DE6610039U

DE6610039U - FLAME PIPE SMOKE PIPE BOILERS, ESPECIALLY WITH OIL OR GAS FIRING.

Info

Publication number: DE6610039U
Application number: DE6610039U
Authority: DE
Inventors: Alois Steimer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-05-07
Filing date: 1968-05-07
Publication date: 1973-01-18

Description

ftft AloisAlois Steimer,Steimer, 8902 Göggingen8902 Göggingen überabove Augsburg,Augsburg, 1 « ti
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Uniierfeldstr.I.
Uniierfeldstr. II. St 22St 22 592 / 13592/13 a Gbma Gbm (G-(G- 013 )013)

Flammrohr- Rauchrohrkessel, insbesondere mit öl- oder GasfeuerungFlame tube and smoke tube boilers, in particular with oil or gas combustion

Die Neuerung betrifft einen Flammrohr-Rauchrohrkessel einem vorzugsweise zentrisch angeordneten Flammrohr und da?· um angeordneten Rauchrohren, in denen Vorrichtungen zur Erhöhung des Wärmeüberganges vorgesehen sind, und einer die aus dem Flammrohr kommenden Feuergase auf die Rauchrohre verteilenden ümkehrkamreer.The innovation concerns a flame tube smoke tube boiler a preferably centrally arranged flame tube and that? around arranged smoke pipes in which devices for increasing the heat transfer are provided, and one of the the flue gas coming from the flame tube to the ümkehrkamreer distributing the smoke tubes.

Flammrohr-Rauchrohrkessel zeichnen sich bekanntlich durch robuste Bauart und dementsprechende Betriebssicherheit aus. Ihre spezifische Wärmeleistung ist jedoch gering, da der Wasserumlauf träge und die spezifische HeisfläehenbeSsstung relativ klein ist. Daraus resultiert auch eine lange Anheizdauer, und der Platzbedarf ist groß.Flame tube and smoke tube boilers are known to be characterized by their robust construction and corresponding operational reliability. However, their specific heat output is low because the water circulation is sluggish and the specific heat surface load is relatively small. This also results in a long Anheizdauer, and the space is large.

Man hat nun zwar schon versucht, diese Verhältnisse durch den Wärmeübergang erhöhende Maßnahmen zu verbessern, sei es durch Einbau von Drall- oder LeÜflächen oder von Strahlungs-Heizkörpern. Ferner sind auch in den Rauchrohren untergebrachte Verdrängerkörper bekannt, die im Rauchrohr einen Ringspaltkanal bilden, so daß die Rauchgasströmung turbulenter wird. Diese Verdränger sind auch schon hohl ausgebildet worden, so daß sie innen vom Kesselwasser durchspült werden konnten, !fach einer anderen Ausführung sind die rohrförmigen Verdrängerkörper am Gaseintrittsende offen und am Gasaustrittsende geschlossen und über ihrer Längserstreckung mit Durchbrüchen versehen, so daß innerhalb der Verdrängerrohre eine sekundäre Gasströmung entsteht, welche den Wärmeaustausch begünstigen soll. AlleAttempts have already been made to improve these conditions by measures that increase the heat transfer, be it through Installation of swirl or LeÜ surfaces or of radiant heaters. Furthermore, displacement bodies accommodated in the smoke tubes are also known, which have an annular gap channel in the smoke tube form so that the flue gas flow becomes more turbulent. These Displacers have already been made hollow so that the inside of them could be flushed through by the boiler water In another embodiment, the tubular displacement bodies are open at the gas inlet end and closed at the gas outlet end and provided with openings over their longitudinal extent, so that a secondary gas flow within the displacement tubes arises, which should promote the heat exchange. All

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diese Maßnahmen haben jedoch nicht voll befriedigt. Einerseits erhöhen sie die Gefahr örtlicher Überhitzung der Heizflächen, und andererseits erschweren sie die Reinigung solcher Kessel.however, these measures have not been fully satisfactory. On the one hand, they increase the risk of local overheating of the heating surfaces, and on the other hand, they make cleaning such boilers difficult.

Der vorliegenden Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der aufgezeigten Mangel einen betriebssicheren ilaamrohr-Eauchrohrkessel mit höchstmöglicher Heizflächenbelastung und dement sprechender Verminderung des Bauvolumens zu schaffen. Dabei wird von dem Gedanken ausgegangen, daß alle Maßnahmen zur Erhöhung des Wärmeüberganges auf der Gasseite entsprechende Vorkehrungen zur Erhöhung der Wärmeabgabe auf der Wasserseite zur Eolge haben müssen.The present innovation is based on the task of creating an operationally safe one while avoiding the deficiencies shown ilaamrohr smoke tube boiler with the highest possible heating surface load and to create a corresponding reduction in the building volume. It is assumed that all Measures to increase the heat transfer on the gas side take appropriate precautions to increase the heat emission the waterside must follow.

Hierauf gründet sich die vorliegende Neuerung, die bei einem Kessel der eingangs genannten Bauart vorsieht, daß der die Umkehrkammer umschließende Wasserraum, aa den der Rücklaufstutzen für das aufzuheizende Medium (z.B. Kondenswasser, Rücklauf- und/oder frischwasser) angebracht ist, von des dThis is the basis of the present innovation, which provides for the reversal chamber in a boiler of the type mentioned at the beginning enclosing water space, aa the return port is appropriate for the medium to be heated (e.g. condensation water, return water and / or fresh water), from the d

des das glof the gl

umschließenden Hauptwasserraum durch einen Zwischenboden getrennt ist und mit diesem durch einen am Ausgang des zweiten Suges einmündenden Überströmkanal verbunden ist. Mit der Abtr^eüBüsg cLss die üskehrkasser umsehlieBenden Wasserraumes ttad der Einspeisung des kalten Rückführ- oder Erischwassers in diesen Kaum wird der thermisch hoehbslast^ts Bsdsn äea? n^ehrkammer so intensiv gekühlt, daß an ihm noch Rippen zur Erhöhung des Wärmeüberganges angebracht werden können, wobei zweckmäßig auch auf der Wasserseite noch Leitflächen zur möglichst gleichmäßigen Kühlung des Bodens angebracht werden. Dadurch wiiädie Baulänge des Kessels erheblich reduziert. Vom Boden der TTmkehr-y kammer wird das rückgeführte Wasser also bereits stark aufgeheizt und so in den Hauptwasserraum eingeleitet, daß der Wärmeaustausch mit den Rauchgasen im Gegenstrom erfolgt. Dadurch ergibt sich nicht nur eine geordnetere Wasserströmung in diesem Wasserraum, sondern auch ein günstigeres Temperaturgefälle über die gesamte Rauchrohrlänge, und es wird die schädliche Kondenswasserbildung in den Rauchrohren ("Schwitzen") vermieden. Kessel nach der Neuerung können daher mit Temperaturen des Rücklaufwassers unter 30° G betrieben werden. Es sind somit zusätzlichesurrounding main water space is separated by an intermediate floor and is connected to this by an overflow channel opening into the outlet of the second tube. With the drainage cLss the water area surrounding the water tank ttad the feed of the cold return or discharge water into this Hardly is the thermal high load ^ ts Bsdsn äea? The inner chamber is cooled so intensely that ribs can be attached to it to increase the heat transfer, with guide surfaces also being attached to the water side for the most uniform possible cooling of the soil. This considerably reduces the length of the boiler. From the bottom of the reversing chamber, the water that is returned is already heated to a high degree and introduced into the main water chamber in such a way that the heat exchange with the flue gases takes place in countercurrent. This not only results in a more orderly flow of water in this water space, but also a more favorable temperature gradient over the entire length of the smoke pipe, and the harmful formation of condensation in the smoke pipes ("sweating") is avoided. Boilers according to the innovation can therefore be operated with return water temperatures below 30 ° G. They are therefore additional

Mischvorrichtungen, wie sie z.B. bei Warmwasserkesseln mit , hohen Rücklauftemperaturen zur Reduzierung der Vorlauftem-Mixing devices, such as those used in hot water boilers with high return temperatures to reduce the flow temperature

\ peratur benötigt werden, nicht erforderlich* \ temperature are required, not required *

Weitere Einzelheiten und vorteilhalfte Ausgestaltungen der Neuerung werden an HaDd des im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispieles erläutert. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen inFurther details and advantageous configurations the innovation are explained to HaDd of the embodiment described below. The accompanying drawings show in

Pig. 1 einen Plammrohr-Rauchrohrkessel mit zwei Zügen in AchsialschnittPig. 1 a flame tube smoke tube boiler with two trains in axial section

Pig. 2 den Kessel nach Pig.1 im Schnitt nach Linie II- II der Pig. 1 undPig. 2 the boiler according to Pig. 1 in the section along line II- II of Pig. 1 and

Pig. 5 das Detail "A" aus Pig. 1 im größeren Maßstab.Pig. 5 the detail "A" from Pig. 1 in the larger Scale.

In allen Darstellungen bezeichnet 1 den Kesselmantel mit dem hinteren Boden 2 und der Tür 3τ die zugleich den vorderen Bodenjbildet, und die eine Peuerungsöffnung 3 a für den Anbau eines öl- oder Gasbrenners aufweist. Zentrisch sam Mantel 1 ist das Flammrohr 4 von det< beiden Zwischen» boden 5 und 6 getragen. Am Zwischenboden 6 ist auch der Boden 7 der TJmkehrkammer 8 befestigt, so daß zwei Wasser-In all representations, 1 denotes the boiler shell with the rear floor 2 and the door 3τ which is also the front Bodenjbildet, and which has an opening 3 a for the cultivation of an oil or gas burner. Centric sam jacket 1 is the flame tube 4 from det < both intermediate floors 5 and 6 carried. On the intermediate floor 6 is also the Bottom 7 of the reversing chamber 8 so that two water

X'auioe 5cuj.i.ucu ojluu, mann j.v;u ucr uaupunaoocnauiu 7 uuu uoj.X'auioe 5cuj.i.ucu ojluu, mann j.v; u ucr uaupunaoocnauiu 7 uuu uoj.

die Umkehrkamnier 8 umschließende Yorwärmraum 10» Die Böden 5 und 6 sind durch die konzentrisch zum Flammrohr 4 angeordneten Rauchrohre 11 miteinander verbunden. Zwischen dem Boden 5 und der Tür 3 ist der ringförmige Rauchgas-Sammeljraum 12 gebildet,an den sich der Rauchgaskanal 13 anschließt, aus dem diB Rauegase durch den Puchs 14 entweichen.the reversing room 8 enclosing the warm room 10 »the floors 5 and 6 are connected to one another by the smoke tubes 11 arranged concentrically to the flame tube 4. Between the Floor 5 and the door 3 is the annular smoke gas collector 12 is formed, to which the flue gas duct 13 is connected, from which smoke gases escape through the Puchs 14.

Das Rücklauf- und/oder Frischwasser gelangt durch den Rücklaufstutzen 15 zunächst in den Vorwärmraum 10 und wird mit Hilfe der Leitflächen 16 zur gleichmäßigen Kühlung des Bodens 7 verteilt. Das hierin stark vorgewärmte Wasser gelangt durch die öffnung 17 im Boden 2 in den Überströmkanal 18 und von hier durch die öffnung 19 am Gasaustrittsende der Rauchrohre 11 in den Hauptwasserraum 9· Hier verteilt sich das Wasser über den ganzen Ringquerschnitt und durchströmt den Raum 9 in Richtung zum Zwischenboden 6, also im Gegenstrom zu den Rauchgasen, bis es druc^ den Yorlaufstutzen 20 dem Wärmeverbraucher zugeführt wird. KleineThe return and / or fresh water passes through the return connection 15 first in the preheating chamber 10 and is with the help of the guide surfaces 16 for even cooling of the 7 distributed soil. The water, which is strongly preheated here, passes through the opening 17 in the base 2 into the overflow channel 18 and from here through the opening 19 at the gas outlet end of the smoke tubes 11 into the main water space 9 · Distributed here the water over the entire ring cross-section and flows through the space 9 in the direction of the intermediate floor 6, so in countercurrent to the flue gases, until it presses the flow nozzle 20 is supplied to the heat consumer. Small

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Hilfsöffrmngen 21 und 22 im Mantel 1, deren Querschnitte bedeutend geringer sind als der der öffnung 19 > stellen weitere Verbindungen vom Überströmkanal 18 zum Hauptwasserraum dar. Durch sie wird eine gerirge Hilfsströmung im Hauptwasserraum hervorgerufen, um hierin Strömungstoträume zu vermeiden. Der Überströmkanal 18 liegt vollständig im Hauchgaskanal 13, so daß das überströmende Wasser auch noch von den abziehenden Ss.uchgasss beheizt wia?diAuxiliary openings 21 and 22 in the jacket 1, their cross-sections are significant are less than that of the opening 19> make more Connections from the overflow channel 18 to the main water space. They create a rough auxiliary flow in the main water space caused in order to avoid flow dead spaces. The overflow channel 18 lies completely in the breath gas channel 13, so that the overflowing water is also heated wia? di by the withdrawing Ss.uchgasss

Zur Erhöhung des Wärmeüberganges von den !Feuergasen an die Heizflächen sind am Boden 7 die Rippen 23 sternförmig angebracht, die zusätzlich auch eine bessere Verteilung der Feuer- bzw. Rauchgase auf diemRauchrohr® 11 bewirken. Ferner sind in den Rauchrohren 11 rohrförmige Einsätze 2^> mit gegenüber jenen geringerem Durchmesser eingeschoben, die am Gaseintrittsende offen und am Gasaustrittsende geschlossen sind, und die wenigstens nahe an diesem Ende mit radialen Durchbrüchen 25 versehen sind. Außerdem haben die Einsätze am geschlossenen Ende einen Flansch 26, der den Querschnitt des zwischen Einsatz und Rauchrohr 11 gebildeten Ringkanals wenigstens teilweise abdeckt. Diese Einsätze sind für die Erhöhung der Heizflächenbelastung des Eessels nach der !Teuerung sehr bedeutungsvoll. Durch sie wird die Strömung ia den Rauchrohren 11 in eine Primärströmung im Ringkanal 27 und eine Sskunäärströsiung innerhalb des Einsatzes 24 auf- ;|To increase the heat transfer from the flue gases to the heating surfaces, the ribs 23 are attached to the bottom 7 in a star shape, which also cause a better distribution of the fire or smoke gases on the smoke pipe 11. Further are in the smoke tubes 11 tubular inserts 2 ^> with a smaller diameter than that, which is open at the gas inlet end and closed at the gas outlet end and which are provided with radial openings 25 at least near this end. Also have the stakes at the closed end a flange 26, which has the cross section of the annular channel formed between the insert and the smoke tube 11 at least partially covers. These inserts are for increasing the heating surface load on the boiler after the rise in prices very meaningful. Through them, the flow generally turns the smoke tubes 11 into a primary flow in the annular channel 27 and a Sskunärströsiung within the insert 24; |

geteilt. Mit der Abkühlung der Gase in der Primärströmung jdivided. With the cooling of the gases in the primary flow j

tritt auch eine Druckabsenkung ein, und als Folge davon treten heißere Gase aus der Sekundärströmung in den Ringkanal über. Der Wärmeübergang auf die Rauchrohrwand wird dadurch sußerordnetlich günstig. Mit Hilfe des Flansches 26 kann nun aber auch durch Verändern der Weife des Spaltes"s" zwischen Finasch und Zwischenboden 5 die Rauchrohrströmung gedrosselt und damit der Wärmeübergang so gesteuert werden, daß alle Rauchrohre wenigstens annähernd die gleiche Heizfla.ch.enbe— lastung erfahren.there is also a pressure drop, and as a result hotter gases from the secondary flow enter the annular channel above. The heat transfer to the smoke pipe wall is extremely favorable. With the help of the flange 26 can but now also by changing the width of the gap "s" between Finasch and intermediate floor 5 throttled the smoke pipe flow and thus the heat transfer can be controlled so that all Flue pipes at least approximately the same Heizfla.ch.enbe— experience burden.

um ntm auch im !"lsinmrohr 4 wenigstens teilweise einen Wärmeaustausch im Gegenstrom zu ermöglichen, ist nach eineraround ntm also at least partially a heat exchange in the insulating tube 4 to enable countercurrent is after a

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weiteren Ausgestaltung der H"e>ae2?üng imj S^^mmrphr: ein Hohl- >-> körper 28 unter Freilassung eines Ringspaltes 29 so angeordnet *, daß eineTeil der üflammengase unter der Einwirkung des Brennerstrahles (Ejektorwirkung) durch den Singspalt 29 zui Brenner hin geführt wird. Da der Hohlkörper 28, der mit dem Stutzen 30 an den Hauptwasserraum 9 angeschlossen ist, alls seitlg von Heißgas umspült ist, wird das in ihn eintretende Wasser besonders stark aufgeheizt, Dieser Sachverhalt kann nun vorteilhaft zur Verwendung des Hohlkörpers 28 als thermische Pumpe ausgenutzt werden, indem das Austrittsrohr 31 bis in den Vorlaufstutzen 20 geführt wird, so daß der Auftrieb des heißeren Wassers zur Umwälzung des gesamten iiassering&ltes genutzt wird. Diese Wirkunp kann noch durch Ausbildung des Stutzens 20 als Venturirohr begünstigt werden.further development of the H "e> ae2? üng imj S ^^ mmrphr: a hollow-> -> body 28 so arranged, leaving an annular gap 29 *, that some of the flame gases are exposed to the action of the burner jet (ejector effect) through the singing gap 29 to the burner. Since the hollow body 28, with the nozzle 30 is connected to the main water space 9, all is surrounded by hot gas on the side, the water entering it is heated particularly strongly. This situation can now advantageous for using the hollow body 28 as a thermal Pump can be used by the outlet pipe 31 is guided into the flow connection 20, so that the buoyancy the hotter water to circulate the entire iiassering & ltes is being used. This effect can still be achieved through training of the nozzle 20 are favored as a Venturi tube.

Das Rohr 32 mit der Detonationsklappe 33 dient zugleich zur Reinigung des Kessels. Hierzu wird die Tür 3 geöffnet, die Einsätze 2A- werden herausgezogen und mittels Bürsten der an den Rauchrohren angesetzte Ruß in die Umkehrkammer 8 durchgestoßen, so daß er durch das Rohr 31 nach außen gelangt. Die Erfahrung hat jedoch gezeigt, daß solche Reinigung auch bei längerem Teillastbetrieb nur in großen Zeitabständen erforderlich ist. Ein besonderer Vorteil der Einsätze ist auch noch hinsichtlich der Reinigung gegeben. Da ihre Wände bedeutend heißer sind als die Rauchrohrwände, wird nämlich ein großer Teil des in den Rauchgasen enthaltenen Schwefels auf innen sublimiert, so daß die Gefahr der Kaminversottung gemindert wird,The tube 32 with the detonation flap 33 also serves to Cleaning the boiler. To do this, the door 3 is opened, the inserts 2A- are pulled out and brushed on Soot attached to the smoke tubes pushed through into the reversing chamber 8, so that it passes through the pipe 31 to the outside. However, experience has shown that such purification is only required at long intervals, even with longer partial load operation. A particular advantage of the stakes is also given in terms of cleaning. Since its walls are significantly hotter than the smoke pipe walls, will namely, a large part of the sulfur contained in the flue gases sublimates on the inside, so that the risk of chimney sooting is diminished,

I¹Ur den Fall, daß bei einem Warmwasserkessel in irgendeinem Betriebszustand des Kessels, z.B. nach Umschalten auf eine geringere Laststufe, im Vorwärmraum 10 sich Dampf ansammeln sollte, ist am oberen Rand des Zwischenbodens 6 eine Öffnung 34-vorgesehen, durch die der Dampf in den Hauptwasserraum 9 übertreten karan und mit demvvorlaufenden Wasser entweichen kann.I ^{1 In} the event that steam should accumulate in the preheating chamber 10 in a hot water boiler in any operating state of the boiler, e.g. after switching to a lower load level, an opening 34 is provided on the upper edge of the intermediate floor 6 through which the steam can flow into the main water space 9 crosses karan and can escape with the leading water.

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5 Zwischenboden (vorn)5 intermediate shelf (front)

6 Zwischenbodes (hinten)6 intermediate shelves (rear)

7 TJmkehrkamme^boden7 TJmkehrkamme ^ floor

8 Umkehrkammer8 reversal chamber

9 Hauptwasserraum9 main water room

10 Yorwärmraum10 yor warming room

11 Sauchrohre11 smoke tubes

12 Hauchgas sammelraum12 gas collecting space

13 Rauchgaskanal13 flue gas duct

15 Eücklaufstutzen15 return connection

16 Leitflächen auf Boden16 guide surfaces on the ground

17 Öffnung im Boden 217 Opening in the bottom 2

18 Überströmkanal18 overflow duct

19 Überströmöffnung im Mantel 119 Overflow opening in the jacket 1

20 Vorlaufstutzen20 flow connection

21,22 HilfsÖffnungen im Mantel 121,22 auxiliary openings in the jacket 1

23 Rippen am Boden 723 ribs on the bottom 7

24 Einsätze in Sauchrohren24 inserts in smoke tubes

25 radiale Durchbrüche im Einsatz25 radial openings in use

26 Plansch des Einsatzes26 Splash of action

27 Ringkanal27 ring channel

28 Hohlkörper im .Flammrohr28 Hollow body in the flame tube

29 Eingspalt zwischen 4 und29 A gap between 4 and

JO Äasehlußstutzen des HohlkörpersJO Äasehlußstutzen of the hollow body

31 Austrittsrohr des Hohlkörpers31 outlet pipe of the hollow body

32 Ablaßrohr32 drain pipe

33 Detonationsklappe33 detonation flap

34 öffnung im Zwischenboden34 opening in the intermediate floor

Claims

Protection claims;

First FlamErohr smoke tube boiler with; a preferably sentrisch arranged flame tube and arranged around smoke tubes in which means are provided for increasing the heat transfer, _s, and one coming from d ^ m flame tube "your gases to the flue pipes distributing reversing chamber characterized in that the reversing chamber (8) enclosing water space ( 10) ₉ to which the return connection (15) for the medium to be heated (e.g. condensation water, return and / or fresh water) is attached, from which the main water space (9) enclosing the flame tube (4) is separated by an intermediate floor (6) and with this is connected by an overflow channel (18) opening at the exit of the second train.

2. Boiler according to claim 1 characterized _v that (18) further connections (21,22) are provided with a narrower flow area for Eauptwasserraum (9) on the overflow channel.

5, boiler according to claim 1, characterized in that the Umkehrkunmer (8) is provided with guide surfaces (16) on the water side for even cooling.

4. Boiler according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the reversing chamber (8) is provided with ribs (23) on the gas side.

5. Boiler according to one or more of claims 1 to 4, characterized characterized in that tubular inserts (24) of smaller diameter are arranged in the smoke tubes (11), which are open at the gas inlet end and closed at the gap outlet end, and which are at least close to this end with radial ones Breakthroughs (25) are provided for generating a secondary flow.

6. Boiler according to claim 5, characterized in that the inserts (24) are slidably mounted in the smoke tubes (11) and are provided with a flange (26) at the gas outlet end.

Boiler according to claim 1, characterized in that the Overflow channel (18) is arranged in the flue gas channel (13).

8. Boilers sow one or more of claims 1 to 7j thereby ^ ekennzeichE ^; s that inside the flame tube

(4) one with the main water room (9) in connection Hollow body (28) leaving an annular gap (29) is arranged so that part of the flame gases under the effect of the burner jet is returned in the direction of the burner,

9. Boiler according to claim 8, characterized in that the outlet pipe (51) of the hollow body (28) into the flow connection (20), which in this area is called a Venturi tube can be formed.

10 »Boiler according to one or more of claims 1 to 9» characterized in that at the upper end of the partition (6) at least one small opening (34) is provided.