DE2309696A1

DE2309696A1 - BOILER

Info

Publication number: DE2309696A1
Application number: DE19732309696
Authority: DE
Inventors: Klaus Dr Ing Turek
Original assignee: Hagenuk Vorm Neufeldt and Kuhnke GmbH
Current assignee: Hagenuk 2300 Kiel De GmbH
Priority date: 1973-02-27
Filing date: 1973-02-27
Publication date: 1974-09-05
Also published as: SE386256B; DE2309696B2; DE2309696C3; AT328134B; FR2219390B1; ATA984473A; BE808492A; FR2219390A1

Description

Kiel, den 22. 2. 1973 VZP-Pr/do AJ 2747Kiel, February 22, 1973 VZP-Pr / do AJ 2747

Heizkesselboiler

Die Erfindung bezieht sich auf einen mit flüssigem oder gasförmigem Brennstoff befeuerten Heizkessel zum Erhitzen von Flüssigkeiten oder Gasen, mit einem Brennrohr und zwei dieses in verschiedenem Abstand umgebenden zylinderischen Kühlmänteln, bei welchem die Verbrennungsgase nach Durchströmen des Brennrohres umgelenkt werden, in den Ringkanal zwischen den beiden Kühlmänteln eintreten und diesen sodann nach Wärmeabgabe durch den Abgasschornstein verlassen.The invention relates to a heating boiler fired with liquid or gaseous fuel of liquids or gases, with a combustion tube and two cylindrical ones surrounding it at different distances Cooling jackets, in which the combustion gases are diverted after flowing through the combustion tube, into the annular channel enter between the two cooling jackets and then leave it after heat is given off through the exhaust chimney.

Bei einem bekannten Heizgerät vergleichbarer Bauart nach der deutschen Offenlegungsschrift 1 778 979 sind das Brennrohr und der ringförmige Abgaskanal so zueinander angeordnet, daß der ringförmige Abgaskanal die zweifache, vorzugsweise die zweieinhalbfache Länge des in der Zerstäubungszone gemessenen Durchmessers des Brennrohres besitzt. Diese Anordnung des Abgaskanals überdeckt teilweise oder ganz den Teil des Brenners, in dem die Flamme entsteht. Hierbei werden die Rauchgase nach Verlassen des Brennrohres in den Ringkanal zwischen Brennrohr und Kühlmantel geleitet und verlassen dann den Kessel.In a known heater of a comparable design according to German laid-open specification 1 778 979, the combustion tube and the annular exhaust gas duct are arranged in relation to one another, that the annular exhaust gas channel has twice, preferably two and a half times the length of the diameter of the combustion tube measured in the atomization zone. This arrangement of the exhaust duct partially or completely covers the part of the burner in which the flame is created. Here, the flue gases are in the ring duct after leaving the combustion tube between the combustion tube and the cooling jacket and then leave the boiler.

Nachteilig macht sich bei diesem Heizgerät bemerkbar, daß sich die spezifische Heizleistung des Kessels nicht, wie es in vielen. Fällen erwünscht wäre, bei gleichem Bauvolumen über ein bestimmtes Maß erhöhen läßt.A disadvantage of this heater is that the specific heating power of the boiler is not, as it is in many. Cases would be desirable, can be increased by a certain amount with the same structural volume.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, diese Nachteile zu beseitigen und einen Heizkessel der geschilderten Art zu konzipieren, der sich durch einen möglichst einfachen Aufbau auszeichnet und mit höheren Heizleistungen betrieben werden kann.The invention has the task of eliminating these disadvantages and adding a boiler of the type described design that is characterized by the simplest possible structure and can be operated with higher heating capacities.

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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Ringspalt quasi ruhenden Gases um das Brennrohr vorgesehen ist, in dem Wärme durch Strahlung und Leitung vom Brennrohr durch das Gas auf die innere Oberfläche des in-' neren Kühlmantels übertragen wird.According to the invention this object is achieved in that an annular gap quasi resting gas is provided around the combustion tube, in which heat by radiation and conduction from Burner tube through the gas to the inner surface of the in- ' neren cooling jacket is transferred.

Durch die Anordnung des quasi ruhenden Gases im Ringspalt um das Brennrohr gelingt es, einen zweiten Kühlmantel innerhalb des Heizkessels unterzubringen, wodurch der Durchmesser des Heizkessels nur um die doppelte Spaltbreite dieses Kühlmantels steigt. Gegenüber dieser unerheblichen Vergrößerung des Kesseldurchmesserr ist der Gewinn an wärmeübertragender Fläche sehr erheblich. Im Vergleich zu dem bekannten Heizgerät nach der CS 1 778 979 nimmt sie erheblich zu. Der Gewinn beträgt somit ungefähr ein Drittel der gesamten wärmeübertragenden Fläche. Diese hinzugewonnene Oberfläche 1st notwendig, um die Rauchgase soweit wie möglich abzukühlen, um feuerungstechnisch hohe Wirkungsgrade zu erzielen.Due to the arrangement of the quasi resting gas in the annular gap It is possible to accommodate a second cooling jacket around the combustion tube inside the boiler, which means that the diameter of the boiler is only twice the gap width this cooling jacket rises. Compared to this insignificant increase in the boiler diameter, the gain in heat transfer area is very considerable. Compared to the known heater according to CS 1 778 979, it increases considerably to. The gain is thus about a third of the total heat transferring surface. This gained surface is necessary to keep the smoke gases as far as possible to cool down in order to achieve high combustion efficiency.

Bei der Ausführungsform nach dem bekannten Heizgerät können demnach nur feuerungstechnische Wirkungsgrade erzielt werden, die schlechter sind, da bei gleichem Bauvolumen die wärmeübertragende Fläche nicht in vergleichbarer Weise größer werden kann.In the embodiment according to the known heater, only firing efficiencies can therefore be achieved, which are worse, because with the same construction volume the heat-transferring surface is not larger in a comparable way can be.

Ein wesentlicher Vorteil des Gasspaltes Desteht insbesondere darin, daß die durch die Wärmeleitung vom Brennrohr zu dem inneren Kühlmantel übertragene Wärmt, von der gleichen Größenordnung ist, wie die im Rauchgaszug. Hierbei muß jedoch in Betracht gezogen werden, daß in dem Rauchgaszug Wärme durch erzwungene Konvektion übertragen wird, und dies bei erheblicher.A major advantage of the gas gap is, in particular, that the heat conduction from the combustion tube to the heat transferred to the inner cooling jacket is of the same order of magnitude as that in the flue. However, in It should be considered that in the flue heat is transferred by forced convection, and this at considerable.

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Gasgeschwindigkeiten. Die damit verbundenen Druckverluste müssen dann durch erhöhten elektrischen Energieaufwand ausgeglichen werden, während die Wärmeleitung keinen entsprechenden Energieverlust bewirkt.Gas velocities. The associated pressure losses must then be compensated for by increased electrical energy consumption while the heat conduction does not cause a corresponding loss of energy.

Ein Ausführungsbeispiel der. Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigt:An embodiment of the. The invention is explained in detail below with reference to the drawings. It shows:

Fig. 1 die erfindungsgemäße Ausführungsform des Heizkessels Fig. 2 einen Schnitt A-A gemäß Fig. 1Fig. 1 shows the embodiment of the boiler according to the invention FIG. 2 shows a section A-A according to FIG. 1

Nachfolgend wird die Funktionsweise des Heizkessels nach der prinzipiellen Darstellung in Fig. 1 anhand bestimmter Kriterien wie Strömung der Gase, Strömung des Kühlmediums sowie der Wärmefluß näher erläutert.The function of the boiler according to the basic illustration in FIG. 1 is described below on the basis of certain criteria such as flow of gases, flow of cooling medium as well the heat flow explained in more detail.

Strömung der GaseFlow of gases

Der Kesselflansch 1 dient dem bezüglich der Außenluft dichten Anschluß eines Gas- oder Ölbrenners am Kessel. Die Flamme eines in der Zeichnung nicht dargestellten Brenners wird im engsten Querschnitt des drehsymmetrischen Brennrohres 2 gezündet und brennt im Brennrohr aus. Am Ende des Brennrohres werden die heißen Rauchgase um 180 umgelenkt, strömen durch den Rauchgaszug 3 in den Sammelraum 4 und von dort durch den Schornstein 5 ins Freie.The boiler flange 1 is used to seal with respect to the outside air Connection of a gas or oil burner to the boiler. The flame of a burner not shown in the drawing is in The narrowest cross-section of the rotationally symmetrical combustion tube 2 is ignited and burns out in the combustion tube. At the end of the burner tube if the hot flue gases are deflected by 180, they flow through the flue gas 3 into the collecting space 4 and from there through the chimney 5 to the outside.

Strömung des KühlmediumsFlow of the cooling medium

Das Kühlmedium gelangt durch den Einlauf 6 sowohl in den äußeren Kühlmantel 7 als auch über den Verbindungskanal 8 in den inneren Kühlmantel 9. Beide Kühlmantel werden somit gleichzeitig von unten nach oben durchströmt. Im Auslauf 10 vereinigen sich die Teilströme aus äußeren und inneren Kühlmantel und treten sodann in das vorzusehende Rohrsystem.The cooling medium passes through the inlet 6 both into the outer cooling jacket 7 and via the connecting channel 8 into the inner cooling jacket 9. Both cooling jackets are thus traversed from bottom to top at the same time. On the run 10 The partial flows from the outer and inner cooling jacket combine and then enter the pipe system to be provided.

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WärmeflußHeat flow

Von der Brennflamme wird teils durch Wärmestrahlung und teils durch erzwungene Konvektion der heißen Gase Wärme an das Brennrohr 2 übertragen. Das Brennrohr 2 ist in geringem Abstand konzentrisch vom inneren Kühlmantel 9 umgeben. Der zwischen Brennrohr und innerem Kühlmantel befindliche konzentrische Ringspalt 11 ist mit Rauchgasen gefüllt, die sich nicht oder aber nur geringfügig aufgrund freier Konvektion bewegen, da die zwischen Brennrohr und innerem Kühlmantel 9 befindlichen Distanzringe 12 dichtend wirken und ein Durchströmen der Rauchgase verhindern. Durch die im Ringspalt 11 befindlichen quasi ruhenden Rauchgase wird Wärme durch Wärmeleitung vom Brennrohr 2 an die dem Brennrohr zugewandte Oberfläche des inneren Kühlmantels 9 übertragen und außerdem noch durch reine Wärmestrahlung zwischen denselben beiden Oberflächen.The burning flame generates heat partly through thermal radiation and partly through forced convection of the hot gases transferred to the combustion tube 2. The combustion tube 2 is concentrically surrounded by the inner cooling jacket 9 at a small distance. The concentric annular gap 11 located between the combustion tube and the inner cooling jacket is filled with flue gases, which do not move or move only slightly due to free convection, since those between the combustion tube and the inside The spacer rings 12 located in the cooling jacket 9 act as a seal and prevent the flue gases from flowing through. Through the Quasi-dormant flue gases located in the annular gap 11 are heat by conduction from the combustion tube 2 to the combustion tube facing surface of the inner cooling jacket 9 transferred and also by pure thermal radiation between same two surfaces.

Die das Brennrohr 2 verlassenden Rauchgase erreichen den konzentrischen Rauchgaszug 3 und durchströmen ihn. Dabei wird Wärme durch erzwungene Konvektion an die vom strömenden Rauchgas berührten Oberflächen des inneren und äußeren Kühlmantels übertragen.The flue gases leaving the combustion tube 2 reach the concentric flue gas flue 3 and flow through it. Included heat is generated by forced convection on the surfaces of the inner and outer cooling jacket that are in contact with the flowing flue gas transfer.

Weitere Vorteile der Erfindung gegenüber vergleichbarer bekannter Konstruktionen bestehen darin, daß die zuströmende Verbrennungsluft durch abgekühlte, aber immer noch heiße Rauchgase vorgewärmt wird.Further advantages of the invention over comparable known constructions are that the inflowing Combustion air through cooled but still hot Flue gases is preheated.

Ferner können durch die geeignete Wahl der Spaltbreite des Ringspaltes Brennrohrtemperaturen zugelassen werden, die einerseits ein Verrv ^n des Brennrohres verhindern, andererseits die Wahl preisv^erter Hitzebeständiger Stahlsorten erlauben. Furthermore, through the suitable choice of the gap width of the annular gap, combustion tube temperatures can be permitted which on the one hand prevent verrv ^ n of the combustion tube, on the other hand allow the choice of inexpensive heat-resistant steel grades.

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Claims

PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS

/l.jMit flüssigem oder gasförmigem Brennstoff befeuerter ^~"^ Heizkessel zum Erhitzen von Flüssigkeiten oder Gasen, mit einem Brennrohr und zwei dieses in verschiedene* Abstand umgebenden zylinderischen Kühlmantel, bei welchem die Verbrennungsgase nach Durchströmen des Brennrohres umgelenkt werden, in den Ringkanal zwischen den beiden Kühlmänteln eintreten und diesen sodann nach Wärmeabgabe durch den Abgasschornstein verlassen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ringspalt (11) quasi ruhenden Gases um das Brennrohr (2) vorgesehen ist, in dem Wärme durch Strahlung und Leitung vom Brennrohr (2) durch das Gas auf die innere Oberfläche des inneren Kühlmantels (9) übertragen wird./l.jWith liquid or gaseous fuel fired ^ ~ "^ boiler for heating liquids or gases, with a combustion tube and two cylindrical cooling jacket surrounding it at different * distances, in which the combustion gases are diverted after flowing through the combustion tube, into the ring channel between enter the two cooling jackets and then leave them after heat is given off through the flue gas chimney, characterized in that an annular gap (11) of quasi stationary gas is provided around the combustion tube (2), in which heat is generated by radiation and conduction from the combustion tube (2) through the gas is transferred to the inner surface of the inner cooling jacket (9).

2. Heizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abstandshaltung und Dichtung gegen die Rauchgase im Ringspalt (11) Distanzringe (12) vorgesehen sind.2. Boiler according to claim 1, characterized in that for spacing and sealing against the flue gases in the Annular gap (11) spacer rings (12) are provided.

3. Heizkessel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Wahl der Spaltbreite des Ringspaltes (11)· die Oberflächentemperatur des Brennrohres (2) variiert werden kann.3. Boiler according to claim 1 and 2, characterized in that the choice of the gap width of the annular gap (11) · the surface temperature of the combustion tube (2) can be varied.

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