Kessel zum Erhitzen von Wasser. Gegenstand der Erfindung ist ein Kessel zum Erhitzen von ,Wasser mit den Kessel innenraum seitlich begrenzenden, wasserfüh renden Heizflächen. Diese sind durch wasser führende Teile, insbesondere mittels Rohren, gebildet, welche jeden gewünschten Quer- schnitt besitzen und, soweit es möglich ist, stehend oder liegend, quer oder parallel zur Kesselachse angeordnet sein. können.
Der Kessel kann jedem Verwendungszweck ange- passt werden, besonders aber für Heizzwecke, sei es für Warm- oder Heisswasser oder Dampf, und er kann für den Betrieb mit festen und flüssigen; Brennstoffen sowie Ab- fallstoffen eingerichtet sein.
Erfindungsgemäss sind im Kesselinnen- raum zur bessern Ausnützung der Brenn stoffwärme und deren zweckentsprechenden Wärmeabgabe , zusätzliche wasserführende Heizflächen so eingebaut, dass es möglich ist, eine wesentliche Steigerung der Wärmeauf nahme dank dieser zusätzlichen Heizflächen zu erreichen.
Diese Heizflächen sind so ver teilt, dass im Kesselinnenraum ein oder meh- rere freie Räume verbleiben, die einerseits zum Verbrennender uriverbrannten Gase die nen, anderseits eine ungehinderte Flammen entwicklung zulassen, wodurch die erzeugte Wärme an die umliegenden Heizflächen mit tels Flammenstrahlung reichlich erfolgen kann.
Bei den festen. Brennstoffen handelt es sich bei der Verbrennung der uriverbrannten Gase um eine Nachverbrennung der im Ver- brennungsprozess sich bildenden Schwelgase, beim flüssigen Brennstoff um die Verbren nung der über dem Brenner sich noch bilden den brennbaren Gasmischungen.
Da jede Beschränkung der Flammenent wicklung in,den Brennräumen nie Gefahr des Entweichens uriverbrannter Gase mit sich bringt, ist es zur Erreichung einer guten Ver brennung der .Schwel- -bezw. Brenngase von Vorteil, den Brennräumen auf ihre ganze Länge gegebenenfalls vorgewärmte Zweitluft zuzuführen.
Bei Kesseln mit auf einem Rost verbrennenden festen Brennstoffen kann sich die Zweitluft über, neben oder unter -dem Rost mit den Schwelgasen vermischen, derart, dass das Gemisch infolge Zündung an der Glut zone zur Verbrennung und zur ungehinderten Flammenentwicklung kommt, wodurch eine g-;te Verbrennung der Gase erfolgt, wie auch eine äusserst günstige und reichliche Wärme übertragung infolge der intensiven Flammen strahlung in den Brennräumen gesichert. ist. Der Rost kann zum Beispiel als wasserfüh render Treppenrost ausgebildet sein.
Die restliche Wärmeausnützungy der ver brannten Gase, durch BerÜhrungsübertra- gung, kann an die die Brennräume oben ab schliessenden Deckenheizflächen eventuell zu sätzlich noch an nachgeschaltete Rohrliei.z- flächen erfolgen. Den Gasen kann hier Ge legenheit geboten werden, die Räume zwi schen den Rohren intensiv zti umspülen und ihre Wärme an eine grosse Zahl von Rohren mit geringem Wasserinhalt zu übertragen, was bei den günstig gelegenen Heizflächen eine rasche und äusserst wirtschaftliche Wärmeaufnahme sichert.
Eine weitere Steigerung der Wärmeaus- nützung von festem Brennstoff bei Rostfeue rungen wird erreicht, wenn der Feuerraum nach unten durch einen Wasserrost abge schlossen wird. Durch diese Massnahme wird einerseits erreicht, dass auch hier für die Auf nahme und rasche Weiterleitung der Wärme eine sehr günstig gelegene Heizfläche ge schaffen wird.
Anderseits wird durch An schluss der Rostrohre an die andern Heiz flächen des Kessels die Möglichkeit gegeben, dass der nn den einzelnen Rostrohren durch die Glutzone bedingte beschleunigte Wasser umlauf sich auch auf den Wasserumlauf im gesamten Wassersystem des Kessels Über- trägt.
Um dabei die Brennstoffwärme auf dem Rost weiter so rationell wie möglich ausnüt zen zu können. ist es vorteilhaft, den Ver- brennungsprozess auf dem Wasserrohrrost so zu gestalten, da.ss die Verbrennung im Sinne einer Halbgasfeuerung erfolgt, das heisst es findet auf dem Rost teilweise eine eigentliche Verbrennung und gleichzeitig teilweise eine Vergasung statt. Damit auf dem Rost die Verbrennung und Vergasung möglichst ge trennt erfolgen,
so ist es bei gewissen Brenn stoffen günstig, den Rost so einzurichten, dass der freie Rostquerschnitt längs der Kessel- längswände viel reichlicher bemessen wird als ,n der Mitte des Rostes. Dadurch erfolgt längsseits der letzteren der eigentliche Ab brand des Schüttgutes. Über der Mitte des Rostes soll dann hauptsächlich die Vergasung erfolgen. Der freie Rostquerschnitt kann aber auch entsprechend der Lage eines allfälligen Bunkers und dem oder den Brennräumen. an ders angeordnet werden.
L m den Kessel noch weiter für die Aus nützung der Brennstoffwärme möglichst wirtschaftlich zu gestalten, ist es vorteilhaft, denselben für Dauerbrand mit einem an- oder eingebauten Brennstoffbunker zu versehen. Einerseits wird dadurch bei festen Brenn stoffen die Möglichkeit gegeben, die Brenn stoffzufuhr so zu regeln, dass sich die Höhe des Brennstoffbelages auf dem Rost.
entspre chend dem Wärniebeda.rf möglichst günstig und annähernd konstant hält, wodurch einer seits die Nachfüllung des Bunkers sich weni ger oft notwendig macht, anderseits aber die Wärmeabgabe an die Heizflächen sehr reich- 1ich erfolgt, da die Beschränkung der Flam- n ienentwicklung infolge des günstigen Brenn- St-offbelages auf dem Rost möglichst vermie den wird,
so dass eine gute Verbrennung der Gasse und davon abhängige Brennstoffein sparung gesichert ist.
Für das Wesen der Erfindung ist es gleichgültig, ob feste oder flüssige Brenn stoffe bezw. A'bfal1stoffe Verwendung fin den, ebenso ob ein allfälliger Brennstoffbun ker für festen Brennstoff ausserhalb, seitlich oder innerhalb des Kessels liegt. Der Bunker kann auch oben angeordnet sein.
Wenn der Kessel oder Brennstoff es zulässt, ist es vor teilhafter, denselben im Innern des Kessels unterzubringen. Es können dann zu seinem Aufbau ein Teil der innern Heizflächen herangezogen -,-erden. Ebenso ist die Mög- lichkeit gegeben, die Brennräume unmittelbar nach der Glutzone aufzubauen. Bei Kesseln für die Verbrennung von flüssigem Brennstoff liegt ein 'allfällig vor gesehener Brennstoffbunker zweckmässig au sserhalb des Kessels.
Beim Anbau eines Öl brenners ist ein Kessel für festen Brennstoff in seinem erfindungsgemässen Aufbau ohne weiteres für die Verbrennung von flüssigem Brennstoff verwendbar. Dem Brennstoff wird in diesem Fall die erforderliche Luft automatisch durch den Brenner zugeführt und entsteht dann auch hier, wie beim festen Brennstoff, in den freien Brennräumen eine ungehinderte rege Flammenentwicklung und Wärmeabgabe an die umliegenden Heizflä chen mittels Flammenstrahlung.
Die rest liche Wärmeausnützung der verbrannten Gase erfolgt hier, wie bei festen Brennstoffen, in den über dem Brennraum liegenden Dek- kenheizflächen, eventuell auch nachgeschal teten Rohrheizflächen.
Ein Kessel für festen Brennstoff und mit innerem Bunkerraum ist ohne jeden innern Umbau durch Anbau eines entsprechenden Brenners für Verbrennung von flüssigem Brennstoff verwendbar. Durch diese Mass nahme werden allfällige vom festen Brenn stoff freiwerdende Teile der Bunkerheiz flächen für die Wärmeaufnahme frei, dem zufolge sichert der Kessel eine weitere Brenn stoffeinsparung.
Der Erfindungsgegenstand kann in ver schiedenen beispielsweisen Ausführungsfor men hergestellt sein. Es sind solche in der beiliegenden Zeichnung schematisch darge stellt. Es zeigt: Fig. 1 einen Vertikallängsschnitt eines Kessels nach Linie c-ca in Fig. '2; und Fig. 2 einen Vertikalquerschnitt nach Linie b-b in Fig. 1.
Wie aus den Fig. 1 und 2 zu ersehen ist, bestehen die seitlichen Begrenzung heizflä- chen des Kesselinnenraumes aus wasserfüh renden, stehenden Rohren 1, 1' und 2. Sie können aber auch aus liegenden Rohren mit der für den Wasserumlauf im Kessel benö- tigten Steigung gebildet sein. Ebenso können im Innern des Kessels die Rohre der einge bauten Heizflächen vertikal, schief oder lie- gend angeordnet sein, letztere mit entspre chender Steigung. In den dargestellten Bei spielen sind die liegenden Rohre, der Ein fachheit halber, ohne Steigung für den Was serumlauf gezeichnet.
Um reichliche Heizfläche zu gewinnen, ist, wie Fig, 1 und 2, zeigen, für das Brennstoff bett ein Wasserrohrrost vorgesehen, dessen einzelne wasserführenden Rohre 5 den Feuer raum nach unten abschliessen. Die Rostrohre 5 verbinden die untern .Sammelrohre 3 und 3' miteinander. Letztere sind an ihren Enden mittels der schiefen Verbindungsrohre 4 un tereinander verbunden. Die seitlichen, stehen den Begrenzungsrohre 1 sind an dem obern und untern Ende an zwei Sammelrohre 3-, die stehenden Rohre 2 unten und oben an die Verbindungsrohre 4 angeschlossen.
Als Schüttöffnung für den Zulauf des Brenn stoffes vom Bunker zum Rost ist über dem Sammelrohr 3' und unter der stehenden durch die Rohre 1' gebildeten Wand eine Öffnung 14 freigehalten, die oben durch das Rohr 8 begrenzt ist. Letzteres 'bildet zugleich eine Verbindung zwischen Vorder- und Hinter wand und ist an die Rohre 1' angeschlossen. Die Höhe dieser Öffnung 14 ist so reichlich gehalten, dass für den Ablauf des Schüttgutes zum Rost ein günstiger Neigungswinkel ent steht.
Oben im Innenraum des Kessels sind zur Bildung von Deckenrohrheizflächen die stehenden Rohre 2 mit längs zur Kesselachse liegenden Wasserrohren 6 so verbunden, dass zwischen. Rost und diesen Deckenrohren 6 ein freier Raum 7 entsteht. Durch diese Bau art wird die Möglichkeit geboten, dass die beim Verbrexfnungsprozess sich bildenden, un- verbrannten Gase in der Feuerglutzone sich leicht entzünden und, zur Flamme entwickelt, ihre Wärme durch intensive Feuerstrahlung an die umliegenden Rohrheizflächen so wirk sam übertragen, dass nicht nur die wirtschaft lich :
günstigste Wärmeübertragung, sondern auch im ganzen Rohrsystem des Kessels ein rascher Wasserumlauf erreicht wird.
Die Deckenrohre !6, die parallel zur Kes sellängsachse verlaufen und je beidseitig mit einander gegenüberliegenden Begrenzungs rohren ? verbunden sind, können je nach der Aufbauform des Kessels ebenso quer zu des sen Längsachse verlaufen und je beidseitig mit einander gegenüberliegenden Begren zungsrohren 1 verbunden sein.
Hier wird vorweg darauf hingewiesen, dass man bei allen möglichen Kesselbauarten nach dem Erfindungsgedanken die Decken rohre 6, statt wie Fig. 1 und \? darstellen, je auf beiden Seiten mit den Begrenzungsheiz flächen zu verbinden, dieselben je nur au.f einer Seite an die Begrenzungsrohre an schliessen kann.
Wärmewirtschaftlich ist es von Wichtigkeit, wenn bei der Anordnung der Rohrheizflächen im Kessel, seien es die Decken-, Bunker-, Brennraum- oder Begren zungsheizflächen, dafür gesorgt wird, dass das in den Rohren zu erwärmende Wasser möglichst lange Wege durchströmen muss, bis es nach den Sammelrohren abgeführt wird, das heisst möglichst lange Zeit den Feuertemperaturen ausgesetzt wird. Diese Massnahme hat den Vorteil, dass die jeweilige Wärmeaufnahme solcher Heizflächen, gegen über kurzen Rohrverbindungen, ganz erheb lich erhöht wird, ebenso wird der Wasser umlauf sehr beschleunigt.
Um dies zu erreichen, ist zum Beispiel zu empfehlen, die Rohre, wie in Fig. 13 und 14, mehrfach abzubiegen oder als U-Bogen aus zubilden oder sie zu Rohrfahnen nach Fig. 10 und 11 mit. -stehenden oder liegenden Rohren zu vereinigen. Diese Bauarten, die sieh ein- seifig quer oder parallel zur Kesselachse an ordnen lassen, besitzen den grossen Vorteil, dass sie frei im Raum schweben und sich frei dehnen können und somit Wärme- und Ma terialspannungen nicht ausgesetzt sind.
Die Bestückung der Begrenzungslieiz- flächen in obiger Bauart kann in verschie dener Art erfolgen. Wärmewirtsehaftlich und des einfacheren Aufbaues wegen, ist es vorteilhaft, die einzelnen Rohrheizflächen eo zu bemessen, dass sie den Brennraum in sei ner Breiten- oder Längsausdehnung ausfüllen, zum Beispiel wie in Fig. 7 und 17 (Drauf sicht) dargestellt. Die Rohrheizflächen liegen dann abwechselnd nebeneinander, sozusagen ineinandergeschachtelt.
Die Kessel nach dem Erfindungsgedan ken können finit Rücksicht auf die Kontroll-, Raum- oder Transportverhältnisse, auch aus mehreren lösbaren Hauptteilen zusammenge setzt: sein, ohne die Abwicklung des Brenn- prozesses und der Wärmeübertragung zu än dern. Fig. 17 ist eine Draufsicht eines Teils eines :solchen zweiteiligen Kessels, echema- tiseh gezeichnet. Die Teilung erfolgt in der Längsachse nach der Linie c-c, kann aber auch quer zur Längsachse oder in irgend einer Art stattfinden.
Als Deckenheizflächen eignen sieh für diese Bauart die einseitig be festigten Fabnenheizflächen nach Fig. 10, 11, 13 und 1.4. Dieselben sind einander gegen über an die Begrenzungsrohre 1 angebaut und sozusagen ineinandergeschaehtelt, so dass die getrennten Kesselteile leicht auseinander baubar sind. Bei einer Querteilung des Kes sels können diese Fahnenheizflächen, statt quer zur Kesselachse, parallel zu derselben an die Begrenzungsrohre 2 angebaut sein. Verbunden werden die Kesselteile miteinan der durch Rohrstutzen und dergleichen.
Die Bunkerlage hängt bei dieser Bauart von der Heizflächenanordnung im Kesselraum ab und kann nach Bedarf zwischen oder ausser halb der letzteren an,meordnet sein.
Wie aus Fig. 1 und '2' ersichtlich und oben erläutert, lässt jede Einbauart von Decken lieizfläehen über dem Brennraum 7 eine reichliche Verteilung der Heizflächen zu, so dass an denselben die Wärme der vom Brenn- raum abgehenden verbrannten Schwelgase durch Berührungsübertragung noch vorteil haft nutzbar gemacht werden kann. Diese Gase verlassen die Deckenheizflächen durch das Rauchrohr 9 nach dem Schornstein.
Ge gebenenfalls können sie vor dem Eintritt in den Schornstein durch eine entsprechende, in Fig. 1 gestrichelt gezeichnete Öffnung oben in der Wand 18 zur restlosen Wärmeabgabe zu dein Kessel nachgeschalteten Heizflächen in Form von Wärmeaustausch-Vorrichtungen, Durchgangserhitzer, Überhitzer, Speisewas ser- und Lufterhitzer und dergleichen geleitet und dort bis zur gewünschten Endtemperatur noch nutzbar gemacht werden.
Diese nach geschalteten Heizflächen können in Nach schalträumen liegen, die von Rohrheizflä- ehen begrenzt werden, wobei das Ganze eine kompakte Einheit bildet.
Wie Fig. 1 zeigt, ist für die Zuführung des Brennstoffes seitlich der .durch die Rohre 1' gebildeten Begrenzungsheizflächen ein Bunker angebaut. Derselbe besteht aus den drei äussern Seitenwänden 1,0, der innern Wand 11, welche längs der genannten Be grenzungsheizfläche des Kessels verläuft, ferner aus dem Boden 12 und der Decke 18. Die innere Wand 11 ist kürzer gehalten als der innere Rand der an sie anschliessenden Wände 10.
Sie reicht nur bis zum Verbin dungsrohr 8, so dass, für den Brennstoff die Zulauföffnung 14 zum Rost entsteht. Das Schüttgut läuft automatisch aus dem Bunker, infolge seines Eigengewichtes und des mit Gefälle versehenen Bodens 12, auf den schrä gen Wasserrost 5 und deckt denselben in einem Böschungswinkel 17, dessen Neigung die Höhe des Bunkerauslaufes bestimmt, vollständig zu.
Die Höhe des Bunkerauslaufes kann ge gebenenfalls durch den im Bunker eingebau ten Schieber 15 so, reguliert werden, dass je nach Bedarf die Brennstoffschichthöhe der nötigen Wärmeleistung angepasst werden kann. Eine weitere Regulierung der Ver brennung kann erfolgen mittels eines Schie bers 16 unter dem Rost. Durch diese wird ermöglicht, die Grösse der wirksamen Rost fläche dem Wärmebedarf genau anzupassen. Durch die Massnahme, die Höhe der Brenn stoffschicht und die Grösse der wirksamen Rostfläche veränderlich zu gestalten, kann mit dem Kessel die bis jetzt höchstmögliche Wärmeleistung erzielt werden. Die Betäti gung und Einstellung der Schieber 1,5 und 16 kann ausserhalb des Kessels von Hand auf mechanischem Weg erfolgen.
Die Böschungsfläche 17, die die Brenn- stoffschieUthöhe auf dem Rost bestimmt, ist zugleich Abbrandfläche des Schüttgutes beim Verbrennungsprozess. Diese Abbrandfläche 1'7 eignet sich sehr günstig als Zündfläche für das Gasgemisch in dem Brennraum 7. ; Die vorgewärmte Frischluft wird entspre chend dem Aufbau des Kessels durch eine besondere Leitung vom Aschenraum aus oder über eine sachgemässe Einrichtung an der Feuertüre, den Schwelgasen zugeführt,.: in beiden Fällen durch natürlichen oder künstlichen Zug:
Durch die Verbrennung der Schwelgase direkt über der Zündfläche 17 wird eine intensive Flammenentwicklung im freien Brennraum ungehindert gefördert und .dem zufolge die Flammenstrahlung an die um liegenden Rohrheizflächen zur nutzbringen den Wärmeübertragung an dieselben in höch stem Masse gesichert. Die weitere Wärmeaus- nützung erfolgt dann, wie oben bereits an gegeben, durch Berührungsübertragung an die über dem Brennraum eingebauten Dek- kenheizfl:ächen.
Der Kessel ist ausserhalb der zum Schutz der Wärme abstrahlung durch Blechverkleidungen 18, dann durch die Isoliermasse 19 und die äussere, luftdicht abgeschlossene Blechver kleidung 2'0 .geschützt. Diese Anordnung ist bei allen Ausführungsbeispielen vorgesehen; gegebenenfalls kann der Wärmeschutz auch durch Mauerwerk erfolgen.
Es sind am Kessel an der Vorder- oder Seitenwand wie üblich angebracht: für die Zuführung des Brennstoffes die Fülltür 211, zur Reinigung und Entschlackung des Brenn stoffbettes die Feuertüren<B>22</B> und 2'3, zur Enta:schung die Tür 24, welche mit einer Einrichtung zur Regulierung der Luftzufuhr zum Rost eingerichtet ist. Bei kleinen Kes seln genügt nur eine Feuertür. Gegebenen falls kann die Fülltür 2,1 auch in der Decke des Bunkers angebracht werden.
Wie Fig. 1.2 zeigt, werden die Rohre 2 für den Einbau von Türen stellenweise weggelassen und -wird dem Türrahmen entsprechend eine Öff nung 2,5 freigelassen. Die durch die Türrah men bezw. Türen nicht beanspruchten Stel len zwischen den zwei entsprechenden Rohren 2 können durch Querrohre 2;6 (Fig. 12) oder mittels Einbau einseitig an den Rohren 2 be festigter Reizflächen nach Fig. 10, 11, 18 und 14 weiter für die Wärmeaufnahme nutz bar gemacht werden.
Die beim Kessel nach Fig. 1 und 2 in der Vorderwand eingebauten Füll-, Feuer- und Aschentüren 21., 22, 23 und 24 sind in Fig. 1 gestrichelt schematisch angegeben.
Auf dem Kessel ist ein abnehmbarer Rei n ,_gungsdeckel 27 angebracht. Es können auch mehrere solcher Deckel vorgesehen sein. Demzufolge kann die äussere Reinigung der Rohre von oben erfolgen, soweit sie von oben zugänglich sind. Die äussere Reinigung der Rohre im Innern des Kessels erfolgt durch die Feuertüren. Ist die innere Reinigung der Rohre erforderlich, so werden dieselben mit Reinigungsverschlüssen versehen, die ausser halb der Feuer- und Gaszone liegen und gut zugänglich sind.
Der Wassereintritt in den Kessel erfolgt unten am Sammelrohr 3', im gezeichneten Fall am Flansch 28, kann aber auch an an derer Stelle dieses tief liegenden Rohres er folgen. Der Wasseraustritt kann an irgend einer Stelle der obern Sammelrohre 3 ange bracht sein, im gezeichneten Fall hinten am Flansch 29.
Der Kessel in Fig. 1 und 2 kann, wenn es die baulichen Verhältnisse verlangen, auch so ausgebaut sein, dass der Bunker statt seit lich, hinten liegt. Die Fülltür würde dann seitlich am Bunker liegen, könnte aber ge- g o ebenenfalls auch auf der Bunkerdecke 13 angebracht sein. Die durch die Rohre 1 ge bildete Seitenwand in Fig. 1 würde dann zur Vorderwand und der Schrägrost 5 abfallend zu letzterer verlaufen.
Für diesen Fall sind an dieser Vorderwand die Feuer- und Aschen türen 23' und 24' vorgesehen, die in Fig. 1 gestrichelt gezeichnet sind. Das Rauchrohr 9 kann statt hinten, seitlich oder an der Decke angeschlossen, oder auch durch den Bunker durchgeführt werden. Der Wasser zulauf kann am untern Sammelrohr 3 ange schlossen werden. Das erwärmte Wasser kann von den obern Sammelrohren 3 ent nommen werden.
Die nachstehenden Beispiele, sowie alle andern möglichen nach dem Erfindungsgedanken ergeben, dass die Anordnung der wasserführenden Reizflächen der jeweiligen Eigenart der Wärmeübertra gung angepasst ist, besonders der Flammen übertragung. Demzufolge ist die höchstmög liche Ausnützung der Brennstoffwärme zu erreichen.
Die Wärmeübertragung vollzieht sich in drei Stufen, und zwar: In der ersten Stufe erfolgt die Wärmeübertragung an die un mittelbar seitlich mit dem Rost zusammen gebauten Teile der Begrenzungsheizflächen sowie an die Rostheizflächen selbst durch die Feuerglut infolge Kontaktberührung.
In der zweiten Stufe wird den auf dem Rost freiwerdenden und das Brennstoffbett in Richtung des Brennraumes verlassenden Schwelgasen Gelegenheit gegeben, sich innig mit der zugeführten, vorgewärmten Zweit luft zu mischen und gleichzeitig an der Brennfläche zu zünden und zu verbrennen. Dadurch entsteht eine rege Flammenentwick lung und infolge davon eine intensive Flam menstrahlung an die den Brennraum begren zenden Rohrheizflächen, welche die gewon nene Wärme nutzbringend aufnehmen.
In der Stufe 3 ist den ausgebrannten Sch-,velgasen, nach Verlassen des Brennrau- mes, die Möglichkeit gegeben, ihre Wärme durch Berührungsübertragung an die dem Brennraum nachgeschalteten Rohrheizflä chen, bis zur gewünschten Endtemperatur, zu übertragen.
Diese Art der Brennstoffaus- nützung sichert eine grössere Reizleistung und dadurch Einsparung an Brennstoff, g <B>-</B> eg e nüber ähnlichen Bauartep. Es kann also die gleiche Leistung mit einem erheblich kleineren Kessel und weniger Brennstoff er reicht werden.
Fig. 3 zeigt einen Vertikalschnitt einer weiteren Ausführung eines Kessels entspre- ehend der Bauart Fig. 1 und z. Bei dieser Ausführung ist der Bunker in den Kessel hineingelegt. Links und rechts vom Bunker ist je ein freier Brennraum 7 mit der glei chen Rohrheizflächen-Anordnizng angebracht wie in Vig. 1 und 2;
demzufolge verläuft der Brennprozess genau wie in dem vorbeschrie- benen Beispiel nach Fig. 1 und 2!.
Für jeden Brennraum sind die Feuer türen 2,2 und 23 - vergleiche Fig. 1 und 2 - !gesondert angebracht. Der Aschenraum kann je nach Grösse des Kessels mit einer oder, wie gezeigt, zwei Türen 24 versehen sein. Die Fülltür wird wieder wie in Fig. 1 und 22 oben an der Vorderwand oder auf der Bun- kerdecke angeordnet.
Ebenso wie dort wird der Wasserzu- und -ablauf angebracht.
Der Rohrrost 45 ist hier horizontal gelegt, und dienen dessen Rohre zugleich als Ver bindungsrohre zwischen den untern Sammel- rohren 3. Die obern Sammelrohre 3 sind, gleich wie die untern Sammelrohre, an ihren Enden mittels je einem Rohr 4 miteinander verbunden. An letztere sind unten und oben die stehenden Begrenzungsrohre 2 ange schlossen.
Wenn die Brennräume 7 nicht zu breit sind, so kann der Brennstoffauslauf 14 im Bunker relativ niedrig gehalten werden, ohne zu befürchten, dass der Rost nicht mit der zur Verbrennung erforderlichen Brennstoff menge beschickt wird. Der Körnung des Brennstoffes. entsprechend kann der Auslauf gegebenenfalls, um eine reichliche Menge von Brennstoff auf den Rost zu fördern, mit tels in den Bunker eingebauter verstellbarer Schieber (15, Fig. 1) verändert werden. Bei grösseren Kesseln dieser Bauart kann der Rost auch als Schrägrost ausgeführt werden.
Der Aufbau der beiden Brennräume 7 er folgt dann wie in Fig. 1 und 2 -gezeichnet; ebenso wickelt sich der Verbrennungsprozess und die Wärmeübertragung an die Heizflä chen gleich wie beim Beispiel nach Fig. 1 und 2 ab.
Eine weitere Bauart des Kessels zeigen schematisch die Fig. 4 und 5. Es zeigt: Fig. 4 einen Vertikallängsschnitt dieses Kessels nach Linie r,-a in Fig. 5 und Fig. 5 einen Vertikalquerschnitt nach Linie b-b in Fig. 4.
Wie aus diesen Figuren ersichtlich, ist der Brennstoffbunker in den Kessel einge- baut. Die seitlichen 13egrenzungsheizfl'ächen des Bunkers und Brennraumes bestehen aus wasserführenden, stehenden und liegenden Rohren 1, 2 und 5. Der Brennraum liegt seitlich neben dem Bunker und ist durch eine mittels der Rohre 5 gebildete Wand von ersterem getrennt. Der horizontal liegende Teil 5' der Rohre 5 bildet am Boden des Bunkers den Wasserrohrrost. Die Rohre 5 sind unten an die Begrenzungsrohre 1 und oben an ein Sammelrohr 3 angeschlossen. Brennraum 7 ist aussen durch die mittels der Rohre 1 und 2; gebildeten Wände begrenzt, ebenso der Bunkerraum.
Der unter dem Bun ker liegende horizontale Teil 1' der Rohre 1 bildet ebenfalls einen Rost, welcher an sei nem unter dem Brennraum 7 liegenden Teil durch den Boden 310 abgedeckt ist. Unter die sem Rost befindet sich der Aschenfall. Im obern Teil des Brennraumes 7 sind übereinan der mehrere Reihen Deckenrohre 6 einge baut und an die hintern und vordern Begren zungsrohre 2 angeschlossen. Die Deckenrohre können aber auch entsprechend Fig. 10, 11, 13 und 14 als Fahnen an die Begrenzungs rohre 1, 2. und 5 angebaut sein. Die durch die Rohre 5 gebildete senkrechte Rohrwand ist bis zum Bunkerrost durch die Wand 31 abgedeckt.
Die Wand 311 kann je nach An ordnung der Deckenrohre auf Seite des Brennraumes oder Bunkers liegen. Der Brennraum 7 erstreckt sich unmittelbar un terhalb des obern Rostes bis zu den Decken rohren 6.
Der Brennprozess. vollzieht sich bei dieser Bauart nach Art des Tiefbrandes, welcher entsteht, indem die Verbrennungsluft über dem Brennstoffbett und dem obern durch die Rohrteile 5' gebildeten Rost, etwa durch die Tür 23 dem Brennstoff zugeführt wird. Die bei der Entgasung über dem Rostentstehen den Schwelgase werden beim zwangsläufigen Durchtritt durch die auf dem Rost liegende Glut teilweise verbrannt. Der Rest wird unter dem Rost, also anfangs des Brenn- raumes 7, nach Mischung mit zugeführter Zweitluft an der Rostglut entzündet und vollkommen verbrannt.
Die durch den Rost durchfallenden $rennstoffriickstände ver brennen auf dem untern, durch die Rohr teile 1' gebildeten Rost, der teilweise durch die oben im Aschenfall liegende Wand 3-l1 ab bedeckt ist und nur die zur Verbrennung der Rückstände benötigte freie Rostfläche be sitzt. Auch durch diese umbekehrte Verbren nung und Gasführung erfolgt im Brennraum 7 eine rege Flammenentwicklung und dem zufolge wird, mittels intensiver Flammen- stra.hlunb, die Wärme an die umliebenden Rohrheizflächen sehr nutzbringend abgege ben.
Bei der oben beschriebenen Anordnung des obern Rostes, des Brennraumes und der Gasführung ist es nicht notwendig, dass der Brennraum 7 teilweise seitlich neben dem Bunker liegt. Er kann auch teilweise vor dem Bunker liegen, oder je nach dem lleizflächen- bedarf auf mehrere Seiten um den Bunker verteilt sein. Bei dieser Bauart sind die Türen 21, 22, 23 und 24 ebenfalls an einer vor einer Reihe von Rohren. ? befindlichen Wand vor besehen.
In Fig. 4 und 5 sind die einen Rohre 1 bis an die eine Seitenrolirwand des Brenn raumea 7 verlängert - vergleiche: 1' -, stei gen dann hoch und schliessen sich oben an ein Sammelrohr 3 an.
Diese Rohre 1 können aber gegebenenfalls bei Weglassen der links und rechts über dem Brennraum liebenden Sam melrohre 3 bis an das äussere Sammelrohr 3' über dem Bunker geführt und angeschlossen werden, so dass mit den einen Rohren 1 der untere Rost, eine Seitenwand und eine Dek- kenwaud des Kessels gebildet werden. Das Rohr 5 wird dann oben an ein Rohr 1 ange schlossen.
Durch diese Rohrführung wird der Vor teil erreicht, dass der Wasserumlauf im un tern Rost selbst und in den anschliessenden -wasserführenden Seiten- und Peekenwänden mit grosser Geschwindigkeit erfolgt, die sich auch auf den Wasserumlauf im gesamten Rohrsystem des Kessels überträgt.
'Weiter können gegebenenfalls die Rohre 5 unter Weglassen des obern mittleren Sam- melrohres 3 bis an das äussere obere Bunker- sammelrohr 3' geführt werden, so dass die Rohre 5 den obern Rost, die gemeinsame Sei tenwand vom Bunker und Brennraum und die Decke des Bunkers bilden.
Das den Teil 1' besitzende Rohr 1 ist in diesem Fall nur bis zum obern Sammelrohr 3 an der äussern Sei tenwand des Brennraumes geführt. Die bei den Enden der obern Sammelrohre 3 und 3' sind je mittels eines Rohres 4 miteinander ver bunden. Wenn es die Bauart des Kessels ver langt, so können bei jedem Kessel durch Weg lassen von Sammelrohren die Seiten-, Rück- und Deckenwände durch verlängerte, wasser führende Rohre ersetzt werden.
In Fib. 6 und 7 ist eine weitere Aufbau form des Kessels gemäss der Erfindung sche matisch dargestellt. Es zeigt: Fib. 6 einen Vertikallängsschnitt dieses Kessels nach Linie a-a in Fig. 7 und Fig. 7 einen Vertikalquerschnitt nach Linie b-b in Fig. 6.
Der Bunker liegt hier im Innern des Ke@s- sels vor dein Brennraum. Die Begrenzungs- rohrwände vom Bunker und Brennraum 7 sind vorn und hinten durch die stehenden Rohre 1, rechts und links durch die stehenden Rohre 2 ')!gebildet. Diese Rohre sind unten und oben an die liegenden Sammelrohre 3 anb - schlossen. Die Sammelrohre 3 sind unter sich durch die Verbindungsrohre 4 verbunden.
Die Rohrtrennwand zwischen Bunker und Brenn- raum ist mittels der Rohre 5, welche mit ihren horizontal liegenden Schenkel 5' den Rost bilden. bewerkstelligt und unten und oben an ein Sammelrohr 3 angeschlossen. Die Treunrohrwand ist auf Brennraumseite (oder Bunkerseite) durch eine Wand 32 abbedeekt, dieselbe reicht aber nicht bis auf Rosthöhe hin unter, sondern lässt die Rohre 5 auf Brenn schiehthöhe unabgedeckt,
so class der unabbe- deckte Teil dieser Rohre einen aufsteigenden Rost bildet und finit demBrennraum 7 direkt in Verbindung steht-. Ini obern Teil des Brenn- raumes 7 sind die Deckenrohre 6 einbebaut, in diesem Fall einseitig befestigte Rohre nach Fib. 13.
Bei der Verbrennung auf dem Rost wird der aufsteigende Rostteil als Zündfläche für die das Brennstoffbett seitlich verlassen den, imverbranuten Sehivel-ase dienen. Die vorgewärmte Zweitluft wird vom Aschen raum her, durch eine den letzteren vom Brenn- raum 7 trennende Wand 33 hindurch, regu lierbar dem Brennraum 7 zugeführt.
Die Flammenentwicklung und die daraus sich er gehende intensive Flammenstrahlung an die umliegenden Rohrheizflächen kommt in dem reichlich grossen Brennraum wärmewirtschaft- lieh zur höchsten Auswirkung.
Gegebenenfalls kann ,der Brennraum links oder rechts vom Bunker liegen; .oder die Brennräume können auf a 1:e ,drei Seiten des Bunkers einzeln oder zusammen verteilt sein. Der Rost hat dann nach allen drei Seiten Verbindung mit .den Brennräumen. Ebenso können die Deokenheizrohre anders. angeord net und statt quer, parallel zur Kesselachse. liegen.
Die Fülltür und die Feuertüren 21 und 22 sind, wie bei allen Ausführungsbei spielen, an :der Vorderwand angeordnet. Eben so wie bei diesen Beispielen sind -die Abdek- kungen der Rohre nach aussen und oben zum Beispiel mittels Isolierung und Verkleidung ausgeführt. Die Entaschung vom Brennraum kann durch eine aussen seitlich oder in der Wand 33 anagebrachte Tür erfolgen, in letz terem Fall nach dem vordern Aschenraum hin.
Fig. 8 und 9 stellen einen runden 'Kessel dar. Es zeigt: Fig. 8 einen Vertikalquerschnitt dieses Kessels nach Linie a-a in Fig. 9 und Fig. 9 einen Horizontalquerschnitt nach Linie b-b der Fig. B.
Der Brennstoffbunker wird aus einer ein zelnen, stehenden, wasserführenden Rohr schraube 2 gebildet, die in o,d4r, wie gezeigt, annähernd in der Mitte der Vertikalachse des Kessels liegt. Ausserhalb dieses Bunkerrau mes, liegt in einem gewissen Abstand, zen- trisch. oder, wie veranschaulicht, exzentrisch zu ihm, eine im Durchmesser grössere Rohr s,chraube 8, die mit der Bunkerrohrschraube 2 den zwischenliegenden Brennraum 7 bildet.
Oben wird der Brennraum durch eine - ver gleiche Pi.g. 8 und 9 - odermehrere zuein ander konzentrische, kurze Rohrschrauben 6, die als Deckenrohre dienen, abgeschlossen. Die Rohrschraube 8 ist oben und unten an die Sammelrohrringe 3 durch einen oder, wie ge- zeigt, mehrere Stutzen 34 angeschlossen. Das untere Sammelrohr ist mit einem Stutzen 28 für den Wasserzulauf versehen, das obere für den Wasserablauf mit einem Stutzen 29.
Für die Wasserzirkulation von der Rohrschraube 8 zu -den Rohrschrauben 2 und 6 sind am Tiefst- und Höchstpunkt -der Rohrschrauben an diese ein oder mehrere Verbindungsstutzen 35 angeschlossen. Durch alle .diese Verbin dungsstutzen ist die Wasserzirkulation im gesamten Kessel gesichert. Der untere Rohr ring 3 ist mit einem Wasserrost versehen. Es kann aber auch, was auch bei den oben be schriebenen Beispielen möglich ist, ein ge- wöhnliaher Rost eingebaut sein.
Die .Sammel- rohrringe 3 können auch weggelassen werden. Die Rohrschraube 8 kann dabei mit Zu- oder Ablaufstutzen versehen und mit den andern Rohrschrauben, wie oben bemerkt, durch Stutzen verbunden sein und in diesem Auf bau eine Kesseleinheit bilden. Statt der Rohr schrauben können auch einzelne "offene" Rohrringe Verwendung finden, ,die einzeln annähernd oder genau horizontal liegen und an jedem Ende an ein vertikales Rohr mit Zu- und Ablauf angeschlossen werden.
Die Brennstoffschüttung erfolgt bei beiden Bau arten von oben durch Tür 2'1, kann aber auch seitlich oder vorn angebracht werden. Die Feuer- und Aschentüren 23 und 24 sind vorn am Kessel angebracht. Gegen Wärmeschutz nach aussen ist der Kessel, wie -die andern Ausführungsbeispiele, durch -die Wand 18, Isolierung 19 und Verkleidung 20 geschützt.
Der Verbrennungsprozess und die Wärmeaus- nützung im. Kessel erfolgen auch hier in Stu fen, wie in den vorbehandelten Beispielen. Dabei zieht sich die Abbrand- und Zünd fläche 17 ganz um die Verlängerung des Bun kers herum.
Falls der Kessel für einen kleinen Brenn stoffvorrat bestimmt isst, so fällt die Fülltür 21 fort. Die Feuertür 23 übernimmt dann gleichzeitig -die Funktion der Fülltür 21 und wird zu diesem Zweck mit ihrem Einlauf so hoch über dem Rost angeordnet, dass beim Einfüllen des Schüttgutes dasselbe, dem Bö schungswinkel entsprechend, zum Rost ab fällt und über letzterem ein oben von den Deckenheizflächen begrenzter Brennraum ent- steht.
Der Heizkessel im Sinne des Erfindungs gedankens lässt sich auch zum Kochherd aus bauen, indem neben der Heizwirkung seine Abwärme sich mit Vorteil zu Kochzwecken verwenden lässt.
Es ist für das Wesen der Erfindung be langlos, ob der Feuer- und Brennraum des Kessels mit einem Nach.scha.ltraum zu einer Einheit zusammengebaut wird oder nicht. Letzterer kann auch gesondert, sei es hinter, links oder rechts neben oder über dem Kessel angeordnet werden.
Bei allen Bauarten von Kesseln mit Bun ker ist es für das Wesen der Erfindung be langlos, welche Lage die Bunker im oder am Kessel besitzen und ob dieselben, sowie die Kessel, rechteckig, rund, oval oder quadra tisch gebaut sind.
Abhängig von Lage und Form der Kessel und Bunker sind nur die An zahl und Verteilung der Brennräume. Ferner ist es für das Wesen der Erfindung belang los, ob die den Kesselinnenraum seitlich be grenzenden Heizflächen sowie die Decken heizflächen aus runden, Fig. 16, oder ovalen bezw. plattgedrückten Rohren, Fig. 15, oder im Querschnitt andern Rohren oder gefäss artig gebildet werden und ob gewisse Rohre (6) quer oder parallel zur Kesselachse liegen, oder ob diese Rohre (16) schlangenförmig mit.
mehreren Windungen (Fig. 13) oder U-förmig bezw. Tförmig ausgeführt sind.
Der Zusammenbau der Rohre bezw. Heiz- flächen, erfolgt in den meisten Fällen durch Schweissurig, kann aber auch durch andere Verbindungen erfolgen.
Kettle for heating water. The invention relates to a boiler for heating water with the boiler interior laterally delimiting, wasserfüh generating heating surfaces. These are formed by water-carrying parts, in particular by means of pipes, which have any desired cross-section and, as far as possible, be arranged vertically or horizontally, transversely or parallel to the boiler axis. can.
The boiler can be adapted to any purpose, but especially for heating purposes, be it for warm or hot water or steam, and it can be used for operation with solid and liquid; Fuels and waste materials.
According to the invention, additional water-bearing heating surfaces are installed in the boiler interior for better utilization of the fuel heat and its appropriate heat dissipation so that it is possible to achieve a significant increase in heat absorption thanks to these additional heating surfaces.
These heating surfaces are distributed in such a way that one or more free spaces remain in the boiler interior, which on the one hand serve to burn the urine-burnt gases and on the other hand allow the unhindered development of flames, so that the heat generated can be transmitted to the surrounding heating surfaces in abundance by means of flame radiation.
At the firm. Fuels, the combustion of the urine-burned gases is an afterburning of the carbonization gases that are formed in the combustion process, with liquid fuel it is the combustion of the combustible gas mixtures that are still forming above the burner.
Since any restriction of the flame development in the combustion chambers never involves the risk of urine-burned gases escaping, it is important to achieve good combustion of the .Schlim- or. Combustion gases are advantageous to supply preheated secondary air to the combustion chambers over their entire length if necessary.
In the case of boilers with solid fuels burning on a grate, the secondary air can mix with the smoldering gases above, next to or below the grate, in such a way that the mixture burns as a result of ignition at the ember zone and the development of flames is unhindered. The combustion of the gases takes place, as well as an extremely favorable and abundant heat transfer due to the intense flame radiation in the combustion chambers. is. The grate can be designed, for example, as a water-leading step grate.
The remaining heat utilization of the burnt gases, through contact transfer, can possibly also be made to the downstream pipe heating surfaces on the ceiling heating surfaces closing off the combustion chambers. The gases can be given the opportunity to intensively rinse the spaces between the pipes and to transfer their heat to a large number of pipes with low water content, which ensures rapid and extremely economical heat absorption with the conveniently located heating surfaces.
A further increase in the heat utilization of solid fuel in grate firing is achieved if the combustion chamber is closed at the bottom with a water grate. This measure ensures, on the one hand, that a very conveniently located heating surface is created here for the acquisition and rapid transmission of the heat.
On the other hand, by connecting the grate pipes to the other heating surfaces of the boiler, the possibility is given that the accelerated water circulation caused by the glowing zone in the individual grate pipes is also transferred to the water circulation in the entire water system of the boiler.
In order to be able to use the fuel heat on the grate as efficiently as possible. It is advantageous to design the combustion process on the water pipe grate in such a way that the combustion takes place in the sense of half-gas firing, that is, there is partly actual combustion and partly gasification on the grate. So that combustion and gasification take place as separately as possible on the grate,
For example, with certain fuels it is advantageous to arrange the grate in such a way that the free grate cross-section along the length of the boiler walls is much larger than in the middle of the grate. As a result, the actual burning of the bulk material takes place alongside the latter. Mainly the gasification should then take place over the middle of the grate. The free grate cross-section can, however, also correspond to the location of any bunker and the combustion chamber or chambers. be arranged otherwise.
In order to make the boiler as economical as possible for utilizing the fuel heat, it is advantageous to equip the boiler with an attached or built-in fuel bunker for continuous fire. On the one hand, with solid fuels, this gives the possibility of regulating the fuel supply so that the amount of fuel on the grate is increased.
In accordance with the heat requirement, it is kept as cheap and almost constant as possible, which on the one hand makes refilling of the bunker less often necessary, but on the other hand the heat dissipation to the heating surfaces is very abundant, since the flame development is restricted as a result of the cheap fuel deposits on the grate are avoided as far as possible,
so that a good combustion of the alley and the dependent fuel savings are ensured.
For the essence of the invention, it does not matter whether solid or liquid fuel bezw. Waste materials are used, as does whether any fuel bunker for solid fuel is outside, to the side or inside the boiler. The bunker can also be arranged at the top.
If the boiler or fuel allows it, it is preferable to place it inside the boiler. Part of the inner heating surfaces can then be used to build it up -, - ground. It is also possible to set up the combustion chambers immediately after the glow zone. In the case of boilers for the combustion of liquid fuel, a fuel bunker that may be provided is expediently located outside the boiler.
When installing an oil burner, a boiler for solid fuel in its structure according to the invention can be used without further ado for the combustion of liquid fuel. In this case, the required air is automatically supplied to the fuel by the burner and, as with solid fuel, an unhindered lively development of flames and heat dissipation to the surrounding heating surfaces by means of flame radiation occurs in the free combustion chambers.
As with solid fuels, the rest of the heat from the burned gases is used in the ceiling heating surfaces above the combustion chamber, possibly also in the tubular heating surfaces connected downstream.
A boiler for solid fuel and with an internal bunker space can be used for the combustion of liquid fuel without any internal modifications by adding a corresponding burner. This measure frees up any parts of the bunker heating surfaces that are released from the solid fuel for heat absorption, which means that the boiler ensures further fuel savings.
The subject matter of the invention can be produced in various exemplary embodiments. There are those in the accompanying drawings schematically Darge. It shows: FIG. 1 a vertical longitudinal section of a boiler along line c-ca in FIG. 2; and FIG. 2 shows a vertical cross section along line b-b in FIG. 1.
As can be seen from FIGS. 1 and 2, the lateral delimitation of the heating surfaces of the boiler interior consist of water-leading, standing pipes 1, 1 'and 2. However, they can also consist of horizontal pipes with the necessary for the water circulation in the boiler. must be formed at the right slope. In the interior of the boiler, the pipes of the built-in heating surfaces can also be arranged vertically, obliquely or horizontally, the latter with a corresponding incline. In the examples shown, the horizontal pipes, for the sake of simplicity, are drawn without a slope for the water circulation.
In order to gain ample heating surface, as shown in FIGS. 1 and 2, a water pipe grate is provided for the fuel bed, the individual water pipes 5 of which close the fire chamber at the bottom. The grate pipes 5 connect the lower. Collecting pipes 3 and 3 'with each other. The latter are connected to one another at their ends by means of the inclined connecting pipes 4 un. The lateral, the limiting pipes 1 are connected at the upper and lower end to two header pipes 3 -, the standing pipes 2 below and above to the connecting pipes 4.
As a pouring opening for the inflow of the fuel from the bunker to the grate, an opening 14 is kept free above the collecting pipe 3 'and under the standing wall formed by the pipes 1', which is limited by the pipe 8 at the top. The latter 'also forms a connection between the front and rear wall and is connected to the pipes 1'. The height of this opening 14 is kept so ample that a favorable angle of inclination is ent for the flow of the bulk material to the grate.
At the top in the interior of the boiler, the upright tubes 2 are connected to the water tubes 6 lying along the boiler axis so that between. Grate and these ceiling pipes 6 a free space 7 is created. This design offers the possibility that the unburned gases that form during the combustion process in the glowing fire zone can easily ignite and, when they develop into a flame, transfer their heat to the surrounding tubular heating surfaces so effectively through intense fire radiation that not only the economical:
favorable heat transfer, but also in the entire pipe system of the boiler a rapid water circulation is achieved.
The ceiling pipes! 6, which run parallel to the longitudinal axis of the Kesel and each with opposing boundary pipes on both sides? are connected, depending on the design of the boiler can also run transversely to the sen longitudinal axis and be connected on both sides with opposing limiter tubes 1.
Here it is pointed out in advance that in all possible boiler types according to the concept of the invention, the ceiling tubes 6, instead of as shown in FIGS. 1 and \? represent to connect to the boundary heating surfaces on both sides, the same can only be connected to the boundary tubes on one side.
In terms of heat economy, it is important when arranging the tubular heating surfaces in the boiler, be it the ceiling, bunker, combustion chamber or boundary heating surfaces, that the water to be heated in the pipes has to flow as long as possible before it can flow through is discharged after the header pipes, i.e. exposed to the fire temperatures for as long as possible. This measure has the advantage that the respective heat absorption of such heating surfaces is considerably increased compared to short pipe connections, and the water circulation is also very much accelerated.
In order to achieve this, it is recommended, for example, to bend the pipes several times, as in FIGS. 13 and 14, or to form them as U-bends or to form them into pipe flags according to FIGS. 10 and 11. -to unite standing or lying pipes. These types of construction, which can be arranged across or parallel to the boiler axis, have the great advantage that they float freely in space and can expand freely and are therefore not exposed to thermal and material stresses.
The delimitation areas in the above design can be equipped in various ways. In terms of heat efficiency and the simpler structure, it is advantageous to dimension the individual tubular heating surfaces eo so that they fill the combustion chamber in its width or length, for example as shown in FIGS. 7 and 17 (top view). The tubular heating surfaces are then alternately next to each other, so to speak nested inside each other.
The boilers according to the inventive concept can finitely take into account the control, space or transport conditions, also composed of several detachable main parts: without changing the execution of the combustion process and the heat transfer. FIG. 17 is a plan view of a part of such a two-part boiler, drawn echematically. The division takes place in the longitudinal axis according to the line c-c, but can also take place transversely to the longitudinal axis or in any way.
As ceiling heating surfaces suitable for this type of construction be the unilaterally reinforced Fabnenheizflächen according to Fig. 10, 11, 13 and 1.4. The same are built opposite one another on the limiting tubes 1 and so to speak into one another, so that the separate boiler parts can easily be dismantled. If the boiler is divided transversely, these flag heating surfaces can be attached to the boundary tubes 2 parallel to the boiler axis instead of transversely to the boiler axis. The boiler parts are connected by pipe sockets and the like.
In this type of construction, the bunker location depends on the arrangement of the heating surfaces in the boiler room and can be arranged between or outside the latter as required.
As can be seen from Fig. 1 and '2' and explained above, every type of installation of ceiling loungers above the combustion chamber 7 allows for an ample distribution of the heating surfaces, so that the heat of the burned carbonization gases emanating from the combustion chamber is still advantageous through contact transmission can be made usable. These gases leave the ceiling heating surfaces through the smoke pipe 9 after the chimney.
Ge if necessary, they can before entering the chimney through a corresponding, dashed line in Fig. 1 opening in the top of the wall 18 for complete heat dissipation to your boiler downstream heating surfaces in the form of heat exchange devices, water heater, superheater, feed water and air heater and the like and can still be used there up to the desired final temperature.
These downstream heating surfaces can be located in downstream switchgear rooms that are delimited by tubular heating surfaces, the whole forming a compact unit.
As FIG. 1 shows, a bunker is built on to the side of the delimitation heating surfaces formed by the pipes 1 'for the supply of fuel. The same consists of the three outer side walls 1.0, the inner wall 11, which runs along the said Be limit heating surface of the boiler, further from the floor 12 and the ceiling 18. The inner wall 11 is kept shorter than the inner edge of it adjoining walls 10.
It only extends to the connec tion pipe 8, so that the inlet opening 14 to the grate is created for the fuel. The bulk material automatically runs out of the bunker, due to its own weight and the sloping bottom 12, on the sloping water grate 5 and covers the same in a slope angle 17, the slope of which determines the height of the bunker outlet, completely.
The height of the bunker outlet can, if necessary, be regulated by the slide 15 built into the bunker so that the fuel layer height can be adapted to the required heat output as required. A further regulation of the United combustion can take place by means of a slider 16 under the grate. This makes it possible to precisely adapt the size of the effective grate area to the heat demand. By making the height of the fuel layer and the size of the effective grate surface variable, the boiler can achieve the highest possible heat output so far. The actuation and adjustment of the slides 1, 5 and 16 can be done mechanically by hand outside the boiler.
The slope surface 17, which determines the height of the fuel stack on the grate, is at the same time the burn-off surface of the bulk material during the combustion process. This burn-off surface 1'7 is very suitable as an ignition surface for the gas mixture in the combustion chamber 7; The preheated fresh air is fed to the smoldering gases according to the structure of the boiler through a special line from the ash chamber or via a suitable device on the fire door,.: In both cases by natural or artificial draft:
Due to the combustion of the carbonization gases directly above the ignition surface 17, an intense flame development in the free combustion chamber is promoted unhindered and, as a result, the flame radiation to the surrounding tubular heating surfaces for beneficial heat transfer to the same secured to the highest degree. The further utilization of heat then takes place, as already stated above, by contact transfer to the ceiling heating surfaces installed above the combustion chamber.
The boiler is protected outside the heat radiation by sheet metal cladding 18, then by the insulating compound 19 and the outer, airtight sheet metal cladding 2'0. This arrangement is provided in all exemplary embodiments; if necessary, the heat protection can also be provided by masonry.
The following are attached to the boiler on the front or side wall as usual: the loading door 211 for the supply of fuel, the fire doors <B> 22 </B> and 2'3 for cleaning and purifying the fuel bed, and the fire doors for de-ash Door 24, which is set up with a device for regulating the air supply to the grate. With small boilers, only one fire door is sufficient. If necessary, the loading door 2.1 can also be installed in the ceiling of the bunker.
As Fig. 1.2 shows, the tubes 2 for the installation of doors are omitted in places and -were an opening 2.5 released according to the door frame. The men through the door frame respectively. Doors not claimed Stel len between the two corresponding tubes 2 can be made further useful for heat absorption by cross tubes 2; 6 (Fig. 12) or by installation on one side of the tubes 2 be strengthened stimulus surfaces according to Fig. 10, 11, 18 and 14 will.
The filling, fire and ash doors 21, 22, 23 and 24 built into the front wall of the boiler according to FIGS. 1 and 2 are indicated schematically in FIG. 1 by dashed lines.
A removable cleaning cover 27 is attached to the boiler. Several such covers can also be provided. Accordingly, the external cleaning of the pipes can be done from above, provided that they are accessible from above. The external cleaning of the pipes inside the boiler takes place through the fire doors. If it is necessary to clean the inside of the pipes, they are fitted with cleaning closures that are outside the fire and gas zone and are easily accessible.
The water entry into the boiler takes place at the bottom of the collecting pipe 3 ', in the case shown on the flange 28, but it can also be followed at the point where this deep pipe is located. The water outlet can be placed at any point on the upper header pipes 3, at the rear of the flange 29 in the case shown.
The boiler in Fig. 1 and 2 can, if the structural conditions require it, also be developed so that the bunker is located at the rear instead of Lich. The loading door would then be on the side of the bunker, but could also be attached to the bunker ceiling 13 if necessary. The ge by the tubes 1 formed side wall in Fig. 1 would then run to the front wall and the inclined grate 5 sloping to the latter.
In this case, the fire and ash doors 23 'and 24' are provided on this front wall, which are shown in Fig. 1 with dashed lines. The smoke pipe 9 can be connected to the side or to the ceiling instead of at the rear, or it can be passed through the bunker. The water inlet can be connected to the manifold 3 below. The heated water can be taken from the upper header 3 ent.
The following examples, as well as all other possible ones according to the inventive idea, show that the arrangement of the water-bearing stimulating surfaces is adapted to the particular nature of the heat transfer, especially the flame transfer. As a result, the highest possible utilization of the fuel heat can be achieved.
The heat transfer takes place in three stages, namely: In the first stage, the heat is transferred to the parts of the delimitation heating surfaces that are built directly to the side of the grate and to the grate heating surfaces themselves through the embers due to contact.
In the second stage, the carbonization gases released on the grate and leaving the fuel bed in the direction of the combustion chamber are given the opportunity to mix intimately with the preheated second air supplied and to ignite and burn at the same time on the combustion surface. This creates a lively flame development and, as a result, intense flame radiation to the tubular heating surfaces delimiting the combustion chamber, which usefully absorb the heat generated.
In stage 3, after leaving the combustion chamber, the burnt-out gas gases are given the opportunity to transfer their heat to the tubular heating surfaces downstream of the combustion chamber up to the desired final temperature.
This type of fuel utilization ensures a greater stimulus performance and thus fuel savings, g <B> - </B> eg e over similar designs. The same output can be achieved with a considerably smaller boiler and less fuel.
FIG. 3 shows a vertical section of a further embodiment of a boiler corresponding to the type of FIG. In this version, the bunker is placed in the boiler. To the left and right of the bunker, a free combustion chamber 7 with the same tubular heating surface arrangement is attached as in Vig. 1 and 2;
consequently the firing process runs exactly as in the above-described example according to FIGS. 1 and 2 !.
For each combustion chamber the fire doors are 2.2 and 23 - see Fig. 1 and 2 -! Separately attached. The ash chamber can be provided with one or, as shown, two doors 24, depending on the size of the boiler. The loading door is again arranged as in FIGS. 1 and 22 on top of the front wall or on the bunker ceiling.
Just like there, the water inlet and outlet is attached.
The pipe grate 45 is laid horizontally here, and its pipes also serve as connecting pipes between the lower header pipes 3. The upper header pipes 3, like the lower header pipes, are connected to one another at their ends by means of a pipe 4 each. At the latter, the standing limiting tubes 2 are connected below and above.
If the combustion chambers 7 are not too wide, the fuel outlet 14 in the bunker can be kept relatively low without fear that the grate will not be charged with the amount of fuel required for combustion. The grain size of the fuel. accordingly, the outlet can optionally be changed in order to promote a large amount of fuel on the grate with means of adjustable slide (15, Fig. 1) built into the bunker. For larger boilers of this type, the grate can also be designed as an inclined grate.
The structure of the two combustion chambers 7 then follows as shown in Fig. 1 and 2 -drawn; Likewise, the combustion process and the heat transfer to the heating surfaces are the same as in the example according to FIGS. 1 and 2.
Another type of boiler is shown schematically in FIGS. 4 and 5. FIG. 4 shows a vertical longitudinal section of this boiler along line r, -a in FIG. 5, and FIG. 5 shows a vertical cross-section along line b-b in FIG.
As can be seen from these figures, the fuel bunker is built into the boiler. The lateral heating surfaces of the bunker and combustion chamber consist of standing and lying pipes 1, 2 and 5 that carry water. The combustion chamber is next to the bunker and is separated from the former by a wall formed by the pipes 5. The horizontally lying part 5 'of the pipes 5 forms the water pipe grate at the bottom of the bunker. The tubes 5 are connected at the bottom to the limiting tubes 1 and at the top to a collecting tube 3. Combustion chamber 7 is outside through the means of tubes 1 and 2; formed walls, as well as the bunker room.
The horizontal part 1 'of the tubes 1 located under the Bun ker also forms a grate, which is covered by the bottom 310 on its part located under the combustion chamber 7. The ash fall is located under this grate. In the upper part of the combustion chamber 7 are built on top of the several rows of ceiling pipes 6 and connected to the rear and front limiter tubes 2. The ceiling tubes can, however, also according to FIGS. 10, 11, 13 and 14 as flags on the boundary tubes 1, 2. and 5 be grown. The vertical pipe wall formed by the pipes 5 is covered by the wall 31 up to the bunker grate.
The wall 311 can be on the side of the combustion chamber or bunker depending on the arrangement of the ceiling pipes. The combustion chamber 7 extends directly underneath the upper grate up to the ceiling pipes 6.
The burning process. This type of construction takes place in the manner of deep fire, which occurs when the combustion air is fed to the fuel above the fuel bed and the upper grate formed by the pipe parts 5 ', for example through the door 23. The smoldering gases generated during degassing above the grate are partially burned when they inevitably pass through the embers lying on the grate. The remainder is ignited under the grate, that is to say at the beginning of the combustion chamber 7, after being mixed with the supplied secondary air on the embers and completely burned.
The fuel residues that fall through the grate burn on the lower grate formed by the pipe parts 1 ', which is partially covered by the wall 3-11 at the top and only has the free grate surface required to burn the residues. As a result of this reversed combustion and gas flow, there is a lively development of flames in the combustion chamber 7, and consequently the heat is very usefully given off to the surrounding tubular heating surfaces by means of intense flame radiation.
In the above-described arrangement of the upper grate, the combustion chamber and the gas duct, it is not necessary for the combustion chamber 7 to be located partially to the side of the bunker. It can also be partially in front of the bunker or, depending on the need for licensing space, be distributed over several sides around the bunker. In this design, the doors 21, 22, 23 and 24 are also on one in front of a series of pipes. ? located wall before viewed.
In FIGS. 4 and 5, one of the tubes 1 is extended up to one side roller wall of the combustion chamber a 7 - compare: 1 '-, then rise up and connect to a collecting tube 3 at the top.
These pipes 1 can, however, if necessary, if the left and right above the combustion chamber loving collecting pipes 3 are omitted up to the outer collecting pipe 3 'above the bunker and connected, so that with the one pipes 1 the lower grate, a side wall and a dec - kenwaud of the kettle are formed. The tube 5 is then closed at the top of a tube 1.
This pipe routing has the advantage that the water circulation in the lower grate itself and in the adjoining water-carrying side and peek walls takes place at high speed, which is also transferred to the water circulation in the entire pipe system of the boiler.
'Furthermore, the pipes 5 can optionally be guided to the outer upper bunker collecting pipe 3', omitting the upper middle collecting pipe 3, so that the pipes 5 form the upper grate, the common side wall of the bunker and combustion chamber and the ceiling of the Form bunkers.
The pipe 1 'owning the part 1 is in this case only guided up to the upper header 3 on the outer wall of the combustion chamber. At the ends of the upper headers 3 and 3 'are each ver by means of a pipe 4 connected to each other. If the design of the boiler requires it, the side, back and top walls of each boiler can be replaced by extended, water-carrying pipes by leaving out collecting pipes.
In Fib. 6 and 7 is another construction form of the boiler according to the invention is shown schematically. It shows: Fib. 6 shows a vertical longitudinal section of this boiler along line a-a in FIG. 7 and FIG. 7 shows a vertical cross-section along line b-b in FIG. 6.
The bunker is inside the kettle in front of your combustion chamber. The boundary pipe walls of the bunker and combustion chamber 7 are formed at the front and rear by the standing pipes 1, on the right and left by the standing pipes 2 '). These pipes are connected to the horizontal header pipes 3 at the bottom and top. The header pipes 3 are connected to one another by the connecting pipes 4.
The pipe partition between the bunker and the combustion chamber is formed by the pipes 5, which form the grate with their horizontally positioned legs 5 '. accomplished and connected to a manifold 3 below and above. The top tube wall is covered by a wall 32 on the combustion chamber side (or bunker side), but it does not reach down to the grate height, but leaves the tubes 5 uncovered at the burning height,
so that the uncovered part of these pipes forms a rising grate and is finely connected to the combustion chamber 7. In the upper part of the combustion chamber 7, the ceiling tubes 6 are installed, in this case tubes fastened on one side according to Fib. 13th
When burning on the grate, the rising part of the grate is used as an ignition surface for which the fuel bed leaves the side of the burnt sehivelase. The preheated secondary air is supplied to the combustion chamber 7 in a controllable manner from the ash chamber through a wall 33 separating the latter from the combustion chamber 7.
The flame development and the resulting intense flame radiation to the surrounding tubular heating surfaces comes to the highest effect in the amply large combustion chamber.
If necessary, the combustion chamber can be to the left or right of the bunker; .or the combustion chambers can be distributed individually or together on a 1: e, three sides of the bunker. The grate is then connected to the combustion chambers on all three sides. The Deoken heating pipes can also be different. arranged and instead of across, parallel to the boiler axis. lie.
The loading door and the fire doors 21 and 22 are, as in all Ausführungsbei play, on: the front wall. Just as in these examples, the pipes are covered on the outside and above, for example by means of insulation and cladding. Ash removal from the combustion chamber can take place through a door on the outside or in the wall 33, in the latter case towards the front ash chamber.
8 and 9 show a round boiler. It shows: FIG. 8 a vertical cross section of this boiler along line a-a in FIG. 9 and FIG. 9 a horizontal cross section along line b-b of FIG.
The fuel bunker is formed from a single, standing, water-bearing pipe screw 2, which is in o, d4r, as shown, approximately in the middle of the vertical axis of the boiler. Outside this bunker room is at a certain distance, centrally. or, as illustrated, eccentrically to it, a pipe screw 8 with a larger diameter which, together with the bunker pipe screw 2, forms the combustion chamber 7 between.
At the top the combustion chamber is represented by a - comparable Pi.g. 8 and 9 - or several concentric short pipe screws 6 that serve as ceiling pipes, completed. The pipe screw 8 is connected at the top and bottom to the collecting pipe rings 3 by one or, as shown, several nozzles 34. The lower collecting pipe is provided with a connector 28 for the water inlet, the upper one for the water outlet with a connector 29.
For the water circulation from the pipe screw 8 to the pipe screws 2 and 6, one or more connecting pieces 35 are connected to the pipe screws at the lowest and highest point. The water circulation in the entire boiler is ensured by all of these connecting pieces. The lower pipe ring 3 is provided with a water grate. But it can also, which is also possible in the examples described above, be built in a conventional grate.
The collecting pipe rings 3 can also be omitted. The pipe screw 8 can be provided with inlet or outlet nozzle and with the other pipe screws, as noted above, be connected by nozzles and form a boiler unit in this construction. Instead of the pipe screws, individual "open" pipe rings can also be used, which individually lie approximately or exactly horizontally and are connected at each end to a vertical pipe with inlet and outlet.
In both types of construction, fuel is poured from above through door 2'1, but it can also be attached to the side or front. The fire and ash doors 23 and 24 are attached to the front of the boiler. The boiler, like the other exemplary embodiments, is protected against heat protection from the outside by the wall 18, insulation 19 and cladding 20.
The combustion process and heat utilization in the. Here, too, boilers take place in stages, as in the pretreated examples. The burn-off and ignition surface 17 extends all the way around the extension of the bunker.
If the boiler is intended for a small fuel supply, the filling door 21 is omitted. The fire door 23 then simultaneously takes over the function of the loading door 21 and for this purpose is arranged with its inlet so high above the grate that when the bulk material is filled, the same, according to the slope angle, falls to the grate and above the latter a top of the Ceiling heating surfaces limited combustion space is created.
The boiler in the sense of the concept of the invention can also be expanded into a cooking stove, in that, in addition to the heating effect, its waste heat can advantageously be used for cooking purposes.
It is irrelevant for the essence of the invention whether the fire and combustion chamber of the boiler is assembled into a unit with an aftermarket room or not. The latter can also be arranged separately, be it behind, left or right next to or above the boiler.
With all types of boilers with bunkers, it is long for the essence of the invention which position the bunkers have in or on the boiler and whether the same, as well as the boiler, are built rectangular, round, oval or square table.
Only the number and distribution of the combustion chambers depend on the position and shape of the boiler and bunker. Furthermore, it is important for the essence of the invention whether the boiler interior laterally be bordering heating surfaces and the ceiling heating surfaces from round, Fig. 16, or oval bezw. Flattened tubes, Fig. 15, or in cross section other tubes or vessel-like are formed and whether certain tubes (6) are transverse or parallel to the boiler axis, or whether these tubes (16) serpentine with.
several turns (Fig. 13) or U-shaped respectively. Are made T-shaped.
The assembly of the pipes respectively. Heating surfaces are made in most cases by welding, but can also be made with other connections.