SE425753B

SE425753B - Convection part of heating boiler

Info

Publication number: SE425753B
Application number: SE8102063A
Authority: SE
Inventors: Ns Conny Ove Bergfors
Original assignee: Hans Conny Ove Bergfors
Priority date: 1981-03-31
Filing date: 1981-03-31
Publication date: 1982-11-01
Also published as: SE8102063L

Abstract

Heating boiler with a downwardly arranged heat generator, e.g. a furnace, in which ascending hot gases are generated, which pass a convection part arranged in the boiler above the heat generator. Said convection part has jackets for circulating water to be heated, said jackets forming channels for the water and at the same time guiding the flue gases along a desired path through the convection part. The jackets of the convection part comprise jackets 38 extending horizontally from the rear surface of the boiler, between the insides of the boiler, said jackets being interconnected via distribution channels 36 at said rear surface. Said jackets 38 have intermediate walls 44 for dividing of each jacket into forward and return flow channels, and the jackets 38 end at a distance from the forward surface of the boiler. Further, plates 50 are arranged between the jackets 38, at least one of said plates being adjustable in order to conduct the flow of the flue gases along a larger or smaller part of the outer surface of the jacket 36, 38. <IMAGE>

Description

isiozoaz-8 10 l5 20 gas 30 '35 2 Ett annat syfte är att åstadkomma enäsådan värme- b" panna som är enkel och billig att framställa av förhål- landevis billigt material. 7 Ett annat syfte med uppfinningen är att åstadkomma en värmepanna av beskrivet slag som genom sin uppbyggnad ger låga underhållskostnader och är enkel att vid behov reparera. isiozoaz-8 10 l5 20 gas 30 '35 2 Another object is to provide a heating boiler which is simple and inexpensive to produce from relatively inexpensive material. Another object of the invention is to provide a boiler of the described types which, due to their construction, provide low maintenance costs and are easy to repair when needed.

Dessa och andra syften âstadkommes genom att värme- pannan enligt uppfinningen erhållit de i de följande patentkraven angivna kännetecknen.These and other objects are achieved in that the boiler according to the invention has obtained the characteristics stated in the following claims.

Ytterligare syften, kännetecken och fördelar med upp- finningen kommer att framgå av följande beskrivning i de- talj av en föredragen utföringsform som visats på ritningar- na. Figur l visar en sidovy av en värmepanna enligt uppfin- ningen. Figur 2 visar en frontvy av värmepannan i figur l. 1 Figur 3 visar ett vertikaisniti efter linjen 111-111 i figur 2. Figur 4 visar ett snitt genom värmepannan i fig. 3 efter linjen IV-IV. Figur 5 visar ett snitt genom värme- pannan i fig. 3 efter linjen V-V. Figur 6 visar ett snitt genom värmepannan i fig. 3 efter linjen VI-VI. Figur 7 visar i större skala en detalj av det inringade området i fig. 6..Additional objects, features and advantages of the invention will be apparent from the following detailed description of a preferred embodiment shown in the drawings. Figure 1 shows a side view of a boiler according to the invention. Figure 2 shows a front view of the boiler in Figure 1. Figure 3 shows a vertical section along the line 111-111 in Figure 2. Figure 4 shows a section through the boiler in Figure 3 along the line IV-IV. Figure 5 shows a section through the boiler in Fig. 3 along the line V-V. Figure 6 shows a section through the boiler in Figure 3 along the line VI-VI. Figure 7 shows on a larger scale a detail of the circled area in Figure 6.

Den i fig. l med 10 betecknade värmepannan enligt upp- finningen innefattar ett hölje bestående av invändiga l2 och utvändiga l4 plåtar med däremellan anordnad isolering l6, som exempelvis visas i fig. 3. Värmepannan 10 är på vanligt sätt på den främre väggen försedd med en asklucka l8 och en sotningslucka 20 som medger tillträde till pan- nans inre, Upptill har värmepannan en utloppskanal 22 för avgående rökgaser till en skorsten eller dylikt. I Som framgår av vertikalsnittet genom värmepannan i fig. 3 innefattar värmepannan l0 en värmealstrare 24 så- som ett förbränningsrum eller eldstad för alstrande av hetgaser som från förbränningsrummet 24 strömmar uppåt och in i en ovanför förbränningsrummet 24 i värmepannans hölje anordnad konvektionsdel 26. Mellan förbränningsrum- met 24 och konvektionsdelen 26 är belägen ett magasin för det medium som skall uppvärmas, vanligen förbrukningsvat- ten, vilket i den visade utföringsformen har formen av l0 15 20 25 30 35 8102063-8 två rörslingor 28, vilka är inbördes förbundna och för- bundna med inlopp resp. utlopp 30, 32 för förbruknings- varmvattnet, som visats i fig. l. Rörslingorna 28 är an- ordnade i en kammare 34 för värmeledningsvattnet, vilken kammare 34 ingår i den mantlade delen av värmepannan. Så- lunda innefattar värmepannans vattenmantel en eller fle- ra vid värmepannans bakre del anordnade vertikala distri- butionskanaler 36 som står i förbindelse med horisontella vattenkanaler 38, som bildas av i konvektionsdelen 26 inskjutande, i vertikalled med jämna mellanrum anordnade hâlrum. Vid övergången mellan förbränningsrummet 24 och konvektionsdelen 26 är värmemagasinet 34 och den bakre distributionskanalen 36 anordnade med mellanrum till var- andra för att bilda en kanal 40 genom vilken hetgaserna från förbränningsrummet kan strömma upp i konvektionsdelen 26. Likaså är de horisontella vattenmantlarna 38 anordnade med mellanrum till värmepannans främre vägg eller sotnings- lucka 20 för att bilda mellanrum 42 där het- eller rökgaser- na kan passera mellan vattenkanalen 38 och den främre väg- gen 20 och stiga uppåt i värmepannan till utloppet 22.The boiler according to the invention, indicated by 10 in Fig. 1, comprises a casing consisting of inner l2 and outer l4 plates with insulating l6 arranged therebetween, as is shown, for example, in Fig. 3. The boiler 10 is normally provided on the front wall with an ash hatch 18 and a soot hatch 20 which allow access to the interior of the boiler. At the top, the boiler has an outlet duct 22 for exhaust fumes to a chimney or the like. As can be seen from the vertical section through the boiler in Fig. 3, the boiler 10 comprises a heat generator 24 such as a combustion chamber or fireplace for generating hot gases flowing upwards and into a combustion chamber 26 above the combustion chamber 24 in the boiler housing compartment. and the convection part 26 is located a magazine for the medium to be heated, usually consumption water, which in the embodiment shown is in the form of two pipe loops 28, which are interconnected and connected to each other. tied with inlet resp. outlet 30, 32 for the consumption hot water, as shown in Fig. 1. The pipe loops 28 are arranged in a chamber 34 for the heat conduction water, which chamber 34 is included in the jacketed part of the boiler. Thus, the water jacket of the boiler comprises one or more vertical distribution channels 36 arranged at the rear part of the boiler which are connected to horizontal water channels 38, which are formed by cavities projecting into the convection part 26 and arranged at regular intervals. At the transition between the combustion chamber 24 and the convection part 26, the heating magazine 34 and the rear distribution duct 36 are arranged at intervals to each other to form a channel 40 through which the hot gases from the combustion chamber can flow up into the convection part 26. Likewise, the horizontal water jackets 38 are arranged with intermediate spaces to the front wall of the boiler or soot hatch 20 to form spaces 42 where the hot or flue gases can pass between the water duct 38 and the front wall 20 and rise upwards in the boiler to the outlet 22.

För utstyrning av det i värmepannans l0 vattenmantel 36, 38 strömmande vattnet i de horisontella hålrummen 38 är dessa försedda med mellanväggar 44 vilka är fästa vid vär- mepannans bakre vägg och skjuter in i hålrummen 38 samt slutar ett kort stycke före hålrummen för att medge att vattnet strömmar runt mellanväggens 44 fria ände som an- ges med pilarna i fig. 3. Vattnet tillföres vattenmanteln via en inloppsledning 46 vid värmepannans överdel och vattnet, som vanligen utgöres av returvatten från värme- ledningssystem eller liknande strömmar såsom anges med pilarna i fig. 3 nedåt i kanalerna 36, 38 till värmemaga- sinet 34 där det âterföres till nämnda system via ett utlopp eller uttag 48 vid värmepannans nedre del. Cirkula- tionen, som sålunda sker i motström mot de uppåtstigande rök- eller hetgaserna som anges med pilarna i konvektions- delen 26 i fig. 3 ästadkommes med tillhjälp av en icke närmare visad cirkulationspump, som är inkopplad i vatten- " 8102063-8 10 l5 20 izs 30 35' cirkulationssystemet.To supply the water flowing in the boiler water jacket 36, 38 in the horizontal cavities 38, these are provided with partitions 44 which are attached to the rear wall of the boiler and project into the cavities 38 and end a short distance before the cavities to allow the water flows around the free end of the partition 44 indicated by the arrows in Fig. 3. The water is supplied to the water jacket via an inlet pipe 46 at the top of the boiler and the water, which is usually return water from heat pipe systems or similar streams as indicated by the arrows in Figs. 3 downwards in the channels 36, 38 to the heating magazine 34 where it is returned to said system via an outlet or outlet 48 at the lower part of the boiler. The circulation, which thus takes place in countercurrent to the ascending flue or hot gases indicated by the arrows in the convection part 26 in Fig. 3, is effected by means of a circulation pump (not shown) which is connected in water. l5 20 izs 30 35 'circulatory system.

För att reglera rökgasens strömning i konvektions- delen är på varje horisontell vattenkanal 38 anordnad en baffelplåt 50, som visas i fig. 3 och fig. 6. Denna plåt 50 är exempelvis U-formad och anordnad stående pâ den horisontella vattenkanalen 38 samt har ungefär samma längd i horisontalriktningen som kanalen 38. I sitt helt fram- skjutna läge, som visas i fig. 3, avskärmar plåten den av mellanrummen 42 bildade, vertikala rökgaskanalen och tvingar i stället rökgaserna att efter passagen av mellanrummet 42 strömma under den Uëformade-plåtens 50 överdel mot värme- pannans bakre vägg där plåten 50 lämnar ett fritt utrymme 52 genom vilket gaserna strömmar uppåt och utefter under- sidan av nästa horisontella vattenkanal 38. På detta sätt g tvingas gaserna att följa en.slingformad bana i konvektions- delen och styrs så att de bestryker väsentligen hela ytan av vattenmantlarna 36, 38 för högsta möjliga värmeutbyte.To regulate the flow of the flue gas in the convection part, a baffle plate 50 is arranged on each horizontal water channel 38, as shown in Fig. 3 and Fig. 6. This plate 50 is, for example, U-shaped and arranged standing on the horizontal water channel 38 and has approx. the same length in the horizontal direction as the duct 38. In its fully advanced position, as shown in Fig. 3, the plate shields the vertical flue gas duct formed by the gaps 42 and instead forces the flue gases to flow after the passage of the space 42 under the U-shaped plate. 50 upper part against the rear wall of the boiler where the plate 50 leaves a free space 52 through which the gases flow upwards and along the underside of the next horizontal water channel 38. In this way the gases are forced to follow a loop-shaped path in the convection part and are controlled so that they cover substantially the entire surface of the water jackets 36, 38 for the highest possible heat exchange.

Genom att baffelplätarna 50 är förskjutbara på översidan av de horisontella vattenkanalerna 38 kan i vissa fall rök- gasen genom tillbakaskjutning av plåten 50 mot pannans bak- re vägg tillåtas att passera rakt uppåt utan att ledas ut- efter intilliggande vattenkanalers 38 ovan- och undersida.Because the baffle plates 50 are displaceable on the upper side of the horizontal water channels 38, in some cases the flue gas can be allowed to pass straight upwards by pushing the plate 50 against the rear wall of the boiler without being led along the upper and lower side of adjacent water channels 38.

Detta kan exempelvis vara fallet vid eldning med vissa bränslen, såsom.olja, varigenom rökgastemperaturen vid utloppet 22 höjes för att exempelvis undvika kondens. In- ställningen av plâtarna 50 i horisontalled kan ske manuellt via den öppnade sotningsluckan 20, men naturligtvis kan plå- tarna 50 även vara kopplade till ett utvändigt på pannan fäst reglage (ej visat) med vars hjälp nämnda inställning sker.This may be the case, for example, when firing with certain fuels, such as oil, whereby the flue gas temperature at the outlet 22 is raised to avoid condensation, for example. The adjustment of the plates 50 in the horizontal direction can be done manually via the opened sooting hatch 20, but of course the plates 50 can also be connected to a control (not shown) attached externally to the pan by means of which the said adjustment takes place.

Ett viktigt kännetecken för värmepannan är att vattnets ström- ning sker i en bestämd kanal och riktning i de vertikala distributions- kanalerna 36 vid pannans bakre vägg och i de horisontellt i konvektions- delen inskjutande kanaldelarna 38. Sålunda är värmepannans 10 sidor och främre front eller lucka ej vattenmantlade i konvektionsdelen vil- ket möjliggör en enklare konstruktion och sammanfogning av pannan samtidigt som möjligheterna att styra vattenström- 15 20 25 30 35 8102063-8 ningen på ett för värmeutbytet optimalt sätt erhålles.An important characteristic of the boiler is that the water flows in a specific channel and direction in the vertical distribution channels 36 at the rear wall of the boiler and in the channel parts 38 projecting horizontally into the convection part. Thus the sides and front front of the boiler 10 or door not water jacketed in the convection part, which enables a simpler construction and joining of the boiler while at the same time the possibilities of controlling the water flow in an optimal way for the heat exchange are obtained.

Pannan tillverkas lämpligen därigenom att man med en mönsterskärmaskin utformar spår i plätarna l2 som bildar värmepannans sidor, vilka spår följer konturen av plåten 54 som i konvektionsdelen bildar kanalens vertikala och horisontella vattenmantlar 36 resp, 38. Denna plåt 54 har därvid sådan bredd, att den, som visas i fig. 6 och 7, skjuter utanför värmepannans invändiga yta l2, exempelvis cirka 5 mm, och sammanfogningen mellan plåten 64 och sidor- na l2 kan ske medelst svetsning från utsidan innan isole- ringen l6 och ytterplâten l4 pålägges. De i de horisontella vattenkanalerna 38 inskjutande mellanväggarna 44 är i sin tur svetsade till den inre plåten l2 vid värmepannans bak- re vägg och skjuts in i vattenkanalerna 38 då den bakre väggen fogas till värmepannans sidor. I fig. 6 och 7 fram- gär även de U-formade baffelplätarna 5D.som är anordnade stående på de horisontella vattenkanalerna 38.The boiler is suitably manufactured by forming grooves in the plates 12 with a pattern cutting machine which form the sides of the boiler, which grooves follow the contour of the plate 54 which in the convection part forms the vertical and horizontal water jackets 36 and 38, respectively. This plate 54 has such a width that , shown in Figs. 6 and 7, project outside the inner surface l2 of the boiler, for example about 5 mm, and the joining between the plate 64 and the sides l2 can take place by welding from the outside before the insulation l6 and the outer plate l4 are applied. The partitions 44 projecting into the horizontal water channels 38 are in turn welded to the inner plate 12 at the rear wall of the boiler and are pushed into the water channels 38 when the rear wall is joined to the sides of the boiler. Figures 6 and 7 also show the U-shaped baffle plates 5D which are arranged standing on the horizontal water channels 38.

Sammanfattningsvis fungerar sålunda den ovan beskriv- na värmepannan så att det nedkylda vatten som lämnar värme- ledningssystemet inkommer vid inloppet 46 och bringas att strömma nedåt i värmepannan med tillhjälp av en cirkula- tionspump som cirkulerar vattnet i den eller de bakre di- stributionskanalerna 36 och de horisontellt i konvektions- delen inskjutande kanalerna 38. Rökgaserna från förbrän- ningsrummet 24 stiger uppåt i konvektionsdelen och bringas med tillhjälp av baffelplàtarna 50 att bestryka i huvudsak hela ytan av vattenmantlarna varvid rökgastemperaturen vid pannans övre utlopp 22 kan regleras genom inställning av plåtarna 50. Det värmda vattnet som uttages via utloppet 48 vid pannans nedre del genomströmmar till sist värmemagasi- net 34 och värmer deti slingorna 28 passerande förbruk- ningsvattnet.In summary, the boiler described above thus functions so that the cooled water leaving the heat conduction system enters the inlet 46 and is caused to flow downwards in the boiler by means of a circulation pump which circulates the water in the rear distribution channel 36 and the flues 38. The horizontal gases from the combustion chamber 24 rise upwards in the convection part and are made with the aid of the baffle plates 50 to cover substantially the entire surface of the water jackets whereby the flue gas temperature at the upper outlet 50 of the boiler can be regulated by the plate outlet 50. The heated water taken out via the outlet 48 at the lower part of the boiler finally flows through the heating magazine 34 and heats the consumption water passing through the loops 28.

Det framgår att värmepannan enligt uppfinningen har en mängd fördelar jämfört med konventionella pannor. Den är som framgår-av ovanstående lätt att tillverka och underhål- la genom den i samband med fig. 6 och 7 beskrivna samman- fogningen av pannans sidor och vattenledningsytor. Genom uppbyggnaden där hela konvektionsdelens värmeöverförings- 10 Kl5 20 25 30 gvärmepannan kan även 1 8102055-a ytor lätt är åtkomliga via sotningsluckan 20 kan pannan mycket lätt sotas maskinellt, exempelvis med roterande borstar eller dylikt, eller manuellt. För övrigt är den visade pannan även på vanligt sätt utrustad med uttag 56 för exempelvis elpatroner som medger uppvärmning av det i slingorna 28 passerande förbrukningsvattnet, då i värmepannan i övrigt är avstängd, exempelvis sommartid.It can be seen that the boiler according to the invention has a number of advantages over conventional boilers. As is apparent from the above, it is easy to manufacture and maintain by the joining of the boiler sides and water supply surfaces described in connection with Figs. 6 and 7. Due to the construction where the entire heat transfer boiler of the convection part can also be easily accessible via the sooting hatch 20, the boiler can very easily be sooted mechanically, for example with rotating brushes or the like, or manually. Incidentally, the boiler shown is also in the usual way equipped with outlet 56 for, for example, immersion heaters which allow heating of the consumption water passing in the loops 28, when in the boiler is otherwise switched off, for example in summer.

Värmebatteriet eller -magasinet 34 med slingorna 28 kan vara anordnade på en till värmepannan l0 bultad platta 58, som visas i fig. l för enkelt utbyte av nämnda magasin 34. ' övrigt vara försedd med anordningar för eldning med olika bränslen, exempelvis intag 60 för flisskruv och är även försedd med uttag 62 resp. 64 för termostat och hydrometer, vilka därvid lämpligen är anord- nade pâ plattan 58. Med 66 betecknas ett vid värmepannans nedre del anordnat luftintag, medan 68 betecknar en in- ställningsanordning för förbränningen.The heating coil or magazine 34 with the loops 28 may be arranged on a plate 58 bolted to the boiler 10, as shown in Fig. 1 for easy replacement of said magazine 34. Otherwise be provided with devices for firing with different fuels, for example inlet 60 for chip screw and is also equipped with socket 62 resp. 64 for thermostat and hydrometer, which are suitably arranged on the plate 58. Denoted by 66 is an air intake arranged at the lower part of the boiler, while 68 denotes an adjusting device for combustion.

Ytterligare fördelar med pannan enligt uppfinningen är att konvektionsdelen tjänar som uppfångare av flyk- tiga stoft, exempelvis kolväten, vilka sålunda på detta sätt hindras att nå skorstenen och omgivningarna. Konvek- tionsdelen tjänar även som gnistsläckare och -uppsamlare' vilket gör att skorstenen vid eldning med fasta bränslen såsom flis ej behöver sotas oftare än vid exempelvis ol- jeeldning. Detta tillsammans med den låga rökgastempera- turen gör skorstenšbrand omöjlig.Further advantages of the boiler according to the invention are that the convection part serves as a collector of volatile dust, for example hydrocarbons, which are thus prevented in this way from reaching the chimney and the surroundings. The convection part also serves as a spark extinguisher and collector, which means that when firing with solid fuels such as wood chips, the chimney does not need to be sooted more often than, for example, in oil firing. This together with the low flue gas temperature makes the chimney fire impossible.

Pannan enligt uppfinningen kan även vara försedd med en omställningsventil som öppnar en förbindelse för cir- kulationen av värmeledningsvattnet enbart i pannan exem- pelvis sommartid sa att värmemagasinet (34) för förbruk- ningsvatten uppvärmes. Temperaturen i värmemagasinet avkän- nes därvid lämpligen av en termostat.The boiler according to the invention can also be provided with a changeover valve which opens a connection for the circulation of the heat conduction water only in the boiler, for example in summer, so that the heating magazine (34) for consumption water is heated. The temperature in the heating magazine is then suitably sensed by a thermostat.

Claims

8102063-8 .PAIENJLQRAX

1. A boiler of the type having a heat generator arranged at the bottom, for example a fireplace in which rising hot gases are generated which pass a convection part arranged in the boiler above the heat generator with intended for the circulation of a medium to be heated jackets which are arranged to form channels for said medium and which guide the hot gases in a desired path through the convection part, characterized in that the convection part comprises jackets (38) extending horizontally from the rear surface of the boiler horizontally between the inner sides of the boiler connected via distribution channels (36) at said rear surface and which jackets (38) have partitions (44) for dividing the jacket into supply and backflow channels for the medium, the jackets (38) terminating some distance in front of the front surface of the boiler, plates (50) arranged between the jackets (38), of which at least one is adjustable for controlling the flow of the hot gases after a larger or smaller part of the jacket external surfaces (36, 38).

Boiler according to claim 1, characterized in that both the vertical distribution channels (36) and the horizontal sheaths (38) are delimited by a loop-shaped plate (54) together with the inner sides and rear surface of the boiler, the plate (54) extending through correspondingly shaped grooves in the sides (l2) of the boiler and are welded to the outer surface of these sides (12).

Boiler according to claim 1 or 2, characterized in that the adjustable plates (50) for the flow of the hot gases in the convection part consist of U-shaped plates, which are placed on the horizontal water jackets (38) with the open side of the Uzet downwards, which plates (50) extend between the side walls of the boiler which have no water jackets and are slightly shorter than the distance between the front and rear surfaces of the boiler and are displaceable relative to the horizontal jacket (38). isiozoez-s

Boiler according to one of Claims 1 to 3, characterized by a heating magazine (34) arranged between the heat generator, such as the combustion chamber (24), and the convection part (26), in which pipe loops (28) are arranged. for drinking water. W

A heater according to any one of claims 1 to 4, characterized by the medium to be heated, preferably water, is introduced into the water jacket (36, 38) at its upper part and by means of a circulation pump or the like is brought circulating through the convection part (26) in countercurrent to the rising hot gases, outlets (48) for the medium being arranged at the lower part of the boiler.

Heating boiler according to Claim 4 or 5, characterized in that the heating magazine (34) is arranged in a replaceable cassette, which is fastened to the boiler by means of bolts, for example. 7L Heating boiler according to claim G, characterized in that the cassette is attached to the boiler by means of a plate (58) which also carries sockets (60, 62, 64) for instruments, fuel supply devices or the like.