DE2825122A1 - HEATING DEVICE - Google Patents

Description

Strebelwerk AG, 4852 RothristStrebelwerk AG, 4852 Rothrist

Beschreibungdescription

HeizvorrichtungHeater

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung für flüssige bzw. gasförmige oder feste Brennstoffe.The present invention relates to a heating device for liquid or gaseous or solid fuels.

In vielen Betrieben, bei denen brennbare Abfallprodukte anfallen, werden die Heizungen für Verbrennen dieser eigenen, meistens festen und Verbrennen flüssiger bzw. gasförmiger Brennstoffe ausgelegt. Zudem hat die starke Verteuerung des Heizöls bekanntlich dazu geführt, dass vermehrt auf die vergleichsweise billigeren Kohleprodukte, wie Koks, ausgewichen wird. Da die festen Brennstoffe sich besser für Dauerbrand und die flüssigen bzw. gasförmigen Stoffe sich besser für intermittierenden, d.h. gesteuerten Brand eignen, steigt die Nachfrage nach Umstellbrandkesseln für Verfeuerung sowohl flüssiger bzw. gasförmiger als auch fester Brennstoffe.In many plants that generate flammable waste products, the heaters are mostly used for burning them solid and burning liquid or gaseous fuels. In addition, the steep rise in the price of heating oil As is well known, this has led to the fact that comparatively cheaper coal products, such as coke, are increasingly being used. Since the solid fuels are better for continuous burning and the liquid or gaseous substances are better for intermittent, i.e. controlled fire, the demand for changeover boilers for combustion both liquid and gaseous is increasing as well as solid fuels.

Solche Heizvorrichtungen sind bekannt, bei denen beispielsweise der Feuerraum unterteilt ist, so dass in dem einen Teil die fe-Such heating devices are known in which, for example, the furnace is divided so that in one part the fe-

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sten Brennstoffe und in dem andern Teil die flüssigen bzw. gasförmigen Brennstoffe verbrannt werden können. Die Abführung der Abgase der Flüssigbrennstoffe erfolgt dabei über den Abgasstutzen des Festbrennstoff-Feuerraums.Most fuels and in the other part the liquid or gaseous Fuels can be burned. The exhaust gases from the liquid fuels are discharged via the exhaust nozzle of the solid fuel furnace.

In der CH-PS 489 747 wird überdies noch vorgeschlagen, dass die Heizvorrichtung mit einem zweiten Feuerraum zur Verbrennung flüssiger bzw. gasförmiger Brennstoffe versehen ist, welcher zweite Feuerraum ausserhalb eines ersten Feuerraumes für Verbrennung fester Brennstoffe angeordnet ist, und bei welcher Heizvorrichtung die Abgase des zweiten Feuerraumes in bezug auf die Strömungsrichtung der Abgase des ersten Feuerraumes hinter dem Abgasstutzen des ersten Feuerraumes eingeführt werden. Damit soll erreicht werden, dass bei Warmluftheizanlagen nicht zugewartet werden muss, bis ein Brennsystem abgekühlt ist, um von einem Brennsystem auf das andere Brennsystem umzuschalten. Wenn diese Anordnung für Warmluftheizung Vorteile haben kann, lässt sich doch leicht einsehen, dass bei Warmwasserheizungen ein grosser Teil der Wärme, insbesondere bei flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen, ungenutzt verlorengeht.In CH-PS 489 747 it is also proposed that the Heating device is provided with a second furnace for burning liquid or gaseous fuels, which second combustion chamber is arranged outside a first combustion chamber for burning solid fuels, and in which Heating device, the exhaust gases from the second furnace with respect to the flow direction of the exhaust gases from the first furnace be introduced behind the exhaust pipe of the first combustion chamber. This is to achieve that in hot air heating systems there is no need to wait until a firing system has cooled down in order to switch from one firing system to the other. If this arrangement can have advantages for hot air heating, it is easy to see that with hot water heating a large part of the heat, especially in the case of liquid or gaseous fuels, is lost unused.

Es hat sich herausgestellt, dass das grösste Problem beim Bau eines Umstellbrandkessels darin zu suchen ist, dass für die vorgeschriebene Abbrandzeit ein bestimmtes Feuerraumvolumen fürIt has been found that the biggest problem with building a convertible boiler is to look for the prescribed one Burning time a certain combustion chamber volume for

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feste Brennstoffe vorhanden sein muss, welches Volumen aber für OeI- oder Gasfeuerung zu gross ist, was sich durch Unterkühlung und schlechte Verbrennung zeigt. Ferner ist bekannt, dass bei Feuerräumen, die für beide Arten von Brennstoffen verwendet werden, bei einem guten Kaminzug eine Falschluftzufuhr vom nichtbefeuerten Teil entsteht; auch kann festgestellt werden, dass bei schlechtem oder geringem Kaminzug Heizgase im kühlen Teil des Feuerraumes zur Bildung von Schwitzwasser führt.Solid fuels must be available, but which volume is too large for oil or gas combustion, which is caused by undercooling and shows bad burning. It is also known that fireplaces are used for both types of fuels with a good chimney draft there is a false air supply from the unfired part; it can also be determined that if there is poor or little chimney draft, heating gases in the cool part of the combustion chamber lead to the formation of condensation water leads.

Für eine hohen Wirtschaftlichkeit ist bei Oelfeuerung ein guter feuerungstechnischer Wirkungsgrad notwendig. Dazu müssen neben einer kleinen Luftüberschusszahl auch möglichst niedrige Abgastemperaturen erreicht werden. Bei OeI- und Gasheizungen braucht diese Bedingung mit den bestehenden Normen eine grosse Konvektionsheizfläche. Bei Feststoffheizung im Teillastbetrieb führt dies zu Problemen, die konstruktiv gelöst werden müssen, und zwar sind diese Probleme die folgenden: Bei Teillastbetrieb von etwa 20 % der Nennleistung bei Koksabbrand werden nur noch Abgastemperaturen von 40 - 80° C erreicht, so dass bei kurzen und relativ gross dimentionierten Kaminen auf die Dauer kein konstanter Kaminzug erreicht werden kann.In order to achieve a high level of economic efficiency, an oil-fired system requires a good level of technical efficiency. In addition to a small excess air ratio, the lowest possible exhaust gas temperatures must also be achieved. In the case of oil and gas heating systems, this condition requires a large convection heating surface with the existing standards. In the case of solid fuel heating in part-load operation, this leads to problems that have to be solved constructively, namely these problems are as follows: In part-load operation of around 20 % of the nominal power with coke burn, only exhaust gas temperatures of 40 - 80 ° C are reached, so that with short and With relatively large chimneys, a constant chimney draft cannot be achieved in the long run.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, bei einem Umstellbrandkessel für die Verfeuerung flüssiger bzw. gasförmiger undThe object of the invention is now in a conversion boiler for the combustion of liquid or gaseous and

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fester Brennstoffe einen Feuerraum zu schaffen, der bei Oelbrand für einen breiten Luftüberschussbereich einen einwandfreien Abbrand ermöglicht, aber bei Koksbrand den Kaminzug zu verbessern, dass auch bei Teillastbetrieb ohne Kaminventilator ein genügender Zug entsteht.solid fuels to create a combustion chamber that, in the case of oil fire, burns perfectly for a wide range of excess air allows, but to improve the chimney draft in the case of coke fire, that a sufficient one even with partial load operation without chimney fan Train arises.

Dies wird bei einer eingangs erwähnten Heizvorrichtung durch die in den Patentansprüchen definierte Erfindung erreicht.In the case of a heating device mentioned at the outset, this is achieved by the invention defined in the patent claims.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:An exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawing. It shows:

Fig. 1 einen Längsschnitt im Aufriss einer erfindungsgemässen Heizvorrichtung nach der Schnittlinie 1 - 1 in Fig. 2, eingestellt für Oelfeuerung,1 shows a longitudinal section in elevation of an inventive Heating device according to the section line 1 - 1 in Fig. 2, set for oil firing,

Fig. 2 einen Querschnitt im Aufriss nach der Schnittlinie 2-2 in Fig. 1 zwischen dem Vorderglied und dem ersten Mittelglied, FIG. 2 shows a cross-section in elevation along section line 2-2 in FIG. 1 between the front link and the first middle link, FIG.

Fig. 3 einen Längsschnitt im Grundriss nach der Schnittlinie 3 - 3 in Fig. 1,3 shows a longitudinal section in plan along the section line 3 - 3 in FIG. 1,

Fig. 4 eine Ansicht im Aufriss von der Linie 4 - 4 in Fig. 1 aus betrachtet,FIG. 4 is a view in elevation from the line 4-4 in FIG. 1;

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Fig. 5 eine Ansicht im Aufriss von der Linie 5 - 5 in Fig. 1 aus betrachtet, mit abmontiertem Oelbrenner, undFIG. 5 is a view in elevation from the line 5-5 in FIG. 1, with the oil burner removed, and FIG

Fig. 6 einen Querschnitt im Aufriss an derselben Stelle wie für Fig. 2 gemäss der Schnittlinie 2 - 2 in Fig. 1 geschnitten, jedoch für den Heizbetrieb mit Koksfeuerung eingerichtet. 6 shows a cross-section in elevation at the same point as for FIG. 2, cut along the section line 2 - 2 in FIG. 1, but set up for heating with coke.

Die sechs Fig. 1 bis 6 der Zeichnung stellen einen Guss-Gliederkessel an sich bekannter Bauart dar, bei dem gemäss Fig. 1 ein Vorderglied 1, drei Mittelglieder 2 und ein Hinterglied 3 erkennbar sind. Der Feuerraum 4 ist von der Frontseite gemäss Fig. 5 aus beschickbar. Die Abgasstutzen zur Abführung der Rauchgase aus dem Feuerraum 4 sind in den gewählten Darstellungen nicht gezeichnet, sie befinden sich jedoch im Hinterglied 3 und bilden einen Durchgang vom Feuerraum 4 zu den ersten Rauchgaszügen 5, die entlang der Seitenwände des Kessels geführt sind. Im Vorderglied 1 befinden sich die beiden Umlenkungen 7 für die Verbindung der ersten Rauchgas züge 5 mit den zweiten Rauchgaszügen 6, die im Hinterglied 3 wieder zusammengeführt sind und durch eine verstellbare Drosselklappe 11 (Fig. 4) zum Kamin (nicht dargestellt) geführt sind. Die Wände um den Feuerraum 4 und um die Rauchgas züge 5, 6 herum und zwischen dem Feuerraum und den Rauchgaszügen sind hohl und in bekannter Weise mit Wasser der Heizanlage gefüllt. Die einzelnenThe six FIGS. 1 to 6 of the drawing represent a cast iron boiler a known design, in which, according to FIG. 1, a front link 1, three middle links 2 and a rear link 3 can be seen are. The furnace 4 can be charged from the front side according to FIG. 5. The exhaust gas nozzle for the discharge of the Flue gases from the combustion chamber 4 are not shown in the selected representations, but they are located in the rear section 3 and form a passage from the furnace 4 to the first flue gas flues 5, which run along the side walls of the boiler are. In the front member 1 are the two deflections 7 for connecting the first flue gas trains 5 with the second flue gas flues 6, which are brought together again in the rear section 3 and through an adjustable throttle valve 11 (Fig. 4) are led to the chimney (not shown). The walls around the furnace 4 and around the flue gas trains 5, 6 around and between the combustion chamber and the flue gas passages are hollow and filled in a known manner with water from the heating system. The single ones

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Glieder 1, 2, 5 sind durch Nippel 12 miteinander verbunden, so dass in bekannter Weise das Wasser der Heizanlage (nicht dargestellt) beim Rücklauf 10 von der Heizanlage in den Kessel hinein und beim Vorlauf 9 vom Kessel zur Heizanlage zurück geführt werden kann. Der gesamte Kessel ist auf den Seitenwänden 20, der Rückwand 21 und auf der Deckwand 22 mit Isolationsmaterial, z.B. Glaswolle, wärmeisoliert.Links 1, 2, 5 are connected to one another by nipples 12, so that in a known manner the water of the heating system (not shown) in return 10 from the heating system into the boiler and in flow 9 from the boiler back to the heating system can be. The entire boiler is on the side walls 20, the rear wall 21 and on the top wall 22 with insulation material, e.g. glass wool, thermally insulated.

Die Vorderwand, Fig. 5, besteht ebenfalls in bekannter Weise aus einer Feuertüre 50, auch ßrennertüre genannt, einer Schür- und Aschetüre 51 mit einer Luftklappe 52, die über eine Kette 53 mit einem Luftklappenregler 54 verbunden ist, der aufgrund der Wassertemperatur im deckwandseitigen Wasserbehälter des Vordergliedes 1 die Oeffnung der Luftklappe einstellt. Fig. 5 zeigt in der Feuertüre die Oeffnung 55 für den Oelbrenner, der hier als abmontiert gedacht ist, welche Oeffnung für den Betrieb mit festen Brennstoffen durch ein entsprechendes Verschlusselement zu verschliessen ist. Der Brenner könnte selbstverständlich auch schwenkbar angeordnet sein, wie es bei verschiedenen Kesseln auch schon benützt wurde.The front wall, Fig. 5, also consists in a known manner of a fire door 50, also called ßrennertüre, a stoke and ash door 51 with an air flap 52, which is connected via a chain 53 to an air flap regulator 54, which due to the water temperature in the top wall-side water tank of the front member 1 sets the opening of the air flap. Fig. 5 shows in the fire door the opening 55 for the oil burner, which is intended here as dismantled, which opening for operation with solid fuels is to be closed by a suitable closure element. The burner could of course can also be pivoted, as has already been used in various boilers.

Soweit unterscheidet sich der erfindungsgemässe Gliederkessel in keiner Weise von den bisher bekannten Gliederkesseln von Heizanlagen mit einem gemeinsamen Feuerraum für flüssige bzw. gasförmige und feste Brennstoffe.The articulated boiler according to the invention differs so far in no way different from the previously known articulated boilers of heating systems with a common furnace for liquid resp. gaseous and solid fuels.

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Erfindungsgemäss ist bei einem derartigen Gliederkessel vorgesehen, dass im Feuerraum 4 eine ungekühlte Einsatzwand 60 und verschliessbare Durchbrüche 61 und 62 vom Feuerraum 4 in die Rauchgaszüge 5, 6 vorgesehen sind, Fig. 1, 2, 3 und 6. Gemäss Fig. 1 und 2 ist die Einsatzwand 60 eingesetzt und die Durchbrüche 61, 62 durch Zapfen 63 verschlossen. Damit wird vom Feuerraum 4 ein kleinerer Feuerraum 64 abgeteilt. Damit entsteht eine reduzierte Strahlungsheizfläche, durch die in einem weiten Luftüberschussbereich ein einwandfreier Ausbrand bei flüssigen bzw. gasförmigen Brennstoffen ermöglicht wird. Auch bei kleinen Leistungen konnten beispielsweise Luftüberschusszahlen von 1,15 bis 1,10 erreicht werden.According to the invention, it is provided in such a sectional boiler, that in the furnace 4 an uncooled insert wall 60 and closable openings 61 and 62 from the furnace 4 into the Flue gas flues 5, 6 are provided, Fig. 1, 2, 3 and 6. According to Fig. 1 and 2, the insert wall 60 is inserted and the openings 61, 62 closed by pins 63. A smaller combustion chamber 64 is thus divided off from the combustion chamber 4. This creates a reduced radiant heating surface, thanks to which there is a wide air excess area a perfect burnout with liquid or gaseous fuels is made possible. Even with small services For example, excess air numbers of 1.15 to 1.10 could be achieved.

Die ungekühlte Einsatzwand 60 kann aus Grauguss oder auch aus Blech hergestellt sein. Wichtig ist nur, dass sie die beiden Abteile 64 und 65 des Feuerraumes 4 (Fig. 2) abgedichtet voneinander trennt, um bei einem guten Kaminzug eine Falschluftzufuhr vom unteren, nicht befeuerten Abteil 65 zum oberen, befeuerten Abteil 64 zu unterbinden und anderseits, um bei geringem Kaminzug das Eintreten der Heizgase in das untere kühle Abteil 65 und damit die Bildung von Schwitzwasser zu verhindern.The uncooled insert wall 60 can be made of gray cast iron or also of sheet metal. The only important thing is that they have the two compartments 64 and 65 of the combustion chamber 4 (Fig. 2) separated from each other in a sealed manner in order to supply false air with a good chimney draft from the lower, non-fired compartment 65 to the upper, fired compartment 64 and on the other hand to prevent when the chimney draft is low to prevent the entry of the heating gases into the lower cool compartment 65 and thus the formation of condensation water.

Vorzugsweise ist zwischen die Auflagerippen 66 an der Kesselwand und die ungekühlte Einsatzwand 60 eine Dichtung 67, beispielsweise Kerlain-Schnur oder ein Asbest-Band oder dgl., eingelegt.A seal 67, for example, is preferably between the support ribs 66 on the boiler wall and the uncooled insert wall 60 Kerlain cord or an asbestos tape or the like., Inlaid.

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Für eine hohe Wirtschaftlichkeit bei Feuerung mit Heizöl ist ein hoher feuerungstechnischer Wirkungsgrad notwendig. Somit muss neben der kleinen Luftüberschusszahl auch eine möglichst tiefe Abgastemperatur erhalten werden. Der erfindungsgemässe Kessel kann ohne weiteres derart gebaut werden, dass Abgastemperaturen von höchstens 200 - 220 C entstehen, was bei den bestehenden Vorschriften durch eine grosse Konvektionsheizfläche erreicht werden kann. Aber gerade diese grosse Konvektionsheizfläche weist bei festen Brennstoffen und insbesondere bei Teillastbetrieb Probleme auf, die ebenfalls gelöst werden müssen. Es wurde festgestellt, dass bei Teillastbetrieb von 20 % der Koksnennleistung die Abgastemperaturen im Bereich von 40 bis SO C liegen. Damit konnte unter bestimmten Voraussetzungen kein konstanter Kaminzug beibehalten werden, ohne dass zusätzlich ein Kaminventilator eingebaut wurde.A high degree of firing efficiency is necessary for a high level of economic efficiency when firing with heating oil. Thus, in addition to the small excess air ratio, the lowest possible exhaust gas temperature must be maintained. The boiler according to the invention can easily be built in such a way that exhaust gas temperatures of at most 200-220 C arise, which can be achieved with the existing regulations by means of a large convection heating surface. But it is precisely this large convection heating surface that has problems with solid fuels and especially with partial load operation, which must also be solved. It was found that with partial load operation of 20 % of the rated coke output, the exhaust gas temperatures are in the range from 40 to 50 C. In this way, under certain conditions, a constant chimney draft could not be maintained without an additional chimney fan being installed.

Zur Lösung dieses Problems wird gemäss der Erfindung noch vorgeschlagen, Durchbrüche 61, 62 vom Feuerraum 4 in die Rauchgaszüge 5, 6 vorzusehen. Beispielsweise können diese Durchbrüche 61, 62 zur Erzielung einer guten Wirkung in die vordere Umlenkung 7 im Vorderglied münden. Damit können bei Abbrand von Feststoffen heisse Heizgase zum Rauchgas beigemischt werden, so dass auch im Teillastbetrieb ein konstanter Kaminzug beibehalten werden kann.To solve this problem, it is proposed according to the invention, Breakthroughs 61, 62 from the furnace 4 into the flue gas flues 5, 6 are to be provided. For example, these breakthroughs 61, 62 open into the front deflector 7 in the front link to achieve a good effect. This can be used to burn off solids hot heating gases are added to the flue gas so that a constant chimney draft is maintained even in partial load operation can.

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Der Feuerraum 4, ohne die Einsatzwand 60, ist dabei selbstverständlich für den Abbrand von festen Brennstoffen bemessen, derart, dass ein geeignetes Feuerraumvolumen für die Aufnahme der für die vorgeschriebene Abbrandzeit notwendigen Menge an festem Brennstoff gebildet ist.The combustion chamber 4 without the insert wall 60 is a matter of course dimensioned for burning solid fuels in such a way that a suitable combustion chamber volume for the inclusion the amount of solid fuel required for the prescribed burning time is formed.

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Claims (5)

9. März 1978 Wi/rtiMarch 9, 1978 Wi / rti Strebelwerk AG, 4852 RothristStrebelwerk AG, 4852 Rothrist PatentansprücheClaims f 1.!Heizvorrichtung für flüssige bzw. gasförmige oder feste Brennstoffe mit einem einzigen Feuerraum für beide Brennstoffe und an den Feuerraum anschliessende Abgaszüge, in mehrgliedrigem Aufbau, dadurch gekennzeichnet, dass in einem für die Verbrennung von festen Brennstoffen bemessenen ersten Feuerraum (4) eine dichtend gehalterte, wegnehmbare und ungekühlte Einsatzwand (60) eingesetzt ist, die im oberen Teil des ersten Feuerraumes einen zweiten Feuerraum (64) abteilt, der für die Verbrennung von flüssigen bzw. gasförmigen Brennstoffen bemessen ist, dass oberhalb des Feuerraumes (4) wenigstens ein verschliessbarer Durchbruch (61,62) vom Feuerraum (4) in wenigstens einen Abgaszug (5,6) vorhanden ist, welcher Durchbruch bei Verbrennung von festen Brennstoffen mittels Zapfen (63) zu öffnen und bei Verbrennung von flüssigen bzw. gasförmigen Brennstoffen zu verschliessen ist.f 1.! Heating device for liquid, gaseous or solid fuels with a single combustion chamber for both fuels and exhaust flues connecting to the combustion chamber, in multiple sections Structure, characterized in that in a first combustion chamber dimensioned for the combustion of solid fuels (4) a sealed, removable and uncooled insert wall (60) is inserted, which is in the upper part of the first The combustion chamber divides a second combustion chamber (64) which is dimensioned for the combustion of liquid or gaseous fuels is that above the furnace (4) at least one closable opening (61,62) from the furnace (4) in at least an exhaust gas duct (5,6) is present, which breakthrough in the combustion of solid fuels by means of a pin (63) must be opened and closed when burning liquid or gaseous fuels. 2. Heizvorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einsatzwand (60) eine starre Platte ist, die gegen den zweiten Feuerraum (64) konkav gewölbt ist.2. Heating device according to claim 1, characterized in that the insert wall (60) is a rigid plate which against the second combustion chamber (64) is concave. 909838/0542909838/0542 3. Heizvorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einsatzwand (60) auf Rippen (66) an den Seitenwänden des ersten Feuerraumes (4) aufliegt und dass als Dichtung (67) eine Dichtungsschnur aus feuerbeständigem Material zwischen
die Rippen und die Einsatzwand gelegt ist.3. Heating device according to claim 2, characterized in that the insert wall (60) rests on ribs (66) on the side walls of the first combustion chamber (4) and that as a seal (67) a sealing cord made of fire-resistant material between
the ribs and the insert wall is in place. 4. Heizvorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchbruch (61,62) den Feuerraum (4) mit dem zweiten Abgaszug (6) verbindet.4. Heating device according to claim 1, characterized in that the opening (61,62) the furnace (4) with the second Exhaust train (6) connects. 5. Heizvorrichtung nach Patentanspruch I₃ dadurch gekennzeichnet, dass zwei Durchbrüche (61,62) vorhanden sind, die den Feuerraum (4) mit den vorderen Umlenkungen (7) vom ersten zum zweiten Abgas zug (5,6) verbinden.5. Heating device according to claim I _3, characterized in that two openings (61,62) are present which connect the combustion chamber (4) with the front deflections (7) from the first to the second exhaust gas train (5,6). 90983ti/054290983ti / 0542