LU85751A1 - HEATING BOILER - Google Patents
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Description
- 4 - *- 4 - *
HeizungskesselBoiler
Die Erfindung betrifft einen Heizungskessel gemäß Oberbegriff des Hauptanspruches.The invention relates to a heating boiler according to the preamble of the main claim.
VV
Heizungskessel der genannten Art sind allgemein bekannt. Aus Gründen der Energieeinsparung sind heute in der Regel für eine Betriebsweise im sogenannten « Nieder- und Tieftemperaturbereich die Heizkessel da für speziell gestaltet. Wie sich mittlerweile gezeigt hat, führt dies einerseits zwar zu den gewünschten Energieeinsparungen, und diese Kessel sind auch weitgehend kondensatsicher, andererseits ergibt sich aber eine besondere abzugsseitige Problematik.Boilers of the type mentioned are generally known. To save energy, the boilers are usually specially designed for an operation in the so-called «low and low temperature range. As has now been shown, this leads to the desired energy savings on the one hand, and these boilers are largely condensate-proof, but on the other hand, there is a special problem with regard to the fume cupboard.
Wenn man den vollen Nutzen der Niedertemperatur- und Tieftemperaturkessel im Hinblick auf niedrige Abgastemperaturen in Anspruch nehmen will, wäre es, wie die Erfahrungen gezeigt haben, von Vorteil, wenn man unter den jeweils gegebenen Bedingungen auf die Ab-; gastemperatur Einfluß nehmen könnte.If you want to take full advantage of the low-temperature and low-temperature boilers with regard to low flue gas temperatures, it would be advantageous, as experience has shown, to focus on the flue gas under the given conditions; gas temperature could influence.
Wenn eine ausreichend große Wärmeabnahme durch die Heizung und Warmwasserbereitung erfolgt, sich ausreichend lange Laufzeiten für den Brenner ergeben, und außerdem die installierte Kesselleistung nicht zu groß ist, kann man den Kessel ohne weiteres mit ! s - 5 - den vorgesehenen niedrigen Abgastemperaturen laufen lassen und hat einen optimalen Wirkungsgrad. Der Schornstein erhält dann auch ausreichend Wärme und auch die Heizfläche der Kessel, insbesondere die Heizgaszüge heizen sich genügend auf. Wenn jedoch die Wärmeabnahme geringer ist, wenn also bspw. die Bewohner eines Hauses, um Heizenergie zu sparen, die Heizkörperventile zudrehen oder drosseln, erge-* ben sich kürzere BrennerlaufZeiten, wodurch der . Schornstein nicht genügend Wärme erhält und evtl.If there is a sufficiently large amount of heat taken off by the heating and hot water preparation, there are sufficiently long runtimes for the burner, and in addition the installed boiler output is not too great, you can easily use the boiler! s - 5 - run the intended low exhaust gas temperatures and has an optimal efficiency. The chimney then also receives sufficient heat and the heating surface of the boilers, in particular the heating gas flues, also heat up sufficiently. However, if the heat consumption is lower, for example if the occupants of a house, to save heating energy, turn off or throttle the radiator valves, then * burner operating times are shorter, which means that. Chimney does not receive enough heat and possibly
auch die Heizflächen sich nicht genügend aufheizen.also the heating surfaces do not heat up sufficiently.
Durchnässungsgefährdungen des Schornsteins in Verbindung mit oben genannter Betriebsweise können aber auch auftreten, wenn dieser nicht ausreichend isoliert ist oder wenn eine relativ lange Distanz zwischen Kessel und Schornsteinanschluß, d.h. ein langes Abzugsrohr vorliegt.Moisturizing hazards of the chimney in connection with the above-mentioned mode of operation can also occur if it is not sufficiently insulated or if there is a relatively long distance between the boiler and the chimney connection, i.e. there is a long exhaust pipe.
Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, durch einfache Maßnahmen am Kessel dafür sorgen zu können, daß sich in kritischen Betriebsphasen, d.h. bspw. bei relativ kurzen Brennerlaufzeiten, auch dann möglichst schnell ausreichend hohe Gastemperaturen ergeben.The invention is therefore based on the object to be able to ensure by simple measures on the boiler that in critical operating phases, i.e. For example, with relatively short burner runtimes, the gas temperatures will also be sufficiently high as quickly as possible.
Diese Aufgabe ist an einem Heizkessel der eingangs genannten Art nach der Erfindung durch die im Kenn- - 6 - 4 *-This object is at a boiler of the type mentioned according to the invention by the - 6 - 4 * -
Zeichen des Hauptanspruches angeführten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und praktische Ausführungsformen ergeben sich nach den jeweiligen ünteransprüchen.Character of the main claim listed features solved. Advantageous further developments and practical embodiments result from the respective subclaims.
Grundsätzlich ist also mit dieser Lösung die Möglichkeit geschaffen/ die Brennkammer nicht von vornherein im Bereich des Dämmblockes, d.h. an * ihrem hinteren Ende mit zusätzlichen und von vorn herein offenen Abströmöffnungen zu versehen, sondern die für eine höhere Abgastemperatur sorgenden Öffnungen mit ausreichend großem Querschnitt in Anpassung an die jeweiligen Verhältnisse einfach öffnen zu können. Diese Möglichkeit, die keine wesentliche Veränderung am Kessel erfordert, ist insofern von großer Bedeutung, da sich herausgestellt hat, daß man ohne solche Zusatzeinrichtungen nicht in der Lage ist, mit der an sich wünschenswerten, relativ niedrigen Abgastemperatur moderner öl/gas-gefeuerter Kessel grundsätzlich zu operieren. In jahreszeitlichen Übergangszeiten, d.h. bei sehr kurzen Brennerlaufzeiten von nur :ca. 4-5 Minuten, erhält der Schornstein Abgase mit Temperaturen in der Größenordnung von nur ca. 100° C. Das System der Heizkessel mit seinen Heizflächen muß sich aber vollständig aufgeheizt haben und im Beharrungszustand sein, und es dauert etwa eine halbe Stunde, bis sich die maximale Abgastemperatur einstellt, - 7 - d.h. also die vorgesehene Abgastemperatur für den Normalbetrieb. Je kürzer die Laufzeit des Brenners " jedoch ist, desto niedriger ist die Abgastempera- tur. Wenn der Kessel bspw. zu groß ausgelegt ist, oder zu stark Heizenergie eingespart wird, dann kann die Wärmeabnahme so gering sein, daß die Bren- Λ ner nicht zu den notwendig längeren Laufzeiten kommen und sich nur kurzzeitig einschalten. Dann wer-* den aber selbst bei einem Tieftemperaturkessel ggf.Basically, this solution creates the possibility / the combustion chamber is not in the area of the insulation block from the start, i.e. to be provided at its rear end with additional outflow openings that are open from the beginning, but rather to be able to simply open the openings with a sufficiently large cross-section, which ensure a higher exhaust gas temperature, in accordance with the prevailing conditions. This possibility, which does not require any major changes to the boiler, is of great importance, since it has been found that without such additional devices, it is generally not possible with the relatively low exhaust gas temperature of modern oil / gas-fired boilers, which is desirable per se to operate. In seasonal transitional periods, i.e. with very short burner running times of only: approx. 4-5 minutes, the chimney receives exhaust gases with temperatures in the order of only about 100 ° C. The system of the boilers with their heating surfaces must have fully heated up and be in a steady state, and it takes about half an hour to recover sets the maximum exhaust gas temperature, - 7 - ie the intended exhaust gas temperature for normal operation. However, the shorter the running time of the burner, the lower the flue gas temperature. If, for example, the boiler is designed too large or heating energy is saved too much, the heat consumption can be so low that the burners do not come to the necessary longer runtimes and only switch on for a short time. However, even with a low-temperature boiler
sogar die Heizflächen feucht und vor allen Dingen durchfeuchten die Schornsteine. So gesehen ist es von wesentlicher Bedeutung, Kessel dieser Art mit solchen einfachen Zusatzeinrichtungen zu versehen, die gewährleisten, daß sich bei Anlauf des Brenners eine höhere Temperatur einstellt und dann, wenn sich das ganze System aufgeheizt hat, d.h. wenn sich der Kessel im Beharrungszustand befindet und die vorgesehene Abgastemperatur erreicht hat, der Kessel wieder umgeschaltet wird.even the heating surfaces are damp and, above all, dampen the chimneys. From this point of view, it is essential to provide boilers of this type with such simple additional devices which ensure that a higher temperature is reached when the burner starts up and when the whole system has heated up, i.e. if the boiler is in a steady state and has reached the intended exhaust gas temperature, the boiler is switched over again.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung kann ein gewisser Teil der Heizgase, ohne den vorderen ümlenkrand der Brennkammer passieren zu müssen, direkt in den bzw. die betreffenden unteren Heizgaszüge gelangen, d.h., diese Heizgase kühlen sich natürlich nicht so stark ab wie der Teil der Heizgase, die die Heizgaszüge auf volle Länge durchströmen müssen. Damit ist eine Erhöhung der Abgastemperatur, wie sich gezeigt - 8 - hat, ohne weiteres ebenfalls möglich. Weitere Einzelheiten dazu werden noch näher erläutert, Öffnungen in Brennkammern sind zwar bekannt (DE-PS 30 25 651 und DE-GM 80 13 368), in beiden Fällen haben diese Öffnungen aber keinen entfern- bzw. öffenbaren Verschluß in dem Sinne, daß nach Entfernung des Verschlusses aufgrund einer entspre- * * chenden Brennereinregulierung die betreffende Öff nung offenbleibt, abgesehen davon, daß die Öffnungen nach der DE-PS vorn an der Brennkammer angeordnet sind und beim Festbrennstoffkessel nach dem DE-GM lediglich dazu dienen, einen Rauchschwallaustritt beim Öffnen zum Nachfüllen der Brennstoffe zu verhindern. Im übrigen handelt es sich dabei nicht um eine Brennkammer im vorliegenden Sinne, sondern um den Füllschacht für die Festbrennstoffe.In the solution according to the invention, a certain part of the heating gases can pass directly into the lower heating gas flue (s) in question, without having to pass the front circumferential edge of the combustion chamber, that is to say these heating gases do not cool down as much as the part of the heating gases which flow through the heating gas flues to their full length. An increase in the exhaust gas temperature, as has been shown - 8 - has also been possible without further ado. Further details are explained in more detail, openings in combustion chambers are known (DE-PS 30 25 651 and DE-GM 80 13 368), but in both cases these openings have no removable or openable closure in the sense that after Removal of the closure due to a corresponding * * adjustment of the burner, the opening in question remains open, apart from the fact that the openings according to DE-PS are arranged at the front of the combustion chamber and only serve for solid fuel boilers according to DE-GM, a smoke surge when opening to prevent fuel refills. Incidentally, it is not a combustion chamber in the present sense, but the filling shaft for the solid fuels.
Auch bei der Brennkammer nach dem DE-GM 80 02 621 sind Öffnungen an der Brennkammer vorgesehen, diese haben aber keinen Verschluß und sollen lediglich der Verbesserung der CO-Werte im Abgas dienen. Außerdem sind diese Öffnungen so klein, daß damit kein wesentlicher Einfluß auf eine Steigerung der Abgastemperatur im Sinne der vorliegenden Zweckbestimmung genommen werden kann.In the combustion chamber according to DE-GM 80 02 621, openings are also provided on the combustion chamber, but these have no closure and are only intended to improve the CO values in the exhaust gas. In addition, these openings are so small that no significant influence on an increase in the exhaust gas temperature can be exerted in the sense of the present purpose.
Der Heizungskessel, seine praktischen Ausführungs- - 9 - und vorteilhaften Weiterbildungsformen werden nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.The heating boiler, its practical embodiments and advantageous further training forms are explained in more detail below with the aid of exemplary embodiments.
Es zeigt schematischIt shows schematically
Fig. 1 perspektivisch die in einen Heizkessel einsetzbare topfartige Brennkammer;1 is a perspective view of the pot-like combustion chamber which can be used in a boiler;
Fig. 2 einen Schnitt durch die in einen Heizkessel eingesetzte Brennkammer; «Figure 2 is a section through the combustion chamber used in a boiler. «
Fig. 3 im Schnitt und in Draufsicht eine andere Ausführungsform;Fig. 3 in section and in plan view another embodiment;
Fig. 4 im Schnitt und in Draufsicht eine weitere Ausführungsform der Brennkammer;Fig. 4 in section and in plan view a further embodiment of the combustion chamber;
Fig. 5 im Schnitt und in Draufsicht eine besondere Ausführungsform;5 shows a special embodiment in section and in plan view;
Fig. 6 einen Schnitt durch einen Heizkessel mit der eingesetzten topfartigen Brennkammer;6 shows a section through a boiler with the pot-like combustion chamber used;
Fig. 7 einen Detailschnitt durch die bevorzugte Ausführungsform;7 shows a detail section through the preferred embodiment;
Fig. 8 eine Detaildraufsicht auf die Ausführungsform gemäß Fig. 98 is a detailed top view of the embodiment according to FIG. 9
Fig. 9 einen Schnitt längs Linie C/C in Fig. 8; \Fig. 9 is a section along line C / C in Fig. 8; \
Fig. 10 einen Schnitt längs Linie D/D in Fig. 7;10 shows a section along line D / D in FIG. 7;
Fig. 11 in Ansicht eine andere Ausführungsform und Fig. 12 im Schnitt eine weitere Ausführungsform.11 shows a view of another embodiment and FIG. 12 shows another embodiment in section.
Wie aus Fig. 6 erkennbar, ist die topfförmige Brennkammer 10 in bekannter Weise im Freiraum zwischen den die Heizgaszüge 6 aufgliedernden Längsrippen 7' des Heizungskessels 11 angeordnet und am abzugs - 10 - seitigen Ende mit einem Dämmblock 12 aus feuerfestem Material (bspw. saugverfestigtes Keramikmaterial) versehen.As can be seen from FIG. 6, the pot-shaped combustion chamber 10 is arranged in a known manner in the free space between the longitudinal ribs 7 'of the heating boiler 11 which divide the heating gas flues 6 and at the end 10 on the trigger side with an insulation block 12 made of refractory material (for example suction-strengthened ceramic material ) Mistake.
Gemäß Fig. 1 ist nun im unteren Bereich der Brennkammer 10 die Längsausnehmung 13 angeordnet, die dadurch gebildet wird, daß der Blechzuschnitt lediglich an den zwei Kurzseiten a und einer Längs-* seite b durchgestanzt und dann die ausgestanzte1, the longitudinal recess 13 is now arranged in the lower region of the combustion chamber 10, which is formed in that the sheet metal blank is punched through only on the two short sides a and one longitudinal side * b and then the punched out
Blechfläche als Fahne 14 nach Bedarf mehr oder weniger nach außen gebogen wird. Im gleichen Sinne können auch zwei Fahnen 14' ausgestanzt und ausgebogen werden, die dann in einen Zug 6 oder, wie in Fig. 2 dargestellt, in zwei Zügen 6 radial einragen, wobei sich die einragenden Fahnen 14' längs der Heizgaszugrippen 7' erstrecken.Sheet surface as a flag 14 is bent more or less outwards as required. In the same sense, two flags 14 'can also be punched out and bent out, which then protrude radially into a train 6 or, as shown in FIG. 2, into two trains 6, the projecting flags 14' extending along the heating gas ribs 7 '.
In Fig. 3 ist verdeutlicht, und zwar gestrichelt angedeutet, daß im Bodenbereich der Brennkammer 10 auch mehrere Längsausnehmungen 13 nebeneinander angeordnet werden können.In Fig. 3 it is shown, and indicated by dashed lines, that in the bottom region of the combustion chamber 10, several longitudinal recesses 13 can also be arranged side by side.
Ferner ist es möglich, im Sinne der Fig. 4 mehrere entsprechend ausgestanzte Fahnen 14" für eine Längsausnehmung vorzusehen, wobei dann je nach erforderlicher Abgastemperatur eine oder zwei oder alle Fahnen 14" radial nach außen gestellt werden. Eine in “Il - * diesem Sinne gezielte und mögliche Öffnungsbemessung unter Berücksichtigung der Brennereinregulie-- rung und in der Abzugsverhältnisse ist auch da durch gegeben, daß man gemäß Pig. 5 für die Längsausnehmung 13 eine entsprechende verschiebbare Abschirmblende 15, mehr oder weniger die Ausnehmung 13 abdeckend, vorsieht.It is also possible, in the sense of FIG. 4, to provide a plurality of correspondingly punched-out flags 14 "for a longitudinal recess, one or two or all flags 14" then being placed radially outward, depending on the required exhaust gas temperature. A targeted and possible opening dimensioning taking into account the burner regulation and the fume cupboard conditions is also given by the fact that according to Pig. 5 for the longitudinal recess 13 a corresponding sliding shield 15, more or less covering the recess 13, provides.
„ Die Fig. 7 bis 12 beziehen sich auf weitere Aus führungsformen, bei denen mit denkbar einfachen Ausbildungen und Maßnahmen für eine gezielte Anpassung der Abgastemperatur gesorgt werden kann."FIGS. 7 to 12 relate to other forms of implementation, in which conceivably simple training and measures can be used to ensure a targeted adaptation of the exhaust gas temperature.
Wie aus Pig. 7 ersichtlich, ist die Brennkammerwand 10' und zwar im unteren Bereich mit mindestens einer Öffnung 16 versehen, die aber durch den Umfangsrand des Dämmblockes 12, der in diesem Palle den Verschluß 17 unmittelbar selbst bildet, verschlossen. Gemäß Fig. 10 sind zweckmäßig mehrere Öffnungen 16, die eine Querschnittsgröße von je- 2 weils etwa mindestens 1 cm haben, in der Brennkammerwand 10' angeordnet. Wenn es nun die jeweili-I gen Verhältnisse bei Einregulierung des Brenners (nicht dargestellt) erfordern, wird der Dämmblock 1 12 einfach im Bereich zunächst nur einer Öffnung 16Like from Pig. 7 can be seen, the combustion chamber wall 10 'is provided in the lower region with at least one opening 16, which, however, is closed by the peripheral edge of the insulating block 12, which forms the closure 17 itself in this case. According to FIG. 10, a plurality of openings 16, each with a cross-sectional size of approximately 2 cm each, are expediently arranged in the combustion chamber wall 10 '. If the respective conditions when regulating the burner (not shown) require it, the insulation block 1 12 simply becomes only one opening 16 in the area
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in geeigneter Weise aufgeschnitten bzw. aufgebohrt, und im Bedarfsfall geschieht das Gleiche an mehre-| ren oder allen vorhandenen Öffnungen 16.cut or drilled in a suitable manner, and if necessary, the same thing happens to mehre- | ren or all existing openings 16.
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Im Sinne der Fig. 8, 9 und 11, 12 kann eine solche gezielte Öffnungsanlegung auch in anderer Weise erfolgen, bzw. können die dafür notwendigen Vorkehrungsmaßnahmen auf andere Art getroffen werden.In the sense of FIGS. 8, 9 and 11, 12, such a targeted opening can also be done in a different way, or the necessary precautionary measures can be taken in a different way.
i Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 ist ledig- I lieh die Brennkammerwand 10' im Sinne der Dar- k Stellung mit der Öffnungskontur durchgestanzt, wo bei die Öffnungsstanzfläche 18 an der Stelle 19 mit der Brennkammerwand 10' verbunden bleibt. Ggf.In the exemplary embodiment according to FIG. 8, the combustion chamber wall 10 'is simply punched through with the opening contour in the sense of the illustrated position, where the opening punching surface 18 remains connected to the combustion chamber wall 10' at position 19. Possibly.
j können auch gegenüberliegend ein oder zwei schmale, - i j leicht zu durchtrennende Stege 19' stehenbleiben.j one or two narrow webs 19 ', which are easy to sever, can also remain opposite one another.
Im Bedarfsfall werden dann die Öffnungsstanzflächen 18, wie in Fig. 9 verdeutlicht, einfach nach oben in die Brennkammer 10 hochgestellt.If necessary, the opening punching surfaces 18 are then simply raised upward into the combustion chamber 10, as illustrated in FIG. 9.
Je nach den konstruktiven Verhältnissen können die Öffnungen 16 aber auch, wie in Fig. 11 dargestellt, im unteren Bereich des Dämmblockes 12 von vornherein vorgesehen und mit einer geeigneten Blende 20 verschlossen sein, sofern der Dämmblock 12 schwierig zu bohren oder aufzuschneiden sein sollte, was der Fall sein kann, wenn anderes als das genannte Leicht schneid- .oder aufbohrbare Material für den Dämmblock 12 verwendet wird. Die Blende 20 kann dann im Bereich der Öffnungen 16 mit abbiegbaren Fahnen 21 versehen sein.Depending on the structural conditions, the openings 16 can also, as shown in FIG. 11, be provided in the lower region of the insulation block 12 from the outset and closed with a suitable panel 20 if the insulation block 12 should be difficult to drill or cut, which the case may be when other than the above-mentioned easily cutable or drilled material is used for the insulation block 12. The panel 20 can then be provided with bendable flags 21 in the region of the openings 16.
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Es ist aber auch möglich, derartige Fahnen 21, wie in Fig. 12 verdeutlicht, direkt aus hochgebogenen Teilen der Brennkammerwand 10 zu bilden, die sich normalerweise noch etwas über den Dämmblock 12 hinaus nach hinten erstreckt.However, it is also possible to form such flags 21, as illustrated in FIG. 12, directly from bent-up parts of the combustion chamber wall 10, which normally extends somewhat beyond the insulation block 12 to the rear.
Ferner ist es möglich?unter Berücksichtigung der erforderlichen Erhöhung der Abgastemperatur die Öff-* nungen 16 für das direkte Abströmen ausreichenderIt is also possible, taking into account the required increase in the exhaust gas temperature, to make the openings 16 more sufficient for the direct outflow
Mengen hochtemperaturiger Heizgase, die also noch die Heizgaszüge, sich abkühlend, passieren müssen, dadurch herzustellen, daß man im betreffenden Bereich entweder die Brennkammerwand 10' oder den Dämmblock 12 aufbohrt bzw. aufschneidet, was bedeutet, daß das Material der Brennkammerwand 10* bzw. des Dämmblockes 12 im Bereich der Öffnungen 16 den Verschluß 17 zunächst selbst bildet.To produce quantities of high-temperature heating gases, which therefore still have to pass through the heating gas flues as they cool down, by either drilling or cutting open the combustion chamber wall 10 'or the insulation block 12 in the area in question, which means that the material of the combustion chamber wall 10 * or of the insulation block 12 in the area of the openings 16 initially forms the closure 17 itself.
Lediglich orientiert an Fig. 7 ist es übrigens auch ohne weiteres vorstell- und einrichtbar, daß man die vorhandenen Öffnungen 17 auch gezielt dadurch mehr oder weniger freis^tellt, daß man den Dämmblock 12 [ axial unter mehr oder weniger großer Freistellung der Öffnungen 17 mehr oder weniger nach hinten verstellt und in der geeigneten Stellung neu fixiert.7, it is also easy to imagine and set up that the existing openings 17 are also more or less exposed by deliberately opening the insulation block 12 axially with a more or less large opening of the openings 17 or less adjusted backwards and re-fixed in the appropriate position.
Es geht also bei allen Ausführungsformen grundsätzlich und wesentlich darum, die Brennkammer 10 * i » - 14 - nicht von vornherein im Bereich des Dämmblockes 12, d.h. an ihrem hinteren Ende mit zusätzlichen und von vornherein offenen Abströmöffnungen zu versehen, sondern die für eine höhere Abgastemperatur sorgenden Öffnungen mit ausreichend großem Querschnitt erst in Anpassung an die jeweiligen Verhältnisse öffnen zu können.In all embodiments, it is basically and essentially a matter of not burning the combustion chamber 10 * i »- 14 - from the outset in the area of the insulation block 12, i.e. to be provided at its rear end with additional outflow openings which are open from the start, but rather to be able to open the openings with a sufficiently large cross section, which ensure a higher exhaust gas temperature, only in adaptation to the respective conditions.
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1985
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