NO783918L - Varmekjel. - Google Patents

Description

Varmekjel.

Foreliggende oppfinnelse vedrører en varmekjel

av den i krav l's innledning nevnte type.

Ved slike varmekjeler/som forefinnes både i rett-vinklede og i runde tverrsnittsformer, er det et krav at de skal kunne fremstilles på en hurtig og billig måte ved hjelp av mest mulig enkle platedeler, og under utnyttelse av mest mulig enkle presse- og sveiseprosesser, samtidig som yarmekjelene skal ha så små, plassbesparende og materialbesparende dimensjoner som mulig. Små dimensjoner fører imidlertid til den ulempe at de ved disse varmekjeler i brennkammeret fra den bakre, lukkede brennkammerende og til den fremre brennkammerende tilbakevendende forbrenningsgasser f ta oljefyringen bare har avkjølt seg lite og derfor med sterk øket temperatur går inn i den etterkoplede oppvarmingskanal. Dette fører til at oppvarmingskanalen utsettes for sterke termiske belastninger og at det på veggene i oppvarmingskanalen oppstår uønsket høye temperaturer samt at forbrenningsgassene ikke i oppvarmingskanalen kan avgi sin varme til kjeleyannet i ønsket grad og således går ut av varmekjelens røk-gass-samler med en uøkonomisk høy avgasstemperatur. Det er derfor forbundet med vanskeligheter å utforme en varmekjel av den innledningsvis nevnte type med plass- og materialbesparende dimensjoner samtidig som den på en mest mulig økonomisk og energi-kostnads.besparende måte skal utnytte brenselsvarmen, samtidig som varmekjelen også skal ha en mest mulig høy øvre kapasitetsgrense for sitt kapasi£étsområde. Trange og lange eller også med mange ribber forsynte strømningstverrsnitt i den etterkoplede oppvarmingskanal., for derved å øke varmeovergangen fra forbrenningsgassen til kjelevannet, fordyrer og kompliserer kjelefrem- stillingen og tilveiebringer store strømningsmotstander for forbrenningsgassene, hvilket vanskeliggjør anvendelsen av billige oljebrennere med lave viftetrykk. Videre har varmekjeler av den innledningsvis nevnte type den ulempe at ved en dårlig brenner-innstilling og ved for korte brennerør vil det kunne inntre en kortslutning av forbrenningsgass-strømmen direkte fra brennkammerets åpne fremre ende og opp og inn i den etterkoplede oppvarmingskanal fremre ende.Dette fører til en forringelse av brenselsvarmeutnyttelsen og kjelevirkningsgraden samt til en enda sterkere termisk belastning av oppvarmingskanalen. Den termiske belastning kan i de av de sterk opphetede forbrenningsgasser mest påkjente strømningstverrsnitt i en eksempelvis av en rør-bunt bestående oppvarmingskanal gå opp i over 900°C, som man er-faringsmessig betrakter som en farlig temperaturgrense. Av denne grunn har man ved de kjente varmekjeler av denne type benyttet brennerørfbrlengelser eller foreskrevet slike,, hvilket imidlertid fordyrer overtrykk-oljebrennerne.

Foreliggende oppfinnelse tar sikte på å forbedre varmekjeler av den innledningsvis nevnte type på en slik måte at man med enkle og billige midler kan unngå eller i vesentlig grad reduserer de nevnte ulemper, og dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved at varmekjelen utformes med de trekk som går frem av karakteristikken i krav 1.

På denne måten tilveiebringes det i brennkammeret et såkalt andre løp i varmekjelen, hvormed som følge av øket konveksjon og også som følge av stråling brennkammerbelastnings-evnen kan økes betydelig. Som følge herav vil også den.øvre kapasitetsgrense til varmekjelens kapasitetsområde løftes be-traktelig uten at det er nødvendig å øke brennkammeret og dimen-sjonene til varmekjelen. Strømningsmotstanden i varmekjelen vil bare øke innenfor tolererbare grenser. Innleggsplaten hindrer en kortslutningsstrømning fra brennermunningen henholdsvis fra den fremre åpne brennkammerende og direkte til den etterkoplede opp-, varmingskanals fremre ende og tvinger forbrenningsgassene til å strømme gjennom brennkajpmeret, som da danner et første løp i varmekjelen,.og bak til den bakre lukkede brennkammerende. På denne måten tvinges således forbrenningsgassene til å strømme gjennom det ved hjelp av innleggsplaten fra brennkammerets innerrom avdelte andre løp før forbrenningsgassene går gjennom den etterkoplede oppvarmingskanal, som da danner et tredje løp i varmekjelen. Ved gjennomstrømningen i det andre løp vil forbrenningsgassene avgi en del av sin varme til kjelévannet, slik at de sammenliknet med en varmekjel uten innleggsplaten vil gå inn i oppvarmingskanalen med en vesentlig redusert innløpe-temperatur. Ved hjelp av innleggsplaten kan man derfor på en sikker og enkel måte hindre en termisk overbelastning av oppvarmingskanalen og en overskridelse av den farlige temperaturgrense. Dessuten vil innleggsplaten henholdsvis det ved hjelp av innleggsplaten fra brennkammerets innerrom avdelte andre løp bevirke en jevnere fordeling av de til den fremre brennkammerende tilbakestrømmende forbrenningsgasser over den horisontale bredde-utstrekningen til den fremre enden av den etterkoplede oppvarmingskanal, slik at man dermed oppnår en utjevning av temperaturfordelingen i hele strømningstverrsnittet til oppvarmingskanalen. Videre oppnår man ved bruk av innleggsplaten,den fordel at man ikke lenger trenger noen brenner med forlenget brennerrør for å hindre en kortslutning av flammene henholdsvis forbrenningsgassene direkte fra brennermunningen og inn i oppvarmingskanalen.

På tegningene er det vist to utførelseseksempler

av den nye varmekjelen.

I fig. 1 og 2 er det vist en varmekjel hvis brennkammer og ytre kjelelegeme har et i hovedsaken rettvinklet tverrsnitt. Varmekjelen har et Horisontalt kammer 1 som er lukket ved sin bakre ende ved hjelp av en bakvegg 2. Brennkammeret 1 er om-gitt av kjelens ytterlegeme eller hus 3 som også omgir et kjelevannrom 4. Ved sin fremre åpne ende er huset 3 lukket med en dør 5. I døren er det en brenneråpning 6 for en inn i brennkammeret 1 munnende brenner. Over brennkammeret, d.v.s. i kjelevannrommet mellom oversiden av brennkammeret 1 og oversiden av huset 3 er det anordnet en oppvarmingskanal 7 som med sin fremre ende er tilknyttet til brennkammerets 1 fremre, åpne ende, og ved sin bakre ende er tilknyttet en røkgass-samler 8 bakerst i huset 3.

I stedet for den ofte anvendte rårørbunt, som består av flere enkeltrør, dannes oppvarmingskanalen i dette utførelseseksempel av et i tverrsnitt rettvinklet hullegeme, hvis horisontale bredde i det vesentlige svarer til den horisontale breddeutstrekning av brennkammeret 1, og som i tverrsnitt er satt sammen av kamaktige halvdeler. For å hindre en kortslutningsstrømning av forbrennings gassene direkte fra brennermunningen henholdsvis fra den fremre brennkammerende langs innsiden av døren 6 og inn i den fremre ende av kanalen 7, og for å danne et fra innerrommet i brennkammeret avdelt andre løp i varmekjelen, gjennom hvilket andre løp forbrenningsgassene må strømme fra brennkammerets bakre ende og fremover før de går inn i kanalen 7 som danner et tredje løp i varmekjelen, er det i brennkammeret 1 anordnet en horisontal, ildfast innleggsplate 9. Denne innleggsplate 9 er anordnet i en avstand under brennkammerveggen 10 som avgrenser brennkammeret i retning oppover. Sideveis grenser innleggsplaten 9 til brennkammerets sidevegger 11. Foran grenser innleggsplaten 9 til døren 5, og bak har innleggsplaten en avstand fra brennkammerets bakre vegg 2. Forbrenningsgassene må altså i brennkammeret 1 først strømme til dettes bakre ende og kan så først gå gjennom det ved hjelp av innleggsplaten dannede andre løp i retning forover. I dette andre løp vil forbrenningsgassene ved hjelp av konveksjon og stråling av i varme til kjelevannet og forbrenningsgassene vil derfor gå inn i kanalen 7 med en innløpstemperatur som er betydelig lavere enn dersom innleggsplaten 9 ikke var tilstede. På sin veg bakover i brennkammeret vil forbrenningsgassene i vesentlig grad strømme sentralt i brennkammeret. Uten innleggsplaten 9 ville en stor del av forbrenningsgassen kunne strømme tilbake langs sideveggene i brénnkammeret og gå inn i de på siden anordnede tverrsnittsområdér av oppvarmingskanalen, hvor man således ville få høyere temperaturer enn i det midtre tverrsnittsområde av oppvarmingskanalen. Som følge av den spesielle føring av forbrenningsgassene som tilveiebringes ved hjelp<i>av innleggsplaten får man en'utjevning av strømmen gjennom oppvarmingskanalen og av temperaturfordelingen i oppvarmingskanalen.

Fig. 3 og 4 viser i lengde og tverrsnitt et annet ut-førelseseksempel av en varmekjele ifølge oppfinnelsen, hvor brennkammeret 20 og huset 21 har rundt tverrsnitt. I kjelevann-romraet 22, mellom oversiden av brennkammeret 20 og oversiden av huset 21 er det som oppvarmingskanal anordnet en bunt bestående av flere enkeltrør 23. Analogt med utførelseseksemplet i fig. 1 og 2 er det i brennkammeret 20 i en avstand under den øvre brenn-kammervegg anordnet en horisontal, ildfast innleggsplate 2 4 som grenser sideveis til brennkammerets sideområder og foran grenser til kjeledøren 25. Bak har innleggsplaten en avstand fra den bakre vegg 26 i brennkammeret. Som følge av brennkammerets runde form er innleggsplaten 24 gitt en krum form, som det går frem av fig. 4, slik at det av innleggsplaten dannede andre løp i varmekjelen, som strekker seg omtrent over den øvre halvdel av brenn-kammeromkretsen, har en i hovedsaken halvsylindrisk form, hvor-ved det under innleggsplaten forhåndenværende brennkammerrom bi-beholder en i det vesentlige sylindrisk form.

Claims (2)

1. Varmekjel med et horisontalt og i sin bakre ende lukket brennkammer, med et brennkammeret omgivende og et kjelevannrom omsluttende kjelehus som ved sin fremre åpne ende er lukket med en kjeledør som innbefatter en brenneråpning for en i brennkammeret munnende brenner, og med en i kjelevannrommet mellom oversiden av brennkammeret og oversiden av kjelehuset anordnet oppvarmingskanal som ved sin fremre ende er tilknyttet brennkammerets fremre ende og ved sin bakre ende er tilknyttet en røkgass-samler i den bakre enden av kjelehuset, karakterisert ved at det i en avstand under den brennkammeret (1) oventil begrensende del (10) av brennkammerveggen er anordnet en horisontal, ildfast innleggsplate (9) som sideveis grenser til de deler (11) av brennkammerveggen som begrenser brennkammeret sideveis, foran grenser til kjéledørén (5) og bak har en avstand fra brennkammerets bakre vegg (2).

2. Varmekjele ifølge krav 1 og med et i tverrsnitt i det vesentlige rundt brennkammer som er anordnet i det nedre området av et kjelevannrom som omsluttes av et i tverrsnitt rundt eller ovalt kjelehus, karakterisert ved at den i brennkammeret (20) anordnede innleggsplate (24) er tunnelformet krummet i retning oppover mellom sine sideveis tilgrensninger til sidedelene i brennkammerveggen og strekker seg omtrent over den øvre halvdel av brennkammerveggen.