NL8000889A - Verwarmingsketel voor vloeibare of gasvormige brandstoffen. - Google Patents

Description

£ * - ι -

Verwarmingsketel voor vloeibare of gasvormige brandstoffen.

De uitvinding heeft betrekking op een verwarmingsketel voor vloeibare of gasvormige'brandstoffen, met een watervoerend huis uit staalplaat, waarin een, een ver-brandingskamer, rookgaskanalen en een verzamelkamer opnemend, 5 ten minste gedeeltelijk uit gietwerk bestaand, buisvormig inzetstuk is aangebracht.

Verwarmingsketels van het genoemde type zijn bekend uit het Duitse Offenlegungsschrift 2.645.717. Dergelijke verwarmingsketels zijn er toe bestemd te werken met een 10 "afnemende temperatuur" waarbij moet worden gerekend op neerslag van condensaat in het lage temperatuurgebied.

Afgezien van een condensaatbestendige binnenbe-kleding bij een constructie uit staalplaat wordt ook reeds met succes het buisvormige inzetstuk vervaardigd uit conden-15 saatbestendig grijs gietijzer. Belangrijk is daarbij het verschaffen van een vloeistofdichte verbinding tussen het inzetstuk uit gietmateriaal en het huis uit staalplaat.

De moeilijkheid van het verkrijgen van deze kritische verbinding is op bevredigende wijze opgelost, maar is 20 uit constructief en uit fabricagetechnisch oogpunt enigszins omslachtig.

De uitvinding heeft daarom tot doel om uitgaande van een verwarmingsketel van het bovenbeschreven type, de verbinding tussen de verschillende typen materialen 25 als gietijzer en staalplaat voor de combinatie van staalplaat-gietijzer verder te vereenvoudigen en te verbeteren.

Dit doel wordt nu volgens de uitvinding bereikt, doordat het inzetstuk bestaat uit een buis uit staalplaat, waarin een nauw daarin passende binnenbuis uit grijs giet-30 ijzer is aangebracht, waarbij de buis uit staalplaat bij zijn einden op bekende wijze is verbonden met de openings-randen van de voor- en achterwand van het huis uit staalplaat.

Daarbij zijn verschillende voorkeursuitvoerings-35 vormen mogelijk.

Al naar de giet-nauwkeurigheid van de binnenbuis kan deze over het buiten-omtreksvlak spaanafnemend worden i?n η η η «o - 2 - bewerkt zoals door middel van draaien, wat ten opzichte van de tot nu toe noodzakelijke vervaardigingskosten nagenoeg geen meer-werk oplevert, daar bij de constructie volgens de uitvinding alle flensaansluitingen en -bewerkingen 5 van het gegoten lichaam vervallen. Eventueel kan zelfs de wanddikte van het gietlichaam in zijn geheel dunner worden gehouden. Vloeistofdichte verbindingen tussen staalplaat-en gietdelen zijn bij deze oplossing dus nagenoeg niet aanwezig.

10 Het inzetstuk en de buis uit staalplaat kunnen naar de afvoerzijde toe weliswaar convergerend zijn uitgevoerd, dus iets conisch worden gemaakt, maar de voorkeur wordt gegeven aan een zodanige inbouw, dat de buis uit staalplaat warm wordt gekrompen op het inzetstuk.

15 De oplossing volgens de uitvinding biedt ook het voordeel, dat het inzetstuk kan worden verdeeld in een aantal identieke ringen, welke ringen in een rij in de buis uit staalplaat kunnen worden aangebracht, wat in het bijzonder giet-technische voordelen biedt, daar de gietvorm 20 voor alle ringen relatief klein kan worden gehouden en deze zonder kern kunnen worden gevormd.

De uitvinding wordt nu nader toegelicht aan de hand van uitvoeringsvoorbeeiden, weergegeven in de tekening, waarin: 25 fig. 1 een langsdoorsnede topnt over de verwarmings ketel; fig. 2 een dwarsdoorsnede toont volgens de lijn II-II van fig. 1; fig. 3 een gedeeltelijke doorsnede toont, op vergrote 30 schaal, over het einde aan de afvoerzijde van de ketel; fig. 4 een zijaanzicht toont van de in afzonderlijke ringen verdeelde binnenbuis; fig. 5 een doorsnede toont over de in langssegmenten verdeelde binnenbuis; 35 fig. 6 een doorsnede toont over het einde aan de branderzijde van de binnenbuis van een speciale uitvoeringsvorm; fig. 7 een doorsnede toont over een speciale uitvoeringsvorm van een afzonderlijke ring; 8 0 0 o 8 ff 9 r * - 3 - fig. 8 en 9 doorsneden tonen, op vergrote schaal, van de delen die in fig. 7 zijn aangegeven met de cirkel A resp. B; fig. 10 een doorsnede toont, op vergrote schaal, 5 van een speciale uitvoeringsvorm van het afsluitelement aan de afvoerzijde; fig. 11 een binnenaanzicht toont van het afsluitelement van fig. 10; fig. 12 een bovenaanzicht toont van een deel 10 van een aanslag van een aantal achter elkaar aangebrachte ringen; fig. 13 een bovenaanzicht toont overeenkomstig fig. 12, maar van een speciale uitvoeringsvorm van de ringen; en 15 f-i-g·,—14 een dooeesnede-en een-gedee-lt-e-M-jk—veer- aanz-aeht-toe-Ht van do-r-iag·.

Zoals blijkt uit fig. 1 bestaat het uit staalplaat vervaardigde huis 7 uit een voorwand 5 en een achterwand 6, die tezamen met de mantel 15 een watervoerende inwendige 20 ruimte 16 omsluiten, die uiteraard is voorzien van passende toe— en afvoeraansluitingen (niet weergegeven). Naar binnen toe wordt de watervoerende inwendige ruimte 6 begrensd door een uit staalplaat vervaardigde buis 2, die door passende openingen in de voor- en achterwand 5 resp. 6 heen steekt 25 en vloeistofdicht is vastgelast aan de openingsranden 4.

In de buis 2 is nauwpassend een binnenbuis 3 uit grijs gietijzer geschoven, waartoe de beide buizen 2 en 3 naar de afvoerzijde toe convergerend zijn uitgevoerd.

Het vervaardigingsproces vindt natuurlijk zodanig plaats, 30 dat eerst het gehele samenstel uit buis 2 en binnenbuis 3 in elkaar wordt gezet en daarna wordt vastgelast aan de voor- en achterwand 5, 6. Bij voorkeur worden echter de binnenbuis 3 en de buis 2 cilindrisch uitgevoerd en wordt de buis 2 vastgekrompen op de binnenbuis 3.

35 Er zijn bij deze uitvoeringvorm dus geen vloeistof dichte verbindingen meer noodzakelijk tussen onderdelen uit staalplaat en onderdelen uit gietijzer.

Een zonder grote aanvullende constructiedelen te verkrijgen verdere uitwerking van de uitvinding bestaat 40 volgens fig. 3 daarin, dat het zich aan de afvoerzijde ö η η n ö q q - 4 - bevindende einde 9 van de binnenbuis 3 in het gebied van de verzamelkamer IQ over zijn buitenomtreksvlak 14 verjongd is uitgevoerd, zodat tussen de buis 2 uit staalplaat en de binnenbuis 3 een ringvormige spleet 11 5 aanwezig is, waardoor evenzeer wordt bijgedragen tot de condensaat-bestendigheid van de gehele verwarmingsketel.

Door de gevormde ringspleet 11 kan namelijk het niet-water-gekoelde deel van de binnenbuis 3 bij het weer ontsteken van de brander 23 aanzienlijk sneller worden verwarmd. Een 10 dergelijke verwarming duurt anders in het bijzonder in het gebied van de verzamelkamer 10, waar dus de rookgassen na doorstroming van de nageschakelde verwarmingsoppervlakken 17, een reeds niet meer al te hoge temperatuur hebben, aanmerkelijk langer, wat tot condensaatvorming kan leiden.

15 Ook al zijn de oppervlakken van de gegoten binnenbuis 3 op zichzelf niet gevoelig voor condensaat, dan is het toch wel gewenst om zoveel mogelijk een dergelijke condensaat-vorming in principe tegen te gaan.

Om met het oog op verschillende warmte-uitzettingen 20 van de beide verschillende materialen voor de buizen 2, 3 de binnenbuis 3 ten opzichte van de buis 2 uit staalplaat te fixeren, zijn volgens fig. 3 minstens aan het ene einde 12 vasthoudelementen 13 aangebracht, die bijv. door middel van bouten 18 zijn verbonden met de binnenbuis 3.

25 Bij de vasthoudelementen 13 kan het gaan om lippen of ook om een ring. Wanneer de beide ringen 2, 3, zoals weergegeven, een enigszins conisch verloop hebben (waarbij de vernauwing zich uitstrekt in de richting van de afvoer-zijde van de rookgassen), kan ook aan de zijde van de brander 30 de buis 2 zijn voorzien van een rondom lopende groef 19.

De beschreven aanbrenging van een binnenbuis uit gietijzer in een buis uit staalplaat verschaft ook op gunstige wijze de mogelijkheid de binnenbuis te verdelen in hetzij afzonderlijke ringen 3" of in langs-secties 3' 35 volgens de fig. 4, 5 en om deze afzonderlijk of vast met elkaar verbonden aan te brengen in de buis uit staalplaat, wat in het bijzonder giet-technische voordelen heeft. Volgens fig. 4 kan daarbij aan de laatste ring 3" gelijktijdig de afsluitwand 22 van de afvoerzijde voorzien van de afvoer-40 aansluiting 21 worden verkregen bij het gieten, wat natuurlijk 80 0 0 8 89 r· « - 5 - wel een speciale gietvorm vereist.

Volgens fig. 6 kan het einde van de binnenbuis 3 aan de zijde van de brander zodanig zijn uitgevoerd en gedimensioneerd, dat het iets buiten het einde van de 5 buis 2 uit staalplaat uitsteekt en daarbij dient als aanslagrand 25 voor de ketel-afsluitdeur 20, waarbij deze door middel van elementen 24 wordt vastgeklemd ten opzichte van de aanslagrand 25 en de voorwand 5 van het huis 7 uit staalplaat.

10 In geval van een cilindrische uitvoering van de binnenbuis 3 ofwel van de afzonderlijke ringen 3" en ook van een open uitvoering van de laatste afzonderlijke ring aan de afvoerzijde (in tegenstelling met fig. 4), kan de afsluiting aan de afvoerzijde eveneens plaatsvinden 15 op de wij ze ais weergegeven in fig. 6.

Zoals blijkt uit de verdere uitvoeringsvorm volgens fig. 7-9, zijn de in het buisvormige inzetstuk uit staalplaat aangebrachte ringen 3" (waarvan het aantal is aangepast op de lengte van de totale ketel) aan de toestromings-20 zijde elk voorzien van een rondom lopende terugspringing 29, die valt om de van ribben 17' vrij zijnde achterste omtreksrand 30 van de telkens daarvoor aangebrachte ring (het komvormige omhulsel 26 voor de verbrandingskamer is slechts met streeplijn aangegeven).

25 Over de buitenomtrek zijn de oppervlakken 31 van de omtreksranden 30 bij voorkeur in de weergegeven zin conisch uitgevoerd, om een direkte aanraking met de wand van het inzetstuk 1 in dit gebied te vermijden, waardoor dit gebied sneller verwarmd zal worden en een snelle 30 verdamping van de condensaat zal plaatsvinden wanneer een dergelijke ketel met "variërende" temperatuur wordt bedreven.

Alle oppervlakken van de ringen 3" blijven mechanisch onbewerkt, waarbij wel de eigenlijke zittings-vlakken van de ringen ten opzichte van het inzetstuk l 35 mechanisch worden bewerkt (afgedraaid).

De in de aanrakingsgebieden optredende spleten kunnen aanvullend worden opgevuld met een hitte-bestendige dichtingsmassa.

De ring, die de omkeerkamer 38 omvat, bezit 40 eveneens een afgebogen deel 29’, welke afbuiging echter 800 0 8 89 - 6 - aanmerkelijk groter is daar deze niet om een voorafgaande ring heen moet vallen en de openingsrand moet vormen voor de aansluiting van het afsiuitdeksel 20' (met streeplijnen aangeduid) aan de zijde van de brander.

5 Daarentegen moet de afsluiting aan de afvoerzijde in het gebied van zijn aanrakingspiaats (fig. 9) aan dezelfde veiligheidsfunktie voldoen. Voor zover niet een anders uitgevoerd afsiuitdeksel is aangebracht, vindt de constructie van dit deel bij voorkeur zodanig piaats, dat aan het einde 10 van de laatste ring 3" (resp. aan de omtreksrand 30 daarvan) een gietstuk 35 is aangesloten, in de vorm van een vlakke kom en voorzien van rookgas-afvoeraansluitingen 34. Van dit gietstuk grijpt de omtreksrand 36 aan de aansluitzijde in de laatste ring 3'1' en het gietstuk is voorzien van een 15 aanslagkraag 37.

Zoals aangegeven met de langsas 32 in fig. 7, kan de gehele verwarmingsketel ten opzichte van de horizontaal 33 op gunstige wijze iets naar voren toe hellend zijn aangebracht. Met hetzelfde effekt zou het echter ook mogelijk 20 zijn slechts het gehele inzetstuk 1 iets hellend aan te brengen tussen de voor- en achterwanden 5, 6 van het huis 7 (fig. 1). Daardoor wordt voor alle kritische gebieden bereikt, dat zich eventueel vormend condensaat steeds naar die zijde van de ketel stroomt, welke de hoogste temperatuur 25 heeft, terwijl bovendien het zich verzamelende condensaat niet terecht kan komen in de aansluitspleten.

Het gietstuk 35 wordt verder door geschikte vast-houdmiddelen in de zin van fig. 3 op zijn plaats gehouden.

Volgens fig. 10 en 11 bestaat het afsluitelement 30 uit het gietstuk 35 in de vorm van een vlakke kom, terwijl het binnenoppervlak 39 ervan is voorzien van relatief vlakke, kraagvormige vloeistof-geleidingselementen 40 in de vorm van naar boven toe pijlvormig gerichte ofwel naar boven toe in het midden doorgebogen ribben 41, 41'.

35 Op het binnenoppervlak 42 van de wand 43, die ten minste in het onderste deel 44 zoals weergegeven naar voren toe hellend is uitgevoerd, zijn zich in lengterichting uitstrekkende vloeistof-geleidingselementen 40' aangebracht in de vorm van meer of minder hoge ribben 45, 45' die 40 naar beneden toe lopend condensaat tegenhouden en die rela- 80 0 0 8 89 r ♦ - 7 - tief snel worden verwarmd, daar zij naar buiten toe uit de oppervlakken steken.

Condensaat, dat is neergeslagen op het binnen-oppervlak 39 van de achterwand, komt terecht op de kraag-5 vormige ribben 41, 41’ en stroomt zijdelings weg wanneer het niet direkt verdampt.

In principe wordt dus neergeslagen condensaat verhinderd om zich in grote hoeveelheden te verzamelen, terwijl het in plaats daarvan in een relatief gemakkelijk 10 verdampbare hoeveelheid wordt toegevoerd aan relatief snei warmwordende gebieden.

Om het afsluitelement (fig. 10) goed en in de gewenste stand in het buisvormige inzetstuk 13 aan te kunnen brengen, is de wand 43 aan de buitenzijde voorzien van een 15 aanslagkraag 46. Om voor het condensaat, dat zich eventueel op de ribben 45 in sterkere mate verzamelt, een gunstige afdruppelmogelijkheid te verschaffen, zijn deze ribben, zoals uit de tekening blijkt, in de beide zijdelingse gebieden zwak naar beneden toe hellend aangebracht, waardoor 20 het condensaat weg kan druppelen in de richting naar de warmere gebieden van de ketel toe.

Het lichaam 35 uit grijs gietijzer kan bijv. ook zijn uitgevoerd als een scharnierbaar en wegzwenkbaar afsluitdeksel.

25 Zoals blijkt uit de fig. 12 en 13 kunnen de ringen 3" zodanig ten opzichte van elkaar versprongen staan, dat telkens in de aanliggingsgebieden van de ringen vrijliggende kopvlakken 27 van de ribben 17 worden verkregen, welke kanten wervelkanten vormen voor het verbrandingsgas, dat 30 door de rookgaskanalen 28 stroomt. Op gunstige wijze is de verspringing echter slechts zodanig, dat de rookgaskanalen 28 toch vrij blijven voor het doorvoeren van een reinigingsapparaat 49, dat slechts schematisch is aangegeven.

Volgens fig. 13 zijn de ribben 17, 17' aan de 35 toevoerzijde dikker gehouden dan die aan de afvoerzijde 17", waardoor enerzijds beter rekening wordt gehouden met de grotere temperatuurbelasting aan de doorvoerzijde, terwijl ook enig materiaal kan worden bespaard door de dunner uitgevoerde ribben 17".

80 0 0 8 89

Claims (23)

1. Verwarmingsketel voor vloeibare of gasvormige brandstoffen, met een watervoerend huis uit staalplaat waarin een, een verbrandingskamer, rookgaskanalen en een verzamelkamer opnemend, buisvormig, van voorste en achterste 5 afsluitelementen voorzien, ten minste gedeeltelijk uit gietwerk bestaand, inzetstuk is aangebracht, met het kenmerk, dat het inzetstuk (1) bestaat uit een buis (2) uit staalplaat, waarin een nauw daarin passende binnenbuis (3) uit grijs gietijzer is aangebracht, waarbij 10 de buis (2) uit staalplaat bij zijn einden (2') is verbonden met de openingsranden (4) van de voor- en achterwand (5,6) van het huis (7) uit staalplaat.

2. Verwarmingsketel volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat de buis (2) uit staalplaat en 15 de binnenbuis (3) in de richting van de langsas (8) naar de afvoerzijde toe convergerend zijn uitgevoerd.

3. Verwarmingsketel volgens conclusie 1 of 2, m e t het kenmerk, dat het einde (9) van de binnenbuis (3) aan de afvoerzijde in het gebied van de rookgasverzamel- 20 kamer (10) over zijn buitenomtreksvlak zodanig is uitgevoerd, dat tussen de buis (2) uit staalplaat en de binnenbuis (3) een spleet (11) aanwezig is.

4. Verwarmingsketel volgens êén der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de binnenbuis 25 (3) ten minste bij êén van zijn einden (12) ten opzichte van de buis (2) uit staalplaat door middel van vasthoud-elementen (13) vastzittend is uitgevoerd.

5. ; Verwarmingsketel volgens één of meer der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat aan 30 de zijde van de brander de buis (2) uit staalplaat is voorzien van vasthoudelementen, zoals rondlopende groeven (19) of dergelijke. 80 0 0 8 89 i- Z - 9 -

6. Verwarmingsketel volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de binnenhuis (3) over zijn buitenomtreksvlak (14) spaanafnemend is bewerkt.

7. Verwarmingsketel volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het einde (12) van de binnenbuis (3) aan de zijde van de brander iets buiten het betreffende einde van de buis (2) uit staalplaat uitstekend is aangebracht en is uitgevoerd als 10 aanslagrand (25) voor de ketel-afsluitdeur (20).

8. Verwarmingsketel volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de binnenhuis (2) is samengesteld uit ten minste twee afzonderlijke segmenten (3') ofwel twee afzonderlijke ringen (3,r)·

9. Verwarmingsketel volgens conclusie 8, m e t het kenmerk, dat de afsluiting (22) aan de afvoer-zijde tezamen met de rookgasafvoeraansluiting (21) als één geheel is gegoten met de ring (3") aan de afvoerzijde.

10. Verwarmingsketel volgens één of meer der voorgaande 20 conclusies, met het kenmerk, dat de buitendiameter van het inzetstuk (1), resp. van de afzonderlijke ringen (3"), iets groter is gehouden dan de inwendige diameter van de buis (2) uit staalplaat, terwijl deze laatste is vastgekrompen op het inzetstuk (1) ofwel op 25 de samengevoegde afzonderlijke ringen (3") of de afzonderlijke segmenten (31).

11. Verwarmingsketel volgens één der conclusies 8-10, met het kenmerk, dat de van inwendige ribben voorziene ringen (3") van de binnenbuis (3) voor wat 30 betreft het verloop van hun ribben ten minste over een ribbreedte ten opzichte van elkaar versprongen staand in de buis (2) uit staalplaat zijn aangebracht.

12. Verwarmingsketel volgens conclusie 11, m e t het kenmerk, dat de verspringing van de ribben on η n s sq - 10 - (17/17',17") zodanig is aangebracht, dat door de ribben doorlopende verbrandingsgaskanalen worden begrensd.

13. Verwarmingsketel volgens conclusie 11 of 12, met het kenmerk, dat de dikte van de ribben 5 (17,17',17") aan de zijde van de toevoer groter is gehouden dan aan de zijde van de afvoer.

14. Verwarmingsketel volgens ëën der conclusies 8“ 13,met het kenmerk, dat de van inwendige ribben voorziene ringen (3") van de binnenbuis (3) aan de 10 toevoerzijde zijn voorzien van een rondom lopende naar binnen toe stekende rand (29), die grijpt om de door de binnenribben (17') vrijgelaten omtreksrand (30) van de voorafgaande ring.

15. Verwarmingsketel volgens conclusie 14, m e t 15 het kenmerk, dat het buitenoppervlak (31) van de door de ribben vrijgelaten omtreksrand (30) conisch is uitgevoerd.

16. Verwarmingsketel volgens ëën of meer der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de gehele 20 ketel met zijn langsas (32) ten opzichte van de horizontaal (33) naar de zijde van de brander toe helt of dat de buis (1) uit staalplaat passend hellend in het huis (7) uit staalplaat is aangebracht.

17. Verwarmingsketel volgens ëën of meer der voorgaande 25 conclusies, met het kenmerk, dat het afsluit- element is uitgevoerd als een lichaam (35) met een vlakke komvorm, met ten minste een in het onderste deel (44) naar de opening (47) ervan toe hellende zijwand (43), terwijl ten minste op de achterwand van hét binnenoppervlak (39) 30 ten minste ëën vloeistof-geleidingselement (40) is aangebracht.

18. Verwarmingsketel volgens conclusie 17, me t het kenmerk, dat het vloeistof-geleidingselement (40) is uitgevoerd als een pijlvormig naar boven toe gerichte 30 0 0 8 89 - 11 - of in het midden naar boven toe gebogen lopende rib (41, 41').

19. Verwarmingsketel volgens conclusie 17 of 18, met het kenmerk, dat op het binnenoppervlak (42) van de zijwand (43) zich tussen het binnenoppervlak 5 (39) van de achterwand en de opening (47) in lengterichting uitstrekkende ribben (45,45') zijn aangebracht als vloeistof-geleidingselement (40').

20. Verwarmingsketel volgens één der conclusies 18 - 19, met het kenmerk, dat de zijwand (43) uitwendig 10 is voorzien van een aanslagkraag (46).

21. Verwarmingsketel volgens êén der conclusies 17 - 20, met het kenmerk, dat het afsiuitelement ten opzichte van de horizontaal hellend is aangebracht, zodanig dat de lengte-as (48) naar de opening (47) toe lager komt 15 te liggen.

22. Verwarmingsketel volgens één der conclusies 17 - 21, met het kenmerk, dat de boven de ribben (41) zijdelings aangebrachte, als ribben (45) uitgevoerde vloeistof-geleidingselementen (40') ten opzichte van de horizontale 20 langsas (48) naar beneden toe hellend verlopend zijn aangebracht .

23. Verwarmingsketel als beschreven en/of weergegeven in de tekening. 80 0 0 8 89