NL8004437A - Centrale verwarmingsketel. - Google Patents

Description

” λ ) Ε Ar/AS/AWB/7 * .

. i i ί ί "Centrale verwarmingsketel"

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.

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.

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 37

y 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.

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.

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.

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 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.

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.

’ 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.

30 In de vuurhaard 1 bevindt zich een gas- of olie- brander 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.

Het ketellichaam is aan tegenover of nagenoeg tegenover elkander gelegen zijden en wel enerzijds nabij het ondereinde, anderzijds ter plaatse van het verwijde 8004437

v’ 'V

-4- boveneinddeel van de vloeistofruimte 9 voorzien van aansluit-stompen 17, 18 voor aansluiting van de ketel aan het uitwendige vloeistofcircuit.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

8004437

Claims (6)

1. Centrale verwarmingsketel met een vuurhaard, een zich in de branderruimte van de vuurhaard bevindende brander, een warmteuitwisselaar en een rookgasverzamelruimte met een aan een schoorsteen aansluitbare afvoeropening, 5 welke warmteuitwisselaar de vuurhaard en tussen de vuurhaard en de rookgasverzamelruimte gevormde rookgaskanalen omgeeft en voorzien is 'van een binnenwand, een aan of nabij zijn einden met die wand vloeistofdicht verbonden buitenwand en een tussen de wanden aanwezige vloeistofruimte, van welke 10 binnenwand ten minste het deel, dat de rookgaskanalen omgeeft, uit duigen bestaat, die elk een ten minste êën naar binnen gerichte ribbe vormend dwarsprofiel bezitten, met het kenmerk, dat in de branderruimte tussen de brander en de deze ruimte omgevende ketelwand een dwars op de langs-15 richting van de ketel gerichte plaat mét een naar de vuurhaard gekeerd, straling terugkaatsend oppervlak is aangebracht.

2. Centrale verwarmingsketel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de stralingsplaat aan haar onderzijde is bedekt door een laag warmte-isolerend materiaal of van 20 zulk materiaal is en van een gemetalliseerd, straling terugkaatsend oppervlak is voorzien.

3. Centrale verwarmingsketel volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de stralingsplaat één of meer openingen voor het toelaten van verbrandingslucht aan de 25 vuurhaard vertoont of vrijlaat.

4. Centrale verwarmingsketel volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat tussen de brander en de stralingsplaat een de brander omringende spleet voor het toelaten van verbrandingslucht is vrijgelaten.

5. Centrale verwarmingsketel volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat tussen de de branderruimte omgevende ketelwand en de stralingsplaat een die plaat omringende spleet voor het toelaten van lucht is vrijgelaten.

6. Centrale verwarmingsketel volgens één der 35 voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de vloeistof-ruimte van de warmteuitwisselaar aan tegenover elkander 800 4437 -7- 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 aansluitbaar is §n op 5 een plaats nabij en aan de naar de vuurhaard gekeerde zijde van haar het verst van de vuurhaard af gelegen aansluiting - een 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 10 ene aansluiting van een deel van die ruimte met de andere aansluiting scheidt of nagenoeg scheidt. 8004437