EP0863365A2 - Dampferzeuger - Google Patents

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EP0863365A2
EP0863365A2 EP97120542A EP97120542A EP0863365A2 EP 0863365 A2 EP0863365 A2 EP 0863365A2 EP 97120542 A EP97120542 A EP 97120542A EP 97120542 A EP97120542 A EP 97120542A EP 0863365 A2 EP0863365 A2 EP 0863365A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
burner
passage
channels
heat exchanger
steam generator
Prior art date
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Application number
EP97120542A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0863365A3 (de
EP0863365B1 (de
Inventor
Jaroslav Klouda
Maarten Botman
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Rational AG
Original Assignee
Rational AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Rational AG filed Critical Rational AG
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Publication of EP0863365A3 publication Critical patent/EP0863365A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0863365B1 publication Critical patent/EP0863365B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B7/00—Steam boilers of furnace-tube type, i.e. the combustion of fuel being performed inside one or more furnace tubes built-in in the boiler body
    • F22B7/12—Steam boilers of furnace-tube type, i.e. the combustion of fuel being performed inside one or more furnace tubes built-in in the boiler body with auxiliary fire tubes; Arrangement of header boxes providing for return diversion of flue gas flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B13/00—Steam boilers of fire-box type, i.e. the combustion of fuel being performed in a chamber or fire-box with subsequent flue(s) or fire tube(s), both chamber or fire-box and flues or fire tubes being built-in in the boiler body
    • F22B13/005—Steam boilers of fire-box type, i.e. the combustion of fuel being performed in a chamber or fire-box with subsequent flue(s) or fire tube(s), both chamber or fire-box and flues or fire tubes being built-in in the boiler body with flues, other than fire tubes

Definitions

  • the invention relates to a steam generator, in particular for use in the kitchen technology, the one steam boiler, one burner shaft for supplying hot exhaust gases from a burner and at least a heat exchanger section with one or more channels for passing the exhaust gases of the burner and for heat exchange with the liquid in the boiler, wherein the channel or channels of the heat exchanger section on the one hand a trigger and on the other hand with a connecting section connected to the burner shaft and arranged so that the direction of flow the gases flowing from the burner to the flue in the channel or channels different from the direction of flow in the Burner shaft is.
  • Such steam generators are particularly popular an application for cooking devices in canteen kitchen technology.
  • a steam generator of the type mentioned is from the German Utility model 295 00 595.5 known. With this steam generator a design is used in which the burner shaft with the channels for heat exchange via a simple transverse shaft constant cross-section connected in the steam boiler is trained. This construction is complex and does not lead to optimal redirection of the burner’s exhaust gases, which are fed into the burner shaft to the channels of the Heat exchanger section.
  • this object is achieved in that Steam generator, in particular for use in kitchen technology, which is a steam boiler, a burner shaft for hotter feed Exhaust gases from a burner and at least one heat exchanger section with one or more channels for the passage of the exhaust gases of the burner and for heat exchange with that in the steam boiler located liquid, the channel or channels of the Heat exchanger section on the one hand with a fume cupboard and on the other hand connected to the burner shaft via a connecting section and are arranged so that the flow direction of the gases flowing to the flue in the duct or ducts is different from the direction of flow in the burner shaft, the connecting portion has a passage through a Opening in a wall of the burner shaft, especially in one Side wall of the burner shaft, and an insert is formed the opening opening the burner shaft with one or more channels of the heat exchanger section connects and partially through the Insert is closed.
  • Steam generator in particular for use in kitchen technology, which is a steam boiler, a burner shaft for hotter feed Exhaust gases from a burner and at least one heat exchanger section with
  • the burner shaft can be connected to the burner at one end and be closed at the other end, the shaft on the sides except for the culvert or culverts also closed is.
  • the burner shaft in the Steam boiler should be designed so that its walls are simultaneously walls of the boiler and of the liquid in the boiler be cooled.
  • the channel or channels are the Heat exchanger section and the burner shaft parallel, the Exhaust gases at the transition to the connection section by 180 ° be diverted so that the exhaust gases in the ducts are reversed Flow in the same way as in the burner shaft.
  • the invention can provide that the opening in a side wall the burner shaft is formed and a mouth on the entry side of the exhaust gases coming from the burner into the burner shaft has and the use with the wall of the burner shaft is connected in the manner of a tongue and groove connection.
  • This makes possible a particularly simple construction in which the use after Kind of a slide on the wall of the burner shaft becomes.
  • the insert preferably has an A or H shape Cross-section. With this construction it is also possible to Cross section of the passage in a simple manner, namely by moving use, and thereby the flow to influence the channel or channels of the heat exchanger section.
  • the invention can further provide that the use in his Inside has a cavity with an opening in the Passage opens.
  • the cavity has at least one more Opening, preferably a plurality of openings, having a or more channels at a location downstream from the passage is connected so that part of the flow path in the or the channels is bridged.
  • the insert forms a flow bypass, which allows hot exhaust gases to enter an area of the Channel the heat exchanger in which the exhaust gases are already are cooled and otherwise only a small heat exchange would take place.
  • the invention can further provide that the heat exchanger section one adjoining the passage downstream Has distribution channel, from which branch off several side channels.
  • One can be arranged between the passage and the side channels Deflection device for deflecting the coming from the passage
  • Exhaust gases are provided in the longitudinal direction of the side channels be.
  • the passage can be designed as a throttle, the gas passing therethrough after passing on the side of the heat exchanger section is relaxed.
  • the steam generator several, preferably substantially identical heat exchanger sections has whose flow system for the exhaust gases the burner through a passage in a wall of the burner shaft is connected to the burner shaft.
  • the invention can also in particular if the walls of the Burner shaft are at the same time walls of the steam boiler Overheating protection tube in the burner shaft for introducing the exhaust gases of the burner in the burner shaft below the level of the Have liquid levels in the boiler. Is located the mouth of the overheating protection tube is preferably below the minimum liquid level required for the operation of the steam boiler is allowed.
  • the invention can also provide that a transfer channel between the walls of the burner shaft and the overheating protection tube is formed and the insert a second, in the transfer channel Mouthful passage which has one or more Channels of a heat exchanger section with the transfer channel at a location of the channel or channels downstream of the first Passage connects so that part of the flow path from bridging the first passage to the discharge through the channels, the first passage being formed outside the transfer duct is.
  • the steam generator a steam boiler 1 filled with water with an outlet 3, through which steam can be removed.
  • the water level in the Steam boiler is indicated by hatched lines.
  • a burner shaft 5 is formed, in the over a Overheating protection tube 7 the exhaust gases of a gas burner (not shown) be initiated.
  • These exhaust gases become a heat exchanger section 10 passed, which a plurality of channels 12a, 12b and 12c, which branch off from a distribution channel 14 and through which the exhaust gases of the burner to a fume cupboard (not shown) be directed.
  • the distribution channel 14 also opens into the fume cupboard.
  • This opening is a H-shaped insert 20 used, two parallel each Flanges the insert after the two wall sections 15a and 15b Grasp kind of a groove, so that the insert by plugging and Moving can be assembled.
  • the insert 20 serves as a throttle shaft and has an upwardly closed cavity 22 on.
  • the insert 20 projects down over the lower neck of the Channels 12a to 12c and forms together with the wall sections 15a and 15b and the bottom of the opening between them Wall sections a passage 25 and thus a flow restriction for the gas flow coming from the burner shaft.
  • the distribution channel 14 extends in a lower area under the side channels 12a, 12b and 12c, see above that a deflection section with a larger cross section than that of the passage 25 is formed.
  • the insert 20 By moving the insert 20 can the cross section of the passage 25, which the Transition from the burner shaft 5 to the heat exchanger section 10 forms, are set so that particularly favorable flow conditions and an optimal heat transfer can be guaranteed.
  • This cross-section is used for operation by fixing the insert 20 kept constant.
  • the combustion chamber of the gas burner preferably goes directly into the overheating protection tube 7, which e.g. are made of steel can.
  • the overheating protection tube 7 conducts the exhaust gases of the burner to a level below the water level in the steam generator 1 and preferably up to approximately the level of the approach of the channels 12a to 12c. In this way it is avoided that the hot exhaust gases of the burner with a non-cooled wall section of the burner shaft 5 come in contact above the water level and there cause overheating.
  • the overheat protection tube Part of the burner's combustion chamber.
  • FIGS. 3 and 4 Invention has the insert 20 additional pipe sections 30 and 32 on which the distribution channel 14 with the inner cavity 22nd connect the insert 20.
  • the interior of the insert 20 forms thus an uncooled bypass section for part of the hot Exhaust gases that come from the burner shaft 5 and feed them hot Exhaust gases at locations of channels 12a to 12c where those Exhaust gases that have not been routed via insert 20 have already cooled down. This is a leveling out the heat transfer in the axial direction. Because the hot exhaust gases are under a higher pressure in the area of the passage 25, than the already cooled exhaust gases in the channels 12a to 12c at the level of the pipe connections 30 and 32, arises in the area of the passage 25 a suction into the shaft 22, the bypass flow through this shaft.
  • FIGS. 5 and 6 essentially corresponds to the embodiment according to FIG. 3 and 4.
  • the same constructed heat exchanger sections 110a and 110b are provided, which heat exchanger channels 112a to 112c and 112e to 112f, respectively and have distribution channels 114a and 114b.
  • Every heat exchanger section is associated with a hollow insert 120a or 120b, which in the Area of the connecting section with the combustion chamber 3 a Passage 125a and 125b limited and pipes 130a and 130a and 132b and 132b with which hot exhaust gases are passed to a higher one In place of the distribution shafts 114a and 114b can.
  • Heat exchanger sections also other heat exchanger sections be provided along for example an axis perpendicular to the connection axis between the heat exchanger sections 110a and 110b can be arranged. Others too, for example ring or polygonal arrangements of Heat exchanger sections are possible. Likewise, several can 1 with each other or with heat exchangers 3 can be combined.
  • FIGS. 7 and 8 essentially corresponds to the embodiment according to FIG. 3 and 4.
  • the insert 20 extends not to the top of the burner shaft, but ends at a certain distance from it, being inner cavity 22 is closed at the top.
  • Above the Insert 20 is another between the wall sections 15a and 15b, downwardly closed insert 40 arranged, wherein between the lower end of the insert 40 and the upper end of the Insert 20 a passage 42 remains free.
  • This passage serves in same as the pipes 30 and 32 of the transfer of hot exhaust gases in an upper area of the distribution channel 14 or the channels 12a to 12c, in which exhaust gases that are not the way over have taken the channel 38, already by heat exchange with the Liquid in the steam boiler has already cooled down.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Dampferzeuger, insbesondere zur Verwendung in der Küchentechnik, der einen Dampfkessel, einen Brennerschacht zur Zuleitung heißer Abgase von einem Brenner und mindestens einen Wärmetauscherabschnitt mit einem oder mehreren Kanälen zum Durchleiten der Abgase des Brenners und zum Wärmeaustausch mit der in dem Dampfkessel enthaltenen Flüssigkeit aufweist, wobei der oder die Kanäle des Wärmetauscherabschnitts einerseits mit einem Abzug und andererseits über einen Verbindungsabschnitt mit dem Brennerschacht verbunden und so angeordnet sind, daß die Strömungsrichtung der von dem Brenner zu dem Abzug strömenden Gase in dem oder den Kanälen verschieden von der Strömungsrichtung in den Brennerschacht ist. Der erfindungsgemäße Dampferzeuger ist dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsabschnitt einen Durchlaß aufweist, der durch eine Öffnung in einer Wand des Brennerschachts und einen Einsatz gebildet wird, wobei die Öffnung den Brennerschacht mit einem oder mehreren Kanälen des Wärmetauscherabschnitts verbindet und teilweise durch den Einsatz verschlossen ist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Dampferzeuger, insbesondere zur Verwendung in der Küchentechnik, der einen Dampfkessel, einen Brennerschacht zur Zuleitung heißer Abgase von einem Brenner und mindestens einen Wärmetauscherabschnitt mit einem oder mehreren Kanälen zum Durchleiten der Abgase des Brenners und zum Wärmeaustausch mit der in dem Dampfkessel befindlichen Flüssigkeit aufweist, wobei der oder die Kanäle des Wärmetauscherabschnitts einerseits mit einem Abzug und andererseits über einen Verbindungsabschnitt mit dem Brennerschacht verbunden und so angeordnet sind, daß die Strömungsrichtung der von dem Brenner zu dem Abzug strömenden Gase in dem oder den Kanälen verschieden von der Strömungsrichtung in dem Brennerschacht ist. Derartige Dampferzeuger finden insbesondere eine Anwendung bei Gargeräten in der Großküchentechnik.
Ein Dampferzeuger der eingangs genannten Art ist aus dem deutschen Gebrauchsmuster 295 00 595.5 bekannt. Bei diesem Dampferzeuger wird eine Konstruktionsweise verwendet, bei der der Brennerschacht mit den Kanälen für den Wärmeaustausch über einen einfachen Querschacht konstanten Querschnitts verbunden ist, der in dem Dampfkessel ausgebildet ist. Diese Konstruktionsweise ist aufwendig und führt nicht zu einer optimalen Umleitung der Abgase des Brenners, die in den Brennerschacht eingeleitet werden, zu den Kanälen des Wärmetauscherabschnitts.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Dampferzeuger der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Überleitung der Gasströmung von dem Brenner zu den Kanälen des Wärmetauscherabschnitts mit einfachen Mitteln in einer Weise gelöst wird, die eine Optimierung der Strömungsverhältnisse in dem oder den Kanälen des Wärmetauscherabschnitts ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß bei einem Dampferzeuger, insbesondere zur Verwendung in der Küchentechnik, der einen Dampfkessel, einen Brennerschacht zur Zuleitung heißer Abgase von einem Brenner und mindestens einen Wärmetauscherabschnitt mit einem oder mehreren Kanälen zum Durchleiten der Abgase des Brenners und zum Wärmeaustausch mit der in dem Dampfkessel befindlichen Flüssigkeit aufweist, wobei der oder die Kanäle des Wärmetauscherabschnitts einerseits mit einem Abzug und andererseits über einen Verbindungsabschnitt mit dem Brennerschacht verbunden und so angeordnet sind, daß die Strömungsrichtung der von dem Brenner zu dem Abzug strömenden Gase in dem oder den Kanälen verschieden von der Strömungsrichtung in dem Brennerschacht ist, der Verbindungsabschnitt einen Durchlaß aufweist, der durch eine Öffnung in einer Wand des Brennerschachts, insbesondere in einer Seitenwand des Brennerschachts, und einen Einsatz gebildet wird, wobei die Öffnung den Brennerschacht mit einem oder mehreren Kanälen des Wärmetauscherabschnitts verbindet und teilweise durch den Einsatz verschlossen ist.
Hierbei kann insbesondere vorgesehen sein, daß der Gasstrom in den Kanälen des Wärmetauscherabschnitts entgegengesetzt zu der Richtung des Gasstroms ist, der in den Brennerschacht einfällt. Hierbei kann der Brennerschacht an einem Ende mit dem Brenner verbunden und an dem anderen Ende verschlossen sein, wobei der Schacht an den Seiten bis auf den oder die Durchlässe ebenfalls abgeschlossen ist. Vorteilhafterweise kann der Brennerschacht in dem Dampfkessel ausgebildet sein, so daß seine Wände gleichzeitig Wände des Dampfkessels sind und von der Flüssigkeit in dem Dampfkessel gekühlt werden. Typischerweise sind der oder die Kanäle des Wärmetauscherabschnitts und der Brennerschacht parallel, wobei die Abgase bei der Überleitung in den Verbindungsabschnitt um 180° umgeleitet werden, so daß die Abgase in den Kanälen in die umgekehrte Richtung wie in dem Brennschacht strömen.
Die Erfindung kann vorsehen, daß die Öffnung in einer Seitenwand des Brennerschachts ausgebildet ist und eine Mündung auf der Eintrittsseite der von dem Brenner kommenden Abgase in den Brennerschacht aufweist und der Einsatz mit der Wand des Brennerschachts nach Art einer Nut/Federverbindung verbunden ist. Dies ermöglicht eine besonders einfache Konstruktion, bei welcher der Einsatz nach Art eines Schiebers auf die Wand des Brennerschachts aufgesteckt wird. Vorzugsweise hat der Einsatz dabei einen A- oder H-förmigen Querschnitt. Bei dieser Konstruktion ist es außerdem möglich, den Querschnitt des Durchlasses auf einfache Weise, nämlich durch Verschieben des Einsatzes, einzustellen und dadurch die Strömung zu dem oder den Kanälen des Wärmetauscherabschnitts zu beeinflussen.
Die Erfindung kann weiterhin vorsehen, daß der Einsatz in seinem Inneren einen Hohlraum mit einer Öffnung aufweist, die in den Durchlaß mündet.
Hierbei kann vorgesehen sein, daß der Hohlraum zumindest eine weitere Öffnung, bevorzugt mehrere Öffnungen, aufweist, die mit einem oder mehreren Kanälen an einer Stelle stromabwärts von dem Durchlaß verbunden ist, so daß ein Teil des Strömungsweges in dem oder den Kanälen überbrückt wird. Der Einsatz bildet dabei einen Strömungsbypass, der es gestattet, heiße Abgase in einen Bereich der Kanäle des Wärmetauschers zu leiten, in dem die Abgase bereits abgekühlt sind und in dem ansonsten nur noch ein geringer Wärmeaustausch stattfinden würde.
Die Erfindung kann weiterhin vorsehen, daß der Wärmetauscherabschnitt einen sich an den Durchlaß stromabwärts anschließenden Verteilerkanal aufweist, von dem mehrere Seitenkanäle abzweigen. Dabei kann eine zwischen dem Durchlaß und den Seitenkanälen angeordnete Umlenkeinrichtung zur Umlenkung der von dem Durchlaß kommenden Abgase in die Längsrichtung der Seitenkanäle vorgesehen sein. Der Durchlaß kann als Drossel ausgebildet sein, wobei das hindurchtretende Gas nach dem Durchtritt auf der Seite des Wärmetauscherabschnitts entspannt wird.
Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, daß der Dampferzeuger mehrere, vorzugsweise im wesentlichen gleich ausgebildete Wärmetauscherabschnitte aufweist, deren Strömungssystem für die Abgase des Brenners jeweils über einen Durchlaß in einer Wand des Brennerschachts mit dem Brennerschacht verbunden ist.
Die Erfindung kann weiterhin insbesondere dann, wenn die Wände des Brennerschachts gleichzeitig Wände des Dampfkessels sind, ein Überhitzungsschutzrohr in dem Brennerschacht zum Einleiten der Abgase des Brenners in den Brennerschacht unterhalb des Niveaus des Flüssigkeitspegels in dem Dampfkessel aufweisen. Dabei befindet sich die Mündung des Überhitzungsschutzrohrs vorzugsweise unterhalb des Mindestflüssigkeitspegels, der für den Betrieb des Dampfkessels zugelassen ist.
Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, daß sich die Mündung des Überhitzungsschutzrohrs kurz oberhalb des Niveaus des oder der Durchlässe befindet, welche den Brennerschacht mit den Strömungssystem des oder der Wärmetauscherabschnitte verbinden.
Die Erfindung kann auch vorsehen, daß ein Überleitungskanal zwischen den Wänden des Brennerschachts und dem Überhitzungsschutzrohr ausgebildet ist und der Einsatz einen zweiten, in den Überleitungskanal mundenden Durchlaß aufweist, welcher einen oder mehrere Kanäle eines Wärmetauscherabschnitts mit dem Überleitungskanal an einer Stelle des oder der Kanäle stromabwärts von dem ersten Durchlaß verbindet, so daß ein Teil des Strömungsweges von dem ersten Durchlaß zu dem Abzug durch die Kanäle überbrückt wird, wobei der erste Durchlaß außerhalb des Überleitungskanals ausgebildet ist.
Erfindungsgemäß wird die Verbindung des Brennerschachtes mit dem Strömungssystem des Wärmetauscherabschnitts auf einfache und elegante Art gelöst, wobei sich gleichzeitig die Strömunsverhältnisse in dem Durchlaß durch die Wahl einer bestimmten Form des Einsatzes so beeinflussen lassen, daß eine optimale Verteilung des Abgasstroms auf die Kanäle für den Wärmeaustausch entsteht. Insbesondere kann der Querschnitt des Durchlasses zwischen dem Brennerschacht und dem Wärmetauscherabschnitt so eingestellt werden, daß der Anteil des Gasstroms, welcher zu den von dem Brennerschacht weiter entfernten Kanälen in dem Wärmetauscherabschnitt strömt, vergrößert wird und damit die Verteilung des Gasstroms auf die Kanäle des Wärmetauscherabschnitts vergleichmäßigt wird. Da der Einsatz unabhängig von dem Dampfkessel und dem Brennerschacht herstellbar ist, können weitere strömungsleitende oder -begrenzende Maßnahmen durch eine entsprechende Formgebung des Einsatzes in einfacher Weise realisiert werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen.
Fig. 1
zeigt einen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Dampferzeugers.
Fig. 2
zeigt eine Draufsicht des Dampferzeugers gemäß Fig. 1.
Fig. 3
zeigt einen Längsschnitt einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dampferzeugers.
Fig. 4
zeigt eine Draufsicht des Dampferzeugers gemäß Fig. 3.
Fig. 5
zeigt einen Längsschnitt einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dampferzeugers.
Fig. 6
zeigt eine Draufsicht des Dampferzeugers gemäß Fig. 5.
Fig. 7
zeigt einen Längsschnitt einer vierten Ausführungsform der Erfindung
Fig. 8
zeigt eine Draufsicht des Dampferzeugers gemäß Fig. 7.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 und 2 weist der Dampferzeuger einen mit Wasser gefüllten Dampfkessel 1 mit einem Auslaß 3 auf, über den Dampf entnommen werden kann. Der Wasserstand in dem Dampfkessel ist durch schraffierte Linien angedeutet. In dem Dampfkessel ist ein Brennerschacht 5 ausgebildet, in den über ein Überhitzungsschutzrohr 7 die Abgase eines Gasbrenners (nicht dargestellt) eingeleitet werden. Diese Abgase werden zu einem Wärmetauscherabschnitt 10 geleitet, welcher mehrere Kanäle 12a, 12b und 12c aufweist, die von einem Verteilerkanal 14 abzweigen und durch welche die Abgase des Brenners zu einem Abzug (nicht dargestellt) geleitet werden. Über die Wände der Kanäle 12a, 12b, 12c und 14 vollziehen die Abgase einen Wärmeaustausch mit dem Wasser in dem Dampfkessel. Der Verteilerkanal 14 mündet ebenfalls in den Abzug.
Zwischen dem Brennerschacht 5 und dem Verteilerkanal 14 befindet sich eine nach oben hin offene Öffnung zwischen den Wandabschnitten 15a und 15b des Brennerschachts 5. In dieser Öffnung ist ein H-förmiger Einsatz 20 eingesetzt, wobei jeweils zwei parallele Flansche des Einsatzes die beiden Wandabschnitte 15a und 15b nach Art einer Nut umgreifen, so daß der Einsatz durch Aufstecken und Verschieben montiert werden kann. Der Einsatz 20 dient als Drosselschacht und weist einen nach oben verschlossenen Hohlraum 22 auf. Der Einsatz 20 ragt nach unten über den unteren Ansatz der Kanäle 12a bis 12c vor und bildet zusammen mit den Wandabschnitten 15a und 15b sowie dem Boden der Öffnung zwischen diesen Wandabschnitten einen Durchlaß 25 und somit eine Strömungsbegrenzung für den von dem Brennerschacht Kommenden Gasstrom. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, erstreckt sich der Verteilerkanal 14 in einem unteren Bereich unter die Seitenkanäle 12a, 12b und 12c, so daß ein Umlenkabschnitt mit einem größeren Querschnitt als demjenigen des Durchlasses 25 gebildet wird. Durch Verschieben des Einsatzes 20 kann der Querschnitt des Durchlasses 25, welcher den Übergang von dem Brennerschacht 5 zu dem Wärmetauscherabschnitt 10 bildet, so eingestellt werden, daß besonders günstige Strömungsverhältnisse und ein optimaler Wärmeübergang gewährleistet werden. Für den Betrieb wird dieser Querschnitt durch Fixieren des Einsatzes 20 konstant gehalten.
Die Brennkammer des Gasbrenners geht vorzugsweise unmittelbar in das Überhitzungsschutzrohr 7 über, das z.B. aus Stahl bestehen kann. Das Überhitzungsschutzrohr 7 leitet die Abgase des Brenners auf ein Niveau unterhalb des Wasserpegels in dem Dampferzeuger 1 und vorzugsweise bis ungefähr auf die Höhe des Ansatzes der Kanäle 12a bis 12c. Auf diese Weise wird vermieden, daß die heißen Abgase des Brenners mit einem nicht gekühlten Wandabschnitt des Brennerschachtes 5 oberhalb des Wasserpegels in Kontakt kommen und dort eine Überhitzung verursachen. Typischerweise ist das Überhitzungsschutzrohr Teil der Brennkammer des Brenners.
Die aus dem Überhitzungsschutzrohr 7 austretenden Abgase des Brenners werden um 180° zu den Kanälen 12a, 12b, 12c und 14 umgeleitet und treten über den Durchlaß 25 des Verbindungsabschnittes in den Wärmetauscherabschnitt 10 ein. Aufgrund des geringeren Querschnitts des Durchlasses 25 erhält der Gasstrom eine stärkere Impulskomponente quer zur ursprünglichen Strömungsrichtung, was dazu fuhrt, daß auch der radial weiter außen gelegene Strömungskanal 12a einen ausreichenden Anteil des Gasstroms erhält. Die Abgase strömen dann - in umgekehrter Richtung wie in dem Brennerschacht 5 - in den Kanälen 12a, 12b, 12c und 14 zu dem Abzug und geben dabei Wärme an die Flüssigkeit in dem Dampfkessel 1 ab.
Bei der in Fig. 3 und Fig. 4 dargestellten Ausführungsform der Erfindung weist der Einsatz 20 zusätzliche Rohrabschnitte 30 und 32 auf, welche den Verteilerkanal 14 mit dem inneren Hohlraum 22 des Einsatzes 20 verbinden. Der Innenraum des Einsatzes 20 bildet damit eine nicht gekühlte Bypass-Strecke für einen Teil der heißen Abgase, die aus dem Brennerschacht 5 kommen und speist diese heissen Abgase an Stellen der Kanäle 12a bis 12c ein, an denen diejenigen Abgase, welche nicht den Weg über den Einsatz 20 genommen haben, bereits abgekühlt sind. Damit wird eine Vergleichmäßigung des Wärmeübergangs in axialer Richtung bewirkt. Da die heißen Abgase im Bereich des Durchlasses 25 unter einem höheren Druck stehen, als die bereits abgekühlten Abgase in den Kanälen 12a bis 12c auf der Höhe der Rohrverbindungen 30 und 32, entsteht im Bereich des Durchlasses 25 ein Sog in den Schacht 22 hinein, der die Bypassströmung durch diesen Schacht hindurch fördert.
Die in den Fig. 5 und 6 dargestellte Ausführungsform der Erfindung entspricht im wesentlichen der Ausführungsform gemäß den Fig. 3 und 4. Hier sind jedoch zwei symmetrisch angeordnete und gleich aufgebaute Wärmetauscherabschnitte 110a und 110b vorgesehen, welche jeweils Wärmetauscherkanäle 112a bis 112c bzw. 112e bis 112f und Verteilerkanäle 114a und 114b aufweisen. Jedem Wärmetauscherabschnitt ist ein hohler Einsatz 120a bzw. 120b zugeordnet, der im Bereich des Verbindungsabschnitts mit der Brennkammer 3 einen Durchlaß 125a bzw. 125b begrenzt und Rohre 130a und 130a bzw. 132b und 132b aufweist, mit denen heiße Abgase an eine weiter oben gelegene Stelle der Verteilerschächte 114a und 114b eingespeist werden können. Die Konstruktionsweise entspricht im wesentlichen derjenigen der Ausführungsform Fig. 3 und 4; auf eine detaillierte Beschreibung der einzelnen Elemente wird daher verzichtet. Selbstverständlich können über die beiden in Fig. 5 und Fig. 6 dargestellten Wärmetauscherabschnitte hinaus auch noch weitere Wärmetauscherabschnitte vorgesehen sein, die beispielsweise entlang einer Achse senkrecht zu der Verbindungsachse zwischen den Wärmetauscherabschnitten 110a und 110b angeordnet sein können. Auch andere, beispielsweise ring- oder polygonförmige Anordnungen von Wärmetauscherabschnitten sind möglich. Ebenso können auch mehrere Wärmetauscher gemäß Fig. 1 untereinander oder mit Wärmetauschern gemäß Fig. 3 kombiniert sein.
Die in den Fig. 7 und 8 dargestellte Ausführungsform der Erfindung entspricht im wesentlichen der Ausführungsform gemäß den Fig. 3 und 4. Hierbei ist jedoch das das Überhitzungsschutzrohr 7 umgebende obere Ende des Brennerschachts 5 nach oben hin abgeschlossen, so daß zwischen dem Überhitzungsschutzrohr und dem Einsatz 20 ein weiterer Strömungskanal 38 gebildet wird. Der Einsatz 20 erstreckt sich nicht bis zu dem oberen Ende des Brennerschachts hin, sondern endet in einem gewissen Abstand von demselben, wobei sein innerer Hohlraum 22 nach oben hin abgeschlossen ist. Oberhalb des Einsatzes 20 ist zwischen den Wandabschnitten 15a und 15b ein weiterer, nach unten hin geschlossener Einsatz 40 angeordnet, wobei zwischen dem unteren Ende des Einsatzes 40 und dem oberen Ende des Einsatzes 20 ein Durchlaß 42 freibleibt. Dieser Durchlaß dient in gleicher Weise wie die Rohre 30 und 32 der Überleitung heißer Abgase in einen oberen Bereich des Verteilerkanals 14 bzw. der Kanäle 12a bis 12c, in dem diejenigen Abgase, die nicht den Weg über den Kanal 38 genommen haben, bereits durch Wärmeaustausch mit der Flüssigkeit in dem Dampfkessel bereits abgekühlt sind.
Die in dar vorangehenden Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
Bezugszeichenliste
1
Dampfkessel
3
Dampfauslaß
5
Brennerschacht
7
Überhitzungsschutzrohr
10
Wärmetauscherabschnitt
12a, 12b, 12c
Kanäle des Wärmetauscherabschnitts
14
Verteilerkanal
15a, 15b
Wandabschnitt des Brennerschachtes
20
Einsatz
22
Hohlraum in Einsatz
25
Durchlaß
30
Rohrabschnitt
32
Rohrabschnitt
38
Überleitungskanal
40
Einsatz
42
Durchlaß
110a, 110b
Wärmetauscherabschnitt
112a-112f
Kanäle von Wärmetauscherabschnitten
114a, 114b
Verteilerkanäle
120a, 120b
Einsätze
125a, 125b
Durchlässe
130a, 130b
Rohrabschnitt
132a, 132b
Rohrabschnitt

Claims (10)

  1. Dampferzeuger, insbesondere zur Verwendung in der Küchentechnik, der einen Dampfkessel (1), einen Brennerschacht (5) zur Zuleitung heißer Abgase von einem Brenner und mindestens einen Wärmetauscherabschnitt (10) mit einem oder mehreren Kanälen (12a, 12b, 12c) zum Durchleiten der Abgase des Brenners und zum Wärmeaustausch mit der in dem Dampfkessel (1) enthaltenen Flüssigkeit aufweist, wobei der oder die Kanäle (12a, 12b, 12c) des Wärmetauscherabschnitts (10) einerseits mit einem Abzug und andererseits über einen Verbindungsabschnitt mit dem Brennerschacht (25) verbunden und so angeordnet sind, daß die Strömungsrichtung der von dem Brenner zu dem Abzug strömenden Gase in dem oder den Kanälen (12a, 12b, 12c) verschieden von der Strömungsrichtung in dem Brennerschacht (5) ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsabschnitt einen Durchlaß (25) aufweist, der durch eine Öffnung in einer Wand (15a, 15b) des Brennerschachtes (5) und einen Einsatz (20) gebildet wird, wobei die Öffnung den Brennerschacht mit einem oder mehreren Kanälen (12a, 12b, 12c) des Wärmetauscherabschnitts verbindet (10) und teilweise durch den Einsatz (20) verschlossen ist.
  2. Dampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung in einer Seitenwand eine Mündung auf der Eintrittsseite der von dem Brenner kommenden Gase in den Brennerschacht (5) aufweist und der Einsatz (20) mit der Wand des Brennerschachtes (5) nach Art einer Nut/Federverbindung verbunden ist.
  3. Dampferzeuger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (20) in seinem Inneren einen Hohlraum (22) mit einer Öffnung aufweist, die in den Durchlaß (25) mündet.
  4. Dampferzeuger nach 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum zumindest eine weitere Öffnung (30, 32) aufweist, die mit einem oder mehreren Kanälen (12a, 12b, 12c) des Wärmetauscherabschnitts (10) an einer Stelle stromabwärts von dem Durchlaß (25) verbunden ist, so daß ein Teil des Strömungsweges in dem oder den Kanälen (12a, 12b, 12c) überbrückt wird.
  5. Dampferzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscherabschnitt (10) einen sich an den Durchlaß (25) stromabwärts anschließenden Verteilerkanal (14) aufweist, von dem mehrere Seitenkanäle (12a, 12b, 12c) abzweigen.
  6. Dampferzeuger nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine zwischen dem Durchlaß (25) und den Seitenkanälen (12a, 12b, 12c) angeordnete Umlenkeinrichtung zur Umlenkung der von dem Durchlaß (25) kommenden Abgase in die Längsrichtung der Seitenkanäle (12a, 12b, 12c).
  7. Dampferzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß er mehrere Wärmetauscherabschnitte (110a, 110b), aufweist, deren Strömungssysteme für die Abgase des Brenners jeweils über einen Durchlaß (125a, 125b) in einer Wand des Brennerschachtes mit dem Brennerschacht (5) verbunden ist.
  8. Dampferzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch ein Überhitzungsschutzrohr (7) in dem Brennerschacht (5) zum Einleiten der Abgase des Brenners in den Brennerschacht (5) unterhalb des Niveaus des Flüssigkeitspegels in dem Dampfkessel (1).
  9. Dampferzeuger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Öffnung des Überhitzungsschutzrohrs (7) kurz oberhalb des Niveaus des oder der Durchlässe (25; 125a, 125b) befindet, welche den Brenner (5) mit dem Strömungssystem des oder der Wärmetauscherabschnitte (10; 110a, 110b) verbinden.
  10. Dampferzeuger nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Überleitungskanal (38) zwischen den Wänden des Brennerschachts (5) und dem Überhitzungsschutzrohr (7) ausgebildet ist und der Einsatz (20, 40) einen zweiten in den Überleitungskanal (38) mündenden Durchlaß (42) aufweist, welcher einen oder mehrere Kanäle (12a, 12b, 12c, 14) eines Wärmetauscherabschnitts mit dem Überleitungskanal (38) an einer Stelle stromabwärts von dem ersten Durchlaß (25) verbindet, so daß ein Teil des Strömungsweges von dem ersten Durchlaß (25) zu dem Abzug durch die Kanäle (12a, 12b, 12c, 14) überbrückt wird, wobei der erste Durchlaß (25) außerhalb des Überleitungskanals (38) ausgebildet ist.
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