DK157103B - Indsats til olie- eller gasfyrede kedler - Google Patents

Description

- 1 -

DK 157103 B

Den foreliggende opfindelse angâr en indsats til olie-eller gasfyrede centralvarmekedler, i hvilke roggasstrom-ningskanaler er afgrænset ved hjælp af varmebe standigt ma-teriale samt kedlens hedeflader for at fremme gode varme-5 overf0ringsforhold.

En kedelindsats af denne art er kendt fra US patent-skrift 2.266.551,uden at man imidlertid har forstâet, at anordningen af stenene, som udgor det varmebestandige ma-teriale, er afgerende for kedlens varmekapacitet.

10 Et formâl med opfindelsen er derfor at forbedre den ovenfor nævnte kedels varmekapacitet, hvilket opnâs ved, at forbrændingen g0res mere fuldstændig, og en afgrænset varmestrom afstedkommes i kedlen.

For at opnà dette kendetegnes opfindelsen ved, at ma-15 terialet til afgrænsning af flammerummet samt materialet for de ved hedefladerne afgrænsede stromningskanaler er h0jisolerende.

Den h0jisolerende flade over for hedefladen vil noje folge gasstrommens faldende temperatur i stremningsretnin-20 gen, sâ at lokal balance mellem konvektion og strâling fore-ligger i ethvert punkt langs materialets overflade. Balan-cen pâvirkes ikke af stenmaterialets varmeledningsevne i stromningsretningen.

Endvidere er anvendelsen af hojisolerende sten i hele 25 indsatsen vigtig ved intermitterende drift, for at man skal opnâ onskværdig lav varmekapacitet med udgangspunkt fra stenmaterialet, dels pâ grund af at den specifikke vægt er lav med deraf folgende lav varmekapacitet, og dels pâ grund af at den h0je isolering i sig selv medferer, at hojst en 30 tred^edel af stenmaterialet deltager i varmeudvekslingen.

Indsatsen kan udgores af et vandret lag af plader, som hviler mod kedlens opvarmningsflader, og af lodrette opret-stâende plader, som ligeledes hviler mod hedefladerne.

Pladerne anlægges med en præcis afstand fra hedefladerne, 35 sâ der pâ kendt mâde dannes spalteâbninger, hvis bredde skal være mindre end halvdelen af spaltedybderne. Herved opnâs en lineær roggasudstromning fra spalterne langs de - 2 -

DK 157103 B

vinkelret pâ spalteâbningerne liggende hedeflader og uden væsentlige turbulenser til at varme kedelrummets centrale omrâde op til ingen nytte.

I praksis og ved laboratorieundersegelser foretaget 5 af Jydsk Teknologisk Institut i Ârhus har det vist sig, at kedelindsatsen sikrer temperaturer ganske tæt pâ hede-fladerne efter reggassens passage af spalterne, der er ca. 300°C hejere end i det 0vre kedelrums indre. Hermed sikrer kedelindsatsen en fuldstændig kontrol med regtabet, og 10 man kan - ait efter skorstenens egenskaber - i hvert en-kelt tilfælde bestemme det minimale og/eller absolutte regtab ved f.eks. at 0ge spalteâbningen langs kedelrummets bagvæg. Med en sâdan kedelindsats kan der opnâs et særde-les lille r0gtab.

15 Det er ifelge opfindelsen hensigtsmæssigt, at materia- let er udformet som byggesæt, der let kan tilpasses aile typer kedelrum under montageoperationen, f.eks. Vermiculite. Vermiculite, der produceres af Molerværket i Danmark, er et h0jisolerende materiale med ringe volumetrisk varmefylde 20 og bestandigt over for varmebelastninger pâ omkring 1200°C.

Et sâdant materiale giver udover bedre forbrændingsforhold og gasstr0mning en hidtil upàagtet ekstra udnyttelse af den tilf0rte energi i termostatstyrede kedler. Dels er ma-terialet let at skære i, og man kan derved opnâ en præcis 25 og ideel spalteâbning i den enkelte kedel, dels vil til- bagestrâlingen fra det af materialerne dannede og indsnæv-rede brændkammer fremkalde en i hejere grad end ved brug af kendte, ildfaste sten ideel temperatur omkring flammen pâ 950-1000°C.

30 Dette sikrer en ren forbrænding, der igen nedsætter forureningen fra skorstensr0gen meget væsentligt og frem-kalder en enskelig temperatur omkring 400-500°C i spalteâbningen mellem hedeflader og pladerne, hvorved der i for-bindelse med svagt svovlholdige olier opnâs forbedrede be-35 tingelser for dannelsen af SO^, svovlsyrling, i kontakten med kedlens hedeflader. Hedefladerne holdes herved som helhed fri for sodaflejringer.

DK 157103 B

- 3 -

Den temperatur, der opnâs i spalterne mellem pladerne og kedlens hedeflader, er betinget af gassernes indlobs-temperatur i spalterne og af det temperaturfald, der frem-kommer under gassernes passage af spalterne. En relativ 5 stor spalte vil sâledes give for hoje temperaturer, medens en relativt lille spalte vil give temperaturer, der ligger unodvendigt langt under omdannelsestemperaturen for SO^ til SO^ og dermed for langsom dannelseshastighed af svovl-syrling.

10 Det har i praksis vist sig, at kedelindsatsen i lobet af 8-14 dage efter monteringen nedbryder garnie, faste af-lejringer og renser hedefladerne totalt.

Materialets hoje isoleringsevne bevirker, at den op-tagne varme lagres ved temperaturer tæt ved flammetempera-15 turen, hvilket bevirker, at den oplagrede varmemængde hur-tigt afgives ved strâling, idet Vermiculitepladernes over-flade sintres, og det viser sig, at temperaturen stiger forholdsvis stærkere pâ grund af nævnte strâling, efter at flammen er slukket. Samtidig udebliver en uonsket varme-20 konvektion i kedelrummet, der ved kendte flammebegrænsnin-ger forstærkes ved tilstedeværelsen af gode varmeledere og/ eller varmeabsorberende sten. Tilbagestrâlingen fra det hojisolerende materiale bevirker, at intervallet mellem tæn-dinger bliver længere, hvilket fremgâr af laboratorieunder-25 sogelser. Den samlede virkning af kedelindsatsen resulte-rer i nyttevirkninger af den tilforte energi pâ op til 96%. Herved adskiller indsatsen ifolge opfindelsen sig helt fra kendte flammetemperaturstyringsmetoder og sâkaldte "rog-vendeplader", hvor der anvendes materialer, som fremkalder 30 den omtalte varmekonvektion i kedelrummet efter fyrets sluk-ning.

Der findes i hovedsagen to kategorier kedler: stobe- jernskedler med hedeflader i bolgeprofil og pladejernsked-ler med glatte flader. Kedelindsatsen kan bygges op fra 35 kedlens bund som byggesæt, idet længdeplader tilpasses ke-delrummets dybde, og tværplader holder længdepladerne i spænd med den for omtalte, beregnede, præcise spalteâbning ud til hedefladerne. Det er ifolge opfindelsen hensigts- - 4 -

DK 157103 B

mæssigt, at materialet ophænges pâ metalvinkler, der fæstnes pâ vantskruer, udspændt i kedlens 0vre rum.

I kedler med hedeflader i belgeprofil danner profilets sænkninger naturlige âbninger for de 0nskede spalteâbninger, 5 nâr plademe er lagt an til profilet.

I kedler med glatte hedeflader forsynes de plader, der lægges an mod hedefladerne, med 2 cm dybe riller, hvorved den ideelle spalteâbning er tilvejebragt.

Opfindelsen skal i det folgende forklares nærmere i 10 forbindelse med tegningen, hvor fig. 1 viser en oliefyret stobejernskedel med belgeprofiler med en kedelindsats if0lge opfindelsen, set skràt forfra i perspek-tiv og delvis gennemskâret, 15 fig. 2 en oliefyret pladejernskedel med glatte hedeflader med en kedelindsats if0lge opfindelsen i perspektiv og delvis gennemskâret , og fig. 3 en kedelindsats set forfra med de en-20 kelte dele adskilt.

I fig. 1 og 2 er vist snit gennem oliefyrede kedler, i hvis forreste væg oliebrænderens brænderr0r er anbragt.

Over brænderroret og hvihende pâ et fundament af h0jiso-lerende plader 2, der er tildannet efter kedelfacon, ud-25 lægges et lag plader 3, der i kedler med b0lgeprofil lig- ger an mod kedlens hedeflader 5, hvorved der dannes spalteâbninger 4 mellem pladematerialet og fordybningemé i hede-fladerne. Pâ hejkant kan pâ dette lag plader 3 opstilles to plader 6 i kedler med belgeprofil, hvorved lineær varm-30 luftstromning langs hedeflademe sikres. Disse plader 6 og lest anbragte plader 7, der dækker plademellemrum, hol-des pâ plads af tværgâende tilpasningsplader 8.

I kedler med glatte hedeflader 5, se fig. 2, er pla-derne 3 i det lag, der skal danne spalteâbning ud til hede-35 fladen 5, forsynet med 2 cm dybe riller. Disse riller gi-ver den enskede spalteâbning 4, nâr pladerne 3 presses mod hedeflademe 5. Pladerne 3 holdes pâ plads med den tværgâende tilpasningsplade 8.

- 5 -

DK 157103 B

I kedler med hedeflader i b0lgeprofil kan indsatsen, som vist i fig. 3, ophænges ved hjælp af vantskruer 10, der er udspændt vandret fra sidevæg til sidevæg i kedel-rummets overste del. Vantskruerne 10 er forsynet med âbne 5 b0jninger 11 af særlig legering i fjederstâl, og i hvis âbninger vinkeljern 13 ophænges. De fire vinkeljern 13 er basis for ophæng af kedelindsatsen efter samme principper som anfert i forbindelse med fig. 1. Vinkeljernenes vand-rette stænger 14 er belagt med samme hojisolerende mate-10 riale, som aile pladerne bestâr af.

Ved den viste udformning vil forbrændingsgasserne fra flammen opnâ en meget hcj temperatur i flammekanten som felge af pladernes tilbagestrâling. Herved sikres en hej forbrændingskvalitet.

15 Det opbyggede og indsnævrede brændkammer medvirker til opretholdelse af den storre initiale lufthastighed i brændkammeret, hvorved konvektionen i dette omrâde forbed-res, hvorefter varmestrommen ved en temperatur mellem 400-500°C fortsætter gennem spalterne mellem pladerne 3 20 og hedefladerne 5. Takket være den sâkaldte Coandaeffekt langs hedefladerne 5 forbliver varmestrommen i umiddelbar kontakt med hedefladerne op til kedlens loft 13, hvorefter den stærkt tappet for varmeenergi forsvinder ud igennem kedlens rogror til skorstenen.

25 Tillader centralfyrets skorsten ikke den tilvejebrag- te, lave regtemperatur, og kan man ikke pâ anden mâde for-bedre skorstenens forhold, tages pladerne 3 ud og afkor-tes, sâ der dannes en fri âbning til kedlens bagvæg 16. Skorstenstemperaturen hæves herved med ca. 10°C pr. 1/2 cm, 30 der fraskæres.

35

Claims (1)

1. DK 157103 B - 6 - PATE. NTKRAV Indsats til olie- eller gasfyrede centralvarmekedler, i hvilke roggasstromningskanaler er afgrænset ved hjælp af 5 varmebestandigt materiale samt kedlens hedeflader for at fremme gode varmeoverforingsforhold, kendetegnet ved, at materialet til afgrænsning af flammerummet samt mate-rialet for de ved hedefladerne afgrænsede stromningskanaler er hojisolerende. 10 15 20 25 30 35