NL8004437A

NL8004437A - Vertical central heating boiler - has end wall of liq. jacket wider than spacing between outer wall and inner wall jacket staves

Info

Publication number: NL8004437A
Application number: NL8004437A
Authority: NL
Original assignee: Awb Bv
Priority date: 1980-08-04
Filing date: 1980-08-04
Publication date: 1982-03-01

Abstract

The vertical central heating boiler comprises a combustion chamber (1), flue gas passages (6) and a flue gas collecting chamber. A liquid jacket (11) surrounds both the combustion chamber and the flue gas passages. The inner wall of the jacket surrounding the flue gas passages is composed of interwelded section staves (7) of which one contries a flue gas passage. The inner wall is very rigid, whilst all the other parts of the jacket are of sheet metal, dimensioned so that thermal stresses set up by the differences in expansion and shrinkage remain under the breaking point of the sheet metal and their welded joints. The max. dimension in a horizontal direction of at least one of the two end wall parts of the liq. jacket is greater than the horizontal distance between the outer wall and the staves of the inner wall of the jacket.

Description

” λ ) Ε Ar/AS/AWB/7 * ."Λ) Ε Ar / AS / AWB / 7 *.

. i i ί ί "Centrale verwarmingsketel". i i ί ί "Central heating boiler"

De uitvinding heeft betrekking op een centrale verwarmingsketel met een vuurhaard, een zich in de brander-ruimte van de vuurhaard bevindende brander, een warmte-uitwisselaar en een rookgasverzamelruimte met een aan een 5 schoorsteen aansluitbare afvoeropening, welke warmteuit- wisselaar' de vuurhaard en tussen de vuurhaard, en de rookgasverzamelruimte gevormde rookgaskanalen omgeëft en voorzien is van een binnenwand, een aan of nabij zijn einden met die wand vloeistofdicht verbonden buitenwand en een tussen die 10 wanden aanwezige vloeistofruimte, van welke binnenwand ten minste het deel, dat de rookgaskanalen omgeeft, uit duigen bestaat, die elk een ten minste één naar binnen gerichte ribbe vormend dwarsprofiel bezitten. Een centrale verwarmingsketel van deze soort is bekend uit het Duitse 15 Auslegeschrift 1.168.929.The invention relates to a central heating boiler with a combustion chamber, a burner located in the combustion chamber of the combustion chamber, a heat exchanger and a flue gas collection space with a discharge opening connectable to a chimney, which exchange heat exchanger and the combustion chamber between the seat of the fire and the flue gas ducts formed form the flue gas ducts and are provided with an inner wall, an outer wall connected to that wall in a liquid-tight manner at or near its ends, and a liquid space present between those walls, of which inner wall at least the part surrounding the flue gas ducts, consists of staves, each of which has an at least one inwardly directed rib-forming transverse profile. A central heating boiler of this kind is known from German Auslegeschrift 1,168,929.

In de praktijk is het gebleken, dat het rendement van zulk een ketel, hoewel aanmerkelijk hoger dan van een ketel met gebruikelijke vlampijpen, door onvolledig gebruik van de vlamenergie en door de gedwongen stroming van 20 hét rookgas door die kanalen ongunstig wordt beïnvloed.It has been found in practice that the efficiency of such a boiler, although considerably higher than that of a boiler with conventional flame pipes, is adversely affected by the incomplete use of the flame energy and by the forced flow of the flue gas through those channels.

De uitvinding beoogt een centrale verwarmingsketel van dê beschreven bekende constructie zodanig te verbeteren, dat daarin die ongunstige invloed niet of vrijwel niet meer bestaat en als gevolg daarvan het rende-25 ment van de ketel hoger is. Volgens de uitvinding wordt dit hierdoor bereikt, dat in de branderruimte tussen de brander en de deze ruimte omgevende ketelwand een dwars op de langs-richting van de ketel gerichte plaat met een naar de vuurhaard gekeerd, straling terugkaatsend oppervlak is aange-30 bracht. Door deze plaat wordt niet alleen een deel van de anders verloren gaande straling naar de binnenwand van de warmteuitwisselaar teruggekaatst en daar in convectiewarmte 800 44 37The object of the invention is to improve a central heating boiler of the known construction described in such a way that this unfavorable influence no longer or hardly exists anymore, and as a result the efficiency of the boiler is higher. According to the invention this is achieved by the fact that in the burner space between the burner and the boiler wall surrounding this space is arranged a plate transverse to the longitudinal direction of the boiler with a surface reflecting the radiation of the furnace. This plate not only reflects part of the otherwise lost radiation back to the inner wall of the heat exchanger and there in convection heat 800 44 37

y Vy V

-2- omgezet, maar blijkt tevens de vlam stabieler te worden, wat ook tot verbetering van het rendement bijdraagt. Een verdere verbetering is mogelijk, als de stralingsplaat ëën of meer openingen voor het toelaten van verbrandingslucht • 5 aan de vuurhaard vertoont of vrijlaat.-2- converted, but it also appears to become more stable, which also contributes to improving the efficiency. A further improvement is possible if the radiation plate has or leaves one or more openings for admitting combustion air to the seat of the fire.

Bijzonder stabiel wordt de vlam, als tussen de brander en de stralingsplaat een de brander omringende spleet voor het toelaten van verbrandingslucht is vrijgelaten. Ook helpt het in vele gevallen, als bovendien tussen 10 de de branderruimte omgevende ketelwand en de stralingsplaat een die plaat omringende spleet voor het toelaten van lucht is vrijgelaten.The flame becomes particularly stable if a gap surrounding the burner for admitting combustion air is left between the burner and the radiation plate. It also helps in many cases if, moreover, a gap surrounding the plate surrounding the burner space and the radiation plate is provided for admitting air.

Een gevolg van de door de teruggekaatste straling toegenomen plaatselijke verwarming van de binnenwand :15 blijkt te zijn, dat, wanneer niet alle rookgaskanalen in gelijke mate worden gekoeld, de het slechtst gekoelde en dus het warmst wordende kanalen een sterkere trek uitoefenen, dus meer warm rookgas aantrekken én daardoor nog wanner worden, wat tot plaatselijke stoomvorming in de 20 vloeistofruimte van de warmteuitwisselaar, en daardoor weer tot een vermindering van het rendement kan leiden.A consequence of the local heating of the inner wall increased by the reflected radiation: it appears that, if not all flue gas ducts are cooled equally, the worst-cooled and thus the warmest ducts exert a stronger draft, so more warm attracting flue gas and thereby becoming even more so, which may lead to local steam formation in the liquid space of the heat exchanger, and thereby again to a reduction of the efficiency.

Dit nadelige, verschijnsel kan zelfs optreden in een ketel, waarvan ter verkrijging van een zo gelijkmatig mogelijk 'verdeelde vloeistofstroom langs de duigen van de binnenwand . 25 van de warmteuitwisselaar de vloeistofruimte daarvan aan tegenover elkander of nagenoeg tegenover elkander gelegen zijden .van die ruimte en wel enerzijds aan of nabij haar aan de vuurhaard grenzende einde, anderzijds aan of nabij haar andere einde aan de uitwendige vloeistofkringloop 30 aansluitbaar is. Gevonden werd, dat genoemd nadelig verschijnsel op eenvoudige wijze vermeden kan worden, als de vloeistofruimte van de warmteuitwisselaar tevens op een plaats nabij en aan de naar de vuurhaard gekeerde zijde van haar het verst van de vuurhaard af gelegen aansluiting een 35 keerschot bevat, dat behalve op een plaats grenzend aan de zijde van de vloeistofruimte, waar zich de andere aansluiting bevindt, een deel van de vloeistofruimte met de ene aansluiting van een deel van die ruimte met de andere aan- 8 0 0 4 4 37This disadvantageous phenomenon can even occur in a boiler, the liquid flow of which along the staves of the inner wall is distributed as evenly as possible. In the heat exchanger, the liquid space thereof can be connected to the external liquid circuit 30 on or near its end adjacent to the furnace, on the one hand or at its other end, on opposite sides or substantially opposite sides of that space. It has been found that said disadvantageous phenomenon can be avoided in a simple manner if the liquid space of the heat exchanger also contains a baffle plate at a location near and on the side facing the firebox furthest from the firebox, which, in addition to in a place adjacent to the side of the liquid space, where the other connection is located, part of the liquid space with one connection of a part of that space with the other 8 0 0 4 4 37

Sr « -3- sluiting scheidt of nagenoeg scheidt. Met behulp van dit keerschot kan de vloeistofstroom door de warmteuitwisselaar zodanig worden bestuurd, dat alle rookgaskanalen in gelijke mate worden gekoeld.SR-3 closure separates or substantially separates. With the help of this baffle, the liquid flow through the heat exchanger can be controlled in such a way that all flue gas channels are cooled equally.

5 De uitvinding zal aan de hand van het in de bijgaande tekening schematisch weergegeven uitvoeringsvoorbeeld nader worden toegelicht. In de tekening is: fig. 1 een verticale doorsnede van het ketel-lichaam van een staande centrale verwarmingsketel volgens 10 de uitvinding; en fig. 2 een horizontale doorsnede van dat ketel-lichaam over de lijn II-II in fig. 1.The invention will be explained in more detail with reference to the exemplary embodiment schematically shown in the accompanying drawing. In the drawing: Fig. 1 is a vertical section of the boiler body of a standing central heating boiler according to the invention; and fig. 2 is a horizontal cross-section of that boiler body over the line II-II in fig. 1.

’ Het ketellichaam volgens de tekening bevat een vuurhaard 1 met een branderruimte, een warmteuitwisselaar 2 15 en een door eèn opening 3 aan een schoorsteen aansluitbare rookgasverzamelruimte 4. De warmteuitwisselaar is van een uit duigen 5 met U-vormig dwarsprofiel samengesteld en zich tussen de vuurhaard 1 en de rookgasverzamelruimte uitstrekkende rookgaskanalen 6 vormend wanddeel, dat te zamen met 20 een de vuurhaard omgevend wanddeel 7 van-glad metaalplaat een binnenwand vormt, voorts van een buitenwand 8 van glad plaatmetaal en van een vloeistofruimte 9 voorzien. Het wanddeel 7 is bij 10 aan het uit duigen 5 bestaande wanddeel en bij 11 aan de buitenwand 8 gelast. Het van de vuurhaard 1 25 afgekeerde boveneinddeel van de buitenwand is bij 12 kom vormig verwijd. Tussen het verwijde deel 12 van de buitenwand en het uit duigen 5 bestaande deel van de binnenwand 5, 7 is een dwarsring 13 gelast, die de vloeistofruimte 9 aan het boveneinde vloeistofdicht afsluit.The boiler body according to the drawing comprises a furnace 1 with a burner space, a heat exchanger 2 and a flue gas collection space 4 which can be connected to a chimney through an opening 3. 1 and the flue gas ducts 6 forming the flue gas collecting space 6, which wall part, together with a smooth metal sheet wall section 7 surrounding the furnace, forms an inner wall, furthermore provided with an outer wall 8 of smooth sheet metal and with a liquid space 9. The wall part 7 is welded at 10 to the wall part consisting of staves 5 and at 11 to the outer wall 8. The top end portion of the outer wall remote from the seat of the fire is widened in a bowl. A transverse ring 13 is welded between the flared part 12 of the outer wall and the part of the inner wall 5, 7 consisting of staves 5, which liquid-tightly closes the liquid space 9 at the top end.

30 In de vuurhaard 1 bevindt zich een gas- of olie- brander 14.30 In the seat of the fire 1 there is a gas or oil burner 14.

De door de duigen 5 omgeven centrale ruimte 15 is aan haar boveneinde door een isolerend deksel 16 afgesloten, zodat de rookgassen de door de U-vormige duigen 5 35 gevormde kanalen 6 moeten volgen.The central space 15 surrounded by the staves 5 is closed at its top end by an insulating lid 16, so that the flue gases must follow the channels 6 formed by the U-shaped staves 5.

Het ketellichaam is aan tegenover of nagenoeg tegenover elkander gelegen zijden en wel enerzijds nabij het ondereinde, anderzijds ter plaatse van het verwijde 8004437The boiler body is on opposite or substantially opposite sides, on the one hand near the bottom end, on the other hand at the location of the flared 8004437

v’ 'Vv ’V

-4- boveneinddeel van de vloeistofruimte 9 voorzien van aansluit-stompen 17, 18 voor aansluiting van de ketel aan het uitwendige vloeistofcircuit.-4- upper end part of the liquid space 9 provided with connecting stubs 17, 18 for connecting the boiler to the external liquid circuit.

De brander 14 is even boven het ondereinde van 5 de buitenwand 8 van de warmteuitwisselaar omgeven door een horizontale ringvormige plaat 19 met een naar de vuurhaard 1 gekeerd bovenoppervlak, dat de van de brandervlammen afkomstige straling naar de binnenwand 5, 7 van de warmteuitwisselaar 2 terugkaatst en in die wand de stralings-10 energie in convectiewarmte doet omzetten. Daardoor wordt het rendement van de ketel met enkele procenten verbeterd.The burner 14 is surrounded just above the lower end of the outer wall 8 of the heat exchanger by a horizontal annular plate 19 with an upper surface facing the furnace 1, which reflects the radiation from the burner flames back to the inner wall 5, 7 of the heat exchanger 2 and in that wall converts the radiation energy into convection heat. This improves the boiler's efficiency by a few percent.

Een verdere verbetering van het rendement is mogelijk, als de stralingsring 19 aan zijn onderzijde wordt bedekt door de in fig. 1 gestippeld getekende warmte-isolerende laag 15 19a. Ook is het mogelijk, de stralingsring van warmte- isolerend materiaal te maken, waarvan het bovenoppervlak zodanig is gemetalliseerd, dat het straling goed terugkaatst.A further improvement of the efficiency is possible if the radiation ring 19 is covered on its underside by the heat-insulating layer 15 19a dotted in Fig. 1. It is also possible to make the radiation ring from a heat-insulating material, the top surface of which is metallized in such a way that the radiation reflects well.

Tussen de brander 14 en de binnenrand van de terugkaats- of stralingsring 19 is een omtreksspleet 20 en 20 tussen de buitenrand van de ring 19 en de buitenwand 8 van het ketellichaam is een nauwe spleet 21 vrijgelaten. Deze spleten laten verbrandingslucht door, die de ongunstige invloed van de gasstuwing in de aan het boveneinde afgesloten centrale ruimte 15 op de brandervlammen neutraliseren, dat 25 wil zeggen, de anders onrustige vlammen stabiliseren, waardoor ook zij aan de rendementsverbetering bijdragen.Between the burner 14 and the inner edge of the reflection or radiation ring 19, a circumferential gap 20 and 20 between the outer edge of the ring 19 and the outer wall 8 of the boiler body a narrow gap 21 is left. These gaps allow combustion air to neutralize the unfavorable influence of the gas accumulation in the central space 15 closed at the top end on the burner flames, that is to say, stabilize the otherwise restless flames, thereby also contributing to the efficiency improvement.

De door de stralingsring 19 veroorzaakte grotere overdracht van warmte aan de vloeistof in de ruimte 9 vergt een gelijkmatiger verdeling van de vloeistofstroom 30 over het oppervlak van de binnenwand en in het bijzonder over de duigen 5 van die wand. Vloeit er ergens te weinig vloeistof langs zo'n duig, dan wordt deze slecht gekoeld, dus te warm en wordt de trek in het door die duig begrensde rookgaskanaal 6 sterker, waardoor meer heet gas langs die 35 duig gezogen wordt en de duig dus nog heter wordt, enz.The greater transfer of heat to the liquid in the space 9 caused by the radiation ring 19 requires a more even distribution of the liquid flow 30 over the surface of the inner wall and in particular over the staves 5 of that wall. If too little liquid flows somewhere along such a clapboard, it is poorly cooled, so too hot and the draft in the flue gas duct 6 bounded by that clapboard becomes stronger, so that more hot gas is sucked past that clapboard and the clapboard is still gets hotter, etc.

Het gevolg hiervan is, dat er plaatselijk stoom in de vloeistofruimte 9 wordt gevormd, wat gevaarlijk is en het rendement van de ketel verlaagt. Dit verschijnsel wordt in 800 44 37 -5- de weergegeven ketel vermeden door een keerschot 22, dat even onder de bovenste aansluitstomp 18 in de vloeistof-ruimte 9 is aangebracht, aan het uit duigen 5 bestaande deel van de binnenwand is gelast en slechts radiaal tegenover de 5 aansluitstomp 18 een opening 23 voor het doorlaten van het grootste deel van de door de.vloeistofruimte heen stromende vloeistof vrijlaat. In het algemeen is de opening 23 voldoende voor het verkrijgen van de vereiste gelijkmatige verdeling van de vloeistofstroom in de warmteuitwisselaar.The result of this is that steam is locally generated in the liquid space 9, which is dangerous and reduces the efficiency of the boiler. This phenomenon is avoided in the boiler shown in 800 44 37 -5- by a baffle plate 22, which is arranged just below the upper connecting piece 18 in the liquid space 9, is welded to the part of the inner wall consisting of staves 5 and only radially opposite the connecting stub 18, an opening 23 for passage of the major part of the liquid flowing through the liquid space is released. Generally, the opening 23 is sufficient to obtain the required even distribution of the liquid flow in the heat exchanger.

10 Mocht die opening toch nog niet het verlangde resultaat geven, dan kunnen op één of meer andere plaatsen in het keerschot openingen worden aangebracht. Ook kan voor dat doel vaak worden volstaan met de in de tekening aangegeven zeer riauwe spleet 24.10 If that opening still does not give the desired result, openings can be made in one or more other places in the baffle plate. The very rough slit 24 shown in the drawing can often suffice for that purpose.

15 De duigen van de binnenwand van de warmte- uitwisselaar kunnen in plaats van een U-vormige een L-, T- of I-vormige of een nog anders gevormde dwarsdoorsnede met één of meer naar binnen gerichte ribben bezitten.The struts of the inner wall of the heat exchanger may have an L-shaped, T-shaped or I-shaped or an otherwise shaped cross-section with one or more inwardly facing ribs instead of a U-shaped one.

80044378004437

Claims

1. Central heating boiler with a combustion chamber, a burner located in the combustion chamber of the combustion chamber, a heat exchanger and a flue gas collection space with a discharge opening connectable to a chimney, which heat exchanger surrounds the combustion chamber and flue gas channels formed between the combustion chamber and the flue gas collection space and is provided of an inner wall, an outer wall connected to said wall in a liquid-tight manner at or near its ends, and a liquid space present between the walls, of which inner wall at least the part surrounding the flue gas ducts consists of staves, each of which has at least one have an internally oriented rib-forming transverse profile, characterized in that in the burner space between the burner and the boiler wall surrounding this space a plate is arranged transversely to the longitudinal direction of the boiler with a radiation reflecting surface facing the furnace.

2. Central heating boiler according to claim 1, characterized in that the radiation plate is covered on its underside by a layer of heat-insulating material or is made of such material and has a metallized radiation reflecting surface.

3. Central heating boiler according to claim 1 or 2, characterized in that the radiation plate has or leaves one or more openings for admitting combustion air to the seat of the fire.

Central heating boiler according to claim 1 or 2, characterized in that a gap surrounding the burner is permitted between the burner and the radiation plate for admitting combustion air.

Central heating boiler according to Claim 4, characterized in that a gap surrounding the plate surrounding the burner space and the radiation plate is provided with a gap surrounding the plate for admitting air.

Central heating boiler according to any one of the preceding claims, characterized in that the liquid space of the heat exchanger on opposite sides of the space 800 4437 -7 or substantially opposite each other, on the one hand on or close to it on the seat of the fire adjoining end, on the other hand at or near its other end, connectable to the external liquid cycle, §5 is located at a location near and on the side of the fire facing the furthest away from the seat of the fire - a baffle which, in addition to a adjacent to the side of the liquid space, where the other connection is located, place a part of the liquid space with the one connection separating or substantially separating a part of that space with the other connection. 8004437