Atmosphärischer Gaskessel

Abstract

 Ein atmosphärischer Gaskessel weist zwei senkrecht angeordnete Endglie­der (1,2) und wenigstens ein dazwischen angeordnetes Mittelglied (3) sowie im unteren Teil des Gaskessels angeordnete Brennerlanzen (18,19) auf. Die vom Heizwasser durchströmten Glieder des Kessels weisen einen Feuerraum (7,8) sowie daran anschließende Nachschaltheizflächen (9,10) auf. Um die bei der Verbrennung entstehenden NOX-Mengen zu senken, soll das Mittelglied (3) eine bis in den Feuerraum (7,8) ragende, vom Heiz­wasser durchströmte Zunge (12) aufweisen und soll die Zunge (12) außen­seitig Kühlrippen (14) besitzen, die sich in die benachbarten Feuer­räume (7,8) erstrecken.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen atmosphärischen Gaskessel mit zwei senk­recht angeordneten Endgliedern und wenigstens einem dazwischen angeord­neten Mittelglied sowie im unteren Teil des Gaskessels angeordneten Brennerlanzen, wobei die vom Heizwasser durchströmten Glieder des Kes­sels einen Feuerraum sowie daran anschließende Nachschaltheizflächen aufweisen.

[0002] Derartige Gaskessel werden hauptsächlich als Zentralheizungskessel ein­gesetzt. Bei atmosphärischen Gaskesseln fehlt ein Gebläse. Dafür besitzt der Feuerraum eine Öffnung für den Eintritt von Sekundärluft, während Primärluft durch ein Mischrohr des Brenners bzw. der Brennerlanzen an­gesaugt wird.

[0003] Bei einem atmosphärischen Gaskessel der eingangs beschriebenen Gattung erstreckt sich das Mittelglied bzw. erstrecken sich die Mittelglieder lediglich im Bereich der Nachschaltheizflächen und enden oberhalb des Feuerraums. Dadurch können im Feuerraum verhältnismäßig hohe Flammen- bzw. Abgastemperaturen entstehen, wodurch die Bildung von NOX gefördert wird.

[0004] Aufgabe der Erfindung ist es, die Menge des bei der Verbrennung ent­stehenden NOX zu senken.

[0005] Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Mittelglied eine bis in den Feuerraum ragende, vom Heizwasser durchströmte Zunge aufweist und daß die Zunge außenseitig Kühlrippen besitzt, die sich in die benachbarten Feuerräume erstrecken.

[0006] Damit wird erreicht, daß bereits im Feuerraum bzw. in den von der Zunge oder von den Zungen gebildeten Feuerräumen der Wärmeübergang an das Heizwasser beginnt. Dementsprechend liegen die Verbrennungstemperaturen und auch die Abgastemperaturen in einem Bereich, in dem eine erhebliche Bildung von NOX nicht eintritt.

[0007] Jede Zunge eines Mittelgliedes sollte wenigstens einen die benachbarten Feuerräume verbindenden Durchbruch aufweisen, um einen Druck- und/oder Temperaturausgleich zwischen benachbarten Feuerräumen zu ermöglichen.

[0008] Zweckmäßig sind im Bodenbereich zwischen den benachbarten Gliedern Luft­eintrittsöffnungen (für Sekundärluft) gebildet, in deren Bereich die Brennerlanzen angeordnet sind. Dann kann nämlich die im Feuerraum oder in den Feuerräumen erzeugte Wärmeenergie weitgehend und verlustfrei an das Heizwasser in den Kesselgliedern übertragen werden.

[0009] Strahlungsverluste aus dem Feuerraum lassen sich insbesondere dann ver­meiden, wenn die Projektionsfläche einer bzw. mehrere nebeneinanderlie­gender Brennerlanzen in einer Projektion auf die Lufteintrittsöffnung gleich oder größer ist als die Fläche der Lufteintrittsöffnung.

[0010] Ferner kann die von den Brennerlanzen selbst abgegebene Wärmestrahlung dann genutzt werden, wenn die Brennerlanzen über ihre Höhe wenigstens teilweise zwischen Wandungen der wasserführenden Hohlräume der Glieder angeordnet sind, wobei der Abstand dieser Wandungen von einer Brenner­lanze kleiner ist als die gesamte Breite oder der gesamte Durchmesser der betreffenden Brennerlanze bzw. Brennerlanzen. Dazu ist es vorteil­haft, wenn die Wandungen der wasserführenden Hohlräume im Bereich der Brennerlanzen deren Kontur folgen. Gleichzeitig damit wird auch erreicht, daß die durch die Lufteintrittsöffnungen zugeführte Senkundärluft ge­zielt den von jeder Brennerlanze ausgehenden Flammen zugeführt wird. Die Brennerlanzen können seitlich in den Kessel eingeführt sein. Die Entstehung geringer NOX-Mengen wird noch gefördert, wenn in die Feuerräume Eintrittsöffnungen für Verbrennungsluft münden.

[0011] Im folgenden wird ein in der Zeichnung dargestelltes Ausführungsbei­spiel der Erfindung erläutert; es zeigen:

Fig. 1 schematisch einen Vertikalschnitt durch einen atmosphärischen Gaskessel,

Fig. 2 einen Horizontalschnitt in Richtung II-II durch den Gegenstand nach Figur 1.

[0012] Der in der Zeichnung dargestellte atmosphärische Gaskessel besteht in seinem grundsätzlichen Aufbau aus zwei Endgliedern 1, 2 und wenigstens einem zwischen diesen angeordneten Mittelglied 3. Dargestellt ist nur ein Mittelglied 3. Es können auch mehrere gleichartige Mittelglieder zwischen den beiden Endgliedern angeordnet sein.

[0013] Die Endglieder 1, 2 und das Mittelglied 3 weisen durchgehend wasser­führend Hohlräume 4 auf, denen das Heizwasser über einen Zulauf 5 zu­geführt wird. Der Zulauf 5 befindet sich am Endglied 1. Über Verbin­dungshülsen 26 gelangt das Heizwasser auch in die Hohlräume 4 des benach­barten Mittelgliedes 3 und gegebenenfalls weiterer Mittelglieder sowie in den Hohlraum 4 des anderen Endgliedes 2. Das erwärmte Heizwasser wird über einen nicht dargestellten Ablauf aus dem Gaskessel abgeführt.

[0014] Die Glieder 1, 2, 3 des Gaskessels werden mit Ankern 6 in üblicher Weise zusammengehalten. Die Stoßflächen zwischen den einzelnen Gliedern 1, 2, 3 sind in bekannter Weise abgedichtet.

[0015] Wie man insbesondere aus Figur 1 entnimmt, sind die Glieder 1, 2, 3 des Gaskessels über ihre gesamte Höhe hohl ausgebildet. Sie definieren in ihrem unteren Bereich Feuerräume 7, 8 und daran anschließende obere Nachschaltheizflächen 9, 10, die flächige Kühlrippen 11 aufweisen. Die Kühlrippen können auch als Nadelrippen ausgebildet sein.

[0016] Das Mittelglied 3 besitzt eine wasserführende Zunge 12, die sich bis in den Bereich der Verbrennungszone erstreckt und die beiden benach­barten Feuerräume 7, 8 begrenzt. Im Bereich der Feuerräume 7, 8 besitzt die Zunge 12 wenigstens einen Durchbruch 13, um einen Druck- und Tempe­raturausgleich zwischen den beiden Feuerräumen 7, 8 zu ermöglichen. Am unteren Ende der Zunge 12 sind Kühlrippen 14 vorgesehen, die sich in die benachbarten Feuerräume 7, 8 erstrecken. Entsprechende Kühlrip­pen 15 gehen auch von den die Feuerräume 7 bzw. 8 begrenzenden Wandun­gen der Endglieder 1 und 2 aus. Die Kühlrippen 14 und 15 sind ebenfalls als flächige Rippen ausgebildet.

[0017] Die Hohlräume 4 der Glieder 1, 2, 3 erstrecken sich, wie dargestellt, bis in den Bodenbereich des Gaskessels. Dort, nämlich im Bodenbereich, sind zwischen benachbarten Gliedern 1, 2, 3 nach unten offene Luftein­trittsöffnungen 16, 17 gebildet, in denen Brennerlanzen 18, 19 angeord­net sind, die durch nicht dargestellte seitliche Öffnungen des Gaskessels eingeschoben sind. Bei der dargestellten Ausführung ist im Bereich je­der Lufteintrittsöffnung 16 bzw. 17 nur eine Brennerlanze 18 bzw. 19 dargestellt. Statt einer Brennerlanze können auch mehrere Brennerlan­zen nebeneinander angeordnet sein. Jede Brennerlanze 18 bzw. 19 erstreckt sich im wesentlichen über die gesamte Breite des ihr zugeordneten Feuer­raums 7 bzw. 8.

[0018] Jede Lufteintrittsöffnung 16 bzw. 17 wird von zungenartigen Abschnitten 20, 21 der Endglieder 1 oder 2 und des Mittelgliedes 3 begrenzt. Die den Brennerlanzen 18, 19 zugewandten Wandungen dieser Abschnitte 20, 21 sind verhältnismäßig dicht an die Brennerlanzen 18, 19 herangeführt und folgen der Kontur der zylindrischen Brennerlanzen 18, 19 in einigem Abstand. Durch diese Ausbildung wird einerseits erreicht, daß eine Wär­meabstrahlung aus den Feuerräumen 7, 8 durch die Lufteintrittsöffnun­gen 16, 17 vermieden wird. Andererseits wird erreicht, daß die von den Brennerlanzen 18, 19 abgegebene Wärmestrahlung von den zungenartigen Abschnitten 20, 21 aufgefangen und damit zur Erwärmung des Heizwassers nutzbar gemacht wird. Schließlich wird auch die Sekundärluft gezielt der Verbrennung im angedeuteten Flammenbereich 22 zugeführt. Über die Kühlrippen 14, 15 und die sich bis zwischen die Feuerräume 7, 8 er­ streckende Zunge 12 wird im Bereich der Feuerräume 7, 8 bereits soviel Wärme an das Heizwasser abgeführt, daß die sich in den Feuerräumen 7, 8 einstellenden Verbrennungstemperaturen in einem für die Bildung nen­nenswerter NOX-Mengen unkritischen Bereich verbleiben. Die heißen Ab­gase strömen aus den Feuerräumen 7, 8 in Richtung des Pfeils 23 an den anschließenden Nachschaltheizflächen 9 bzw. 10 vorbei und verlassen den Gaskessel durch einen nicht dargestellten Auslaß.

[0019] In die Feuerräume 7, 8 münden Eintrittsöffnungen für Verbrennungsluft, z.B. in Form von durch die Endglieder 1, 2 nach außen geführten Kanä­len, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind. Das ermöglicht eine Nachverbrennung in den Feuerräumen, die zu einer weiteren Verminderung des NOX-Gehaltes im Abgas führt.

BEZUGSZEICHENLISTE

[0020] 

1 Endglied

2 Endglied

3 Mittelglied

4 Hohlraum

5 Zulauf

6 Anker

7 Feuerraum

8 Feuerraum

9 Nachschaltheizfläche

10 Nachschaltheizfläche

11 Kühlrippen

12 Zunge

13 Durchbruch

14 Kühlrippen

15 Kühlrippen

16 Lufteintrittsöffnung

17 Lufteintrittsöffnung

18 Brennerlanze

19 Brennerlanze

20 Abschnitt

21 Abschnitt

22 Flammenbereich

23 Pfeil

26 Verbindungshülsen

Ansprüche

1. Atmosphärischer Gaskessel mit zwei senkrecht angeordneten Endglie­dern und wenigstens einem dazwischen angeordneten Mittelglied sowie im unteren Teil des Gaskessels angeordneten Brennerlanzen, wobei die vom Heizwasser durchströmten Glieder des Kessels einen Feuer­raum sowie daran anschließende Nachschaltheizflächen aufweisen, da­durch gekennzeichnet, daß das Mittelglied (3) eine bis in den Feuer­raum (7,8) ragende, vom Heizwasser durchströmte Zunge (12) aufweist und daß die Zunge (12) außenseitig Kühlrippen (14) besitzt, die sich in die benachbarten Feuerräume (7,8) erstrecken.

2. Gaskessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zunge (12) wenigstens einen die benachbarten Feuerräume (7,8) verbindenden Durchbruch (13) aufweist.

3. Gaskessel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Bodenbereich zwischen benachbarten Gliedern (1,2,3) Lufteintritts­öffnungen (16,17) gebildet sind, in deren Bereich die Brennerlan­zen (18,19) angeordnet sind.

4. Gaskessel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche einer Brennerlanze (18 bzw. 19) oder mehrerer neben­einanderliegender Brennerlanzen in einer Projektion auf die zugeord­nete Lufteintrittsöffnung (16,17) gleich oder größer ist als die Fläche der Lufteintrittsöffnung (16,17).

5. Gaskessel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennerlanzen (18,19) über ihre Höhe wenigstens teilweise zwischen Wandungen wasserführender Abschnitte (20,21) der Glieder (1,2,3) angeordnet sind, wobei der Abstand der Wandungen von der zugeordneten Brennerlanze (18 bzw. 19) kleiner ist als die gesamte Breite oder der gesamte Durchmesser der betreffenden Brennerlanze (18 bzw. 19) oder mehrerer nebeneinanderliegender Brennerlanzen.

6. Gaskessel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die den Brennerlanzen (18,19) zugewandten Wandungen der wasser­führenden Abschnitte (20,21) der Glieder (1,2,3) im Bereich der Bren­nerlanzen (18,19) deren Kontur folgen.

7. Gaskessel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennerlanzen (18,19) durch eine seitliche Öffnung in den Gaskessel eingeführt sind.

8. Gaskessel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in die Feuerräume (7,8) Eintrittsöffnungen für Verbrennungsluft münden.

Zeichnung