DE1956940U

DE1956940U - Zwangsumlaufkessel.

Info

Publication number: DE1956940U
Application number: DET16528U
Authority: DE
Original assignee: TODOROFF K G DR
Current assignee: TODOROFF K G DR
Priority date: 1963-09-13
Filing date: 1963-09-13
Publication date: 1967-03-16

Description

DR. EULE DR. BERG DIPL.-ING. STAPF

PATENTANWÄLTE 8 MÜNCHEN 2, H ILBL.ESTRASSE HO

• Dr. Eule Dr. Berg Dipl.-Ing. Stapf, 8 München 2, Hilblesfraße 20 ·

Ihr Zeichen Unser Zeichen _ Datum

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Anwalt sakt en^Hr ·» 11 694

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Fa. Konus^Kessel ©esellsehaft für Wärmetechnik m.b.H.& Oo.KG, . Hoekenheim in der Ketschau.

" Zwangsumlaufkessel "

Die Erfindung betrifft einen als Hehrzugkessel ausgebildeten im wesentliphen rotationssymmetrischen Zwangsumlaufkessel, insbesondere für Heizflüssigkeiten (Wärmetransportmedien) wie Öl, mit zentral an einem Ende angeordnetem Brenner für gasförmige,: flüssige oder staubförmige Brennstoffe, wobei mindestens die innerste Flamm* und Rauchgasführung aus einem die Heizflüssigkeit leitenden, vorzugsweise von einer " ■ .- : - ,. i - . - ..·"■ ·* 2 «

' (0811) »5 16 20 81 Telegramme:. PATENTEULE München Bank: Bayerische Vereinsbank Mönchen 453 100 Postscheck: München 653 43

schraubenlinienförmig verlaufenden Rohrschlange gebildeten Hohlmantel "besteht.

Der Hohlmantel kann zum Beispiel auch aus zwei konzentrischen Blechmänteln bestehen, in welche ein Stehblechstreifen schraubenlinienförmig eingesehweisst ist, um so einen sehraubenlinienförmigen Kanal für die Heizflüssigkeit zu bilden. Die im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugte Ausführungsform des Hohlmantels besteht jedoch in bekannter Weise aus einer schraubenlinienförmig verlaufenden Rohrschlange, deren Windungen einander berühren.

Bei den bekannten Kesseln der eingangs erwähnten Art ist der innerste Hohlmantel von zylindrischer Form. Hierbei tritt insofern eine Schwierigkeit auf,als der Abstand dieses Hohlmantels von der Flamme in den verschiedenen Bereichen der Flamme verschieden ist, da diese am Anfang, an dem sie ausserdem noch kalter ist, relativ dünn ist, und im Bereich ihres Endes einen relativ grossen Durchmesser aufweist. Dadurch wird oft nicht nur der Hohlmantel, sondern auch die Heizflüssigkeit in ihm im Bereich der Flammenspitze übermässig erhitzt, wodurch nicht nur das Material des Hohlmantels dort leidet, sondern bei temperaturempfindlichen Heizfiüssigkeiten, wie Öl, letztere leiden, zum Beispiel geerackt werden. Hält man die Flamme so klein, dass diese Schäden nicht auftreten, so wird die an sich gegebene Wärmekapazität des Kessels nicht ausgenutzt und der Kessel*·

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wirkungsgrad ist schlecht. Man hat "bereits versucht, diesen Mangel dadurch zu beheben, dass man in dem innersten Hohl~ mantel ein die Flamme umgebendes Flammrohr aus hoehwärmefestem Stahl einbaute. Abgesehen davon, dass solche Einbauten aufwendig sind und den Kesselwirkungsgrad beeinträchtigen, ist die Lebensdauer derartiger Einbauten kurz«

Die vorliegende Erfindung hat sich die Beseitigung dieser und anderer Mangel der vorbekannten Kessel der eingangs gekennzeichneten Art zur Aufgabe gestellt, Sie löst diese Aufgabe dadurch, dass der von der innersten Flamm« und Rauchgasführung umschlossene Raum sich vom Brennerende her wie an sich bekannt im wesentlichen der Form der Brenner» flamme entsprechend zumindest im Bereich der ersten Hälfte der Länge der Brennerflamme erweitert, und dass er als Zweizugkessel ausgebildet ist, in dem ein den innersten Hohl» mantel umgebender zweiter ebenfalls die Heizflüssigkeit führender Hohlmantel vorgesehen ist, welcher sich in konstantem Abstand vom innersten Hohlmantel erstreckt und vorzugsweise ebenfalls von einer Rohrschlange gebildet wird.

Ein wesentlicher Vorteil liegt hierbei darin, dass der Strömungsquerschnitt im zweiten Zug in Strömungsrichtung mit dem Kälterwerden des Räuchgases abnimmt, da hierdurch einer Verlängsamung der Rauchgasgesehwindigkeit entgegengewirkt wird.

Der Kessel ist zweekmässig in an sich "bekannter Weise so gebaut, dass, wie an sich "bekannt, seine Symmetrieachse im wesentlichen vertikal verläuft und der Brenner sich oben auf dem Kessel "befindet.

Der innerste Hohlmantel hat vorteilhaft die Form eines Kegelstumpfmantels. Versuche haben gezeigt, dass diese An» näherung am "besten nicht nur den Erfordernissen Rationeller Fertigung entspricht, sondern auch völlig ausreichend ist, um die eingangs erläuterten Schwierigkeiten einer stellen« weise auftretenden thermischen Überbelastung zu beseitigen.

Vorteilhaft ist ein den innersten Hohlmantel umgebender zweiter, ebenfalls die Heizflüssigkeit führender, Hohlmantel vorge« sehen, welcher sich in konstantem Abstand vom innersten Hohl*· mantel erstreckt und vorzugsweise ebenfalls von einer Rohrschlange gebildet ist. Bei einer solchen Konstruktion bildet der Raum zwischen den beiden Hohlmänteln den zweiten Ofenzug.

Um eine möglichst optimale Ausnutzung der im Rauchgas ent« haltenen Wärme zu gewährleisten, erstreckt sieh vorteilhaft im zweiten Zug eine.schraubenlinienförmige Rohrschlange, deren Windungen Abstand voneinander haben. Dadurch wird nicht nur die Heizfläche vergrö'ssert, sondern auch die Turbulenz des Rauchgases, was wiederum zu einer Erhöhung des Wärmeüberganges führt.

Aus dem gleichen Grunde ist vorteilhaft der dem Brenner gegenüber liegende KaSSeIbQden von einer vorzugsweise spiralförmig verlaufenden Rohrschlange bedeckt, welche aussen an den zweitinnersten Hohlmantel ansehliesst.

Vorteilhaft ist der Kesselboden konkav gewölbt. Eine solche Ausbildung erleichtert die Umlenkung des Rauchgases um 180° beim Übergang vom ersten in den zweiten Zug.

Vorteilhaft hat der Kesselboden grösseren Abstand von der Flamme als der innerste Hohlmantel. Auch diese Massnahme macht die Belastung der die Heizflüssigkeit führenden Kesselelements gleichmässiger.

Vorteilhaft sind die Hohlmäntel ©der Heizschlangen am Brenner« ende mit dem Flüssigkeitsvorlauf und am anderen Ende mit dem Rücklauf verbunden* Hierdurch wird u.a. der Vorteil erreicht, dass die unterste Sehlange des innersten Hohlmantels, die durch die Umlenkung der Rauehgase sehr viel Wärme aufnimmt, im Inneren mit relativ kalter Heizflüssigkeit gefüllt ist.

Vorteilhaft sind alle Hohlmäntel oder Heizschlangen parallel geschaltet. Überraschenderweise wird hierdurch zumindest bei einem Zweizugkessel gemäss Erfindung ein optimaler Wirkungs» grad erzielt. - - "~ ' - ~ - -■

Da die Kessel gemäss Erfindung bei relativ kleiner Baugrösse ausserordentlieh hohe Wärmeleistungen liefern, werden sie

vorteilhaft als in sich, geschlossene, für sieh ohne Zerlegung transportable Einheiten ausgebildet.

Nachfolgend ist an Hand der "beigefügten Zeichnung zur näheren Erläuterung die "bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beschrieben.

Diese Zeichnung zeigt einen erfindungsgemässen Kessel für Ölfeuerung im Axialschnitt, welcher zur Erwärmung von als Heizmedium dienendem Öl dient, das im Kessel nicht verdampft ist. /

Der Kessel "besitzt einen äusseren konischen Blechmantel 1, welcher unten mit einer Bohlenbleehplatte 2 verbunden ist. Oben ist der Kessel mit einer Deckplatte 3 abgeschlossen, welche über einer zentralen Öffnung einen Ölbrenner 4 trägt. Die Isolierung des Kessels, vorzugsweise Mineralwolle ist durch eine Kreuzschraffur angedeutet. Der Sollquerschnitt der Flamme ist bei 6 schraffiert gezeigt. Grundsätzlich ist es möglieh die Heizschlangen von aussen so zuzuführen, dass keine Biegung im Feuerraum notwendig ist. Eine derartige seitliche Einführung hat sich sogar besonders bewährt und wird bevorzugt. Der als Zweizugkessel ausgebildete Kessel der Darstellung besitzt unten rechts den Flüssigkeitsrücklauf T, durch welchen das Öl den im Kessel angeordneten Heizschlangen über die Leitung 8 zugeführt wird. letztere tritt im Bereich der Achse des Kessels in dessen Inneres ein

und ist üb"er- drei Anschlüsse 8a, 8Td und 8c mit den drei Heizsclilangensystemen des Kessels verbunden. Die innerste Heizschlange 9 "besteht aus einem schraubenlinienförmig in Form eines Kegelmantels gewundenen Rohr, "bei welchem die Rohre jeder Windung die benachbarten Rohre berühren, so dass diese Schlange den innersten Hohlmantel im Sinne der oben erläuterten Erfindung bildet. Dieser Hohlmantel wird über den Anschluss 8c mit dem Heizöl gespeist.

Durch den Anschluss 8a gelangt Öl in eine den gewölbten Kesselboden bedeckende Rohrspirale 10, welche aussen in einen zweiten konischen Rohrmantel 11 übergeht, der ebenfalls aus einer schraubenlinienförmig längs eines Kegelmantels gewundenen Rohrschlange besteht, deren Windungen einander be« rühren. Dieser so gebildete äussere Hohlmantel 11 liegt ebenso wie die Rohrspirale 10 an der Isolierung an.

Durch den Anschluss 8b wird eine dritte Heizschlange 12 an den Rücklauf angeschlossen, welche aus längs eines Kegelmantels schraubenförmig gewickeltem Rohr besteht und sich im zweiten Zug des Kessels erstreckt, welcher vom Raum zwischen den beiden Hohlmänteln 9 und 11 gebildet wird. Diese Heizschlange 12 hat einen Abstand zwischen den einzelnen Windungen, welcher vorteilhaft ein- bis zweimal so gross ist wie ihr Rohrdurchmesser.

Am oberen Ende sind die drei Heizschlangensysteme9, 11 und bei 13 wieder zusammengeführt und an den Flüssigkeitsvorlauf

14 angeschlossen*

Häufig handelt es sich aber "bei der den Kesselboden bedeckenden Heizschlange um eine gesonderte Schlange.

Es sei noch erwähnt, dass die obere Begrenzung des zweiten Zuges von einer an der Isolierung anliegenden Heizspirale 15 gebildet wird, welche die innerste Heizschlange 9 mit dem Flüssigkeitsvorlauf verbindet.

Der Rauchgasabzug des Kessels ist bei 15 angedeutet. Selbst« verständlich handelt es sich bei dieser beschriebenen bevorzugten Ausführungsform auch um einen Kessel mit Zwangsumlauf, bei dem also eine Pumpe das Heizmedium mit relativ hoher Geschwindigkeit, zum Beispiel 2 Meter pro Sekunde, durch die Heizschlangen treibt.

Die Richtung von Flamme und Rauchgas im Kesselinneren ist durch gestrichelte Pfeile angedeutet, während die Strömungs« richtung des Heizöls durch voll ausgezogene Pfeile angedeutet ist.

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Claims

U.638 m*-l 12.66 —9- /jf Schutz ans prüche:

1. Als Mehrzugkessel ausgebildeter im wesentlichen rotationssymmetrischer Zwangsumlaufkessel für temperaturempfindliche im Kessel nicht verdampfende Heizflüssigkeiten wie Öl, mit zentral an einem Ende angeordnetem Brenner für gas« förmige, flüssige oder staubförmig© Brennstoffe, wobei mindestens die innerste Flamm« und Rauchgasführung aus einem die Heizflüssigkeit leitenden vorzugsweise von einer schraubenlinienförmig verlaufenden Rohrschlange gebildeten Hohlmantel besteht, dadurch gekennzeichnet, dass der von der innersten Flamm« und Rauchgasführung umschlossene Baum sich vom Brennerende her wie an sich bekannt im wesentlichen der Form der Brennerflamme entsprechend zumindest im Bereich der ersten Hälfte der Länge der Brennerflamme erweitert, und dass er als Zweizugkessel ausgebildet ist, in dem ein den innersten Hohlmantel umgebender zweiter ebenfalls die Heizflüssigkeit führender Hohlmantel vorgesehen ist, welcher sieh in konstantem Abstand vom innersten Hohlmantel erstreckt und vorzugsweise ebenfalls von einer Rohrschlange gebildet wird.

2. Kessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wie an sich bekannt seine Symmetrieachse im wesentlichen vertikal verlauft und der Brenner sich oben auf dem Kessel befindet.

3» Kessel nach Ansprach 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass der innerste Hohlmantel die Form eines Kegelstumpf«
mantels hat,

4. Kessel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich im zweiten durch den Ringraum zwischen
den "beiden Hohlmänteln gebildeten Zug eine Schraubenlinien«
fö'rmig verlaufende Rohrschlange erstreckt, deren Windungen
Abstand von einander haben, .

5. Kessel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn« zeichnet, dass der dem Brenner gegenüberliegende Kesselboden von einer vorzugsweise spiralförmig verlaufenden Rohrschlange bedeckt ist, welche aussen an den zweitinnersten Hohlmantel
anschliesst.

6. Kessel nach einem der Ansprüche 1 bis 5> dadurch gekenn» zeichnet, dass der Kesselboden konkav gewölbt ist,

7. Kessel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kesselboden grösseren Abstand von der
Flamme hat als der innerste Hohlmantel·

8. Kessel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlmäntel oder Heizschlangen am Brenner« ende mit dem Flüssigkeitsvorlauf und am anderen Ende mit dem Rücklauf verbunden sind«

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9. Kessel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass alle Hohlmäntel oder Heizschlangen parallel geschaltet sind.

10. Kessel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn« zeichnet, dass er als in sich geschlossene ohne Zerlegung transportable Einheit ausgebildet ist.