Heizkessel für gasförmige oder flüssige Brennstoffe
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Heizkessel für gasförmige flüssige Brennstoffe, bei dem der Feuerungsraum im wesentlichen aus Teilen von Rotationskörpern gebildet und mit einer, der Flamme direkt ausgesetzten, zwangsläfig gekühlten Wand versehen ist sowie mit einem Stutzen für ein Gebläse mit Brenner, mit einem zu einem der genannten Rotationskörper koaxialen Rauchgasabzugstutzen und mit einer Brennereinrichtung, welche exzentrisch bezüglich der Achse eines anderen der genannten Rotationskörper auf dem Stutzen für das Gebläse mit Brenner befestigt ist.
Sie bezweckt die Schaffung eines Heizkessels, in welchem die Brennkammer für gasförmige oder flüssige Brennstoffe durch ihre Formgebung eine höhere als bisher übliche Feuerraum-Belastung und eine höhere Leistung pro m3 umbauten Kesselraumes erlaubt.
Der erfindungsgemässe Heizkessel zeichnet sich dadurch aus, dass die bezüglich der Achse des einen, den Feuerungsraum bildenden Rotationskörpers radial äusserste, durch den Feuerungsraum fortgesetzte Brennerrohrmantellinie eine Sekante normal zur genannten Achse im grössten, im wesentlichen kreisförmigen Feuerungsraumquerschnitt mit dem Halbmesser R bildet, und dass der Rauchgasabzugstutzen in eine Rauchgas-Umienkkammer mündet.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgenstandes wird anschliessend anhand von Figuren erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch einen als Doppelkombinationskessel ausgebildeten Heizkessel gemäss Linie I-I der Fig. 2,
Fig. 2 eine Draufsicht auf den Kessel mit abgehobenem Deckel, gemäss Linie II-II der Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt durch den Kessel gemäss Linie 111-111 der Fig. 1,
Der in den Figuren dargestellte Doppelkombinationskessel ist mit einem Kesselgehäuse 2 ausgerüstet, das einen Boden 4 und einen Deckel 6 umfasst. Das Kesselheizwasser befindet sich in einem Raum 7, der nach aussen durch einen Heizwassermantel 8 begrenzt ist. Ein Entleerungsstutzen 9 ermöglicht das Entleeren des Raumes 7, beispielsweise bei einer Revision. In den Raum 7 münden ein Vorlaufanschluss 11 und ein Rücklaufanschluss 10 für das Kesselheizwasser. Am obern Ende des Raumes 7 ist ein Expansionsstutzen 12 vorgesehen.
Im Zentrum des Doppelkombinationskessels befindet sich, ungefähr auf halber Höhe, ein Feuerungsraum 13 für flüssige oder gasförmige Brennstoffe.
Dieser Raum 13 ist durch eine Feuerraumwand 14 begrenzt. Dabei ist in den Fig. 1 und 3 der linke Bereich des Feuerungsraumes 13 im wesentlichen als Teil eines Zylinders mit vertikaler Achse 25 und der rechte Bereich des Feuerungsraumes im wesentlichen als Teil eines Zylinders mit horizontaler Achse A ausgebildet.
Der Feuerungsraum 13 ist nach unten offen und mündet in einen Feuergas- oder Rauchgasaustrittstutzen 16. Dieser Stutzen 16 verbindet den Feuerungsraum 13 mit einem Feuerungsraum 18 für feste Brennstoffe, welcher Raum 18 unten durch einen Rost 19 begrenzt ist, unter dem sich ein Aschenboden 21 befindet, und zugleich eine Rauchgas-Umlenkkammer für die aus dem Feuerungsraum 13 austretenden Rauchgase bildet.
An einem Zuströmstutzen 3 mit der Achse A für Brennstoff und Luft zum Feuerungsraum 13 ist eine Brennereinrichtung 23 umfassend ein Gebläse und einen Ölbrenner vorgesehen, welche ein Schwenken um eine Vertikalachse Y erlaubt, um die Einströmrichtung der Gebläseluft und der Flamme bezüglich der vertikalen Achse 25 des entsprechenden Bereiches des Feuerungsraumes 13 zu verändern und damit den Verbrennungsvorgang optimal zu gestalten. Die Brennereinrichtung 23 ist zwecks optimaler Anpassung auch noch vertikal, wie aus Fig. 1 ersichtlich, verschiebbar. Der Zugang zum Feuerungsraum 18 für feste Brennstoffe und zum Aschenboden 21 wird durch eine Beschikkungs- und Aschentür 27 sichergestellt.
Der Feuerungsraum 18 für feste Brennstoffe mündet in einen ringförmigen Rauchgaskanal 29, der in einem Rauch gasabzugsrohr 31 seinen Fortgang findet. Uber dem Feuerungsraum 13 für flüssige oder gasförmige Brennstoffe befindet sich koaxial zu derEenigeIl Bereich des Feuerungsraumes 13, der einen Teil eines Zylinders mit vertikaler Achse 25 bildet, ein Verbrauchswarmwasserboiler 33 mit einem Deckel 35 und einem Zirkulationsstutzen 36 sowie einem Einlaufstutzen 38 und einem Auslaufstutzen 40 für das Verbrauchswarmwasser. Der grösste Teil des Verbrauchswarrnwasserboiler & ist vom Heizwasser bestrichen.
Der Bereich des Feuerungsraumes 13, der als Teil eines Zylinders mit vertikaler Achse 25 geformt ist, könnte auch leicht konisch ausgebildet sein und zwar insbesondere mit nach oben zueinanderlaufenden Mantellinien. Unter dem Feuerungsraum 13 ist, ebenfalls koaxial zum genannten Teil mit vertikaler Achse 25 der zylindrische Feuerungsraum 18 für feste Brennstoffe vorgesehen. Auch der ringförmige Rauehgaska- nal 29 ist koaxial zum vorerwähnten Teil angeordnet, so dass bezüglich der Wirbelachse 25 der Wirbelsenke im Feuerungsraum 13 der Kessel weitgehend symmetrisch aufgebaut ist.
Der Rauchgasaustrittstutzen 16, welcher aus dem Feuerungsraum 13 für flüssige oder gasförmige Brennstoffe in den Feuerungsraum 18 für feste Brennstoffe mündet, wird vorteilhafterweise, wie dies in Fig. 1 mit gestrichelten Linien angedeutet ist, in Form eines Tauchrohres mit der Achse 25 in das Innere des Feuerungsraumes 13 hochgezogen, um zu ver iten, dass die Fenergase auf kürzestem Weg aus dem Feuerungsraum 13 in den Feuerungsraum 18 ge langen. In diesem Sinne ist es -auch möglich, das Ge bläse mit dem ölbrenner, dessen Achse mit B bezeichnet ist, wie mit strichpunktierten Linien in Fig.
1 gezeigt, tiefer zu setzen, um den Weg der Flamme und der Feuer- und Rauchgase im Feuerungsraum 13 längar und damit den Ausbrand besser zu gestalten.
Die bezüglich der vertikalen Achse 25 des entspre- chenden Bereiches des Feuerungsraumes 13 radial äusserste, durch den Feuerungsraum 13 fortgesetzte Mantellinie 42 des Brennerrohres der Brennereinrichtung bildet im normal zur Achse 25 grössten, im wesent- lichen kreisförmigen Feuerraumquerschnitt mit dem HaIbmesser R eine Sekante.
In der Rauchgas-Umienkkammer 18 erfahren die R'auchgase praktisch eine Umlenkung son 1800.
Die im Feuerungsraum 13 in Form einer Wirbel- senke schnell rotierenden Flamme und Gase führen nicht nur infolge höherer Turbulenz zu äusserst hohem Stoff-, VV-ärme- und Impulsaustausch, sondern -auch zu praktisch einheitlichen Feuerraum-Wandtemperaturen mit optimaler Belastbarkeit. Die durch Wasser zwangs- läufig gekühlte Feuerraumwand 14 weist im Betrieb eine Temperatur auf, -welche fortwährend wesentlich unterhalb des Zündpunktes des Brennstoffes liegt.
Diese Massnahmen führen ferner, und diese ist sehr wesentlich, zu einer hohen Flammenstabilität. Dadurch wird die Geräuschbildung vermindert und die Verbren nungsgüte gesteigert. Die Wirbelsenke bringt ferner beim Zünden der Flamme eine Reduktion des unvermeidlichen Anfahrstosses mit sich.
Der Verbrauchswarmwasserboiler 33 wird in seinem untern Teil vom Kesselheizwasser im Raum 7 umspült. Der Bereich des Deckels 35 liegt frei und ist im Kesselgehäuse 2 isoliert, beispielsweise mit -Glaswolle o. dgl. Es ist vorteilhaft, die Brennereinrichtung 23 und den Rauchgasaustrittstutzen 16 derart anzu- ordnen, dass die Eintrittskante -des letzteren mindestens gleich hoch liegt wie der höchste Punkt des Breunluft- eintrittsrohres.
Dieser Heizkessel gestattet nicht nur unter optimalen Bedingungen verschiedene Brennstoffarten zu verfeuern, sondern ist dank seiner schamottenfreien Aus- führung ausserordentlich platzsparend und relativ einfach in der Herstellung und zum Aufstellen, insbesondere gemessen an seiner spezifischen Leistung, welche, wegen der Trennung der Feuerungsräume für gasförmige oder flüssige Brennstoffe einerseits und feste Brennstoffe andererseits und der Ausbildung des Feuerungsraumes für flüssige oder gasförmige Brennstoffe aus Teilen von Rotationskörpern, ausserordentlich hoch ist.
Boilers for gaseous or liquid fuels
The present invention relates to a heating boiler for gaseous liquid fuels, in which the furnace chamber is essentially formed from parts of rotating bodies and is provided with a wall directly exposed to the flame, forcibly cooled wall and with a nozzle for a fan with burner, with one to one of said rotating body coaxial smoke gas outlet and with a burner device which is eccentric with respect to the axis of another of said rotating body attached to the nozzle for the fan with burner.
Its purpose is to create a boiler in which the combustion chamber for gaseous or liquid fuels, thanks to its shape, allows a higher combustion chamber load than has been the case up to now and a higher output per m3 of boiler room space.
The heating boiler according to the invention is characterized in that the burner tube jacket line, which is radially outermost in relation to the axis of the one, forming the combustion chamber and which is continued through the combustion chamber, forms a secant normal to the named axis in the largest, essentially circular combustion chamber cross section with the radius R, and that the Flue gas vent opens into a flue gas Umienkkammer.
An embodiment of the subject matter of the invention will then be explained with reference to figures.
Show it:
1 shows a section through a heating boiler designed as a double combination boiler according to line I-I of FIG. 2,
FIG. 2 is a plan view of the boiler with the lid lifted off, along line II-II of FIG. 1,
3 shows a section through the boiler along line 111-111 of FIG. 1,
The double combination boiler shown in the figures is equipped with a boiler housing 2 which comprises a base 4 and a cover 6. The boiler heating water is located in a room 7 which is delimited to the outside by a heating water jacket 8. A drainage port 9 enables the room 7 to be emptied, for example during an overhaul. A flow connection 11 and a return connection 10 for the boiler heating water open into the space 7. At the upper end of the space 7 an expansion nozzle 12 is provided.
In the center of the double combination boiler, about halfway up, there is a furnace 13 for liquid or gaseous fuels.
This space 13 is delimited by a furnace wall 14. 1 and 3, the left area of the combustion chamber 13 is essentially designed as part of a cylinder with a vertical axis 25 and the right area of the combustion chamber is essentially designed as part of a cylinder with a horizontal axis A.
The furnace 13 is open at the bottom and opens into a flue gas or flue gas outlet nozzle 16. This nozzle 16 connects the furnace 13 with a furnace 18 for solid fuels, which space 18 is delimited at the bottom by a grate 19, under which an ash bottom 21 is located , and at the same time forms a flue gas deflection chamber for the flue gases emerging from the combustion chamber 13.
At an inflow connection 3 with the axis A for fuel and air to the combustion chamber 13, a burner device 23 comprising a fan and an oil burner is provided, which allows pivoting about a vertical axis Y to determine the inflow direction of the blower air and the flame with respect to the vertical axis 25 of the to change the corresponding area of the combustion chamber 13 and thus to optimize the combustion process. The burner device 23 is also vertically displaceable for the purpose of optimal adaptation, as can be seen from FIG. 1. Access to the combustion chamber 18 for solid fuels and to the ash floor 21 is ensured by a loading and ash door 27.
The combustion chamber 18 for solid fuels opens into an annular flue gas duct 29, which continues in a flue gas exhaust pipe 31. Above the furnace 13 for liquid or gaseous fuels is located coaxially to the particular area of the furnace 13, which forms part of a cylinder with a vertical axis 25, a consumption hot water boiler 33 with a cover 35 and a circulation connection 36 as well as an inlet connection 38 and an outlet connection 40 for the domestic hot water. Most of the consumption hot water boiler & is covered by the heating water.
The area of the combustion chamber 13, which is shaped as part of a cylinder with a vertical axis 25, could also be designed to be slightly conical, in particular with surface lines running upwards towards one another. Underneath the furnace 13, the cylindrical furnace 18 for solid fuels is also provided coaxially to the named part with a vertical axis 25. The ring-shaped rough gas duct 29 is also arranged coaxially to the aforementioned part, so that the boiler is constructed largely symmetrically with respect to the vortex axis 25 of the vortex sink in the combustion chamber 13.
The flue gas outlet nozzle 16, which opens out from the furnace 13 for liquid or gaseous fuels into the furnace 18 for solid fuels, is advantageously, as indicated in Fig. 1 with dashed lines, in the form of a dip tube with the axis 25 into the interior of the Firing chamber 13 pulled up in order to verify that the Fenergases ge long from the furnace 13 into the furnace 18 by the shortest route. In this sense, it is also possible to blow the Ge with the oil burner, the axis of which is denoted by B, as shown by dash-dotted lines in Fig.
1, to set lower in order to make the path of the flame and the fire and flue gases in the combustion chamber 13 longitudinal and thus better the burnout.
The surface line 42 of the burner tube of the burner device, which is radially outermost in relation to the vertical axis 25 of the corresponding area of the combustion chamber 13 and which is continued through the combustion chamber 13, forms a secant normal to the axis 25, the largest, essentially circular combustion chamber cross-section with the half-diameter R a secant.
In the flue gas surrounding chamber 18, the flue gases are practically deflected at 1800.
The rapidly rotating flame and gases in the combustion chamber 13 in the form of a vortex sink not only lead to an extremely high exchange of substances, VV-poor and momentum exchange due to the higher turbulence, but also to practically uniform furnace wall temperatures with optimal load capacity. The furnace wall 14, which is inevitably cooled by water, has a temperature during operation which is continuously substantially below the ignition point of the fuel.
These measures also lead, and this is very important, to a high level of flame stability. This reduces the generation of noise and increases the combustion quality. The vortex depression also brings about a reduction in the unavoidable start-up shock when the flame is ignited.
The lower part of the consumption hot water boiler 33 is washed around by the boiler heating water in room 7. The area of the cover 35 is exposed and is insulated in the boiler housing 2, for example with glass wool or the like. It is advantageous to arrange the burner device 23 and the flue gas outlet nozzle 16 in such a way that the leading edge of the latter is at least as high as the latter highest point of the Breun air inlet pipe.
This boiler not only allows various types of fuel to be burned under optimal conditions, but thanks to its chamotte-free design it is extremely space-saving and relatively easy to manufacture and set up, especially in terms of its specific performance, which, due to the separation of the combustion chambers for gaseous or liquid fuels on the one hand and solid fuels on the other hand and the formation of the combustion chamber for liquid or gaseous fuels from parts of rotating bodies, is extremely high.