DE4032243A1 - Sectional boiler for atmospheric gas burner - has cooling water arms with vertical ribs projecting up into flame areas - Google Patents

Abstract

The sectional boiler for atmospheric gas burner has vertical sections which act as a flame cooler with their water conducting arms (5) which run horizontally. Above the water arms is a re burning chamber (2). The water arms run below and parallel with the burner bars (7), and have vertical cooling ribs (16) attached to them which extend into the flame areas. The cooling ribs have horizontal or vertical transverse ribs (17) and have slots over their whole length. ADVANTAGE - Reduces formation of noxious gases and allows carbon monoxide to be reburnt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Gliederheizkessel nach dem Oberbegriff des Patent­ anspruches 1.The invention relates to a sectional boiler according to the preamble of the patent claim 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.A sectional boiler of this type, in which the vertical boiler sections with their water-carrying parts serve to cool the flame to reduce the formation of NO _x , can be found in DE 37 05 230 C2. The water-carrying parts are tongues on the boiler sections that protrude into the combustion chamber and have external cooling fins. Breakthroughs in the tongues serve to equalize pressure and temperature between adjacent fireboxes.

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.DE 36 42 102 C2 it can already be seen that the vertical Boiler sections with their water-carrying parts down to the area under the burners bars are enough. In this case, too, the flame is cooled using cooling fins.

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.It has been found that with such tongue-like or pocket-like cooling elements optimal results cannot be achieved. Burning out the flames namely takes place in separate, vertical shafts. A mix and match there is no real afterburning of the resulting CO.

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.The aim is to create a possibility of reducing the formation of NO _x by the cooling effect of the water-carrying parts of the boiler sections and without hindering the CO burnout.

Der erfindungsgemäße Gliederheizkessel besitzt das im Kennzeichen des Patent­ anspruches 1 genannte Merkmal. The sectional boiler according to the invention has this in the characterizing part of the patent Claim 1 called feature.  

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.The water-carrying parts of the middle links do not have the shape of water pockets, which may be broken. Rather, it is poor in water than parts of the boiler sections. A sufficiently dimensioned post-combustion chamber is formed above the water arms. The direct or indirect cooling effect of the water arms ensures a significant reduction in combustion temperatures and thus a reduction in NO _x formation. In the afterburning combustion chamber, the combustion is completed with the afterburning of the CO that is initially created.

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.DE-CM 71 33 340 shows a sectional boiler in which water arms offset below the burner rods in their axial direction. These water arms are used for cooling the floor, but not yet for a flame cooling. Cooling fins on these lower arms are according to a special the characteristics of the invention pulled up into the flame area. Consequently there is indirect cooling from the lower water arms. horizontal and vertical cross ribs can further increase the cooling effect.

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.Slots should be left in the cooling fins serve as expansion gaps. Openings at the height of the burner rods are used an ignition from one staff to another.

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.Flame cooling can be added to other arms at the top of the cooling fins additionally improve. There is a combination effect between the lower ones and the upper arms and the interposed cooling fins.

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.Low water levels only in the area above the burner tubes can already achieve the strive to bring success. In this case, the water arms can burn shields against direct exposure to the flames. The decisive factor is the fact that there is sufficient water above the water arms Afterburning firebox is available for complete burnout.

Die beigefügte Zeichnung stellt Ausführungsbeispiele der Erfindung dar. Es zeigt:The accompanying drawing shows exemplary embodiments of the invention. It shows:

Fig. 1 Einen vertikalen Schnitt durch den Heizkessel, Fig. 1 is a vertical section through the boiler,

Fig. 2 Schnitt A-A aus Fig. 1, Fig. 2 section AA of Fig. 1,

Fig. 3 Ein vergrößertes Detail aus Fig. 1 und Fig. 3 An enlarged detail from Fig. 1 and

Fig. 4 und 5 Alternativen zu Fig. 3. FIGS. 4 and 5 alternatives to 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.The boiler consists of individual boiler sections 1 , which include a combustion chamber 2 and vertical heating gas flues 3 . The water-side connection is made at hubs 4 . Lower water arms 5 serve to cool the floor. The combustion air passes through lower openings 6 to the fuel rods 7 , which are connected to a common gas pipe 8 . Sealing strips 9 limit the heating gas trains 3 . At the end, the combustion chamber 2 is closed at the end members with covers 10 , this function also being able to be performed by the water spaces of the end members. Nubs 11 on the heat exchanger surfaces increase the heat transfer. The exhaust manifold 12 is followed by a flow safety device 13 and the exhaust pipe 14 . The kettle rests on feet 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. According to Fig. 3 and 4 seated cooling fins 16 on the lower arms 5 water. These protrude into the flame area. As indicated in Fig. 3, the cooling fins can also be formed as a special design of the water arms. Cross ribs 17 increase the cooling effect without impairing the combustion and thereby reduce the NO _x formation. Slots 18 or openings in the cooling fins 16 allow expansion compensation and over-ignition. According to Fig. 4 of the cooling fins 16 are more water arms 5 'angeord net at the vertices. They are used for additional cooling, with an after-combustion combustion chamber 2 being present above.

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.Referring to FIG. 5 are located only on the upper level of water arms 5 ', the screens by flame 19, cooled by radiation to the water arms 5, and därluft by the seconding, are shielded from direct admission by the flame or can be. Vertical ribs 20 lead to cooling of the boiler foundation to lower, horizontal ribs 21 , which can also be designed as a floor frame.

Claims (9)

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.1. sectional boiler for atmospheric gas burners with vertical boiler sections, which serve with their water-carrying parts of a flame cooling, characterized in that the water-carrying parts are designed as horizontal water arms ( 5 , 5 ') and that a Nachver combustion chamber ( 2 ) is arranged above the water arms is. 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.2. sectional boiler according to claim 1, characterized in that the water arms ( 5 ) offset below and in the axial direction of the fuel rods ( 7 ) and that vertical cooling fins ( 16 ) are arranged on them, which protrude into the flame area. 3. Gliederheizkessel nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrippen (16) horizontale und/oder vertikale Querrippen (17) besitzen.3. sectional boiler according to claims 1 and 2, characterized in that the cooling ribs ( 16 ) have horizontal and / or vertical transverse ribs ( 17 ). 4. Gliederheizkessel nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrippen (16) über ihre Länge verteilt Schlitze (18) bzw. eine Überzündöffnung besitzen.4. A sectional boiler according to claims 1 and 2, characterized in that the cooling fins ( 16 ) have slots ( 18 ) distributed over their length or an ignition opening. 5. Gliederheizkessel nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrippen (16) an ihren Scheiteln mit weiteren Wasserarmen (5′) verbunden sind.5. sectional boiler according to claims 1 and 2, characterized in that the cooling fins ( 16 ) are connected at their apexes with further water arms ( 5 '). 6. Gliederheizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Wasserarme (5′) versetzt oberhalb der Brennerstäbe (7) in deren Achsrichtung verlaufen. 6. sectional boiler according to claim 1, characterized in that water arms ( 5 ') offset above the burner rods ( 7 ) in their axial direction. 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.7. sectional boiler according to claim 6, characterized in that the above the burner rods ( 7 ) arranged water arms ( 5 ') are shielded by flame shields ( 19 ) against direct exposure to the flames. 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.8. sectional boiler according to claim 6, characterized in that the above the burner rods ( 7 ) arranged water arms ( 5 ) by vertical ribs ( 20 ) with lower, horizontal ribs or a bottom frame ( 21 ) are connected. 9. Gliederheizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserarme (5, 5′) mit vertikalen, wasserführenden Teilen kühlend auf die Flammen einwirken.9. sectional boiler according to claim 1, characterized in that the water arms ( 5 , 5 ') act with vertical, water-carrying parts cooling on the flames.