DE3822774A1 - Brennerbeheizter gliederkessel - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen brennerbeheizten Gliederkessel mit einem den wasserführenden Teilen benachbarten Stabbrenner, der im zentralen Bereich des ringsum von wasserführenden Kesselgliedern im wesentlich konzentrisch umschlossenen Brennraumes angeordnet ist, wobei diese Kesselglieder an ihrer dem Brennraum zugewendeten Innenseite einwärts gegen dessen zentralen Bereich radial abstehende Rippen tragen.

Aus der DE-A 33 04 455 ist ein Gliederkessel bekanntgeworden, der einen zentralen, allseits von wasserführenden Teilen umgebenen Brennraum besitzt, in den ein Gebläsebrenner eine Flamme einbläst.

Aus der DE-A 34 18 921 ist ein Kessel bekanntgeworden, der ein Innenrippenrohr aufweist.

Schließlich ist aus der DE-A 24 14 607 ein Strahlungsbrenner be­ kanntgeworden, der eine Dichtungsabdeckung aus undurchlässigem Feuerfestwerkstoff und eine Brennerkammer aufweist, deren Wandung gleichfalls aus feuerfestem Werkstoff ausgebildet ist.

Weiterhin ist aus der DE-A 35 04 601 ein Strahlungsbrenner bekannt, bei dem das Verbrennungselement von einem zylindrischen Sieb umgeben ist, das aus gewebtem Keramikfasermaterial besteht.

Die DE-A 25 01 333 zeigt schließlich einen Gasbrenner für einen Lufterhitzer mit einem sternförmig gefalteten Brennerkopf, an dessen Ende erst die eigentlichen Flammen entstehen, so daß es sich hier nicht um einen Strahlungsbrenner handelt.

Vorliegender Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gliederkessel der eingangs bezeichneten Gattung derart mit einem Strahlungsbrenner auszustatten, daß sich daraus ein besonders guter Wärmeübergang zwischen dem Stabbrenner und den Kesselgliedern ergibt. Außerdem soll durch die Anordnung des Stabbrenners eine möglichst vollkommene Verbrennung und eine dadurch bewirkte Verringerung des Schadstoffanteiles in den Verbrennungsgasen erzielt werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die radial gegen den zentralen Bereich des Brennraumes abstehen­ den Rippen der Kesselglieder die Brennerplatte eines als Strahlungsbrenner ausgebildeten Brennerstabes in Kreisbogen­ abschnitte gliedern.

Mit dieser erfindungsgemäßen Anordnung gelingt es, einen an sich bekannten Strahlungsbrenner in einen Gliederkessel voll zu integrieren und durch die Anpassung des Brenners an die Kesselglieder eine besonders weitgehende Verringerung der Schadstoffemission herbeizuführen, ohne jedoch den Wärmeübergang zwischen den Brennerflammen und den Kesselgliedern dadurch zu beeinträchtigen.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist der Stabbrenner als ein Strahlungsbrenner ausgebildet, der radial ausragende Rippen trägt, die jeweils paarweise eine mit einem Brennstoff-Luft-Gemisch beschickbare Brennerkammer begrenzen und eine diese Brennerkammer gegen den Brennraum abschließende, von Gemischaustrittsöffnungen durchsetzte Brennerplatte tragen, und die Rippen des Stabbrenners ragen zwischen die einwärtsragenden Rippen der Kesselglieder aus und die Brennerplatte ist im Abstand von den Scheiteln dieser Rippen angeordnet.

Als Träger der Rippen des Stabbrenners kann vorteilhafterweise ein wasserführendes Rohr dienen, das den Bereich der Brenner­ platten kühlt und dadurch die Schadstoffemission, insbesondere eine weitgehende Verringerung des Stickoxydanteiles, erzielt Außerdem ergibt sich damit ein besonders guter Wärmeübergang zwischen den in den Strahlungsbereich einragenden Rippen des Stabbrenners und dem wasserführenden Rohr.

Nach einer anderen, gleichfalls sehr vorteilhaften Ausführungs­ form des Erfindungsgegenstandes kann der Stabbrenner als ein Strahlungsbrenner mit einer einen ein Brennstoff-Luft-Gemisch führenden Hohlraum umschließenden zylindrischen Wandung aus­ gebildet sein, die z.B. aus Wabenkeramik, besteht. Dabei ergibt sich der Vorteil, daß ein solcher Strahlungsbrenner infolge seiner Wabenstruktur sehr stabil und infolgedessen gut handhabbar ist.

Ein solcher Strahlungsbrenner kann aber auch aus anderem gasdurchlässigen Material, wie keramischer Wolle, Stahlwolle od.dg1. besteht, das durch einen metallischen, z.B. gitter- oder netzförmigen Träger in Form gehalten wird.

Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in den Zeichnungen veranschaulicht, an Hand derer weitere Erfindungs­ merkmale nachstehend erläutert sind.

Im einzelnen zeigen

Fig. 1 einen Teilquerschnitt durch einen Gliederkessel,

Fig. 2 einen Teilquerschnitt durch eine Variante hinsichtlich der Ausbildung des Stabbrenners.

Gemäß der Ausführungsform nach Fig. 1 schließen die wasserführen­ den Kesselglieder 1 des Gliederkessels konzentrisch einen Brennraum 2 ein, in dessen Zentrum sich der Stabbrenner 3 befindet.

Jedes in bezug zur Achse dieses Stabbrenners 3 konzentrisch gestaltete und angeordnete Kesselglied 1 trägt an seiner diesem Stabbrenner 3 zugewendeten Innenseite einwärts gegen den zentralen Bereich des Brennraumes 2 radial abstehende Rippen 4, die den Brennraum 2 in Bogenabschnitte unterteilen und gliedern.

Der vorzugsweise aus Metall gefertigte Stabbrenner 3 selbst, der aus einem Stück oder aus mehreren zu beliebig variabler längs zusammenfügbaren Einzelstücken bestehen kann, trägt radial nach außen ragende Rippen 5, die zusätzlich dazu bei­ tragen, den Brennraum 2 zu gliedern, indem sie - über nicht dargestellte Gemischzufuhrleitungen mit einem Brennstoff-Luft- Gemisch beschickbare - Brennerkammern 6 seitlich begrenzen und jeweils paarweise auch diese Brennerkammern 6 gegen den Brennraum 2 begrenzende, von Gemischaustrittsöffnungen durch­ setzte Brennerplatten 7 tragen, die den Strahlungsbereich des Stabbrenners 3 definieren.

Die Rippen 5 dieses Stabbrenners 3 ragen zwischen die einwärts ragenden Rippen 4 der Kesselglieder 1 aus und die Brennerplatten 7 sind jeweils in einem Abstand von den Scheiteln der Rippen 4 angeordnet. Auf diese Weise wird die im Brennraum 2 auftretende Strahlungswärme weitestgehend von den ineinandergreifenden Rippen 4 und 5 übernommen und an die wasserführenden Kesselglieder 1 übertragen.

Um diese Strahlungswärme noch weitergehend zu verwerten, kann als Träger der Rippen 5 des Stabbrenners 3 ein wasserführendes Rohr 8 dienen, dessen Inhalt der Kühlung der Brennerkammern 6 dient und dadurch zur Verringerung der thermisch verursachten Schadstoffemission, insbesondere der Stickoxydemission, beiträgt.

Die Kesselglieder 1 sind mittels Befestigungsnippeln 9 mit­ einander verbunden, die Wasserführung ist mit 10 bezeichnet.

Der Abstand x der Brennerplatten 7 von der Innenseite der Kesselglieder 1 ist variabel. Durch eine zielstrebige Bemessung dieses Abstandes x kann der Wärmetausch sehr feinfühlig beein­ flußt und optimiert werden. Vergrößert man diesen Abstand x so weit, daß die Ausbrandhöhe erreicht wird, können die Brenner­ platten 7 aus Edelstahl bestehen und mit einem üblichen einge­ stanzten Schlitzbild versehen sein.

Bei der Ausführungsform des Stabbrenners 2 nach Fig. 2 besteht dieser als Strahlungsbrenner aus einem mit dem Brennstoff-Luft- Gemisch über eine nicht dargestelle Zufuhrleitung beschickbaren Rohr, dessen gasdurchlässige Wandung 11 z.B. aus porösem, keramischem Material, aus einem Faservlies aus hitzebeständigen Fasern, Stahlwolle oder auch aus einer Kombination dieser Materialien hergestellt sein kann und den gemischführenden Hohlraum 12 als Brennerplatte 7 eines Strahlungsbrenners umschließt.

Besteht diese Wandung 11 aus einem allein nicht formbeständigen Material , kann sie durch einen metallischen Träger, z.B. ein Drahtgitter, in Form gehalten sein.

Die Wärmestrahlung eines solchen Strahlungsbrenners erfolgt weitgehend flächig und der Wärmetausch mit den Rippen 4 der Kesselglieder 1 , die in den Strahlungsbereich des Stabbrenners 3 einragen, erfolgt demnach sehr intensiv.

Man kann bei dieser Ausführungsform die Rippen 4 der Kessel­ glieder 1 bis zum Umfang des Stabbrenners 3 erstrecken oder auch mit einem Abstand vorher enden lassen. In beiden Fällen wird durch diese Rippen 4 die erfindungsgemäß angestrebte Gliederung des Strahlungsbereiches mit Erfolg erzielt.

Claims (4)

1. Brennerbeheizter Gliederkessel mit einem den wasserführenden Teilen benachbarten Stabbrenner, der im zentralen Bereich des ringsum von wasserführenden Kesselgliedern im wesentlichen konzentrisch umschlossenen Brennraumes angeordnet ist, wobei diese Kesselglieder an ihrer dem Brennraum zugewendeten Innen­ seite einwärts gegen dessen zentralen Bereich radial abstehende Rippen tragen, dadurch gekennzeichnet, daß die radial gegen den zentralen Bereich des Brennraumes (2) abstehenden Rippen (4) der Kesselglieder (1) die Brennerplatte (7) eines als Strahlungs­ brenner ausgebildeten Brennerstabes (3) in Bogenabschnitte gliedern.

2. Gliederkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stabbrenner (3) radial ausragende Rippen (5) trägt, die paarweise jeweils eine mit einem Brennstoff-Luft-Gemisch beschickbare Brennerkammer (6) begrenzen und eine diese Brenner­ kammer (6) gegen den Brennraum (2) abschließende, von Gemisch­ austrittsöffnungen durchsetzte Brennerplatte (7) tragen, und daß die Rippen (5) des Stabbrenners (3) zwischen die einwärts­ ragenden Rippen (4) der Kesselglieder (2) ausragen und die Brennerplatte (7) im Abstand von den Scheiteln dieser Rippen (4) angeordnet ist (Fig. 1).

3. Gliederkessel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Träger der Rippen (5) des Stabbrenners (3) ein wasser­ führendes Rohr (8) dient (Fig. 1).

4. Gliederkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stabbrenner (3) als ein Strahlungsbrenner mit einer einen ein Brennstoff-Luft-Gemisch führenden Hohlraum (8) umschließenden, von Gemischaustrittsöffnungen durchsetzten und die Brennerplatte (7) bildenden Wandung (11) ausgebildet ist (Fig. 2).