EP1953474B1 - Festbrennstoffheizkessel - Google Patents

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EP1953474B1
EP1953474B1 EP08001670A EP08001670A EP1953474B1 EP 1953474 B1 EP1953474 B1 EP 1953474B1 EP 08001670 A EP08001670 A EP 08001670A EP 08001670 A EP08001670 A EP 08001670A EP 1953474 B1 EP1953474 B1 EP 1953474B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
combustion chamber
solid fuel
housing
return
flow
Prior art date
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Not-in-force
Application number
EP08001670A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1953474A1 (de
Inventor
Leopold Dworiankin
Stephan Middendorf
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Viessmann Werke GmbH and Co KG
Original Assignee
Viessmann Werke GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Viessmann Werke GmbH and Co KG filed Critical Viessmann Werke GmbH and Co KG
Priority to PL08001670T priority Critical patent/PL1953474T3/pl
Publication of EP1953474A1 publication Critical patent/EP1953474A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1953474B1 publication Critical patent/EP1953474B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • 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
    • F24H1/22—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating
    • F24H1/24—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water mantle surrounding the combustion chamber or chambers
    • F24H1/26—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water mantle surrounding the combustion chamber or chambers the water mantle forming an integral body
    • F24H1/28—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water mantle surrounding the combustion chamber or chambers the water mantle forming an integral body including one or more furnace or fire tubes
    • F24H1/285—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water mantle surrounding the combustion chamber or chambers the water mantle forming an integral body including one or more furnace or fire tubes with the fire tubes arranged alongside the combustion chamber
    • 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
    • F24H9/00—Details
    • F24H9/0005—Details for water heaters
    • F24H9/0036—Dispositions against condensation of combustion products
    • 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
    • F24H2230/00—Solid fuel fired boiler
    • 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
    • F24H9/00—Details
    • F24H9/0005—Details for water heaters
    • F24H9/001—Guiding means
    • F24H9/0015—Guiding means in water channels

Definitions

  • the invention relates to a solid fuel boiler according to the preamble of independent claim 1.
  • a solid fuel boiler of the type mentioned is according to AT 005 583 U1 known, the combustion chamber is not located in a water-bearing housing, that is, only the exhaust pipes are water cooled and provide as sibling unit the actual heat exchanger of this boiler, in a necessarily provided with, however, not shown, flow and return ports housing.
  • a completely different from the construction principle of the aforementioned solid fuel boiler solid fuel boilers is also after the AT 501 374 B1 known, to which reference is drawn for the sake of completeness.
  • a directly leading to the exhaust gas connection exhaust duct divided from the combustion chamber space which is penetrated by water-carrying heat exchange tubes.
  • baffles are incorporated in the water-conducting double jacket of the housing, which should ensure that the supply pipe for the solid fuel with the relatively cold return is washed around.
  • the invention has for its object to improve such a boiler in terms of heat yield, combined with the proviso at the same time to ensure that the solid fuel boiler with sliding boiler temperature of ⁇ 38 ° C is operable without the dew point temperature of the waste or hot gases below.
  • the invention is also based on the object to improve the return of the heat transfer medium from the return port to the outer flow zone in a boiler of this type, in particular under flow and manufacturing aspects.
  • the combustion chamber is at least partially enclosed along its vertical extension and relative to its circumference by an inner and an outer flow zone for the heat transfer medium, that the flow zones at least at one end connected to each other and through a along the Combustion wall extending partition wall are separated from each other, and that the inner flow zone with the flow connection and the outer flow zone with the return port is fluidly connected, and that the return port provided with a plurality of directed into the outer flow zone outflow, arranged at an end edge of the partition wall and tubular Return manifold is connected.
  • a partition wall is arranged, which comprises the combustion chamber at least partially with a certain distance, wherein the partition wall, the first, inner, associated with the flow connection, the combustion chamber immediately adjacent flow zone and the second, outer, now the partition wall flow zone defined, wherein at one end of the partition a return flow in the second outer flow zone directing here so-called return manifold is arranged.
  • the partition wall extends substantially over the entire height of the combustion chamber and its lower and upper end edges extend horizontally in the housing.
  • An essential feature is in addition to the direct Be Hughesung the combustion chamber wall with the inner flow zone of the heat transfer medium and the design of the return line, ie, with respect to the vertical combustion chamber wall is ensured that it is largely surrounded by the inner flow zone and separated by the partition, an outer cold zone is present, in which the cold return water through the appropriately designed and arranged return manifold specifically introduced and thus kept away from the wall of the combustion chamber. A direct loading of the combustion chamber wall with cold return is thus prevented, and also it is sufficient for the condensation and corrosion protection requirements.
  • the return manifold is arranged at the upper end of the partition and thus the return passes from above into the outer cold zone, in which the cold return flows down, there in the hot zone flows over and flows upwards in this along the combustion chamber wall.
  • the invention differs so far substantially, as the solid combustion chamber itself is surrounded in an advantageous, preferred and yet to be explained embodiment with an articulated into two flow zones water or heat carrier guide and the return flow is directed into the outer flow zone.
  • the combustion chamber, the partition, the receiving housing, and ultimately also the return manifold in horizontal section or in plan view are preferably also circular or circular arc-shaped in consideration of a uniform distribution.
  • the heating gases to the exhaust port laxative, arranged parallel to the combustion chamber heat exchanger is arranged in a water-leading extension of the housing and stands on the inflow side with the upper part of the combustion chamber in connection, in the exhaust gases in Walkergaszugrohren leading heat exchanger the Schugaszugrohre in the sense of the aforementioned AT 005 583 are arranged in two oppositely flowed through groups.
  • the heat exchanger are arranged in relation to the circular cross-section of the combustion chamber in an area of the order of one quadrant, which will be explained in more detail.
  • the solid fuel boiler consists of a water-bearing housing 1 with in FIG. 1 only indicated by dashed lines flow and return ports 2, 3 and from a below a vertically oriented in the housing 1 combustion chamber 4 arranged burner 5 with primary and secondary air supply 6, 7 (see FIG. 1 ) and with a fuel supply 8, wherein the combustion chamber 4 is connected by an outgoing hot gases leading heat exchanger 9 with an exhaust port 10.
  • the fuel supply 8 consists of a suitable pellet silo with feed device (not shown) for the pellets in the burner 5. Such devices are known and therefore require no further explanation.
  • a whole arranged under the burner 5 ash collection room 28 belongs to the whole.
  • a combustion chamber 4 receiving part 1.1 of the housing 1 is also designed to carry water and that to form a first with respect to the combustion chamber 4, internal, with the flow connection 2 in communication flow zone 12 and a second, outer flow zone 13 in the water Part 1.1 of the housing 1 is a substantially over the height H of the combustion chamber 4 extending, horizontally extending end edges 11.1, 11.2 having partition wall 11 is arranged, and that at one of the end edges 11.1, 11.2 of the partition 11 a over the length of the end edges 11.1, 11.2 extended, connected to the return port 3 return manifold 15 is arranged, the return outflow 14 is preferably directed over its entire length in the second, outer flow zone 13.
  • the partition wall 11 has therefore to be imagined as a thin shell of suitable material arranged in the intermediate space between the combustion chamber 4 and the wall 1.2 of the housing 1. Since the initiated return flow into the outer flow zone 13 takes place deliberately, the two zones 12, 13 do not require a sharp separation at their ends 12.1.
  • the proviso that the partition wall 11 comprises the combustion chamber 4 at least partially, takes on the preferred, in the Figures 2 . 3 illustrated embodiment of the solid fuel boiler consideration, namely in the laxative the exhaust gases to the exhaust port 10, parallel to the combustion chamber 4 arranged heat exchanger 9 in a water-bearing extension 1.4 (see, in particular Figures 2 . 3 ) of the housing 1 and on the inflow side with the upper part of the combustion chamber 4 is in communication.
  • the preferred embodiment also includes that the return manifold 15 at the upper end edge 11.2 (see FIGS. 1 and 4 ) of the partition wall 11 is arranged.
  • the flow-through scheme for this preferred embodiment is in FIG FIG.
  • FIG. 1 shown in dashed lines, the exhaust gases and the heat transfer medium leading, the solid fuel boiler downstream heat exchanger is a preferred embodiment. In principle, however, of course, any suitable heat exchanger into consideration, ie the invention is not limited to the illustrated embodiment
  • the partition wall 11 and the housing 1 accommodating these in the horizontal section are advantageously circular, wherein the Figures 2 . 3 also reveal the resulting circular arc shape of the return manifold 15.
  • FIGS. 1 to 3 With indicated, leading to the burner 5 fuel supply is denoted by 8, for their passage through the water-bearing interior 26 a facing 29 (see FIG. 1 ).
  • the partition wall 11 has a corresponding cutout in the pass-through area.
  • the hot gases flowing out of the combustion chamber 4 pass through a hot gas overflow opening 27 (see FIG Figures 2 . 3 ) first into the part 22.1 of an overflow chamber 22, from there into the first group 17 of Bankgaszugrohre 16, then via the second group 17.1 in the second, separated by an intermediate wall 23 part 22.2 of the overflow chamber 22 and then pull off through the exhaust port 10.
  • the first group 17 of Bankgaszugrohre 16 thus forms a discharge part 24 and the second group 17.1 a Aufströmteil 25 of the heat exchanger 9.
  • the overflow chamber 22 is located at a combustion chamber closure 30 sealed up combustion chamber 4, lapped by the heat transfer medium, in the upper part of the extension of 1.4 ,
  • the partition wall 11 and the flow zones 12, 13 receiving water-bearing.
  • the Bankgaszugrohre 16 are not only through the upper overflow 18th make a connection, of course, 19 small openings can be provided below the bent wall strip.
  • the heat exchanger 9 is included by the (housing) extension 1.4 in the housing 1, the return manifold 15 in the housing 1 and in the interior 26 via a arranged in the extension 1.4 riser 20 and a connecting line 21 connected to the extension 1.4 arranged return connection 3 (see Figures 2 and 3 ).

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Festbrennstoffheizkessel gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1.
  • Ein Festbrennstoffheizkessel der genannten Art ist nach der AT 005 583 U1 bekannt, dessen Brennkammer nicht in einem wasserführenden Gehäuse angeordnet ist, d. h., lediglich die Abgasrohre sind wassergekühlt und stellen als nebengeordnete Einheit den eigentlichen Wärmetauscher dieses Heizkessels dar, und zwar in einem notwendigerweise mit allerdings nicht dargestellten Vor- und Rücklaufanschlüssen versehenen Gehäuse. Ein vom Bauprinzip des vorgenannten Festbrennstoffheizkessels völlig abweichender Festbrennstoffheizkessel ist außerdem nach der AT 501 374 B1 bekannt, auf die der Vollständigkeit halber hingewiesen sei. Hierbei ist mit einer Gusswand ein direkt zum Abgasanschluas führender Abgaskanal vom Brennkammerraum abgeteilt, der von wasserführenden Wärmetauschrohren durchgriffen wird. Um für eine Kühlung eines Brennstoffzufuhrrohres zu sorgen, das von der Rückseite dieses Kessels her, dessen wasserführende Rückwand durchgreifend, bis in die eigentliche Brennkammer ragt, sind im wasserführenden Doppelmantel des Gehäuses Leitbleche eingebaut, die dafür sorgen sollen, dass das Zufuhrrohr für den Festbrennstoff mit dem relativ kalten Rücklauf umspült wird.
  • Ausgehend vom Festbrennstoftheizkessel nach der AT 005 583 U1 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen solchen Heizkessel hinsichtlich der Wärmeausbeute zu verbessern, verbunden mit der Maßgabe gleichzeitig dafür zu sorgen, dass der Festbrennstoffheizkessel mit gleitender Kesseltemperatur von < 38 °C betreibbar ist, ohne dabei die Taupunkttemperatur der Ab- bzw. Heizgase zu unterschreiten.
  • Auch liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einem Heizkessel dieser Art die Rückführung des Wärmeträgermediums vom Rücklaufanschluss zur äußeren Strömungszone zu verbessern, und zwar insbesondere unter strömungs- und fertigungstechnischen Aspekten.
  • Diese Aufgabe ist mit einem Festbrennstoffheizkessel der eingangs genannten Art nach der Erfindung durch die im Kennzeichen des unabhängigen Patentanspruchs 1 angeführten Merkmale gelöst.
  • Nach der Erfindung ist also vorgesehen, dass die Brennkammer längs ihrer vertikalen Erstreckung und bezogen auf ihren Umfang mindestens teilweise von einer inneren und einer äußeren Strömungszone für das Wärmeträgermedium umschlossen ist, dass die Strömungszonen mindestens an einem ihrer Enden miteinander verbunden und durch eine sich längs der Brennkammer erstreckende Trennwand voneinander getrennt sind, und dass die innere Strömungszone mit dem Vorlaufanschluss und die äußere Strömungszone mit dem Rücklaufanschluss fluidverbunden ist, und dass der Rücklaufanschluss mit einem mit mehreren in die äußere Strömungszone gerichteten Ausströmöffnungen versehen, an einem Endrand der Trennwand angeordneten und rohrförmig ausgebildeten Rücklaufverteiler verbunden ist.
  • Nach der Erfindung ist also mit anderen worten vorgesehen, dass unter Einbezug auch der Brennkammer in einen wasserführenden Teil des Gehäuses in diesem wasserführenden Teil eine Trennwand angeordnet ist, die die Brennkammer mindestens teilweise mit einem gewissen Abstand umfasst, wobei die Trennwand die erste, innere, mit dem Vorlaufanschluss in Verbindung stehende, der Brennkammer unmittelbar benachbarte Strömungszone und die zweite, äußere, nun die Trennwand umfassende Strömungszone definiert, wobei an einem Ende der Trennwand ein die Rücklaufströmung in die zweite, äußere Strömungszone richtender hier so genannter Rücklaufverteiler angeordnet ist. Die Trennwand erstreckt sich dabei im Wesentlichen über die ganze Höhe der Brennkammer und ihre unteren und oberen Endränder erstrecken sich horizontal im Gehäuse.
  • Wesentliches Merkmal ist dabei neben der direkten Bespülung der Brennkammerwand mit der inneren Strömungszone des Wärmeträgermediums und die Ausgestaltung der Rücklaufführung, d.h., bezüglich der vertikalen Brennkammerwand wird dafür gesorgt, dass diese weitestgehend von der inneren Strömungszone umgeben ist und, durch die Trennwand abgetrennt, eine äußere kalte Zone vorliegt, in die das kalte Rücklaufwasser durch den entsprechend ausgebildeten und angeordneten Rücklaufverteiler gezielt eingeleitet und damit von der Wand der Brennkammer ferngehalten wird. Eine Direktbeaufschlagung der Brennkammerwand mit kaltem Rücklauf ist damit unterbunden, und außerdem ist damit den Kondensations-und Korrosionsschutzerfordernissen genügt. Den natürlichen Auftriebstendenzen folgend, wird dabei eine Ausführungsform bevorzugt, bei der der Rücklaufverteiler am oberen Ende der Trennwand angeordnet ist und damit der Rücklauf von oben her in die äußere kalte Zone gelangt, in der der kalte Rücklauf nach unten strömt, dort in die heiße Zone überströmt und in dieser nach oben längs der Brennkammerwand abströmt.
  • Vom Festbrennstoffheizkessel nach der AT 005 583 U1 unterscheidet sich der erfindungsgemäße insofern also ganz wesentlich, als die Festbrennkammer selbst bei einer vorteilhaften, bevorzugten und noch näher zu erläuternden Ausführungsform mit einer in zwei Strömungszonen gegliederten Wasser- bzw. Wärmeträgerführung umgeben ist und die Rücklaufeinleitung gezielt in die äußere Strömungszone erfolgt.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Festbrennstoffheizkessels bestehen in Folgendem:
    • Um eine möglichst gleichmäßige Verteilung des Rücklaufes in die äußere kalte Zone zu gewährleisten, ist der Rücklaufverteiler mit mehreren, gleichmäßig über seine ganze Länge verteilten, düsenartigen Öffnungen versehen.
  • Abgesehen von einer baulichen Erleichterung und auch größerer Druckstabilität der ganzen Kesselkonstruktion sind ebenfalls mit Rücksicht auf eine gleichmäßige Verteilung die Brennkammer, die Trennwand, das diese aufnehmende Gehäuse und letztlich auch der Rücklaufverteiler im Horizontalschnitt bzw. in Draufsicht vorzugsweise kreisförmig bzw. kreisbogenförmig ausgebildet.
  • Ferner ist der die Heizgase zum Abgasanschluß abführende, parallel zur Brennkammer angeordnete Wärmetauscher in einer wasserführenden Erweiterung des Gehäuses angeordnet und steht dabei zuströmseitig mit dem oberen Teil der Brennkammer in Verbindung, wobei im die Abgase in Heizgaszugrohren führenden Wärmetauscher die Heizgaszugrohre im Sinne der vorerwähnten AT 005 583 in zwei entgegengesetzt durchströmbaren Gruppen angeordnet sind. Außerdem sind dabei die Heizgaszugrohre des Wärmetauschers in Bezug auf den Kreisquerschnitt der Brennkammer in einem Bereich mit der Größenordnung eines Quadranten angeordnet, was noch näher erläutert wird.
  • Ausgehend von diesen weiterbildenden Maßgaben ist der die Trennwand und die Strömungszonen aufnehmende wasserführende Innenraum des Gehäuses gegen die den Wärmetauscher enthaltende Erweiterung des Gehäuses bis auf vorlaufseitig angeordnete Überströmöffnungen durch Wände abgetrennt, und ferner ist der Rücklaufverteiler im Gehäuse über eine in der Erweiterung angeordnete Steigleitung und eine Verbindungsleitung mit dem an der Erweiterung angeordneten Rücklaufanschluß verbunden. Dadurch erfährt der durch den Rücklaufanschluß zuströmende Rücklauf vorteilhaft bereits in diesem Bereich eine gewisse Vorwärmung und gelangt so, schon etwas vorgewärmt, via Rücklaufverteiler in die äußere Strömungszone und erst danach in die innere Strömungszone und damit an die heiße Brennkammerwand.
  • Abzugsseitig ist außerdem in Weiterbildung und im Gegensatz zum Gegenstand gemäß der AT 005 583 U1 dafür gesorgt, dass bei oben abgeschlossener Brennkammer für die Abgasführung aus der Brennkammer zum Abgasanschluss im Gehäuse mindestens eine heizmediumsumspülte Überströmkammer vorgesehen ist.
  • Der erfindungsgemäße Festbrennstoffheizkessel sowie dessen vorteilhaften Ausführungsformen gemäß der abhängigen Patentansprüche werden anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen nachfolgend näher erläutert.
  • Es zeigt
    • Figur 1
    einen Vertikalschnitt durch den Festbrennstoffheizkessel längs Linie I-I in Figur 2;
    Figur 2
    einen Horizontalschnitt durch den Heizkessel längs Linie II-II in Figur 1;
    Figur 3
    perspektivisch eine Ansicht des Festbrennstoffheizkessels bei entfernter oberer Abdeckung;
    Figur 4
    ein Durchströmschema für die Heizgase und das Wärmeträgermedium bei einer bevorzugten Ausführungsform und
    Figur 5
    ein entsprechendes Durchströmschema bei einer etwas abgewandelten Ausführungsform.
  • Der Festbrennstoffheizkessel, von dem ausgegangen ist, besteht aus einem wasserführenden Gehäuse 1 mit in Figur 1 nur gestrichelt angedeuten Vor- und Rücklaufanschlüssen 2, 3 und aus einem unter einer vertikal im Gehäuse 1 orientierten Brennkammer 4 angeordneten Brenner 5 mit Primär- und Sekundärluftzuführung 6, 7 (siehe Figur 1) und mit einer Brennstoffzuführung 8, wobei die Brennkammer 4 durch einen die abströmenden Heizgase führenden Wärmetauscher 9 mit einem Abgasanschluß 10 verbunden ist. Da der Festbrennstoffheizkessel insbesondere für die Verfeuerung von Holzpellets bestimmt ist, besteht die Brennstoffzuführung 8 aus einem geeigneten Pelletsilo mit Einspeiseinrichtung (nicht dargestellt) für die Pellets in den Brenner 5. Solche Einrichtungen sind bekannt und bedürfen insofern keiner näheren Erläuterung. Zum Ganzen gehört selbstverständlich auch ein unter dem Brenner 5 angeordneter Aschfallsammelraum 28.
  • Für einen solchen Festbrennstoffheizkessel ist nun erfindungsgemäß und unter Verweis auf Figur 1 wesentlich, dass ein die Brennkammer 4 aufnehmender Teil 1.1 des Gehäuses 1 ebenfalls wasserführend ausgebildet ist und dass zur Ausbildung einer in Bezug auf die Brennkammer 4 ersten, inneren, mit dem Vorlaufanschluß 2 in Verbindung stehenden Strömungszone 12 und einer zweiten, äußeren Strömungszone 13 im wasserführenden Teil 1.1 des Gehäuses 1 eine sich im Wesentlichen über die Höhe H der Brennkammer 4 erstreckende, horizontal erstreckte Endränder 11.1, 11.2 aufweisende Trennwand 11 angeordnet ist, und dass an einem der Endränder 11.1, 11.2 der Trennwand 11 ein über die Länge der Endränder 11.1, 11.2 erstreckter, mit dem Rücklaufanschluss 3 verbundener Rücklaufverteiler 15 angeordnet ist, dessen Rücklaufausströmung 14 vorzugsweise über seine ganze Länge in die zweite, äußere Strömungszone 13 gerichtet ist. Die Trennwand 11 hat man sich also als eine im Zwischenraum zwischen Brennkammer 4 und der Wand 1.2 des Gehäuses 1 angeordnete, dünne Schale aus geeignetem Material vorzustellen. Da der eingeleitete Rücklauf in die äußere Strömungszone 13 gezielt erfolgt, bedürfen die beiden Zonen 12, 13 keiner scharfen Trennung an ihren Enden 12.1.
  • Die Maßgabe, dass die Trennwand 11 die Brennkammer 4 mindestens teilweise umfasst, nimmt auf die bevorzugte, in den Figuren 2, 3 dargestellte Ausführungsform des Festbrennstoffheizkessels Rücksicht, bei der nämlich der die Heizgase zum Abgasanschluß 10 abführende, parallel zur Brennkammer 4 angeordnete Wärmetauscher 9 in einer wasserführenden Erweiterung 1.4 (siehe insbesondere Figuren 2, 3) des Gehäuses 1 angeordnet und zuströmseitig mit dem oberen Teil der Brennkammer 4 in Verbindung steht. Zur bevorzugten Ausführungsform gehört auch, dass der Rücklaufverteiler 15 am oberen Endrand 11.2 (siehe Figuren 1 und 4) der Trennwand 11 angeordnet ist. Das Durchströmschema für diese bevorzugte Ausführungsform ist in Figur 4 dargestellt, in der die Heizgasströmung gestrichelt und die der Auftriebstendenz in der heißen Zone 12 nach oben folgende Strömung des Wärmeträgermediums (Wasser) strichpunktiert verdeutlicht ist. Gleiches gilt auch für das Durchströmschema gemäß Figur 5, das sich von dem gemäß Figur 4 nur dadurch unterscheidet, dass hierbei der Rücklaufverteiler 15 am unteren Endrand 11.1 der Trennwand 11 angeordnet ist und demgemäß die Wand der Brennkammer 4 in der heißen Zone 12 von oben nach unten beströmt wird.
  • Der in Figur 1 gestrichelt dargestellte, die Abgase und das Wärmeträgermedium führende, dem Festbrennstoffheizkessel nachgeschaltete Wärmetauscher stellt eine bevorzugte Ausführungsform dar. Prinzipiell kommt aber natürlich jeder geeignete Wärmetauscher in Betracht, d. h. die Erfindung ist auf die dargestellte Ausführungsform nicht beschränkt
  • Die in den stark schematisierten Darstellungen der Figuren 4, 5, die ebenfalls schon auf die bevorzugte Ausführungsform Bezug nehmen, innerhalb der Brennkammer 4 gestrichelten Andeutungen von Teilen des Rücklaufverteilers 15 und der Trennwände 11 haben ihren Grund allein darin, dass sich diese Teile nicht in der Darstellungsebene befinden, d.h., von dieser nur geschnitten werden.
  • Aus den einleitend genannten Gründen sind unter verweis auf die Figuren 2 und 3 die Brennkammer 4, die Trennwand 11 und das diese aufnehmende Gehäuse 1 im Horizontalschnitt vorteilhaft kreisförmig ausgebildet, wobei die Figuren 2, 3 auch die sich daraus ergebende Kreisbogenform des Rücklaufverteilers 15 erkennen lassen.
  • was dabei die in die äußere Strömungszone 13 gerichtete Ausströmöffnung 14 für den Rücklauf betriff, so ist diese aus mehreren, gleichmäßig über die ganze Länge des Rücklaufverteilers 15 verteilten, düsenartigen Öffnungen 14.1 gebildet, die in den Figuren 2, 3, die die bevorzugte und insoweit auch konkrete Ausführungsform des Festbrennstoffheizkessels darstellen, mit angedeutet sind.
  • Die in den Figuren 1 bis 3 mit angedeutete, zum Brenner 5 führende Brennstoffzuführung ist mit 8 bezeichnet, für deren Durchgriff durch den wasserführenden Innenraum 26 eine Verblendung 29 (siehe Figur 1) sorgt. Die Trennwand 11 weist dabei im Durchgriffsbereich einen entsprechenden Ausschnitt auf.
  • Für die Zuordnung eines der Brennkammer 4 nachzuschaltenden Wärmetauschers 9 ist der die Heizgase zum Abgasanschluss 10 abführende, parallel zur Brennkammer 4 angeordnete Wärmetauscher 9 in einer wasserführenden Erweiterung 1.4 des Gehäuses 1 angeordnet (siehe Figuren 2 bis 5, wobei der Wärmetauscher 9 abgas- und zuströmseitig mit dem oberen Teil der Brennkammer 4 in Verbindung steht. Dabei ist ferner vorgesehen, dass im die Abgase in Heizgaszugrohren 16 führenden Wärmetauscher 9 die Heizgaszugrohre 16 in zwei entgegengesetzt durchströmbaren Gruppen 17, 17.1 angeordnet sind. Die Heizgaszugrohre 16 des Wärmetauschers 9 nehmen dabei unter Verweis auf die Figuren 2, 3 und in Bezug auf den Kreisquerschnitt der Brennkammer 4 einen Bereich in der Größenordnung etwa eines Quadranten Q in Anspruch.
  • Die aus der Brennkammer 4 aufströmenden Heizgase gelangen durch eine Heizgasüberströmöffnung 27 (siehe Figuren 2, 3) zunächst in den Teil 22.1 einer Überströmkammer 22, von da in die erste Gruppe 17 der Heizgaszugrohre 16, dann via zweiter Gruppe 17.1 in den zweiten, durch eine Zwischenwand 23 separierten Teil 22.2 der Überströmkammer 22 und ziehen dann durch den Abgasanschluss 10 ab. Die erste Gruppe 17 der Heizgaszugrohre 16 bildet also einen Abströmteil 24 und die zweite Gruppe 17.1 einen Aufströmteil 25 des Wärmetauschers 9. Die Überströmkammer 22 befindet sich bei mit einem Brennkammerverschluss 30 nach oben abgeschlossener Brennkammer 4, vom Wärmeträgermedium umspült, im oberen Bereich der Erweiterung 1.4.
  • Ferner ist der die Trennwand 11 und die Strömungszonen 12, 13 aufnehmende wasserführende. Innenraum 26 bzw. der Teil 1.1 des Gehäuses 1 gegen die den Wärmetauscher 9 mit seinen Heizgaszugrohren 16 enthaltende Erweiterung 1.4 des Gehäuses 1 bis auf vorlaufseitig, also oben im Gehäuse 1 angeordnete Überströmöffnungen 18 (siehe Figur 3) durch vertikale Wandstreifen 19 abgetrennt, bei denen es sich einfach um abgebogene Endränder der das Gehäuseteil 1.2 bildenden Gehäusewand 1.2 handelt. Um für die wasserführenden Räume, in denen sich einerseits die Brennkammer 4 und andererseits die Heizgaszugrohre 16 befinden, nicht nur durch die oberen Überströmöffnungen 18 eine Verbindung herzustellen, können natürlich auch unten an den abgebogenen Wandstreifen 19 kleine Öffnungen vorgesehen werden.
  • Bei der bevorzugten Ausführungsform, bei der also der Wärmetauscher 9 durch die (Gehäuse-) Erweiterung 1.4 mit in das Gehäuse 1 einbezogen ist, ist der Rücklaufverteiler 15 im Gehäuse 1 bzw. im Innenraum 26 über eine in der Erweiterung 1.4 angeordnete steigleitung 20 und eine verbindungsleitung 21 mit dem an der Erweiterung 1.4 angeordneten Rücklaufanschluß 3 verbunden (siehe Figuren 2 und 3).
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Gehäuse
    1.1
    Teil des Gehäuses
    1.2
    Gehäusewand
    1.3
    Raum
    1.4
    Erweiterung
    2
    Vorlaufanschluss
    3
    Rücklaufanschluss
    4
    Brennkammer
    4.1
    Brennkammerwand
    5
    Brenner
    6
    Primärluftzuführung
    7
    Sekundärluftzuführung
    8
    Brennstoffzuführung
    9
    Wärmetauscher
    10
    Abgasanschluß
    11
    Trennwand
    11.1
    unterer Endrand
    11.2
    oberer Endrand
    12
    innere Strömungszone
    12.1
    Ende der Strömungszone
    13
    äußere Strömungszone
    13.1
    Ende der Strömungszone
    14
    Ausströmöffnung
    14.1
    düsenartige Öffnung
    15
    Rücklaufverteiler
    16
    Heizgaszugrohre
    17, 17.1
    Gruppen der Heizgaszugrohre
    18
    Überstromöffnungen
    19
    Wandstreifen
    20
    Steigleitung
    21
    Verbindungsleitung
    22
    Überströmkammer
    22.1
    Teil der Überströmkammer
    22.2
    Teil der Überströmkammer
    23
    Zwischenwand
    24
    Abströmteil
    25
    Aufströmteil
    26
    Innenraum
    27
    Heizgasüberströmöffnung
    28
    Aschfallsammelraum
    29
    Verblendung
    30
    Brennkammerverschluss
    Q
    Quadrant
    H
    Brennkammerhöhe

Claims (8)

  1. Festbrennstoffheizkessel, umfassend ein Gehäuse (1) mit Vor- und Rücklaufanschlüssen (2, 3) für ein Wärmeträgermedium, wobei im Gehäuse (1) eine vertikal orientierte Brennkammer (4) für einen Festbrennstoff angeordnet ist,
    wobei
    die Brennkammer (4) längs ihrer vertikalen Erstreckung und bezogen auf ihren Umfang mindestens teilweise von einer inneren und einer äußeren Strömungszone (12, 13) für das Wärmeträgermedium umschlossen ist,
    wobei die Strömungszonen (12, 13) mindestens an einem ihrer Enden (12.1, 13.1) miteinander verbunden und durch eine sich längs der Brennkammer (4) erstreckende Trennwand (11) voneinander getrennt sind, und
    wobei die innere Strömungszone (12) mit dem Vorlaufanschluss (2) und die äußere Strömungszone (13) mit dem Rücklaufanschluss (3) fluidverbunden ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Rücklaufanschluss (3) mit einem mit mehreren in die äußere Strömungszone (13) gerichteten Ausströmöffnungen (14) versehenen, an einem Endrand der Trennwand (11) angeordneten und rohrförmig ausgebildeten Rücklaufverteiler (15) verbunden ist.
  2. Festbrennstoffheizkessel nach dem Anspruch 1 ,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die in die äußere strömungszone (13) gerichtete Ausströmöffnung (14) aus mehreren, gleichmäßig über mindestens einen Teil der ganzen Länge des Rücklaufverteilers (15) verteilten, düsenartigen Öffnungen (14.1) gebildet ist.
  3. Festbrennstoffheizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis
    dadurch gekennzeichnet,
    das die Brennkammer, (4), die Trennwand (11), der Rücklaufverteiler (15) und das diese Elemente aufnehmende Gehäuse (1) im Wesentlichen kreisförmig ausgebildet sind.
  4. Festbrennstoffheizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das die Brennkammer (4) enthaltende Gehäuse (1) mit einer Erweiterung (1.4) versehen ist, an der die Vor- und Rücklaufanschlüsse (2, 3) und in der ein aus mit der Brennkammer (4) in Verbindung stehenden Heizgaszügen (16) gebildeter Wärmetauscher (9) angeordnet ist.
  5. Festbrennstoffheizkessel nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Heizgaszüge (16) des Wärmetauschers (9) in Bezug auf den Kreisquerschnitt der Brennkammer (4) in einem Bereich mit der Größenordnung eines Quadranten (Q) angeordnet sind.
  6. Festbrennstoffheizkessel nach Anspruch 4 oder 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der die Strömungszonen (12, 13) enthaltende Raum des Gehäuses (1) gegen die Erweiterung (1.4) bis auf vorlaufseitig angeordnete Überströmöffnungen (18) durch wandstreifen (19) abgetrennt ist.
  7. Festbrennstoffheizkessel nach einem der Ansprüche 4 bis
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Rücklaufverteiler (15) im Gehäuse (1) über eine in der Erweiterung (1.4) angeordnete Steigleitung (20) und eine verbindungsleitung (21) mit dem an der Erweiterung (1.4) angeordneten Rücklaufanschluss (3) verbunden ist.
  8. Festbrennstoffheizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass für die Abgasführung aus der nach oben abgeschlossenen Brennkammer (4) zum Abgasanschluss (10) im Gehäuse (1) mindestens eine heizmediumsumspülte Überströmkammer (22) angeordnet ist.
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