EP0434977B1 - Boiler - Google Patents

Abstract

Sectional boiler with two end sections (5) and at least one central section (6) with a number of burner pipes (1). With more than two burner pipes (1), a separate T-shaped central section (6) is provided, which projects with its leg into the space between two burner pipes (1). <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gliederheizkessel mit zwei Endgliedern und wenigstens einem Mittelglied, bei dem eine mit einem Brennerrohr versehene Brennerkammer in einem zwischen den Endgliedern und unterhalb des/der Mittelgliedes(er) gebildeten Raum angeordnet ist.The invention relates to a sectional heating boiler with two end links and at least one middle link, in which a burner chamber provided with a burner tube is arranged in a space formed between the end links and below the middle link (s).

Bei solchen bekannten Heizkesseln ergibt sich das Problem, daß deren Auslegung für den jeweiligen Bedarf relativ aufwendig ist, und bisher mußte für jeden Anwendungsfall separat ausgelegt und dimensioniert werden.In such known boilers, there is the problem that their design is relatively complex for the respective need, and previously it had to be designed and dimensioned separately for each application.

Ziel der Erfindung ist es, einen Heizkessel der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, bei dem auf einfache Weise eine Anpassung an die jeweiligen Verhältnisse, insbesondere im Hinblick auf Leistungserweiterung, möglich ist. Weiterhin ist eine NO_x-Reduzierung anzustreben.The aim of the invention is to propose a boiler of the type mentioned in the introduction, in which an adaptation to the respective conditions is possible in a simple manner, in particular with regard to the expansion of performance. NO _x reduction is also desirable.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß bei Leistungserweiterung mehrere Brennerrohre vorgesehen sind und daß bei mehr als zwei Brennerrohren ein gesondertes T-förmiges Mittelglied vorgesehen ist, das mit seinem Schenkel in den Raum zwischen zwei Brennerrohren ragt und bei zwischen den Wandteilen der End- und Mittelglieder angeordneten Brennerrohren das Verhältnis des Abstandes der Brennerrohre von der nächstgelegenen Wand, bezogen auf den halben Abstand zwischen diesen beiden Wandteilen, der Beziehung: $$\frac{\text{l}}{{\text{l}}_{\text{max}}}\text{= 0,3 - 0,7}$$

entspricht, wobei l den Abstand eines jeden Brennerrohres von der nächstgelegenen Wand und l_max den halben Abstand zwischen den beiden Wandteilen, zwischen denen beide Brennerrohre angeordnet sind, bedeuten und daß die Abstände zwischen zwei Brennerrohren beziehungsweise zwischen einem Paar von Brennerrohren und einem weiteren Brennerrohr den Beziehungen:
   A = 2 (l_max - 1)
   B = 2l + d $$\frac{\text{A}}{\text{B}}\text{=}\frac{{\text{l}}_{\text{max}}\text{- 1}}{\text{l +}\frac{\text{d}}{\text{2}}}$$

entsprechen, wobei A den Abstand zwischen den beiden Brennerrohren eines Paares, B den Abstand zwischen einem einzelnen Brennerrohr und dem nächstgelegenen Brennerrohr eines Paares, l den Abstand eines Brennerrohres eines Paares vom nächstgelegenen Wandteil, l_max den Mittelabstand zwischen den das einzelne Brennerohr umgebenden Wandteilen und d die Dicke des zwischen dem Paar von Brennerrohren und dem einzelnen Brennerrohr befindlichen Wandteiles bedeuten.According to the invention, this is achieved in that several burner tubes are provided when the power is expanded and that in the case of more than two burner tubes a separate T-shaped central member is provided which projects with its leg into the space between two burner tubes and between the wall parts of the end and middle members arranged burner tubes the ratio of the distance of the burner tubes from the nearest wall, based on half the distance between these two wall parts, the relationship: $$\frac{\text{l}}{{\text{l}}_{\text{Max}}}\text{= 0.3 - 0.7}$$

corresponds, where l is the distance of each burner tube from the nearest wall and l _{max is} half the distance between the two wall parts between which both burner tubes are arranged, and that the distances between two burner tubes or between a pair of burner tubes and another burner tube den Relationships:
A = 2 (l _max - 1)
B = 2l + d $$\frac{\text{A}}{\text{B}}\text{=}\frac{{\text{l}}_{\text{Max}}\text{- 1}}{\text{l +}\frac{\text{d}}{\text{2nd}}}$$

correspond, where A the distance between the two burner tubes of a pair, B the distance between a single burner tube and the closest burner tube of a pair, l the distance of a burner tube of a pair from the nearest wall part, l _max the center distance between the wall parts surrounding the individual burner tube and d mean the thickness of the wall part located between the pair of burner tubes and the individual burner tube.

Dies ermöglicht es, einen Kessel für eine vorgegebene Leistung modulartig aufzubauen und so in der Größe an die geforderte Leistung anzupassen. Dabei ist es möglich, einen erfindungsgemäßen Kessel für eine beliebige Leistung durch einfaches Verbinden der einzelnen modulartigen Teile herzustellen, womit auch der Vorteil einer einfachen Vorratshaltung der einzelnen Teile verbunden ist. Dabei ist aber stets sichergestellt, daß sich entsprechend kleine Abstände zwischen den Brennerohren und den diesen benachbarten gekühlten Wandteilen ergeben.This makes it possible to build a boiler for a given output in a modular manner and thus adapt its size to the required output. It is possible to manufacture a boiler according to the invention for any desired power by simply connecting the individual module-like parts, which also has the advantage of simply keeping the individual parts in stock. However, it is always ensured that there are correspondingly small distances between the burner tubes and the adjacent cooled wall parts.

Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß das Innere des Heizkessels relativ kühl gehalten wird, wodurch die Bildung von NO_x weitgehend unterbunden wird. Bei nur einem zwischen zwei Wandteilen angerodneten Brennerrohr gilt die Beziehung: $$\frac{\text{l}}{{\text{l}}_{\text{max}}}\text{= 1}$$

These measures ensure that the interior of the boiler is kept relatively cool, which largely prevents the formation of NO _x . With only one burner pipe eroded between two wall parts, the relationship applies: $$\frac{\text{l}}{{\text{l}}_{\text{Max}}}\text{= 1}$$

Weiter kann vorgesehen sein, daß die Brennfläche einer durch Wandteile begrenzten Kammer und der Ausströmquerschnitt des beziehungsweise der in dieser Kammer angeordneten Brennerstabes beziehungsweise Brennerstäbe der Beziehung $$\frac{{\text{F}}_{\text{B}}}{{\text{F}}_{\text{A}}}\text{= 20 bis 40}$$

genügen, wobei F_B die Brennraumfläche, die sich aus dem Produkt der Tiefe und der Breite der jeweiligen Kammer ergibt, und F_A den Gemischaustrittsquerschnitt des Brennerstabes beziehungsweise der Brennerstäbe bedeuten.It can further be provided that the focal surface of a chamber delimited by wall parts and the outflow cross-section of the burner rod or burner rods arranged in this chamber of the relationship $$\frac{{\text{F}}_{\text{B}}}{{\text{F}}_{\text{A}}}\text{= 20 to 40}$$

are sufficient, where F _{B is} the combustion chamber area, which results from the product of the depth and width of the respective chamber, and F _{A is} the mixture outlet cross section of the burner rod or the burner rods.

Durch die Einhaltung dieser Dimensionierungsrichtlinien wird eine optimale Beaufschlagung der vom Heizmedium durchströmten Wandteile sichergestellt, wodurch auch die Temperatur der Brenngase im Inneren des Kessels niedrig gehalten wird.By adhering to these dimensioning guidelines, an optimal loading of the wall parts through which the heating medium flows is ensured, which also lowers the temperature of the combustion gases inside the boiler is held.

Zur weiteren Verminderung der Temperatur der Brenngase kann vorgesehen sein, daß in der Nähe eines jeden Brennerrohres Wärmeleitstäbe angeordnet sind, die parallel zum jeweiligen Brennerrohr verlaufen.To further reduce the temperature of the fuel gases, it can be provided that heat conducting rods are arranged in the vicinity of each burner tube and run parallel to the respective burner tube.

Diese Wärmeleitstäbe leiten die Wärme in die vom Heizmedium durchströmten Wandteile ab, wobei durch die Wärmeleitstäbe die Temperatur der Flammen bereits nahe den Brennerrohren wesentlich vermindert wird.These heat conducting rods dissipate the heat into the wall parts through which the heating medium flows, the heat conducting rods substantially reducing the temperature of the flames near the burner tubes.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert.The invention will now be explained in more detail with reference to the drawing.

Dabei zeigen:

• Figur 1 schematisch einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Heizkessel,
• Figur 2 ein Schema für den modulartigen Aufbau erfindungsgemäßer Heizkessel und
• Figur 3 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Heizkessel.

Show:

• FIG. 1 schematically shows a cross section through a boiler according to the invention,
• Figure 2 is a diagram for the modular construction of boilers according to the invention and
• Figure 3 shows a longitudinal section through a boiler according to the invention.

Der erfindungsgemäße Heizkessel weist eine Bodenplatte 25 auf, auf der die durch Endglieder 5 gebildeten Seitenwände aufstehen, wobei die Endglieder 5 vom Heizmedium durchströmt sind. Die Endglieder 5 sind im Querschnitt im wesentlichen L-förmig ausgebildet, so daß diese auch einen Teil der Decke 26 der Brennerkammer bilden.The boiler according to the invention has a base plate 25 on which the side walls formed by end members 5 stand up, the end members 5 are flowed through by the heating medium. The end members 5 are essentially L-shaped in cross section, so that they also form part of the ceiling 26 of the burner chamber.

Die Brennerkammer ist mehrfach unterteilt. Dazu sind im Querschnitt im wesentlichen T-förmige Mittelglieder 6 vorgesehen, die ebenfalls vom Heizmedium 9 durchströmt sind.The burner chamber is divided several times. For this purpose, essentially T-shaped middle members 6 are provided in cross section, which are also flowed through by the heating medium 9.

Dabei sind die im wesentlichen horizontal verlaufenden Schenkel der Endglieder 5 und der Mittelglieder 6 so bemessen, daß deren vertikale Schenkel einen lichten Abstand voneinander aufweisen, der die Aufnahme eines Brennerrohres 1 in der durch die Wandteile der Endglieder 5 und der Mittelglieder 6 begrenzten Kammer 3 ermöglicht.The substantially horizontal legs of the end members 5 and the middle members 6 are dimensioned such that their vertical legs are spaced apart from one another, which allows the inclusion of a burner tube 1 in the chamber 3 delimited by the wall parts of the end members 5 and the middle members 6 .

Weiter sind noch Zwischenstücke 11 vorgesehen, die zwischen den horizontalen Schenkeln der Mittelglieder 6 oder der Endglieder 5 einsetzbar sind. In diesem Falle entsteht eine vergrößerte Kammer 3′, in der zwei zueinander parallellaufende Brennerrohre 1 angeordnet sind.Furthermore, intermediate pieces 11 are also provided, which can be inserted between the horizontal legs of the middle links 6 or the end links 5. In this case there is an enlarged chamber 3 ', in which two burner tubes 1 running parallel to one another are arranged.

In der Decke 26 sind im Bereich einer jeden Kammer 3, 3′ Rauchgaskanäle 2 angeordnet, die in den Rauchabzug 10 münden.In the ceiling 26 in the area of each chamber 3, 3 'flue gas channels 2 are arranged, which open into the smoke vent 10.

Im Bereich der Brennerrohre 1 sind zu diesen parallellaufende Wärmeleitstäbe 8 angeordnet, die einen Teil der Wärme der Flammen 4 ableiten.In the area of the burner tubes 1, parallel heat-conducting rods 8 are arranged, which dissipate part of the heat of the flames 4.

Die Anordnung der beiden Brennerrohre 1 in den Kammern 3, 3′ ist so bemessen, daß das Verhältnis des Abstandes l eines Brennerrohres 1 vom nächsten Wandteil 5, 6 zum halben lichten Abstand l_max der beiden eine vergrößerte Kammer 3′ begrenzenden Wandteilen $$\frac{\text{l}}{{\text{l}}_{\text{max}}}\text{= 0,3 bis 0,7}$$

beträgt.The arrangement of the two burner tubes 1 in the chambers 3, 3 'is dimensioned so that the ratio of the distance l of a burner tube 1 from the next wall part 5, 6 to half the clear distance l _{max of} the two an enlarged chamber 3' delimiting wall parts $$\frac{\text{l}}{{\text{l}}_{\text{Max}}}\text{= 0.3 to 0.7}$$

is.

Die Abstände der Brennerrohre 1 voneinander sind dabei so bemessen, daß der Abstand A der beiden in einer Kammer 3′ angeordneten Brennerrohre der Beziehung $${\text{A = 2 (l}}_{\text{max}}\text{- 1)}$$

entspricht und der Abstand B des einzelnen Rohres 1 von dem nächstgelegenen Rohr 1 des benachbarten Paares von Brennerrohren der Kammer 3′ der Beziehung $$\text{B = 21 + d}$$

entspricht.The distances between the burner tubes 1 are dimensioned such that the distance A of the two in a chamber 3 'arranged burner tubes of the relationship $${\text{A = 2 (l}}_{\text{Max}}\text{- 1)}$$

corresponds and the distance B of the individual tube 1 from the nearest tube 1 of the adjacent pair of burner tubes of the chamber 3 'of the relationship $$\text{B = 21 + d}$$

corresponds.

Das Verhältnis der Brennraumfläche F_B, die sich aus dem Produkt der Tiefe und der Breite des Brennraumes errechnet, zum Gemischausströmquerschnitt F_A des Brennerrohres 1 liegt bei $$\frac{{\text{F}}_{\text{B}}}{{\text{F}}_{\text{A}}}\text{= 20 bis 40}$$

wobei F_A die dem Gemisch zur Verfügung stehende Brennerrohraustrittsfläche (Gemischausströmquerschnitt) bezeichnet, welche für die einzelnen Kammern 3 und 3′ unterschiedlich groß sein kann, zum Beispiel F_A für Kammer 3′ = 2 · F_A für Kammer 3.The ratio of the combustion chamber area F _B , which is calculated from the product of the depth and the width of the combustion chamber, to the mixture outflow cross section F _{A of} the burner tube 1 is included $$\frac{{\text{F}}_{\text{B}}}{{\text{F}}_{\text{A}}}\text{= 20 to 40}$$

where F _A denotes the burner tube outlet area available for the mixture (mixture outflow cross section), which can be of different sizes for the individual chambers 3 and 3 ', for example F _A for chamber 3' = 2 · F _A for chamber 3.

Die Brennerrohre 1 werden über ein Gemischrohr 15 mit einem Gas-Luft-Gemisch versorgt, wobei die Mischung dieser beiden Komponenten im Gemischrohr 15 erfolgt. Dabei ist eine Gasdüse 16 knapp vor dem Einlaßende des Gemischrohres 15 angeordnet, wobei beim Einströmen des Gases in das Gemischrohr 15 Luft mit in das Gemischrohr 15 eingesaugt wird. Zur besseren Überzündung können die Wandteile 6 - wie Figur 3 zeigt - eine Ausnehmung 14 besitzen, in welchem die Überzündung erfolgt (ungehindertes Überspringen der Flamme vor einem Stab auf den anderen).The burner tubes 1 are supplied with a gas-air mixture via a mixture tube 15, the mixing of these two components taking place in the mixture tube 15. A gas nozzle 16 is arranged just in front of the inlet end of the mixture pipe 15, air being sucked into the mixture pipe 15 when the gas flows into the mixture pipe 15. For better ignition, the wall parts 6 - as shown in FIG. 3 - can have a recess 14 in which the ignition takes place (unhindered jumping of the flame in front of one rod onto the other).

Durch den modulartigen Aufbau des Heizkessels kann dieser leicht an die jeweils gewünschte Leistung abgepaßt werden. So läßt sich, wie auch der Figur 2 zu ersehen ist, zum Beispiel mit zwei Brennerrohren eine Leistung von zum Beispiel 11 kW erreichen und mit drei Brennerrohren eine solche von 17 kW usw.Thanks to the modular design of the boiler, it can easily be adapted to the required output. Thus, as can also be seen in FIG. 2, an output of, for example, 11 kW can be achieved with two burner tubes and, with three burner tubes, an output of 17 kW, etc.

Die Figur 2 zeigt auch deutlich, daß maximal zwei Brennerrohre 1 zwischen zwei Wandteilen 5, 6 angeordnet sind.FIG. 2 also clearly shows that a maximum of two burner tubes 1 are arranged between two wall parts 5, 6.

Claims (3)

1. A sectional heating boiler comprising two end sections and at least one intermediate section, wherein a burner chamber provided with a burner tube is disposed in a space that is disposed between the end sections and below the intermediate section(s), characterized in that a plurality of burner tubes (1) are provided for an increase of power and that in case of a provision of more than two burner tubes (1) a separate T-shaped intermediate section (6) is provided, the leg of which extends into the space between two burner tubes (1), and in case of burner tubes (1) disposed between the wall portions of the end and intermediate sections (5, 6) the ratio of the distance from the burner tubes (1) to the nearest wall to one-half of the distance between said two wall portions complies with the relationship $$\frac{\text{l}}{{\text{l}}_{\text{max}}}\text{= 0.3 to 0.7}$$

   

   wherein l is the distance from each burner tube (1) to the nearest wall and l_max is one-half of the distance between the two wall portions between which the two burner tubes (1) are disposed, and the distances between two burner tubes (1) and/or between a pair of burner tubes and a further burner tube (1) comply with the relationships
      A = 2 (l_max - 1)
      B = 2 l + d $$\frac{\text{A}}{\text{B}}\text{=}\frac{{\text{l}}_{\text{max}}\text{- 1}}{\text{1 +}\frac{\text{d}}{\text{2}}}$$

   

   wherein A is the distance between the two burner tubes of a pair, B is the distance between a single burner tube (1) and the nearest burner tube of a pair, l is the distance of one burner tube of a pair from the nearest wall portion, l_max is the center spacing of the wall portions surrounding the single burner tube (1) and d is the thickness of the wall portion that is disposed between the pair of burner tubes and the single burner tube (1).
2. A sectional heating boiler according to claim 1, characterized in that the combustion area of a chamber (3, 3′) defined by wall portions (5, 6) and the exit cross-section of the burner rod (1) or burner rods disposed in said chamber complies with the relationship $$\frac{{\text{F}}_{\text{B}}}{{\text{F}}_{\text{A}}}\text{= 20 to 40}$$

   

   wherein F_B is the combustion chamber area determined as the product of the depth and width of the chamber (3, 3′) concerned and F_A is the mixture exit flow area of the burner tube (1) or burner tubes.
3. A sectional heating boiler according to any of either the preceding claims, characterized in that heat-conducting rods (8) are disposed near each burner tube (1) and are parallel to said burner tube (1).

Images