links of the heating surface and the downstream heating surface is undershot, making it corrosive for deposition acting liquids from the heating gas, e.g. of sulfuric acid is coming. In particular, the secondary heating surface is ge in this regard is dangerous because the gas temperature is lower than in the combustion chamber.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Heizflächen eines Was­ serheizkessels so auszubilden, daß bei guter Ausnutzung der Wärme der Abgase die Taupunkttemperatur der Heizgase an den Heizflächen nicht unterschritten wird.The object of the invention is the heating surfaces of a What training the boiler so that with good use of the heat the exhaust gases the dew point temperature of the heating gases on the heating surfaces is not undercut.

Diese Aufgabe wird bei einem Heizkessel der eingangs genannten Gattung dadurch gelöst, daß im Querschnitt die Breite des Gliedes mit Dicht­ leisten wenigstens 2mal und höchstens 8mal so groß ist, wie der Innendurchmesser des Gliedes in Richtung der Dichtleisten und daß die Wandstärke des Gliedes im vom Heizwasser berührten Bereich zur Mitte des Gliedes hin abnimmt. Die relativ große Fläche für den Wär­ meübergang vom Heizgas auf die Heizfläche, bezogen auf den durch das Heizwasser gekühlten Bereich, führt zur Vermeidung von stark durch das Heizwasser herabgekühlten Zonen der Oberfläche, die Anlaß zu ört­ licher Kondensation geben könnten. Dabei strömt die Wärme von den Randbereichen der Dichtleisten und von der gesamten Oberfläche der Glieder zum Heizwasser. Dadurch, daß die Wärmetauschfläche der Dicht­ leisten gegenüber den Heizgasen relativ zu den durch das Heizwasser gekühlten Flächen groß ist und die Wandstärke des Gliedes im wasser­ berührten Bereich zur Profilmitte hin abnimmt, strömt viel Wärme von den Dichtleisten in Richtung der Gliedmitte. Dabei ist der wärmeför­ dernde Querschnitt des Gliedes zur Gliedmitte hin an den in ihm fließenden Wärmestrom angepaßt. Dadurch wird erreicht, daß die Ober­ flächentemperatur auch an den kritischen Stellen, nämlich unmittelbar dem Heizwasser gegenüberliegend, hoch genug ist, um die Kondensation der Heizgase zu vermeiden. Dabei ist die Wärmeausnutzung der Heizgase infolge der großen, zur Verfügung stehenden Austauschfläche gut.This task is carried out in a boiler of the type mentioned solved in that in cross section the width of the link with sealing perform at least twice and at most 8 times the size of the  Inner diameter of the link in the direction of the sealing strips and that the wall thickness of the link in the area touched by the heating water Decreases in the middle of the limb. The relatively large area for the heat transition from the heating gas to the heating surface, based on the Heating water cooled area, to avoid avoiding strong the heating water cooled zones of the surface, the occasion to localize condensation. The heat flows from the Edge areas of the sealing strips and of the entire surface of the Links to the heating water. The fact that the heat exchange surface of the sealing afford compared to the heating gases relative to those from the heating water cooled surfaces is large and the wall thickness of the limb in the water area touches towards the center of the profile, a lot of heat flows out the sealing strips towards the middle of the limb. The heat is thereby cross-section of the limb towards the middle of the limb towards the one in it flowing heat flow adjusted. This ensures that the upper surface temperature also at critical points, namely immediately opposite the heating water is high enough to prevent condensation to avoid the heating gases. Thereby is the heat utilization of the heating gases due to the large exchange area available.

Im einzelnen kann die Erfindung wie folgt vorteilhaft ausgestaltet sein.In particular, the invention can advantageously be configured as follows be.

Einen hohen Wärmestrom von den Dichtleisten zu dem wassergekühlten Bereich der hohlen Glieder und damit eine hohe Oberflächentemperatur auch in deren wassergekühltem Bereich kann man dadurch fördern, daß die Dicke der Dichtleisten vom Außenkantenbereich zu dem Bereich hin zunimmt, der an den von Wasser durchströmten Hohlraum angrenzt.A high heat flow from the sealing strips to the water-cooled Area of the hollow limbs and thus a high surface temperature even in their water-cooled area, you can promote that the thickness of the sealing strips from the outer edge area to the area increases, which adjoins the cavity through which water flows.

Bei Gliedern aus Gußeisen soll im Querschnitt die Breite des Gliedes mit Dichtleisten wenigstens 2mal und höchstens 4mal so groß sein wie der Innendurchmesser des hohlen Gliedes in Richtung der Dicht­ leisten. Mit geringeren Breiten des Gliedes ist bei sehr niedrigen Heizgastemperaturen, besonders an der Nachschaltheizfläche die Nach­ lieferung von Wärme von den Dichtleisten zum wassergekühlten Bereich des Gliedes hin nicht ausreichend gewährleistet. In the case of links made of cast iron, the width of the link should be in cross section with sealing strips at least twice and at most 4 times as large like the inside diameter of the hollow link towards the sealing Afford. With smaller link widths is very low Heating gas temperatures, especially at the secondary heating surface Delivery of heat from the sealing strips to the water-cooled area of the limb not adequately guaranteed.  

Bei zu großen Breiten des Gliedes sind die äußeren Bereiche der Dicht­ leisten wegen des flacher werdenden Temperaturgradienten wenig wirk­ sam und die Wärmeleistung des Kessels sinkt.If the link is too wide, the outer areas are the sealing perform little because of the flattening temperature gradient sam and the thermal output of the boiler drops.

Bei gegossenen Gliedern aus Aluminium soll wegen der hohen Wärmeleit­ fähigkeit von Aluminium im Querschnitt die Breite des Gliedes mit Dichtleisten wenigstens 4mal und höchstens 8mal so groß sein wie der Innendurchmesser des Gliedes.Cast aluminum links are said to have high thermal conductivity ability of aluminum in cross section with the width of the link Sealing strips must be at least 4 times and at most 8 times as large as the inside diameter of the link.

Die Querschnittsform für den Hohlraum der Glieder kann kreisförmig gewählt werden, wobei Unterkühlungen im Zentralbereich der Glieder besonders stark unterdrückt werden.The cross-sectional shape for the cavity of the limbs can be circular can be selected, with hypothermia in the central area of the limbs are suppressed particularly strongly.

Die Querschnittsform kann auch elliptisch ausgeführt sein. Hierbei wird der Wärmeübergang unter Vermeidung von unterkühlten Stellen der Außenwand gegenüber der Kreisform erhöht.The cross-sectional shape can also be elliptical. Here the heat transfer is avoided while avoiding supercooled areas Outer wall increased compared to the circular shape.

Im einzelnen wird anhand einer Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Es zeigen im einzelnenIn detail, an embodiment of the Invention explained. It show in detail

Fig. 1 einen Heizkessel mit Feuerraum und Nachschaltheizfläche sche­ matisch im vertikalen Schnitt, Fig. 1 shows a boiler with combustion chamber, and secondary heating specific matically in vertical section,

Fig. 2 ein gußeisernes Glied der Nachschaltheizfläche des Heizkessels im Schnitt II-II nach Fig. 1, Fig. 2 is a cast-iron member of the secondary heating of the heating boiler in section II-II according to Fig. 1,

Fig. 3 ein Glied einer Nachschaltheizfläche aus Aluminium im Quer­ schnitt entsprechend Fig. 2, Fig. 3 is a member of a secondary heating aluminum in the cross section corresponding to Fig. 2,

Fig. 4 ein Glied des Feuerraums des Heizkessels im Schnitt IV-IV nach Fig. 1, Fig. 4 is a member of the firebox of the boiler in section IV-IV according to Fig. 1,

Fig. 5 ein Glied eines Feuerraums aus Aluminium im Querschnitt ent­ sprechend Fig. 4. Fig. 5 is a member of a combustion chamber made of aluminum in cross-section accordingly FIG. 4.

Der gußeiserne Wasserheizkessel nach Fig. 1 hat einen Feuerraum 1 und eine nachgeschaltete Heizfläche 2 aus von Heizwasser durchström­ ten, hohlen Gliedern 3-6 mit Dichtleisten 7. Die Wandstärke 8, 9 nimmt in dem vom Heizwasser berührten Bereich zur Mitte 10 des Gliedes hin ab. Die Dicke 11 der Dichtleiste 7 nimmt von der Dichtfläche 12 zu dem vom Heizwasser durchströmten Bereich der Glieder 3-6 hin zu.The cast-iron water boiler according to Fig. 1 has a combustion chamber 1, and a heating surface 2 downstream from flow passage th heating water, hollow members 3-6 with sealing strips 7. The wall thickness 8 , 9 decreases in the area touched by the heating water towards the center 10 of the link. The thickness 11 of the sealing strip 7 increases from the sealing surface 12 to the area of the links 3-6 through which the heating water flows.

Bei den gußeisernen Gliedern, dem Glied 3 der Nachschaltheizfläche nach Fig. 2 und dem Glied 5 der Feuerraumbegrenzung nach Fig. 4, ist im Querschnitt die Breite 13 des Gliedes rund 2 1/2 mal so groß wie die Innendurchmesser 14 in Richtung der Dichtleisten 7.In the cast iron members, the member 3 of the secondary heating according to Fig. 2 and the gate 5 of the combustion chamber limitation of FIG. 4, in cross-section, the width 13 of the member about 2 1/2 times as large as the inner diameter 14 in the direction of the sealing strips 7 .

Bei den Gliedern aus Aluminium, dem Glied 4 der Nachschaltheizfläche nach Fig. 3 und dem Glied der Feuerraumbegrenzung nach Fig. 5 ist im Querschnitt die Breite 13 des Gliedes mit Dichtleisten 7 rund 6,3× so groß wie der Innendurchmesser 14 in Richtung der Dichtleisten 7. Der Heizkessel aus Aluminiumguß, der aus den Gliedern 4 und 6 aufge­ baut ist, stimmt in dem in Fig. 1 dargestellten Schnitt mit dem Kessel auS gußeisernen Gliedern überein.When the members of aluminum, the member 4 of the secondary heating according to Fig. 3 and the member of the combustion chamber limitation of FIG. 5 in cross-section, the width 13 of the member with the sealing strips 7 around 6.3 x as large as the inner diameter 14 in the direction of the sealing strips 7 . The boiler made of cast aluminum, which is built up from links 4 and 6 , corresponds in the section shown in Fig. 1 with the boiler from cast iron links.

Das Glied 3 der Nachschaltheizfläche hat im Querschnitt einen ellip­ tischen Hohlraum 15, das Glied 4 der Nachschaltheizfläche 4 aus Alu­ minium einen kreisförmigen Hohlraum 16. Die Nachschaltheizflächen werden beidseitig von den Heizgasen umströmt. Die Hohlräume der Glie­ der 5 und 6 des Feuerraums, die nur einseitig in Richtung des Pfeils 17 vom Heizgas beaufschlagt werden, sind im wesentlichen rechteckig mit nach außen gewölbten Begrenzungswänden.The link 3 of the secondary heating surface has an elliptical cavity 15 in cross section, the link 4 of the secondary heating surface 4 made of aluminum has a circular cavity 16 . The heating gases flow around the secondary heating surfaces. The cavities of the Glie of 5 and 6 of the combustion chamber, which are acted upon only on one side in the direction of arrow 17 by the heating gas, are essentially rectangular with outwardly curved boundary walls.

Beim Betrieb des aus den Feuerraumbegrenzungsgliedern 5 bzw. 6 und Nachschaltheizflächengliedern 3 bzw. 4 aufgebauten Heizkesseln fließt - im Querschnitt betrachtet - die von den Heizgasen herrührende Wärme von den Dichtleisten zu den Mitten 10 der Glieder hin und verhindert dadurch eine zu starke Temperaturabsenkung, insbesondere im Mitten­ bereich 10, durch das angrenzende, durch die Hohlräume 15, 16, 18 strö­ mende Wasser. Dabei erleichtert die räumliche Ausbildung der Dicht­ leisten, durch ihre von der Dichtfläche 12 zum vom Heizwasser durch­ strömten Bereich 15, 16, 18 hin zunehmend Dicke und die abnehmende Wand­ stärke von 8 nach 9 der Glieder 3-6 in Richtung auf die Mitte 10 hin den Wärmefluß. Beim Gußeisen wird ein befriedigender Wärmefluß mit den Dichtleisten 7 erreicht, die im Querschnitt eine Gliedbreite von rund dem 2 1/2fachen des Hohlraumes 15, 18 ergeben. Bei den Gliedern aus Aluminium 4 bzw. 6 sind wegen der besseren Wärmeleitfähigkeit die Querschnitte der Glieder 4, 6 gestreckter und weisen einen runden Hohlraum 16 bzw. mehr quadratischen Hohlraum 18 auf als das entspre­ chende gußeiserne Feuerraumbegrenzungsglied 5.When operating the boiler made up of the combustion chamber limiting elements 5 or 6 and secondary heating surface elements 3 or 4 , the heat from the heating gases flows - viewed in cross-section - from the sealing strips to the centers 10 of the elements and thereby prevents an excessive temperature drop, especially in the Middle area 10 , through the adjacent water flowing through the cavities 15 , 16 , 18 . It facilitates the spatial formation of the sealing strips, through their increasing thickness from the sealing surface 12 to the flow of heating water through the area 15 , 16 , 18 and the decreasing wall thickness from 8 to 9 of the links 3 - 6 towards the center 10 the heat flow. In the case of cast iron, a satisfactory heat flow is achieved with the sealing strips 7 , which in cross section result in a limb width of around 2 1/2 times the cavity 15 , 18 . In the links made of aluminum 4 and 6 , the cross sections of the links 4 , 6 are elongated due to the better thermal conductivity and have a round cavity 16 or more square cavity 18 than the corresponding cast iron firing limiter 5 .

Bezugszeichenliste:Reference symbol list:

 1 Feuerraum
 2 nachgeschaltete Heizfläche
 3 Glied der Nachschaltheizfläche aus Gußeisen
 4 Glied der Nachschaltheizfläche aus Aluminium
 5 Glied der Feuerraumbegrenzung aus Gußeisen
 6 Glied der Feuerraumbegrenzung aus Aluminium
 7 Dichtleiste
 8 Wandstärke
 9 Wandstärke
10 Mitte des Glieds
11 Dicke der Dichtleiste
12 Dichtfläche
13 Breite der Glieder 3-6 (im Querschnitt)
14 Innendurchmesser der Glieder 3-6 (im Querschnitt)
15 elliptischer Hohlraum (im Querschnitt)
16 kreiförmiger Hohlraum (im Querschnitt)
17 Pfeil
18 rechteckiger Hohlraum (im Querschnitt) 1 firebox
2 downstream heating surfaces
3 links of the secondary heating surface made of cast iron
4 links of the secondary heating surface made of aluminum
5 Link of the firebox boundary made of cast iron
6 link of the firebox boundary made of aluminum
7 sealing strip
8 wall thickness
9 wall thickness
10 middle of the limb
11 Thickness of the sealing strip
12 sealing surface
13 width of links 3 - 6 (in cross section)
14 inside diameter of links 3 - 6 (in cross section)
15 elliptical cavity (in cross section)
16 hoop-shaped cavity (in cross section)
17 arrow
18 rectangular cavity (in cross section)

Claims (6)

1. Wasserheizkessel mit einem Feuerraum und mit einer nachgeschal­ teten Heizfläche aus von Heizwasser durchströmten, gegossenen hohlen Gliedern mit Dichtleisten, dadurch gekennzeichnet, daß - jeweils im Querschnitt betrachtet - die Breite (13) der Glie­ der (3-6) mit Dichtleisten (7) wenigstens 2mal und höchstens 8mal so groß ist wie der Innendurchmesser (14) der Glieder (3-6) in Richtung der Dichtleisten (7) und daß die Wandstärke (8, 9) der Glieder (3-6) im vom Heizwasser berührten Bereich zur Mitte (10) der Glieder (3-6) hin abnimmt.1. Water boiler with a combustion chamber and with a subsequent heating surface from which heating water flows through, cast hollow members with sealing strips, characterized in that - viewed in cross section in each case - the width ( 13 ) of the slide ( 3-6 ) with sealing strips ( 7 ) is at least twice and at most 8 times as large as the inside diameter ( 14 ) of the links ( 3-6 ) in the direction of the sealing strips ( 7 ) and that the wall thickness ( 8 , 9 ) of the links ( 3-6 ) in the area touched by the heating water decreases towards the middle ( 10 ) of the links ( 3-6 ). 2. Wasserheizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke (11) der Dichtleisten (7) vom Außenkantenbereich zu dem Bereich hin zunimmt, der an den von Wasser durchströmten Hohl­ raum angrenzt.2. Water boiler according to claim 1, characterized in that the thickness ( 11 ) of the sealing strips ( 7 ) increases from the outer edge region to the region which adjoins the hollow space through which water flows. 3. Wasserheizkessel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gegossenen hohlen Glieder aus Gußeisen sind und - jeweils im Querschnitt betrachtet - die Breite (13) der Glieder (3, 5) mit Dichtleisten (7) wenigstens 2mal und höchstens 4mal so groß ist wie der Innendurchmesser (14) der hohlen Glieder (3, 5) in Richtung der Dichtleisten (7).3. Water boiler according to claim 1 or 2, characterized in that the cast hollow members are made of cast iron and - viewed in cross section - the width ( 13 ) of the members ( 3 , 5 ) with sealing strips ( 7 ) at least twice and at most 4 times as much is as large as the inside diameter ( 14 ) of the hollow members ( 3 , 5 ) in the direction of the sealing strips ( 7 ). 4. Wasserheizkessel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gegossenen hohlen Glieder aus Aluminium sind und daß - jeweils im Querschnitt betrachtet - die Breite (13) der Glieder (4, 6) mit Dichtleisten (7) wenigstens 4mal und höchstens 8mal so groß ist wie der Innendurchmesser (14) der Glieder (4, 6) in Richtung der Dichtleisten (7).4. Water boiler according to claim 1 or 2, characterized in that the cast hollow links are made of aluminum and that - viewed in cross section - the width ( 13 ) of the links ( 4 , 6 ) with sealing strips ( 7 ) at least 4 times and at most 8 times is as large as the inside diameter ( 14 ) of the links ( 4 , 6 ) in the direction of the sealing strips ( 7 ). 5. Wasserheizkessel nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Hohlraum (16) der Glieder (4) im Querschnitt kreisförmig ausgebildet ist. 5. Water boiler according to one of the above claims, characterized in that the cavity ( 16 ) of the links ( 4 ) is circular in cross section. 6. Wasserheizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Hohlraum (15) der Glieder (3) im Querschnitt elliptisch ausgebildet ist.6. Water boiler according to one of claims 1 to 4, characterized in that the cavity ( 15 ) of the links ( 3 ) is elliptical in cross section.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2517733A1 (en) * 1975-04-22 1976-11-04 Buderus Eisenwerk BOILER SECTION FOR A SECTIONAL BOILER

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