DE9002832U1 - Heat generators, especially boilers - Google Patents
Heat generators, especially boilersInfo
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Description
Haus- u. Kochtechnik GmbH
Postfach 162
63*9 Sinn/Hess. 1 Home and Cooking Technology GmbH
PO Box 162
63*9 Sinn/Hess. 1
Die Erfindung betrifft einen Wärmeerzeuger, insbesondere Heizkessel, mit einem einen gebläsebetriebenen Brenner aufnehmenden, von wasserführenden Wandungen begreif--.on Feuerungsraum und einem FlammenrohrThe invention relates to a heat generator, in particular a heating boiler, with a combustion chamber containing a fan-operated burner, surrounded by water-conducting walls and a flame tube
-y f.iirenr.kai.".mer}, Her einerseits tnit einer an einen Kamin anschließbaren -y f.iirenr.kai.".mer}, Her on the one hand with a chimney-connectable
Abgasführung verbunden ist und ^ndererseir- Heizgeszüge aufweist, die über eine Heizgas-Rezirkulationsöffnung mit aer Brennkammer in Verbindung stehen.exhaust gas duct and has other heating flues which are connected to the combustion chamber via a heating gas recirculation opening.
Nach DE GM 89 0* 657.9 ist ein solcher Wärmeerzeuger bekannt, bei dem die Abgas-(Heizgas)-RücKführung in einen Bereich zwischen Heizgaszügen und Brennermund (Brennerflammrohr) geführt ist und dieAccording to DE GM 89 0* 657.9, such a heat generator is known in which the exhaust gas (heating gas) return is guided into an area between the heating gas flues and the burner mouth (burner flame tube) and the
Heizgas-Rezirkulationsöffnung injektormäßig ausgebildet ist. Nach dieser Erfindung ist auch bekannt, den Gebläsebrenner mit horizontaler Brennrichtung in dem Wärmeerzeuger anzuordnen.Heating gas recirculation opening is designed like an injector. According to this invention, it is also known to arrange the fan burner with a horizontal burning direction in the heat generator.
Es ist bei Stahlheizkesseln ebenfalls bekannt, in dem Feuerungsraum eine ( ) 15 separate Umkehrbrennkammer anzuordnen, bei der die Heizgase auf ihremIt is also known in steel boilers to arrange a separate reversing combustion chamber in the combustion chamber, in which the heating gases are
Weg zur Abgasführung an der Brennerflamme entlang zurückgeführt werden (heiße Brennkammer). Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung dieser Bauform ist die Umkehrbrennkammer topfartig ausgebildet, wobei der Topfboden der Brennermündung gegenüberliegend angeordnet ist.The exhaust gases are then returned along the burner flame to the exhaust gas duct (hot combustion chamber). In a particularly advantageous embodiment of this design, the reversing combustion chamber is pot-shaped, with the pot base being arranged opposite the burner mouth.
Durch die bei dieser Ausgestaltung erreichte erneute Wärmeaufnahme der Heizgase kommt es zu einer intensiven Nachverbrennung und daher zu ausgezeichneten CCX-Werten. Im Zusammenwirken mit den in den Heizgaszügen angeordneten Heizrippen, insbesondere denen nach L)L PS Nr. 2k 62 595 gestalteten, wird ein vorzüglicher Wärmeübergang an die heizwasscrführenden Heuerraumwandungen und damit ein hoher feuerungstech-The renewed heat absorption of the heating gases achieved in this design results in intensive afterburning and therefore in excellent CCX values. In conjunction with the heating fins arranged in the heating gas flues, in particular those designed according to L)L PS No. 2k 62 595, an excellent heat transfer to the heating water-carrying hay chamber walls and thus a high combustion technology is achieved.
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Nachteilig ist bei dem System der heißen Brennkammer allerdings die hohe Temperatur der im Fiammenbereich zurückgeführten und damit erneut aufge-K-iZten Heizgase. Es werden dadurch sehr oft zu hohe NO -Werte erzielt.However, the disadvantage of the hot combustion chamber system is the high temperature of the heating gases that are returned to the flame area and thus reheated. This often results in NO values that are too high.
3D Es besteht im Grunde eine gewisse Korelevanz zwischen CO und NO -Werten, so daß man bei der Konstruktion von Heizkesseln sehr oft vor d^r Frage steht, welchen Werten man Priorität einräumen soll.3D There is a certain correlation between CO and NO values, so that when designing boilers one is often faced with the question of which values should be given priority.
NO ist aber nach den neueren Erkenntnissen der Umweltforschung äußerst umweltbelastend. Dies hat auch bekanntlich in der Umweltschutzgesetzgebung seinen Niederschlag gefunden. So schreib* diese entweder bereits drastische NO -Reduzierungen vor oder bereitet diese Reduzierung durch die Verschärfung bestehender Richtlinien vor.However, according to the latest findings from environmental research, NO is extremely harmful to the environment. This is also reflected in environmental protection legislation. This either already prescribes drastic reductions in NO or is preparing for this reduction by tightening existing guidelines.
Es ist daher die Aufgabe dieser Erfindung einen Weg aufzuzeigen, beiden Zielsetzungen gerecht zu werden und unter Beibehaltung der bisher erreichten *0 guten CO_-Werte auch den Erfordernissen genügenden, möglichst niedrige NO -Werte zu gewährleisten.It is therefore the task of this invention to show a way to meet both objectives and, while maintaining the good CO_ values achieved so far, to also ensure the lowest possible NO values that meet the requirements.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Kombination der ansich bekannten Heizgas-Rezirkulationsmethode mit den ebenfalls bekannten Mitteln des Brennkammer-Einsatzes (Strahlungsbrennkammer) erreicht.According to the invention, this object is achieved by combining the known heating gas recirculation method with the also known means of using a combustion chamber (radiant combustion chamber).
Dabei ist erfindungsgemäß die topfartig gestaltete Strahlungsbrennkammer so in dem Feuerungsraum angeordnet, daß der Topfrand derselben der Brennermündung gegenüberliegend angeordnet und der zur flrennermündung orientierte Topfboden vorzugsweise kartenförmig ausgebildet ist und eine öffnung für das Brennerflammrohr aufweist, die zusammen mit dem Flammrohrdurchmesser einen definierten R ngspalt bildet.According to the invention, the pot-shaped radiant combustion chamber is arranged in the combustion chamber in such a way that the pot edge is arranged opposite the burner mouth and the pot base oriented towards the burner mouth is preferably card-shaped and has an opening for the burner flame tube, which together with the flame tube diameter forms a defined ring gap.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfinaung ist die Öffnung für das ßrennerflammrohr in einem größeren Radius nach Innen gezogen. Damit wird einmal zusammen mit drr kartenförmigen Ausgestaltung des Strahlungsbrennkammer Topfboderv, eine strörnun;~sterhnisrh günstige und speziell im Öffnungsbereich eine Iüjektor-Wirkung erzielt und zum anderenIn a preferred embodiment of the invention, the opening for the burner flame tube is drawn inwards in a larger radius. This, together with the card-shaped design of the radiant combustion chamber pot bottom, achieves a flow-optimized and, especially in the opening area, an injector effect and, on the other hand,
über auch in Funktionsverbindung mit dem meist &iacgr; misch gestalteten Vorderteil des Gebläsebrenner-Flammrohres, eine Veränderung des Ringspalt-Querschnittes ermöglicht. Damit ist z.B. die Möglichkeit gegeben, bei dem neuen Wärmeerzeuger auch unterschiedliche Gebläsebrenner-Typen einzusetzen und auf die erforderlichen Querschnitte und Druckverhältnisse einzustellen.via also in functional connection with the mostly mixed designed front part of the blower burner flame tube, a change in the annular gap cross-section is possible. This makes it possible, for example, to use different blower burner types in the new heat generator and to adjust them to the required cross-sections and pressure conditions.
Selbstverständlich ist es auch möglich und gehört zum Gegenstand dieser Erfindung, den Topfboden der Strahlungsbrennkammer eben auszuführen und die strömungstechnisch günstigen Rundungen in den Bereich der Feuerungsraum-Tür zu verlegen. Funktionstechnisch wichtig ist hierbei, daß bei der Heizgas-Rückführung (Rezirkulation) mindestens 10 bis 15 % Heizgasr in den Brennraum zurückgeführt werden.Of course, it is also possible and is part of the subject of this invention to make the pot bottom of the radiant combustion chamber flat and to move the flow-optimized curves to the area of the combustion chamber door. In terms of functionality, it is important that at least 10 to 15% of the heating gas is returned to the combustion chamber during the heating gas return (recirculation).
Dabei kommt es in besonderem Maße auf die Ausgestaltung des Ringspaltes an, der in Abhängigkeit der Heizleistung zu variieren ist. Bei einer vorteilhaften Heizkessel-Gebläsebrenner-Kombination verhält sich der Durchmesser der Öffnung für das Flammrohr (7.2) gegenüber dem Brennerflammrohrdurchmesser (5.1) wie I : 0,7. Hier ist allerdings in Abhängigkeit u.a. des heizgasseitigen Kesselwiderstandes und des Kaminzuges eine Spreizung von I : 0,5 bis I : 0,9 möglich.The design of the annular gap is particularly important, and can be varied depending on the heating output. In an advantageous boiler-blower burner combination, the diameter of the opening for the flame tube (7.2) in relation to the burner flame tube diameter (5.1) is I : 0.7. However, depending on the boiler resistance on the hot gas side and the chimney draft, a spread of I : 0.5 to I : 0.9 is possible.
Für die Erzielung optimaler Voraussetzungen ist auch das Material und die Materialdicke der Strahlungsbrennkammer von Bedeutung. Die Materialdicke sollte zwischen > 1,00 und < 3,00 mm liegen. Es ist selbstverständlich, daß diese aus hochhitzebeständigem Material bestehen muß. Dieses kann sowohl hochlegiertes Stahlblech, z.B. der Güteklasse St 1&Lgr;7&PSgr;2, als auch jedes andere keramische oder sonst für Temperaturen über 1.0000C geeignete Material sein.The material and thickness of the radiant combustion chamber are also important for achieving optimal conditions. The material thickness should be between > 1.00 and < 3.00 mm. It goes without saying that it must be made of a highly heat-resistant material. This can be high-alloy steel sheet, eg grade St 1�Lgr;7�PSgr;2, or any other ceramic or other material suitable for temperatures above 1,000 0 C.
Bei der vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Wärmeerzeugers ist die Abgasführung unterhalb des Wasserteils angeordnet. Das bedeutet, die in den Heizgaszügen in Richtung Vorderwand strömenden Heizgase werden im Vorderwandbereich zunächst nach unten geführt. Sie strömen dann unterhalb des Wassermantels zur Wärmeerzeuger-Rückwand und von dort zum Abgasanschiuß (Rohrstutzen) in den Kamin. Durch diese Bauiorrn entsteht in der Abgasströmung eine gewisse Syphon-Wirkung. Diese trägt erheblich zur Schall-In the advantageous design of the heat generator according to the invention, the exhaust gas duct is arranged below the water part. This means that the heating gases flowing in the heating gas ducts towards the front wall are initially guided downwards in the front wall area. They then flow below the water jacket to the rear wall of the heat generator and from there to the exhaust gas connection (pipe socket) in the chimney. This construction creates a certain siphon effect in the exhaust gas flow. This contributes significantly to the sound
rcdiizierung und damit zur Verringerung des Geräuschpegels bei einer Heizungsanlage bei. Darüber hinaus werden die Auskühlverluste stark reduziert, da die durch den Unterdruck im Kamin durch den Brenner einströmende Luft direkt in die Abgasführung (8) geleitet wird und nicht durch den Feuerungsraum und die Heizgaszüge strömt.rcdiication and thus to reducing the noise level in a heating system. In addition, the cooling losses are greatly reduced, since the air flowing through the burner due to the negative pressure in the chimney is directed directly into the exhaust gas duct (8) and does not flow through the combustion chamber and the hot gas flues.
Weitere Vorteile der Erfindung werden durch die nachstehende Funktionsbeschreibung und die beigefügte Zeichnung verdeutlicht. Further advantages of the invention are illustrated by the following functional description and the attached drawing.
Die Funktionszeichnung stellt einen Längsschnitt durch eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung dar:The functional drawing shows a longitudinal section through an advantageous embodiment of the invention:
Der erfindungsgemäße Wärmeerzeuger (I), hier als Stahlheizkessel dargestellt besteht i.w. aus dem Feuerungsraum (2) und dem Heizwasserteil (3), das den Feuerungsraum wasserführend umgibt. Der Feuerungsraum (2) ist auf der Vorderseite des Wärmeerzeugers durch die Feuerungsraum-Tür (&Oacgr; mit dem darin integrierten Gebläsebrenner (5) verschlossen. Auf dem vorzugsweise radialen Umfang des Feuerungsraums (2) sind Heizrippen (6) zur besseren Wärmeübertragung der Heizgastemperatur an das Heizwasser vorhanden. Diese Heizrippen sind bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung nach DE PS Nr. 24 62 595 gestaltet. In dem durch die Feuerungsraum-Wandungen und die Heizrippen (6) begrenzten Raum ist die Strahlungsbrennkammer (7), vorzugsweise einschiebbar angeordnet. Die hier dargestellte, aus hitzebeständigem Stahlblech ausgeführte,The heat generator (I) according to the invention, shown here as a steel boiler, consists essentially of the combustion chamber (2) and the heating water part (3), which surrounds the combustion chamber with water. The combustion chamber (2) is closed on the front of the heat generator by the combustion chamber door (Δ) with the fan burner (5) integrated therein. Heating fins (6) are present on the preferably radial circumference of the combustion chamber (2) for better heat transfer of the heating gas temperature to the heating water. In a preferred embodiment of the invention, these heating fins are designed according to DE PS No. 24 62 595. The radiant combustion chamber (7) is arranged in the space delimited by the combustion chamber walls and the heating fins (6), preferably in a retractable manner. The radiant combustion chamber (7) shown here, made of heat-resistant sheet steel,
Strahlungsbrennkammer (7) besitzt an ihrem, der Brennermündun3 zugewandten Seite, das Bodenteil (7.1), das der günstigeren Strömung halber, kalottenförmig gestaltet ist und die Öffnung (7.2) für das Brennerflammrohr (5.1). Die Öffnung für das Flammrohr (7.2) besitzt das Flammenführungsteil (7.3). Unterhalb dem Wasserteil '"*) ist die Abgasführung (8) vorhanden, die mit dem Rohrstutzen (9) für den Kaminanschluß in Funktionsverbindung steht. Gegen Wärmeverluste ist der Wärmeerzeuger (1) in bekannter Weise durch die Isolierung (10) geschützt. Neben der runden ist auch z.B. eine ovale oder ähnliche Bauform von Feuerungsraum (2) und Strahlungsbrennkammer (7) möglich.The radiant combustion chamber (7) has on its side facing the burner mouth the base part (7.1), which is dome-shaped for better flow, and the opening (7.2) for the burner flame tube (5.1). The opening for the flame tube (7.2) is provided by the flame guide part (7.3). Below the water part (7.2) there is the exhaust gas guide (8), which is functionally connected to the pipe socket (9) for the chimney connection. The heat generator (1) is protected against heat loss in the known manner by the insulation (10). In addition to the round design, an oval or similar design of the combustion chamber (2) and radiant combustion chamber (7) is also possible.
Soweit die Funktionsl'eschreibung noch Erläuterungen bedarf, ist darauf hinzuweisen, daß die durch den Betrieb des Gebläsebrenners erzeugten Heizgase, die Strahlungsbrennkammer an ihrem rückwärtigen offenen Ende verlassen und in die Heizgaszüge (II) eintreten. Sie geben hier einen Teil ihrer Wärme an die Wärmetauscherflächen ab und strömen weiter zum Feuerungsraum-Vorderteil und von dort zur Abgasführung (8). Dabei wird durch die Brennerflamme im Zusammenwirken mit der injektorförmigen Ausgestaltung der Öffnung für das Brennerflammrohr (7.2) und (5.1), ein Teil der Heizgase wieder in die Strahlungsbrennkammer (7) eingesaugt. Dadurch wird die Brennerflamme unter einen die NO -Bildung begünstigenden Temperaturbereich gesenkt. If the functional description still requires explanation, it should be pointed out that the heating gases generated by the operation of the fan burner leave the radiant combustion chamber at its rear open end and enter the heating gas flues (II). Here they give off part of their heat to the heat exchanger surfaces and flow further to the front part of the combustion chamber and from there to the exhaust gas duct (8). In this process, part of the heating gases are sucked back into the radiant combustion chamber (7) by the burner flame in conjunction with the injector-shaped design of the opening for the burner flame tube (7.2) and (5.1). This lowers the burner flame below a temperature range that promotes the formation of NO.
Claims (9)
Priority Applications (1)
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| DE9002832U DE9002832U1 (en) | 1990-03-10 | 1990-03-10 | Heat generators, especially boilers |
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| DE9002832U1 true DE9002832U1 (en) | 1990-05-17 |
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| DE (1) | DE9002832U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4115644C1 (en) * | 1991-05-14 | 1992-04-23 | Interdomo Gmbh & Co Heizungs- Und Waermetechnik, 4407 Emsdetten, De | Burner in heating boiler - incorporates return gas flues surrounding flame tube |
-
1990
- 1990-03-10 DE DE9002832U patent/DE9002832U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
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| DE4115644C1 (en) * | 1991-05-14 | 1992-04-23 | Interdomo Gmbh & Co Heizungs- Und Waermetechnik, 4407 Emsdetten, De | Burner in heating boiler - incorporates return gas flues surrounding flame tube |
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