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Kessel zur Erzeugung von Warmwasser oder Dampf
Infolge der fortwährend steigenden Baukosten wird es immer wichtiger, den Raumbedarf zu vermin- dern, der für Installationen für den Betrieb der Heizanlage eines Gebäudes notwendig ist. Insbesondere gilt dies auch für die Kessel zur Erzeugung von Warmwasser oder Dampf für die Zentralheizung oder andere Zwecke. Dadurch ist es sehr wichtig, die Grösse dieser Kessel zu vermindern. Zur Erreichung dieses Zweckes sind Kessel mit einer von einem Wassermantel umgebenen Brennkammer bekannt, die über mindestens einen Rohrstutzen mit einer Sekundärheizkammer verbunden ist, die ebenfalls einen
Wassermantel besitzt. Durch die Hintereinanderschaltung einer Primär- und einer Sekundärheizkammer lässt sich nämlich auf kleinem Raum eine grosse Wärmeübergangsfläche erzielen.
Der bekannte Kessel dieser Bauart besitzt eine Sekundärheizkammer, deren Heizkanäle in einem axial an die Primärheizkammer angeschlossenen Teil des Kessels angebracht sind, was eine relativ grosse Baulänge bedingt.
Demgegenüber betrifft die Erfindung einen Kessel der eingangs genannten Bauart, der sich bei gleicher Gesamtheizfläche bzw. Leistung mit wesentlich geringerer Baulänge bzw. Grundfläche herstellen lässt. Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass der Wassermantel der im wesentlichen zylindrischen Sekundärheizkammer von einer Vielzahl von über den Umfang derselben verteilten, achsparallelen Brenngaskanälen durchzogen ist, welche die Verbindung zwischen der Sekundärheizkammer und dem Abzug herstellen. Die Sekundärheizkammer lässt sich bei einer solchen Anordnung mit paralleler Achse über der Hauptbrennkammer anordnen, was den Platzbedarf stark verringert.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die Sekundärheizkammer mit den durch Röhren gebildeten Brenngaskanälen im Wassermantel über einen an der einen Stirnseite angeordneten Zwischenraum verbunden, der durch die hohle Innenseite einer Türe gebildet ist.
Um den Wärmeübergang am Wassermantel der Sekundärheizkammer besonders wirksam zu machen, ist es günstig, wenn an der Einmündung des oder der Verbindungsrohrstutzen in die Sekundärheizkammer Ablenkstücke aus feuerfestem Material angebracht sind, welche die durchströmenden Brenngase zwingen, in tangentialer Richtung in die Sekundärheizkammer einzuströmen, weil damit eine vorzügliche Bestreichung des gesamten Innenumfanges des Wassermantels durch die Heizgase erzielt ist.
Nachstehend ist an Hand der Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt einen Kessel für Warmwassererzeugung im Schnitt nach Linie -- A-A -- in Fig.2, die ihrerseits einen Schnitt nach Linie -- B-B -- inFig. 1 zeigt. Der Kessel besitzt eine Brennkammer --1--, die von einem zylindrischen Wassermantel-2-umgeben ist, durch den das zu erwärmende Wasser zirkuliert. Wenn der zur Verfügung stehende Brennstoff Öl oder Gas ist, wird ein entsprechender Brenner in der Achse-C-C-der Brennkammer montiert. Selbstverständlich könnte die Brennkammer anstatt eines kreisförmigen Querschnittes ebensogut einen quadratischen oder rechteckigen Querschnitt besitzen oder irgendeine andere Form haben, ohne dass dies das Wesen der Erfindung dadurch ändern würde.
Wenn es sich um eine Konstruktion für feste Brennstoffe handelt, wird ein Rost im Brennraum eingebaut, wie mit der gestrichelten Linie --3-- angezeigt.
Die Sekundärheizflächen des Kessels sind in einem gesonderten Wärmetauscher angeordnet, der oberhalb der Brennkammer liegt und eine zentral angeordnete zylindrische Kammer-4-- besitzt, die
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seits über den Abzug --11-- mit dem Kanal in Verbindung steht. An derStelle. wo die Rohrstutzen- 5- in die Sekundärheizkammer-4-einmünden, sind feuerfeste Ablenkstücke-12-vorgesehen, die so ge- formt sind, dass die aus den Stutzen --5-- in die Kammer --4-- eintretenden Brenngase in eine tangentiale Richtung geleitet werden, mit dem Ergebnis, dass der Gasstrom entlang der Innenwand der zylindrischen Kammer --4-- vom vorderen bis zum hinteren Ende in eine rotierende Bewegung gezwungen wird, wie durch die Pfeile in Fig. 1 angezeigt.
Zwischen dem Wassermantel --2-- und dem Wassermantel --6-- ist durch je einen Wassermantel --13-- um die Rohrstutzen --5-- eine unmittelbare Verbindung hergestellt, so dass das Wasser, das durch das Rohr --14-- eintritt, im Mantel --2-- um die Verbrennungskammer-l-und weiter durch
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Kessel schliesslich durch die Leitung --15-- zu verlassen.
Wie aus den Zeichnungen ersichtlich, bilden die Brennkammer und die als Wärmetauscher wirkende
Sekundärheizkammer gesonderte Teile, die durch Verschweissung oder mittels einer Flanschverbindung zusammengefügt werden können.
Aus dieser Bauart ergeben sich folgende Vorteile : a) Verglichen mit Kesseln der bekannten Ausführung, bei denen die Brennkammer und die Sekundärheizflächen in einer einzigen Ummantelung untergebracht sind, ist die Grösse des äusseren Mantels --16--, der die Verbrennungskammer--1--und den ringförmigen Wassermantel-2-- umgibt, viel kleiner für eine Verbrennungskammer gegebener Grösse, und weiters ist auch der äussere Mantel-17-, der die Sekundärheizkammer --4--, den ringförmigen Wassermantel-6-- und die Rohre --7--, welche diese Kammer umgeben, umhüllt, viel kleiner.
Das heisst daher, dass die Wandstärken für einengegebenen Betriebsdruck kleiner sein können. b) Eine Brennkammer gegebener Grösse kann so konstruiert sein, dass sie mit zwei oder drei verschiedenen Grössen von Wärmetauschern zusammengebaut werden kann. c) Die rotierende Bewegungder in die Sekundärheizkammer-4-eintretenden Gase bewirkt zweierlei : es wird eine beträchtliche Zunahme der Bewegung der Gase an der Oberfläche des Zylinders hervorgerufen, was gleichzeitig eine Verbesserung der Wärmeübertragung bewirkt ;
alle festen Bestandteile, die im Gas enthalten sind und aus der Verbrennungskammer kommen, werden durch diese rotierende Bewegung gegen die Seitenwand geworfen, neigen dazu, sich hinter dem Ablenkkörper --12-- zu sammeln und werden dadurch angehalten, in die Rohre --7-- einzudringen. d) Der Zylinder der Brennkammer erreicht natürlich eine viel höhere Temperatur als der äussere Mantel.
Da nun der Zylinder, der die Brennkammer-l-bildet, nur am einen Ende mit dem äusseren Mantel --16-- verbunden ist, kann sich der innere Zylinder frei ausdehnen, ohne dass eine Spannung in der Konstruktion hervorgerufen wird. Ähnlich kann sich der Zylinder, der die Sekundärheizkammer --4-- bildet, unabhängig vom äusseren Zylinder --17--, der die gesamte Sekundärheizfläche umschliesst, und von den im Wassermantel-6-befindlichen Rohren-7-ausdehnen. e) Durch die Trennung der Brennkammer von der Sekundärheizfläche und die dadurch bedingten kleineren Durchmesser jedes Einzelteiles ergibt sich eine geringere Gesamtgrösse des Kessels gegenüber der Ausführung mit gemeinsamer Ummantelung des Verbrennungsraumes und der Sekundärheizflächen.
Die erforderliche Grundfläche ist geringer als bei der Ausführung mit gemeinsamer Ummantelung.
Solange die Gesamthöhe des Kessels nicht grösser wird als es die üblichen Raumhöhen zulassen, ist eine Verringerung der beanspruchten Grundfläche mit dem Ziel, eine knappe Bauweise zu erreichen, sehr erwünscht, sogar dann, wenn dies durch eine Vergrösserung der Höhe erkauft werden muss.
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