DE1907923A1

DE1907923A1 - Heizkessel fuer gasfoermige und/oder fluessige Brennstoffe

Info

Publication number: DE1907923A1
Application number: DE19691907923
Authority: DE
Inventors: Lothar Brenner
Original assignee: Ygnis SA
Current assignee: Ygnis SA
Priority date: 1968-02-21
Filing date: 1969-02-17
Publication date: 1970-09-10
Also published as: CH530596A; GB1249568A; FR2001431B1; FR2001431A1

Description

Prlbourg (Schweiz)

Heizkessel für gasförmige und/oder flüssige Brennstoffe.

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Heizkessel für gasförmige und/oder flüssige Brennstoffe.

Sie bezweckt die Schaffung eines Heizkessels, in welchem die Brennkammer für gasförmige und/oder flüssige Brennstoffe durch ihre Formgebung eine höhere als bisher übliche Feuerraum-Belastung und eine höhere Leistung pro mß umbauten Kesselraumes erlaubt.

Der erfindungsgemäßse Heizkessel zeichnet sich dadurch aua, dass der Feuerungnraum einen rotationsoymmetrischen

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Haupt teil mit einem koaxial'en in eine vRäüchga's^Umlenkkaniiner mündenden Abzugstutzen, einen, bezüglich der iiäuptmeridianebene symmetrisch angeordneten^ Zaström-Stutzeriväüfweist und dass eine Brenner-Einriß

Drehachse des hauptt eils. auf :dem Stut zen betätigt^;ist _s das Ganze zum: Zwecke^ im ,Betrieb im ^eue^ngstaxiin" e:ine; die Flamme stabilisierende Wirbeisenke-zii-eräugen;.und ■/:'■ die Verbrennüngsgase.mit hohem 13rall;i^

Bin Äusführungsbeispiel des. Erfindungsgegensiiaodes wird anschliessend anhand ¥on

Fig* 1 einen Schnitt durch ",einen poppelkOmbinationskessel -^: gemäss Linie Ι-^ΐ der-Fig». 2,,."- Λ ^-;: \': V.-■■){■ ':;;

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Kessel mit abgehobenem Deckel, gemäss Schnittlinie ΪΙ-ΙΙ der Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt durch den Kessel gemäss Linie XII-IIi der Fig. 1, ' ■ .. ^: · . ^: ; ■ ,

Fig. ¹^ einen Schnitt durch einen liegenden Kessel mit Boiler gemäss Linie IV-IV der Fig. 5,

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Pig. 5 den Kessel nach Fig. 4, im Schnitt gemäss Linie Y-V-,

Fig. 6 einen Schnitt durch den Kessel nach Linie VI-VI der Fig. 4,

Fig. 7 einen Schnitt durch einen liegenden Kessel nach Linie VII-VII der Fig. -8, "

Fig. 3 einen Schnitt nach Linie VIII-VIII der Fig. 7, Fig. 9 einen Schnitt nach Linie IX-IX der Fig. 7,

Fig. 10 einen Schnitt durch einen stehenden Kessel für gasförmige und/oder flüssige Brennstoffe mit Boiler, gemäss Schnittlinie X-X der Fig. 11,

Flg. 11 einen Schnitt durch den Kessel nach Fig. 10 gemäss Schnittlinie XI-XI,

Fig. 12 einen Schnitt gemiiss Linie XII-XII durch den Kessel nach Fig. 10.

Der in den Figuren dargestellte Doppelkombinationskessel ist mit einem Ke3selgehäuce 2 ausgerüstet, das einen Boden

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H und einen Deckel 6 umfasst. Das Kesselheizwasser befindet sich in einem Raum 7- der nach aussen durch einen Heizwassermantel 8 begrenzt ist. Ein Entleerungsstutzen 9 ermöglicht das Entleeren des Raumes 7, beispielsweise bei einer Revision. In den Raum 7 münden ein Vörlaufanschlüss 11 und ein Rücklaufanschluss 10 für das Kesselheizwasser. Am obern Ende des Raumes 7 ist ein Expansionsstutzen 12 vorgesehen. Im Zentrum des Doppelkombinationskessels befindet sich, ungefähr auf halber Hohe, ein Feuerungsraum für flüssige und gasförmige Brennstoffe. Dieser Raum 13 ist durch einen Feuerraummantel I¹I begrenzt. Er ist nach unten offen und mündet in einen Feuergas- oder Rauchgasaustrittsstutzen Ib. Dieser Stutzen 16 verbindet den Feuerungsraum 13 mit einem Feuerungsraum 18 für feste Brennstoffe,, welcher Raum 18 unten durch einen Rost 19 begrenzt ist, unter dem sich ein Aschenboden 21 befindet. -

Am Zuströmstutzen zum Feuerungsraum 13 ist eine Gebläsegruppe 23 mit Oelbrenner vorgesehen, welche ein Schwenken um eine Horizontalachse, beispielsweise dieWirbelächse 2$ erlaubt, um ein Cinströmwinkel der (leb la" se luft und der Flamme bezüglich der Wirbelachse 25 des Feuerung3raumes zu verändern und damit den Verbrennungsvorgang optimal

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•zn gestalten. Der Zugang zum Feuerungsraum 18 für feste Brennstoffe und zum Aschenboden 21 wird durch eine Beschickungs- und Aschentür ·27 sichergestellt. Der Feuerungsraum 18 für feste Brennstoffe mündet in einen ringförmigen Rauchraskanal 29. der in einem Rauchgasabzugsrohr 31 seinen Fortgang findet. Ueber dem Feuerungsraum 13 für flüssige Brennstoffe, welcher als zylindrischer Raum mit vertikaler Achse 25 ausgebildet ist, befindet sich koaxial ein Verbrauchswarmwasserboiler 33 niit einem Deckel 35 und einem Zirkulationsstutzen 36 sowie einem Einlaufstutzen 38 und einem Auslaufstutzen ^IO für das Verbrauchswosser.

Wie aus den Figuren hervorgeht, ist in der Mitte des Kessels der Fe.uerungsraurn V] für flüssige Brennstoffe in ^ Form eines Zylinders mit vertikaler Achse 25 angeordnet. Dieser Raum könnte auch leicht konisch ausgebildet sein und zwar insbesondere mit nach oben zueinanderlaufenden Mantellinien. Unter dem Feuerungaraum 13 iiit, ebenfalls koaxial zu diesem dor zylindrische Feuerungsraum 18 für feste Brennstoffe vorgesehen. Auch der ringförmige Rauchgaskanal 29 1st koaxial angeordnet, so dass bezüglich dor Wirbelachse 25 der Wirbelsenke im Feuerungsraum 13 der Kessel, weltgehend symmetrisch aufgebaut int. Der Austrittsstutzen l6, welcher aus dem Feuerungsraum 13 für flüssige

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und gasförmige Brennstoffe in den Peue.rungsräam'18 für /\, _:; : feste Brennstoffe mündet, wird vorteilhafterweise,'wie dies ^: in Fig. 1 mit gestrichelten Linien angedeutet ist, in PDiPm. eines Tauchrohres in'das Innere des Feuerungsraumes I⁵S ho.chr-, · gezogen, um zu verhüten, dass die Feuergase auf kürzestenv ■.-?.. Weg aus dem Feuerungsraum 13 in den Feuerungsraum 18 ge- : langen. In diesem Sinne ist es auch möglich, die Gebläse- . gruppe 23 mit'dem Oelbrenner, wie mit gestrichelter Linie ■ gezeigt, tiefer zu setzen, um den Weg der Flamme und der '. Feuer- und Rauchgo.se im Feuerungsraum 13 l'inger und damit · den Ausbrand besser zu gestalten. ■ · · - ,

Die im Feuerungsraum 13 in Form einer Wirbelsenice schnell rotierende Flamme und Gase führen nicht nur infolge höherer". ; innerer Turbulenz zu üussei-st. hohem Stoff-, Temperatur- und ' Geschwindigkeitsaustausch, sondern auch zu praktisch ein--. ; · he it liehen Feuerraum-Wandtemperaturen mit optimaler-Be- ^: ""--lastbarkeit (über 1,5.10 kcal/nw) sowie, und dies ist sehr wesentlich; zu einer hohen Flammenstabilität. Dadurch wird die Geräuschbildung vermindert und die Verbrennungs- ; gute gesteigert. Die Wirbelsenke bringt ferner beim Zünden der Flamme eine Reduktion des unvermeidlichen Anfahrstosses · mit sich. : "'"" ."'''■■'

Der Verbrnuehswarniwasserboiler 33 wird in seinem untern Teil vom Kesaelheizwasser im Raum 7 umspült. Der Bereich des

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Deckels 35 liept frei und ist im Kesselgehäuse 2 isoliert, beispielsweise mit Glaswolle oder dergl. Es ist vorteil- ; haft, die Brennergrupoe 23 und den Austrittsstutzen. Ib derart anzordnen, dass die Eintrittskante des"letzteren mindestens gleich hoch liegt-wie der höchste Punkt des E.rennlufteintrittsrohres.

Dieser Doppelkombinationskessel gestattet nicht nur unter optimalen Bedingungen verschiedene Brennstoffarten zu verfeuern, sondern ist Dank seiner schamottfreien Ausführung ausserordentlich platzsparend und relativ einfach in der-Herstellung und sum Aufstellen, insbesondere gemessen an seiner spezifischen Leistung, welche wegen der Trennung der Feuerungsritume für gasförmige und flüssige Brennstoffe einerseits und feste Brennstoffe andererseits und der Ausbildung des Feuerungsraumes für flüssige und gasförmige Brennstoffe als Wirbelsenke-Feuerungsraum ausserordentlich hoch sind.

Der in den Fig. 4-6 dargestellte, liegende Kessel mit Boiler weist einen Wassermantel 45 auf, in dem sich das Heizwasser 47 befindet. Rauchrohre 49 durchziehen das Heizwasser 47 und sind an ihren Enden in den beiden Böd-_;n des Wassermantels 45 befestigt. Der Viasserabfluss erfolgt durch einen Vorlaufstutzen 51 und der Zufluss über einen Rücklaufstutzen 52. Die Rauchrohre 4 9 münden in eine Rauchkammer 54, die nut e'inem Rauchgasaustritt -55 versehen ist.

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Der Feuerungsraum 5Q Ist von einem Feuerungsraummantel 57 umschlossen. Am Feuerungsraununantel ist über einen entsprechenden Stutzen und Plansche ein Brenner 60befestigt. Im Betrieb bildet sich im Feuerungsraum 58 eine Rauchgaswirbelsenke 6l. Die Rauchrase ziehen durch ein Rauchgasaustrittsrohr 63 ab und gelangen in eine Umlenkkammer 6j. Diese ist nach aussen mittels einer ausgemauerten Türe 65 ' abgeschlossen.. Im hintern Teil des Heizkessels ist koaxial ^:.. ' mit dem Peuerungsraum ^lj8 ein Boiler 69 vorgesehen, eier mit einem Kaltwasserzufuhrctutzen 70, einem Zirkul'ationsieitungsstutzen 71 und einem Warmvrasnerstutzen 72· versehen ist. Ein Böilersugangsstutzen 7'I₃ der die Rauchkammer 5^ und den V/asser mantel ^5 durchsetzt, erlaubt den Zugang zum Boiler 69, wie aus Flg.. J| ersichtlich ist. Die Entleerung, des Heizwassers■■■■".. L\7 erfolgt über eine Entleerung ,7-6. Das Rauchgasaustrittsrohr 63j welches gemäss Pig. ^l nur sehr wenig In den Peuerungs raum 58 vorsteht, kann natürlich auch als ausgesprochenes Tauchrohr, wie dies bei Zyklonen erforderlich ist, ausgebildet sein. . - - V .-,-.:

In den Fig. 7-9 1st ein liegender Kessel ohne Boiler dargestellt, dessen Heizwasser 82 von einem Wassermantel 80 umgeben ist, wobei Rauchröhre 83 im Heizwasser-82 verlau- fen. Der Wasserabfluss erfolgt über einen Vorlaufstutzen 8^,

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der Zulauf über einen Rücklauf stützen "8.5· Hinten am Kessel ist eine Rauchkammer 87 mit einem Rauchgasaustritt 88 vorgesehen« Ein Peaeriingsraunimantel 90 begrenzt einen Feuerungs- - raum 91· - Ein Brenner S3,- mitteIn. Flanschen über einen Stutzen am Peuerunp-oräümmantel .befest ift, erzeugt im Betrieb im Feue- runnrsraum 91 eine Rauchsäswlrbe!senke 94'»' 'Die Rauchgase strömen durch ein. Rauchpasaustrittsrohr 96 in eine mittels einer ausgemauerten Tür §6; verschliessbare Umlenkkammer 100" aus» Aus dieser Umlenkkammer 100 werden die Rauchgase 'durch die Rauchrohre 83 in die Rauchkammer 87 geführt, "■welche sie durch deii Rauchgasaustritt 88 verlassen. Die ■Entleerung des Heizkessels erfolgt durch einen Eritleerungsstutzen 102.. ' "'·_',

In den Pig. 10-12 ist eine stehende Ausführung eines Heiskessels ersichtlich. Er weist eine Verschalung 104 auf. Die Verschalung umgibt einen Wassermantel 105 zur Aufnahme des Ileizv/assers 107. Rauchrohre 109 durchziehen einen Teil des Heizwasserraumes, in dem über einen Rücklauf_:112 das Wasser ein- und über einen Vorlaufstutzen 111 wegfllesst. Die Rauchgasrohre 109 münden in einen Rauchgasaustritt 1.15, der, wie aus Pig. U ersichtlich, ringkammerförmifi ausgebildet ist. Ein Peuerungsraununantel 117 umgrenzt den Peuerungcraum-Il8, wobei ein Brenner 120 am Feuerungsraummantel 117 in der dargestellten Weise befestigt ist. Im FeuerungsraumHO bildet sich eine Rauchgäswirbelsenke 121.

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Die Rauchgase verlassen den Feuerungsräuin 118 durch ein Rauchgasaustrittsrohr 123₅ das, wie dargestellt, oder als tiefer in den Feuerungcraum 18 hineinragendes Rauchrohr ausgebildet sein kann=

Der Kessel ruht auf einer Grundplatte 125_s die mit einerAusmauerung 126 versehen j st. Ueber der Grundplatte 125 befindet sich eine Umlenkkamnier 128, in welcher die aus dem Rauchgasaustrittsrohr 123 ausströmenden, in starker Drehung befindlichen Rauchgase umgelenkt und den Rauchrohren 109 -zugeführt werden. Dabei verbessert diese weiterhin- starke Drehströmung nicht nur den Temperaturaustausch, sondern sie stellt auch .den guten Ausbrand sicher, sowie einen gut geregelten Abfluss der Rauchgase durch die Rauchrohre 109»

Im obern Teil des Heizkessels 1st ein Boiler 130 mit einer Kaltwasserzufuhrleitung 131, einer Zirkulationsleitung 132 und einer Warmwasserabflussleitung 133 vorgesehen. Ein Abschlussdeckel der Verschalung 104 erlaubt den Zugang zum 'Boilef 130. - . ■'. . '. ■ ·■· ".■.-■■ · _ :

Die beschrlebenorVlüsführungs formen-"ermöglichen es", auf engstem Raum mit besten Wirkungsgraden und sehr einfachen Mitteln grosse Leistungen zu erzeugen-," was sich natürlich wesentlich auf die Wirtschaft llohkeit auswirkt. Zudem ist der Aufbau dies fei' Heizkessel äuscorst einfach, sowie» anspruchslos im Betrieb üri'd sehr betriebssicher. 009837/Ö60*f

Claims

-Ή

Patentansprüche

(.1.j Heizkessel für gasförmige und/oder flüssige Brennstoffe, dadurch gekennzeichnet, dass der Peuerungsraum (13) einen rotationssymmetrischen Hauptteil mit einem koaxialen in eine Rauchgas-Umlenkkammer mündenden Abzugstutzen, einem bezüglich der Hauptmeridianebene symmetrisch angeordneten Zustrom-Stutzen aufweist und dass eine Brenner-Einrichtung exzentrisch bezüglich der Drehachse des Hauptteils auf dem Stutzen befestigt ist, das Ganze zum Zwecke, im Betrieb im Peuerungsraum eine die Flamme stabilisierende Wirbelsenke zu erzeugen und die Verbrennungsgase mit hohem Drall in die Umlenkkammer zu leiten.

2. Heizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er als Doppelkombinationskessel zusätzlich für feste Brennstoffe vorgesehen ist und der Peuerungsraum (18) für feste Brennstoffe unter demjenigen für flüsäge und gasförmige Brennstoffe (13) angeordnet ist, wobei der koaxiale Abzugstutzen (16) in den Peuerungsraum (18) für feste Brennstoffe mündet.

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3. Heizkessel nach Anspruch I₅ dadurch gekennzeichnet, dass der Feuerungsraum (13) als Zylinder oder leicht
konisch mit vertikaler Achse (25) ausgebildet ist.

4. Heizkessel nach Anspruch -1, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Feuerungsraumes (13) durch die Achse des Zufuhrstutzens tropfen- oder birnenförmig ausgebildet ist.

5. Heizkessel nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Feuerungsraum (13) für flüssige
und/oder gasförmige Brennstoffe koaxial mit dem Feuerungsraum (18) für feste Brennstoffe angeordnet ist.

6. Heizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Feuerungs-, Wasser- und Rauchgasräume (13, bzw. 7 bzw. 29 bzw. 33) koaxial zueinander angeordnet sind.

7. Heizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verbrauchswarmwasserboiler (33) überdem Feuerungsraum (13) vorgesehen ist, der überwiegend vom Heizwasser bestrichen ist. .

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8„ Heizkessel nach Anspruch I₅ dadurch gekennzeichnet;, dass die Brennergruppe (23)_? insbesondere um eine Vertikalachse (25) schwenkbar am Stutzen zum Feuerungsraum (13) angeordnet ist« -

9« Heizkessel nach Anspruch I₃ dadurch gekennzeichnet₉ dass der Austrittsstutzen(16) des -Feuerungsräumes (13) in der Art eines Taueiirohrs in diesen hineinragt„

10= -Heizkessel nach Anspruch. I₃ dadurch gekennzeichnet, dass die Brennergruppe (23) in der unteren Hälfte des Feuerungsraumes (13) angeordnet ist.

11. Heizkessel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der höchste Punkt des Brennluft-Eintrittsrohres höchstens gleich hoch liegt wie die Oberkante des Rauchgas-Austrittsstutzens (16) des Feuerungsraumes (13).

12. Heizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens der Feuerungsraum (13) schamottfrei 1st.

13. Heizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rauchgasumlenkkammer mindestens teilweise durch einen ausgemauerten _t flüssigkeltsgekühlten, als Tür oder Grundplatte ausgebildeten Abschluss begrenzt 1st.

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Ik, Heizkessel nach Anspruch 13,dadurch . gekennzeichnet ₃
dass er mit auf gleicher Höhe koaxial angeordnetem Wirbel» senken-Feuerungsrauni und. Boiler ausgerüstet ist (.Fig*. 4-6)",

15»"■ Heizkessel nach Anspruch. -13,- dadurch gekennzeichnet-,". dass der WirbeIsenken=Feuerungsraum mit horizontalem Achse; angeordnet ist (Pig= 7-9)» ■ -

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