NL8501958A - Verwarmingsketel voor vloeibare of gasvormige brandstoffen. - Google Patents

Description

- 1 -

Verwarmingsketel voor vloeibare of gasvormige brandstoffen.

De uitvinding heeft betrekking op een verwarmingsketel voor vloeibare of gasvormige brandstoffen volgens de kop van de hoofdconclusie.

Verwarmingsketels van de genoemde soort zijn alge-5 meen bekend en geven, afgezien van bijzondere konstruktie-varianten, het konstruktieprincipe van moderne verwarmingsketels, in het bijzonder voor kleinere vermogensgebieden, weer.

Om het vermogensgebied te vergroten, d.w.z. de 10 warmteoverdrachtvlakken dienovereenkomstig te vergroten, is het reeds bekend om in het huis van de ketel, d.w.z. in het door het huis lopende buizenstelsel aanvullende buizenregis-ters, resp. warmtewisselaars op te stellen en wel achter de verbrandingskamer (zie DOS 28 24 185 en Duits Octrooischrift 15 Nr.2.923.907), hetgeen echter gepaard gaat met aanmerkelijke konstruktiekosten, in het bijzonder in het geval van de ketel volgens Duits Octrooischrift Nr.2.923.907.Bij de ketel volgens DOS 28 24 185 is daarbij in ieder geval een aanzienlijke konstruktiekostprijs noodzakelijk, daar hierbij de eigenlijke 20 trek van verwarmingsgas door ringvormig om de verbrandingskamer geplaatste trekbuizen voor verwarmingsgas gevormd wordt, die met hun uiteinden door handarbeid afzonderlijk vastgesoldeerd moeten worden.

Dergelijke trekkanalen voor verwarmingsgas uit 25 buizen zijn ook bekend aan ketels, waarbij de buizen als een bundel van een veelvoud aan buizen zich uitstrekken boven een omkeerverbrandingskamer, uitgaand van een een voorste over-stromingskamer naar een verzamelkamer voor rookgas, om daarmee voor grotere vermogensgebieden een toereikend groot 30 warmteoverdrachtvlak te verschaffen.Met dergelijke ketels kunnen weliswaar vermogensgebieden van ong.60.000 tot 20.000 kcal/u worden bereikt, maar zoals gezegd is daarbij de kostprijs voor konstruktie en afwerking aanmerkelijk, in het bijzonder wergens het grote aantal vast te lassen en voor een 35 volledig automatisch vastlassen niet toegankelijke trekbuizen voor het verwarmingsgas.

De uitvinding heeft derhalve te doel verwarmingsketels van de in de aanhef genoemde soort zodanig te verbeteren £?S· 1« -- w ' 2* ή) £3 t- : b 3 Ό

» V

- 2 - dat met behoud van het in de aanhef genoemde moderne konstruk-tieprincipe, de automatisch-machinale afwerkingshandeling zonder meer toegankelijk is, dergelijke ketels ook voor grotere vermogensgebieden, derhalve vermogensgebieden in het 5 hierboven aangegevene kunnen worden vervaardigd, zonder dar daarbij teruggegrepen behoeft te worden op bekende het vermo-gengebied vergrotende maatregelen, derhalve opstelling van een veelvoud aan trekkanalen voor verwarmingsgas of opstel-ling van in te bouwen, dwars op de doorstroomrichting verΙοί 0 pende buizenregisters of warmtewisselaars.

Dit doel wordt bereikt met een verwarmingsketel van de in de aanhef genoemde soort volgens de uitvinding, door de in het kenmerk van de hoofdconclusie genoemde kenmerken. Gunstige uitwerkingen worden volgens de volgconclusies ver-15 kregen.

Door deze oplossing volgens de uitvinding wordt in principe het bouwprincipe van de verwarmingsketel, zoals dat tot het einde van de verbrandingskamer het geval is, ook voor de konstruktie van een nageschakelde verwarmingsvlak-20 kamer gebruikt, waarin eenvoudig de cilindrische wand wordt voortgezet, resp. overeenkomstig verlengd wordt en waaraan eveneens langsribben zijn vastgezet met de aanvullende maatregel om in de vrije ruimte tussen de langsribben een vul-lichaam aan te brengen.Alle afwerkingshandelingen voltrekken 25 zich derhalve met goed gevolg- ook voor de nageschakelde verwarmingsvlak-kamer aan cilindrische wanden, d.w.z. dat lassen zonder meer volautomatisch uitgevoerd kunnen worden. Het inbouwen van tot nu toe gebruikelijke buizenregisters of van op zichzelf een eenheid vormende warmtewisselaars of van 30 doosvormige, van zakken voorziene nageschakelde verwarmings-vlakken, vervalt.

Het trapsgewijze afstellen resp. aanpassen aan verschillende vermogensgebieden van verschillende typengrootten bij overigens in het veranderingsgebied van slechts ong.50 35 cm blijvende maatwijzigingen ten aanzien van lengte en diameter van essentiële ketelonderdelen geschiedt alleen maar doordat men de nageschakelde verwarmingsvlak-kamer in diameter verkleint en desgewenst in verscheidene afzonderlijke kamers opdeelt, d.w.z. dat het kleinste vermogensgebied van een der-4Q gelijke ketel dan aanwezig is, als slechts ëën nageschakelde & ύ ‘i 19 5 3 4 * - 3 - verwarmingsvlak-kamer met verkleinde diameter aanwezig is.Bij een tussentrap bevindt de nageschakelde verwarmingsvlak-kamer zich alleen maar aan het einde van de in diameter onveranderde gasgeleidingsruimte en de nageschakelde verwarmingsvlak-5 kamer wordt voor het opvolgende vermogensgebied opgesplitst in twee of meer afzonderlijke nageschakelde verwarmingsvlak-kamers, die echter allen eveneens uit cilindrische wanden gevormd zijn.

De uitvoering"van de verwarmingsketel volgens_de 10 uitvinding in het gebied van het nageschakelde verwarmings-vlak is er ook voorwaarde voor, dat het beproefde en gunstige principe van het ribbenbeleg in de vorm van van aangegoten ribben voorziene gietringen ook in het nageschakelde verwar-mingsvlakgebied kan worden toegepast, daar dergelijke giet-15 ringen met toepassing van hetzelfde afwerkprincipe zonder meer in dit gebied ingebouwd kunnen worden, waarvan de inbcuw hier als bijzonder bevoorkeurd en als gunstige uitbouw wordt beschouwd voorzover het hierbij gaat om het kondensaatkriti-sche gebied van de ketel.Afgezien daarvan kunnen voor de 20 wand- en ribbenontwikkeling van de nageschakelde verwarmings-vlak kamers ook andere konstruktieelementent, b.v. ribben-strangpersprofielen o.d. worden gebruikt.

In het geval van de plaatsing van êën of meer nageschakelde verwarmingsvlak kamers met verkleinde diameter, 25 die derhalve de plaatsing van een tussenwand tussen de gasgeleidingsruimte met grotere diameter, die de verbrandings-kamer bevat, en de nageschakelde verwarmingsvlak kamer noodzakelijk maakt, worden gunstig voor de konstruktie van de tussenwand bijzondere maatregelen ter bescherming tegen 30 korrosie genomen, hetgeen hieronder nader in verband met de getekende afbeelding van uitvoeringsvoorbeelden o.a. nog nader wordt toegelicht.

Er wordt schematisch weergegeven Fig.1 een langsdoorsnede door de verwarmingsketel volgens 35 de uitvinding;

Fig.2 een overeenkomstige langsdoorsnede door een enigszins gewijzigde uitvoeringsvorm;

Fig.3, 4 dwarsdoorsneden door verwarmingsketels in verschillende uitvoeringsvormen; 4Q Fig.5, 6 doorsneden door gunstige uitvoeringsvormen in het

£ ^ : b 0 O

• V

- 4 - gebied van de tussenwand en

Fig.7 een langsdoorsnede door de verwarmingsketel volgens

Fig.4.

Zoals uit Fig.1 te zien is, is de verwarmingsketel 5 tot aan het einde van de panvormige, naar de brander (niet weergegeven) toe open verbrandingskamerhuls 3'op gebruikelijke wijze uitgevoerd, d.w.z. de ketel bestaat uit een watergeleidend huis 9, waarin de gasgeleidingsruimte gevormd is door een door het huis 9 grijpende cilindrische wand l.In 10 de gasgeleidingsruimte zijn in de doorstroomrichting achter elkaar een overloopkamer 3", de panvormige verbrandingskamer 3 opgesteld, waarbij de verbrandingskamer 3 resp. de verbrandingskamerhuls 3' omringd is door aan de cilindrische wand 1 aangebrachte, de ringcilindrische verwarmingsgastrek in af 15 zonderlijke trekkanalen opdelende langsribben 5”, die in het weergegeven uitvoeringsvoorbeeld delen van ingezette giet-ringen zijn.De verder achter de verbrandingskamerhuls 3’ voorziene verzamelkamer voor rookgas is hierbij buiten de achterwand 9' van het huis 9 opgesteld en de vrijgekomen 20 ruimte benut als nageschakelde verwarmingsvlak kamer 4.Daarvoor is de cilindrische wand 1 van de gasgeleidingsruimte 2 achter de verbrandingskamer 3 bezet met langsribben 5, en in de cilindrische vrije ruimte tussen de langsribben 5 is een vullichaam 6 opgesteld.Om ook dit vullichaam 6 werkzaam te 25 maken bij de warmteoverdracht, is dat als hol lichaam uitgevoerd en voorzien van de terugloopaansluiting 8 voor het watergeleidende huis 9 en met een overloopaansluiting 10 voorzien watergeleidend huis 9.Op het omtrekoppervlak van vullichaam 6 zijn radiaal naar buiten gerichte langsribben 30 5' aangebracht, die doelmatig volgens hetzelfde principe in de vorm van de de ribben 5' voorziene gietringen, zoals weergegeven, aangebracht zijn.Ok de aan de cilindrische wand 1 aangebracht, radiaal naar binnen gerichte zijn doelmatig als radiaal naar binnen gerichte ribben van gietringen 12 35 ingevoerd, zodat ook voor dit nageschakelde verwarmingsvlak gebied hetzelfde afwerkprincipe als voor de ketel tot aan het einde van de verbrandingskamer kan worden aangehouden.

De eigenlijke, naar buiten verplaatste verbrandings kamer 15 is in dit geval met zijn aansluitband 14 eenvoudig 40 afgedicht in het einde van de ringcilindrische wand 1 ge- §5019^8 - 5 - / « plaatst.

In het uitvoeringsvoorbeeld volgens Fig.2 is de cilindrische, de nageschakelde verwarmingsvlak kamer 4 omsluitende wand 1' voorzien van een ten opzichte van de 5 daarvoor aanwezige gasgeleidingsruimte 2 verkleinde diameter en aangesloten aan een opening van overeenkomstige afmeting in een tussenwand 7.Afgezien daarvan is de verwarmingsketel volgens dit uitvoeringsvoorbeeld volgens hetzelfde principe als beschreven uitgevoerd.Daar het hierbij gaat om een ver-10 warmingsketel met kleiner vermogensgebied, is het niet absoluut noodzakelijk, het vullichaam 6, zoals beschreven in Fig.1, op te nemen in de verwarmingsketel keten.Van de af-voerzijde af en bij weggenomen verzamelkamer 15 voor rookgas gezien en beschouwd zonder de tussenwand 7, ziet de verwar-15 mingsketel er uit zoals in Fig.3

Het zelfde bouwprincipe wordt ook verkregen, als men de verwarmingsketel voor grotere vermogensgebieden wil uitbouwen.Hiervoor in in de zin van Fig.4, 7 de nageschakelde verwarmingsvlak kamer 4 opgedeeld in tenminste drie, aan 20 overeenkomstige openingen van de tussenwand 7' aangesloten afzonderlijke kamers 4’, die eveneens weer bezet zijn met naar binnen beribde gietringen met overeenkomstig ingezette vullichamen 6.De drie afzonderlijke kamers 4' zijn gelijkmatig verdeeld over het vlak van de tussenwand 7’ in drie-25 hoeksverband met twee onder en één in het midden daarboven opgestelde afzonderlijke kamers.Een meer naar beneden georiënteerde opstelling van de afzonderlijke kamers 4', zoals te zien uit Fig.7, kan daarbij zonder meer worden gebruikt, omdat die om redenen van opslagredenen met betrekking töt 30 het totaal aan vlakken van de verwarmingsketel gunstig is.Zo als reeds vermeld, is de bekleding in het bijzonder van de nageschakelde verwarmingsvlak kamer in de vorm van gietringen, zoals weergegeven, niet dwingend, en desbetreffend kunnen ook andere ribbenkonstrukties worden gebruikt, waarbij 35 echter de voorkeur wordt gegeven aan de ribbenbeleg in de vorm van gietringen, daar een dergelijke uitvoering ten aanzien van koorosiebestendigheid bijzonder gunstig gebleken is.

Daar bij de uitvoeringsvormen volgens Fig.2, 7 de 40 opstelling van een tussenwand 7, 7' dwingend noodzakelijk is, Λ J Λ ** ^ .¾ -3 ti i y" o -βίε het gunstig gebleken deze tussenwand 7, 7' aan de toe-stroomzijde te voorzien van een afschermwand 13, die tenminste in het gebied van de uitmonding van het ringcilindrische, in afzonderlijke trekkanalen opgedeelde trekkanaal 18 voor 5 het verwarmingsgas, voorzien is van de stroming geleidende welvingen 19, om een stromingsgunstige overvoering uit het ringcilindrische trekkanaal voor het verwarmingsgas van het voorste deel van de gasgeleidingsruimte in de tenminste ene nageschakelde verwarmingsvlak kamer 4, resp. de nageschakelde 10 verwarmingsvlak kamers 4', te bewerkstelligen, die toch in deze gevallen niet eenvoudig een voortzetting van het voorste ringcilindrische trekkanaal voor het verwarmingsgas vormen. Bovendien werkt een afschermwand, die natuurlijk van overeenkomstige aansluitopeningen voor de nageschakelde ver-15 warmingsvlak kamers voorzien is, als bescherming tegen de vorming van kondensaat in dit gebied.Deze afschermwand 13 kan als overeenkomstig geperst bliklichaam uitgevoerd zijn, bij voorkeur wordt deze echter als gietvormlichaam vervaardigd, dat in zijn aansluitingsgebied zodanig gevormd is, dat hij 20 aangesloten kan worden op een gunstige wijze aan de gietring rand, zoals b.v. weergegeven in Fig.5.

Het is echter in de zin van Fig.6 ook mogelijk een gietring in te zetten, die alleen maar de strominggeleidende welving 19 vertoont en deze vast te zetten met een van over-25 eenkomstige openingen voor de nageschakelde verwarmingsvlak kamers 4' voorziene metale plaat en met geschikte middelen nauwkeurig te verbinden met de tussenwand 71.

Voorzover de verzamelkamer 15 voor rookgas niet, zoals aangegeven in Fig.1, 2, aan het einde van de ringcilin-30 drische wand 1 ingrijpend is aangebracht, wordt wegens de genoemde redenen van bescherming tegen kondensaat volgens Fig.7 voor de verzamelkamer 15 voor het rookgas aan de ketel-zijde een speciale rookgasverzamelkamerbodem 16 met bijbehorende aansluitopeningen voor de nageschakelde verwarmingsvlak 35 kamers 4' verschaft, waarbij de openingsranden 17 in de afzonderlijke kamers 4' grijpen, zoals aangegeven in Fig.7. Ook deze rookgasverzamelkamer 16, die desgewenst weer uit blik of uit een gietlichaam gevormd kan zijn, is dan eenvoudig gasdicht op geschikte wijze op de rookgasverzamelkamer 40 JL5 geplaatst.

350195S

- 7 -

Ten aanzien van de vullichamen 6 kunnen deze b.v. van vuurvast keramisch vezelmateriaal en in hun geheel panvormig uitgevoerd zijn, waarbij natuurlijk de bodem van een dergelijk panvormig vullichaam naar de aanstroomrichting 5 gekeerd is.

8501958

Claims (11)

1. Verwarmingsketel voor vloeibare of gasvormige brand stoffen, bestaande uit een watergeleidend huis, waarin een gasgéleidingsruimte door een door het huis doorlopende cilindrische wand gevormd is en in de gasgeleidingsruimte in de doorstroomrichting achterelkaar een overloopkamer en een naar de brander toe open verbrandingskamer zijn opgesteld, 15 waarbij de verbrandingskamer met aan de cilindrische wand aangebrachte, het ringcilindrische, naar de afgasverzamel-kamer leidende trekkanaal voor verwarmingsgas omgeven is door in afzonderlijke trekkanalen verdelende langsribben, met het kenmerk, dat de cilindrische 2Q wand (1) in de gasgeleidingsruimte (2) achter de verbrandingskamer (3) onder vorming van een nageschakeld verwar-mingsvlak kamer (4) bezet is met langsribben (5) en in de cilindrische vrije ruimte tussen de langsribben (5) een vullichaam (6) opgesteld is. 25

2. Verwarmingsketel volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat de cilindrische, de nageschakelde verwarmingsvlak kamer (4) omgevende wand (1') voorzien is van een ten opzichte van de diameter van de daarvoor aan- 20 " wezi?e gasgeleidingsruimte (2) verkleinde diamater en aangesloten is op een opening van overeenkomstige afmeting in een tussenwand (7).

3. Verwarmingsketel volgens conclusie 2, m e t 22 het kenmerk, dat de nageschakelde verwarmingsvlak kamer (4) is verdeeld in tenminste drie op overeenkomstige openingen in de Tussenwand (7') aangesloten afzonderlijke kamers (4'). 4Q 4. Verwarmingsketel volgens conclusie 3, m e t het •r * 8501958 kenmerk , dat de nageschakelde verwarmingsvlak kamer (4). is opgesplitst in tenminste drie op overeenkomstige opneingen in de tussenwand (7') aangesloten afzonderlijke kamers (41). 5

4. Verwarmingsketel volgens conclusie 3,met het kenmerk , dat de drie afzonderlijke kamers (4') gelijkmatig over het vlak van de tussenwand (7') verdeeld, in drie-hoeksverband met twee onder en één in het midden daarboven 10 opgestelde afzonderlijke kamers zijn opgesteld.

5. Verwarmingsketel volgens conclusie l,met het kenmerk, dat het vullichaam (6) is uitgevoerd als hol lichaam en met de terugloopaansluiting (8) voor het water- 15 geleidende huis (9) en met een overloopaansluiting (10) naar het met de voorloopaansluiting (11) voorziene watergeleidende huis (9) voorzien is en dat op het omtrekvlak van het vullichaam (6) radiaal naar buiten gerichte langsribben (5') zijn opgesteld. 20

6. Verwarmingsketel volgens éën van de conclusies 1 tot 5,met het kenmerk, dat de nageschakelde verwarmingsvlak kamer (4, resp. 4') voorzien is van tenminste êên van langsribben voorziene gietring (12). 25

7. Verwarmingsketel volgens conclusie 5, met het kenmerk , dat het vullichaam (6) voorzien is van tenminste ëên de radiaal naar buiten gerichte langsribben (5f) vertonende gietring (12'). 30

8. Verwarmingsketel volgens éën van de conclusies 2 tot 4 en 6,met het kenmerk, dat de tussenwand (7, 7') aan de toestroomzijde voorzien is van een afscherm-wand (13). 35

9. Verwarmingsketel volgens conclusie 1 of 2, m e t het kenmerk, dat aan het einde aan de uitstroom-zijde van de cilindrische wand (1, 1') van de nageschakelde verwarmingsvlak kamer (4) , in deze een aansluitband (14) van 40 de rookgasverzamelkamer (15) is ingezet. 2? .rt 4 λ . /-

0. I h w -IB -

10. Verwarmingsketel volgens conclusie 3 of 4, m e t het kenmerk, dat aan het einde aan de uitstroom-zijde van de de afzonderlijke kamers (4') vormende cilindrische wanden (1') een rookgasverzamelkamerbodem (16) aan de 5 ketelzijde is aangezet met overeenkomstige openingen, waarvan de randen (17) in de afzonderlijke kamers (4') ingrijpend zijn aangebracht.

11. Verwarmingsketel volgens conclusie 8, m e t het 10 kenmerk, dat de afschermwand (13) tenminste in het gebied van de uitmonding van het ringcilindrische, in afzonderlijke trekkanalen opgedeelde trekkanaal voor het verwar-mingsgas (18). voorzien is van strominggeleidende welvingen (19). 15 % 8501958