CALORIFIC VALUE BOILER, PARTICULARLY FOR THE PRODUCTION OF HOT WATER OR HEATING WATER WITH A GAS BURNER

Abstract: 1. A calorific-value boiler, in particular for producing hot or heating water, comprising a gas burner, a combustion chamber associated with the burner, a gas chamber provided with heat exchanger pipes and a waste gas connection, wherein the flue gases are guided from the combustion chamber from the top through the gas chamber downwardly to the waste gas connection, characterised in that the combustion chamber (3) is annular and the gas chamber (4) is in the form of a chamber which surrounds the combustion chamber in an annular configuration.

Description: "Brennwertkessel, insbesondere zur Erzeugung von HeiB- oder Heizwasser mit einem Gasbrenner" Die Erfindung richtet sich auf einen Brennwertkessel, insbesondere zur Erzeugung von Heiss- oder Heizwasser mit einem Oasbrenner, einem dem Brenner zugeordneten Brennraum und einem mit Wärmetauscherrohren versehenen Gasraum und einem Abgasstutzen, wobei die Rauchgase aus dem Brennraum von oben durch den Gasraum nach unten zum Abgasstutzen geführt sind. Brenner dieser Art sind z.B. aus der niederländischen Anmeldung 79.04813 oder dem FR-PS 1 060 488 bekannt. Bei den bekannten Heizkesseln handelt es sich in der Regel nicht um sogenannte Brennwertkessel, d.h. nicht um Kessel, bei denen das Gas beim Eintritt in den Abgasstutzen die Taupunkttemperatur bereits unterschritten hat, so dass es im Brenner bereits zur Kondensation kommt. Derartige Brenner sind z.B. durch die europäische Patentanmeldung 0064755 des Anmelders bekannt. Beim Stand der Technik ist insbesondere die vergleichsweise aufwendige Bauweise von Nachteil. Auch ist in der Regel ein Naturzug in diesen Brennern nicht gegeben, insbesondere dann nicht, wenn es sich um Brennwertkessel handelt, Die bekannten Kessel sind räumlich immer noch vergleichsweise gross. Auch ist der Ausnutzungsgrad noch nicht bei allen der artigen Kesseln befriedigend. Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Lösung, mit der zum einen mit konstruktiv einfachen Mitteln eine sehr kompakte Bauweise ebenso gewährleistet ist, wie die Aufrechterhaltung eines Naturzuges der Rauchgase, ein hoher Ausnutzungsgrad und optimale Verbrennungs luft zufuhr zum Brenner. Bei einem Brennwertkessel der eingangs bezeichneten Art wird diese Aufgabe gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass der Brennraum ringförmig und der Gasraum als den Brennraum ringförmig umgebender Ringraum ausgebildet ist. Die konzentrische Anordnung des Brennraumes zum Gasraum macht eine sehr komp-akte Bauweise möglich, da mit einer derartigen Bauweise optimale Flächenverhältnisse der einzelnen zur Verrügung stehenden Flächen erreichbar sind. Z.B. eine Optimierung der Querschnittsflächen zwischen Brennraum und Gasraum ebenso, wie die Optimierung der WSr- metauscherflächen. In Ausgestaltung sieht die Erfindung vor, dass die Wände des Brenn- und Gasraumes mit dem zu erxärmenden Medium durchstrombar ausgebildet sind, wobei insbesondere vorgesehen sein kann, dass die Wände des Brenn- und Gasraumes aus kammerbildenden, glattflächigen Edelstahlflächen ge bildet sind, wobei die so gebildeten Kammern mit dem zu erwärmenden Medium füllbar sind. Die erfindungsgemässe Gestaltung der mit Brenn- und Rauchgas beaufschlagten Wände und deren gleichzeitiger Kühlung durch das zu erwärmende Medium, z.B. durch Wasser, ermöglicht optimale Ausnutzung (einfache Bauweise) und damit trotz der Materialkosten, wirtschaftliche Herstellung eines Kessels. Zweckmässig kann es sein, wenn im Gasraum eine Mehrzahl von parallel liegenden,mit dem zu erwärmenden Medium durch strömte Rohrschlangen angeordnet ist, wie dies die Erfindung ebenfalls vorsieht. Zur Aufrechterhaltung eines Natur zuges ist erfindungsgemäss vorgesehen, dass die Querschnitte der für das Brenngas zur Verfügung stehenden Durchströmflächen im Brennraum, Gasraum und im Abgasstutzen zunehmend sich verringernd ausgebildet sind. In der Praxis hat es sich gezeigt, dass trotz niedriger Temperaturen am Abgasstutzen ein Naturzug gewährleistet ist, d.h., derartige Kessel eignen sich insbesondere als AuBenwandkessel, d.h. die Abgase werden durch die Wand am Standort ins Freie abgegeben, eines Kamines bedarf es in einem solchen Fall nicht. Zur Entsorgung des Kessels ist vorgesehen, dass am unteren Ende des Gasraumes ein Kondensatsammler angeordnet ist. Das Kondensat kann einer weiteren Behandlung zugeführt werden, worauf es hier nicht mehr ankommt. Durch die kreisringförinige Gestaltung des Brennraumes stehen auf kleinem Raum bereits vergleichsweise grosse WSrme- tauscherflächen zur Verfuegung. Allerdings bilden Rohrschlangen ebenfalls sehr grosse Oberflächen. Eine aber nicht aus schliessliche Gestaltung nach der Erfindung ist dabei so getroffen, dass die zum Wärmetausch zur Verfügung stehende Wärmetauscherfläche im Brennraum ca. 15 % und im Gasraum ca. 85 % der Gesamtwärmetauscherfläche beträgt. Die grossen Zylinderflächen im Brennraum machen es möglich, das Rauchgas bereits so weit abzukühlen, dass am Ende des Brennraumes bereits Kondensation der Rauchgase eintritt, wie dies die Erfindung in Ausgestaltung ebenfalls vorsieht. Zweckmässig kann es sein, wenn der Brenner als Zangenbrent ner mit im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt mit Ein zeldüsen ausgebildet ist. Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aurgrund der nachfolgenden Beschreibung sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt in Fig. 1 einen Querschnitt durch denen Brennwertkessel nach der Erfindung sowie in Fig. 2 eine Aufsicht gemäss Linie II-II in Fig. 1. Der allgemein mit 1 bezeichnete Brennwertkessel soll im dargestellten Beispiel zur Erzeugung von Heiz- oder Heisswasser dienen. Auf dieses Einsatzgebiet ist er allerdings nicht beschränkt. Er kann in gleicher Weise zur Erhitzung von ollen, Prozesswässern oder anderen flüssigen Medien eingesetzt werden. Gleichwohl ist im Nachfolgenden nur von Wasser die Rede. Der Brennwertkessel 1 besteht aus konzentrisch angeordneten Kammern, einer Zentralkammer 2, einem Brennraum 3 und einem Gasraum 4, die jeweils konzentrisch zueinander angeordnet und von wasserführenden Wänden umgeben sind. Alle wasserführenden Teile sind in den Figuren schraffiert dargestellt. Die wasserführenden Ringwände sind wie folgt bezeichnet: Die innere Ringwand trägt das Bezugszeichen 5, die äussere Ringwand des Brennraumes, die gleichzeitig die innere Ringwand des Gasraumes darstellt, das Bezugszeichen 6 und die äussere Ringwand des Gasraumes 4 das Bezugs zeichen 7. Alle Wände 5 - 7 sind aus glatten Edelstahlblechen als Kammern ausgebildet. Überbrückt sind die so gebildeten wasserführenden Kammern mit Vorlaufleitungen 8 an ihrer in Schwerkraftrichtung gesehen oberen Seite. Sie weisen eine Sammelkammer 9 in ihrem unteren Bereich auf. Vom Vor laufverteiler 8 gehen auch die Zula@fe 10 tu Rohrschlangen 11 aus, die den Gasraum 4 durchsetzen, wobei die Art des Durchsatzes in der Figur lediglich ein Beispiel darstellt. Die Rohrschlangen 11 münen wieder im RUcklaufsammler 9. Der Gasbrenner selbst ist als Zangenbrenner 12 mit einer Vielzahl von Einzeldüsen 13 ausgebildet, die Flammen sind in der Fig. 1 lediglich symbolisch dargestellt und mit 14 bezeichnet. Die Zugluft tritt bei 15 unten in den Brennraum 3 ein. Aus dem Brennraum 3 treten die Rauchgase in den Gasraum 4 von oben ein, was vereinfacht durch die Pfeile 16 angedeutet ist. Nach Verlassen des Gasraumes werden die Rauchgase ge sammelt und werden vor Abgasstutzen 17 aus weitergeleitet, worauf es hier nicht näher ankommt. Sie können z.B. durch eine Gebäudewand ins Freie geleitet werden. Da der Brennwertkessel 1 so ausgelegt ist dass sich ggf. bereits im Brennraum 3 Kondensat sammelt, ist ein Kondensatsammler vorgesehen. Die Jeweiligen Austrittsöffnungen sind nur symbolisch dargestellt und tragen das Bezugs zeichen 18. Von hier aus kann das Kondensat einer weiteren Behandlung zugeführt werden, was nicht näher dargestellt ist. Die für das Rauchgas zur VerfUgung stehenden Durchtritts flächen werden immer kleiner bis tum Abgasstutzen 17, wodurch die Zugwirkung erhöht wird. In der Praxis kann der dargestellte Brennwertkessel im Naturzug betrieben werden, d.h. ein Abgasgebläse ist entbehrlich. Natürlich kann ein solches je nach Einsatzgebiet auoh vorgesehen sein, worauf es hier aber nicht ankommt. Natürlich ist das beschriebene Ausführungsbeispiel der Erfindung noch in vielfacher Hinsicht abzuändern, ohne den Grundgedanken zu verlassen. So ist die Erfindung insbesondere nicht auf bestimmte Materialien eingeschränkt, wenngleich es zweckmässig ist, wenn alle mit dem Rauchgas in Berührung kommenden Flächen aus Edelstahl gefertigt sind, schon deswegen, weil Kondensation gewünscht wird. Auch die Rohrschlangenwicklung ist nur als Beispiel angegeben. Hier können auch andere Wärmetauscher eingesetzt werden, wenn dies zweckmässig sein sollte.

Claims: Ansprüche 1. Brennwertkessel, insbesondere zur Erzeugung von Heiss- oder Heizwasser, mit einem Gasbrenner, einem dem Brenner zuge ordneten Brennraum und einem mit Wärmetauscherrohren ver sehenen Gasraum und einem Abgasstutzen, wobei die Rauchga se aus dem Brennraum von oben durch den Gasraum nach unten zum Abgasstutzen geführt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennraum (3) ringformig und der Gasraum (4) als den Brennraum ringförmig umgebender Raum ausgebildet ist. 2. Brennwertkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände (5,6,7) des Brenn- und Gasraumes (3 und 4 > mit dem zu erwärmenden Medium durchströmt ausgebildet sind. 3. Brennwertkessel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände (5,6,7) des Brenn- und Gasraumes (3 und 4) aus kammerbildenden, glattflächigen Edelstahlflächen gebildet sind, wobei die so gebildeten Kammern (5,6,7) mit dem zu erwärmenden Medium füllbar sind. 4. Brennwertkessel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Gasraum (4) eine Mehrzahl von parallel liegenden, mit dem zu erwärmenden Medium durchströmte Rohrschlangen (11) angeordnet ist. 5. Brennwertkessel nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnitte der für das Brenngas zur Verfügung ste henden Durchströmflächen im Brennraum (3), Gasraum (4) und im Abgasstutzen (17) zunehmend sich verringernd ausgebil det sind. 6. Brennwertkessel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am unteren Ende des Gasraumes ein Kondensatsammler (18) angeordnet ist. 7. Brennwertkessel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Wärmetausch zur Verfügung stehende Wärmetauscher fläche im Brennraum ca. 15 % und im Gasraum ca. 85 % der Gesamtwärmetauscherfläche beträgt. 8. Brennwertkessel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauscherfläche relativ zur Brennerleistung so be messen ist, dass bereits am Ende des Brennraumes (3) Kon densation eintritt. 9. Brennwertkessel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Brenner als Zangenbrenner (12) mit im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt mit Einzeldüsen (13) ausgebildet ist.

Inventors: SEEGER, HEINZ-DIETER
Applicants: SEEGER, HEINZ-DIETER
Application year: 1984
Main classification: F24H1
IPC codes: F24H1, F24H8