DE9016006U1 - Heizkessel - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
- F23D14/70—Baffles or like flow-disturbing devices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
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Description
Joh. Vaillant GmbH u. Co.
GM 913
Die Erfindung bezieht sich auf einen Gliederheizkessel mit zwei Endgliedern und wenigstens einem Mittelglied,
bei dem eine mit einem Brennerrohr versehene Brennerkammer in einem zwischen den Endgliedern und unterhalb
des/der Mittelgliedes(er) gebildeten Raum angeordnet ist,
Bei solchen bekannten Heizkesseln ergibt sich das Problem, daß deren Auslegung für den jeweiligen Bedarf relativ
aufwendig ist, und bisher mußte für jeden Anwendungsfall separat ausgelegt und dimensioniert werden.
Ziel der Erfindung ist es, einen Heizkessel der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, bei dem auf einfache Weise
eine Anpassung an die jeweiligen Verhältnisse, insbesondere im Hinblick auf Leistungserweiterung, möglich ist.
Weiterhin ist eine NOx-Reduzierung anzustreben.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß bei Leistungserweiterung
mehrere Brennerrohre vorgesehen sind und daß bei mehr als zwei Brennerrohren ein gesondertes
T-förmiges Mittelglied vorgesehen ist, das mit seinem Schenkel in den Raum zwischen zwei Brennerrohren ragt und
bei zwischen den Wandteilen der End- und Mittelglieder angeordneten Brennerrohren das Verhältnis des Abstandes
der Brennerrohre von der nächstgelegenen Wand, bezogen auf den halben Abstand zwischen diesen beiden Wandteilen,
der Beziehung:
— = 0,3 - 0,7
1 max
entspricht, wobei 1 den Abstand eines jeden Brennerrohres von der nächstgelegenen Wand und lmax den halben Abstand
zwischen den beiden Wandteilen, zwischen denen beide Brennerrohre angeordnet sind, bedeuten und daß die Abstände
zwischen zwei Brennerrohren beziehungsweise zwischen einem Paar von Brennerrohren und einem weiteren
Brennerrohr den Beziehungen:
A - 2 (lmax ~ 1)
B = 21 + d
B
B = 21 + d
B
d
2
2
entsprechen, wobei A den Abstand zwischen den beiden Brennerrohren eines Paares, B den Abstand zwischen einem
einzelnen Brennerrohr und dem nächstgelegenen Brennerrohr eines Paares, 1 den Abstand eines Brennerrohres eines
Paares vom nächstgelegenen Wandteil, lmax den Mittelabstand
zwischen den das einzelne Brennerrohr umgebenden Wandteilen und d die Dicke des zwischen dem Paar von
Brennerrohren und dem einzelnen Brennerrohr befindlichen Wandteiles bedeuten.
Dies ermöglicht es, einen Kessel für eine vorgegebene Leistung modulartig aufzubauen und so in der Größe an die
geforderte Leistung anzupassen. Dabei ist es möglich, einen erfindungsgemäßen Kessel für eine beliebige Leistung
durch einfaches Verbinden der einzelnen modulartigen Teile herzustellen, womit auch der Vorteil einer einfachen
Vorratshaltung der einzelnen Teile verbunden ist. Dabei ist aber stets sichergestellt, daß sich entsprechend
kleine Abstände zwischen den Brennerrohren und den diesen benachbarten gekühlten Wandteilen ergeben.
-A-
Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß das Innere des
Heizkessels relativ kühl gehalten wird, wodurch die Bildung von NOx weitgehend unterbunden wird. Bei nur einem
zwischen zwei Wandteilen angerodneten Brennerrohr gilt die Beziehung:
= 1
Lmax
Weiter kann vorgesehen sein, daß die Brennfläche einer durch Wandteile begrenzten Kammer und der Ausströmquerschnitt
des beziehungsweise der in dieser Kammer angeordneten Brennerstabes beziehungsweise Brennerstäbe der
Beziehung
= 20 bis 40
genügen, wobei Fq die Brennraumfläche, die sich aus dem
Produkt der Tiefe und der Breite der jeweiligen Kammer ergibt, und F^ den Gemischaustrittsquerschnitt des Brennerstabes
beziehungsweise der Brennerstäbe bedeuten.
Durch die Einhaltung dieser Dimensionierungsrichtlinien wird eine optimale Beaufschlagung der vom Heizmedium
durchströmten Wandteile sichergestellt, wodurch auch die Temperatur der Brenngase im Inneren des Kessels niedrig
- 5 gehalten wird.
Zur weiteren Verminderung der Temperatur der Brenngase
kann vorgesehen sein, daß in der Nähe eines jeden Brennerrohres Wärmeleitstäbe angeordnet sind, die parallel
zum jeweiligen Brennerrohr verlaufen.
Diese Wärmeleitstäbe leiten die Wärme in die vom Heizmedium durchströmten Wandteile ab, wobei durch die Wärmeleitstäbe
die Temperatur der Flammen bereits nahe den Brennerrohren wesentlich vermindert wird.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigen:
Figur 1 schematisch einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen
Heizkessel,
Figur 2 ein Schema für den modulartigen Aufbau erfindungsgemäßer Heizkessel und
Figur 3 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen
Heizkessel.
Der erfindungsgemäße Heizkessel weist eine Bodenplatte 2
auf, auf der die durch Endglieder 5 gebildeten Seitenwän-
de aufstehen, wobei die Endglieder 5 vom Heizmedium durchströmt sind. Die Endglieder 5 sind im Querschnitt im
wesentlichen L-förmig ausgebildet, so daß diese auch einen Teil der Decke 26 der Brennerkammer bilden.
Die Brennerkammer ist mehrfach unterteilt. Dazu sind im Querschnitt im wesentlichen T-förmige Mittelglieder 6
vorgesehen, die ebenfalls vom Heizmedium 9 durchströmt sind.
Dabei sind die im wesentlichen horizontal verlaufenden Schenkel der Endglieder 5 und der Mittelglieder 6 so bemessen,
daß deren vertikale Schenkel einen lichten Abstand voneinander aufweisen, der die Aufnahme eines Brennerrohres
1 in der durch die Wandteile der Endglieder 5 und der Mittelglieder 6 begrenzten Kammer 3 ermöglicht.
Weiter sind noch Zwischenstücke 11 vorgesehen, die zwischen den horizontalen Schenkeln der Mittelglieder 6 oder
der Endglieder 5 einsetzbar sind. In diesem Falle entsteht eine vergrößerte Kammer 3', in der zwei zueinander
parallellaufende Brennerrohre 1 angeordnet sind.
In der Decke 26 sind im Bereich einer jeden Kammer 3, 3'
Rauchgaskanäle 2 angeordnet, die in den Rauchabzug 10 münden.
Im Bereich der Brennerrohre 1 sind zu diesen parallellaufende Wärmeleitstäbe 8 angeordnet, die einen Teil der
Wärme der Flammen 4 ableiten.
Die Anordnung der beiden Brennerrohre 1 in den Kammern 3,
3' ist so bemessen, daß das Verhältnis des Abstandes 1 eines Brennerrohres 1 vom nächsten Wandteil 5, 6 zum halben
lichten Abstand lmax der beiden eine vergrößerte Kammer
3' begrenzenden Wandteilen
—1— = 0,3 bis 0,7
-•■max
beträgt.
beträgt.
Die Abstände der Brennerrohre 1 voneinander sind dabei so bemessen, daß der Abstand A der beiden in einer Kammer 3'
angeordneten Brennerrohre der Beziehung
A = 2 (lmax - 1)
entspricht und der Abstand B des einzelnen Rohres 1 von dem nächstgelegenen Rohr 1 des benachbarten Paares von
Brennerrohren der Kammer 3' der Beziehung
B = 21 + d
entspricht.
entspricht.
Das Verhältnis der Brennraumfläche Fg, die sich aus dem
Produkt der Tiefe und der Breite des Brennraumes errechnet, zum Gemischausstromquerschnitt F^ des Brennerrohres
liegt bei
= 20 bis 40
wobei F^ die dem Gemisch zur Verfügung stehende Brennerrohraustrittsflache
(Gemischausströmquerschnitt) bezeichnet, welche für die einzelnen Kammern 3 und 3' unterschiedlich
groß sein kann, zum Beispiel F^ für Kammer 3'
= 2 · F^ für Kammer 3.
Die Brennerrohre 1 werden über ein Gemischrohr 15 mit einem Gas-Luft-Gemisch versorgt, wobei die Mischung dieser
beiden Komponenten im Gemischrohr 15 erfolgt. Dabei ist eine Gasdüse 16 knapp vor dem Einlaßende des Gemischrohres
15 angeordnet, wobei beim Einströmen des Gases in das Gemischrohr 15 Luft mit in das Gemischrohr 15 eingesaugt
wird. Zur besseren Überzündung können die Wandteile 6 - wie Figur 3 zeigt - eine Ausnehmung 14 besitzen, in
welchem die Überzündung erfolgt (ungehindertes Überspringen der Flamme vor einem Stab auf den anderen).
Durch den modulartigen Aufbau des Heizkessels kann dieser leicht an die jeweils gewünschte Leistung abgepaßt werden.
So läßt sich, wie auch der Figur 2 zu ersehen ist, zum Beispiel mit zwei Brennerrohren eine Leistung von zum
Beispiel 11 kW erreichen und mit drei Brennerrohren eine solche von 17 kW usw.
Die Figur 2 zeigt auch deutlich, daß maximal zwei Brennerrohre 1 zwischen zwei Wandteilen 5, 6 angeordnet sind.
Claims (3)
1. Gliederheizkessel mit zwei Endgliedern und wenigstens einem Mittelglied, bei dem eine mit einem
Brennerrohr versehene Brennerkammer in einem zwischen den Endgliedern und unterhalb des/der
Mittelgliedes(er) gebildeten Raum angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei Leistungserweiterung mehrere Brennerrohre (1) vorgesehen
sind und daß bei mehr als zwei Brennerrohren (1) ein gesondertes T-förmiges Mittelglied (6) vorgesehen
ist, das mit seinem Schenkel in den Raum zwischen zwei Brennerrohren (1) ragt und daß bei
zwischen den Wandteilen der End- und Mittelglieder (5, 6) angeordneten Brennerrohren (1) das
Verhältnis des Abstandes der Brennerrohre (1) von der nachstgelegenen Wand, bezogen auf den
halben Abstand zwischen diesen beiden Wandteilen, der Beziehung:
&tgr;-1 = 0,3 - 0,7
± max
entspricht, wobei 1 den Abstand eines jeden Brennerrohres (1) von der nächstgelegenen Wand
und ljnax eiern halben Abstand zwischen den beiden
Wandteilen, zwischen denen beide Brennerrohre (1) angeordnet sind, bedeuten und daß die Abstände
zwischen zwei Brennerrohren (1) beziehungsweise zwischen einem Paar von Brennerrohren
und einem weiteren Brennerrohr (1) den Beziehungen:
A = 2 (lmax - 1)
B = 21 + d
B = 21 + d
d
1 + 2
1 + 2
entsprechen, wobei A den Abstand zwischen den beiden Brennerrohren eines Paares, B den Abstand
zwischen einem einzelnen Brennerrohr (1) und dem nächstgelegenen Brennerrohr eines Paares, 1 den
Abstand eines Brennerrohres eines Paares vom
nächstgelegenen Wandteil, lmax den Mittelabstand
zwischen den das einzelne Brennerrohr (1) umgebenden Wandteilen und d die Dicke des zwischen
dem Paar von Brennerrohren und dem einzelnen Brennerrohr (1) befindlichen Wandteiles bedeuten.
2. Gliederheizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennfläche einer durch
Wandteile (5, 6) begrenzten Kammer (3, 3') und der Ausströmquerschnitt des beziehungsweise der
in dieser Kammer angeordneten BrennerStabes (1) beziehungsweise Brennerstäbe der Beziehung
= 20 bis 40
genügen, wobei Fq die Brennraumfläche, die sich
aus dem Produkt der Tiefe und der Breite der jeweiligen Kammer (3, 3') ergibt und F^ den Gemischaustrittsquerschnitt
des Brennerrohres (1) beziehungsweise der Brennerrohre bedeuten.
3. Gliederheizkessel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der
Nähe eines jeden Brennerrohres (1) Wärmeleitstä-
be (8) angeordnet sind, die parallel zum jeweiligen Brennerrohr (1) verlaufen.
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