EP1953474B1 - Solid fuel boiler - Google Patents

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EP1953474B1
EP1953474B1 EP08001670A EP08001670A EP1953474B1 EP 1953474 B1 EP1953474 B1 EP 1953474B1 EP 08001670 A EP08001670 A EP 08001670A EP 08001670 A EP08001670 A EP 08001670A EP 1953474 B1 EP1953474 B1 EP 1953474B1
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EP
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combustion chamber
solid fuel
housing
return
flow
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EP1953474A1 (en
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Leopold Dworiankin
Stephan Middendorf
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Viessmann Werke GmbH and Co KG
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Viessmann Werke GmbH and Co KG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/22—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating
    • F24H1/24—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water mantle surrounding the combustion chamber or chambers
    • F24H1/26—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water mantle surrounding the combustion chamber or chambers the water mantle forming an integral body
    • F24H1/28—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water mantle surrounding the combustion chamber or chambers the water mantle forming an integral body including one or more furnace or fire tubes
    • F24H1/285—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water mantle surrounding the combustion chamber or chambers the water mantle forming an integral body including one or more furnace or fire tubes with the fire tubes arranged alongside the combustion chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00—Details
    • F24H9/0005—Details for water heaters
    • F24H9/0036—Dispositions against condensation of combustion products
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H2230/00—Solid fuel fired boiler
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00—Details
    • F24H9/0005—Details for water heaters
    • F24H9/001—Guiding means
    • F24H9/0015—Guiding means in water channels

Definitions

  • the invention relates to a solid fuel boiler according to the preamble of independent claim 1.
  • a solid fuel boiler of the type mentioned is according to AT 005 583 U1 known, the combustion chamber is not located in a water-bearing housing, that is, only the exhaust pipes are water cooled and provide as sibling unit the actual heat exchanger of this boiler, in a necessarily provided with, however, not shown, flow and return ports housing.
  • a completely different from the construction principle of the aforementioned solid fuel boiler solid fuel boilers is also after the AT 501 374 B1 known, to which reference is drawn for the sake of completeness.
  • a directly leading to the exhaust gas connection exhaust duct divided from the combustion chamber space which is penetrated by water-carrying heat exchange tubes.
  • baffles are incorporated in the water-conducting double jacket of the housing, which should ensure that the supply pipe for the solid fuel with the relatively cold return is washed around.
  • the invention has for its object to improve such a boiler in terms of heat yield, combined with the proviso at the same time to ensure that the solid fuel boiler with sliding boiler temperature of ⁇ 38 ° C is operable without the dew point temperature of the waste or hot gases below.
  • the invention is also based on the object to improve the return of the heat transfer medium from the return port to the outer flow zone in a boiler of this type, in particular under flow and manufacturing aspects.
  • the combustion chamber is at least partially enclosed along its vertical extension and relative to its circumference by an inner and an outer flow zone for the heat transfer medium, that the flow zones at least at one end connected to each other and through a along the Combustion wall extending partition wall are separated from each other, and that the inner flow zone with the flow connection and the outer flow zone with the return port is fluidly connected, and that the return port provided with a plurality of directed into the outer flow zone outflow, arranged at an end edge of the partition wall and tubular Return manifold is connected.
  • a partition wall is arranged, which comprises the combustion chamber at least partially with a certain distance, wherein the partition wall, the first, inner, associated with the flow connection, the combustion chamber immediately adjacent flow zone and the second, outer, now the partition wall flow zone defined, wherein at one end of the partition a return flow in the second outer flow zone directing here so-called return manifold is arranged.
  • the partition wall extends substantially over the entire height of the combustion chamber and its lower and upper end edges extend horizontally in the housing.
  • An essential feature is in addition to the direct Be Hughesung the combustion chamber wall with the inner flow zone of the heat transfer medium and the design of the return line, ie, with respect to the vertical combustion chamber wall is ensured that it is largely surrounded by the inner flow zone and separated by the partition, an outer cold zone is present, in which the cold return water through the appropriately designed and arranged return manifold specifically introduced and thus kept away from the wall of the combustion chamber. A direct loading of the combustion chamber wall with cold return is thus prevented, and also it is sufficient for the condensation and corrosion protection requirements.
  • the return manifold is arranged at the upper end of the partition and thus the return passes from above into the outer cold zone, in which the cold return flows down, there in the hot zone flows over and flows upwards in this along the combustion chamber wall.
  • the invention differs so far substantially, as the solid combustion chamber itself is surrounded in an advantageous, preferred and yet to be explained embodiment with an articulated into two flow zones water or heat carrier guide and the return flow is directed into the outer flow zone.
  • the combustion chamber, the partition, the receiving housing, and ultimately also the return manifold in horizontal section or in plan view are preferably also circular or circular arc-shaped in consideration of a uniform distribution.
  • the heating gases to the exhaust port laxative, arranged parallel to the combustion chamber heat exchanger is arranged in a water-leading extension of the housing and stands on the inflow side with the upper part of the combustion chamber in connection, in the exhaust gases in Walkergaszugrohren leading heat exchanger the Schugaszugrohre in the sense of the aforementioned AT 005 583 are arranged in two oppositely flowed through groups.
  • the heat exchanger are arranged in relation to the circular cross-section of the combustion chamber in an area of the order of one quadrant, which will be explained in more detail.
  • the solid fuel boiler consists of a water-bearing housing 1 with in FIG. 1 only indicated by dashed lines flow and return ports 2, 3 and from a below a vertically oriented in the housing 1 combustion chamber 4 arranged burner 5 with primary and secondary air supply 6, 7 (see FIG. 1 ) and with a fuel supply 8, wherein the combustion chamber 4 is connected by an outgoing hot gases leading heat exchanger 9 with an exhaust port 10.
  • the fuel supply 8 consists of a suitable pellet silo with feed device (not shown) for the pellets in the burner 5. Such devices are known and therefore require no further explanation.
  • a whole arranged under the burner 5 ash collection room 28 belongs to the whole.
  • a combustion chamber 4 receiving part 1.1 of the housing 1 is also designed to carry water and that to form a first with respect to the combustion chamber 4, internal, with the flow connection 2 in communication flow zone 12 and a second, outer flow zone 13 in the water Part 1.1 of the housing 1 is a substantially over the height H of the combustion chamber 4 extending, horizontally extending end edges 11.1, 11.2 having partition wall 11 is arranged, and that at one of the end edges 11.1, 11.2 of the partition 11 a over the length of the end edges 11.1, 11.2 extended, connected to the return port 3 return manifold 15 is arranged, the return outflow 14 is preferably directed over its entire length in the second, outer flow zone 13.
  • the partition wall 11 has therefore to be imagined as a thin shell of suitable material arranged in the intermediate space between the combustion chamber 4 and the wall 1.2 of the housing 1. Since the initiated return flow into the outer flow zone 13 takes place deliberately, the two zones 12, 13 do not require a sharp separation at their ends 12.1.
  • the proviso that the partition wall 11 comprises the combustion chamber 4 at least partially, takes on the preferred, in the Figures 2 . 3 illustrated embodiment of the solid fuel boiler consideration, namely in the laxative the exhaust gases to the exhaust port 10, parallel to the combustion chamber 4 arranged heat exchanger 9 in a water-bearing extension 1.4 (see, in particular Figures 2 . 3 ) of the housing 1 and on the inflow side with the upper part of the combustion chamber 4 is in communication.
  • the preferred embodiment also includes that the return manifold 15 at the upper end edge 11.2 (see FIGS. 1 and 4 ) of the partition wall 11 is arranged.
  • the flow-through scheme for this preferred embodiment is in FIG FIG.
  • FIG. 1 shown in dashed lines, the exhaust gases and the heat transfer medium leading, the solid fuel boiler downstream heat exchanger is a preferred embodiment. In principle, however, of course, any suitable heat exchanger into consideration, ie the invention is not limited to the illustrated embodiment
  • the partition wall 11 and the housing 1 accommodating these in the horizontal section are advantageously circular, wherein the Figures 2 . 3 also reveal the resulting circular arc shape of the return manifold 15.
  • FIGS. 1 to 3 With indicated, leading to the burner 5 fuel supply is denoted by 8, for their passage through the water-bearing interior 26 a facing 29 (see FIG. 1 ).
  • the partition wall 11 has a corresponding cutout in the pass-through area.
  • the hot gases flowing out of the combustion chamber 4 pass through a hot gas overflow opening 27 (see FIG Figures 2 . 3 ) first into the part 22.1 of an overflow chamber 22, from there into the first group 17 of Bankgaszugrohre 16, then via the second group 17.1 in the second, separated by an intermediate wall 23 part 22.2 of the overflow chamber 22 and then pull off through the exhaust port 10.
  • the first group 17 of Bankgaszugrohre 16 thus forms a discharge part 24 and the second group 17.1 a Aufströmteil 25 of the heat exchanger 9.
  • the overflow chamber 22 is located at a combustion chamber closure 30 sealed up combustion chamber 4, lapped by the heat transfer medium, in the upper part of the extension of 1.4 ,
  • the partition wall 11 and the flow zones 12, 13 receiving water-bearing.
  • the Bankgaszugrohre 16 are not only through the upper overflow 18th make a connection, of course, 19 small openings can be provided below the bent wall strip.
  • the heat exchanger 9 is included by the (housing) extension 1.4 in the housing 1, the return manifold 15 in the housing 1 and in the interior 26 via a arranged in the extension 1.4 riser 20 and a connecting line 21 connected to the extension 1.4 arranged return connection 3 (see Figures 2 and 3 ).

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Abstract

The solid fuel boiler has a water-bearing housing (1) with flow connection (3) and return connection (2). A lower burner (5) is provided with secondary air supply (6,7) and a fuel supply. The burner is oriented vertically and arranged in a combustion chamber (4) arranged in the housing. A guiding element (11) is arranged in the water-bearing housing, which partially has a combustion chamber. The guidance element stays internally connected with the flow connection.

Description

Die Erfindung betrifft einen Festbrennstoffheizkessel gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1.The invention relates to a solid fuel boiler according to the preamble of independent claim 1.

Ein Festbrennstoffheizkessel der genannten Art ist nach der AT 005 583 U1 bekannt, dessen Brennkammer nicht in einem wasserführenden Gehäuse angeordnet ist, d. h., lediglich die Abgasrohre sind wassergekühlt und stellen als nebengeordnete Einheit den eigentlichen Wärmetauscher dieses Heizkessels dar, und zwar in einem notwendigerweise mit allerdings nicht dargestellten Vor- und Rücklaufanschlüssen versehenen Gehäuse. Ein vom Bauprinzip des vorgenannten Festbrennstoffheizkessels völlig abweichender Festbrennstoffheizkessel ist außerdem nach der AT 501 374 B1 bekannt, auf die der Vollständigkeit halber hingewiesen sei. Hierbei ist mit einer Gusswand ein direkt zum Abgasanschluas führender Abgaskanal vom Brennkammerraum abgeteilt, der von wasserführenden Wärmetauschrohren durchgriffen wird. Um für eine Kühlung eines Brennstoffzufuhrrohres zu sorgen, das von der Rückseite dieses Kessels her, dessen wasserführende Rückwand durchgreifend, bis in die eigentliche Brennkammer ragt, sind im wasserführenden Doppelmantel des Gehäuses Leitbleche eingebaut, die dafür sorgen sollen, dass das Zufuhrrohr für den Festbrennstoff mit dem relativ kalten Rücklauf umspült wird.A solid fuel boiler of the type mentioned is according to AT 005 583 U1 known, the combustion chamber is not located in a water-bearing housing, that is, only the exhaust pipes are water cooled and provide as sibling unit the actual heat exchanger of this boiler, in a necessarily provided with, however, not shown, flow and return ports housing. A completely different from the construction principle of the aforementioned solid fuel boiler solid fuel boilers is also after the AT 501 374 B1 known, to which reference is drawn for the sake of completeness. Here, with a cast wall, a directly leading to the exhaust gas connection exhaust duct divided from the combustion chamber space, which is penetrated by water-carrying heat exchange tubes. In order to provide a cooling of a fuel supply pipe, which protrudes from the back of this boiler forth, the water-bearing rear wall, extends into the actual combustion chamber, baffles are incorporated in the water-conducting double jacket of the housing, which should ensure that the supply pipe for the solid fuel with the relatively cold return is washed around.

Ausgehend vom Festbrennstoftheizkessel nach der AT 005 583 U1 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen solchen Heizkessel hinsichtlich der Wärmeausbeute zu verbessern, verbunden mit der Maßgabe gleichzeitig dafür zu sorgen, dass der Festbrennstoffheizkessel mit gleitender Kesseltemperatur von < 38 °C betreibbar ist, ohne dabei die Taupunkttemperatur der Ab- bzw. Heizgase zu unterschreiten.Starting from the solid fuel boiler after the AT 005 583 U1 The invention has for its object to improve such a boiler in terms of heat yield, combined with the proviso at the same time to ensure that the solid fuel boiler with sliding boiler temperature of <38 ° C is operable without the dew point temperature of the waste or hot gases below.

Auch liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einem Heizkessel dieser Art die Rückführung des Wärmeträgermediums vom Rücklaufanschluss zur äußeren Strömungszone zu verbessern, und zwar insbesondere unter strömungs- und fertigungstechnischen Aspekten.The invention is also based on the object to improve the return of the heat transfer medium from the return port to the outer flow zone in a boiler of this type, in particular under flow and manufacturing aspects.

Diese Aufgabe ist mit einem Festbrennstoffheizkessel der eingangs genannten Art nach der Erfindung durch die im Kennzeichen des unabhängigen Patentanspruchs 1 angeführten Merkmale gelöst.This object is achieved with a solid fuel boiler of the type mentioned according to the invention by the features cited in the characterizing part of the independent patent claim 1.

Nach der Erfindung ist also vorgesehen, dass die Brennkammer längs ihrer vertikalen Erstreckung und bezogen auf ihren Umfang mindestens teilweise von einer inneren und einer äußeren Strömungszone für das Wärmeträgermedium umschlossen ist, dass die Strömungszonen mindestens an einem ihrer Enden miteinander verbunden und durch eine sich längs der Brennkammer erstreckende Trennwand voneinander getrennt sind, und dass die innere Strömungszone mit dem Vorlaufanschluss und die äußere Strömungszone mit dem Rücklaufanschluss fluidverbunden ist, und dass der Rücklaufanschluss mit einem mit mehreren in die äußere Strömungszone gerichteten Ausströmöffnungen versehen, an einem Endrand der Trennwand angeordneten und rohrförmig ausgebildeten Rücklaufverteiler verbunden ist.According to the invention, it is thus provided that the combustion chamber is at least partially enclosed along its vertical extension and relative to its circumference by an inner and an outer flow zone for the heat transfer medium, that the flow zones at least at one end connected to each other and through a along the Combustion wall extending partition wall are separated from each other, and that the inner flow zone with the flow connection and the outer flow zone with the return port is fluidly connected, and that the return port provided with a plurality of directed into the outer flow zone outflow, arranged at an end edge of the partition wall and tubular Return manifold is connected.

Nach der Erfindung ist also mit anderen worten vorgesehen, dass unter Einbezug auch der Brennkammer in einen wasserführenden Teil des Gehäuses in diesem wasserführenden Teil eine Trennwand angeordnet ist, die die Brennkammer mindestens teilweise mit einem gewissen Abstand umfasst, wobei die Trennwand die erste, innere, mit dem Vorlaufanschluss in Verbindung stehende, der Brennkammer unmittelbar benachbarte Strömungszone und die zweite, äußere, nun die Trennwand umfassende Strömungszone definiert, wobei an einem Ende der Trennwand ein die Rücklaufströmung in die zweite, äußere Strömungszone richtender hier so genannter Rücklaufverteiler angeordnet ist. Die Trennwand erstreckt sich dabei im Wesentlichen über die ganze Höhe der Brennkammer und ihre unteren und oberen Endränder erstrecken sich horizontal im Gehäuse.According to the invention, it is therefore provided in other words that, including the combustion chamber in a water-conducting part of the housing in this water-bearing part, a partition wall is arranged, which comprises the combustion chamber at least partially with a certain distance, wherein the partition wall, the first, inner, associated with the flow connection, the combustion chamber immediately adjacent flow zone and the second, outer, now the partition wall flow zone defined, wherein at one end of the partition a return flow in the second outer flow zone directing here so-called return manifold is arranged. The partition wall extends substantially over the entire height of the combustion chamber and its lower and upper end edges extend horizontally in the housing.

Wesentliches Merkmal ist dabei neben der direkten Bespülung der Brennkammerwand mit der inneren Strömungszone des Wärmeträgermediums und die Ausgestaltung der Rücklaufführung, d.h., bezüglich der vertikalen Brennkammerwand wird dafür gesorgt, dass diese weitestgehend von der inneren Strömungszone umgeben ist und, durch die Trennwand abgetrennt, eine äußere kalte Zone vorliegt, in die das kalte Rücklaufwasser durch den entsprechend ausgebildeten und angeordneten Rücklaufverteiler gezielt eingeleitet und damit von der Wand der Brennkammer ferngehalten wird. Eine Direktbeaufschlagung der Brennkammerwand mit kaltem Rücklauf ist damit unterbunden, und außerdem ist damit den Kondensations-und Korrosionsschutzerfordernissen genügt. Den natürlichen Auftriebstendenzen folgend, wird dabei eine Ausführungsform bevorzugt, bei der der Rücklaufverteiler am oberen Ende der Trennwand angeordnet ist und damit der Rücklauf von oben her in die äußere kalte Zone gelangt, in der der kalte Rücklauf nach unten strömt, dort in die heiße Zone überströmt und in dieser nach oben längs der Brennkammerwand abströmt.An essential feature is in addition to the direct Bespülung the combustion chamber wall with the inner flow zone of the heat transfer medium and the design of the return line, ie, with respect to the vertical combustion chamber wall is ensured that it is largely surrounded by the inner flow zone and separated by the partition, an outer cold zone is present, in which the cold return water through the appropriately designed and arranged return manifold specifically introduced and thus kept away from the wall of the combustion chamber. A direct loading of the combustion chamber wall with cold return is thus prevented, and also it is sufficient for the condensation and corrosion protection requirements. Following the natural buoyancy tendencies, an embodiment is preferred in which the return manifold is arranged at the upper end of the partition and thus the return passes from above into the outer cold zone, in which the cold return flows down, there in the hot zone flows over and flows upwards in this along the combustion chamber wall.

Vom Festbrennstoffheizkessel nach der AT 005 583 U1 unterscheidet sich der erfindungsgemäße insofern also ganz wesentlich, als die Festbrennkammer selbst bei einer vorteilhaften, bevorzugten und noch näher zu erläuternden Ausführungsform mit einer in zwei Strömungszonen gegliederten Wasser- bzw. Wärmeträgerführung umgeben ist und die Rücklaufeinleitung gezielt in die äußere Strömungszone erfolgt.From solid fuel boiler to the AT 005 583 U1 Thus, the invention differs so far substantially, as the solid combustion chamber itself is surrounded in an advantageous, preferred and yet to be explained embodiment with an articulated into two flow zones water or heat carrier guide and the return flow is directed into the outer flow zone.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Festbrennstoffheizkessels bestehen in Folgendem:

  • Um eine möglichst gleichmäßige Verteilung des Rücklaufes in die äußere kalte Zone zu gewährleisten, ist der Rücklaufverteiler mit mehreren, gleichmäßig über seine ganze Länge verteilten, düsenartigen Öffnungen versehen.
Further advantageous embodiments of the solid fuel boiler according to the invention consist of the following:
  • In order to ensure a uniform distribution of the return flow in the outer cold zone, the return manifold is provided with a plurality of evenly distributed over its entire length, nozzle-like openings.

Abgesehen von einer baulichen Erleichterung und auch größerer Druckstabilität der ganzen Kesselkonstruktion sind ebenfalls mit Rücksicht auf eine gleichmäßige Verteilung die Brennkammer, die Trennwand, das diese aufnehmende Gehäuse und letztlich auch der Rücklaufverteiler im Horizontalschnitt bzw. in Draufsicht vorzugsweise kreisförmig bzw. kreisbogenförmig ausgebildet.Apart from a structural relief and greater pressure stability of the entire boiler construction, the combustion chamber, the partition, the receiving housing, and ultimately also the return manifold in horizontal section or in plan view are preferably also circular or circular arc-shaped in consideration of a uniform distribution.

Ferner ist der die Heizgase zum Abgasanschluß abführende, parallel zur Brennkammer angeordnete Wärmetauscher in einer wasserführenden Erweiterung des Gehäuses angeordnet und steht dabei zuströmseitig mit dem oberen Teil der Brennkammer in Verbindung, wobei im die Abgase in Heizgaszugrohren führenden Wärmetauscher die Heizgaszugrohre im Sinne der vorerwähnten AT 005 583 in zwei entgegengesetzt durchströmbaren Gruppen angeordnet sind. Außerdem sind dabei die Heizgaszugrohre des Wärmetauschers in Bezug auf den Kreisquerschnitt der Brennkammer in einem Bereich mit der Größenordnung eines Quadranten angeordnet, was noch näher erläutert wird.Further, the heating gases to the exhaust port laxative, arranged parallel to the combustion chamber heat exchanger is arranged in a water-leading extension of the housing and stands on the inflow side with the upper part of the combustion chamber in connection, in the exhaust gases in Heizgaszugrohren leading heat exchanger the Heizgaszugrohre in the sense of the aforementioned AT 005 583 are arranged in two oppositely flowed through groups. In addition, while the Heizgaszugrohre the heat exchanger are arranged in relation to the circular cross-section of the combustion chamber in an area of the order of one quadrant, which will be explained in more detail.

Ausgehend von diesen weiterbildenden Maßgaben ist der die Trennwand und die Strömungszonen aufnehmende wasserführende Innenraum des Gehäuses gegen die den Wärmetauscher enthaltende Erweiterung des Gehäuses bis auf vorlaufseitig angeordnete Überströmöffnungen durch Wände abgetrennt, und ferner ist der Rücklaufverteiler im Gehäuse über eine in der Erweiterung angeordnete Steigleitung und eine Verbindungsleitung mit dem an der Erweiterung angeordneten Rücklaufanschluß verbunden. Dadurch erfährt der durch den Rücklaufanschluß zuströmende Rücklauf vorteilhaft bereits in diesem Bereich eine gewisse Vorwärmung und gelangt so, schon etwas vorgewärmt, via Rücklaufverteiler in die äußere Strömungszone und erst danach in die innere Strömungszone und damit an die heiße Brennkammerwand.Based on these further education requirements of the dividing wall and the flow zones receiving water-bearing interior of the housing is separated from the heat exchanger containing extension of the housing up to flow side arranged overflow through walls, and further, the return manifold in the housing via a arranged in the extension riser and a Connecting line connected to the arranged on the extension return port. As a result, the return flow flowing in through the return connection advantageously already achieves a certain degree of preheating in this area and thus, already somewhat preheated, via return distributor into the outer flow zone and only then into the inner flow zone and thus to the hot combustion chamber wall.

Abzugsseitig ist außerdem in Weiterbildung und im Gegensatz zum Gegenstand gemäß der AT 005 583 U1 dafür gesorgt, dass bei oben abgeschlossener Brennkammer für die Abgasführung aus der Brennkammer zum Abgasanschluss im Gehäuse mindestens eine heizmediumsumspülte Überströmkammer vorgesehen ist.On the deduction side is also in development and in contrast to the object according to the AT 005 583 U1 ensured that is provided at the top closed combustion chamber for the exhaust system from the combustion chamber to the exhaust port in the housing at least one heating medium flushed overflow chamber.

Der erfindungsgemäße Festbrennstoffheizkessel sowie dessen vorteilhaften Ausführungsformen gemäß der abhängigen Patentansprüche werden anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen nachfolgend näher erläutert.The solid fuel boiler according to the invention and its advantageous embodiments according to the dependent claims are explained in more detail below with reference to the drawing of exemplary embodiments.

Es zeigt

Figur 1
einen Vertikalschnitt durch den Festbrennstoffheizkessel längs Linie I-I in Figur 2;
Figur 2
einen Horizontalschnitt durch den Heizkessel längs Linie II-II in Figur 1;
Figur 3
perspektivisch eine Ansicht des Festbrennstoffheizkessels bei entfernter oberer Abdeckung;
Figur 4
ein Durchströmschema für die Heizgase und das Wärmeträgermedium bei einer bevorzugten Ausführungsform und
Figur 5
ein entsprechendes Durchströmschema bei einer etwas abgewandelten Ausführungsform.
It shows
FIG. 1
a vertical section through the solid fuel boiler along line II in FIG. 2 ;
FIG. 2
a horizontal section through the boiler along line II-II in FIG. 1 ;
FIG. 3
in perspective, a view of the solid fuel boiler with the upper cover removed;
FIG. 4
a Durchströmschema for the hot gases and the heat transfer medium in a preferred embodiment and
FIG. 5
a corresponding Durchströmschema in a slightly modified embodiment.

Der Festbrennstoffheizkessel, von dem ausgegangen ist, besteht aus einem wasserführenden Gehäuse 1 mit in Figur 1 nur gestrichelt angedeuten Vor- und Rücklaufanschlüssen 2, 3 und aus einem unter einer vertikal im Gehäuse 1 orientierten Brennkammer 4 angeordneten Brenner 5 mit Primär- und Sekundärluftzuführung 6, 7 (siehe Figur 1) und mit einer Brennstoffzuführung 8, wobei die Brennkammer 4 durch einen die abströmenden Heizgase führenden Wärmetauscher 9 mit einem Abgasanschluß 10 verbunden ist. Da der Festbrennstoffheizkessel insbesondere für die Verfeuerung von Holzpellets bestimmt ist, besteht die Brennstoffzuführung 8 aus einem geeigneten Pelletsilo mit Einspeiseinrichtung (nicht dargestellt) für die Pellets in den Brenner 5. Solche Einrichtungen sind bekannt und bedürfen insofern keiner näheren Erläuterung. Zum Ganzen gehört selbstverständlich auch ein unter dem Brenner 5 angeordneter Aschfallsammelraum 28.The solid fuel boiler, from which is assumed, consists of a water-bearing housing 1 with in FIG. 1 only indicated by dashed lines flow and return ports 2, 3 and from a below a vertically oriented in the housing 1 combustion chamber 4 arranged burner 5 with primary and secondary air supply 6, 7 (see FIG. 1 ) and with a fuel supply 8, wherein the combustion chamber 4 is connected by an outgoing hot gases leading heat exchanger 9 with an exhaust port 10. Since the solid fuel boiler is intended in particular for the combustion of wood pellets, the fuel supply 8 consists of a suitable pellet silo with feed device (not shown) for the pellets in the burner 5. Such devices are known and therefore require no further explanation. Of course, a whole arranged under the burner 5 ash collection room 28 belongs to the whole.

Für einen solchen Festbrennstoffheizkessel ist nun erfindungsgemäß und unter Verweis auf Figur 1 wesentlich, dass ein die Brennkammer 4 aufnehmender Teil 1.1 des Gehäuses 1 ebenfalls wasserführend ausgebildet ist und dass zur Ausbildung einer in Bezug auf die Brennkammer 4 ersten, inneren, mit dem Vorlaufanschluß 2 in Verbindung stehenden Strömungszone 12 und einer zweiten, äußeren Strömungszone 13 im wasserführenden Teil 1.1 des Gehäuses 1 eine sich im Wesentlichen über die Höhe H der Brennkammer 4 erstreckende, horizontal erstreckte Endränder 11.1, 11.2 aufweisende Trennwand 11 angeordnet ist, und dass an einem der Endränder 11.1, 11.2 der Trennwand 11 ein über die Länge der Endränder 11.1, 11.2 erstreckter, mit dem Rücklaufanschluss 3 verbundener Rücklaufverteiler 15 angeordnet ist, dessen Rücklaufausströmung 14 vorzugsweise über seine ganze Länge in die zweite, äußere Strömungszone 13 gerichtet ist. Die Trennwand 11 hat man sich also als eine im Zwischenraum zwischen Brennkammer 4 und der Wand 1.2 des Gehäuses 1 angeordnete, dünne Schale aus geeignetem Material vorzustellen. Da der eingeleitete Rücklauf in die äußere Strömungszone 13 gezielt erfolgt, bedürfen die beiden Zonen 12, 13 keiner scharfen Trennung an ihren Enden 12.1.For such a solid fuel boiler is now according to the invention and with reference to FIG. 1 essential that a combustion chamber 4 receiving part 1.1 of the housing 1 is also designed to carry water and that to form a first with respect to the combustion chamber 4, internal, with the flow connection 2 in communication flow zone 12 and a second, outer flow zone 13 in the water Part 1.1 of the housing 1 is a substantially over the height H of the combustion chamber 4 extending, horizontally extending end edges 11.1, 11.2 having partition wall 11 is arranged, and that at one of the end edges 11.1, 11.2 of the partition 11 a over the length of the end edges 11.1, 11.2 extended, connected to the return port 3 return manifold 15 is arranged, the return outflow 14 is preferably directed over its entire length in the second, outer flow zone 13. The partition wall 11 has therefore to be imagined as a thin shell of suitable material arranged in the intermediate space between the combustion chamber 4 and the wall 1.2 of the housing 1. Since the initiated return flow into the outer flow zone 13 takes place deliberately, the two zones 12, 13 do not require a sharp separation at their ends 12.1.

Die Maßgabe, dass die Trennwand 11 die Brennkammer 4 mindestens teilweise umfasst, nimmt auf die bevorzugte, in den Figuren 2, 3 dargestellte Ausführungsform des Festbrennstoffheizkessels Rücksicht, bei der nämlich der die Heizgase zum Abgasanschluß 10 abführende, parallel zur Brennkammer 4 angeordnete Wärmetauscher 9 in einer wasserführenden Erweiterung 1.4 (siehe insbesondere Figuren 2, 3) des Gehäuses 1 angeordnet und zuströmseitig mit dem oberen Teil der Brennkammer 4 in Verbindung steht. Zur bevorzugten Ausführungsform gehört auch, dass der Rücklaufverteiler 15 am oberen Endrand 11.2 (siehe Figuren 1 und 4) der Trennwand 11 angeordnet ist. Das Durchströmschema für diese bevorzugte Ausführungsform ist in Figur 4 dargestellt, in der die Heizgasströmung gestrichelt und die der Auftriebstendenz in der heißen Zone 12 nach oben folgende Strömung des Wärmeträgermediums (Wasser) strichpunktiert verdeutlicht ist. Gleiches gilt auch für das Durchströmschema gemäß Figur 5, das sich von dem gemäß Figur 4 nur dadurch unterscheidet, dass hierbei der Rücklaufverteiler 15 am unteren Endrand 11.1 der Trennwand 11 angeordnet ist und demgemäß die Wand der Brennkammer 4 in der heißen Zone 12 von oben nach unten beströmt wird.The proviso that the partition wall 11 comprises the combustion chamber 4 at least partially, takes on the preferred, in the Figures 2 . 3 illustrated embodiment of the solid fuel boiler consideration, namely in the laxative the exhaust gases to the exhaust port 10, parallel to the combustion chamber 4 arranged heat exchanger 9 in a water-bearing extension 1.4 (see, in particular Figures 2 . 3 ) of the housing 1 and on the inflow side with the upper part of the combustion chamber 4 is in communication. The preferred embodiment also includes that the return manifold 15 at the upper end edge 11.2 (see FIGS. 1 and 4 ) of the partition wall 11 is arranged. The flow-through scheme for this preferred embodiment is in FIG FIG. 4 shown in dashed lines the Heizgasströmung and the buoyancy tendency in the hot zone 12 upward flow of the heat transfer medium (water) is illustrated by dash-dotted lines. The same applies to the Durchströmschema according to FIG. 5 , which differ from that according to FIG. 4 only differs in that in this case the return manifold 15 is disposed at the lower end edge 11.1 of the partition wall 11 and accordingly the wall of the combustion chamber 4 is flowed in the hot zone 12 from top to bottom.

Der in Figur 1 gestrichelt dargestellte, die Abgase und das Wärmeträgermedium führende, dem Festbrennstoffheizkessel nachgeschaltete Wärmetauscher stellt eine bevorzugte Ausführungsform dar. Prinzipiell kommt aber natürlich jeder geeignete Wärmetauscher in Betracht, d. h. die Erfindung ist auf die dargestellte Ausführungsform nicht beschränktThe in FIG. 1 shown in dashed lines, the exhaust gases and the heat transfer medium leading, the solid fuel boiler downstream heat exchanger is a preferred embodiment. In principle, however, of course, any suitable heat exchanger into consideration, ie the invention is not limited to the illustrated embodiment

Die in den stark schematisierten Darstellungen der Figuren 4, 5, die ebenfalls schon auf die bevorzugte Ausführungsform Bezug nehmen, innerhalb der Brennkammer 4 gestrichelten Andeutungen von Teilen des Rücklaufverteilers 15 und der Trennwände 11 haben ihren Grund allein darin, dass sich diese Teile nicht in der Darstellungsebene befinden, d.h., von dieser nur geschnitten werden.The in the highly schematized representations of FIGS. 4, 5 , which also already refer to the preferred embodiment, within the combustion chamber 4 dashed hints of parts of the return manifold 15 and the partition walls 11 have their reason solely in the fact that these parts are not in the plane of representation, ie, are cut by this only.

Aus den einleitend genannten Gründen sind unter verweis auf die Figuren 2 und 3 die Brennkammer 4, die Trennwand 11 und das diese aufnehmende Gehäuse 1 im Horizontalschnitt vorteilhaft kreisförmig ausgebildet, wobei die Figuren 2, 3 auch die sich daraus ergebende Kreisbogenform des Rücklaufverteilers 15 erkennen lassen.For the reasons mentioned above, with reference to the Figures 2 and 3 the combustion chamber 4, the partition wall 11 and the housing 1 accommodating these in the horizontal section are advantageously circular, wherein the Figures 2 . 3 also reveal the resulting circular arc shape of the return manifold 15.

was dabei die in die äußere Strömungszone 13 gerichtete Ausströmöffnung 14 für den Rücklauf betriff, so ist diese aus mehreren, gleichmäßig über die ganze Länge des Rücklaufverteilers 15 verteilten, düsenartigen Öffnungen 14.1 gebildet, die in den Figuren 2, 3, die die bevorzugte und insoweit auch konkrete Ausführungsform des Festbrennstoffheizkessels darstellen, mit angedeutet sind.What concerns the outflow opening 14 directed into the outer flow zone 13 for the return, this is formed from a plurality of evenly distributed over the entire length of the return manifold 15, nozzle-like openings 14.1, which in the Figures 2 . 3 , which are the preferred and insofar also concrete embodiment of the solid fuel boiler, are indicated with.

Die in den Figuren 1 bis 3 mit angedeutete, zum Brenner 5 führende Brennstoffzuführung ist mit 8 bezeichnet, für deren Durchgriff durch den wasserführenden Innenraum 26 eine Verblendung 29 (siehe Figur 1) sorgt. Die Trennwand 11 weist dabei im Durchgriffsbereich einen entsprechenden Ausschnitt auf.The in the FIGS. 1 to 3 with indicated, leading to the burner 5 fuel supply is denoted by 8, for their passage through the water-bearing interior 26 a facing 29 (see FIG. 1 ). The partition wall 11 has a corresponding cutout in the pass-through area.

Für die Zuordnung eines der Brennkammer 4 nachzuschaltenden Wärmetauschers 9 ist der die Heizgase zum Abgasanschluss 10 abführende, parallel zur Brennkammer 4 angeordnete Wärmetauscher 9 in einer wasserführenden Erweiterung 1.4 des Gehäuses 1 angeordnet (siehe Figuren 2 bis 5, wobei der Wärmetauscher 9 abgas- und zuströmseitig mit dem oberen Teil der Brennkammer 4 in Verbindung steht. Dabei ist ferner vorgesehen, dass im die Abgase in Heizgaszugrohren 16 führenden Wärmetauscher 9 die Heizgaszugrohre 16 in zwei entgegengesetzt durchströmbaren Gruppen 17, 17.1 angeordnet sind. Die Heizgaszugrohre 16 des Wärmetauschers 9 nehmen dabei unter Verweis auf die Figuren 2, 3 und in Bezug auf den Kreisquerschnitt der Brennkammer 4 einen Bereich in der Größenordnung etwa eines Quadranten Q in Anspruch.For the assignment of the combustion chamber 4 nachzuschaltenden heat exchanger 9 of the hot gases to the exhaust port 10 laxative, arranged parallel to the combustion chamber 4 heat exchanger 9 is arranged in a water-conducting extension of the housing 1 1.4 (see FIGS. 2 to 5 , wherein the heat exchanger 9 is the exhaust gas and inflow side with the upper part of the combustion chamber 4 in connection. It is also envisaged that in the Exhaust gases in Heizgaszugrohren 16 leading heat exchanger 9, the Heizgaszugrohre 16 are arranged in two opposite through-flow groups 17, 17.1. The Heizgaszugrohre 16 of the heat exchanger 9 take reference to the Figures 2 . 3 and with respect to the circular cross-section of the combustion chamber 4 a range in the order of about a quadrant Q to complete.

Die aus der Brennkammer 4 aufströmenden Heizgase gelangen durch eine Heizgasüberströmöffnung 27 (siehe Figuren 2, 3) zunächst in den Teil 22.1 einer Überströmkammer 22, von da in die erste Gruppe 17 der Heizgaszugrohre 16, dann via zweiter Gruppe 17.1 in den zweiten, durch eine Zwischenwand 23 separierten Teil 22.2 der Überströmkammer 22 und ziehen dann durch den Abgasanschluss 10 ab. Die erste Gruppe 17 der Heizgaszugrohre 16 bildet also einen Abströmteil 24 und die zweite Gruppe 17.1 einen Aufströmteil 25 des Wärmetauschers 9. Die Überströmkammer 22 befindet sich bei mit einem Brennkammerverschluss 30 nach oben abgeschlossener Brennkammer 4, vom Wärmeträgermedium umspült, im oberen Bereich der Erweiterung 1.4.The hot gases flowing out of the combustion chamber 4 pass through a hot gas overflow opening 27 (see FIG Figures 2 . 3 ) first into the part 22.1 of an overflow chamber 22, from there into the first group 17 of Heizgaszugrohre 16, then via the second group 17.1 in the second, separated by an intermediate wall 23 part 22.2 of the overflow chamber 22 and then pull off through the exhaust port 10. The first group 17 of Heizgaszugrohre 16 thus forms a discharge part 24 and the second group 17.1 a Aufströmteil 25 of the heat exchanger 9. The overflow chamber 22 is located at a combustion chamber closure 30 sealed up combustion chamber 4, lapped by the heat transfer medium, in the upper part of the extension of 1.4 ,

Ferner ist der die Trennwand 11 und die Strömungszonen 12, 13 aufnehmende wasserführende. Innenraum 26 bzw. der Teil 1.1 des Gehäuses 1 gegen die den Wärmetauscher 9 mit seinen Heizgaszugrohren 16 enthaltende Erweiterung 1.4 des Gehäuses 1 bis auf vorlaufseitig, also oben im Gehäuse 1 angeordnete Überströmöffnungen 18 (siehe Figur 3) durch vertikale Wandstreifen 19 abgetrennt, bei denen es sich einfach um abgebogene Endränder der das Gehäuseteil 1.2 bildenden Gehäusewand 1.2 handelt. Um für die wasserführenden Räume, in denen sich einerseits die Brennkammer 4 und andererseits die Heizgaszugrohre 16 befinden, nicht nur durch die oberen Überströmöffnungen 18 eine Verbindung herzustellen, können natürlich auch unten an den abgebogenen Wandstreifen 19 kleine Öffnungen vorgesehen werden.Further, the partition wall 11 and the flow zones 12, 13 receiving water-bearing. Interior 26 or the part 1.1 of the housing 1 against the the heat exchanger 9 with its Heizgaszugrohren 16 containing extension 1.4 of the housing 1 except for the flow side, so above the housing 1 arranged overflow 18 (see FIG. 3 ) separated by vertical wall strips 19, which is simply bent end edges of the housing part 1.2 forming housing wall 1.2. In order for the water-bearing spaces in which on the one hand, the combustion chamber 4 and on the other hand, the Heizgaszugrohre 16 are not only through the upper overflow 18th make a connection, of course, 19 small openings can be provided below the bent wall strip.

Bei der bevorzugten Ausführungsform, bei der also der Wärmetauscher 9 durch die (Gehäuse-) Erweiterung 1.4 mit in das Gehäuse 1 einbezogen ist, ist der Rücklaufverteiler 15 im Gehäuse 1 bzw. im Innenraum 26 über eine in der Erweiterung 1.4 angeordnete steigleitung 20 und eine verbindungsleitung 21 mit dem an der Erweiterung 1.4 angeordneten Rücklaufanschluß 3 verbunden (siehe Figuren 2 und 3).In the preferred embodiment, in which therefore the heat exchanger 9 is included by the (housing) extension 1.4 in the housing 1, the return manifold 15 in the housing 1 and in the interior 26 via a arranged in the extension 1.4 riser 20 and a connecting line 21 connected to the extension 1.4 arranged return connection 3 (see Figures 2 and 3 ).

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Gehäusecasing
1.11.1
Teil des GehäusesPart of the housing
1.21.2
Gehäusewandhousing wall
1.31.3
Raumroom
1.41.4
Erweiterungextension
22
VorlaufanschlussFlow connection
33
RücklaufanschlussReturn connection
44
Brennkammercombustion chamber
4.14.1
Brennkammerwandcombustion chamber wall
55
Brennerburner
66
PrimärluftzuführungPrimary air supply
77
SekundärluftzuführungSecondary air supply
88th
Brennstoffzuführungfuel supply
99
Wärmetauscherheat exchangers
1010
Abgasanschlußexhaust port
1111
Trennwandpartition wall
11.111.1
unterer Endrandlower end edge
11.211.2
oberer Endrandupper end edge
1212
innere Strömungszoneinner flow zone
12.112.1
Ende der StrömungszoneEnd of the flow zone
1313
äußere Strömungszoneouter flow zone
13.113.1
Ende der StrömungszoneEnd of the flow zone
1414
Ausströmöffnungoutflow
14.114.1
düsenartige Öffnungnozzle-like opening
1515
RücklaufverteilerReturn manifold
1616
HeizgaszugrohreHeizgaszugrohre
17, 17.117, 17.1
Gruppen der HeizgaszugrohreGroups of Heizgaszugrohre
1818
ÜberstromöffnungenOvercurrent openings
1919
Wandstreifenwall strips
2020
Steigleitungriser
2121
Verbindungsleitungconnecting line
2222
Überströmkammeroverflow chamber
22.122.1
Teil der ÜberströmkammerPart of the overflow chamber
22.222.2
Teil der ÜberströmkammerPart of the overflow chamber
2323
Zwischenwandpartition
2424
Abströmteiloutflow part
2525
AufströmteilAufströmteil
2626
Innenrauminner space
2727
HeizgasüberströmöffnungHeizgasüberströmöffnung
2828
AschfallsammelraumAschfallsammelraum
2929
Verblendungfacing
3030
Brennkammerverschlusscombustion chamber closure
QQ
Quadrantquadrant
HH
Brennkammerhöhecombustion chamber height

Claims (8)

  1. A solid fuel heating boiler comprising a housing (1) having flow and return connections (2, 3) for a heat transfer medium, wherein a vertically oriented combustion chamber (4) for a solid fuel is arranged in the housing (1),
    wherein the combustion chamber (4) is at least partially enclosed along its vertical extension and relative to its circumference by an inner and an outer flow zone (12, 13) for the heat transfer medium,
    wherein the flow zones (12, 13) are connected to one another at least on one of their respective ends (12.1, 13.1) and are separated from one another by a separating wall (11) that extends lengthwise along the combustion chamber (4), and
    wherein the inner flow zone (12) is fluidically connected to the flow connection (2) and the external flow zone (13) is fluidically connected to the return connection (3),
    characterised in that
    the return connection (3) is connected to a tubular return manifold (15) arranged on one end edge of the separating wall (11) and is furthermore provided with a plurality of outflow openings (14) directed in the direction of the external flow zone (13).
  2. The solid fuel heating boiler as specified in claim 1,
    characterised in that
    the outflow opening (14) directed into the outer flow zone (13) is composed of a plurality of nozzle-like openings (14.1) uniformly distributed over at least one part of the entire length of the return manifold (15).
  3. The solid fuel heating boiler as specified in any one of claims 1 to 2,
    characterised in that
    the combustion chamber (4), the separating wall (11), the return manifold (15), and the housing (1) that receives these members are configured as substantially circular.
  4. The solid fuel heating boiler as specified in any one of claims 1 to 3,
    characterised in that
    the housing (1) containing the combustion chamber (4) is provided with an extension (1,4) on which is arranged the flow and return connections (2, 3) and in which is arranged a heat exchanger (9) that is composed of heating gas flues (16) connected with the combustion chamber (4).
  5. The solid fuel heating boiler as specified in claim 4,
    characterised in that
    the heating gas flues (16) of the heat exchanger (9) are arranged in relation to the circular cross-section of the combustion chamber (4) in a region having the order of magnitude of a quadrant (Q).
  6. The solid fuel heating boiler as specified in claim 4 or claim 5,
    characterised in that
    the chamber of the housing (1) that contains the the flow zones (12, 13) is separated against the extension (1.4) up to the overflow openings (18) arranged on the flow side by wall strips (19).
  7. The solid fuel heating boiler as specified in any one of claims 4 to 6,
    characterised in that
    the return manifold (15) in the housing (1) is connected by means of a rising main (20) arranged in the extension (1.4) as well as by means of a connecting line (21) to the return connection (3) arranged on the extension (1.4).
  8. The solid fuel heating boiler as specified in any one of claims 1 to 7,
    characterised in that
    at least one overflow chamber (22), which is surrounded by flowing heating medium, is arranged for the evacuation of flue gases out of the combustion chamber (4), which is closed at the top, to the flue gas connection (10) in the housing (1).
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