Verfahren zur Verfeuerung von Brennstoen, insbesondere flüssiger oder gasförmiger Brennstoffe, und Heizkessel zur Ausübung des Verfahrens Es sind Heizvorrichtungen für flüssige Brennstoffe bekannt,
bei denen die in den Verbrennungsraum ein geführte Flamme ausserhalb der Längsachse des Feuerungsraumes entlang der obern Kesselwandung eingeführt und die Heizgase am hintern Ende des Feuerungsraumes umgelenkt und dem untern Wan- dungsteil des Kessels entlang einer verhältnismässig grossen Austrittsöffnung zugeführt werden, zum Zwecke, Strahlungswärme an einen grossen Teil der Feuerbüchse abzugeben.
Es wurde auch bereits vorgeschlagen, die Flamme in Form eines Ovals durch den Feuerungsraum zu führen und ihr am Anfang ihres Weges zwecks Her beiführung eines guten Brennstoffgemisches Sekun därluft zuzuführen, wobei die Rauchgase ungehinder ten Abzug fanden.
Bei einer anderen Ausführungsform eines Hei zungskessels sind die Einströmdüsen gegen den Bo den des Feuerungsraumes gerichtet, um im Feue- rungsraum eine wilde Wirbelung zu erzielen. Eine verhältnismässig grosse Anzahl von an der Decke des Feuerungsraumes vorgesehenen Abzugsrohren ermög licht dabei ungehinderten Abzug der Rauchgase aus dem Feuerungsraum.
Durch das österreichische Patent Nr. 139183 wurde ein Verfahren zur Verbrennung flüssiger Brennstoffe bekannt, bei dem ein Teil der noch sehr heissen Verbrennungsgase mit der einströmenden Luft gemischt und nach der Stelle, wo die Verbrennung beginnt, zurückgeführt wird.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des vorer wähnten Verfahrens ist derart ausgebildet, dass die Verbrennungsgase innerhalb des Heizraumes einen Spiralwirbel bilden, wobei am Ende des Heizraumes ein Teil der Verbrennungsgase über eine ausserhalb des Feuerungsraumes liegende Rückführleitungzur Einströmöffnung zurückgeführt wird.
Diesen bekannten Verfahren gegenüber unter scheidet sich das den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildende Verfahren zur Verfeuerung von Brennstoffen, insbesondere flüssiger und gasförmiger Brennstoffe, bei dem die Flamme unter Gebläsewir- kung in den Feuerungsraum eingeführt wird, dadurch, dass die Verbrennungsheizgase im Feuerungsraum im Gegenstrom zur Flamme zurückgeleitet und aus dem Rückstrom teilweise der Flamme zugeleitet werden.
Durch das erfindungsgemässe Verfahren wird er reicht, dass noch unverbrannte Gasteilchen im Rück strom an die Flamme herangeführt werden, wodurch eine praktisch restlose Verbrennung erfolgt.
Durchgeführte Versuche an einem Heizkessel haben ergeben, dass die zurückgeführten Verbren nungsheizgase auf ihrem Weg zum Teil die Achse der Flamme kreuzen und dass das Abstrahlungs- medium im Feuerungsraum kugelähnliche Form an nimmt, wodurch ein maximaler Abstrahlungseffekt erzielt wird.
Das beschriebene Verfahren wird zweckmässig in der Weise durchgeführt, dass im Feuerungsraum zu folge der unter verhältnismässig hohem Gebl'äsedruck eingeführten Flamme und der einen verhältnismässig geringen Austrittsquerschnitt aufweisenden Rauch rohre ein Überdruck in bezug auf die Atmosphäre erzeugt wird.
Auf der Zeichnung sind drei Heizkessel zur Aus übung von Beispielen des erfindungsgemässen Ver fahrens dargestellt, und zwar zeigt: Fig. 1 einen Vertikalschnitt und Fig. 2 einen Längsschnitt des Heizkessels gemäss dem ersten Ausführungsbeispiel, während Fig. 3 eine Einzelheit in grösserem Massstab in einem Schnitt veranschaulicht, Fig. 4 einen Vertikalschnitt durch den Heizungs kessel gemäss dem zweiten Ausführungsbeispiel, von vorne gesehen, Fig.5 einen Längsschnitt durch den nämlichen Kessel und Fig. 6 und 7 Einzelheiten,
Fig. 8 einen Längsschnitt durch den Heizkessel gemäss dem dritten Ausführungsbeispiel, Fig. 9 und 11 je einen Vertikalschnitt durch zwei zum Heizkessel gemäss dem dritten Ausführungsbei spiel gehörige Detailvarianten und Fig. 10 eine Vorderansicht des Kessels nach Fig. B.
Bei dem Heizungskessel gemäss dem Ausfüh rungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 3 ist mit G das Gehäuse bezeichnet, das den Wassermantel W um schliesst. 1 bezeichnet den zylinderförmigen Feue- rungsraum, der von der Feuerbüchse 2 ummantelt ist. Die Feuerbüchse 2 ist beim dargestellten Beispiel als Hohlzylinder ausgebildet und hinten durch einen bombierten Boden vollständig abgeschlossen und vorn durch die Türe 3 verschliessbar.
Die Feuerungstüre 3 besitzt in ihrem untern Teil, und zwar unterhalb der Längsachse des Feuerungsraumes 1, eine zur Auf nahme des Brennerrohres eines - weil bekannt nicht näher dargestellten Ölbrenners dienende öff- nung 4. Die Feuerbüchse 2 ruht auf dem trapezför- migen Querschnitt aufweisenden Sockel 5, der sich frei beweglich auf der Unterlage 6 abstützt, so dass er durch Wärmeeinwirkung bedingte Ausdehnungen der Feuerbüchse 2 mitmachen kann und schädliche Spannungen vermieden werden.
Das von dem Rück- laufstutzen 7 (Fig.2) durch den als Rücklaufkanal ausgebildeten Sockel 5 strömende Rücklaufwasser tritt durch die an den beiden Längsseiten des Sok- kels 5 vorgesehenen Austrittsöffnungen 8 in den un tern Teil des Wassermantels W ein und bewirkt in demselben eine intensive Durchwirbelung des Was sers,
so dass die in der Feuerbüchse erzeugte Wärme von deren Wandung ununterbrochen an das im Was sermantel W befindliche Wasser abgegeben wird und die Feuerbüchse 2 trotz höchster Beaufschlagung durch die Heizgase keinen Schaden nimmt.
Die Feuerbüchse 2 ist oben an ihrem vordern Ende mit einem kammerartigen Aufsatz q versehen, an den die vordern Enden der den Wassermantel W durchziehenden Rauchrohre 10 angeschlossen sind, deren andere Enden in, den Economiser 11 (Fig. 2) einmünden, von dem aus das vorgewärmte Wasser in nicht gezeigter Weise entweder durch den Anschluss stutzen 7 oder den Anschlussstutzen 12 dem Wasser mantel W zugeführt wird.
Die Rauchrohre 10 sind durch die Düsen 13 (Fig. 3) an den kammerartigen Aufsatz 9 angeschlos sen. Wie aus Fig. 3 der Zeichnung ersichtlich, sind die Eintrittsöffnungen der Düsen 13 erweitert, so dass der Eintritt der Rauchgase mit geringstem Widerstand erfolgen kann. Durch die beschriebene Anordnung der Düsen 13 wird noch der weitere Vorteil er reicht, dass bei einer eventuell notwendig werdenden Auswechslung eines Rauchrohres 10 die Trennung und nachherige Wiedervereinigung an der Schweiss stelle erfolgen kann, ohne dass die benachbarte Wan dung des Aufsatzes beschädigt werden muss.
Die Rauchrohre 10 sind beim gezeichneten Bei spiel in bekannter Weise mit schraubenlinienförmigen Einlagen 14 (Fig.2) ausgerüstet, um eine bessere Durchwirbelung und Vergrösserung der Wärmeabgabe fläche zu erzielen. Es ist auch eine Ausführung der Rauchrohre denkbar, gemäss welcher diese rillenför- mig ausgebildet sind.
Bei Durchführung des entsprechenden erfindungs gemässen Verfahrens mit dem dargestellten Heizkes sel wird die Flamme vom Brenner, wie aus Fig. 2 der Zeichnung ersichtlich, unterhalb der Längsachse des Feuerungsraumes in den Feuerungsraum 1 eingebla sen.
Indem die Feuerbüchse 2 hinten vollständig ge schlossen ist, wird im Feuerungsraum 1 durch die unter dem Einfluss eines nicht gezeichneten Gebläses stehende Flamme ein überdruck in bezug auf die Atmosphäre erzeugt, der eine Umlenkung der Ver- brennungsheizgase am hintern Ende der Feuerbüchse 2 bewirkt, und indem dieselben nur durch die sich auf der Brennerseite befindlichen, verhältnismässig engen Querschnitt aufweisenden Einströmöffnungen der Rauchrohre 10 entweichen können, werden sie im Gegenstrom zur einströmenden Flamme zurück geführt, wobei sich gezeigt hat,
dass ein Teil der Gase, wie in Fig. 2 mit Pfeilen angedeutet, zur Flamme hinströmt, was zur Folge hat, dass noch nicht verbrannte Gasteilchen erneut an die Flamme herangeführt werden, so dass praktisch eine restlose Verbrennung erzielt wird. Umfangreiche Versuche haben ergeben, dass ein Teil der umgelenkten, im Gegenstrom zurückfliessenden Heizgase auf ihrem Weg die Flammenachse kreuzt, so dass im Feuerungs- raum ein kugelähnliches Abstrahlungsmedium erzeugt und dadurch eine maximale und gleichmässige Be- aufschlagung der Feuerbüchse erzielt wird.
Durch Anwendung des beschriebenen Verfahrens können mit einem Zweizug-Heizkessel vorteilhaftere Wirkungen erzielt werden als bisher mit einem Drei zug-Kessel, dabei aber mit dem Unterschied, dass der erfindungsgemässe Kessel konstruktiv viel einfacher und von gedrängter Bauart gehalten werden kann.
Indem die Feuerbüchse auf einem frei auf einer Unterlage ruhenden Sockel 5 angeordnet ist, kann dieselbe durch Wärmeeinwirkung entstehende Aus dehnungen mitmachen, ohne dass schädliche Span nungen entstehen. Weil der Sockel 5 als Kanal für das Rücklaufwasser ausgebildet und an beiden Längs seiten mit Austrittsöffnungen versehen ist, wird durch das austretende Rücklaufwasser eine intensive Wirbel bildung im Wasserbehälter W erzielt, wodurch eine gute Wärmeabfuhr erreicht wird.
Weil die an den Rauchrohren 10 vorgesehenen Düsen 13 an der Einströmseite erweitert sind, wird ein ungehinderter Abzug der Rauchgase gewährleistet. Die beschriebenen Düsen erlauben gleichzeitig eine verhältnismässig leicht lösbare Verbindung der Rauch rohre, falls diese ausgewechselt werden müssen.
Der beschriebene Heizkessel benötigt keine sepa raten Umkehrkammern für die Verbrennungsheizgase, wodurch wiederum ein erheblicher Widerstand in Wegfall kommt, Sauggebläse entbehrlich werden und Konstruktion sowie Installation wesentlich vereinfacht werden.
Indem der beschriebene Heizkessel lediglich eine Abgasführung ins Freie benötigt, können die Kamin querschnitte derart klein gehalten werden, dass sie nur einen Bruchteil der sonst üblichen Kaminquerschnitte ausmachen.
Die Praxis hat gezeigt, dass mit dem beschriebenen Heizkessel eine restlose Verbrennung selbst bei Ver wendung von Schweröl ohne Schamottierung möglich ist, wobei weder Russ- noch Koksansatz im Kessel fest stellbar sind.
Beim Heizkessel gemäss dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4 bis 7 sind der Einfachheit halber die jenigen Teile, die mit dem Heizkessel gemäss dem ersten Ausführungsbeispiel übereinstimmen, mit den nämlichen Bezugszeichen versehen. An Stelle des kammerartigen Aufsatzes 9 ist die Feuerungstüre 3 nahe ihrem obern Ende inwendig mit einem Kanal 1<B>5</B> versehen, durch den die der Feuerbüchse 2 entströ menden Heizgase zu den Rauchrohren 10 geleitet wer den, von wo sie zum Economiser 11 gelangen, von dem durch die Leitung 16 (Fig. 7) das vorgewärmte Wasser tangential in den Wassermantel W eingeführt wird.
Dadurch wird eine besonders intensive Wirbe- lung des Wassers und dadurch eine sehr rasche Wärmeabfuhr von der Feuerbüchse erzielt.
Die Feuerbüchse 2 ist an ihrem hintern Ende mit einem Fortsatz 17 (Fig. 5) versehen, der lose auf der Tragschiene 18 aufliegt.
Die Wirkungsweise des Heizkessels gemäss dem zuletzt beschriebenen Ausführungsbeispiel entspricht im wesentlichen derjenigen des erstbeschriebenen Bei spiels.
Praktische Erfahrungen mit dem Heizkessel ge mäss den beschriebenen Ausführungsbeispielen haben gezeigt, dass die Belastungsmöglichkeit das Mehrfache gegenüber andern Heizkesseln beträgt.
Statt wie gezeichnet unterhalb der Längsachse der Feuerbüchse 2, könnte der Brenner auch oberhalb oder seitlich derselben angeordnet sein, in welchen Fällen die Rauchrohre unterhalb bzw. seitlich der Feuerbüchse angeordnet würden.
Durch Einsatz eines Stabrostes in die Feuerbüchse können die beschriebenen Heizkessel auch für feste Brennstoffe verwendet werden, in welchem Falle die Kessel mit einem Gebläse zur Führung der Heizgase ausgerüstet werden.
Es hat sich gezeigt, dass bei Ölfeuerungen bei Ver wendung besonders schwer verbrennbarer Heizöle eine starke Verschmutzung der Heizflächen durch Russbil- dung stattfindet, ferner dass durch den im Heizöl ent haltenen Schwefel Korrosionsschäden entstehen kör- nen. Um diese Nachteile zu beheben, hat man bereits vorgeschlagen, eine Verbesserung des Verbrennungs vorganges durch Rauchgasrückführung zu erreichen.
Dabei hat sich gezeigt, dass die feinen Aschenteilchen der Rauchgase als Additiv in den Verbrennungsgasen die Schwefelverbindungen binden und dadurch die Korrosion vermindern.
Die kauchgasrückführung wurde bisher in der Weise bewirkt, d'ass man einen Teil der heissen Rauch gase am hintern Kesselende abzapfte und um den Feuerungsraum herum zur Brennerdüse leitete. Als Nachteil hat sich dabei erwiesen, dass besondere auf wendige Rückleitungsorgane notwendig waren, die in folge der Hitzeeinwirkung einem grossen Verschleiss unterworfen waren.
Es hat sich nun gezeigt, dass in Verbindung mit dem erfindungsgemässen Verfahren eine Rauchgas rückführung auf denkbar einfache Weise erfolgen kann, wie aus den nachfolgend beschriebenen Aus führungsbeispielen hervorgeht.
Beim Heizkessel gemäss dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 8, 9 und 10, bei dem der Einfachheit halber die entsprechenden Teile mit den nämlichen Bezugszeichen versehen sind wie beim erstbeschrie benen Ausführungsbeispiel, wird das Brennerrohr 19 durch die in der Feuerungstüre 3 vorgesehene Öffnung 4 eingeführt. Die Feuerungstüre 3 ist zweckmässiger weise mit einer Auskleidung aus feuerfestem Mate rial, z. B. Schamotte, versehen.
Die Öffnung 4 besitzt auf der Seite des Feuerungsraumes 1 .eine trichterför mige, mit zwei seitlichen Kammern 20' versehene Er weiterung 20, innerhalb welcher vor dem Brennerrohr 19 der zum Beispiel aus feuerfestem Material beste hende Trichter 21 angeordnet ist.
Der Trichter 21 ist von solchem Durchmesser gewählt, dass zwischen ihm und der Wand der trichterförmigen Ausnehmung 20 bzw. ihrer Kammern 20' zwei Durchlassöffnungen 22 (Fig. 10) bestehen, durch welche ein Teil der im Feue- rungsraum 1 befindlichen heissen Rauchgase,
sei es zufolge des im Feuerungsraum herrschenden über druckes oder durch die durch die einströmende Flamme in der Umgebung der Durchlassöffnungen 22 beim Betrieb entstehende Sogwirkung, vor die Stau scheibe 23, die sich an der Mündung 24 des Brenner rohres 19 befindet, geführt werden, um sich dort mit der Verbrennungsluft zu vermischen.
Durch entsprechende axiale Verschiebung des Brennerrohres 19 kann der Durchlass der Rauchgase von aussen innert gewissen Grenzen reguliert werden.
Während beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 8, 9 und 10 die Stauscheibe 23 vor der Mündung 24 des Brennerrohres 19 angeordnet ist, befindet sich dieselbe bei der Detailvariante nach Fig. 11 in der dargestellten Lage an der erweiterten Austrittsöffnung des Trichters 21.
Dabei sind sowohl das Brennerrohr 19 wie auch der Düsenkopf 25 und die Stauscheibe 23 durch nicht dargestellte, von aussen betätigbare Or gane axial verstellbar, um auf bequeme Weise eine den jeweiligen Verhältnissen entsprechende Regulie rung der Rauchgaszufuhr direkt in die Verbrennungs- luft zu erreichen, um die für die jeweilige Verbren nung ideale Rauchgas-Luftmischung herbeizuführen.
Wird die Stauscheibe 23 in Richtung des Pfeiles P (Fig. 11) verschoben, so verengert sich die Durchlass- öffnung im Trichter 21.
Es ist auch eine Ausführung der Stauscheibe 23 zum Beispiel nach Art einer Photoapparate-Blende denkbar, gemäss welcher die Stauscheibe statt axial verschiebbar im Durchmesser veränderbar ist, zum Zwecke, den Durchlass der Rauchgase regulieren zu können. Eine solche Regulierung ist besonders dann erwünscht, wenn nacheinander Öle verschiedener Qualität zur Verwendung gelangen.
Das erfindungsgemässe Verfahren und die zur Ausübung desselben dienenden Heizkessel ermögli chen, wie die Praxis gezeigt hat, eine optimale Ab gabe von Strahlungswärme an die Feuerbüchse. Indem ein Teil der zurückströmenden Verbrennungsheizgase der einströmenden Flamme zugeleitet wird, wird eine vorzügliche Verbrennung aller noch in jenem Teil ent haltenen brennbaren Gasteilchen bewirkt.
Die Praxis hat gezeigt, dass durch Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens eine Verschmutzung der Heizflächen weitgehend verhindert werden kann.
Die Heizkessel gemäss den beschriebenen Ausfüh rungsbeispielen sind von ausserordentlich einfacher und gedrängter Bauart, sie können daher preisgünstig hergestellt werden, und sie erfordern bei grosser Lei stung verhältnismässig wenig Platz.
Indem die Heizkessel gemäss den beschriebenen Ausführungsbeispielen nur einen verhältnismässig ge ringen Wasserinhalt aufweisen, benötigen sie eine nur sehr kurze Aufheizzeit. Sie besitzen pro m2 Heizfläche eine relativ grosse Leistung bei gleichzeitig maximalem Wirkungsgrad.
Process for burning fuels, in particular liquid or gaseous fuels, and heating boilers for carrying out the process. Heating devices for liquid fuels are known,
in which the flame introduced into the combustion chamber is introduced outside the longitudinal axis of the furnace along the upper boiler wall and the heating gases are deflected at the rear end of the furnace and fed to the lower wall part of the boiler along a relatively large outlet opening, for the purpose of radiant heat to one hand over a large part of the fire box.
It has also already been proposed to lead the flame in the form of an oval through the furnace and to supply it with secondary air at the beginning of its path for the purpose of bringing about a good fuel mixture, the flue gases being unhindered.
In another embodiment of a heating boiler, the inlet nozzles are directed towards the floor of the combustion chamber in order to achieve a wild vortex in the combustion chamber. A relatively large number of flue pipes provided on the ceiling of the combustion chamber enables the flue gases to escape unhindered from the combustion chamber.
A process for the combustion of liquid fuels became known through the Austrian patent No. 139183, in which part of the still very hot combustion gases are mixed with the inflowing air and returned to the point where the combustion begins.
A device for carrying out the above-mentioned method is designed in such a way that the combustion gases form a spiral vortex inside the heating space, with some of the combustion gases being returned to the inflow opening at the end of the heating space via a return line outside the combustion space.
This known method differs from the subject of the present invention forming method for the combustion of fuels, in particular liquid and gaseous fuels, in which the flame is introduced into the furnace under the action of a fan, in that the combustion heating gases in the furnace in countercurrent to Flame fed back and partially fed to the flame from the return flow.
With the method according to the invention, it is sufficient that gas particles that are still unburned are brought up to the flame in the return flow, as a result of which combustion occurs practically without residues.
Tests carried out on a boiler have shown that some of the recirculated combustion heating gases cross the axis of the flame on their way and that the radiation medium in the furnace takes on a spherical shape, which results in a maximum radiation effect.
The method described is expediently carried out in such a way that an overpressure with respect to the atmosphere is generated in the furnace due to the flame introduced under a relatively high blower pressure and the smoke pipes having a relatively small exit cross-section.
In the drawing, three boilers are shown for practicing examples of the inventive method, namely: Fig. 1 is a vertical section and Fig. 2 is a longitudinal section of the boiler according to the first embodiment, while Fig. 3 shows a detail on a larger scale in one Section illustrates, Fig. 4 is a vertical section through the heating boiler according to the second embodiment, seen from the front, Fig. 5 is a longitudinal section through the same boiler and Fig. 6 and 7 details,
8 shows a longitudinal section through the boiler according to the third embodiment, FIGS. 9 and 11 each show a vertical section through two detail variants belonging to the boiler according to the third embodiment, and FIG. 10 shows a front view of the boiler according to FIG.
In the heating boiler according to the Ausfüh approximately example according to FIGS. 1 to 3, G denotes the housing which closes the water jacket W to. 1 designates the cylinder-shaped combustion chamber which is encased by the fire box 2. In the example shown, the fire box 2 is designed as a hollow cylinder and is completely closed at the rear by a cambered base and can be closed at the front by the door 3.
The firing door 3 has in its lower part, namely below the longitudinal axis of the firing chamber 1, an opening 4 for receiving the burner tube of an oil burner, which is not shown, because the firebox 2 rests on the trapezoidal cross-section having base 5, which is supported in a freely movable manner on the base 6, so that it can take part in the expansion of the fire box 2 caused by the action of heat and harmful stresses are avoided.
The return water flowing from the return connection 7 (FIG. 2) through the base 5 designed as a return channel enters the lower part of the water jacket W through the outlet openings 8 provided on the two longitudinal sides of the base 5 and causes a intensive swirling of the water,
so that the heat generated in the fire box is continuously released from its wall to the water in the What sermantel W and the fire box 2 is not damaged despite the highest exposure to the heating gases.
The fire box 2 is provided at the top at its front end with a chamber-like attachment q, to which the front ends of the flue pipes 10 passing through the water jacket W are connected, the other ends of which open into the economiser 11 (Fig. 2), from which the preheated water in a manner not shown either through the connector 7 or the connector 12 to the water jacket W is supplied.
The smoke tubes 10 are ruled out through the nozzles 13 (Fig. 3) to the chamber-like attachment 9. As can be seen from Fig. 3 of the drawing, the inlet openings of the nozzles 13 are widened so that the entry of the smoke gases can take place with the lowest possible resistance. The described arrangement of the nozzles 13 has the further advantage that if a smoke pipe 10 needs to be replaced, the separation and subsequent reunification at the welding point can take place without the neighboring wall of the attachment having to be damaged.
The smoke pipes 10 are equipped in a known manner with helical inserts 14 (Figure 2) in the drawn case game in order to achieve a better turbulence and enlargement of the heat output surface. An embodiment of the smoke tubes is also conceivable, according to which they are designed in the form of grooves.
When carrying out the corresponding fiction, according to the method with the illustrated Heizkes sel, the flame from the burner, as can be seen from Fig. 2 of the drawing, below the longitudinal axis of the furnace in the furnace 1 is blown.
By the fire box 2 is completely closed at the rear, an overpressure in relation to the atmosphere is generated in the combustion chamber 1 by the flame under the influence of a fan not shown, which causes a deflection of the combustion heating gases at the rear end of the fire box 2, and in that they can only escape through the inflow openings of the smoke tubes 10, which are located on the burner side and have a relatively narrow cross-section, they are returned in countercurrent to the inflowing flame, which has been shown
that part of the gases, as indicated by arrows in FIG. 2, flows towards the flame, which has the consequence that gas particles that have not yet been burned are brought back to the flame, so that practically complete combustion is achieved. Extensive tests have shown that some of the deflected, countercurrent flowing back heating gases cross the flame axis on their way, so that a spherical radiation medium is generated in the combustion chamber and thus a maximum and even exposure of the fire box is achieved.
By using the method described, more advantageous effects can be achieved with a two-pass boiler than previously with a three-pass boiler, but with the difference that the boiler according to the invention can be kept structurally much simpler and of compact design.
Since the fire box is arranged on a base 5 resting freely on a base, the same can take part in expansions caused by the action of heat, without damaging stresses arising. Because the base 5 is designed as a channel for the return water and is provided on both longitudinal sides with outlet openings, an intensive eddy formation is achieved in the water tank W through the exiting return water, whereby good heat dissipation is achieved.
Because the nozzles 13 provided on the smoke tubes 10 are widened on the inflow side, an unimpeded discharge of the smoke gases is ensured. The nozzles described allow at the same time a relatively easily detachable connection of the smoke pipes, if they have to be replaced.
The boiler described does not require any separate reversing chambers for the combustion heating gases, which in turn eliminates considerable resistance, eliminates the need for suction fans, and significantly simplifies construction and installation.
Since the boiler described only requires an exhaust gas duct to the outside, the chimney cross-sections can be kept so small that they only make up a fraction of the otherwise usual chimney cross-sections.
Practice has shown that with the boiler described, complete combustion is possible even when using heavy fuel oil without fireclay, with neither soot nor coke build-up in the boiler being detectable.
In the boiler according to the embodiment of FIGS. 4 to 7, for the sake of simplicity, those parts that correspond to the boiler according to the first embodiment are provided with the same reference numerals. Instead of the chamber-like attachment 9, the furnace door 3 is provided near its upper end on the inside with a channel 1, through which the heating gases escaping from the fire box 2 are passed to the flue pipes 10, from where they are Economiser 11 arrive, from which the preheated water is introduced tangentially into the water jacket W through the line 16 (FIG. 7).
This results in a particularly intensive swirling of the water and thus very rapid heat dissipation from the fire box.
The fire box 2 is provided at its rear end with an extension 17 (FIG. 5) which rests loosely on the support rail 18.
The operation of the boiler according to the last described embodiment corresponds essentially to that of the first described game.
Practical experience with the boiler according to the exemplary embodiments described has shown that the load capacity is several times that of other boilers.
Instead of below the longitudinal axis of the fire box 2 as shown, the burner could also be arranged above or to the side of the same, in which cases the smoke tubes would be arranged below or to the side of the fire box.
By inserting a bar grate in the fire box, the boilers described can also be used for solid fuels, in which case the boilers are equipped with a fan to guide the heating gases.
It has been shown that when using particularly difficult to burn heating oils, the heating surfaces are heavily soiled due to the formation of soot, and that the sulfur contained in the heating oil can cause corrosion damage. In order to remedy these disadvantages, it has already been proposed to achieve an improvement in the combustion process by recirculating flue gas.
It has been shown that the fine ash particles in the flue gases bind the sulfur compounds as an additive in the combustion gases and thus reduce corrosion.
The chimney gas recirculation was previously effected in such a way that part of the hot flue gases were drawn off at the rear end of the boiler and led around the furnace to the burner nozzle. It turned out to be a disadvantage that special, agile return organs were necessary, which were subject to great wear and tear as a result of the action of heat.
It has now been shown that, in connection with the method according to the invention, flue gas can be recirculated in a very simple way, as can be seen from the exemplary embodiments described below.
In the boiler according to the embodiment of FIGS. 8, 9 and 10, in which, for the sake of simplicity, the corresponding parts are provided with the same reference numerals as in the first-described enclosed embodiment, the burner tube 19 is inserted through the opening 4 provided in the furnace door 3. The fire door 3 is more convenient with a lining made of refractory mate rial, for. B. chamotte provided.
The opening 4 has on the side of the furnace 1 .eine funnel-shaped, with two lateral chambers 20 'provided He extension 20, within which in front of the burner tube 19, for example, the existing funnel 21 made of refractory material is arranged.
The funnel 21 is selected to have a diameter such that between it and the wall of the funnel-shaped recess 20 or its chambers 20 'there are two passage openings 22 (FIG. 10) through which some of the hot flue gases in the furnace 1,
be it due to the overpressure prevailing in the combustion chamber or by the suction effect generated by the incoming flame in the vicinity of the passage openings 22 during operation, in front of the baffle plate 23, which is located at the mouth 24 of the burner tube 19, are guided to to mix there with the combustion air.
The passage of the flue gases from the outside can be regulated within certain limits by appropriate axial displacement of the burner tube 19.
While in the exemplary embodiment according to FIGS. 8, 9 and 10 the baffle plate 23 is arranged in front of the mouth 24 of the burner tube 19, in the detailed variant according to FIG. 11 it is in the position shown at the enlarged outlet opening of the funnel 21.
Both the burner tube 19 as well as the nozzle head 25 and the baffle plate 23 are axially adjustable by externally operable organs, not shown, in order to conveniently regulate the flue gas supply directly into the combustion air in accordance with the respective conditions bring about the ideal flue gas-air mixture for the respective combustion.
If the baffle plate 23 is displaced in the direction of the arrow P (FIG. 11), the passage opening in the funnel 21 narrows.
An embodiment of the baffle plate 23 is also conceivable, for example in the manner of a camera screen, according to which the baffle plate can be changed in diameter instead of axially displaceable, for the purpose of being able to regulate the passage of the smoke gases. Such regulation is particularly desirable when oils of different quality are used one after the other.
The inventive method and the boiler used for exercising the same enable, as practice has shown, an optimal transfer of radiant heat to the fire box. By supplying part of the returning combustion heating gases to the inflowing flame, excellent combustion of all combustible gas particles still contained in that part is effected.
Practice has shown that by using the method according to the invention, contamination of the heating surfaces can be largely prevented.
The boilers according to the exemplary embodiments described are of an extremely simple and compact design, they can therefore be manufactured inexpensively, and they require relatively little space with high performance.
Since the boilers according to the embodiments described only have a relatively low water content, they only require a very short heating time. They have a relatively high output per m2 of heating surface with maximum efficiency.