DE9017116U1

DE9017116U1 - Boilers for burning liquid or gaseous fuels

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Publication number: DE9017116U1
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Priority date: 1990-12-19
Filing date: 1990-12-19
Publication date: 1991-03-07
Anticipated expiration: 2000-12-20

Description

(16 478)(16 478)

Die Neuerung betrifft einen Heizkessel zum Verbrennen flüssiger oder gasförmiger Brennstoffe gemäß Oberbegriff des Schutzanspruches 1.The innovation relates to a heating boiler for burning liquid or gaseous fuels according to the generic term of claim 1.

Derartige Heizkessel sind hinlänglich bekannt und in Benutzung, so daß es diesbezüglich keines besonderen druckschrift1ichen Nachweises bedarf. Bezüglich des Feuerraumes sind dabei unterschiedliche Gestaltungen möglich, nämlich derart, daß der Feuerraum ohne alle zusätzlichen Einbauten selbst als Umlenkbrennkammer dient, in der die im Bodenbereich der Brennkammer umgelenkten Heizgase zur Brennerseite zurückströmen und in eine ebenfalls brennerseitig angeordnete Uberströmkammer bzw. einen Abgasführungsraum gelangen und von diesem aus nach oben in ein Abgasrohr einströmen, um durch dieses zur Kesselrückseite bzw. zum dort angeordneten Abgasanschlußstutzen zu gelangen. Eine andere Variante besteht darin, daß im Feuerraum eine hülsenartige, gegen den Feuerraumboden offene Brennkammer angeordnet ist, die mit der in der Regel zylindrischen Feuerraumwand einen kreisringförmigen Heizgaszug begrenzt, der in mehrere Einzelzüge durch Längsrippen gegliedert sein kann, diese AusfUhrungsform, der ebenfalls das vorerwähnte Strömungsprinzip zugrundeliegt, ist deshalb günstiger, weil hierbei die vom Feuerraumboden umgelenkten Heizgase gezielter längs der wassergekühlten Feuerraumwände zum brennerseitigen Überstrom- bzw.Such boilers are sufficiently well known and in use, so that no special written proof is required in this regard. Different designs are possible with regard to the combustion chamber, namely such that the combustion chamber itself, without any additional fittings, serves as a diverting combustion chamber in which the heating gases diverted in the bottom area of the combustion chamber flow back to the burner side and reach an overflow chamber or an exhaust gas guide chamber, which is also arranged on the burner side, and from there flow upwards into an exhaust pipe in order to reach the rear of the boiler or the exhaust gas connection nozzle arranged there. Another variant consists in the fact that a sleeve-like combustion chamber, open to the combustion chamber floor, is arranged in the combustion chamber, which, together with the generally cylindrical combustion chamber wall, defines a circular heating gas flue, which can be divided into several individual flues by longitudinal ribs. This embodiment, which is also based on the above-mentioned flow principle, is more advantageous because the heating gases diverted from the combustion chamber floor are directed more precisely along the water-cooled combustion chamber walls to the burner-side overflow or overflow pipe.

Abgasführungsraum zurückgeführt werden. Soweit bekannt, ist bei derartigen bekannten Heiz-kesseln der Uberström- bzw. Abgasführungsraum im wasserführenden Gehäuse mit untergebracht, und zwar in der Weise, daß die Gehäusevorderwand eine den gesamten Bereich der Feuerraumöffnung und der Abgasrohrmündung erfassende öffnung aufweist, zu der dann entsprechend weit zurückversetzt und unter Einfügung von Abgasführungsraumseitenwänden eine weitere Wand parallel zur eigentlichen Gehäusevorderwand eingezogen ist, in der die entsprechenden Enden der Feuerraumwand und des mindestens einen Abgasrohres flüssigkeitsdicht eingebunden sind, was einen entsprechenden Konstruktions- und Fertigungsaufwand verlangt.As far as is known, in such known boilers the overflow or exhaust gas guide chamber is housed in the water-carrying housing, in such a way that the front wall of the housing has an opening covering the entire area of the combustion chamber opening and the exhaust pipe mouth, to which then a further wall is set back accordingly and inserted with the addition of exhaust gas guide chamber side walls, parallel to the actual front wall of the housing, in which the corresponding ends of the combustion chamber wall and of the at least one exhaust pipe are integrated in a liquid-tight manner, which requires a corresponding design and manufacturing effort.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Heizkessel der eingangs genannten Art im Überströmbereich der Heizgase aus dem Feuerraum in das mindestens eine Abzugsrohr konstruktiv und fertigungstechnisch so zu vereinfachen, daß am Kesselgehäuse selbst die Ausbildung einer Überströmkammer entfallen kann.The innovation is based on the task of simplifying the design and manufacturing technology of a heating boiler of the type mentioned at the beginning in the overflow area of the heating gases from the combustion chamber into at least one exhaust pipe so that the formation of an overflow chamber on the boiler housing itself can be omitted.

Diese Aufgabe ist mit einem Heizkessel der eingangs genannten Art nach der Neuerung durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angeführten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich nach den Unteransprüchen .This object is achieved with a heating boiler of the type mentioned at the outset according to the innovation by the features stated in the characterizing part of the main claim. Advantageous further developments arise from the subclaims.

Durch die Verlegung des AbgasfUhrungsraumes in die Verschlußtiir, d.h., bevorzugt in den in der Verschlußtür sowieso anzuordnenden Wärmeisolationsblock, wird einerseits der konstruktive Einbezug des Abgasfü'hrungsraumes in das wasserführende Gehäuse entbehrlich und dessen Fertigung wesentlich vereinfacht und andererseits wird die Anwendung von Kondensatschutzmaßnahmen in Form der Anbringung von nicht mehr wassergekühlten Doppelwänden problemlos ermöglicht, die bei einfachster Formgebung im niederschlagkritischen Bereich einfach vor die nunmehr ebenflächige Gehäusevorderwand gesetzt werden können, was noch näher erläutert wird.By moving the exhaust gas duct space into the closure door, i.e. preferably into the thermal insulation block that is to be arranged in the closure door anyway, on the one hand the structural inclusion of the exhaust gas duct space in the water-bearing housing is no longer necessary and its manufacture is made considerably easier and on the other hand the application of condensate protection measures in the form of the attachment of double walls that are no longer water-cooled is easily possible, which with the simplest shape in the precipitation-critical area can simply be placed in front of the now flat housing front wall, which will be explained in more detail.

Da die Unterbringung des Abgasfuhrungsraumes eine entsprechend dicke Verschlußtür verlangt, ist folgendes zu berücksichtigen:Since the accommodation of the exhaust gas duct requires a correspondingly thick closing door, the following must be taken into account:

Eine derartige Verschlußtur ist nicht nur als einteiliges Gußstück gießbar, sondern dieses Gußstück ist auch ohne weiteres grün ausformbar, wobei natürlich an den betreffenden Teilen des Gußstückes, wie gießtechnisch üblich, für eine schwache Konizität gesorgt sein muß. Die "Grunausformbarkeit" bei ermöglichter dünnen Wandstärke des Bordrandes der Verschlußtur wird auf einfache Weise dadurch erreicht, daß der Bereich des Bordrandes, der die Dichtung aufnehmen soll, in Weiterbildung beim Guß weggelassen und durch einen im Querschnitt z-förmigen Stahloder Edelstahlring ersetzt wird, der einfach am fertigen Gußteil anzubringen ist. Unter einem im Querschnitt "z-Such a locking door can not only be cast as a one-piece casting, but this casting can also be easily formed green, whereby a slight conicity must of course be ensured on the relevant parts of the casting, as is usual in casting technology. The "green formability" with a thin wall thickness of the edge of the locking door is achieved in a simple way by omitting the area of the edge that is to accommodate the seal during casting and replacing it with a steel or stainless steel ring with a Z-shaped cross section, which can be easily attached to the finished casting. A "z-shaped" cross section

förmigen" Stahl- oder Edelstahlring ist hierbei ein Querschnitt zu verstehen, der zwei durchmesserunterschiedliche an entgegengesetzten Enden freie Schenkel aufweist, die mit einem zu den Schenkelebenen senkrecht erstreckten Basissteg verbunden sind. Nach Anbringung des im Querschnitt derart ausgebildeten und einfach herzustellenden Ringes aus Blech am unteren Ende des Bordrandes und nach Einsatz des Isolationsblockes ergibt sich somit ein Freiraum zwischen dem freien Schenkel des Ringes und dem benachbarten Endbereich des Isolationsblockes, der somit eine umlaufende Nut für die Aufnahme des erforderlichen Dichtungsringes bildet.A "shaped" steel or stainless steel ring is to be understood as a cross-section that has two free legs of different diameters at opposite ends, which are connected to a base web extending perpendicularly to the leg planes. After attaching the sheet metal ring, which is designed in this way in cross-section and is easy to manufacture, to the lower end of the edge and after inserting the insulation block, a free space is created between the free leg of the ring and the adjacent end area of the insulation block, which thus forms a circumferential groove for receiving the required sealing ring.

In vorteilhafter Weiterbildung ist der benachbarte Endbereich des Isolationsblockes mit einer umlaufenden Ausnehmung versehen, wobei in dieser ein Teil der Dichtung angeordnet ist. Um eine Wärmeübertragung im Dichtungsbereich soweit wie möglich zu reduzieren, besteht eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Verschlußtür des Heizkessels darin, daß der eine Schenkel an der Innenfläche des Bordrandes und zwischen diesem und der benachbarten Umfangsf1äche des Isolationsblockes ein Spalt angeordnet ist. Der unmittelbar mit dem Bordrand zu verbindende Schenkel kann dabei außerdem wesentlich langer bemessen sein als der andere Schenkel und die Länge des Bordrandes. Mit dieser speziellen Maßgabe kann der Bordrand bezüglich seiner Länge soweit reduziert werden, daß sich lediglich noch ein ausreichender Halt für denIn an advantageous further development, the adjacent end area of the insulation block is provided with a circumferential recess, in which part of the seal is arranged. In order to reduce heat transfer in the sealing area as much as possible, a further advantageous design of the boiler door consists in one leg being arranged on the inner surface of the edge of the board and a gap being arranged between this and the adjacent peripheral surface of the insulation block. The leg that is to be connected directly to the edge of the board can also be significantly longer than the other leg and the length of the edge of the board. With this special measure, the edge of the board can be reduced in terms of its length to such an extent that there is only sufficient support for the

Einsatz bzw. Ansatz des Ringes an der Verschlußtür ergibt. Insert or attachment of the ring on the locking door.

Die vorerwähnte, z-förmige Ausbildung des Ringquerschnittes stellt kein Problem dar, da es sich um einen einfachen Kröpfungsvorgang eines entsprechend breit bemessenen Blechstreifens handelt, wobei auch darauf hinzuweisen ist, daß weder der Ring noch der Bordrand der VerschlußtUr eine kreisförmige Kontur haben müssen. Da die Uber-Ie, tung der aus dem Feuerraum gegen die innere Türfläche austretenden Heizgase in der Kesseltlir selbst erfolgt, so weist dafür der Isolationsblock eine überströmausnehmung auf, deren umlaufende Randbegrenzung die innere Anlageflanke für die Dichtung bildet.The aforementioned Z-shaped design of the ring cross-section does not pose a problem, as it is a simple bending process of a suitably wide sheet metal strip, whereby it should also be pointed out that neither the ring nor the edge of the closing door must have a circular contour. Since the overflow of the heating gases escaping from the combustion chamber against the inner door surface takes place in the boiler door itself, the insulation block has an overflow recess, the peripheral edge of which forms the inner contact flank for the seal.

Der neuartige Heizkessel wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.The new type of boiler is explained in more detail below using drawings of examples of implementation.

Es zeigt schematischIt shows schematically

Fig. 1 in Ansicht eine spezielle Ausführungsform einer Heizkesse 1verschlußtür, die gleichzeitig
außen entsprechend integrierte Elemente für die
Aufnahme eines Gebläsebrenners aufweist;Fig. 1 in view a special embodiment of a boiler 1closing door, which at the same time
externally integrated elements for the
has accommodation for a fan burner;

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Kesseltür längs
Linie H-II in Fig. 1;Fig. 2 a cross section through the boiler door along
Line H-II in Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt durch die Kesseltür längs
Linie III-III in Fig. 1;Fig. 3 a section through the boiler door lengthwise
Line III-III in Fig. 1;

Fig. 4· vergrößert einen Schnitt durch die Kesseltür
gemäß Kreis X in Fig. 3 undFig. 4· enlarged section through the boiler door
according to circle X in Fig. 3 and

Fig. 5 im Schnitt den hier interessierenden brennerseitigen Bereich des Heizkessels.Fig. 5 shows a cross-section of the burner-side area of the boiler of interest here.

Zunächst wird auf die Verschlußtür 22 des Heizkessels unmittelbar bezug genommen.First, direct reference is made to the closing door 22 of the boiler.

Wie insbesondere aus den Fig. 2, 3 ersichtlich, besteht die Heizkesselverschlußtür 22 aus einer schalenförmigen Türplatte aus Gußeisen, in der innerhalb eines umlaufenden, feuerraumseitigen Bordrandes 2 ein Wärmeisolationsblock 8 und am Ende des feuerraumseitigen Bordrandes in einer umlaufenden Nut eine Dichtung 9 angeordnet ist. Für diese Heizkesselverschlußtür 22 ist aufgrund ihrer erforderlichen Stärke bzw. Dicke vorgesehen, daß am feuerraumseitigen Ende 1 des Bordandes 2 ein im Querschnitt z-förmiger Stahl- oder Edelstahlring 3 mit seinem einen Schenkel k eingesetzt und im Freiraum zwischen dem anderen Schenkel 5, dem Basissteg 6 des Ringes 3 und dem benachbarten Endbereich 7 des Isolationsblockes 8 die Dichtung 9 eingesetzt ist. Die Stärke S des Bordrandes 2 ist dabei wesentlich kleiner bemessen als die Breite B (siehe insbesondere Fig. 4) des Basissteges 6 des Ringes 3. Wie ebenfalls, insbesondere aus Fig. 4 ersichtlich, ist dabei der benachbarte Endbereich 7 des Isolationsblockes 8 mitAs can be seen in particular from Fig. 2, 3, the boiler closure door 22 consists of a shell-shaped door plate made of cast iron, in which a heat insulation block 8 is arranged within a circumferential, combustion chamber-side edge 2 and a seal 9 is arranged in a circumferential groove at the end of the combustion chamber-side edge. For this boiler closure door 22, due to its required strength or thickness, it is provided that a steel or stainless steel ring 3 with a Z-shaped cross section is inserted with one leg k at the combustion chamber-side end 1 of the edge 2 and the seal 9 is inserted in the free space between the other leg 5, the base web 6 of the ring 3 and the adjacent end region 7 of the insulation block 8. The thickness S of the edge 2 is thereby dimensioned to be considerably smaller than the width B (see in particular Fig. 4) of the base web 6 of the ring 3. As can also be seen, in particular from Fig. 4, the adjacent end region 7 of the insulation block 8 is provided with

einer umlaufenden Ausnehmung 10 versehen, in der ein Teil der Dichtung 9, wie dargestellt, angeordnet ist.a circumferential recess 10 in which a part of the seal 9 is arranged, as shown.

Eine weitere AusfUhrungsform besteht, ebenfalls auf Fig. 4 bezugnehmend, darin, daß der Schenkel 4 des Ringes 3 an der Innenfläche 11 des Bordrandes 2 angesetzt ist, wobei zwischen dem Schenkel 4 und der benachbarten Umfangsfläche 12 des Isolationsblockes 8 ein Spalt 13 vorgesehen ist, der einen unmittelbaren Wärmeübergang vom Isolationsblock 8 zum Schenkel 4 verhindert. Um den Bordrand 2 in seiner Länge L weiter als dargestellt reduzieren zu können, was ebenfalls im Interesse einer leichten Ausformbarkeit liegt, kann der Schenkel 4 länger bemessen sein als der Schenkel 5 bzw. als die Länge L des Bordrandes 2. Dies ist nicht besonders dargestellt, da ohne weiteres vorstellbar. Bei einer solchen Maßgabe wird nur noch ein kleiner Teil des Isolationsblockes 8 vom Bordrand umfaßt, während der größere Teil vom Schenkel 4 bzw. dem Ring 3 abgedeckt wird. Da der Isolationsblock 8 mit dem Abgasführungsraum 14 versehen ist, und hierfür der Isolationsblock 8 entsprechend stark ausgebildet sein muß, ist dafür die beschriebene Ausführungsform der Nutausbildung am Bordrandende von besonderem Interesse, ganz abgesehen davon, daß man es durch entsprechende Bemessung des Ringes 3 bzw. des Schenkels 4 besonders leicht in der Hand hat, dieser dicken Bemessung des Isolationsblockes 8 Rechnung zu tragen.Another embodiment, also referring to Fig. 4, consists in the leg 4 of the ring 3 being attached to the inner surface 11 of the edge 2, whereby a gap 13 is provided between the leg 4 and the adjacent peripheral surface 12 of the insulation block 8, which prevents direct heat transfer from the insulation block 8 to the leg 4. In order to be able to reduce the length L of the edge 2 further than shown, which is also in the interest of easy moldability, the leg 4 can be made longer than the leg 5 or the length L of the edge 2. This is not shown specifically, as it is easily conceivable. With such a dimension, only a small part of the insulation block 8 is encompassed by the edge, while the larger part is covered by the leg 4 or the ring 3. Since the insulation block 8 is provided with the exhaust gas guide chamber 14 and for this purpose the insulation block 8 must be designed to be correspondingly thick, the described embodiment of the groove design at the edge of the board is of particular interest, quite apart from the fact that by appropriately dimensioning the ring 3 or the leg 4 it is particularly easy to take this thick dimensioning of the insulation block 8 into account.

Der hier interessierende brennerseitige Bereich des Heizkessels selbst ist in Fig. 5 verdeutlicht, für den entscheidend ist, daß das wasserführende Gehäuse 20 eine ebenflächige Vorderwand 25 aufweist in die die Anschlußränder des Feuerraumes 21 und des mindestens einen Abgasabzugsrohres 24 flüssigkeits- und gasdicht eingebunden sind. Es liegen also denkbar einfache konstruktive und fertigungstechnische Verhältnisse sowohl für das Gehäuse 20 als auch für die Verschlußtür 22 vor, da der Abgasführungsraum 14 in die Verschlußtür 22 bzw. in deren Isolationsblock 8 verlegt ist. Aufgrund dieser ebenflächigen Vorderwand 25 kann in vorteilhafter Weiterbildung problemlos auch, wie in Fig. 5 angedeutet, der dort befindliche kondensatkritische Bereich mit einer flach schalenförmigen abschirmenden Doppelwand 26 versehen werden, die bspw. unter selbstverständlicher Freihaltung der Feuerraum- bzw. Heizgaszugöffnung 21' mindestens bis in Höhe der Feuerraumlängsachse 23 heruntergezogen sein kann. Im übrigen ist aus Fig. 5 die Form des Verschlußtürbordrandes 2 für die Umfassung des Isolationsblockes 8 ersichtlich, die in Weiterbildung der VerschlußtUr, wie vorbeschrieben, vermieden werden kann.The burner-side area of the boiler itself that is of interest here is shown in Fig. 5, for which it is crucial that the water-carrying housing 20 has a flat front wall 25 into which the connecting edges of the combustion chamber 21 and of the at least one exhaust gas outlet pipe 24 are integrated in a liquid- and gas-tight manner. The structural and manufacturing conditions for both the housing 20 and the closure door 22 are therefore extremely simple, since the exhaust gas guide chamber 14 is installed in the closure door 22 or in its insulation block 8. Due to this flat front wall 25, in an advantageous further development, the condensate-critical area located there can also be provided with a flat, shell-shaped shielding double wall 26, as indicated in Fig. 5, which can be pulled down at least to the height of the combustion chamber longitudinal axis 23, for example, while obviously keeping the combustion chamber or heating gas flue opening 21' clear. Furthermore, Fig. 5 shows the shape of the closure door edge 2 for enclosing the insulation block 8, which can be avoided in a further development of the closure door, as described above.

Claims

(16 478)

ZLy.ni Burning f.IÜs.s_lg§.r or gaseous

Brennj5to_f_f e

Protection claims :

1. Heating boiler for burning liquid or gaseous fuels, comprising a water-conducting housing (20) in which a combustion chamber (21) opening into a burner-side exhaust gas guide chamber (14) is arranged, wherein at least one exhaust gas outlet pipe (24) passing through the water-conducting housing (20) and leading to the rear of the housing opens into the exhaust gas guide chamber (14) above the combustion chamber (21) provided with a closing door (22),
characterized,

that the exhaust gas guide chamber (14) is arranged in the closure door (22) and the connecting edges of the combustion chamber (21) and of the at least one exhaust gas discharge pipe (24) are connected to the flat front wall (25) of the housing (20).

2. Boiler according to claim 1,
characterized,

that the exhaust gas guide chamber (14) is formed in a heat insulation block (8) arranged in the closure door (22).

3. Boiler according to claim 1 or 2,

characterized,
that a steel or stainless steel ring (3) with a Z-shaped cross-section is attached or inserted with one leg (4) at the combustion chamber end (1) of a rim (2) enclosing the exhaust gas guide chamber (14) or the heat insulation block (8), and a seal (9) is arranged in the free space between the other leg (5), the base web (6) of the ring (3) and the adjacent end region (7) of the insulation block (8), and that the thickness (S) of the rim (2) is significantly smaller than the width (B) of the base web (6) of the ring (3).

h. Boiler according to claim 3,

characterized,
that the adjacent end region (7) of the insulation block (8) is provided with a circumferential recess (10) and in this a part of the seal (9) is arranged.

5. Boiler closing door according to claim 3 or 4,
characterized,
that the leg (4) is arranged on the inner surface (11) of the edge (2) and a gap (13) is arranged between the legs (4) and the adjacent peripheral surface (12) of the insulation block (8).

3 W β

6. Boiler closure valve according to one of claims 3 to 5,

characterized,

that the other leg (4) is longer than the leg (5) and the length (L) of the edge

7. Boiler closure door according to one of claims 1 to 6,

characterized,
that the circumferential edge limitation (15) of the overflow recess (14) forms the inner contact flank for the seal (9).