DE1551925A1 - Gasstromverzoegerer fuer Kessel mit ringfoermigem Abgasdurchlass - Google Patents

Description

DR. MÜLLER-BORg DlPL-lNG. GRALFS DR.-MANITZ PATENTANWÄLTE

Braunschweig, 23· März I966 Unser Zeichen: L/woi - V

Dr.

Expl.

Vauxhall Boiler Company Limited

lla Butchers Row, Banby, Oxon / England

Gasstromverzogerer für Kessel mit ringförmigem /> Abgasdurchlaß ^

Priorität: Großbritannien vom 26. März I965 (13024/65)

Die Erfindung bezieht sich auf Kessel und darin verwendbare Verzögerer für den Abgasstrom und läßt sich besonders anwenden bei rohrlosen Kesseln, die eine oder mehrere, radial im Abstand voneinander gelegene ringförmige Wasserführungen besitzen, die, wenn mehr als eine vorhanden ist, an einem ihrer benachbart liegenden Enden miteinander verbunden sind, wobei Einrichtungen vorgesehen sind, mit denen heiße Abgase um die Außen- und Innenseite der ringförmigen Wasser·· führungen herumgeleitet werden· Solche Kessel können zur Erzeugung von heißem Wasser verwendet werden oder mit kleinen Abänderungen zur Dampferzeugung· Solche

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Kessel sind mit einem oder mehreren ringförmigen Abgasdurchlässen zwischen und an der Außenseite der radial versetzten ringförmigen Wasserführung versehen·

Die Erfindung sieht eine Einrichtung zur Regulierung der Abgasgeschwindigkeit vor, durch die der Weg verlängert wird, den das Abgas zurücklegen muß, damit der Wärmeübergang zu den ringförmigen Wasserführungen geregelt wird«

Nach einem Merkmal der Erfindung enthält ein Abgasstromverzögerer, der in dem ringförmigen Abgasdurchlaß eines Kessels mit ringförmiger Wasserführung verwendet wird, zwei oder mehrere axial im Abstand voneinander gelegene Reihen auf dem Kreisumfang getrennt liegender Prall- bzw· Leitplatten, wobei die Platten einer Reihe mit den Lücken zwischen den Platten der nächsten Reihe fluchten· Wenn ein solcher Verzögerer in einem ringförmigen Abgasdurchlaß vorgesehen ist, wird die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases erhöht·

Der Einbau eines solchen Verzögerers in einen Kessel erlaubt, ohne daß dadurch die Gasgeschwindigkeit und der Wärmeübergang herabgesetzt werden, die Benutzung größerer ringförmiger Abgasdurchgänge zwischen den

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ringförmigen Vasaarführungen und an deren Außenseite! die damit besser zugänglich sind und leichter gereinigt werden können.

Bei einer zweckmäßigen Au«führungsfora sind die Umfangslängen einiger Leitplatten und/oder die Abstände zwischen den Leitplatten bzw« den Reihen von den Abständen bzw· Längen anderer Platten verschieden, um Änderungen der Abgasgeschwindigkeit durch den Verzögerer zu erzeugen oder um eine konstante Giasgeschwindigkeit zu erhalten, wann man die zunehmende Verringerung des Gasvolumens bei abnehmender Gas· temperatur berücksichtigt· Die Leitplatten können, wenn es verlangt wird, in Umfangsrichtung gekrümmt sein·

Vorzugsweise sind die Reihen der Leitplatten durch axial verlaufende Verbindungsglieder miteinander verbunden, mit denen die Platten ihrerseits drehbar verbunden sein können·

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist jede Leitplatte mit einem Paar Verbindungsgliedern verbunden, die als Stangen ausgebildet sind, und jedes Verbindungsglied ist mit vier oder mehr Leitplatten verbunden· Bei einer anderen Ausführungsform erstreckt sich

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jedes Verbindungsglied nur über drei Plattenreihen, wobei ein Ende jeder Platte mit einer Platte aus einer Reihe auf jeder Seite und das andere Ende der Platte mit Platten aus Reihen, die nur auf einer Seite liegen, verbunden ist·

Der Verzögerer ist vorzugsweise herausnehmbar, um die Kesselleistung'herabzusetzen·, die Gasgeschwindigkeit en in den ringförmigen Abgasdurchlässen zu verringern oder zum Reinigen·

Der Kessel ist zweckmäßig mit einer, die gesamte Stirnwand einnehmenden Tür ausgerüstet} welche einen Zugang zu dem Ende des ringförmigen Abgasdurchlaseea erlaubt, um den Verzögerer einzubauen· Vorzugsweise kann der Verzögerer hin- und herbeweglich angebracht werden, um durch Kratzen in dem Abgasdurchlaß die Abscheidungen des Verbrennungsprozesses zu lösen·

Der Verzögerer kann in zwei oder mehrere Abschnitte unterteilt werden, von denen sich jeder nur über einen Teil des Umfangs des ringförmigen Abgasdurchlasseβ erstreckt· Solche Konstruktion erleichtert die Hand·· habung·

Vorzugsweise ist eine Einrichtung vorhanden, die den

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Verzögerer innerhalb des Abgasdurchlasses umfangsmäßig festlegt, und der Verzögerer kann so eingerichtet werden, daß er einen Abgasstrom verschiedener Geschwindigkeiten an verschiedenen Stellen des Umfangs des Abgasdurchlasses erzeugen kann, so daß man eine konstante Abgasgeschwindigkeit erhalten kann, indem die fortschreitende Abnahme des Gasvolumens entsprechend der fallenden Gastemperatur kompensiert wird·

Falls der Kessel zwei oder mehrere ringförmige Abgasdurchlässe hat, soll mindestens einer mit einem Verzögerer gemäß der Erfindung versehen sein.

Die Erfindung ist in der Zeichnung in einigen Ausführung sbeispielen veranschaulicht und im nachstehenden im einzelnen beschrieben:

Fig. 1 ist eine Längsschnitt eines gemäß der Erfindung ausgerüsteten Kessels}

Fig. 2 ist eine Teilansicht eines Querschnitts durch den in Fig. 1 gezeigten Kessel j

Fig. 3, k und 5 sind isometrische Darstellungen von Verzögerern, die sich in dem in den Fig. 1 und gezeigten Kessel anwenden lassen.

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Der in Pig· 1 gezeigte Heißwasserkessel enthält innere und äußere radial im Abstand voneinander ge-]^ene ringförmige Wasserführungen 1 und 2· Ein Ende der äußeren Wasserführung 2 besitzt ein Endteil 3t das aus im Abstand voneinander angeordneten geküm— pelten Böden besteht und die Wasserführung 2 verschließt, innerhalb der die Wasserführung 1 angeordnet ist. Die innere Wasserführung 1 steht über das dem Endteil 3 gegenüberliegende Ende der äußeren WasserführungZvor und ist an seinem unteren Ende mit einem Übergangsrohr k ausgerüstet, das sich zum benachbarten unteren Ende der äußeren Wasserführung 2 erstreckt· Von der inneren und äußeren Wasserführung ragen weiterhin die Verbinder 5 und 6 nach oben. Die äußere Wasserführung 2 ist von einem äußeren Gehäuse umgeben, deren eines Ende mit einer die ganze Stirnwand einnehmenden Tür 8 verschlossen ist, die einen Brennerkopf 9 für die Zündanlage trägt. Die Tür kann entsprechend der britischen Patentschrift Nr. 959 ausgebildet sein.

Der Brenner 9 in der Tür soll den Brennstoff in der Kammer 10 innerhalb der Wasserführung 1 entzünden, so daß diese wie eine Brennkammer wirkt· Aus dieser inneren Kammer 10 strömen die heißen Gase radial nach außen zu einem ringförmigen Zwischenraum 11,

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aus dem sie an einem Punkt nahe der Tür 9 austreten· Der Gasstrom wird von der Tür erneut umgekehrt und strömt nun in entgegengesetzter Richtung durch die äußere ringförmige Abgasführung 12 zwischen der Außenseite der äußeren Wasserführung 2 und dem Außengehäuse 7 und entweicht schließlich durch den Abzug 13 in der Stirnwand lk» Die Richtung der Wasserströmung durch den Kessel wird durch die Pfeile 15 angezeigt«

Die Erfindung könnte auch bei einem Dampferzeugungskessel ähnlicher Art angewendet werden.

Die Richtung der Gasströmung durch den Kessel wird durch die Pfeile 16 angezeigt· Um die Gasgeschwindigkeit in bestimmten Teilen der ringförmigen Abgasdurchgänge zu regulieren, sind Verzögerer 17 in den inneren und äußeren Abgasdurchgängen vorgesehen·

In Fig· 2 wird nur der äußere Abgasdurchgang gezeigt} in dem inneren Durchgang besteht jedoch eine ähnliche Anordnung· Die Fig· 3, ^ und 5 zeigen drei Beispiele von Verzögerern gemäß der Erfindung. Die Verzögerer umfassen jeweils mehrere Reihen 18 mit Leitplatten 19» die in Abständen voneinander auf dem Umfang so verteilt sind, daß Zwischenräume 20 entstehen. Die Leitplatten

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einer SReihe fluchten mit den Zwischenräumen anriechen den Leitplatten der nächsten Reihe, so daß, wenn der Verzögerer in den ringförmigen Abgasdurchgang eingesetzt wird, der BAbgasstrom in der durch die Pfeile 21 angezeigten Weise gewunden ist·

Bei der Anordnung in Fig· 3 ist ein Snde jeder Leitplatte 19 mittels einer Stange 22 mit einer Leitplatte in den Reihen 18 auf jeder Seite .-verbunden., während das andere Ende dieser Platte mit zwei Leit— platten verbunden ist, die zu den, Reihen auf nor einer Seite gehören, außer an den Enden jeder* Reihe· Die Leitplatten 19a am Ende jeder Reihe 18 sind alle durch eine einzige Stange 23 Miteinander verbunden, die durch sie hindurchgesteckt ist· Die Platten sind mit den Stangen 23 und 22 so verbunden, daß sie schwenkbar sind, und auf jeder der Stangen sind aufgeschweißte Nocken 2k so nahe an den Leitplatten angebracht, daß sie diese nicht berühren, sie aber in ihrer Stellung festlegen·

In einer anderen Anordnung, die in Fig« k gezeigt ,wird, durchsetzen die Verbindungsstangen alle Plattenreihen· Die Platten sind wieder ähnlich wie in der in Fig. 3 beschriebenen Anordnung schwenkbar·

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Jn der in Fig· 5 gezeigten Anordnung sind die Leit- * plattenreihen wieder ähnlich wie in Fig. k verbunden, aber in dieses Falle sind die Leitplatten selbst in Umfangsrichtung gekrümmt.

Die Verzögerer werden nach Öffnen der Stirnwand normalerweise von der Stirnseite aus eingebaut und werden lose von den Abgasdurchgängen getragen, ealso nicht fest montiert. Xn Fig. 2 sind axial liegende Schienen 26 zu sehen, und die entsprechenden Leitplatten sind mit Nuten 27, die in den Fig· 3t ^ und nicht gezeigt sind, versehen, so daß der Verzögerer innerhalb des ringförmigen Abgasdurchganges umfangsmaßig festgelegt ist· Ferner kann jeder Verzögerer mehrere Abschnitte umfassen, die sich nur über einen Teil des Umfanges jedes Abgasdurchganges, wie in Fig. gezeigt, erstrecken, damit die Verzögerer bein Ein- und Ausbau leichter gehandhabt werden können· Da die Verzögerer innerhalb der Abgasdurchgänge nicht fest eingebaut sind, können sie mit geringen Kosten ersetzt werden· Indem die Verzögerer vor- und zurückbewegt werden, bewirkt ihr Kratzen an den Außenwänden der Wasserführungen, daß die Abscheidungen, die sich durch die Verbrennungsprozesse an den wärmeabsoribierenden Flächen der ringförmigen Wasserführungen abgesetzt haben, gelöst und leicht entfernt werden können·

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Eine genaue Regelung des Abgasstrome· durch die Abgasdurchgänge kann dadurch erzielt werden, daß «an die Zwischenräume zwischen den Leitplattenreihen, die in Umfangsrichtung liegenden Zwischenräume zwischen den Platten und/oder ihre Umfangslängen vergrößert oder verkleinert, und weiterhin kann ein Umfangsteil der ringförmigen Wasserführung eine größere Wärmezufuhr erhalten als andere, indea Leitplatten 19 größerer oder kleinerer Länge vorgesehen werden, so daß entlang dieses Teils eine unterschied*- liehe Gasgeschwindigkeit auftritt· Auch kann die gesamte axiale Länge der Verzogereranordnung verändert werden, indem die Zahl der aufeinanderfolgenden Plafctenreihen vergrößert oder verkleinert wird·

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, daß bei langzeitiger geringer Belastung, wie es bei Ware— Wasserkesseln außerhalb der Heizperiode auftritt, die Verzögerer herausgenommen werden können, wodurch die Kesselleistung herabgesetzt wird, indem die Gasgeschwindigkeit verringert wird. Dies schützt bekanntlich die Kessel davor, die Gastemperatür unter diesen Bedingungen auf ein übermäßig niedriges Niveau herabzusetzen, da die durch Kondensation aus dem Abgas ausgeschiedene Feuchtigkeit^ mit den in den Verbrennung»produkten und Abscheidungen vor-

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handenen Schwefelverbindungen hochkorrosive Säuren •gebildet, die zu Korrosion führen· Die Leitplatten 19, 19« und di« Stangen 22, 23 können aus Flußstahl hergestellt werden, der entsprechend behandelt ist, ua gegen hohe Temperaturen beständig zu sein, oder aus entsprechend legiertem Stahl oder sogar aus korrosionsbeständigem Stahl· Die Konstruktion ist derart ausgeführt, daß der Verzögerer beim Einsetzen in den ringförmigen Abgasdurchlaß, in dem er benutzt wird, die richtige Form annnehmen kann.

Die Abgasgeschwindigkeit in dem ringförmigen Abgas- ' durchlaA kann geregelt werden ch rch die Anzahl der Sintrittsflachen in dem Verzögerer, kombiniert mit der Auswahl der Gesamtzahl der aufeinanderfolgenden Leitplatten und mit der Auswahl des Abstandes der aufeinanderfolgenden Reihen untereinander oder ihrer Längsabstände· Da die Gesamtlänge des Verzögerers eingestellt werden kann, kann die gewünschte Gastemperatur am Austritt genau eingestellt werden, so daß man eine gewünschte Kesselleistung erhält und eine Abkühlung der Abgase unter eine bestimmte Tempeta tür verhindert.

Bin Vorteil der gelenkigen Befestigung der Leitplatten 19, 19a an den Stangen 22, 23 ist, daß der Verzögerer, wenn er nicht benutzt wird, zusammengelegt werden kann und in der Ablage wenig Raum einnimmt.

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Bs ist klar, daß die Tiefe der Leitplatten selbstverständlich der Weite des ringförmigen Abgasdurchlasses, in dem sie eingebaut werden sollen, angepaßt ist, wobei diese Tiefe verändert werden kann in Verbindung mit der gewünschten gesamten Gaseintrittsfläche und den Längenabständen der Leitplatten, damit die gewünschten. Ergebnisse erzielt werden·

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Claims (10)

1. Fat e rrtansprüche

   / l.\Gasstromverzöger er zur Verwendung in dem ringförmigen Abgasdurchlaß eines Kessels, der eine ringförmige Wasserführung "besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß er zwei oder mehrere axial im Abstand voneinander gelegene Reihen (l8) von auf dem Umfang in Abständen voneinander angeordneten Leitplatten (19) enthält, wobei die Platten (19) einer Reihe (l8) mit den Lücken (20)- zwischen den Platten (19) einer anderen Reihe (l8) fluchten.
2. 2. Gasstromverzögerer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangslängen einiger Leitplatten (19) und/oder der Abstände (20) zwischen den Leitplatten (19) oder den Reihen (lö^ von anderen verschieden sind·
3. 3. Gasstromverzögerer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitplatten (19) längs ihrer Umfang slänge gekrümmt sind.
4. 4. Gasstromverzögerer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihen (ld) der Leitplatten (19) durch axial verlaufende Verbindungsglieder (22) miteinander verbunden sind.

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5. 5. Gasstromverzögerer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitplatten (19) gelenkig mit den Verbindungsgliedern (22) verbunden sind.
6. 6· Gasstromverzögerer nach den Ansprüchen 4 oder 5» dadurch gekennzeichnet, daß jede Leitplatte (19) mit einem Paar der Verbindungsglieder (22) verbunden ist, die die Form von Stangen haben·
7. -7_# Gasstromverzögerer nach einem der Ansprüche h bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Verbindungsglied (22) mit vier oder mehr Leitplatten (19) verbunden ist.
8. 8. Gasstromverzögerer nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Verbindungsglied (22) sich nur zwischen drei Platten (19) erstreckt, wobei ein Ende jeder Platte (19) mit einer Platte (19) aus den Reihen (l8), die auf beiden Seiten gelegen sind, und das andere Ende mit zwei Platten (19) aus Reihen (l8), die nur auf einer Seite liegen, verbunden ist.
9. 9· Gasstromverzögerer nach -einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er mit einer Einrichtung versehen ist, mit der er in dem ringförmigen Abegasdurchlaß (11,12) festgelegt ist.

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10. 10. Kessel mit einem ringförmigen Abgasdurchlaß (11,12)

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    und einer ringförmigen Wasserführung (1,2) in Verbindung mit einem Verzögerer (1?) nach einem der vorhergehenden Ansprüche·

    11· Kessel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Verzögerer (17) herausgenommen werden kann, daait die Kesselleistung durch Verminderung der Abgasgeschwindigkeit in dem ringförmigen Abgasdurchlaß (11,12) herabgesetzt werden kann oder zur Reinigung»

    12· Kessel nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß er mit einer Stirnwandtür (8) ausgerüstet ist, die einen Zugang zu dem Ende des ringförmigen Abgasdurchlasses (11,12) schafft, zum Einbau des Verzögerers (17 ) .

    13· Kessel nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Verzögerer in dem ringförmigen Abgasdurchlaß (11,12) hin- und herschiebbar ist, um mit den Kratzvorgang die Abscheidungen der Verbrennung sprodukte zu lösen«

    Ik* Kessel nach einem der Ansprüche IO bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Verzögerer (17) in zwei oder mehr Teile aufgeteilt ist, von denen sich jedes nur

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    teilweise um den Umfang des ringförmigen Abga·· durchlasses (11,12) erstreckt·

    15· Kessel nach einem der Ansprüche 10 bis Ik₁ dadurch gekennzeichnet, daß er eine Einrichtung zur Festlegung des Verzögerers (17) in. Umfangerichtung in dem ringförmigen Abgasdurchlaß (11,12) enthält·

    l6. Kessel nach Anspruch 15> dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Festlegen eine oder mehrere axial verlaufende Schienen (26) enthält, die in dem ringförmigen Abgasudurchlaß (11,12) angeordnet sind und in Nuten (27) eingreifen, die in dem Verzögerer (17) vorgesehen sind.

    17· Kessel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verzögerer (17) so eingerichtet ist, daß an verschiedenen Punkten des Umfange des ringförmigen Abgasdurchlasses (11,12) unterschiedliche Abgasgeschwindigkeiten erzeugt werden können oder eine konstante Abgasgeschwindigkeit erhalten werden kann, indem der Einfluß der fortschreitenden Verringerung des Gasvolumens entsprechend der fallenden Gastemperatur kompensiert wird.

    l8. Kessel nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch

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    gekennzeichnet, daß er zwei oder mehrere ringförmige Abgasdurchlässe (11,12) enthalt, von denen mindestens einer mit einem Veraögerer (17) versehen ist·