DE1952139C - Zylindrischer Heizkessel mit tangential angeordnetem Brenner - Google Patents

Description

Die Erfindung betrilll einen zylindrischen Heizkessel mit tangential angeordnetem Brenner, axial angeordnetem Abgasstutzen, wärmeträgerführender Rückwand sowie der Rückwand gegenüberliegender Frontwand.

Hei den bekannten derartigen zylindrischen Heizkesseln wird die Brennerflanimer tangential in einen Feuerraum eingeblasen und nähert sich spiralförmig rotierend der Kesselachse. Die Abgase treten nach Durchlauf eines als Nachschaltheizfläche wirkenden Wärmeaustauschers axial durch den Abgassiutzen aus.

Zwar ist die Geschwindigkeit der Heizgase gegenüber der Feuer» .-.umwand und somit der Wärmeaustausch /wischen der Brennerflammer bzw. dem Heizgas einerseits und der Feuerraumwand andererseits bei einem derartigen Kessel mit rotierender Flamme weit besser als bei einem Kessel mit axialer Einführung der ßrennerflamme, doch findet ein Wärmeaustausch nur an der zylindrischen Feuerraumaultenwand statt, wogegen der größte Teil des Innenraumes des Kessels für den Wärmeaustausch ungenutzt bleibt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen tiinenraum eines Kessels der eingangs genannten Gattung für den Wärmeaustausch nutzbar zu machen und die Rotation der Heizgase besser auszunutzen.

Diese Aufgabe soll nach der Irfindung dadurch gelost werden, daß die wärmcträgerführende Frontwand einen wärmeträgerführenden, sich bis in den Bereich des Abgasstutzens erstreckenden axialen Ansatz trügt, der mit Abstand, einen Heizgaskanal bildend, von einem wiirmcträgerführend mit der den Abgasstutzen umgebenden Rückwand verbundenen Ring umschlossen ist, der mit Abstand, eine Heizgaswendekammer bildend, vor der Frontwand endet.

Als eigentlicher Feuerraum verbleibt ein Rhi raum, aus dem die Heizgase durch eine ringförmige, frontwandseitige Heizgaswendekammer sowie einen die Kcssclach.se umgebenden Heizgaskanal dem Abgasstutzen zuströmen. Der Innenraiini des Kessels wird bei diesem Aufbau als Nachschaltheizfläche genutzt, wodurch das Erfordernis einer außerhalb des Feuerraumes befindlichen Nachschaltheizfläche entfällt und der gesamte Kesselaufbau wesentlich gedrungener gestaltet ist. Weiter wird durch das Anordnen der Nachschaltheizfläche im Feuerraum und die damit verbundene torusartige Ausbildung desselben einerseit eine Vergrößerung der Feuerraumhcizfläche erreicht und andererseits infolge der Qucrschtiittsabnuhme eine Erhöhung der Rotationsgeschwiruligkeit der Heizgase im Feuerraum bewirkt. Diese Maßnahmen haben eine Steigerung der Wärmeübertragung zur Folge.

Besonders günstige Strönuingsverhältnissc für die Heizgase in der Nachschalthcizflächu und für den Übergang in den Abgasstutzen erzielt man dadurch, daß der Ansatz in Richtung zum Abgasstutzcn hin kegelförmig spitz zuläuft.

Der Volumciiuhnahmc der Hei/gase im Heizgaskanal kann man vorteilhaft dadurch Rechnung tragen, daü sich die innere Begrenzung des Ringes in Richtung der Rückwand hohlkegclfürmig verjüngt; hierdurch nimmt der Querschnitt des Heizgaskanal* stetig ab. Damit wird die Rotation der Heizgase bis zum Aligasstutzen aufrechterhalten.

Um zu erreichen, daß der Wasserraum des Ansatzes bis hin zu dem in ilen Bereich des Abgas stutzens sich erstreckenden Abschnitt vom Wärmeträger (Wasser) durchflossen und gut gekühlt ist, ragt vorteilhaft in den Wasserraum des Ansatzes eine an der Frontwand befestigte etwa horizontale Zunge hinein.

Vorteilhaft nimmt der Strömungsquerschnitt des Feuerraumes in Richtung auf die Heizgaswendekammer ab, um auch beim übertritt der Heizgase in die

Heizgaswendekammer bzw. Nachschaltheizfläche die

ίο Rotation der Heizgase zu gewährleisten. Dies wird

vorzugsweise dadurch erzielt, daß der Durchmesser

der äußeren Begrenzung des wärnieträgerfithrende;i

Ringes sich in Richtung zur Rückwand kegelförmig

vergrößert, so daß sich der freie Querschnitt des

Feuerraumes zur Heizgaswendekammer hin verengt.

An Hand der Zeichnung ist in der nachfolgenden

Beschreibung unter Vernachlässigung >nicht erfin-

dungswesentlicher Einzelheiten ein vorteilhaftes Aus-

führurgsbeispiel der Erfindung beschrieben. Es zeigt

Fit.;. 1 einen senkrechten Längsmittelschnitt durch

einen Kessel nacl; der Erfindung gemäß der Linie 1-1 in F i g. 2 und

Fi i'.l einen Schnitt längs der Linie H-II nach Fig.l.

Der Wasserraum des Kessels weist einen Vorlauf-Anschlußstutzen 2 und einen Riicklauf-Anschlußstutzcn 4 sowie (Fig. 2) eine Breiineranschlußöd tuing (» auf. Der in der BrenneranselilußölTiuini· 6 mündende, tangential angeordnete Brenner ist nidu das Res teilt.

Der torusartige Feuerraum 8 ist von feucrraumseitigen Begrcnzimgswänden 10 bzw. 12 begrenzt. In ihrem der Kesselachse benachlv r'en Bereich trägt die Frontwand 14 einen in Richtung zum Abgasstutzen 17 hir kegelförmig -.p't/. zulaufenden Ansatz 18. Der frontwandseitige FuU dieses kegelförmigen Ansatzes ist von der Heizgaswendekammer 20 umgeben, durch die dus Hei/gas aus dem Flammraum 8 in den Heizgaskanal 21 rotierend strömt. Dieser Heizgaskanal 22 umgibt den kegelförmigen Ansatz 18 und ist radial außen von einem ilen Ansatz umgebenden wärmeträgcrführenden Ring 24 begrenzt, der auf der Rückwand 16 sitzt und mit dieser wärmeträgerführend verbunden ist. Die innere Begrenzung 26 des wärmeträgerführenden Ringes 24 verengt sich im Querschnitt hohlkegelartig in Richtung zum Abgasstutzcn 17 hin, wobei hier der Abstand zur Außenfläche 28 des Ansatzes 18 etwa konstant ist; auf diese Weise wird die Volumenabiuihme der Heizgase auf ihrem Wege zum Abgasstutzcn berücksichtigt und die Rotation aufrechterhalten.

UiT zu verhindern, daü das durch den Ik'uuntr;· rüekkiuf-AnschluUstutzcn 4 eintretende kühle Wasser auf direktem Wege in der Rückwand 16 und der Frontwand 14 nach oben zum Votlatif-Anschlußstutzcn 2 strömt, ohne daß der Ansät/ 18 hinreichend vom kühlen Wasser durchflossen wird, weist vorteilhaft der Ansatz IH eine von der Frontwand 14 abstehende, das kühle Wasser leitende:, etwa horizontal fio angeordnete Zunge 30 auf.

Um den Strüruutiysqiimclmitt den Feuerrau.nc; H in Richtung zur Heizgaswendekammer 20 hin zu vermindern, ist der Durchmesser der äußeren Begrenzung 34 des Warmctra^rfiihrcnden Ringes'24 in Richtung zur Rückwand 16 kegelförmig vergrößert. Auch kanu die feuerraumseitige vordere Bcgrenzungswatul geneigt ausgeführt sein. Vorteilhaft weist die Frontwand 14 Reinigung-

I 952

öffnungen 36 und 38 auf, welclie in F i g. 2 einerseits von den Kreislinien 39 und 40, andererseits von wärmeträgei führenden. Stegen 42 und 44, die in diesem Bereich den einzigen Teil d;r Frontwand bilden, begrenzt sind. Diese ReinigungsölFnimgen sind von einem in Fig. 1 erkennbaren Deckel 46 verschlossen. Die Heizflächen können in üblicher Weis« bestiftet, berippt oder gewellt sein.

Wird der Kessel mit starker Drennerflainmc betrieben, so hat die Flamme einen starken Drall, die Heizgase laufen schnell um und die Wärmeübertragung ist hoch. Ist dagegen die ürennerflammc klein, so ist auch der Drall und damit der Wärmeübergang zur Kesselwand geringer, so daß die Abgase etwa auf die gleiche Temperatur abgekühlt werden wie bei großer Brennerllamme.

Der in der Zeichnung dargestellte Kdzkessel kann auch als Dampfkessel verwendet werden. Hierzu wird der oberhalb des Feuernuimes 8 befindliche Wasserraum nach oben erweitert, so daß ein Dampfrautn entsteht.

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Zylindrischer Heizkessel mit tangential angeordnetem llrenner, axial angeschlossenem Abgasstutzen, wärnietrügerführendcr Rückwan-l sowie der Rückwand gegenüberliegender Frontwand, dadurch gekeiiiuci c h 11 e t, daß die wärineträgerführende Frontwand (14) einen fiiir..nilen sich bis in den Bereich wärmetragerf! u,lu> s _{den axin},_{cn Λπ}_

des Abgasstut/ens U^^rsi, , _{dncn H}ei/g;,s-

umgebenden

Ring (24) umsehtkk

kanal

cwand (16 Ä

'na\ bildSiί ν r -ter Fnmlwand (Ll) .,,.L₁.

Frontwand (14) befestigte etwa i

L F

Zunne (JO) hineinragt. .

Zylirdrischer Heizkessel nach e.nem de,

hin verengt.

Hierzu I Blatt Zeichnungen