DK146396B

DK146396B - Flue gas boilers for multi-celled boilers

Info

Publication number: DK146396B
Application number: DK450873A
Authority: DK
Inventors: Peter Metz
Original assignee: Hydrotherm Geraetebau Gmbh
Priority date: 1972-08-18
Filing date: 1973-08-16
Publication date: 1983-09-26
Also published as: FR2196704A5; DE2240622B2; DK146396C; DE2240622A1; CH567691A5; ATA721173A; AT328669B; DE2240622C3

Description

146396146396

Opfindelsen angår en røggassamler til flercellede varmekedler og af den art, der består af et fælles røggas-samlerør, hvori aftrækskanalerne fra de enkelte celler, henholdsvis udgangsrørene fra med cellerne forbundne 5 trækafbrydere udmunder.The invention relates to a flue gas collector for multi-celled boilers and of the nature consisting of a common flue gas collector pipe in which the exhaust ducts from the individual cells or the output pipes from the 5 pull-out switches connected to the cells respectively.

Flercellede varmekedler består af to eller flere ved siden af hinanden anbragte varmekedelceller, der er tilsluttet en fælles varmtvandskreds, og som hver især efter behov kan frakobles eller tilkobles. Ved sådanne 10 flercellede varmekedler har røggassamleren tidligere bestået af et i hovedsagen horisontalt fælles røggassamle-rør, hvori aftrækskanaler eller - ved røggassamlere med trækafbryder - trækafbryderens bortledningsrør fra de enkelte celler udmunder. En sådan røggassamler kendes 15 fra tysk brugsmønster nr. 7 00 348.Multicellular boilers consist of two or more adjacent boiler cells connected to a common hot water circuit, each of which can be disconnected or switched on as needed. In such 10 multi-celled boilers, the flue gas collector has previously consisted of a generally horizontal flue gas collector pipe, in which exhaust ducts or - in the case of flue gas collectors with pull-off switches - the pull-off pipe discharge pipe from the individual cells. Such a flue gas collector is known from German usage pattern No. 7 00 348.

Både de enkelte flercellede varmekedler og de kendte røggassamlere har vist sig at være udmærkede i brug. Ved mangecellede anlæg, specielt under igangsætning og ved delvis drift, kan der dog lejlighedsvis opstå vanskelig-20 heder med røggasføringen, hvilke vanskeligheder ved anlæg uden trækafbryder skyldes det store trykfald i samlerøret mellem skorstenstilslutningsstedet og røggaskanalens udmunding i den celle, der ligger længst borte fra skorstenen, og ved anlæg med trækafbryder skyldes 25 den store mængde af falsk luft, der gennem de ude af drift værende cellers trækafbrydere bringes ind i røggassen. Ved anlæg uden trækafbryder har dette til følge, at der i de celler, der ligger nærmest skorstenen, hersker stort sugetræk med deraf følgende nedsættelse af 30 celleeffektiviteten, og at der i de celler, der ligger længst borte fra skorstenen, hersker et ringe sugetræk med tilsvarende forringet røggasbortførsel, mens den ved anlæg med trækafbryder gennem de ude af drift væren- 2 166396 de cellers trækafbrydere tilsugede falske luft direkte fører til tab af undertryk i de i drift værende celler og indirekte hindrer en effektiv opvarmning af skorstenen, således at man ikke - eller kun med stor tidsmæs-5 sig forsinkelse - kan opnå optimale trækforhold.Both the individual multi-celled boilers and the known flue gas collectors have proven to be excellent in use. However, in multicellular systems, especially during start-up and in partial operation, there may be occasional difficulties with the flue gas, which difficulties in systems without a draft switch are due to the large pressure drop in the manifold between the chimney connection point and the flue gas outlet in the furthest cell. the chimney, and in the case of a switch with a switch, 25 is due to the large amount of false air which is brought into the flue gas through the pull switches of the inoperative cells. In the case of systems without a switch, this means that in the cells closest to the chimney, there is a large suction drag with consequent reduction in cell efficiency, and that in the cells which are furthest away from the chimney, a small suction pull with correspondingly impaired flue gas removal, while in the case of a pull-out switch through the out-of-operation suction switches of the cells, the false air directly leads to loss of suppression in the running cells and indirectly prevents effective heating of the chimney so that no - or only with a large delay over time - can achieve optimal traction conditions.

Ved drift af flercellede kedler kan man til udligning anvende tilsvarende mere effektive, dvs. højere, skorstensindlæg med større tværsnit.In the operation of multicellular boilers, equalization can be used more efficiently, ie. higher, chimney insert with larger cross section.

Det er formålet med den foreliggende opfindelse at an-10 give en røggassamler til flercellede varmekedler, der også ved mangecellede anlæg - både ved delvis drift eller igangsætning, og når anlægget kører med fuld belastning - sikrer regelmæssige træk- og røggasforhold ved de enkelte celler.It is the object of the present invention to provide a flue gas collector for multi-celled boilers, which, even at multi-celled plants - both at partial operation or commissioning and when the system is running at full load - ensures regular draw and flue gas conditions at the individual cells.

15 Opfindelsen består i, at aftrækskanalerne hver for sig er ført ind i samlerøret og forløber parallelt med dette hen til et udmundingspunkt A i samlerøret, hvor røggassen i hver kanal har samme fysiske strømningsforhold, især samme strømningsretning, strømningshastighed og tem-20 peratur, som røggassen i nabo-aftrækskanalen, henholdsvis nabo-aftrækskanalerne, og hvor aftrækskanalerne pareller gruppevis er ført sammen i en fælles aftrækskanal, henholdsvis røggaskanal.The invention consists in that the exhaust ducts are individually fed into the manifold and extend parallel to this to an outlet point A in the manifold, where the flue gas in each duct has the same physical flow conditions, especially the same flow direction, flow velocity and temperature as the flue gas in the neighboring exhaust duct, or the neighboring exhaust ducts, respectively, and wherein the exhaust ducts are grouped in pairs together in a common exhaust duct, respectively flue gas duct.

Den trinvise samling af celleaftrækskanalerne ved fælles 25 indre udmundingspunkter med samme fysiske strømningsforhold sikrer optimale aftræksforhold, for så vidt som der på den ene side uafhængigt af alle andre ydre driftsforhold ved alle celler hersker samme trækforhold, mens man på den anden side på grund af den trinvise sammen-30 bringning af røggasstrømme under tvangsføring, indtil man har opnået samme strømningsforhold, undgår tryk- og 3 U8396 strømningstab. Ved røggassamleren ifølge det tyske brugsmønster nr. 71 00 348 opnår man ikke denne udjævning af strømningsforholdene, tværtimod sker der med de injektoragtige tilslutningsstykker til samlerøret en be-5 tydelig hvirveldannelse, som forstyrrer gasstrømmen deri.The incremental assembly of the cell extract channels at common internal outlet points with the same physical flow ratio ensures optimum extraction ratios, on the one hand, independent of all other external operating conditions of all cells, the same tensile ratios prevail, on the other hand due to the incremental flow of flue gas during forced flow until the same flow conditions are achieved, avoids pressure and flow losses. The flue gas collector according to German usage pattern No. 71 00 348 does not achieve this smoothing of the flow conditions, on the contrary, with the injector-like connectors for the manifold there is a significant eddy formation which disturbs the gas flow therein.

Røggassamlekanalen ifølge opfindelsen kan være dannet af koncentrisk inden i hinanden anbragte, adskilte aftrækskanaler dannende rør, der ved et fælles eller for enkelte grupper bestemt udmundingspunkt går over i hin-10 anden, henholdsvis i et fælles forbindelsesrør til skorstenen. På samme måde kan der også foretages en inddeling af røggassamlekanalen ved hjælp af langsgående plader, idet man hensigtsmæssigt sørger for, at overgangen mellem den lodrette og den vandrette del af aftrækskana-15 len til sikring af en så laminær strømning som muligt er skrå eller afrundet. Særlig hensigtsmæssigt dannes røggassamlekanalen dog af oven over hinanden anbragte rektangulære rør, hvortil hver celle for sig er tilsluttet ved hjælp af et forbindelsesrør, der uden at ændre tvær-20 snitsareal fra rundt tværsnit går over i rektangulært tværsnit og er bøjet uden ændring af tværsnitsareal, og som hver for sig eller i gruppper ved deres udmundingspunkter går over i røggaskanalen, der gradvis udvider sig.The flue gas duct of the invention may be formed of concentrically spaced apart exhaust duct forming pipes which, at a common or for individual groups, orifice point into each other or into a common connecting pipe to the chimney, respectively. Similarly, the flue gas duct can be subdivided by longitudinal plates, suitably ensuring that the transition between the vertical and horizontal portions of the exhaust duct to ensure as laminar flow as possible is inclined or rounded. . However, it is particularly convenient to form the flue gas duct of superposed rectangular tubes, to which each cell is individually connected by means of a connecting tube which without changing cross-sectional area from round cross-section into rectangular cross-section and is bent without changing cross-sectional area. and which, individually or in groups at their mouths, pass into the flue gas which gradually expands.

25 Særlig hensigtsmæssigt er der ved sidste udmundingspunkt sluttet en trækafbryder til røggaskanalen, gennem hvilken trækafbryder røggassen føres bort til skorstenen. På denne måde opnår man en betydelig konstruktiv forenkling, idet individuelle trækafbrydere ved hver celle kan bort-30 falde, og derudover opnår man optimale trækforhold i røggaskanalen og ved cellerne på grund af formindsket tilførsel af falsk luft og formindskede strømningstab i røggassamleren.Particularly conveniently, at the last exit point, a draft switch is connected to the flue gas through which the draft switch flue gas is routed to the chimney. In this way, considerable structural simplification is achieved, with individual pull switches at each cell being eliminated, and in addition, optimum draw conditions are achieved in the flue gas duct and at the cells due to reduced supply of false air and reduced flow losses in the flue gas collector.

4 1463964 146396

Udførelsesformer for røggassamleren ifølge opfindelsen beskrives nærmere i det følgende under henvisning til tegningen.Embodiments of the flue gas collector according to the invention are described in more detail below with reference to the drawings.

På tegningen viser 5 fig. 1 en røggassamler ifølge opfindelsen, med koncentriske røggaskanaler, vist i skematiseret længdesnit, fig. 2 en anden røggassamler ifølge opfindelsen med i længderetningen i sektioner inddelt 10 røggassamlerør, fig. 3 en tredie røggassamler ifølge opfindelsen, med trærafbryder indskudt efter røggassamleren, fig. 4 det i fig. 3 viste, set ovenfra, 15 fig. 5 en fjerde udførelsesform for røggassamler ifølge opfindelsen, med trækafbrydere indskudt foran røggassamleren og fig. 6 forbindelsesrøret, der uden at ændre tværsnitsareal går fra rundt tværsnit over i 20 rektangulært tværsnit, set ovenfra I tegningens fig. 1 er 1, 2, 3 og 4 celler i en i det viste eksempel firecellet kedel, hvilke celler hver for sig gennem en trækafbryder 5, henholdsvis det dertil hørende forbindelsesrør 6 er forbundet med det i sin hel-25 hed med 7 betegnede røggassamlerør. Røggassamlerøret er dannet af fire koncentrisk inden i hinanden anbragte rør 8, 9, 10, 11, der danner separate aftrækskanaler for røggassen fra hver sin celle. De fire aftrækskanaler 5 146396 er centreret på et fælles udmundingspunkt, hvor røggasserne har samme fysiske strømningsegenskaber. I det viste eksempel er der mellem røggassamlerens udmundingspunkt og skorstenen 12 anbragt et forbindelsesstykke 13, 5 der danner en cylindrisk fortsættelse af røret 11. Røggassamleren kan imidlertid også være tilsluttet skorstenen 12 direkte med sit udmundingspunkt.In the drawing, FIG. 1 shows a flue gas collector according to the invention, with concentric flue gas channels, shown in schematic longitudinal section; FIG. 2 shows another flue gas collector according to the invention with longitudinal sections divided into sections 10 flue gas collector, FIG. 3 shows a third flue gas collector according to the invention, with a wooden switch inserted after the flue gas collector; FIG. 4 shows the embodiment of FIG. 3, seen from above, FIG. 5 shows a fourth embodiment of flue gas collector according to the invention, with pull switches inserted in front of the flue gas collector and FIG. 6 shows the connecting pipe, which without changing cross-sectional area goes from round cross-section to 20 rectangular cross-section, seen from above in FIG. 1, 1, 2, 3 and 4 are cells in a four-cell boiler shown in the example shown, which cells are individually connected through a pull switch 5 and the associated connecting pipe 6 respectively to the flue gas collector pipe designated in its entirety by 7. The flue gas collector tube is formed of four concentrically arranged tubes 8, 9, 10, 11 which form separate exhaust ducts for the flue gas from each cell. The four exhaust ducts 5 146396 are centered at a common outlet point where the flue gases have the same physical flow characteristics. In the example shown, a connecting piece 13, 5 is formed between the outlet point of the flue gas collector and the chimney 12 which forms a cylindrical continuation of the pipe 11. However, the flue gas collector may also be connected directly to the chimney 12 with its outlet point.

Ved den i fig. 2 viste udførelsesform for røggassamleren ifølge opfindelsen, hvor samme dele har samme henvis-10 ningstal som i fig. 1, består røggassamleren af et fælles rundt rør 14, der er forsynet med langsgående skilleplader 15, 16, 17 med skråtstillet endevæg 15a, 16a, 17a til dannelse af aftrækskanalerne. Der dannes derved også røggasaftrækskanaler, der er centreret på et fælles 15 udmundingspunkt A, hvorhos det runde rør 14 er tilsluttet skorstenen ved hjælp af et i det viste eksempel for tilpasning til skorstenstilslutningens tværsnitareal konisk forbindelsesrør 18. Ved de i fig. 1 og fig. 2 viste udførelsesformer for røggassamleren ifølge opfindelsen 20 er der anbragt trækafbrydere foran røggassamleren..In the embodiment shown in FIG. 2 shows the flue gas collector according to the invention, wherein the same parts have the same reference numerals as in FIG. 1, the flue gas collector consists of a common round pipe 14 provided with longitudinal dividing plates 15, 16, 17 with inclined end wall 15a, 16a, 17a for forming the exhaust ducts. Flue gas extraction channels are also formed, which are centered on a common outlet orifice A, in which the round pipe 14 is connected to the chimney by means of a conical connecting pipe 18 in the illustrated example of the chimney connection shown in FIG. 1 and FIG. 2 embodiments of the flue gas collector according to the invention 20, pull switches are arranged in front of the flue gas collector.

Ved den i fig. 3 og 4 viste udførelsesform ses en trecellet kedel med cellerne 1, 2, 3, der er forbundet med skorstenen gennem en ifølge opfindelsen opbygget røggassamler med trækafbryder indskudt efter røggas-25 samleren. I det viste eksempel er cellerne gennem forbindelsesrør 19 forbundet med aftrækskanalerne 20, 21 og 22, der er dannet af oven over hinanden anbragte rektangulære rør 23, 24 og 25 med udmundingspunkterne Aj og Ag. Her angiver udmundingspunkt Aj stedet, hvor 30 kanal 21 og kanal 22 skal sammenbringes, og udmundingspunkt Ag stedet, hvor de samlede aftrækskanaler 21/22 skal sammenbringes med aftrækskanalen 20. Udmundingspunktet Ag er i det viste eksempel samtidig til- 146396 6 slutningspunkt for en efterkoblet trækafbryder, der består af en forneden åben kasse 24a med forbindelsesrør 26b til skorstenen.In the embodiment shown in FIG. 3 and 4, a three-cell boiler is shown with the cells 1, 2, 3 connected to the chimney through a flue gas collector constructed in accordance with the invention with a draft switch inserted after the flue gas collector. In the example shown, the cells through connecting tubes 19 are connected to the exhaust ducts 20, 21 and 22 formed by superposed rectangular tubes 23, 24 and 25 with the outlet points Aj and Ag. Here, the outlet point Aj indicates the place where 30 channel 21 and channel 22 are to be brought together, and the outlet point Ag the place where the total exhaust channels 21/22 are to be brought together with the outlet channel 20. In the example shown, the outlet point Ag is simultaneously the end point for a switched-on connection. pull switch consisting of a lower open box 24a with connecting pipe 26b to the chimney.

I fig. 4 er yderligere vist et brænderrør 25 og brænde-5 re 27.In FIG. 4 is further shown a burner tube 25 and burner 27.

I fig. 3 er vist en røggassamler med vinkelbøjede overgange mellem forbindelsesrørene 19 og aftrækskanalerne 20, 21 og 22, i hvilket tilfælde det på grund af den herved forårsagede ophvirvling af røggasserne normalt 10 bliver nødvendigt at forskyde udmundingspunkterne i retning hen imod skorstenen i forhold til den i fig. 5 viste røggassamler, hvor på den ene side celletilslutningens runde rørtværsnit uden ændring af tværsnitsareal overføres i røggassamlerens rektangulære tværsnit, og 15 på den anden side omdirigering af røggassen fra lodret til vandret sker lidt efter lidt ved hjælp af bøjningen.In FIG. 3 shows a flue gas collector with angled bends between the connecting pipes 19 and the exhaust ducts 20, 21 and 22, in which case it is usually necessary to displace the outlet points towards the chimney in relation to the chimney in relation to the chimney in FIG. . 5, on the one hand, the circular cross section of the cell connection without change of cross-sectional area is transmitted in the rectangular section of the flue gas collector, and 15 on the other hand redirection of the flue gas from vertical to horizontal is done gradually by the bend.

I den i fig. 5 viste udførelsesform ses en røggassamler til en flercellet - i det viste eksempel ottecellet -kedel med en trækafbryder for hver enkelt celle inskudt 20 foran røggassamleren. Trækafbryderne har henvisningstallene 28a til 28h, deres runde udgangstværsnit er direkte eller, om nødvendigt, efter indskudte forbindelsesrør 29 med rundt tværsnit ved hjælp af hver sit forbindelsesrør 30 ført over i den uden ændring af tværsnitsareal bøjede 25 rektangulære bøjning 31.In the embodiment shown in FIG. 5 shows a flue gas collector for a multi-cell - in the example shown, the eight cell boiler with a pull switch for each cell inserted 20 in front of the flue gas collector. The switches have reference numerals 28a to 28h, their circular exit cross-sections being direct or, if necessary, after intersecting connecting tubes 29 of circular cross-section, by means of each connecting tube 30, transferred into the rectangular bend 31 without change of cross-sectional area.

Det i fig. 6 i større målestok ovenfra viste forbindelsesrør 30 har i den ene ende et rundt tværsnit 30a for tilslutning til forbindelsesrøret 29, henholdsvis for direkte tilslutning til trækafbryderen, hvilket runde 30 tværsnit efterhånden går over i det rektangulære tværsnit 30b for tilslutning til den rektangulære bøjning 31. De skraverede flader og dermed de to tilslutningers 146396 7 tværsnitsareal er af samme størrelse, således at de med tværsnitsomdannelsen forbundne strømningstab nedsættes til et minimum på grund af, at det runde tværsnit 30a efterhånden, uden ændring af tværsnitsareal, omdannes 5 til det rektangulære tværsnit 30b. Det samme gælder for omdirigeringen til bøjningen 31.The FIG. 6 on a larger scale from above, connecting pipe 30 has at one end a circular cross-section 30a for connecting to connecting pipe 29 and for direct connection to the pull-off switch respectively, which round 30 cross-section eventually passes into rectangular cross-section 30b for connection to rectangular bend 31. The shaded surfaces and thus the cross-sectional area of the two connections are of the same size, so that the flow losses associated with the cross-sectional conversion are reduced to a minimum because, without changing the cross-sectional area, the round cross-section 30a is converted into the rectangular cross-section 30b. . The same is true for the diversion to the bend 31.

Den i fig. 5 viste røggassamler dannes på samme måde som vist i fig. 3 og 4 af i oven over hinanden anbragte og ved hjælp af spændebånd 32 fastholdte rektan-10 gulære rør, og i det viste eksempel er der dannet en røggassamler med, til tydeliggørelse af de forskellige muligheder, i alt fem udmundingspunkter A^-Ag for de otte celler. Ved udmundingspunkt Aj sammenbringes aftrækskanalerne 33, 34 og 35 til en fælles aftrækskanal 15 36, ved udmundingspunkt A2 sammenbringes aftrækskanal 36 med kanal 37 til kanal 38, ved udmundingspunkt Ag sammenbringes kanal 38 med aftrækskanalerne 39 og 40 til kanal 41, til hvilken endelig aftrækskanalerne 42 og 43 tilsluttes hver for sig ved udmundingspunkterne A4 og 20 Ag. Hvad angår kanal 33, er udmundingspunktet Aj forskudt meget langt forbi tilslutningspunkterne for kanal 34 og 35 i retning hen imod skorstenstilslutningen. Udmundingspunktet Ag er derimod identisk med tilslutningspunktet for aftrækskanal 43. Et konisk forbindelsesrør 25 44, der svarer omtrent til forbindelsesrøret 18 i fig.The FIG. 5, flue gas assemblies are formed in the same manner as shown in FIG. 3 and 4 of rectangular tubular tubes fixed to each other and secured by means of clamps 32, and in the example shown, a flue gas collector is formed with, to clarify the various possibilities, a total of five outlet points A the eight cells. At outlet point Aj, the exhaust ducts 33, 34 and 35 are joined to a common exhaust duct 15 36, at the outlet point A2, the duct duct 36 is connected with duct 37 to duct 38, at duct point Ag the duct 38 is coupled to the duct ducts 39 and 40 to duct 41, to which the final duct 42 and 43 are connected separately at the outlet points A4 and 20 Ag. With respect to channel 33, the outlet point Aj is displaced very far past the connection points of channels 34 and 35 towards the chimney connection. The outlet point Ag, on the other hand, is identical to the connection point for the exhaust duct 43. A tapered connecting pipe 44 44 which corresponds approximately to the connecting pipe 18 in FIG.

2, forbinder røggassamleren med skorstenen. Den i fig.2, the flue gas collector connects to the chimney. The FIG.

5 viste røggassamler kan også være forsynet med en fælles, efter røggassamleren indskudt trækafbryder som den, der er vist i fig. 3, i hvilket tilfælde de individuelle 30 trækafbrydere 28a til 28h bortfalder, og forbindelsesrørene 29 tilsluttes cellestudsene direkte.5, the flue gas collector shown in Fig. 5 may also be provided with a common pull switch, inserted after the flue gas collector, as shown in FIG. 3, in which case the individual 30 circuit breakers 28a to 28h lapse and the connecting tubes 29 are directly connected to the cell studs.

I fig. 5 er skematisk anskueliggjort forskellige muligheder for sammenbringning af aftrækskanalerne, henholds- 146396 8 vis bestemmelse af udmundingspunkterne. Generelt kan siges, at udmundingspunktet mellem nabokanaler, relativt set, skal forskydes jo længere forbi tilslutningspunktet for nabocellen i retning hen imod skorstenstilslut-5 ningen, jo længere borte fra skorstenen den pågældende celle befinder sig blandt de andre celler, og jo større strømningstab røggasserne er udsat for, specielt ved overgangen ind i røggassamleren.In FIG. 5 schematically illustrates various possibilities for collapsing the exhaust ducts, according to certain determination of the outlet points. In general, it can be said that the outlet point between neighboring channels should, relatively speaking, be shifted farther past the connection point of the neighboring cell towards the chimney connection, the further away from the chimney the cell in question is among the other cells and the greater the loss of flow flue gases. exposed, especially at the transition into the flue gas collector.

Claims

146396

1. Flue gas assemblies for multi-celled boilers and of the type consisting of a common flue gas collector pipe in which the exhaust ducts from individual cells or the exit pipes, respectively. . The pull-out switches 5 connected to the cells open, characterized in that the exhaust channels (6, 19, 33, 34, 35, 37, 39, 40, 42, 43) are individually inserted into the manifold and extend parallel to this to an outlet point. (A) in the manifold where the flue gas in each duct has the same physical flow conditions, in particular the same flow direction, flow rate and temperature as the flue gas in the neighbor exhaust duct, and the neighbor exhaust ducts, respectively, and where the exhaust ducts are grouped together in a common exhaust duct, flue gas duct respectively (13, 36, 38, 41, 44). Flue gas collector as claimed in claim 1, characterized in that the flue gas duct is formed by pipes (8, 9, 10, 11) which are concentrically arranged within each other and form the separate exhaust ducts.

3. A flue gas collector as claimed in claim 1, characterized in that the flue gas duct is formed by a cylindrical tube divided by longitudinal plates (15, 16, 17).

Flue gas collector as claimed in claim 3, characterized in that the ducts formed by the longitudinal plates (15, 16, 25 17) have inclined rearwardly delimiting wall (15a, 16a, 17a).

Flue gas collector as claimed in claim 1, characterized in that the collector pipe is formed of superposed rectangular tubes (23, 24, 25).