DE2309696C3

DE2309696C3 - Heating boiler with deflection chamber

Info

Publication number: DE2309696C3
Application number: DE19732309696
Authority: DE
Inventors: Klaus Dr.-Ing. 2300 Kiel Turek
Original assignee: Hagenuk Vormals Neufeldt & Kuhnke 2300 Kiel GmbH
Current assignee: Hagenuk 2300 Kiel De GmbH
Priority date: 1973-02-27
Filing date: 1973-02-27
Publication date: 1980-06-12
Also published as: DE2309696B2; FR2219390B1; SE386256B; DE2309696A1; FR2219390A1; AT328134B; BE808492A; ATA984473A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Heizungskessel mit Umlenkkammer für flüssige oder gasförmige Brennstoffe zum Erhitzen von Flüssigkeiten mit einer Brennkammer und zwei diese konzentrisch mit Abstand umgebenden zylindrischen Wassermänteln.The invention relates to a heating boiler with a deflection chamber for liquid or gaseous Fuels for heating liquids with a combustion chamber and two of these concentrically spaced surrounding cylindrical water jackets.

Bei einem bekannten Heizkessel vergleichbarer Bauart nach der deutschen Offenlegungsschrift 17 78 979 sind die Brennkammer und der ringförmige Abgaskanal so einander zugeordnet, daß der ringförmige Abguskanal die zweifache, vorzugsweise die zweieinhalbfachc Länge des in der Zerstäubungszone gemessenen Durchmessers der Brennkammer besitzt. Diese Anordnung des Abgaskanals überdeckt teilweise oder ganz den Teil des Brenners, in dem die Flamme entsteht. Hierbei werden die Rauchgase nach Verlassen der Brennkammer in den Ringkanal zwischen Brennkammer und Kühlmantel geleitet und verlassen dann den Kessel. Nachteilig macht sich bei diesem Heizkessel 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.In a known boiler of a comparable design according to the German Offenlegungsschrift 17 78 979 are the combustion chamber and the annular exhaust gas duct so assigned to each other that the annular pouring channel twice, preferably two and a half times c Has the length of the diameter of the combustion chamber 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. After leaving the combustion chamber, the flue gases enter the ring channel between the combustion chamber and cooling jacket and then leave the boiler. The disadvantage of this boiler is that that the specific heating output of the boiler does not, as would be desirable in many cases, with can increase the same construction volume over a certain amount.

In der DE-PS 8 46 267 ist eine Feuerung für Dampfund Wasserkessel beschrieben, die ebenfalls einen ringförmigen Rauchgasquerschnitt um ein Flammrohr aufweist, ledoch ist hier ein Flammrohr aus feuerfestem schlecht wärmeleitendem Material vorgesehen, so daß bei dieser Konstruktion im Gegensatz zu der erfindungsgemäßen keine Strahlungsheizflächen vorhanden sind. Außerdem wird bei der bekannten Ausführungsform der Ringspalt zur Rauchgasführung benutzt. In DE-PS 8 46 267 a furnace for steam and water boilers is described, which also has an annular Has flue gas cross-section around a flame tube, but here a flame tube is made of fireproof poorly thermally conductive material provided, so that in this construction in contrast to the invention there are no radiant heating surfaces. In addition, in the known embodiment, the annular gap is used to guide the flue gas.

Ferner ist noch aus der DE-OS 22 11 369 ein Stahlheizkessel anderer Bauart bekannt, bei dem der Ringspalt auch zur Rauchgasführung benutzt wird und die Wärmeübertragung durch Konvektion zusätzlich mit Hilfe von Wirbelblechen erhöht werden kann.Furthermore, from DE-OS 22 11 369 a steel boiler other design known, in which the annular gap is also used for flue gas guidance and the Heat transfer by convection can also be increased with the help of vortex plates.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, 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 conceiving a boiler of the type described, which is characterized by a structure that is as simple as possible and can be operated with higher heating capacities can.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in dem zwischen der Brennkammer und dem inneren Wassermantel gebildeten Ringspalt zur Abstandshaltung und Dichtung gegen die Rauchgase dienende Distanzringe angeordnet sind.According to the invention this object is achieved in that between the combustion chamber and the inner Water jacket formed annular gap to keep the distance and seal against the flue gases serving Spacer rings are arranged.

Durch die Anordnung des quasi ruhenden Gases im Ringspalt um die Brennkammer gelingt es, einen zweiten Kühlmantel innerhalb des Heizkessels unterzubringen, wodurch der Durchmesser des Heizkessels nur um die doppelte Spaltbreite dieses Wassermantels steigt. Gegenüber dieser unerheblichen Vergrößerung des Kesseldurchmessers ist der Gewinn an wärmeübertragender Fläche sehr erheblich. Im Vergleich zu dem bekannten Heizkessel nach der DE-OS 17 78 979 nimmt sie erheblich zu. Der Gewinn beträgt somit ungefähr ein Drittel der gesamten wärmeübertragenden Fläche.By arranging the quasi resting gas in the annular gap around the combustion chamber, it is possible to create a second To accommodate the cooling jacket inside the boiler, reducing the diameter of the boiler just by the double gap width of this water jacket increases. Compared to this insignificant enlargement of the With the boiler diameter, the gain in heat transferring area is very considerable. Compared to the known Boiler according to DE-OS 17 78 979, it increases significantly. The profit is therefore approximately one third of the total heat transferring surface.

Diese hinzugewonnene Oberfläche ist notwendig: um die Rauchgase soweit wie möglich abzukühlen, um feuerungstechnisch hohe Wirkungsgrade zu erzielen.This gained surface is necessary: to cool the smoke gases as much as possible, to To achieve high degrees of efficiency in terms of combustion technology.

Bei der Ausführungsform nach dem bekannten Heizkessel 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 boiler, only firing efficiencies can therefore be achieved can be achieved, which are worse, since the heat-transferring surface with the same structural volume cannot grow larger in a comparable way.

Ein wesentlicher Vorteil des Gasspaltes besteht insbesondere darin, daß die durch die Wärmeleitung von der Brennkammer zu dem inneren Wassermantel übertragene Wärme 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 erheblichen Gasgeschwindigkeiten. Die damit verbundenen Druckverluste müssen dann durch erhöhten elektrischen Energieaufwand ausgeglichen werden, während die Wärmeleitung keinen entsprechender Energieverlust bewirkt.A major advantage of the gas gap is, in particular, that the heat conduction of heat transferred from the combustion chamber to the inner water jacket is of the same order of magnitude, like the one in the flue. Here, however, it must be taken into account that there is heat in the flue gas is transmitted by forced convection, and this at considerable gas velocities. the The associated pressure losses then have to be compensated for by increased expenditure of electrical energy while the heat conduction does not cause a corresponding loss of energy.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt
F i g. 1 einen Längsschnit des Heizkessels,
F i g. 2 einen Schnitt A-A gemäß F i g. 1.
Nachfolgend wird die Funktionsweise des Heizkessels nach der prinzipiellen Darstellung in Fig. I an Hand bestimmter Kriterien wie Strömung der Gase, Strömung des Wassers sowie der Wärmefluß näher erläutert. An embodiment of the invention is explained below with reference to the drawings. It shows
F i g. 1 a longitudinal section of the boiler,
F i g. 2 shows a section AA according to FIG. 1.
In the following, the functioning of the boiler is explained in more detail according to the basic illustration in FIG. I using certain criteria such as flow of gases, flow of water and heat flow.

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 der zylindrischen Brennkammer 2 gezündet und brennt in der Brennkammer aus. Am Ende der Brennkammer werden die heißen Rauchgase in der wassergekühlten Umlenkkammer 13 um 180° umgelenkt, strömen durch den Rauchgaszug 3 in den Sammelraum 4 und von dort durch den Abgasstutzen 5 ins Freie.The boiler flange 1 is used to connect a gas or oil burner to the outside air tightly Boiler. The flame of a burner not shown in the drawing is in the narrowest cross section ignited cylindrical combustion chamber 2 and burns out in the combustion chamber. At the end of the combustion chamber If the hot flue gases are deflected by 180 ° in the water-cooled deflection chamber 13, they flow through the flue gas 3 into the collecting space 4 and from there through the exhaust gas nozzle 5 to the outside.

Strömung des WassersFlow of water

Das zu erhitzende Wasser gelangt durch den Einlauf 6 sowohl in den äußeren Wassermantel 7 als auch über den Verbindungskanal 8 in den inneren Wassermantel 9. Beide Wassermäntel werden somit gleichzeitig von unten nach oben durchströmt. Im Auslauf 10 vereinigen sich die Teilslröme aus äußerem und innerem Wassermantel und treten sodann in das vorzusehende Rohrsystern. The water to be heated passes through the inlet 6 both into the outer water jacket 7 and over the connecting channel 8 in the inner water jacket 9. Both water jackets are thus simultaneously of Flows through from the bottom to the top. The partial streams from the outer and inner water jacket combine in the outlet 10 and then step into the pipe system to be provided.

WärmeflußHeat flow

Von der Brennflamme wird teils durch Wärmestrahlung und teils durch erzwungene Konvektion der hei-Ren Gase Wärme an die Brennkammer 2 übertragen. )ie Brennkammer 2 ist in geringem Abstand konzentrisch vom inneren Wassermantel 9 umgeben. Der zwischen Brennkammer und innerem Wassermantel be-The flame is heated partly by thermal radiation and partly by forced convection Gases transfer heat to the combustion chamber 2. ) The combustion chamber 2 is concentric at a short distance surrounded by the inner water jacket 9. The load between the combustion chamber and the inner water jacket

findliche konzentrische Ringspalt 11 ist mit Rauchgasen gefüllt, die sich nicht oder aber nur geringfügig .auf Grund freier Konvektion bewegen, da die zwischen Brennkammer und innerem Wassermantel 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 von der Brennkammer 2 an die der Brennkammer zugewandte Oberfläche des inneren Wassermantels 9 übertragen und außerdem noch durch reine Wärmestrahlung zwischen diesen beiden Oberflächen.sensitive concentric annular gap 11 is with smoke gases filled, which do not move or move only slightly due to free convection, since the between Combustion chamber and inner water jacket 9 located spacer rings 12 act sealingly and flow through prevent the smoke gases. Due to the quasi-dormant smoke gases located in the annular gap 11 Heat by conduction from the combustion chamber 2 to the surface of the combustion chamber facing the inner water jacket 9 transferred and also by pure thermal radiation between these two Surfaces.

Die die Brennkammer 2 verlassenden Rauchgase erreichen über die Umlenkkammer 13 den konzentri-The flue gases leaving the combustion chamber 2 reach the concentric via the deflection chamber 13

sehen Rauchgaszug 3 und durchströmen ihn. Dabei wird Wärme durch erzwungene Konvektion an die vom strömenden Rauchgas berührten Oberflächen des inneren und äußeren Wassermantels übertragen.see flue 3 and flow through it. Heat is transferred to the by forced convection The surfaces of the inner and outer water jacket touched by the flowing flue gas are transferred.

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 incoming combustion air is preheated by cooled but still hot flue gases.

Ferner können durch die geeignete Wahl der Spaltbreite des Ringspaltes Brennkammertemperaturen zugelassen werden, die einerseits ein Verrußen der Brennkammer verhindern, andererseits die Wahl preiswerter hitzebeständiger Stahlsorten erlauben.Furthermore, combustion chamber temperatures can be permitted by a suitable choice of the gap width of the annular gap which on the one hand prevent sooting of the combustion chamber and on the other hand make the choice cheaper allow heat-resistant steel grades.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Heating boiler with deflection chamber for liquid or gaseous fuels for heating Liquids with a combustion chamber and two concentrically spaced cylindrical ones surrounding it Water jackets, characterized in that that formed in between the combustion chamber (2) and the inner water jacket (9) Annular gap (11) for spacing and sealing against the smoke gases serving spacer rings (12) are arranged.

2. Heating boiler according to claim 1, characterized in that the width of the ring coil (11) is changeable.