SK31593A3

SK31593A3 - Device for a water heating, in particular a hot water oiler

Info

Publication number: SK31593A3
Application number: SK315-93A
Authority: SK
Inventors: Richard Vetter
Original assignee: Richard Vetter
Priority date: 1992-04-18
Filing date: 1993-04-08
Publication date: 1993-11-10
Also published as: PL172025B1; HUT65159A; ATE124529T1; EP0566945B1; ES2076813T3; PL298568A1; DE4239494A1; HU9301125D0; EP0566945A1; DE59300301D1; CZ59093A3; DK0566945T3

Abstract

Hot water boiler, the combustion chamber (2) being surrounded by heat exchangers and at least one plate-shaped heat exchanger (6) being situated below the combustion chamber. In order to reduce the thermal loading of the heat exchangers surrounding the combustion chamber, the combustion chamber is according to the invention accommodated inside a double-walled pipe (4, 5), the outer wall (5) of which is formed at the bottom by a plate-shaped heat exchanger (6), from which the water passes between the two walls of the pipe via many holes (14). <IMAGE>

Description

Oblasť technikyTechnical field

Vynález sa dotýka zariadenia na ohrev vody, najmä vyhrievacieho kotla pre teplú vodu, s výmenníkami tepla obklopujúcimi spaľovaciu komoru a s doskovými, navzájom rovnobežnými výmenníkami tepla, usporiadanými pod spaľovacou komorou, ktoré sú pre vytvorenie odvodu dýmových plynov v tvare písmena S navzájom presadené a na oboch okrajoch vykazujú pozdĺžne kanály pre vodu, ktoré sú spolu spojené hojnými priečnymi kanálami, ktoré prebiehajú priečne k prúdu dýmových plynov.The invention relates to a device for heating water, in particular a hot water boiler, with heat exchangers surrounding the combustion chamber and with plate-like, parallel heat exchangers arranged beneath the combustion chamber, which are offset to one another to form an S-shaped flue gas discharge. the edges have longitudinal water channels which are interconnected by abundant transverse channels extending transversely to the flue gas stream.

Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Pri známych zariadeniach tohoto druhu je spaľovacia komora obklopená doskovými výmenníkami tepla; výmenník tepla tohoto druhu ohraničuje spaľovaciu komoru aj v smere dolu. Rozumie sa samo sebou, že takéto výmenníky tepla sú vystavené značnému tepelnému namáhaniu; okrem toho je objem vody porovnateľne malý, čím sa zťažuje regulácia teploty a môže sa ovplyvniť pružnosť systému.In known devices of this kind, the combustion chamber is surrounded by plate heat exchangers; a heat exchanger of this type also delimits the combustion chamber downwards. It goes without saying that such heat exchangers are subject to considerable thermal stress; moreover, the water volume is comparatively small, which makes it difficult to control the temperature and may affect the flexibility of the system.

Vynález si kladie za základnú úlohu odstrániť uvedené nedostatky a v súlade s tým dosiahnúť u zariadenia vyššie uvedeného druhu, aby sa zmenšilo tepelné namáhanie výmenníkov tepla obklopujúcich spaľovaciu komoru a zlepšila sa pružnosť systému a možnosť ich regulácie.It is an object of the present invention to overcome the aforementioned drawbacks and accordingly to achieve in the apparatus of the aforementioned type in order to reduce the thermal stress of the heat exchangers surrounding the combustion chamber and to improve the flexibility of the system and the possibility of their regulation.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Pre riešenie tejto úlohy je podľa vynálezu usporiadaná spaľovacia komora vovnútri trubky s dvojitou stenou, ktorej vonkajšia stena je dole tvorená doskovým výmenníkom tepla, od ktorého možno vodu privádzať cez veľký počet malých prerušení do steny trubky.To solve this problem, according to the invention, a combustion chamber is arranged inside a double-walled pipe, the outer wall of which is formed downwardly by a plate heat exchanger, from which water can be supplied via a large number of small interruptions to the pipe wall.

Trubka s dvojitou stenou otvára možnosť priradiť spaľovacej komore väčší objem vody, aby sa mohla regulácia teploty vody vytvoriť jednoduchšie a pružnejšie. K tomu sa nepoužívajú tenkostenné doskové výmenníky tepla, ktoré sú spravidla menej tepelne namáhané, ale priestory pre odoberanie vody, ktorých kapacita závisí na hrúbke steny trubky s dvojitou stenou, ktorá sa môže voliť porovnateľne veľká.The double-walled pipe opens up the possibility of assigning a larger volume of water to the combustion chamber to make the regulation of the water temperature easier and more flexible. For this purpose, thin-walled plate heat exchangers, which are generally less heat-stressed, are not used, but water-withdrawing rooms, the capacity of which depends on the wall thickness of the double-walled pipe, which can be chosen to be comparably large.

Pre spaľovaciu komoru sa s výhodou používa válcovitá trubka (vnútorná trubka s dvojitou stenou), zatiaľ čo vonkajšia trubka je tvorená stenovým dielcom v tvare držiaka, ktorý dole prechádza do okrajov doskového výmenníka tepla.For the combustion chamber, a cylindrical pipe (double-walled inner pipe) is preferably used, while the outer pipe is formed by a wall-shaped bracket that extends downwardly to the edges of the plate heat exchanger.

Veľký počet malých prerušení, slúžiacich pre prietok vody do steny trubky má ešte tú veľkú výhodu, že v stene trubky nachádzajúca sa voda poprípade víri. Okrem toho bolo zistené, že sa voda v stene trubky môže rovnomerne premiešať.The large number of small interruptions for the flow of water into the pipe wall has the great advantage that the water which is present in the pipe wall or swirls. In addition, it has been found that the water in the tube wall can be uniformly mixed.

Prehľad obrázkov na výkreseOverview of the figures in the drawing

Ďalšie podrobnosti vynálezu sa vysvetľujú pomocou výkresov, na ktorých je znázornený príklad vyhotovenia vynálezu.Further details of the invention will be explained by means of the drawings in which an exemplary embodiment of the invention is shown.

Obrázky ukazujú:The pictures show:

obr. 1 v schématickej reprodukcii dôležité dielce vyhrievacieho kotla pre teplú vodu v priereze, obr. 2 kotol podľa obrázku 1 v pozdĺžnom reze, obr. 3 rez podľa čiary III-III z obr. 1, obr. 4 re2 podľa čiary IV-IV z obr. 1, obr. 5 výrez z obr. 1 u V, a síce vo zväčšenom znázornení, obr. 6 pohľad zhora na miesto podľa obr. 5, . obr. 7 výrez z obr. 5 vo zväčšenom znázornení a obr. 8 obmenený vyhrievací kotol na teplú vodu v pozdĺžnom reze.Fig. 1 shows, in a schematic representation, important cross-sectional parts of a hot water boiler, FIG. 2 shows a longitudinal section of the boiler according to FIG. 1, FIG. 3 shows a section along line III-III in FIG. 1, FIG. 4 re2 according to line IV-IV of FIG. 1, FIG. 5 shows a section of FIG. 1 in V, although in an enlarged representation, FIG. 6 is a plan view of FIG. 5,. Fig. 7 shows a view of FIG. 5 in an enlarged representation and FIG. 8 shows a longitudinal section of the hot water boiler.

Vyhrievací kotol na teplú vodu sa nachádza v skrini, ktorá je naznačená čiarkovanou čiarou £; vykazuje spaľovaciu komoru 2 s horákom 3 prevádzkovaným olejom alebo plynom. Vonkajší priemer spaľovacej komory 2 1® stanovený válcovitou kovovou trubkou 4. Táto je zhora a z boku obklopená v odstupe stenovým dielcom 5 v tvare písmena U, ktorého okraje sú spojené vodotesné s okrajami doskového, vodorovne usporiadaného výmenníka 6 tepla. Kovová trubka 4 tvorí teda vnútornú stenu a stenový dielec 5 s výmenníkom 6 tepla vonkajšiu stenu trubky s dvojitou stenou, ktorá obklopuje spaľovaciu komoru 2.The hot water boiler is located in a cabinet indicated by a dashed line 6; it has a combustion chamber 2 with an oil or gas burner 3. The outer diameter of the combustion chamber 21, as determined by the cylindrical metal tube 4. This is surrounded from above and sideways by a U-shaped wall element 5, the edges of which are connected watertight to the edges of a plate-like, horizontal heat exchanger 6. The metal tube 4 thus forms the inner wall and the wall element 5 with the heat exchanger 6 the outer wall of the double-walled tube which surrounds the combustion chamber 2.

Výmenník 6 tepla je hore uložený výmenník tepla sväzku, ktorý je tvorený väčším počtom doskových výmenníkov tepla, napríklad troch výmenníkov 6, 7 a 8 tepla, ktoré sú usporiadané ležiace vodorovne nad sebou a súčasne položené vodorovne s pozdĺžnou osou trubky s dvojitou stenou. Výmenníky 7 a 8 tepla sú pri tom navzájom podľa obr. 2 presadené, aby sa dosiahol odvod dýmových plynov v tvare písmena S v smysle šípky 9. Výstup dýmových plynov je znázornený pri 10.The heat exchanger 6 is a stacked heat exchanger, which is formed by a plurality of plate heat exchangers, for example three heat exchangers 6, 7 and 8, which are arranged horizontally one above the other and arranged horizontally with the longitudinal axis of the double-wall tube. In this case, the heat exchangers 7 and 8 are in accordance with FIG. 2 is displaced to provide an S-shaped flue gas evacuation in the sense of the arrow 9. The flue gas output is shown at 10.

Oba okraje všetkých výmenníkov 6 až 8 tepla sú tvorené pozdĺžnymi kanálami 11 (rovnobežne s hlavnou osou trubky s dvojitou stenou), ktoré sú striedavo spojené cez kolmé vedenia 12 pre vodu. Okrem toho pozdĺžne kanály 11 každého výmenníka 6 až 8 tepla spojené veľkým počtom kanálev 13, ktoré teda dopravujú ohriatu vodu od jedného pozdĺžneho kanála 11 k protiľahlému kanálu 11.The two edges of all heat exchangers 6 to 8 are formed by longitudinal channels 11 (parallel to the main axis of the double-walled tube), which are alternately connected through perpendicular water lines 12. In addition, the longitudinal channels 11 of each heat exchanger 6 to 8 are connected by a plurality of channels 13, which thus convey the heated water from one longitudinal channel 11 to the opposite channel 11.

Voda, ktorá sa má ohrievať sa privádza zdola do pozdĺžneho kanála výmenníka 8 tepla a potom sa privádza pri prietoku v tvare písmena S do kanálov 13 výmenníka 6 tepla. Tieto vykazujú symetricky k pozdĺžnej strednej rovine trubky s dvojitou stenou 4 až 6 v stenách kanálov 13 malé vývrty s priemerom asi 4 až 6 mm, ktoré sú označené 14. Voda, ohriata vo výmenníkoch 6 až 8 tepla prúdi preto vývrtami 14, usporiadanými v jednotlivých kanáloch 13 vo smysle šípky 15 do steny trubky s dvojitou stenou. Tu je vystavená účinkom spaľovacej komory, ďalej sa ohrieva a potom sa konečne dostáva hore výstupom 16 k regulačným zariadeniam poprípade k užívateľovi.The water to be heated is fed from below into the longitudinal channel of the heat exchanger 8 and then fed at the S-shaped flow to the channels 13 of the heat exchanger 6. These have symmetrical to the longitudinal median plane of the double-walled pipe 4-6 in the walls of the channels 13, small bores having a diameter of about 4-6 mm, indicated by 14. The water heated in the heat exchangers 6-8 therefore flows through the bores 14 arranged in the individual channels 13 in the sense of the arrow 15 into the wall of the double-walled tube. Here, it is exposed to the combustion chamber, is further heated and then finally gets up through the outlet 16 to the control devices or to the user.

Pomocou malých vývrtov 14 je zaistené, že dôjde k dôkladnému premiešaniu privádzanej vody s vodou, ktorá sa už nachádza v stene. Dôjde k požadovanému víreniu vody privádzanej pod tlakom a vody, ktorá sa už nahromadila v stene.By means of small bores 14 it is ensured that the water supplied is thoroughly mixed with the water already present in the wall. The water swirled under pressure and the water that has already accumulated in the wall will be swirled.

Podľa toho je spaľovacia komora 2 úplne obklopená zančným množstvom vody; smerom von je objem vody obklopený stenovým dielcom 5 a výmenníkom 6 tepla. Vzhľadom k tomu, že sa voda . nachádza pod pretlakom, je vovnútri steny trubky s dvojitou stenou zoši lenie v tvare výstuh zsporiadaných rozdelene po dĺžke spaľovacej komory 2, ktoré stoja šikmo a pevne spojujú z vonku kovovú trubku 4 s bočnými oblasťami okrajov výmenníka 6 tepla; okrem toho môže byť v strede u 18 usporiadané pevné spojenie medzi kovovou trubkou 4 a výmenníkom 6 tepla, napríklad pomocou zvarenia.Accordingly, the combustion chamber 2 is completely surrounded by a substantial amount of water; outwardly, the volume of water is surrounded by the wall panel 5 and the heat exchanger 6. Because the water. located under positive pressure, inside the wall of the double-walled tube there is a reinforcement in the form of stiffeners arranged distributed along the length of the combustion chamber 2, which stand obliquely and firmly connect from outside the metal tube 4 to the lateral regions of the heat exchanger 6; in addition, a rigid connection between the metal tube 4 and the heat exchanger 6 can be provided in the center of the 18, for example by welding.

Porovnateľne veľký objem vody, ktorý obklopuje spaľovaciu komoru 2 má tú výhodu, že sa striedajúce sa teploty môžu u spotrebiteľa lepšie ovládať; regulácia napríklad obtokom je značne kľudnejšia. Okrem toho sa zmenšia tepelné zaťaženia vý5 menníka tepla.The comparatively large volume of water surrounding the combustion chamber 2 has the advantage that alternating temperatures can be better controlled by the consumer; regulation by for example bypass is considerably quieter. In addition, the heat loads of the heat exchanger are reduced.

Je potrebné sa zmieniť o tom, že na výkrese sú steny všetkých prvkov - okrem obr. 4 - znázornené iba formou diár: tieto steny majú prirodzene dostatočnú hrúbku steny.It should be noted that the drawing shows the walls of all elements except for FIG. 4 - shown only in diaries: these walls naturally have a sufficient wall thickness.

Dodatočne k výstuhám 17 môžu byť medzi oboma stenami ' dielce 4, 5 - usporiadané spevňujúce dištančné kusy 19. ktoré sú zvarené s kovovou trubkou 4 a radiálne pevne spojené s pásam i 20 dosadajúcimi vovnútri na stenový dielec 5. Aby sa aj tieto pásy 20 mohli pevne spojiť so stenovým dielcom 5, potom čo sa dielce 4, 5 spoja, má stenový dielec 5 v oblasti pásov 20 vybrania 21 . ktorých okraje možno zvariť s pásam i 20. Vybrania 2i umožňujú tada prístup k pásom 20 zvonku (pre výrobu pevného spojenia). Ak sú pásy 20 dostatočne široké, môže byť spojenie poprípade miesta 22 zvaru navzájom presadené (obr.In addition to the reinforcements 17, reinforcing spacers 19 may be provided between the two walls of the panels 4, 5, which are welded to the metal tube 4 and radially rigidly connected to the strips 20 abutting on the wall panel 5. rigidly connected to the wall panel 5 after the panels 4, 5 have joined, the wall panel 5 has recesses 21 in the region of the strips 20. the edges of which can be welded to the strips 20. The recesses 21i allow here to access the strips 20 from outside (for making a rigid connection). If the strips 20 are sufficiently wide, the joint or the weld spot 22 can be offset from one another (FIG.

Aby sa dosiahlo ešte lepšieho využitia tepeľnej energie, vykazuje kotol podľa obr. 8 na svojich čelných stranách prídavné ešte doskové výmenníky 23 a 24 tepla, z ktorých výmenník 24 tepla usporiadaný na prednej čelnej strane vykazuje vybranie 25 pre horák 3. Rovnako tak ako dole ležiaci výmenník 8 tepla je vybavený vstupom pre vodu, ktorá sa má ohrievať, majú aj výmenníky 23, 24 vstup, ktorý je naznačený u 26, pričom saIn order to achieve even better utilization of thermal energy, the boiler according to FIG. 8, on their front sides additional plate heat exchangers 23 and 24, of which the heat exchanger 24 arranged on the front face has a recess 25 for the burner 3. Like the lower heat exchanger 8, the heat exchanger 8 is provided with an inlet for the water to be heated. They also have exchangers 23, 24 input, which is indicated at 26, taking

-_s ale rozumie samo sebou, že prvkami 8, 23 a 24 je napospol usporiadaný len jediný vstup studenej vody, ktorý sa rozdeľuje na tri' cesty.- but _the means self-evident that elements 8, 23 and 24 are alternatively arranged is only one cold water inlet, which is divided into three 'paths.

Teraz je dôležité, aby sa voda vystupujúca vo výmenníkochNow it is important to keep the water coming out in the heat exchangers

23. 24 tepla hore u 27 sa neprivádzala k výstupu 16. ale aby sa ohriata voda privádzala v oblasti konca trubky s dvojitou stenou, a síce na najvyššom mieste, zatiaľ čo sa výstup 16 nachádza medzi oboma miestami 28 vstupu približné v strede na polovičnej dĺžke trubky s dvojitou stenou poprípade spľovacej komory 2.The heat 24 at the top 27 was not supplied to the outlet 16. but for the heated water to be supplied in the region of the end of the double-walled pipe, namely at the highest point, while the outlet 16 is located approximately halfway between the two inlet points 28. double wall pipes or combustion chamber 2.

Týmto opatrením sa dosiahne toho, že nemôže dôjsť k rýchlemu prietoku vody výmenníkami 23, 24 tepla a voda ohriatá v týchto výmenníkoch 23, 24 tepla sa môže privádzať v odmeranom množstve do celkového okruhu.This measure ensures that water cannot flow rapidly through the heat exchangers 23, 24 and the water heated in these heat exchangers 23, 24 can be supplied in a measured amount to the total circuit.

Trubka 4, 5 s dvojitou stenou je okrem toho dole kratáia prúd i ť - výhodne do pr i e výmenníkami 7, 8 tepla, svojom zadnom konci opatrená približne trojuhelníkovým vybraním 29 (pozorované v bočnom pohľade).The double-wall tube 4, 5 is furthermore provided with a downstream current, preferably into the heat exchangers 7, 8, provided at its rear end with an approximately triangular recess 29 (seen in a side view).

ako hore; aby spaľovacie plyny mohli storu medzi oboma hore umiestnenými je trubka 4, 5 s dvojitou stenou na ?V w- %as above; so that the combustion gases can be stored between the two uppermost pipes 4, 5 with a double wall at? V w-%

Claims

PATENT CLAIMS

A water heating device, in particular a hot water heating boiler, with heat exchangers surrounding the combustion chamber and with plate-like, parallel heat exchangers arranged below the combustion chamber, which are offset to one another to form an S-shaped flue gas outlet have longitudinal water channels which are connected together by a plurality of transverse channels 1 which extend transversely to the flue gas stream, characterized in that the combustion chamber (2) is arranged inside a double-walled pipe, the outer wall of which is formed by a plate heat exchanger ( 6) heat from which water can be supplied by a large number of small bores (14) to the wall of the double-walled pipe.

Device according to claim 1, characterized in that the bores (14) have a diameter of 4 to 6 mm.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the bores (14) are arranged in rows in the transverse channels (13) of the heat exchanger (6), which run parallel to the longitudinal axis of the double-walled tube (4, 5).

Apparatus according to claim 3, characterized in that the rows are arranged symmetrically with respect to the longitudinal center plane of the double-walled pipe.

Device according to claim 4, characterized in that only one row is arranged on each side of the plane.

Device according to claim 1, characterized in that the inner side (4) of the double wall tube of the combustion chamber (2) is outwardly bounded and the wall of the outer tube is formed by a U-shaped wall panel (5). the arms of which face downwardly connected to the edges of the heat exchanger (6).

Device according to claim 6, characterized in that the inner wall is a cylindrical tube body.

Device according to claim 6, characterized in that the inner wall (4) is provided externally with stiffeners (17) which are connected to the edge regions of the heat exchanger (6).

Device according to claim 8, characterized in that the stiffeners (17) are directed obliquely downwards in the direction away from the inner wall (4).

Apparatus according to claim 6, characterized in that the heat exchanger (6) is in the means practically directly connected to the inner wall (4) instead of the weld (18).

Apparatus according to claim 1, characterized in that between the two walls (4, 5) there are reinforcing connecting pieces (19) which are connected at their outer ends to strips (20) which fit inside the outer wall (5) and the outer wall (5) is provided with recesses in the region of the strips (20), the edges of which are fixedly connected to the strips (20), for example by welding (22).

Device according to claim 11, characterized in that the adjacent recesses (21) and their welds (22) are offset from one another (Fig. 6).

Apparatus according to claim 11, characterized in that the connecting pieces (19) have a flat rectangular cross section and extend substantially along the width of the strips (20).

Device according to claim 11, characterized in that the strips (20) extend parallel to the longitudinal axis of the double-walled tube (4, 5).

Apparatus according to claim 1, characterized in that heat exchangers (23, 24) extending at least substantially at the height of the apparatus are arranged approximately perpendicularly to the faces of the apparatus, their upper water outlet (27) leading to the inner part pipe (4, 5) with double wall.

Apparatus according to claim 15, characterized in that the water heated in the heat exchangers (23, 24) can be supplied to the end regions of the double-walled pipe (3, 4), the water outlet (16) of which is approximately half pipe lengths (3, 4) with double wall.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the double-wall pipe (3, 4) is provided with a recess at the rear end such that (when viewed from the side, Fig. 8) the pipe is shorter than the top.

Device according to claim 17, characterized in that the recess (28) is substantially triangular.