DE4032243A1

DE4032243A1 - Gliederheizkessel fuer atmosphaerische gasbrenner

Info

Publication number: DE4032243A1
Application number: DE19904032243
Authority: DE
Inventors: Egon Klose; Dieter Becker; Erich Klein; Friedhelm Koch
Original assignee: Buderus Heiztechnik GmbH
Current assignee: Bosch Thermotechnik GmbH
Priority date: 1990-10-11
Filing date: 1990-10-11
Publication date: 1992-04-16

Description

Die Erfindung betrifft einen Gliederheizkessel nach dem Oberbegriff des Patent anspruches 1.

Ein Gliederheizkessel dieser Art, bei dem die vertikalen Kesselglieder mit ihren wasserführenden Teilen einer Flammenkühlung zur Verminderung der NO_x-Bildung dienen, ist der DE 37 05 230 C2 zu entnehmen. Bei den wasserführenden Teilen handelt es sich dabei um Zungen an den Kesselgliedern, die in den Feuerraum hineinragen und äußere Kühlrippen besitzen. Durchbrüche in den Zungen dienen einem Druck- und Temperaturausgleich zwischen benachbarten Feuerräumen.

Der DE 36 42 102 C2 ist es auch schon zu entnehmen, daß die vertikalen Kesselglieder mit ihren wasserführenden Teilen bis in den Bereich unter die Brenner stäbe reichen. Die Flammenkühlung erfolgt auch in diesem Fall über Kühlrippen.

Es wurde festgestellt, daß mit solchen zungen- oder taschenartigen Kühlelemen ten keine optimalen Ergebnisse zu erzielen sind. Das Ausbrennen der Flammen erfolgt nämlich in getrennten, vertikalen Schächten. Eine Vermischung und ein echtes Nachverbrennen des entstehenden CO erfolgt nicht.

Es soll eine Möglichkeit geschaffen werden, durch die Kühlwirkung der wasser führenden Teile der Kesselglieder die NO_x-Bildung zu verringern und ohne den CO-Ausbrand zu behindern.

Der erfindungsgemäße Gliederheizkessel besitzt das im Kennzeichen des Patent anspruches 1 genannte Merkmal.

Die wasserführenden Teile der Mittelglieder besitzen nicht die Form von Wasser taschen, die gegebenenfalls durchbrochen sind. Es handelt sich vielmehr um Wasser arme als Teile der Kesselglieder. Oberhalb der Wasserarme ist ein ausreichend bemessener Nachverbrennungsraum gebildet. Die direkte oder indirekte Kühlwirkung der Wasserarme sorgt für eine bedeutende Verringerung der Verbrennungstempera turen und damit für eine Verminderung der NO_x-Bildung. Im Nachverbrennungs- Feuerraum erfolgt der Abschluß der Verbrennung mit einer Nachverbrennung des zunächst entstehenden CO.

Dem DE-CM 71 33 340 ist ein Gliederheizkessel zu entnehmen, bei dem Wasser arme versetzt unterhalb der Brennerstäbe in deren Achsrichtung verlaufen. Diese Wasserarme dienen einer Bodenkühlung, jedoch noch nicht einer Flammen kühlung. Kühlrippen auf diesen unteren Wasserarmen werden gemäß einem beson deren Kennzeichen der Erfindung bis in den Flammenbereich hochgezogen. Somit erfolgt eine indirekte Kühlung von den unteren Wasserarmen aus. Horizontale und vertikale Querrippen können den Kühleffekt noch zusätzlich steigern.

In den Kühlrippen sollten über die Länge verteilte Schlitze ausgespart sein, die als Dehnungsspalte dienen. Öffnungen auf der Höhe der Brennerstäbe dienen einem Überzünden von einem Stab zu anderen.

Weitere Wasserarme am Scheitel der Kühlrippen können die Flammenkühlung zusätzlich verbessern. Es entsteht ein Kombinationseffekt zwischen den unteren und den oberen Wasserarmen und den zwischengefügten Kühlrippen.

Wasserarme nur im Bereich oberhalb der Brennerrohre können bereits den ange strebten Erfolg bringen. In diesem Fall können die Wasserarme durch Flammen schirme gegen eine Direktbeaufschlagung durch die Flammen abgeschirmt sein. Entscheidend ist die Tatsache, daß oberhalb der Wasserarme ein ausreichender Nachverbrennungs-Feuerraum für den vollständigen Ausbrand vorhanden ist.

Die beigefügte Zeichnung stellt Ausführungsbeispiele der Erfindung dar. Es zeigt:

Fig. 1 Einen vertikalen Schnitt durch den Heizkessel,

Fig. 2 Schnitt A-A aus Fig. 1,

Fig. 3 Ein vergrößertes Detail aus Fig. 1 und

Fig. 4 und 5 Alternativen zu Fig. 3.

Der Kessel besteht aus einzelnen Kesselgliedern 1, die einen Brennraum 2 und vertikale Heizgaszüge 3 einschließen. Der wasserseitige Anschluß erfolgt an Naben 4. Untere Wasserarme 5 dienen einer Bodenkühlung. Durch untere Öffnungen 6 gelangt die Verbrennungsluft zu den Brennstäben 7, welche an ein gemeinsames Gasrohr 8 angeschlossen sind. Dichtleisten 9 begrenzen die Heizgas züge 3. Stirnseitig ist der Brennraum 2 an den Endgliedern mit Abdeckungen 10 verschlossen, wobei diese Funktion auch durch die Wasserräume der Endglieder erfüllt werden kann. Noppen 11 auf den Wärmetauscherflächen erhöhen den Wärme übergang. Dem Abgassammler 12 folgt eine Strömungssicherung 13 und das Abgas rohr 14. Der Kessel ruht auf Füßen 15.

Gemäß Fig. 3 und 4 sitzen Kühlrippen 16 auf den unteren Wasserarmen 5. Diese ragen bis in den Flammenbereich hinein. Wie in Fig. 3 angedeutet, können die Kühlrippen auch als eine besondere Gestaltung der Wasserarme gebildet sein. Querrippen 17 verstärken die Kühlwirkung ohne Beeinträchtigung der Verbrennung und verringern dadurch die NO_x-Bildung. Schlitze 18 oder Öffnungen in den Kühlrippen 16 erlauben einen Dehnungsausgleich und ein Überzünden. Nach Fig. 4 sind an den Scheiteln der Kühlrippen 16 weitere Wasserarme 5′ angeord net. Sie dienen einer zusätzlichen Kühlung, wobei oberhalb jedenfalls ein Nach verbrennungs-Feuerraum 2 vorhanden ist.

Gemäß Fig. 5 liegen nur auf der oberen Ebene Wasserarme 5′, die durch Flammen schirme 19, gekühlt durch Abstrahlung an die Wasserarme 5, und durch die Sekun därluft, gegen eine Direktbeaufschlagung durch die Flammen abgeschirmt sind oder sein können. Vertikale Rippen 20 führen zur Kühlung des Kesselfundamentes zu unteren, horizontalen Rippen 21, die auch als Bodenrahmen ausgebildet sein können.

Claims

1. Gliederheizkessel für atmosphärische Gasbrenner mit vertikalen Kesselgliedern, die mit ihren wasserführenden Teilen einer Flammenkühlung dienen, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserführenden Teile als horizontale Wasser arme (5, 5′) ausgebildet sind und daß oberhalb der Wasserarme ein Nachver brennungsraum (2) angeordnet ist.

2. Gliederheizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserarme (5) versetzt unterhalb und in Achs richtung der Brennstäbe (7) verlaufen und daß auf ihnen vertikale Kühlrippen (16) angeordnet sind, die in den Flammenbereich hineinragen.

3. Gliederheizkessel nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrippen (16) horizontale und/oder vertikale Querrippen (17) besitzen.

4. Gliederheizkessel nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrippen (16) über ihre Länge verteilt Schlitze (18) bzw. eine Überzündöffnung besitzen.

5. Gliederheizkessel nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrippen (16) an ihren Scheiteln mit weiteren Wasserarmen (5′) verbunden sind.

6. Gliederheizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Wasserarme (5′) versetzt oberhalb der Brennerstäbe (7) in deren Achsrichtung verlaufen.

7. Gliederheizkessel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die oberhalb der Brennerstäbe (7) angeordneten Wasserarme (5′) durch Flammenschirme (19) gegen eine Direktbeaufschlagung durch die Flammen abgeschirmt sind.

8. Gliederheizkessel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die oberhalb der Brennerstäbe (7) angeordneten Wasserarme (5) durch vertikale Rippen (20) mit unteren, horizontalen Rippen bzw. einem Bodenrahmen (21) verbunden sind.

9. Gliederheizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserarme (5, 5′) mit vertikalen, wasserführenden Teilen kühlend auf die Flammen einwirken.