DE29514935U1

DE29514935U1 - Vertical gas boiler

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Publication number: DE29514935U1
Application number: DE29514935U
Authority: DE
Original assignee: Viessmann Werke GmbH and Co KG
Current assignee: Viessmann Generations Group GmbH and Co KG
Priority date: 1995-09-18
Filing date: 1995-09-18
Publication date: 1995-11-09
Anticipated expiration: 2005-09-19

Description

(17 451) Vertikalgasheizkessel (17 451) Vertical gas boilers

Die Neuerung betrifft einen Vertikalgasheizkessel, bestehend aus einem Vor- und Rücklaufanschlüsse aufweisenden, wasserführenden, zylindrischen Gehäuse mit unten angeordneter, mit einem halbkugelförmigen Flächenbrenner bestückter Brennkammer, von der aus, das wasserführende Gehäuse durchgreifend, der Heizgasabzug zu einer Abgassammelkammer mit Abgasanschluß geführt ist.The innovation concerns a vertical gas heating boiler, consisting of a water-bearing, cylindrical housing with flow and return connections and a combustion chamber arranged at the bottom with a hemispherical surface burner, from which the heating gas outlet, passing through the water-bearing housing, is led to an exhaust gas collection chamber with an exhaust gas connection.

Derartige Vertikalgasheizkessel sind bspw. nach dem DE-GM 94 098 48 bekannt. Gasheizkessel dieser Art knüpfen an das altbekannte Bauprinzip heute kaum noch benutzter Kohlebadöfen an, bei denen zwecks Wärmeübertragungsflächenvergrößerung die Wand des zentrisch angeordneten Abzugsschachtes in der Regel als Wellrohr ausgebildet war. Ohne ihr Bauprinzip zu verlassen, bieten Gasheizkessel der eingangs genannten Art konstruktionsbedingt kaum Variationsmöglichkeiten, um bei im wesentlichen gleichbleibender Größe der Wärmetauschfläche unterschiedlichen Leistungsgrößen Rechnung tragen zu können. Beim Gasheizkessel nach dem genannten DE-GM 94 09 348 wird diesem Aspekt durch variable Gestaltungsmöglichkeit eines mit der Wand des Abzugsschachtes im Wärmeleitkontakt stehenden Innenrohres Rechnung getragen^obei dieser Variabilität jedoch relativ enge Grenzen gesetzt sind. Um solche Vertikalgasheizkessel mit einem halbkugelförmigen GasflächenbrennerSuch vertical gas boilers are known, for example, from DE-GM 94 098 48. Gas boilers of this type are based on the well-known construction principle of coal bath furnaces, which are hardly used anymore today, in which the wall of the centrally arranged exhaust shaft was usually designed as a corrugated pipe in order to increase the heat transfer surface. Without departing from their construction principle, gas boilers of the type mentioned at the beginning offer hardly any variation options due to their design in order to be able to take different output sizes into account with an essentially constant size of the heat exchange surface. In the gas boiler according to the aforementioned DE-GM 94 09 348, this aspect is taken into account by the variable design option of an inner pipe that is in heat-conducting contact with the wall of the exhaust shaft, although this variability is relatively limited. In order to be able to use such vertical gas boilers with a hemispherical gas surface burner

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betreiben und solche Gasflächenbrenner unterbringen zu können, die sich hinsichtlich der Emmissionswerte als außerordentlich günstig erwiesen haben, ist es bei solchen Gasheizkesseln erforderlich, den die Brennkammer umschließenden Teil des wasserführenden Gehäuses entsprechend zu erweitern.In order to operate the boiler and to accommodate gas surface burners which have proven to be extremely favourable in terms of emission values, it is necessary for such gas boilers to extend the part of the water-carrying housing which encloses the combustion chamber accordingly.

An solche Vertikalgasheizkessel anknüpfend, liegt der Neuerung die Aufgabe zugrunde, solche Gasheizkessel dahingehend zu verbessern, daß die Wärmetauschfläche im Abzugsbereich in stärkerem Maße variiert werden kann, und zwar unter Beachtung komplikationsloser Anbindung dieser Wärmeübertragungsflächen an die Brennkammerdecke, die dabei gleichzeitig weitestgehend an die Halbkugelform des Flächenbrenners angepaßt sein soll, und dies verbunden mit der Maßgabe einer einfachen geometrischen Gestaltung des wasserführenden Gehäuses.Building on such vertical gas boilers, the innovation is based on the task of improving such gas boilers so that the heat exchange surface in the exhaust area can be varied to a greater extent, while taking into account the uncomplicated connection of these heat transfer surfaces to the combustion chamber ceiling, which at the same time should be adapted as far as possible to the hemispherical shape of the surface burner, and this combined with the requirement of a simple geometric design of the water-carrying housing.

Diese Aufgabe ist mit einem Vertikalgasheizkessel der eingangs genannten Art nach der Neuerung dadurch gelöst, daß die Decke der Brennkammer in Anpassung an die Halbkugelform des Flächenbrenners in Form von höhenunterschiedlich angeordneten, sich horizontal erstreckenden Ringstufen ausgebildet ist, an die der Heizgasabzug in Form einer Mehrzahl von rohrförmigen Einzelzügen angeschlossen ist.This task is solved with a vertical gas heating boiler of the type mentioned above according to the innovation in that the ceiling of the combustion chamber is designed to match the hemispherical shape of the surface burner in the form of horizontally extending ring steps arranged at different heights, to which the heating gas outlet is connected in the form of a plurality of tubular individual flues.

Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen bestehen darin, daß rings um mindestens einen zentral an der höchsten, sichAdvantageous further embodiments consist in that around at least one centrally located at the highest,

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horizontal erstreckenden Stelle der Decke angesetzten Einzelzug an den Ringstufen die weiteren Einzelzüge mit jeweils größerer Anzahl angeschlossen sind. Ferner können die Einzelzüge in an sich bekannter Weise mit Wärmeübertragungsflächenvergrößerungen versehen sein, und schließlich besteht die Möglichkeit, zwischen mindestens einem zentrischen Einzelzug und radial weiter außen angeordneten Einzelzügen einen im Querschnitt ringförmigen oder schraubenlinienförmig ausgebildeten Brauchwassererhitzer anzuordnen.The individual flues, which are attached to the horizontally extending point on the ceiling, are connected to the ring steps with a larger number of individual flues. Furthermore, the individual flues can be provided with enlarged heat transfer surfaces in a manner known per se, and finally there is the possibility of arranging a domestic water heater with a ring-shaped or helical cross-section between at least one central individual flue and individual flues arranged radially further out.

Diese neuartige Ausbildung, die einen komplikationslosen Anschluß der Einzelzüge an die Brennkammerdecke gewährleistet, da die Einzelzüge trotz weitestgehender Anpassung der Brennkammerdecke an die Form des Flächenbrenners mit gerade abgeschnittenen Enden an diese angeschlossen werden können, ist eine große Variationsbreite bzgl. der Bemessung der Warmeubertragungsfläche gegeben. Bei gleichbleibender Gehäusegröße ist lediglich die entsprechend stufenförmig gepreßte Brennkammerdecke insoweit zu ändern, als die Anzahl der Löcher in den Stufen, an die die Enden der Einzelzüge anzuschließen sind, entsprechend der gewünschten Anzahl von Einzelzügen zu ändern ist. Gleiches gilt natürlich auch für die obere Abschlußwand des wasserführenden Gehäuses, an die sich die Abgassammeikammer anschließt.This new design, which ensures a complication-free connection of the individual flues to the combustion chamber ceiling, as the individual flues can be connected to the combustion chamber ceiling with straight cut ends despite the combustion chamber ceiling being adapted to the shape of the surface burner as far as possible, allows for a large range of variation in terms of the dimensioning of the heat transfer surface. If the housing size remains the same, only the correspondingly stepped pressed combustion chamber ceiling needs to be changed insofar as the number of holes in the steps to which the ends of the individual flues are to be connected is changed in accordance with the desired number of individual flues. The same naturally also applies to the upper end wall of the water-carrying housing, to which the exhaust gas collection chamber is connected.

Eine weitere Möglichkeit bzgl. der Variabilität der Größe der Warmeubertragungsfläche ist durch unterschiedlicheAnother possibility regarding the variability of the size of the heat transfer surface is through different

Gestaltungsmöglichkeiten der Einzelzüge gegeben. So können bspw. die Wandungen der Einzelzüge wellrohrförmig ausgebildet werden oder auch schraubenlinienförmig verdrillt. Unterschiedlich beabstandete, umlaufende Sickungen mit Rücksicht auf etwaigen Kondensatanfall sind ebenfalls möglich, und außerdem können die Einzelzüge auch doppelschalig ausgebildet werden. Man kann aber auch bei Weglassung einer ringförmig angeordneten Einzelzugreihe im freigewordenen Raum des wasserführenden Gehäuses einen Brauchwasserhitzer vorsehen, der entweder ringzylindrische Form hat oder aus einem schraubenlinienförmig zu einer Wendel gewickelten Rohr gebildet ist.There are various design options for the individual passes. For example, the walls of the individual passes can be designed in the shape of a corrugated pipe or twisted in a helical shape. Circumferential corrugations at different distances with regard to possible condensate formation are also possible, and the individual passes can also be designed with a double shell. However, if a ring-shaped row of individual passes is omitted, a domestic water heater can also be provided in the space created in the water-bearing housing, which either has a ring-cylindrical shape or is made from a pipe wound in a helical shape to form a spiral.

Der neuartige Vertikalgasheizkessel wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.The new vertical gas boiler is explained in more detail below using drawings of examples of implementation.

Es zeigt schematischIt shows schematically

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform des Gasheizkessels;Fig. 1 shows a longitudinal section through an embodiment of the gas boiler;

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Gasheizkessel gemäß Fig. 1 längs Linie II-II;Fig. 2 is a cross-section through the gas boiler according to Fig. 1 along line II-II;

Fig. 3 einen Längsschnitt durch den Vertikalgasheizkessel in besonderer Ausführungsform undFig. 3 a longitudinal section through the vertical gas boiler in a special embodiment and

Fig. 4 einen Querschnitt durch den Gasheizkessel gemäß Fig. 3 längs Linie IV-IV.Fig. 4 is a cross-section through the gas boiler according to Fig. 3 along line IV-IV.

Der Vertikalgashexzkessel besteht, wie bisher auch schon, aus einem Vor- und Rücklauf anschlüsse 2, 3 aufweisenden, wasserführenden, zylindrischen Gehäuse 1 mit unten angeordneter, mit einem halbkugelförmigen Flächenbrenner 4 bestückter Brennkammer 5, von der aus, das wasserführende Gehäuse 1 durchgreifend, der Heizgasabzug zu einer Abgassammelkammer 6 mit Abgasanschluß 7 geführt ist.The vertical gas hexahedron boiler consists, as before, of a water-bearing, cylindrical housing 1 with flow and return connections 2, 3 and a combustion chamber 5 arranged at the bottom, equipped with a hemispherical surface burner 4, from which the heating gas outlet, passing through the water-bearing housing 1, is led to an exhaust gas collection chamber 6 with exhaust gas connection 7.

Wie aus den Fig. 1 und 3 ersichtlich, ist für einen solchen Vertikalgasheizkessel nun wesentlich, daß die Decke 8 der Brennkammer 5 in Anpassung an die Halbkugelform des Flächenbrenners 4 in Form von höhenunterschiedlich angeordneten, sich horizontal erstreckenden Ringstufen 9 ausgebildet ist, an die der Heizgasabzug in Form von rohrförmigen Einzelzügen 10 angeschlossen ist. Die stufenartig ausgebildete Decke 8 der Brennkammer 5 bildet dabei vorteilhaft mit der Brennkammerseitenwand 5' ein Preßteil, wobei beim Pressen dieses glockenartigen Elementes die Anschlußöffnungen für die Einzelzüge 10, 10' ggf. gleich mit ausgestanzt werden können.As can be seen from Fig. 1 and 3, it is now essential for such a vertical gas heating boiler that the ceiling 8 of the combustion chamber 5 is designed to match the hemispherical shape of the surface burner 4 in the form of horizontally extending ring steps 9 arranged at different heights, to which the heating gas outlet is connected in the form of tubular individual flues 10. The stepped ceiling 8 of the combustion chamber 5 advantageously forms a pressed part with the combustion chamber side wall 5', whereby the connection openings for the individual flues 10, 10' can be punched out at the same time if necessary when pressing this bell-shaped element.

Rings um den einen an der höchsten, sich horizontal erstreckenden Stelle der Decke 8 angesetzten zentralen Einzelzug 10 sind an den Ringstufen 9 mit jeweils größerer Anzahl die weiteren Einzelzüge 10 auf konzentrischen Kreisen (siehe hierzu Fig. 2) angeschlossen. Die obere Anschlußwand 12 des wasserführenden Gehäuses 1 ist für den Anschluß der rohrförmigen Einzelzüge 10, 10' entsprechend gelocht. Durch die Ringstufen 9 ergibt sich einer-Around the central single flue 10 attached to the highest, horizontally extending point of the ceiling 8, the other single flues 10 are connected to the ring steps 9 with a larger number on concentric circles (see Fig. 2). The upper connection wall 12 of the water-carrying housing 1 is perforated accordingly for the connection of the tubular single flues 10, 10'. The ring steps 9 result in a

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seits ein komplikationsloser Anschluß der Enden der Einzelzüge 10, da diese, wie aus Fig. 1, 3 ersichtlich, gerade abgeschnitten und, in einer Ebene bleibend, eingeschweißt werden können.On the one hand, a complication-free connection of the ends of the individual cables 10, since these, as can be seen from Fig. 1, 3, can be cut straight and welded in, remaining in one plane.

Andererseits ist mit einer derartig gestuften Deckenform, wie ebenfalls aus den genannten Fig. 1, 3 ersichtlich, eine weitestgehende Anpassung an die Halbkugelform des Flächenbrenners 4 erreicht.On the other hand, with such a stepped ceiling shape, as can also be seen from the above-mentioned Fig. 1, 3, a very extensive adaptation to the hemispherical shape of the surface burner 4 is achieved.

Wie aus der Schnittdarstellung in Fig. 2 ersichtlich, kann ohne weiteres und wie vorerwähnt, die Anzahl der Einzelzüge 10 in jeder Ringstufe ohne weiteres variiert werden, d.h. es können in den ringförmigen Anordnungen der Einzelzüge 10, entsprechend den Lochrastern in der Decke 8 der Brennkammer 5 und der oberen Wand 12 des Gehäuses 1 auch weniger Einzelzüge, wie dargestellt, angeordnet werden.As can be seen from the sectional view in Fig. 2, the number of individual flues 10 in each ring stage can be easily varied as mentioned above, i.e. fewer individual flues, as shown, can also be arranged in the ring-shaped arrangements of the individual flues 10, corresponding to the hole patterns in the ceiling 8 of the combustion chamber 5 and the upper wall 12 of the housing 1.

Je nach gegebenen Durchmesserverhältnissen sowohl des Gehäuses 1 aber auch der Einzelzüge 10 wäre es auch möglich, im zentralen Bereich drei oder vier Einzelzüge 10' anzuordnen, was nicht besonders dargestellt ist.Depending on the given diameter ratios of both the housing 1 and the individual channels 10, it would also be possible to arrange three or four individual channels 10' in the central area, which is not specifically shown.

Ebenfalls nicht dargestellt sind die Variationsmöglichkeiten bzgl. der die Einzelzüge 10, 10' bildenden Rohre, die von Fall zu Fall, in der Regel aber für einen Kessel gleichartig, wie einleitend erwähnt, unterschiedlich gestaltet sein können. Möglich ist auch, innerhalb einesAlso not shown are the possible variations of the pipes forming the individual passes 10, 10', which can be designed differently from case to case, but usually for a boiler, as mentioned in the introduction. It is also possible to

Kessels bzgl. ihrer Ausbildung unterschiedlich gestaltete Rohre für die Einzelzüge 10, 10' zu verwenden, also im zentralen Bereich bspw. wandungsverdrillte Rohre und in den äußeren Ringbereichen glatte Rohre zu verwenden.Boiler with regard to their design, differently designed pipes are to be used for the individual passes 10, 10', i.e. in the central area, for example, wall-twisted pipes are to be used and in the outer ring areas, smooth pipes are to be used.

Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3, 4 wird ein Teil der Wärmeübertragungsfläche von einem Brauchwassererhitzer 11 gebildet, bei dem es sich, wie im Oberteil verdeutlicht, um einen ringzylindrischen Hohlkörper oder aber auch, wie im Unterteil verdeutlicht, um ein schraubenlinienförmig, zu einer Wendel gewickelten Rohr handeln kann.In the embodiment according to Fig. 3, 4, part of the heat transfer surface is formed by a domestic water heater 11, which, as shown in the upper part, can be a ring-cylindrical hollow body or, as shown in the lower part, a helical tube wound into a spiral.

Claims

(17 451) Protection claims:

1. Vertical gas heating boiler, consisting of a water-bearing, cylindrical housing (1) with flow and return connections (2, 3) and a combustion chamber (5) arranged at the bottom and equipped with a hemispherical surface burner (4), from which the heating gas outlet, passing through the water-bearing housing (1), is led to an exhaust gas collection chamber (6) with exhaust gas connection (7),

characterized,
that the ceiling (8) of the combustion chamber (5) is designed to adapt to the hemispherical shape of the surface burner (4) in the form of horizontally extending ring steps (9) arranged at different heights, to which the heating gas outlet is connected in the form of tubular individual flues (10).

2. Vertical gas boiler according to claim 1,
characterized,

that the further individual cables (10) are connected to the ring steps (9) in larger numbers around at least one central individual cable (10') attached to the highest, horizontally extending point of the ceiling (8).

3. Vertical gas boiler according to claim 1 or 2,
characterized,

that the individual flues (10, 10') are provided with heat transfer surface enlargements.

4. Vertical gas boiler according to one of claims 1 to 3,

characterized,
that a domestic water heater (11) with an annular or helical cross-section is arranged between at least one central individual pass (10') and individual passes (10) arranged radially further outwards.

5. Vertical gas boiler according to one of claims 1 to 4,

characterized,
that the stepped ceiling (8) of the combustion chamber (5) is formed with the combustion chamber side wall (5 ') in the form of a pressed part.