NO128127B

NO128127B -

Info

Publication number: NO128127B
Application number: NO262070A
Authority: NO
Inventors: G Ospelt; W Kunkel
Original assignee: Hovalwerk Ag Ospelt
Priority date: 1969-07-04
Filing date: 1970-07-02
Publication date: 1973-10-01
Also published as: CH506032A; TR18488A; CA924592A; SE358726B; FR2054111A5; AT303314B; DE2028253A1; DE2028253C3; GB1263845A; DE7021548U; ES192539Y; NL7009487A; ES192539U; DE2028253B2

Description

Oppfinnelsen vedrører en varmekjel med et av en i det vesentlige sylindrisk kjelevannsmantel omgitt fyrrom for brenning-av flytende eller gassformede brennstoffer ved hjelp av en i fyrrommet munnende brenner. The invention relates to a boiler with a boiler room surrounded by an essentially cylindrical boiler water jacket for burning liquid or gaseous fuels by means of a burner opening into the boiler room.

Det er kjent kjelekonstruksjoner, hvor i prinsippet de forbrenningsgasser som forlater fyrromet, etter en eller flere gangers ombøyning av strømningsretningen 180° strømmer gjennom røkgasskanaler som er ført gjennom den kjelevannsmantel som omgir fyrrommet. Disse kompliserte og dyre kjelekonstruksjoner, som ofte krever en brenner med særlig sterk vifte, er for dyr for normale, mindre oppvarmings-anlegg, såsom f.eks. for eneboliger. Det er kjent andre varmekjeler i enklere konstruksjoner, ved hvilke forbrenningsgassene,.før de forlater fyrrommet gjennom en røkgassavsugningsstuss, bestiryker eller omspyler fyrrominnbygninger som fører kjelevann, for derved å avgi mest mulig varme til kjelevannet. Eksempelvis er det kjent å Boiler constructions are known, where, in principle, the combustion gases leaving the boiler room, after one or more bends of the flow direction by 180°, flow through flue gas channels which are led through the boiler water jacket that surrounds the boiler room. These complicated and expensive boiler constructions, which often require a burner with a particularly strong fan, are too expensive for normal, smaller heating systems, such as e.g. for detached houses. Other heating boilers are known in simpler designs, in which the combustion gases, before they leave the boiler room through a flue gas extraction nozzle, pressurize or flush boiler room internals that carry boiler water, thereby emitting as much heat as possible to the boiler water. For example, it is known to

benytte en koaksial og i en radiell avstand fra kjelevannsmantelen i fyrrommet anordnet rørvikling som .bestrykes utvendig og innvendig og i lukene mellom de enkelte vindinger av gassen. Dels er ved slike varmekjeler varmeovergangen fra forbrenningsgassene til kjelevannet, dvs. kjelevirkningsgraden, utilfredsstillende, dels har forbedringer for øking av varmeoppgaven ført til økede fremstillingsomkostninger og øket strømningsmotstand i varmekjelen. use a coaxial and arranged tube winding at a radial distance from the boiler water jacket in the boiler room which is coated externally and internally and in the hatches between the individual windings of the gas. Partly, with such boilers, the heat transfer from the combustion gases to the boiler water, i.e. the boiler efficiency, is unsatisfactory, partly improvements to increase the heating task have led to increased manufacturing costs and increased flow resistance in the boiler.

Foreliggende oppfinnelse har i betraktning av de behov og ønsker som foreligger og som man hittil ikke har kunnet oppfylle helt med de kjente varmekjeler, til hensikt å tilveiebringe en vårmekjel, som er så billig som mulig, som tiltross far"en enkel konstruksjon utnytter den ved brennerfyringen tilveieb.ragte, varme på en mest .mulig økonomisk og tilfredsstillende måte og herunder"unngår sterke ombøy-ninger av forbrenningsgassene og store strømningsmotstander, slik at varmekjelen kan drives med enkle og billige, handelsvanlige brennere. The present invention, in consideration of the needs and wishes that exist and which have so far not been able to be completely fulfilled with the known heating boilers, intends to provide a heating boiler which is as cheap as possible, which, despite its simple construction, utilizes it by the burner firing provided heat in the most economical and satisfactory way possible and, in addition, avoids strong deflections of the combustion gases and large flow resistances, so that the boiler can be operated with simple and cheap commercial burners.

Ifølge oppfinnelsen er det tilveiebragt en varmekjel av den innledningsvis nevnte type, ved kombinasjonen av følgende trekk: at brenneren på i og for seg kjent måte er anordnet på varmekjelens øvre endeside og munner ovenfra inn i fyrrommet, at det til den relativt brenneren motliggende ende av det i den øvre del av varmekjelen liggende fyrrom slutter seg minst en nedoverrettet, i den nedre del av varmekjelen beliggende ringkanal, hvori forbrenningsgassene går inn uten avbøyning og hvor forbrenningsgassene ledes til det ved den nedre ende av varmekjelen anordnede røkgassavtrekk, hvilken ringkanal utad begrenses av en vannførende forlengelse av kjelevannsmantelen og innad begrenses av en innbygningsvegg som på i og for seg kjent måte er forsynt med i varmekjelens akseretning avvekslende på hverandre følgende ring- eller skruelinjeformede innbuktninger .og fremspring, og at innbygningsveggén" omgir et rom som ved sin mot fyrrommet vendte ende er lukket med en tverrvegg og ved sin mot røk-gassavtrekket vendte ende er åpen. According to the invention, a boiler of the type mentioned at the outset is provided, by the combination of the following features: that the burner is arranged in a manner known per se on the upper end side of the boiler and opens from above into the boiler room, that the relatively opposite end of the burner of the boiler room located in the upper part of the boiler is joined by at least one ring duct directed downwards, located in the lower part of the boiler, into which the combustion gases enter without deflection and where the combustion gases are led to the flue gas outlet arranged at the lower end of the boiler, which ring duct is outwardly limited by a water-conducting extension of the boiler water jacket and is limited inwards by a built-in wall which, in a manner known per se, is provided in the axial direction of the heating boiler with alternating annular or helical indentations and protrusions, and that the built-in wall "surrounds a room which faces the boiler room The facing end is closed with a cross wall and at its side against smoke - the end facing the gas extractor is open.

På.tegningene ér det vist forskjellige utførelseseksempler av en varmekjel ifølge oppfinnelsen, og fig. 1 viser et første ut-førelseseksempel av eh varmekjel med en ringkanal.i lengdesnitt, fig. 2 viser en videreutvikling av varmekjelen i.fig. 1 i lengdesnitt, og fig. 3 og M viser et andre utførelseseksempel. The drawings show various examples of a boiler according to the invention, and fig. 1 shows a first design example of an eh boiler with a ring duct. in longitudinal section, fig. 2 shows a further development of the boiler in fig. 1 in longitudinal section, and fig. 3 and M show a second exemplary embodiment.

Fig. 1 viser en stående varmekjel, hvis sylindriske kjelevannsmantel 1 omgir et fyrrom 2, hvori en brenner 3 munner gjennom varmekjelens øvre endeside. Fra den til brenneren 3 motliggende ende av fyrrommet 2 strømmer forbrenningsgassene i varmekjelens akseretning gjennom en ringkanal 4, som fører til det ved den nedre ende av varmekjelen anordnede, som samlerom utformede røkgassavtrekk 5. Ringkanalen H dannes mellom de to koaksiale, sylindriske vegger 6 og 7. Ringkanalens ytre vegg 7 begrenser et vannrom 8 som er vannførende forbundet med kjelevannsmantelen 1. og i det viste utførelseseksempel utgjør en forlengelse av kjelevannsmantelen 1. Ringkanalens 4■indre vegg 6 er forsynt med ring- eller, skrueformede bølger og består av en enkel platetrommel, som frem-stilles på en forholdsmessig lett og enkel måte og kan ha en liten materialbesparende veggtykkelse. Den bølgede vegg 6 danner sammen med den rette vegg 7 en ringkanal, hvis lysåpning i varmekjelens akseretning oppviser avvekslende trange steder og hulromaktige utvidelser, hvorved det bevirkes at forbrenningsgassene ved en aksial gjennomstrømming av ringkanalen stadig avvekslende komprimeres og akselereres, henholdsvis avspennes og retarderes. På denne måten oppnår man en stor varmeovergang mellom forbrenningsgassene og kjelevannet, slik at man tiltross for den enkle og ukompliserte gass-føring mellom fyrrom og røkgassavtrekk oppnår at forbrenningsgassene i høy grad avgir sin varme til kjelevannet. Fig. 1 shows a standing heating boiler, whose cylindrical boiler water jacket 1 surrounds a boiler room 2, in which a burner 3 opens through the upper end side of the heating boiler. From the end of the boiler room 2 opposite to the burner 3, the combustion gases flow in the axial direction of the boiler through an annular channel 4, which leads to the flue gas exhaust 5 arranged at the lower end of the boiler, designed as a collection chamber. The annular channel H is formed between the two coaxial, cylindrical walls 6 and 7. The ring channel's outer wall 7 limits a water space 8 which is water-conductingly connected to the boiler water jacket 1. and in the embodiment shown constitutes an extension of the boiler water jacket 1. The ring channel 4's inner wall 6 is provided with ring- or screw-shaped waves and consists of a simple plate drum, which is produced in a relatively light and simple way and can have a small material-saving wall thickness. The wavy wall 6 together with the straight wall 7 forms an annular channel, whose light opening in the axial direction of the boiler exhibits alternating narrow places and cavity-like expansions, whereby it is caused that the combustion gases during an axial flow through the annular channel are constantly alternately compressed and accelerated, respectively relaxed and decelerated. In this way, a large heat transfer between the combustion gases and the boiler water is achieved, so that despite the simple and uncomplicated gas routing between the boiler room and flue gas exhaust, the combustion gases give off their heat to a high degree to the boiler water.

Det innenfor ringkanalens 4 indre vegg 6 liggende rom Within the ring canal 4 inner wall 6 lying space

9 er ifølge et videre trekk ved oppfinnelsen lukket med en tverrvegg 10 i sin mot fyrrommet vendte ende. Denne tverrvegg 10 sperrer ikke bare veien for forbrenningsgassene gjennom rommet 9»men danner dessuten sammen med veggen 6 et nedad, mot røkgassavtrekket åpent hulrom, som medfører den overraskende fordel at det virker som dempingskammer og absorberer trykksvingninger i forbrenningsgassene før forbrenningsgassene går ut av varmekjelen. Trykksvingningene i forbrenningsgassene kan eksempelvis forårsakes av brennerfyringen og kan føre til uønsket støy. 9 is, according to a further feature of the invention, closed with a transverse wall 10 at its end facing the boiler room. This transverse wall 10 not only blocks the way for the combustion gases through the space 9, but also forms, together with the wall 6, an open cavity downwards, towards the flue gas exhaust, which has the surprising advantage that it acts as a damping chamber and absorbs pressure fluctuations in the combustion gases before the combustion gases leave the boiler. The pressure fluctuations in the combustion gases can, for example, be caused by the burner firing and can lead to unwanted noise.

I fig. 2 begrenser også den indre, med bølger forsynte vegg 6 et vannrom 11, hvilket vannrom har vannførende forbindelse med kjelevannsmantelen 1. I dette tilfelle har veggens 6 bølgede utførelse den ytterligere fordel at den på grunn av bølgene har en stor deformeringsstivhet og muliggjør anvendelsen av tynnere, billigere kjeleplater. Selvfølgelig kan det på innsiden av vannrommet 11 anord-nes nok en ringkanal, som innvendig kan begrenses av én enkelt vegg i samsvar med veggen 6 i fig. 1 eller kan være begrenset av et vannrom i samsvar med vannrommet 11' i fig. 2. I så tilfelle dekker tverrveggen 10 selvfølgelig bare det av den indre begrensningsvegg i den andre ringkanal omsluttede rom. In fig. 2, the inner wall 6 provided with waves also limits a water space 11, which water space has a water-conducting connection with the boiler water jacket 1. In this case, the wavy design of the wall 6 has the further advantage that, due to the waves, it has a great deformation stiffness and enables the use of thinner , cheaper boiler plates. Of course, another ring channel can be arranged on the inside of the water space 11, which can be limited internally by a single wall in accordance with the wall 6 in fig. 1 or may be limited by a water space in accordance with the water space 11' in fig. 2. In that case, the transverse wall 10 of course only covers the space enclosed by the inner limiting wall in the second annular channel.

Ved den i fig. 3 og 4 viste utførel.sesform er ringkanalen 4 utad begrenset av en sylinderformet vegg 60 og er innad begrenset av flere på hverandrestilte sylinderformede ringer 70. Disse ringer 70 har en radielt utover fremspringende omløpende krave 80, slik at ringkanalen 4 på den måten får én lysåpning som i varmekjelens akseretning avvekslende oppviser trange steder og hulromaktige utvidelser, hvorved det bevirkes at forbrenningsgassene ved en aksial gjennom-strømning i ringkanalen stadig komprimeres og akselereres, respektivt avspennes og retarderes, slik at man oppnår en god varmeovergang mel-- lom forbrenningsgassene og kjelevannet. Ringene 70 består fordelaktig av støpegods, med de øverste ringene med hensyn til oppnåelsen av til-strekkelig hetemotstandsdyktighet, utført av spesialstøpegods, mens de nedre ringer kan bestå av normalt grått støpejern. Ringene utgjør et utmerket strålingslegeme, og takket være den korte avstanden til den vannkjølte sylinderformede vegg 60 avgir ringene meget varme ved hjelp av stråling. Utformingen av innerveggen i ringkanalen ved hjelp av de på hverandre lagte ringer medfører også den fordel at man innenfor et stort område kan variere ytelsen til varmekjelen, idet man stiller flere eller færre ringer på hverandre, og derved samtidig på en optimal måte kan tilpasse avgasstemperaturen til de krevede verdier. Ringene er langs en av sine kanter forsynt med en innvendig krave 90, som griper inn i den hosliggende neste ring, slik at ringene sentreres relativt hverandre. Ringene kan ved hjelp av ankerskruer 100 sammen-holdes til pakker av f.eks. fire ringer. Hensiktsmessig har ringene på utsiden neser 110, ved hjelp av hvilke hele ringstabelen kan sentreres relativt den sylinderformede vegg 60. Innerrommet til den fyrrommet begrensende øverste ring er lukket ved hjelp av en tverrvegg 120 av et ildfast keramisk materiale. Denne tverrvegg sperrer veien for forbrenningsgassene gjennom ringenes innerrom og danner dessuten et av ringene lukket hulrom, som er åpent nedover mot røkgassavtrekket og virker som dempingskammer, hvori trykksvinginger i forbrenningsgassene absorberes før forbrenningsgassene går ut av varmekjelen. I denne sammenheng har fremstillingen av ringene av støpegods den fordel at ringenes forholdsmessig ru, sandblåste overflate i en viss grad kan absorbere flammestøy. By the one in fig. In the embodiment shown in 3 and 4, the annular channel 4 is limited on the outside by a cylindrical wall 60 and is limited on the inside by several cylindrical rings 70 positioned on top of each other. These rings 70 have a radially outwardly projecting circumferential collar 80, so that the annular channel 4 thus gets one light opening which, in the axial direction of the heating boiler, alternately exhibits narrow places and cavity-like expansions, thereby causing the combustion gases to continuously compress and accelerate, respectively relax and decelerate, during an axial flow through the ring duct, so that a good heat transfer between the combustion gases and the boiler water is achieved . The rings 70 advantageously consist of cast iron, with the upper rings, with regard to achieving sufficient heat resistance, made of special cast iron, while the lower rings may consist of normal gray cast iron. The rings form an excellent radiating body, and thanks to the short distance to the water-cooled cylindrical wall 60, the rings give off a lot of heat by means of radiation. The design of the inner wall in the ring duct using the rings placed on top of each other also entails the advantage that within a large area the performance of the boiler can be varied, by placing more or fewer rings on top of each other, and thereby at the same time in an optimal way the exhaust gas temperature can be adapted to the required values. The rings are provided along one of their edges with an internal collar 90, which engages in the adjacent next ring, so that the rings are centered relative to each other. The rings can be held together by means of anchor screws 100 into packages of e.g. four rings. Appropriately, the rings on the outside have noses 110, by means of which the entire ring stack can be centered relative to the cylindrical wall 60. The inner space of the top ring limiting the boiler room is closed by means of a transverse wall 120 of a refractory ceramic material. This transverse wall blocks the way for the combustion gases through the inner space of the rings and also forms one of the rings' closed cavity, which is open downwards towards the flue gas outlet and acts as a damping chamber, in which pressure fluctuations in the combustion gases are absorbed before the combustion gases leave the boiler. In this context, the production of the rings from cast iron has the advantage that the relatively rough, sandblasted surface of the rings can absorb flame noise to a certain extent.

Claims

1. Boiler with a standing, essentially cylindrical boiler water jacket that surrounds a boiler room for burning liquid or gaseous fuels by means of a burner opening into the boiler room, characterized by the combination of the following features: that the burner is arranged in a manner known per se the boiler's upper end side and opens from above into the boiler room, that the end of the boiler room located in the upper part of the boiler, which is located in the upper part of the boiler, is connected to the end of the boiler room, located in the lower part of the boiler, by at least one ring duct, into which the combustion gases enter without deflection and where the combustion gases are led to the flue gas outlet arranged at the lower end of the boiler, which ring duct is limited on the outside by a water-carrying extension of the boiler water jacket and on the inside by a built-in wall which, in a manner known per se, is provided in the axial direction of the boiler with alternating successive ring- or helical indentations and protrusions, and that the built-in wall surrounds a room which is closed at its end facing the boiler room with a cross wall and is open at its end facing the flue gas outlet.

2. Boiler according to claim 1, characterized in that the built-in wall consists of several cylinder-shaped rings arranged on top of each other, preferably made of cast iron, and that the indentations and protrusions are formed by a projecting, circumferential collar arranged on each ring.