Heizkessel für gasförmige oder flüssige Brennstoffe
Im Hauptpatent ist ein Heizkessel für gasförmige oder flüssige Brennstoffe beschrieben, bei dem der Feuerungsraum im wesentlichen aus Teilen von Rotationskörpern gebildet und mit einer, der Flamme direkt ausgesetzten, zwangsläufig gekühlten Wand versehen ist sowie mit einem Stutzen für ein Gebläse mit Brenner, mit einem zu einem den genannten Rotationskörper koaxialen Rauchgasabzugsstutzen und mit einer Brennereinrichtung, welche exzentrisch bezüglich der Achse eines anderen der genannten Rotationskörper auf dem Stutzen für das Gebläse mit Brenner befestigt ist, wobei 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 bildet, und der Rauchgasabzugsstutzen in eine Rauchgas-Umlenkkammer mündet.
In Weiterentwicklung des Heizkessels nach dem Hauptpatent zeichnet sich die vorliegende Erfindung dadurch aus, dass die Rauchgasumlenkkammer mindestens teilweise flüssigkeitsgekühlt ist.
Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes werden anschliessend anhand von Figuren erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch einen liegenden Kessel für gasförmige oder flüssige Brennstoffe, mit Boiler gemäss Linie I-I der Fig. 2,
Fig. 2 den Kessel nach Fig. 1, im Schnitt gemäss Linie II-II der Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt durch den Kessel nach Linie III-III der Fig. 1,
Fig. 4 bzw. 4a einen Schnitt durch einen liegenden Kessel nach Linie IV-IV der Fig. 5 mit ausgemauerter bzw. wassergekühlter Tür,
Fig. 5 einen Schnitt nach Linie V-V der Fig. 4,
Fig. 6 einen Schnitt nach Linie VI-VI der Fig. 4,
Fig. 7 einen Schnitt durch einen stehenden Kessel für gasförmige oder flüssige Brennstoffe mit Boiler, gemäss Schnittlinie VII-VII der Fig. 8,
Fig. 8 einen Schnitt durch den Kessel nach Fig. 7 gemäss Schnittlinie VIII-VIII,
Fig.
9 einen Schnitt gemäss Linie IX-IX durch den Kessel nach Fig. 7.
Der in den Fig. 1-3 dargestellte, liegende Kessel mit Boiler weist einen Mantel 45 auf, in dem sich das Heizwasser 47 befindet. Rauchgasrohre 49 durchziehen das Heizwasser 47 und sind an ihren Enden in den beiden Böden des Mantels 45 befestigt. Der Wasserabfluss erfolgt durch einen Vorlaufstutzen 51 und der Zufluss über einen Rücklaufstutzen 52. Die Rauchgasrohre 49 münden in eine Rauchgaskammer 54, die mit einem Rauchgasaustritt 55 versehen ist.
Der Feuerungsraum 58 ist von einem Feuerungsraummantel 57 umschlossen. Am Feuerungsraummantel 57 ist über einen entsprechenden Stutzen und Flansche ein Brenner 60 befestigt.
Im Betrieb bildet sich im Feuerungsraum 58 eine Rauchgaswirbelsenke 61. Die Rauchgase ziehen durch ein Rauchgasaustrittsrohr 63 ab und gelangen in eine Rauchgasumlenkkammer 67. Diese ist nach aussen mittels einer ausgemauerten Türe 65 abgeschlossen. Im hintern Teil des Heizkessels ist koaxial mit dem Feuerungsraum 58 ein Boiler 69 vorgesehen, der mit einem Kaltwasserzufuhrstutzen 70, einem Zirkulationsleitungsstutzen 71 und einem Warmwasserentnahmestutzen 72 versehen ist. Ein Boilerzugangsstutzen 74, der die Rauchgaskammer 54 und den Mantel 45 durchsetzt, erlaubt den Zugang zum Boiler 69, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist. Die Entleerung des Heizkessels erfolgt über eine Entleerung 76.
Das Rauchgasaustrittsrohr 63, welches gemäss Fig. 1 nur sehr wenig in den Feuerungsraum 58 vorsteht, kann natürlich auch als ausgesprochenes Tauchrohr, wie dies bei Zyklonen erforderlich ist, ausgebildet sein.
In den Fig. 4-6 ist ein liegender Kessel ohne Boiler dargestellt, dessen Heizwasser 82 von einem Mantel 80 umgeben ist, wobei Rauchgasrohre 83 im Heizwasser 82 verlaufen. Der Wasserabfluss erfolgt über einen Vorlaufstutzen 84, der Zulauf über einen Rücklaufstutzen 86. Hinten am Kessel ist eine Rauchgaskammer 87 mit einem Rauchgasaustritt 88 vorgesehen. Ein Feuerungsraummantel 90 begrenzt einen Feuerungsraum 91. Ein Brenner 93, mittels Flanschen über einen Stut zen am Feuerungsraummantel befestigt, erzeugt im Betrieb im Feuerungsraum 91 eine Rauchgaswirbelsenke 94. Die Rauchgase strömen durch ein Rauchgasaustrittsrohr 96 in eine mittels einer ausgemauerten Tür 98 verschliessbare Rauchgasumlenkkammer 100 aus. Aus dieser Umlenkkammer 100 werden die Rauchgase durch die Rauchgasrohre 83 in die Rauchgaskammer 87 geführt, welche sie durch den Rauchgasaustritt 88 verlassen.
Die Entleerung des Heizkessels erfolgt durch einen Entleerungsstutzen 102.
Bei der Ausführung gemäss Fig. 4a ist die Tür 97 nicht ausgemauert. sondern wassergekühlt. Das Kühlwasser strömt durch die Leitung 99 zu und durch die Leitung 101 ab. Im übrigen ist der Kessel gleich gebaut wie derjenige gemäss Fig. 4.
In den Fig. 7-9 ist eine stehende Ausführung eines Heizkessels ersichtlich. Er weist eine Verschalung 104 auf. Die Verschalung umgibt einen Mantel 105 zur Aufnahme des Heizwassers 107. Rauchgasrohre 109 durchziehen einen Teil des Heinvasserraumes. in dem über einen Rücklauf 112 das Wasser ein- und über einen Vorlaufstutzen 111 wegfliesst. Die Rauchgasrohre 109 münden in einen Rauchgasaustritt 115, der. wie aus Fig. 7 ersichtlich, ringkammerförmig ausgebildet ist. Ein Feuerungsraummantel 117 umgrenzt den Feuerungsraum 118. wobei ein Brenner 120 am Feuerungsraummantel 117 in der dargestellten Weise befestigt ist. Im Feuerungsraum 118 bildet sich eine Rauchgaswirbelsenke 121.
Die Rauchgase verlassen den Feuerungsraum 118 durch ein Rauchgasaustrittsrohr 123, das, wie dargestellt, oder als tiefer in den Feuerungsraum 18 hineinragendes Tauchrohr ausgebildet sein kann.
Der Kessel ruht auf einer Grundplatte 125, die mit einer Ausmauerung 126 versehen ist. Über der Grundplatte 125 befindet sich eine Rauchgasumlenkkammer 128, in welcher die aus dem Rauchgasaustrittsrohr 123 ausströmenden, in starker Drehung befindlichen Rauchgase umgelenkt und den Rauchgasrohren 109 zugeführt werden. Dabei verbessert diese weiterhin starke Drehströmung nicht nur den Temperaturaustausch, sondern sie stellt auch den guten Ausbrand sicher, sowie einen gut geregelten Abfluss der Rauchgase durch die Rauchgasrohre 109.
Im obern Teil des Heizkessels ist ein Boiler 130 mit einer Kaltwasserzufuhrleitung 131, einer Zirkulationsleitung 132 und einer Warmwasserabflussleitung 133 vorgesehen. Ein Abschlussdeckel 134 der Verschalung 104 erlaubt den Zugang zum Boiler 130.
Die im Feuerungsraum für flüssige oder gasförmige Brennstoffe in Form einer Wirbelsenke schnell rotierende Flamme bzw. Gase führen nicht nur infolge höherer innerer Turbulenz zu äusserst hohem Stoff-, Temperatur- und Geschwindigkeitsaustausch, sondern auch zu praktisch einheitlichen Feuerraumwandtemperaturen mit optimaler Feuerraumbelastbarkeit (über 1,5.106 kcal/m2) sowie, und dies ist sehr wesentlich, zu einer hohen Flammenstabilität. Dadurch wird die Geräuschbildung vermindert und die Verbrennungsgüte gesteigert. Die Wirbelsenke bringt ferner beim Zünden der Flamme eine Reduktion des unvermeidlichen Anfahrstosses mit sich.
Die beschriebenen Ausführungsformen ermöglichen es, auf engstem Raum mit besten Wirkungsgraden und sehr einfachen Mitteln grosse Leistungen zu erzeugen, was sich natürlich wesentlich auf die Wirtschaftlichkeit auswirkt. Zudem ist der Aufbau dieser Heizkessel äusserst einfach, sowie anspruchslos im Betrieb und sehr betriebssicher.
Boilers for gaseous or liquid fuels
In the main patent, a boiler for gaseous or liquid fuels is described in which the combustion chamber is essentially formed from parts of rotating bodies and is provided with a wall directly exposed to the flame, necessarily cooled, and with a nozzle for a fan with burner, with a to one of the said rotating body coaxial flue gas outlet nozzle and with a burner device which is attached eccentrically with respect to the axis of another of the said rotating bodies on the nozzle for the fan with burner, the radial outermost rotating body with respect to the axis of the one, the combustion chamber forming the combustion chamber Continued burner tube jacket line one secant normal to the named axis in the largest,
Essentially circular combustion chamber cross-section with the radius forms, and the flue gas outlet nozzle opens into a flue gas deflection chamber.
In a further development of the heating boiler according to the main patent, the present invention is characterized in that the flue gas deflection chamber is at least partially liquid-cooled.
Exemplary embodiments of the subject matter of the invention are then explained with reference to figures. Show it:
1 shows a section through a horizontal boiler for gaseous or liquid fuels, with a boiler according to line I-I of FIG. 2,
FIG. 2 shows the boiler according to FIG. 1, in section along line II-II of FIG. 1,
3 shows a section through the boiler along line III-III of FIG. 1,
4 and 4a show a section through a horizontal boiler along line IV-IV of FIG. 5 with a bricked or water-cooled door,
Fig. 5 is a section along line V-V of Fig. 4,
6 shows a section along line VI-VI of FIG. 4,
7 shows a section through a standing boiler for gaseous or liquid fuels with a boiler, according to section line VII-VII of FIG. 8,
8 shows a section through the boiler according to FIG. 7 along section line VIII-VIII,
Fig.
9 shows a section along line IX-IX through the boiler according to FIG. 7.
The horizontal boiler with boiler shown in FIGS. 1-3 has a jacket 45 in which the heating water 47 is located. Flue gas pipes 49 run through the heating water 47 and are fastened at their ends in the two bases of the casing 45. The water outflow takes place through a flow connection 51 and the inflow via a return connection 52. The flue gas pipes 49 open into a flue gas chamber 54 which is provided with a flue gas outlet 55.
The combustion chamber 58 is enclosed by a combustion chamber jacket 57. A burner 60 is attached to the combustion chamber jacket 57 via a corresponding connection piece and flange.
During operation, a flue gas vortex sink 61 forms in the combustion chamber 58. The flue gases are drawn off through a flue gas outlet pipe 63 and reach a flue gas deflection chamber 67. In the rear part of the boiler, a boiler 69 is provided coaxially with the furnace 58, which is provided with a cold water supply connector 70, a circulation line connector 71 and a hot water extraction connector 72. A boiler access connection 74, which passes through the flue gas chamber 54 and the jacket 45, allows access to the boiler 69, as can be seen from FIG. The boiler is emptied via a drain 76.
The flue gas outlet pipe 63, which according to FIG. 1 protrudes only very little into the combustion chamber 58, can of course also be designed as a downright immersion pipe, as is necessary with cyclones.
4-6 show a horizontal boiler without a boiler, the heating water 82 of which is surrounded by a jacket 80, with flue gas pipes 83 running in the heating water 82. The water is drained off via a flow connection 84, the inlet via a return connection 86. A smoke gas chamber 87 with a smoke gas outlet 88 is provided at the rear of the boiler. A combustion chamber jacket 90 delimits a combustion chamber 91. A burner 93, fastened to the combustion chamber jacket by means of flanges via a stub, generates a flue gas vortex sink 94 in the furnace 91 during operation . From this deflection chamber 100, the flue gases are guided through the flue gas pipes 83 into the flue gas chamber 87, which they leave through the flue gas outlet 88.
The boiler is emptied through an emptying nozzle 102.
In the embodiment according to FIG. 4a, the door 97 is not lined. but water-cooled. The cooling water flows in through line 99 and out through line 101. Otherwise, the boiler is constructed in the same way as that according to FIG. 4.
In Figs. 7-9 a standing embodiment of a boiler can be seen. It has a casing 104. The casing surrounds a jacket 105 for receiving the heating water 107. Flue gas pipes 109 traverse part of the water room. in which the water flows in via a return 112 and flows away via a flow connection 111. The flue gas pipes 109 open into a flue gas outlet 115, the. as can be seen from Fig. 7, is formed in the shape of an annular chamber. A furnace jacket 117 delimits the furnace 118, a burner 120 being attached to the furnace jacket 117 in the manner shown. A flue gas vortex sink 121 forms in the combustion chamber 118.
The flue gases leave the combustion chamber 118 through a flue gas outlet pipe 123 which, as shown, can be designed or as a dip tube protruding deeper into the combustion chamber 18.
The boiler rests on a base plate 125 which is provided with a brick lining 126. Above the base plate 125 there is a flue gas deflection chamber 128, in which the flue gases flowing out of the flue gas outlet pipe 123, which are in strong rotation, are deflected and fed to the flue gas pipes 109. This continued strong rotary current not only improves the temperature exchange, but also ensures good burnout and a well-regulated outflow of the flue gases through the flue gas pipes 109.
In the upper part of the boiler, a boiler 130 is provided with a cold water supply line 131, a circulation line 132 and a hot water discharge line 133. An end cover 134 of the casing 104 allows access to the boiler 130.
The rapidly rotating flames or gases in the combustion chamber for liquid or gaseous fuels in the form of a vortex sink not only lead to an extremely high exchange of substances, temperatures and speeds due to the higher internal turbulence, but also to practically uniform furnace wall temperatures with optimal combustion chamber load capacity (over 1.5.106 kcal / m2) and, and this is very important, a high level of flame stability. This reduces the generation of noise and increases the quality of combustion. The vortex depression also brings about a reduction in the unavoidable start-up shock when the flame is ignited.
The embodiments described make it possible to generate high outputs in the smallest of spaces with the best degrees of efficiency and very simple means, which of course has a significant effect on economic efficiency. In addition, the construction of these boilers is extremely simple, undemanding in operation and very reliable.