PL83611B1 - - Google Patents

Description

Uprawniony z patentu: Gustav Ospelt Hovalwerk AG, Vaduz (Lichten- stein) Kociol grzejny do paleniska palnikowego Przedmiotem wynalazku jest kociol grzejny do paleniska palnikowego zasadniczo z poziomym pla¬ szczem wodnym kotla, obejmujacym komore spa¬ lania, w której przednia czesc, zamykana przez po¬ krywe jest wpuszczony palnik, a tylna jej czesc jest zamknieta przez przewodzaca wode sciane czolo¬ wa plaszcza wodnego kotla, przy czym spaliny prze¬ plywaja do kanalów spalinowych w przedniej czesci komory spalania, które to kanaly przebie¬ gaja wzdluz komory spalania do wylotu spalin, znajdujacego sie w tylnej czesci komory spalania kotla grzejnego.Znane i stosowane konstrukcje kotlów grzejnych charakteryzuja sie okragla w przekroju komora^ wodna lub plaszczem wodnym kotla, w którego dolnej czesci znajduje sie pozioma komora spala¬ nia, której górna polowa objetosci jest calkowicie lub czesciowo otoczona kanalami spalinowymi, któ¬ re przechodza przez czesc plaszcza wodnego kotla, lezaca nad komora spalania, w kierunku podluz¬ nym komory spalania.Spaliny, zmieniajace kierunek przy zamknietej czesci komory spalania, przeplywaja przez komore spalania z powrotem w kierunku otwartej czesci komory spalania, gdzie zostaja skierowane przez komore przeplywowa, znajdujaca sie przed otwar¬ ta czescia komory spalania, która jest zamknieta pokrywa z zamontowanym palnikiem, do rurowych kanalów spalinowych otoczonych woda kotlowa i spelniajacych funkcje dodatkowej powierzchni 10 15 20 ogrzewalnej. Z uwagi na uzyskiwane przez takie prowadzenie spalin wysokich sprawnosci kotlów, wymienione na wstepie kotly grzejne okreslane sa w praktyce jako kotly o duzej wydajnosci.Kotly o duzej wydajnosci, w przypadku ich mon¬ tazu w istniejacym budynku oraz, gdy przy tym zachodzi potrzeba ich transportowania przez nor¬ malne drzwi lub tez klatki schodowe, przysparzaja znacznych trudnosci, niekiedy nieprzezwyciezal- nych, z uwagi na ich konstrukcyjnie uwarunkowa¬ na szerokosc.Znane kotly o duzej wydajnosci sa takze nieko¬ rzystne z uwagi na ich cene. Do pokrywy zamyka¬ jacej komore przeplywowa docieraja przeplywa¬ jace przez kanaly spalinowe spaliny jeszcze o bar¬ dzo wysokiej temperaturze okolo 900—1000°C, co wymaga bardzo grubej izolacji pokrywy, tak wiec pokrywa, zwlaszcza przy kotlach o wiekszej wy¬ dajnosci, jest bardzo droga a takze bardzo ciezka.Wprawdzie scianki komory spalania moga byc wy¬ konane ze zwyklej nieobrabianej, to znaczy po¬ wierzchniowo nieprofilowanej blachy kotlowej, jed¬ nakze w celu uzyskania ekonomicznej wydajnosci kotla wymaga sie, aby dodatkowe powierzchnie ogrzewcze, tworzone przez kanaly spalinowe, stano¬ wily okolo polowy lub wiecej lacznej powierzchni ogrzewczej kotla i aby byly wykonane z obrabianej blachy kotlowej z powierzchniowym profilowa¬ niem, która jest znacznie drozsza od nieobrabia¬ nej, gladkiej blachy kotlowej. Celem wynalazku 83 611s 83 611 3 4 jest unikniecie powyzej opisanych niedogodnosci.Zadaniem wynalazku jest stworzenie takiego ko¬ tla o wysokiej wydajnosci, który rozwiaze opisany problem transportowy, za pomoca prostych przed¬ siewziec i srodków konstrukcyjnych poprawi roz¬ prowadzenie spalin oraz wykorzystanie ciepla, a takze moze byc wykonany przy niewielkim na¬ kladzie kosztów materialowych przy jednoczesnym obnizeniu ciezaru. Zadanie to wedlug wynalazku zostalo rozwiazane w kotle grzejnym do paleniska palnikowego zasadniczo z poziomym plaszczem wodnym kotla obejmujacym komore spalania, w której przednia czesc, zamykana przez pokrywe jest wpuszczony palnik a tylna jej czesc jest zamk¬ nieta przez przewodzaca wode sciane czolowa pla¬ szcza wodnegoTkotla, przy czym spaliny przeplywa¬ ja do kanalów spalinowych w przedniej czesci ko¬ mory spalania, które to kanaly przebiegaja wzdluz komory spalania do wylotu spalin, znajdujacego sie w tylnej czesci komory spalania kotla grzej¬ nego.Istota wynalazku jest w górnej strefie komory spalania kotla zasadniczo poziomy w formie beb¬ na wbudowany plaszcz wodny, którego tylna czesc jest polaczona z tylna sciana czolowa plaszcza wodnego kotla przewodzaca wode na zasadzie na¬ czyn polaczonych, przez który to plaszcz wzdluz komory spalania przechodza rury spalinowe, które sa polaczone w tylnej czesci wbudowanego plasz¬ cza wodnego z wylotem spalin i którego górna czesc objetosci tworzy z plaszczem wodnym kotla lukowa w przekroju komore posrednia, przez któ* ra otwarte w przedniej czesci wbudowanego pla¬ szcza wodnego rury spalinowe lacza sie z dolna strefa komory spalania, graniczaca ze spodem wbu¬ dowanego plaszcza wodnego, w której strefie w kierunku podluznym komory spalania ma ujscie palnik.Kociol wedlug wynalazku jest przedstawiony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia kociol grzejny w przekroju podluz¬ nym; fig. 2 — kociol grzejny w przekroju poprze¬ cznym wedlug linii II—II na fig. 1; fig. 3 — ko¬ ciol grzejny w przekroju poprzecznym z inna od¬ miana kanalów spalinowych; fig. 4 — odmiane kotla grzejnego w pionowym przekroju podluznym; fig. 5 — odmiane kotla grzewczego w przekroju poprzecznym wedlug linii V—V na fig. 4.Kociol grzejny posiada poziomy kloszowy plaszcz wodny, a w górnej strefie komory spalania zam¬ knietej przez plaszcz wodny kotla, osobny, zasad¬ niczo poziomy w formie bebna wbudowany plaszcz wodny, który moze posiadac dowolny przekrój po¬ przeczny. Na figurach 1 do 3 wbudowany w formie bebna plaszcz wodny 2 posiada ksztalt cylindrycz¬ ny a plaszcz wodny 1 kotla otacza owalnie w przy¬ blizeniu komore spalania 9, której duza srednica przebiega pionowo i w której górnej polowie jest umieszczony w formie bebna plaszcz wodny 2.Bebnowy plaszcz wodny 2 jest polaczony na zasa¬ dzie naczyn polaczonych z tylna, chlodzona woda, czolowa sciana 3 plaszcza wodnego 1 kotla, przy której znajduje sie wylot spalin 4 i odplyw 5 kotla grzejnego.Przednia czesc bebnowego plaszcza wodnego 2 dzieli odstep od pokrywy 7, w której umieszczony jest palnik 6 i która jest zdejmowana lub odchy¬ lana podobnie jak drzwi. Przez komore wodna bebnowego plaszcza wodnego 2 przechodza w kie¬ runku osiowym rury spalinowe 8, które w przed¬ niej czesci walczaka sa otwarte, a w tylnej czesci walczaka prowadza do wylotu spalin 4. Rury 8 moga posiadac ksztalt cylindryczny lub wedlug fig. 3 moga byc przewodami plaskimi 16 i jest celo¬ wym aby byly odpowiednio powierzchniowo pro¬ filowane, co sprzyja lepszej wymianie ciepla.W dolnej polowie komory spalania 9 znajduje sie wlasciwa przestrzen spalania bedaca pod dzia¬ laniem palnika posiadajacego ujscie w kierunku podluznym komory spalania.Istotna zaleta kotla grzejnego wedlug wynalazku polega na tym, ze w odróznieniu od wymienionych na wstepie znanych kotlów o duzej wydajnosci, w wyniku opisanej wyzej konstrukcji, jest on pra¬ widlowym kotlem trój ciagowym, przy czym pierw¬ szy ciag grzejny stanowi dolna strefa komory spa¬ lania 9 która tworzy wlasciwa przestrzen spala¬ nia. Spaliny nie sa tu przy zamknietym koncu ko¬ mory spalania, wewnatrz wlasciwej przestrzeni spalania, zawracane w strone otwartej czesci komo¬ ry spalania, aby stamtad przedostac sie bezposred¬ nio do kanalów spalinowych, lecz plomienie lub spaliny w kotle grzejnym wedlug wynalazku, oply¬ waja w drugim ciagu grzejnym wokól wbudowa¬ nego bebnowego plaszcza wodnego 2 z dolu do góry i od tylu do przodu.Przy tym przestrzen 10, utworzona pomiedzy gór¬ na czescia obwodu wbudowanego bebnowego pla¬ szcza wodnego 2 i plaszczem wodnego 1 kotla, mo¬ ze jeszcze ewentualnie byc tak uksztaltowana, aby posiadala zwezajacy sie w swietle przekrój od jej bocznych stref w kierunku jej najwyzszej strefy.Dopiero po oplynieciu wbudowanego plaszcza wod¬ nego strumien spalin dostaje sie do komory, zwrot¬ nej 13 na przedniej czolowej stronie wbudowane¬ go plaszcza wodnego, z którego spaliny przechodza do wieloprzelotowych rur grzejnych 8, jako do trze¬ ciego ciagu i na drodze przeplywu do wylotu spa¬ lin 4 oddaja Reszte ciepla wodzie kotlowej.Kociol grzejny wedlug wynalazku posiada jesz¬ cze te zalete, ze spaliny przed wejsciem do zwiek¬ szajacych powierzchnie ogrzewalna wieloprzewo- dowych rur grzejnych oplynely wbudowany plaszcz wodny po zewnetrznej jego stronie i z uwagi na to ich temperatura po dotarciu do pokrywy komory spalania jest okolo 150 do 200°C nizsza, anizeli w na wstepie opisanych znanych kotlach o duzej wy¬ dajnosci, wskutek czego izolacja pokrywy w gór¬ nej strefie komory spalania moze byc znacznie cien¬ sza i w konsekwencji wykonanie pokrywy jest latwiejsze i tansze.Dalsza zaleta, wynikajac z istnienia drugiego ciagu grzejnego, polega na tym, ze znacznie wiek¬ sza powierzchnia ogrzewalna kotla grzejnego, mia¬ nowicie powierzchnie ogrzewalne pierwszego i dru¬ giego ciagu grzejnego, moze byc wykonana ze zwy¬ klej blachy kotlowej, a wiec taniej, anizeli w zna¬ nych kotlach o duzej wydajnosci. Okazalo sie, ze w kotlach grzejnych wedlug wynalazku przypada¬ jacy na zwiekszajace powierzchnie ogrzewalna 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6083 611 6 rury 8 udzial powierzchni grzejnej obrabianej wy¬ nosi okolo 30°/o lacznej powierzchni ogrzewalnej kotla, podczas gdy w znanych kotlach o duzej wy¬ dajnosci udzial obrobionych blach kotlowych wy¬ nosi okolo 60% ogólnej powierzchni ogrzewalnej.To oznacza, ze kociol grzejny wedlug wynalazku przy podobnie duzej wydajnosci moze byc wyko¬ nany nizszym nakladem kosztów. 2 konstrukcji wysokosprawnego kotla grzejnego wedlug wynalaz¬ ku wynika takze korzystniejszy stosunek powierz¬ chni promieniujacej do powierzchni konwekcyj¬ nej, a wiec wieksza wymiana ciepla spalania na drodze promieniowania do wody kotlowej.Korzystnie jest, jezeli walczak 2 jest w ten spo¬ sób umieszczony i uksztaltowany, ze jego przednia czesc znajduje sie wyzej od tylnej, tworzac na¬ chylenie i w najwyzszym punkcie przedniej czesci posiada rurowe polaczenie 11 z plaszczem wodnym 1 kotla. Osiaga sie prze% to szczególnie dobre prze¬ plukiwanie walczaka woda kotlowa, w wyniku cze¬ go nastepuje dobra wymiana ciepla pomiedzy ru¬ rami spalinowymi 8 i woda kotlowa, a poza tym nie wystepuje zjawisko parowania. Korzystnie jest ponadto przy tej konstrukcji kotla grzejnego umie¬ scic króciec doplywu 12 na wierzcholku plaszcza wodnego 1 kotla bezposrednio nad polaczeniem rurowym 11. Wywiera to szczególnie korzystny wplyw na obieg wody kotlowej w calym kotle grzejnym.W dalszy korzystny sposób komora zwrotna 13 pomiedzy przednia czescia bebnowego plaszcza wodnego 2 i pokrywa 7 jest oddzielona pozioma scianka zamykajaca 14 od znajdujacej sie ponizej dolnej strefy komory spalania. Zapobiega sie prze¬ to bezposredniemu przeplywowi gazu od glowicy palnika 6 do przelotowych spalinowych rur 8 sta¬ nowiacych dodatkowa powierzchnie ogrzewalna.Scianka zamykajaca 14, co wynika z fig. 1 i 2, jest wygieta odpowiednio od ksztaltu przekroju dolnej czesci walczakowego wbudowanego plaszcza wodnego. Scianka dzielaca 14 moze obejmowac dolna polowe obwodu bebnowego plaszcza wodne¬ go 2, przewaznie tylko 120° dolnej polowy obwodu.Ponadto w obydwóch bocznych strefach komory posredniej 10, znajdujacej sie miedzy bebnowym plaszczem wodnym 2 i plaszczem wodnym kotla 1 moga byc umieszczone poziome scianki kierujace 15, laczace sie ze sciana zamykajaca 14, które pozosta¬ wiaja wolne polaczenie miedzy dolna i górna cze¬ scia komory posredniej 10 w kierunku tylnego kon¬ ca plaszcza wodnego kotla, tak ze spalinom w czasie przeplywu przez drugi ciag grzejny pomie¬ dzy wlasciwa przestrzenia spalania a dodatkowa powierzchnia ogrzewalna zostaje narzucona dluga droga. Przedstawiony w przykladzie wykonania na fig. 1 do 3 ksztalt o przekroju owalnym jest szczególnie przydatny przy wielkich wydajnosciach, przykladowo przy ponad 200 000 jednostek ciepl¬ nych na godzine i mimo tak duzej wydajnosci kotla umozliwia uzyskanie tak malej szerokosci kotla grzejnego, który moze byc przetransportowa¬ ny przez normalne drzwi i klatki schodowe do ist¬ niejacych budynków.W przykladzie wykonania na fig. 4 i 5 wyeli¬ minowano wymagane przy owalnym ksztalcie prze¬ kroju wzmocnienie prostych plaszczyzn przez ze- spórki lub temu podobne. Plaszcz wodny kotla 101 posiada przekrój walcowo-kolisty, nie wymagajacy wzmocnien zewnetrznej i wewnetrznej sciany pla- 5 szcza wodnego kotla, to tez jego wykonanie jest tansze.W górnej strefie okraglej komory spalania 109 umieszczony jest walczakowy do wbudowania pla¬ szcz wodny 102 o przekroju podkowy otwartej w 10 dól.Takze ten ksztalt przekroju wbudowanego pla¬ szcza wodnego sklada sie z kulistych, wzglednie pólkolistych elementów i stad tez wymaga wzmoc¬ nienia. is Na przedniej czesci wbudowanego plaszcza wod¬ nego 102 umieszczona jest scianka zamykajaca 114, zaznaczona linia punktowa, która jest odpowied¬ nio do dolnej czesci wbudowanego plaszcza wod¬ nego wysklepiona w góre. W zwiazku z walcowym 20 przekrojem plaszcza wodnego kotla 101, zblizony do podkowy ksztalt przekroju poprzecznego wbudo¬ wanego plaszcza wodnego 102 posiada ta zalete, ze pod wklesla dolna strone wbudowanego plasz¬ cza wodnego powstaje dostatecznie duza wlasciwa 25 przestrzen spalania w dolnej strefie komory spa¬ lania 109, w której ujscie znajduje palnik. Przed¬ stawiona na fig. 4 i 5 okragla konstrukcja, która takze umozliwia uzyskanie bardzo wysokiej wy¬ dajnosci kotla jest, przydatna do zakresu wydajno- 30 sci okolo 200.000 jednostek cieplnych na godzine* nie powodujac zwiekszenia srednicy kotla ponad szerokosc normalnych drzwi.W walcowych rurach spalinowych 8 wedlug fig. 2 jako powierzchniowe profilowanie moga byc za- 35 stosowane latwo wykonalne zebra, które wtlacza sie w scianke rury z wypustem do srodka i które przebiegaja zasadniczo zgodnie z obwodem rury.Korzystnie jest, jezeli zebra sa rozmieszczone w odstepach malejacych w kierunku przeplywu spa- 40 lin. Powoduje to utrzymanie pozadanej turbulencji spalin w wypadku spadku predkosci przeplywu, ochladzanych palin przez rury.Pozioma scianka zamykajaca 14 lub 114 moze byc takze umieszczona w górnej czesci pokrywy* 45 która zamyka komore zwrotna 13. Przy owalnej konstrukcji wedlug fig. 1 do 3 te górna czesc moze- stanowic ewentualnie takze oddzielna czesc po¬ krywy. Przy tym scianka zamykajaca moze byc równoczesnie takze wykonana jako element cera- 50 miczny w postaci progu wymurówki pokrywy lub izolacji pokrywy. PL PL

Claims (10)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Kociol grzejny do paleniska palnikowego za- _. sadniczo z poziomym plaszczem wodnym kotla* obejmujacym komore spalania, w której przednia czesc, zamykana przez pokrywe jest wpuszczony palnik, a tylna jej czesc jest zamknieta przez przewodzaca wode sciane czolowa plaszcza wod- 6() nego kotla, przy czym spaliny przeplywaja do ka¬ nalów spalinowych w przedniej czesci komory spalania, które to kanaly przebiegaja wzdluz ko¬ mory spalania do wylotu spalin, znajdujacego sie w tylnej czesci komory spalania kotla grzejnego, 65 znamienny tym, ze w górnej strefie komory spa*83 611 8 lania (9, 109) posiada zasadniczo poziomy, w formie bebna wbudowany plaszcz wodny (2, 102), którego tylna czesc jest polaczona z tylna sciana czolowa <3) plaszcza wodnego kotla (1, 101), przewodzaca wode, na zasadzie naczyn polaczonych, przez który to plaszcz wzdluz komory spalania przechodza ru¬ ry spalinowe (8), które sa polaczone w tylnej cze¬ sci wbudowanego plaszcza wodnego z wylotem spalin (4) i którego górna czesc objetosci tworzy z plaszczem wodnym kotla lukowa w przekroju komore, posrednia (10), przez która otwarte w przedniej czesci wbudowanego plaszcza wodnego rury spalinowe lacza sie z dolna strefa komory spalania, graniczaca ze spodem wbudowanego pla¬ szcza wodnego, w której to strefie w kierunku podluznym komory spalania ma ujscie palnik (6).

2. Kociol, wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze plaszcz wodny t(l) kotla posiada w przekroju za¬ sadniczo ksztalt owalu, którego wielka srednica przebiega pionowo, i ze wbudowany plaszcz wodny (2) posiada ksztalt bebna i jest umieszczony w górnej polowie owalu, w którego dolnej polowie posiada ujscie palnik.

3. Kociol, wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze plaszcz wodny kotla (101) posiada przekrój walco¬ wo-kolisty a wbudowany plaszcz wodiny (102) po¬ siada przekrój poprzeczny w ksztalcie podkowy ot¬ wartej w dól, którego wklesla dolna strona ogra¬ nicza z plaszczem wodnym kotla dolna strefa ko¬ mory spalania, w której posiada ujscie palnik.

4. Kociol, wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze przednia czesc wbudowanego bebnowego plaszcza wodnego (2) znajduje sie wyzej od tylnej czesci, tworzac nachylenie i w najwyzszym punkcie przed¬ niej czesci posiada rurowe polaczenie (11) z plasz¬ czem wodnym kotla (1).

5. Kociol, wedlug zastrz. 4, znamienny tym, ze 10 15 20 25 30 35 króciec doplywu (12) jest polaczony z plaszczem wodnym kotla nad polaczeniem rurowym (11) po¬ miedzy plaszczem wodnym kotla i wbudowanym plaszczem wodnym.

6. Kociol, wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze komora posrednia (10), utworzona pomiedzy górna czescia obwodu wbudowanego bebnowego plaszcza wodnego (2) i plaszczem wodnym (1) ko^tla posiada od jej bocznych stref w kierunku najwyzszej stre¬ fy zwezajacy sie w swietle przekrój poprzeczny. /

7. Kociol, wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze komora zwrotna (13) pomiedzy przednia czescia wbudowanego bebnowego plaszcza wodnego (2) i pokrywa (7) zamykajaca komore spalania jest oddzielona pozioma scianka zamykajaca (14, 114) od znajdujacej sie ponizej dolnej strefy komory spalania.

8. Kociol, wedlug zastrz.»7, znamienny tym, ze w komorze posredniej (10), przewaznie na wyso¬ kosci podluznej osi symetrii wbudowanego plasz¬ cza wodnego, sa umieszczone poziome scianki kie¬ rujace (15), laczace sie ze scianka zamykajaca (14, 114), które pozostawiaja wzdluz ich dlugosci i/lub w tylnej czesci wbudowanego plaszcza wodnego, okreslone z góry w zakresie przekroju poprzeczne¬ go przelotu, wolne polaczenie miedzy górna i dol¬ na czescia komory posredniej (10).

9. Kociol, wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze rury spalinowe (8) skladaja sie z rur walcowych, w których scianki wtloczone sa zebra z wypustem do srodka, które to zebra przebiegaja zasadniczo zgodnie z obwodem rury i sa rozmieszczone w od¬ stepach malejacych w kierunku przeplywu spalin.

10. Kociol, wedlug zastrz. 7, znamienny tym, ze scianka zamykajaca (14, 114) jest umocowana roz¬ lacznie, do górnej czesci pokrywy zamykajacej ko¬ more zwrotna (13). F/gJ Zlte ElO^ll 83 611 T^H 'foZv€^!S^ i&#w/vip ^EIEsw ° ^^^=«L_ i-^£ ^? ^k/^ ^^^^ 'Bi ^^ Z?£i_^ PL PL