DE8032213U1

DE8032213U1 - BOILER

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Publication number: DE8032213U1
Application number: DE19808032213
Authority: DE
Original assignee: Agro-Biogas Vertrieb-Anlagenbau 2301 Osdorf De GmbH
Current assignee: Agro-Biogas Vertrieb-Anlagenbau 2301 Osdorf De GmbH
Priority date: 1980-12-03
Filing date: 1980-12-03
Publication date: 1981-04-02

Description

description

Die Neuerung betrifft einen Heizkessel, der im Gattungsbegriff gekennzeichneten Art.The innovation concerns a boiler of the type identified in the generic term.

Es sind bereits verschiedene Kessel bekannt, bei denen die heißen Abgase des an der einen Seite in den Feuerraum eingeleiteten strömenden Brennstoffes gegen die gegenüberliegend angeordnete Kesselwand prallen und dann durch verschiedene Kanäle an einem oder mehreren Wassermänteln entlang geleitet werden, um durch Konvektion die Wärme an das durch den Wasser= mantel hindurchgeleitete Heizungswasser abzugeben. Die Abgase gelangen dann über ein Leitungssystem in den Schornstein. Häufig wird die stirnseitige Abschlußwand des Kessels selbst von dem Heizungswasser durchströmt, so daß der Wärmeübergang unmittelbar von der Flamme des Brenners auf das Heizungswasser erfolgt.Various boilers are already known in which the hot exhaust gases are introduced into the combustion chamber on one side flowing fuel against the oppositely arranged boiler wall and then through different Channels are passed along one or more water jackets in order to transfer the heat to the water by convection = heating water passed through the jacket. The exhaust gases then reach the chimney via a pipe system. Often the end wall of the boiler itself is traversed by the heating water, so that the heat transfer takes place directly from the flame of the burner to the heating water.

Der Aufbau vorbeschriebener Kessel ist bereits wegen der komplizierten Gestaltung der Wassermäntel sowie der Verbindungskanäle in der Herstellung sowie der Wartung aufwendig. Die Herstellungs- und Wartungskosten rechtfertigen daher nur größere Heizkesselanlagen, die innerhalb der Gebäudes in einem abgesicherten Raum fest installiert werden. Handelt es sich bei den Brennern um Erdgas-oder Flüssiggasbrenner, dann müssen besondere Sicherheitsmaßnahmen getroffen werden, um das erhöhte Explosionsrisiko zu beschränken. Schließlich ist der Wirkungsgrad der bekannten Kesselanlagen wegen der komplizierten Strömungsverhältnisse von Abgas bzw. Wasser relativ niedrig, da ein erheblicher Teil der Wärme ungenutzt mit den Abgasen in das Schornsteinsystem austritt. Dies ist besonders dann der Fall, wenn der Kessel während der Anheizphase seine Betriebstemperatur noch nicht erreicht hat.The construction of the boiler described above is expensive because of the complicated design of the water jackets and the connecting channels in the production and maintenance. The manufacturing and maintenance costs therefore only justify larger boiler systems that are permanently installed in a secure room within the building. If the burners are natural gas or liquid gas burners, then special safety measures must be taken to limit the increased risk of explosion. Finally, the efficiency of the known boiler systems is relatively low because of the complicated flow conditions of exhaust gas or water, since a considerable part of the heat escapes unused with the exhaust gases into the chimney system. This is particularly the case if the boiler has not yet reached its operating temperature during the warm-up phase.

Der Neuerung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen konstruktiv einfach gestalteten Heizkessel gemäß dem Gattungsbegriff zu schaffen, der kleine Abmessungen aufweist und Therefore, the innovation is the object of the invention to provide a structurally simple designed boilers according to the generic term which is small in size and

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handlich ist, so daß er eine einfache Montage bzw. Demontage an der Hausaußenwand ermöglicht. Der Kessel soll ferner leicht zu warten sein und einen erhöhten Wirkungsgrad besitzen, so daß die zugeführte Energie durch verbesserte Wärmeübertragung auf das Heizmedium besser ausgenutzt wird.is handy, so that it allows easy assembly or disassembly on the house outer wall. The boiler should also be light to be maintained and have an increased efficiency, so that the supplied energy through improved heat transfer is better used on the heating medium.

Gemäß der Neuerung wird ein Heizkessel vorgeschlagen, der durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gekennzeichnet ist. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich durch die Merkmale der Unteransprüche.According to the innovation, a boiler is proposed which is characterized by the features specified in the characterizing part of claim 1 is marked. Further advantageous refinements result from the features of the subclaims.

Bei dem gemäß der Neuerung vorgeschlagenen Heizkessel handelt es sich um eine handliche Schweißkonstruktion kleiner Abmessungen, die aus genormten oder leicht verfügbaren Profilteilen bzw. Zylinderelementen herstellbar ist. Der Feuerraum besteht aus einem Rohr, an dessen einer Stirnseite ein handelsüblicher Gasbrenner für Erdgas bzw. Flüssiggas angeordnet ist, während die andere Seite in die Stirnwandung des Heizkessels einmündet und offen ist. Damit nun die heißen Verbrennungsgase nicht von dem Brenner unmittelbar am hinteren Ende des Feuerraums aus dem Heizkessel in die freie Atmosphäre austreten, ist in der öffnung ein Staurohr konzentrisch angeordnet, welches im Bereich der Kesselstirnwand ebenfalls mit einer Wand verschlossen ist und mit dem freien Ende bis weit in den Feuerraum hineinragt. Das Staurohr ist im Durchmesser derart dimensioniert, daß zwischen der Innenwand des Feuerraumes und der Außenwand des Staurohres ein ringförmiger Spalt relativer kleiner Dimensionierung vorhanden ist, durch welchen die am Boden des Staurohres umgelenkten heißen Verbrennungsgase hindurchströmen, um am Ende des Kessels in die freie Atmosphäre auszutreten.The boiler proposed according to the innovation is a small, handy welded construction Dimensions that can be produced from standardized or readily available profile parts or cylinder elements. The firebox consists of a tube with a commercially available gas burner for natural gas or liquefied gas on one end while the other side opens into the front wall of the boiler and is open. So now they are called Combustion gases not from the burner immediately at the rear of the furnace from the boiler to the open atmosphere exit, a pitot tube is arranged concentrically in the opening, which in the area of the boiler end wall is also closed with a wall and protrudes with the free end far into the combustion chamber. The pitot tube is Dimensioned in diameter such that between the inner wall of the furnace and the outer wall of the pitot tube annular gap of relatively small dimensions is present, through which the deflected at the bottom of the pitot tube hot combustion gases flow through it to escape into the open atmosphere at the end of the boiler.

Das Staurohr ist vorteilhaft auf zwei Distanzstücken gelagert/ die von Flachprofilen gebildet sind und etwa im Winkel von 45° zur Vertikalebene achsparallel verlaufen. Das Staurohr ist mit einer den Kessel stirnseitig abschirmenden Abgaskappe verschraubt, so daß es beim Lösen der Abgaskappe aus dem The pitot tube is advantageously mounted on two spacers / which are formed by flat profiles and run axially parallel to the vertical plane at an angle of approximately 45 °. The pitot tube is screwed to an exhaust gas cap that shields the boiler at the front , so that when the exhaust gas cap is removed from the

Feuerraum ohne weiteres herausgezogen werden kann. Die Abgaskappe/ die mit einem Leitblech versehen ist, leitet das am hinteren Kesselende austretende warme Abgas nach unten in die freie Atmosphäre ab.Firebox can be pulled out easily. The exhaust cap / which is provided with a baffle, directs the warm exhaust gas exiting at the rear end of the boiler down into the free atmosphere.

Da das Staurohr bis weit in den Feuerraum zurückgreift, werden die heißen Abgase gezwungen, in dem brennerfernen Bereich unmittelbar an der Innenwand eines den Feuerraum umschließenden Wassermantels entlangzuströmen, um ihre Wärme an das zirkulierende Wasser abzugeben. Messungen haben ergeben, daß die Abgase am hinteren Ende des Kessels nur noch etwa 40 bis 60° aufweisen, so daß ein besonderes Schornsteinsystem wie bei herkömmlichen Kesseln nicht benötigt wird.Since the pitot tube reaches far back into the combustion chamber, the hot exhaust gases are forced into the area away from the burner to flow directly along the inner wall of a water jacket enclosing the combustion chamber in order to transfer their heat to the circulating To dispense water. Measurements have shown that the exhaust gases at the rear end of the boiler are only about 40 to 60 ° have, so that a special chimney system as with conventional boilers is not required.

Der Wassermantel besitzt in seinem oberen Bereich auf gleicher Höhe einen Vorlauf sowie einen Rücklauf für das Heizungswasser, Die Anordnung der Anschlußstutzen auf gleicher Höhe hat mehrere Vorteile. Zunächst wird die Herstellung und Montage des Kessels wesentlich erleichtert, weil die Anschlußstutzen auf einer achsparallelen Mantellinie des Kessels angeordnet werden können. Versatzmaße auf dem Umfang des Kessels sind daher weder bei der Herstellung noch bei der Montage des Kessels zu beachten. Ferner hat sich gezeigt, daß sich das im Bereich des Brenners eintretende kalte Rücklaufwasser günstiger über die Wassermantellänge verteilt und damit ein besserer Wärmeübergang erzielt wird. Das zufließende kalte Wasser fällt im Bereich des Brenners nach unten und strömt dann in Richtung zum Staurohr, wo die heißen Gase durch den verbleibenden Spalt strömen. Es findet also eine kontinuierliche Wärmeübertragung von den heißen Verbrennungsgasen bzw. -abgasen auf das zirkulierende Wasser statt. Da der Rücklauf-bzw. Vorlaufanschluß relativ weit voneinander entfernt sind, wird eine Kurzschlußströmung vermieden. Bei kleineren Kesselabmessungen könnte jedoch vorgesehen sein, daß sich zwischen dem Vorlauf- und Rücklaufanschluß im Wassermantel ein Trennblech befindet, welches über einen Teil des Wassermantelumfangs angeordnet ist.In its upper area, the water jacket has a flow and a return for the heating water at the same height, The arrangement of the connecting pieces at the same height has several advantages. First of all, the production and assembly of the Boiler much easier because the connecting pieces are arranged on an axially parallel surface line of the boiler can. Offset dimensions on the circumference of the boiler are therefore not allowed either during manufacture or during installation of the boiler note. It has also been shown that the cold return water entering in the area of the burner is more favorable the length of the water jacket is distributed and thus a better heat transfer is achieved. The incoming cold water falls in the Area of the burner down and then flows towards the pitot tube, where the hot gases remain through the Flow gap. So there is a continuous heat transfer from the hot combustion gases or exhaust gases the circulating water instead. Since the return or. Flow connection are relatively far apart, a short-circuit flow is avoided. With smaller boiler dimensions it could, however, be provided that a separating plate is located between the flow and return connections in the water jacket, which is arranged over part of the circumference of the water jacket.

In der nachfolgend beschriebenen Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des neuerungsgemäßen Heizkessels dargestellt. Die Figure zeigen:In the drawing described below is a preferred embodiment of the boiler according to the innovation shown. The figures show:

Fig. 1 Einen vertikalen Längsschnitt durch den neuerungsgemäßen Heizkessel;1 shows a vertical longitudinal section through the heating boiler according to the invention;

Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie II-II nach Fig. 1;FIG. 2 shows a cross section along the line II-II according to FIG. 1;

Fig. 3 eine Stirnseitenansicht.Fig. 3 is an end view.

Bei dem in der Figur 1 dargestellten Heizkessel 1 handelt es sich um eine handliche Schweißkonstruktion, die zum Beispiel auf einer Konsole 2 montiert werden kann, die an einer Hauswand 3 befestigt ist. Dies hat den Vorteil, daß sich der Heizkessel 1, welcher mit einem herkömmlichen Gasbrenner für Erdbzw. Flüssiggas befeuert wird, außerhalb des Hauses befindet, so daß besonders abgesicherte Räume im Haus nicht vorgesehen werden müssen. Ferner ist der Kessel für Wartungsarbeiten frei zugänglich.The boiler 1 shown in Figure 1 is a handy welded construction, for example can be mounted on a console 2 which is attached to a house wall 3. This has the advantage that the boiler 1, which with a conventional gas burner for Erdbzw. LPG is fired, is located outside the house, so that specially secured rooms do not have to be provided in the house. The boiler is also free for maintenance work accessible.

Der Heizkessel 1 besteht im wesentlichen aus einem rohrförmigen Feuerraum 5, welcher an seiner in Bezug auf die Figur 1 linken Stirnseite durch die Kesselwand 6 sowie einen Anschlußflansch 7 für den Brenner 4 verschlossen ist, während er an der rechten Stirnseite offen ist. Der Anschlußflansch 7 umschließt des Rohr des Brenners, wobei der Zwischenraum zur Vermeidung von Wärmestrahlung mit Schamotte 8 ausgekleidet sein kann.The boiler 1 consists essentially of a tubular combustion chamber 5, which, in relation to FIG. 1 left end face is closed by the boiler wall 6 and a connecting flange 7 for the burner 4, while he is on the right front side is open. The connecting flange 7 encloses of the tube of the burner, the space in between being lined with chamotte 8 to avoid heat radiation can be.

Wie dies aus der Figur 1 ferner zu entnehmen ist, ist in die rechte freie öffnung des Feuerraumes 5 ein Staurohr 9 eingesetzt, welches auf der Höhe der rechten Kesselwand 10 mittels einer Bodenplatte 11 verschlossen ist. Die Außenseite der Bodenplatte 11 ist mit einer Isolierung 12 beschichtet. Das freie Ende des Staurohrs 9 ragt bis weit in den Feuerraum 5 hinein. As can also be seen from FIG. 1, a pitot tube 9 is inserted into the right free opening of the combustion chamber 5, which is closed at the level of the right boiler wall 10 by means of a base plate 11. The outside of the base plate 11 is coated with an insulation 12. The free end of the pitot tube 9 protrudes far into the combustion chamber 5.

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Wie dies aus der Figur 2 deutlich zu entnehmen ist, ist das Staurohr 9 auf zwei Distanzstücken 13,14 gelagert, die in etwa in einem Winkel von 45° zur Vertikalebene angeordnet sind. Diese Art der Lagerung ermöglicht ein freies Ausdehnen des Staurohres unter Wärmebeeinflussung, ohne daß das Staurohr im Feuerraum festklemmt.As can be clearly seen from FIG. 2, the pitot tube 9 is mounted on two spacers 13, 14, which are approximately are arranged at an angle of 45 ° to the vertical plane. This type of storage allows the Pitot tube under the influence of heat without the pitot tube jamming in the combustion chamber.

Die Stirnseite des Heizkessels 1 ist durch eine Abgaskappe 15 verschlossen, an welcher ein Leitblech 16 befestigt ist, welches die an der rechten Stirnseite austretenden Abgase in Richtung der Pfeile 17 nach unten in die freie Atmosphäre ablenkt. Das Staurohr 9 ist mittels zweier Schrauben 18 an dem Leitblech 16 befestigt, so daß es auf den Distanzstücken 13, 14 unverrückbar gehalten ist. Die Abgaskappe wird mit Hilfe von Verschraubungen 19 an der Kesselwand 10 fixiert.The end face of the boiler 1 is closed by an exhaust cap 15 to which a guide plate 16 is attached, which deflects the exhaust gases exiting on the right-hand side in the direction of arrows 17 downwards into the free atmosphere. The pitot tube 9 is attached to the guide plate 16 by means of two screws 18 so that it is on the spacers 13, 14 is held immovable. The exhaust gas cap is fixed to the boiler wall 10 with the aid of screw connections 19.

Die Figuren 1 und 2 zeigen ferner, daß der Feuerraum 5 von einem Wassermantel 20 umschlossen ist. Der Wassermantel 20 befindet sich zwischen der Wand des Feuerraums 5 sowie einem konzentrischen Rohr 21 größeren Durchmessers. Der Wassermantel ist seinerseits mit einer Isolierung 22 umschlossen.FIGS. 1 and 2 also show that the furnace 5 is enclosed by a water jacket 20. The water jacket 20 is located between the wall of the furnace 5 and a concentric tube 21 of larger diameter. The water jacket is in turn enclosed with an insulation 22.

Im oberen Bereich des Wassermantels befinden sich ein Vorlaufanschluß 23 und ein Rücklaufanschluß 24. Beide Anschlüsse befinden sich auf der gleichen Höhe und sind unmittelbar an das zentrale Heizungssystem angeschlossen. Im unteren Bereich ist der Wassermantel mit einem Ablaßhahn 25 verbunden.There is a flow connection in the upper area of the water jacket 23 and a return connection 24. Both connections are at the same height and are directly connected to the central heating system connected. The water jacket is connected to a drain cock 25 in the lower area.

Untersuchungen haben ergeben, daß das durch den Rücklaufanschluß 24 eintretende kalte Rücklaufwasser sich im wesentlichen in Richtung der Pfeile 26 bewegt, so daß eine gleichmäßige stetige Erwärmung des Heizungswassers stattfindet, bevor es aus dem Vorlauf 23 wieder austritt.Investigations have shown that this is due to the return connection 24 entering cold return water moves essentially in the direction of arrows 26, so that a uniform constant heating of the heating water takes place before it emerges from the flow 23 again.

Die linke Stirnseite des Heizkessels ist mit einer Schutzkappe 27 für den Brenner 4 versehen.The left end of the boiler is provided with a protective cap 27 for the burner 4.

Wie aus der Figur 1 erkennbar ist, schlagen die Flammen von der Brennermündung im leichten Winkel nach oben in den Feuerraum 5 hinein, so daß eine gewissen Strömungsrichtung der Abgase erzielt wird. Die Abgase dringen in das Staurohr 9 ein und werden an der Bodenplatte 11 umgelenkt. In der Zeichnung ist zwar eine ebene Bodenplatte dargestellt, jedoch könnte diese Bodenplatte auch eine entsprechende Profilierung besitzen, um eine gezielte Rückströmung der heißen Verbrennungsabgase zu erreichen. Diese Verbrennungsabgase bewegen sich in Richtung der Pfeile 17 entgegen der Flamme zurück und werden in den Spalt 28 eingeleitet, welcher sich zwischen der Wandung des Feuerrauras 5 und der Wandung des Staurohres 9 ergibt. Am hinteren Ende des Spaltes treten die abgekühlten Abgase in die freie Atmosphäre aus.As can be seen from FIG. 1, the flames strike from the burner mouth at a slight angle upwards into the furnace 5, so that a certain flow direction of the exhaust gases is achieved. The exhaust gases penetrate into the pitot tube 9 and are deflected on the base plate 11. In the drawing although a flat base plate is shown, this base plate could also have a corresponding profile in order to achieve a targeted backflow of the hot combustion exhaust gases. These combustion gases move in Direction of arrows 17 back against the flame and are introduced into the gap 28, which is between the wall the Feuerrauras 5 and the wall of the pitot tube 9 results. The cooled exhaust gases emerge at the rear end of the gap into the open atmosphere.

An seiner Außenseite ist der Heizkessel durch ein dünnes Blech 29 verkleidet.The boiler is clad on its outside by a thin sheet metal 29.

Der neuerungsgemäße Heizkessel ist sehr einfach konstruiert und durch die Verwendung von Normteilen bzw. handelsüblichen Bauteilen billig herzustellen. Er besitzt kleine Abmessungen und kann deshalb leicht an der Hausaußenwand auf Konsolen gelagert werden, um an durch die Hauswand hindurchgreifende Rohre des zentralen Heizungssystems angeschlossen zu werden. Der Heizkessel ist ferner leicht zu warten, da sich das Staurohr an der offenen Stirnseite des Heizkessels leicht demontieren läßt, wenn wenige Schraubverbindungen gelöst werden und da der Brenner ebenfalls durch Lösen eines einfachen Flansches aus dem Feuerraum entfernt werden kann. Der Wirkungsgrad des Kessels ist. durch die günstige Leitung sowohl der Wasserströmung als auch der heißen Abgase ausgezeichnet, was insbesondere in der heutigen Zeit der Energieverknappung von erheblicher Bedeutung ist.The boiler according to the innovation has a very simple construction and is made possible by the use of standard parts or commercially available ones Components to manufacture cheaply. It has small dimensions and can therefore easily be stored on brackets on the outside wall of the house to be connected to pipes of the central heating system that extend through the wall of the house. The boiler is also easy to maintain, as the pitot tube on the open face of the boiler can easily be dismantled if a few screw connections are loosened and the burner can also be loosened by loosening a simple one Flange can be removed from the combustion chamber. The efficiency of the boiler is. by the cheap line both the water flow as well as the hot exhaust gases are excellent, which is particularly important in today's energy shortage is of considerable importance.

List of reference symbols for A 400fr

1 Heizkessel1 boiler

2 Konsole2 console

3 Hauswand3 house wall

4 Gasbrenner4 gas burners

5 Feuerraum5 combustion chamber

6 Kesselwand6 boiler wall

7 Anschlußflansch7 connection flange

8 Schamotte8 chamotte

9 Staurohr9 Pitot tube

10 Kesselwand10 boiler wall

11 Bodenplatte11 base plate

12 Isolierung 13,14 Distanzstück12 insulation 13, 14 spacer

15 Abgaskappe15 exhaust cap

16 Leitblech16 baffle

17 Gasströmung17 gas flow

18 Schraube18 screw

19 Verschraubung19 screw connection

20 Wassermantel20 water jacket

21 Rohr21 tube

22 Isolierung22 Isolation

2 3 Vorlaufanschluß2 3 flow connection

24 Rücklaufanschluß24 return connection

25 Ablaßhahn25 drain cock

26 Strömungsrichtung26 Direction of flow

27 Schutzkappe27 protective cap

28 Spalt28 gap

29 Blech29 sheet

Claims

Expectations

1. Boiler for firing with flowing fuel with a tubular combustion chamber open on one side, on one end of which a burner, in particular a Gas burner for natural or liquefied gas, is provided, and a water jacket surrounding the combustion chamber, which has a flow and a return connection for the water to be heated,

characterized in that the boiler (1) is open on the end opposite the burner (4), and that a pitot tube (9) with a closed cross-section is mounted in the opening of the combustion chamber (5), the outside diameter of which is to form a gap (28 ) between the outer surface of the pitot tube (9) and the inner surface of the combustion chamber enclosed by the water jacket (20) is smaller than the inner diameter of the combustion chamber and which protrudes with its open end into the combustion chamber (5).

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2. Boiler according to claim 1, characterized in that the pitot tube (9) is mounted concentrically in the water jacket (20) is.

3. Boiler according to claim 1 or 2, characterized in that the pitot tube (9) is mounted on spacers (13, 14), which are supported on the inner wall of the water jacket (20).

4. Boiler according to claim 3, characterized in that the spacers (13, 14) are arranged axially parallel flat · profiles are formed which extend over the entire length of the pitot tube (9).

5. Boiler according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the pitot tube (9) is closed in the area of its frontal cross section by a base plate (11).

6. Boiler according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the free cross section of the boiler (1) is shielded by an exhaust cap (15) with a baffle (16) is.

7. Boiler according to one of claims 1 to 3, characterized in that that in the upper cross section in the outer wall (21) of the water jacket (20) connecting pieces (23,24) are provided with which the water jacket can be directly connected to the ring system of a central heating system.

8. Boiler according to claim 7, characterized in that the connecting pieces (2 3.24) are arranged at the same height.

9. Boiler according to claim 6, characterized in that the pitot tube (9) is attached to the exhaust gas cap (15, 16).