DE8808629U1

DE8808629U1 - Burner-heated sectional boiler

Info

Publication number: DE8808629U1
Application number: DE8808629U
Authority: DE
Original assignee: Joh Vaillant GmbH and Co
Current assignee: Vaillant GmbH
Priority date: 1987-07-10
Filing date: 1988-07-02
Publication date: 1988-08-25
Also published as: BE1000798A6; AT393892B; NL8801735A; ATA174287A; DE3822774A1; CH675018A5; DE3822774C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen brennerbeheizten GliederkesselThe invention relates to a burner-heated sectional boiler

mit einem den wasserführenden Teilen benachbarten Stabbrenner, der im zentralen Bereich des ringsum von wasserführenden Kesselgliedern im wesentlich konzentrisch umschlossenen Brennraumes angeordnet ist, wobei diese Kesselqlieder an ihrer dem Brennraum zugewendeten Innenseite einwärts gegen dessen zentralen Bereich radial abstehende Rippen tragen.with a rod burner adjacent to the water-carrying parts, which is arranged in the central area of the combustion chamber, which is surrounded by water-carrying boiler sections in an essentially concentric manner, whereby these boiler sections have ribs on their inner side facing the combustion chamber, which project radially inwards towards the central area of the combustion chamber.

Aus der DE-A 3 304 455 ist ein Gliederkessel bekanntgeworden, der einen zentralen, allseits von wasserfübenden Teilen umgebenen Brennraum besitzt, in den ein Gebläsebrenner eine Flamme einbläst.From DE-A 3 304 455 a sectional boiler has become known which has a central combustion chamber surrounded on all sides by water-filled parts, into which a blower burner blows a flame.

Aus der DE-A 3 418 921 ist ein Kessel bekanntgeworden, der ein Innenrippenrohr aufweist.From DE-A 3 418 921 a boiler has become known which has an internal finned tube.

Schließlich ist aus der DE-A 2 414 607 ein Strahlungsbrenner be= kanntgeworden, der eine Dichtungsabdeckung aus undurchlässigem Feuerfestwerkstoff und eine Brennerkammer aufweist, deren Wandung gleichfalls aus feuerfestem Werkstoff ausgebildet ist.Finally, DE-A 2 414 607 discloses a radiant burner which has a sealing cover made of impermeable refractory material and a burner chamber whose walls are also made of refractory material.

Weiterhin ist aus der DE-A 3 504 601 ein Strahlungsbrenner bekannt, bei dem das Verbrennungselement von einem zylindrischen Sieb umgeben ist, das aus gewebtem Keramikfasermaterial besteht.Furthermore, a radiant burner is known from DE-A 3 504 601, in which the combustion element is surrounded by a cylindrical sieve made of woven ceramic fiber material.

Die DE-A 2 501 333 zeigt schließlich einen Gasbrenner für einen Lufterhitzer mit einem sternförmig gefalteten Brennerkopf, an dessen Ende erst die eigentlichen Flammen entstehen, so daß es sich hier nicht um einen Strahlungsbrenner handelt.Finally, DE-A 2 501 333 shows a gas burner for an air heater with a star-shaped folded burner head, at the end of which the actual flames only emerge, so that this is not a radiant burner.

^Vorliegender Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einenThe ^present invention is based on the object of

Gliederkessel der eingangs bezeichneten Gattung derart mit einem Strahlungsbrenner auszustatten, daß sich daraus ein besonders guter Wärmeübergang zwischen dem Stabbrenner 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.Sectional boilers of the type described above are to be equipped with a radiant burner in such a way that this results in particularly good heat transfer between the rod burner and the boiler sections. In addition, the arrangement of the rod burner should achieve the most complete combustion possible and thus a reduction in the proportion of pollutants in the combustion gases.

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die radial gegen den zentralen Bereich des Brennraumes abstehen= den Rippen der Kesselglieder die Brennerplatte eines als Strahlungsbrenner ausgebildeten Brennerstabes in Kreisbogen= abschnitte gliedern.The ribs of the boiler sections projecting radially towards the central area of the combustion chamber divide the burner plate of a burner rod designed as a radiant burner into circular arc sections.

M't dieser erfindungsgemäßen Anordnung gelingt es, einen an sich bekannten Strahlungsbrenner in einen Gliederkessel voll zu integrieren und durch die Anpassung des Brenners an die Kesselglieder eine besonders weitgehende Verringerung der Schadstoffemission herbeizuführen, ohne jedoch den Wärmeübergang zwischen den Brennerflammen und den Kesselgliedern dadurch zu beeinträchtigen.With this arrangement according to the invention, it is possible to fully integrate a known radiant burner into a sectional boiler and to bring about a particularly extensive reduction in pollutant emissions by adapting the burner to the boiler sections, without, however, impairing the heat transfer between the burner flames and the boiler sections.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist der Stabbrenner als ein Strahlungsbrenner ausgebildet, der radial ausragende Rippen trägt, die jeweils paarweise eine mit einem Brennstoff-Luft-Gemisch beschickbare Brennerkammer begrenzen . und eine diese Brennerkammer gegen den Brennraum abschließende, von Gemischaustrittsöffnungen durchsetzte Brennerplatte tragen, und die Rippen des Stabbrenners ragen zwischen die einwärtsragenden Rippen der Kesselglieder aus und die Brennerplatte ist im Abstand vcn den Scheiteln dieser Rippen angeordnet. According to a preferred embodiment of the subject matter of the invention, the rod burner is designed as a radiant burner which carries radially projecting ribs which in pairs delimit a burner chamber which can be charged with a fuel-air mixture and which carry a burner plate which closes off this burner chamber from the combustion chamber and is penetrated by mixture outlet openings, and the ribs of the rod burner protrude between the inwardly projecting ribs of the boiler sections and the burner plate is arranged at a distance from the apices of these ribs.

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Als Träger der Rippen des Stabbrenners kam* vorteilhafterweise ein wasserführendes Rohr dienen, das den Bereich der Brenner= platten kühlt und dadurch die Schadstoffemission, insbesondere eine weitgehende Verringerung des Stickoxydanteiles, erzielt Außerdem, ergibt sich damit ein besonders guter Wärmeübergang zwischen den in den Strahlungsbereich einragenden Rippen des Stabbrenners und dem wasserführenden Rohr.A water-carrying pipe could advantageously serve as a support for the ribs of the rod burner, which cools the area of the burner plates and thereby reduces the emission of pollutants, in particular a significant reduction in the nitrogen oxide content. In addition, this results in a particularly good heat transfer between the ribs of the rod burner, which extend into the radiation area, and the water-carrying pipe.

Nach einer anderen, gleichfalls sehr vorteilhaften Ausführungs= form des Erfindungsgegenstandes kann der Stabbrenner als ein Strahlungsbrenner mit einer einen ein Brennstoff-Luft-Gemisch führenden Hohlraum umschließenden zylindrischen Wandung aus= gebildet sein, die z.B. aus Wabenkeramik, besteht. Dabei ergibt sich der Vorteil, daß ein solcher Strahlungsbrenner infolge seiner Wabenstruktur sehr stabil und infolgedessen gut handhabbar ist.According to another, equally advantageous embodiment of the subject matter of the invention, the rod burner can be designed as a radiant burner with a cylindrical wall enclosing a cavity containing a fuel-air mixture, which consists, for example, of honeycomb ceramic. This has the advantage that such a radiant burner is very stable due to its honeycomb structure and is therefore easy to handle.

Ein solcher Strahlungsbrenner kann aber auch aus anderem gasdurchlässigen Material, wie keramischer Wolle, Stahlwolle od.dgl. besteht, das durch einen metallischen, z.B. gitter- oder netzförmigen Träger in Form gehalten wird.Such a radiant burner can also be made of other gas-permeable material, such as ceramic wool, steel wool or similar, which is held in shape by a metallic, e.g. grid- or net-shaped support.

Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in den Zeichnungen veranschaulicht, an Hand derer weitere Erfindungs= merkmale nachstehend erläutert sind.Embodiments of the subject matter of the invention are illustrated in the drawings, with the aid of which further features of the invention are explained below.

Im einzelnen zeigenIn detail

Fig.l einen Teilquerschnitt durch einen Gliederkessel,Fig.l a partial cross-section through a sectional boiler,

Fig.2 einen Teilquerschnitt durch eine VarianteFig.2 a partial cross section through a variant

hinsichtlich der Ausbildung des Stabbrenners.regarding the design of the rod burner.

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Gemäß der Ausführungsform nach Fig.l schließen die wasserfUhren= den Kesse.lg.1 isder 1 des Gl.iederkessels konzentrisch einen Brennraum 2 ein, in dessen Zentrum sich der Stabbrenner 3 befindet. According to the embodiment of Fig. 1, the water-carrying chambers 1 of the circulating boiler concentrically enclose a combustion chamber 2, in the center of which the rod burner 3 is located.

Jedes in bezug zur Achse dieses Stabbrenners 3 konzentrisch gestaltete und angeordnete Kesselglied 1 trägt an seiner diesem Stabbrenner 3 zugewendeten Innenseite einwärts gegen ds&eegr; zentralen Bereich des Bicunraumes 2 radial abstehende Rippen 4, die den Brennraum 2 in Bogenabschnitte unterteilen und gliedern.Each boiler section 1, which is designed and arranged concentrically with respect to the axis of this rod burner 3, has on its inner side facing this rod burner 3 radially projecting ribs 4 inwards towards the central area of the combustion chamber 2, which divide and structure the combustion chamber 2 into curved sections.

Der vorzugsweise aus Metall gefertigte Stabbrenner 3 selbst, der aus einem Stück oder aus mehreren zu beliebig variabler Längs 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 defin" ^n.The rod burner 3 itself, which is preferably made of metal and can consist of one piece or of several individual pieces that can be joined together to form any variable length, has ribs 5 that project radially outwards, which also help to structure the combustion chamber 2 by laterally delimiting burner chambers 6 that can be fed with a fuel-air mixture via mixture supply lines (not shown) and also carrying burner plates 7 in pairs that delimit these burner chambers 6 from the combustion chamber 2 and are penetrated by mixture outlet openings, which define the radiation area of the rod burner 3.

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 angeordnet. Auf diese Weise wird die im Brennraun: 2 s-jif ; ~s* nde Strahlungswärme weitestgehend von den ineinandergreifenden ■ Rippen 4 und 5 übernommen und an die wasserführenden Kesselglieder 1 übertragen.The ribs 5 of this rod burner 3 protrude between the inwardly projecting ribs 4 of the boiler sections 1 and the burner plates 7 are each arranged at a distance from the apex of the ribs. In this way, the radiant heat in the combustion chamber is largely absorbed by the interlocking ribs 4 and 5 and transferred to the water-carrying boiler sections 1.

Um diese Strahlungswärme noch weitergehend zu verwerten, kann als TrSger <ier 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.In order to utilize this radiant heat even further, a water-carrying pipe 8 can serve as a carrier for the fins 5 of the rod burner 3, the contents of which serve to cool the burner chambers 6 and thus contribute to reducing the thermally caused pollutant emissions, in particular the nitrogen oxide emissions.

Die Kesselglieder 1 sind mittels Befestigungsnippeln 9 mit= einander verbunden, die Wasserführung ist mit 10 bezeichnet.The boiler sections 1 are connected to each other by means of fastening nipples 9, the water supply is marked 10.

Der Abstand &khgr; der Brennerplatten 7 von der Innenseite der Kesselglieder 1 ist variabel. Durch eine zielstrebige Bemessung dieses Abstandes &khgr; kann der Wärmetausch sehr feinfühlig beein= flußt und optimiert werden. Vergrößert man diesen Abstand &khgr; se weit, daß die Ausbrandhöhe erreicht wird, können die Brenner» platten 7 aus.Edelstahl bestehen und mit einem üblichen einge= stanzten Schlitzbild versehen sein.The distance x of the burner plates 7 from the inside of the boiler sections 1 is variable. By carefully measuring this distance x, the heat exchange can be very sensitively influenced and optimized. If this distance x is increased so much that the burnout height is reached, the burner plates 7 can be made of stainless steel and provided with a conventional punched slot pattern.

Bei der Ausführungsform des Stabbrenners 2 nach Fig.2 besteht dieser als Strahlungsbrenner aus einem mit dem Brennstoff-Luft-Gemisch über eine nicht dargestelle Zuführleitung beschickbaren Rohr, dessen gasdurchlässige Wandung 11 z.B. aus porösem, keramischem Material, aus einem Faservlies aus hitzebeständigen Fasern, Stahlwolle o£er auch aus einer Kombination dieser Materialien hergestellt sein kann und den gemischführenden Hohlraum 12 als Brennerplatte 7 eines Strahlungsbrenners umschließt.In the embodiment of the rod burner 2 according to Fig. 2, this consists as a radiant burner of a tube that can be fed with the fuel-air mixture via a feed line (not shown), the gas-permeable wall 11 of which can be made, for example, from porous, ceramic material, from a nonwoven fabric made of heat-resistant fibers, steel wool or from a combination of these materials and encloses the mixture-carrying cavity 12 as the burner plate 7 of a radiant burner.

Besteht diese Wandung 11 aus einem allein nicht formbeständigen Material , kann sie durch einen metallischen Träger, z.B. ein Drahtgitter, in Form gehalten sein.If this wall 11 consists of a material that is not dimensionally stable on its own, it can be held in shape by a metallic support, e.g. a wire mesh.

Die Wärmestrahlung eines solchen Strahlungsbrenners erfolgtThe heat radiation of such a radiant burner occurs

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weitgehend flächig und der Härmetausch mit den Rippen 4 der Kesselglieder 1 , die in den Strahlungsbereich des Stabbrenners 3 einragen, erfolgt demnach sehr intensiv.largely flat and the heat exchange with the ribs 4 of the boiler sections 1, which extend into the radiation area of the rod burner 3, is therefore very intensive.

Man kann bei dieser Aueführungeform 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.In this design, the ribs 4 of the boiler sections 1 can extend to the circumference of the rod burner 3 or can end at a distance before that. In both cases, the structuring of the radiation area sought according to the invention is successfully achieved by these ribs 4.

Claims

I", I : ·' &diams; i · ·' · : :: JJoh. Vaillant GmbH & Co 6M 676 0 1 JuN nforderungen :

1. Brennerbeheizter Gliederkessel mit einem den wasserführenden Teilen benachbarten Stabbrenner, der im zentralen Bereich des ringsum von wasserführenden Kesselgliedern im wesentlichen konzentrisch umschlossenen Brennrsumes angeordnet ist, wobei diese Kesselglieder an ihrer dem Brennraum zugewendeten Innen= Seite einwärts gegen dessen zentralen Bereich radial abstehende1. Burner-heated sectional boiler with a rod burner adjacent to the water-carrying parts, which is arranged in the central area of the combustion chamber which is essentially concentrically surrounded by water-carrying boiler sections, whereby these boiler sections have radially projecting inwards towards the central area of the combustion chamber on their inner side facing the combustion chamber.

, Rippen trägen, dadurch gekennzeichnet, daß die radial gegen den zentralen Bereich des Brennraumes (2) abstehenden Rippen (4) der Kesselglieder (1) die Brennerplatte (7) eines als Strahlungs= brenner ausgebildeten Brennerstabes (3) in Bogenabschn.itte gliedern., rib-bearing, characterized in that the ribs (4) of the boiler sections (1) projecting radially towards the central region of the combustion chamber (2) divide the burner plate (7) of a burner rod (3) designed as a radiant burner into curved sections.

2. Gliederkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stabbrenner (3) radial ausragende Rippen (5) trägt, die paarweise jeweils eine mit einem Brennstoff-Luft-Gemiscii beschickbare Brennerkammer (6) begrenzen und eine diese Brenner= kammer (6) gegen den Brennraum (2) abschließende, von Gemisch= austrittsöffnungen durchsetzte Brennerplatte (7) tragen, und daß die Rippen (5) des Stabbrenners (3) zwischen die einwärts= ragenden Rippen (4) der Kesselglieder (2) ausragen und die Brennerplatte (7) im Abstand von den Scheiteln dieser Rippen2. Sectional boiler according to claim 1, characterized in that the rod burner (3) carries radially projecting ribs (5) which in pairs each delimit a burner chamber (6) which can be charged with a fuel-air mixture and carry a burner plate (7) which closes off this burner chamber (6) from the combustion chamber (2) and is penetrated by mixture outlet openings, and that the ribs (5) of the rod burner (3) protrude between the inwardly projecting ribs (4) of the boiler sections (2) and the burner plate (7) is spaced from the vertices of these ribs

(4) angeordnet ist (Fig.l).(4) is arranged (Fig.l).

3. Gliederkessel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Träger der Rippen (5) des Stabbrenners (3) ein wasserführendes Rohr (8) dient (Fig.l).3. Sectional boiler according to claim 2, characterized in that a water-carrying pipe (8) serves as a support for the ribs (5) of the rod burner (3) (Fig. 1).

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4 . Gliederkessel nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stabbrenner (3) als ein Strahlungsbrenner mit einer einen ein Brennstoff-Luft-Geraisch führenden Hohlraum (8) umschließenden, von Gemischaustrittsöffnungen durchsetzten und die Brennerplatte (7) bildenden Handung (11) ausgebildet ist (Pig.2).4. Sectional boiler according to claim 1, characterized in that the rod burner (3) is designed as a radiant burner with a hand (11) enclosing a cavity (8) carrying a fuel-air mixture, penetrated by mixture outlet openings and forming the burner plate (7) (Fig. 2).