Heizkessel zum Verfeuern flüssiger oder gasförmiger Brennstoffe Die
Erfindung bezieht sich auf einen Heizkessel zum Verfeuern flüssiger oder gasförmiger
Brennstoffe in einer im wesentlichen waagerechten und von einem glockenförmigen
Wassermantel mit einer im wesentlichen zylindrischen Außenwand eingeschlossenen
Brennkammer, aus der die Verbrennungsgase in einen von einem den Brennkammerwassermantel
mit Abstand umgebenden und mit dem Brennkammerwassermantel wasserführend verbundenen
äußeren Wassermantel mit einer im wesentlichen zylindrischen Innenwand gebildeten
Heizgaszug eintreten, diesen auf seiner gesamten Fläche beaufschlagen und anschließend
über eine Rauchgasabzugöffnung abziehen.Boilers for burning liquid or gaseous fuels The
The invention relates to a heating boiler for burning liquid or gaseous
Fuels in a substantially horizontal and from a bell-shaped
Enclosed water jacket with a substantially cylindrical outer wall
Combustion chamber from which the combustion gases enter one of the combustion chamber water jackets
surrounding at a distance and connected to the combustion chamber water jacket in a water-bearing manner
outer water jacket formed with a substantially cylindrical inner wall
Enter the hot gas draft, apply it to its entire surface and then
Pull off through a smoke exhaust opening.
Es sind Heizkessel der vorgenannten Bauart bekannt, bei denen die
Außenwand des Brennkammerwassermantels gleichachsig zur Innenwand des äußeren Wassermantels
angeordnet ist. In den Heizgaszug zwischen den beiden Wassermänteln ist eine schraubenlinienartig
gewundene Leitwand eingesetzt, so daß die Verbrennungsgase, die aus der Brennkammer
an deren vorderem Ende in den Heizgaszug überströmen, den Heizgaszug auf einem schraubenlinienartig
gewundenen Weg in der Längsrichtung durchströmen. Die Geschwindigkeit der sich abkühlenden
Gase wird in der Weise etwa gleichgehalten, daß sich die Steigung der Leitwandwindungen
in Richtung der abströmenden Gase verringert.There are boilers of the aforementioned type known in which the
Outer wall of the combustion chamber water jacket coaxial with the inner wall of the outer water jacket
is arranged. In the hot gas flue between the two water jackets there is a helical line
winding baffle inserted so that the combustion gases emerging from the combustion chamber
at the front end overflow into the Heizgaszug, the Heizgaszug on a helical line
flow through the winding path in the longitudinal direction. The speed of the cooling
Gases is kept about the same in such a way that the slope of the guide wall turns
decreased in the direction of the outflowing gases.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Heizkessel der
eingangs genannten Art mit einfachen baulichen Maßnahmen und Mitteln und vor allem
ohne zusätzliche Einbauten zu erreichen, daß die Geschwindigkeit der sich abkühlenden
Verbrennungsgase wenigstens auf dem größten Teil ihres Weges durch den Heizgaszug
angenähert gleichbleibt, und eine mit dem Absinken der Gasgeschwindigkeit auf Grund
der Temperaturabnahme verbundene Verminderung des Wärmeüberganges zu vermeiden.The invention is based on the object in a boiler
type mentioned at the beginning with simple structural measures and means and above all
without additional internals to achieve that the speed of the cooling
Combustion gases at least most of their way through the heating gas flue
remains approximately the same, and one with the decrease in gas velocity due to
to avoid the reduction in heat transfer associated with the decrease in temperature.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Außenwand
des Brennkammerwassermantels zur Innenwand des äußeren Wassermantels außermittig
angeordnet ist, daß die Verbrennungsgasaustrittöffnung der Brennkammer längs einer
Mantellinie des Brennkammerwassermantels verläuft und wenigstens nahe der größten
lichten Breite des zwischen den Wassermänteln eingeschlossenen Heizgaszuges vorgesehen
ist und daß die Rauchgasabzugöffnung aus dem Heizgaszug von der Verbrennungsgasaustrittöffnung
in Umfangsrichtung wenigstens so weit entfernt liegt wie die Stelle der geringsten
lichten Breite des Heizgaszuges. Hierdurch wird in besonders einfacher Weise erreicht,
daß sich der Querschnitt des von den Gasen durchströmten Heizgaszuges zwischen den
beiden Wassermänteln in der Strömungsrichtung verkleinert, wobei die Gase den Heizgaszug
in Umfangsrichtung durchströmen. Die außermittige Anordnung der Außenwand des Brennkammermantels
zur Innenwand des äußeren Wassermantels kann so bemessen werden, daß die Querschnittverringerung
des Heizgaszuges ein solches Ausmaß annimmt, daß die Gasgeschwindigkeit wenigstens
angenähert gleichbleibt. Dies bewirkt einen möglichst gleichmäßigen Wärmeübergang
über die Länge des Weges der Gase innerhalb des Heizgaszuges. Vorzugsweise erstreckt
sich die Verbrennungsgasaustrittöffnung der Brennkammer etwa über die axiale Länge
des Brennkammerwassermantels, damit der Heizgaszug von Beginn an von den Gasen überall
gut durchströmt wird. Die Innenwand des äußeren Wassermantels kann an der Stelle
des Rauchgasabzuges mit einer in Richtung einer Mantellinie verlaufenden kanalartigen
Vertiefung versehen sein, in der die Gase nach ihrem Weg durch den Heizgaszug in
axialer Richtung der Rauchgasabzugöffnung zugeleitet werden.This object is achieved according to the invention in that the outer wall
of the combustion chamber water jacket off-center to the inner wall of the outer water jacket
is arranged that the combustion gas outlet opening of the combustion chamber along a
Surface line of the combustion chamber water jacket runs and at least close to the largest
Clear width of the Heizgaszuges enclosed between the water jackets provided
and that the flue gas outlet opening from the heating gas flue from the combustion gas outlet opening
is at least as far away in the circumferential direction as the point of the least
clear width of the hot gas flue. This achieves in a particularly simple manner
that the cross-section of the gas flow through which the gases flow between the
both water jackets are reduced in the direction of flow, the gases pulling the hot gas
flow through in the circumferential direction. The off-center arrangement of the outer wall of the combustion chamber jacket
to the inner wall of the outer water jacket can be dimensioned so that the cross-section reduction
the Heizgaszuges assumes such an extent that the gas velocity at least
remains approximately the same. This causes the heat transfer to be as uniform as possible
over the length of the path of the gases within the hot gas flue. Preferably extends
the combustion gas outlet opening of the combustion chamber extends approximately over the axial length
of the combustion chamber water jacket, so that the heating gas flue from the gases everywhere from the start
is well flowed through. The inner wall of the outer water jacket can be in place
of the smoke outlet with a channel-like channel running in the direction of a surface line
Be provided with a recess in which the gases after their way through the heating gas flue in
be fed in the axial direction of the flue gas outlet opening.
Nach einem weiteren Merkmal kann der Heizkessel derart ausgebildet
sein, daß die Rauchgasabzugöffnung in Umfangsrichtung des Heizgaszuges um etwa 180°
gegenüber der Verbrennungsgasaustrittöffnung der Brennkammer versetzt angeordnet
ist. Bei dieser Ausbildung liegt die Verbrennungsgasaustrittöffnung der Brennkammer
an der breitesten und die Rauchgasabzugöffnung an der engsten Stelle des Heizgaszuges,
so daß die Verbrennungsgase, die den Heizgaszug in. zwei entgegengesetzt gerichteten,
getrennten Strömen jeweils zur Hälfte in Umfangsrichtung durchströmen, auf ihrem
gesamten
Weg durch. den Heizgaszug eine etwa gleiche Geschwindigkeit
aufweisen. Die Gase werden von der Umfangsrichtung in die axiale Richtung an der
engsten Stelle des Heizgaszuges umgelenkt, an der die Gase noch eine hohe Geschwindigkeit
besitzen, so daß eine ensprechende Erhöhung des Brennkammerdruckes zur Überwindung
dieser Umlenkwiderstände vorzusehen ist.According to a further feature, the boiler can be designed in this way
be that the flue gas outlet opening in the circumferential direction of the Heizgaszuges by about 180 °
arranged offset relative to the combustion gas outlet opening of the combustion chamber
is. In this design, the combustion gas outlet opening is located in the combustion chamber
at the widest and the flue gas outlet opening at the narrowest point of the hot gas flue,
so that the combustion gases, which flow the hot gas in two oppositely directed,
separate streams flow through half in the circumferential direction, on their
entire
Way through. the hot gas flue at about the same speed
exhibit. The gases are from the circumferential direction in the axial direction at the
the narrowest point of the hot gas flue where the gases are still at high speed
have, so that a corresponding increase in the combustion chamber pressure to overcome
this deflection resistance is to be provided.
Der Heizkessel kann ferner nach der Erfindung derart ausgebildet sein,
daß die Rauchgasabzugöffnung in Umfangsrichtung des Heizgaszuges um etwa 315° gegenüber
der Verbrennungsgasaustrittöffnung der Brennkammer versetzt angeordnet ist, wobei
zwischen dieser und der Rauchgasabzugöffnung in dem Heizgaszug eine an sich bekannte
Trennwand vorgesehen ist. Dadurch strömen die aus der Brennkammer austretenden Gase
in nur einer Umfangsrichtung, d. h. in nur einem Gasstrom um angenähert den gesamten
Umfang des Brennkammerwassermantels, wobei sie zunächst über den größten Teil ihres
Weges, den fortlaufend sich verengenden Teil des Heizgaszüges, etwa gleiche Geschwindigkeit
haben. Anschließend durchströmen sie einen wieder breiter werdenden Teil des Heizgaszuges.
Auf diesem kurzen Weg durch den sich wieder erweiternden Teil des Heizgaszuges sinkt
die Geschwindigkeit der Gase und damit auch der Wärmeübergang zwar ab; es wird aber
erreicht, daß die Gase an der Umlenkstelle, an der sie ihre Strömungsrichtung stark
ändern, eine geringe Geschwindigkeit aufweisen, so daß die Umlenkwiderstände, deren
Größe in hohem Maße von der Gasgeschwindigkeit abhängig ist, wesentlich vermindert
werden.The boiler can also be designed according to the invention in such a way that
that the flue gas outlet opening in the circumferential direction of the Heizgaszuges by about 315 ° opposite
the combustion gas outlet opening of the combustion chamber is arranged offset, wherein
between this and the flue gas outlet opening in the Heizgaszug a known per se
Partition is provided. This causes the gases emerging from the combustion chamber to flow
in only one circumferential direction, d. H. in just one gas flow to approximate the entire
Circumference of the combustion chamber water jacket, initially covering most of their
Way, the continuously narrowing part of the Heizgaszug, about the same speed
to have. They then flow through a part of the heating gas flue that is becoming wider again.
On this short way through the again expanding part of the heating gas flue sinks
the speed of the gases and thus also the heat transfer decrease; but it will
achieves that the gases at the deflection point at which they change their flow direction strongly
change, have a low speed, so that the deflection resistors whose
Size depends to a large extent on the gas velocity, is significantly reduced
will.
Auf der Außenwandfläche des Brennkammerwassermantels und auf der Innenwandfläche
des äußeren Wassermantels können an sich bekannte Leitflächen angeordnet werden,
die vorzugsweise in der Strömungsrichtung der Gase geneigt und auf den beiden Wandungen
in wechselnder Folge angebracht sind. Durch diese Leitflächen wird erreicht, daß
die Gase auf ihrem Weg durch den Heizgaszug etwa zickzackartig hin und her gelenkt
und durchwirbelt werden und die wärmeaufnehmenden Wände der beiden Wassermäntel
gut beaufschlagen.On the outer wall surface of the combustion chamber water jacket and on the inner wall surface
of the outer water jacket, known guide surfaces can be arranged,
which is preferably inclined in the direction of flow of the gases and on the two walls
are attached in alternating order. By these baffles it is achieved that
the gases are directed back and forth in a zigzag fashion on their way through the heating gas flue
and are swirled through and the heat-absorbing walls of the two water jackets
apply well.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch
dargestellt, und zwar zeigt F i g. 1 einen senkrechten Mittelschnitt durch einen
Heizkessel mit liegenden Wassermänteln, F i g. 2 einen senkrechten Schnitt nach
der Linie II-II in F i g. 1, F i g. 3 einen senkrechten Mittelschnitt durch einen
Heizkessel anderer Bauart und F i g. 4 einen senkrechten Schnitt nach der Linie
IV-IV in F i g. 3.Two exemplary embodiments of the invention are shown schematically in the drawing
shown, namely shows F i g. 1 a vertical center section through a
Boilers with horizontal water jackets, F i g. 2 shows a vertical section
the line II-II in F i g. 1, Fig. 3 a vertical center section through a
Boilers of other types and F i g. 4 a vertical section along the line
IV-IV in FIG. 3.
Der Heizkessel nach den F i g. 1 und 2 besitzt einen inneren, liegenden
Wassermantel l mit zylindrischen Wänden 2 und 3 und einen äußeren, ebenfalls liegenden
Wassermantel 4 mit zylindrischen Wänden 5 und 6. Die äußere Zylinderwand
6 ist auf der Oberseite mit einem domartigen Aufsatz 7 versehen. Der innere Wassermantel
l schließt eine Brennkammer 8 für den Brenner 9 ein, der von der vorderen,
offenen Seite her in die Brennkammer hineinragt. Die beiden Wassermäntel l und
4 sind an der Kesselrückseite wasserführend miteinander verbunden (F i g.
1). Mit 10 ist die Kesselvorlaufleitung und mit 11 die Kesselrücklaufleitung
bezeichnet. Der innere Wassermantel 1 ist zur Innenwand 5 des äußeren
Wassermantels 4 außermittig, in diesem Fall nach oben hin versetzt angeordnet (F
i g. 2). Der Wassermantel l ist an seiner tiefsten Stelle mit einer Verbrennungsgasaustrittöffnung
12 versehen, die sich in Richtung einer Mantellinie etwa über die axiale Länge des
Wassermantels 1 erstreckt und die Brennkammer 8 mit dem zwischen den Wassermänteln
1 und 4 gebildeten, etwa ringzylindrischen Heizgaszug 13 an dessen breitester Stelle
verbindet. Dieser Heizgaszug verengt sich nach oben hin allmählich, so daß die Geschwindigkeit
der abströmenden Gase angenähert gleichgehalten wird, und ist an der engsten, der
Austrittöffnung 12 diametral gegenüberliegendeii Stelle mit dem Rauchgasabzugstutzen
14 verbunden. An dieser Stelle des äußeren Wassermantels ist die Wand 5 mit einer
kanalartigen, axial verlaufenden Vertiefung 15 versehen, in der die beiden durch
die Pfeile 16 gekennzeichneten Gasströme wieder zusammentreffen. Auf den
Zylinderwänden 2 und 5 sind abwechselnd Leitwände 17 angeordnet, die die Verbrennungsgase
auf ihrem Weg durch den Heizgaszug 13 hin und her lenken. An den Seitenkanten der
kanalartigen Vertiefung 15 sind Bleche 18 vorgesehen, deren Unterkanten einen nach
vorn hin größer werdenden Abstand von der Wand 2 haben und bewirken, daß die Gase,
bevor sie in die Vertiefung 15 gelangen, den Heizgaszug 13 gleichmäßig durchströmen.
Die Brennkammer 8 und der Heizgaszug 13 sind auf der Vorderseite des Kessels durch
einen abnehmbaren Deckel 19 verschlossen.The boiler according to the F i g. 1 and 2 has an inner, lying water jacket 1 with cylindrical walls 2 and 3 and an outer, also lying water jacket 4 with cylindrical walls 5 and 6. The outer cylinder wall 6 is provided with a dome-like attachment 7 on the top. The inner water jacket 1 includes a combustion chamber 8 for the burner 9 , which protrudes from the front, open side into the combustion chamber. The two water jackets 1 and 4 are connected to one another in a water-carrying manner on the back of the boiler (FIG. 1). With 10 , the boiler flow line and 11, the boiler return line is designated. The inner water jacket 1 is eccentric to the inner wall 5 of the outer water jacket 4, in this case offset upwards (FIG. 2). The water jacket l is provided at its lowest point with a combustion gas outlet opening 12, which extends in the direction of a surface line approximately over the axial length of the water jacket 1 and the combustion chamber 8 with the approximately ring-cylindrical heating gas flue 13 formed between the water jackets 1 and 4 at its widest Place connects. This heating gas draft gradually narrows towards the top, so that the speed of the outflowing gases is kept approximately the same, and is connected to the flue gas outlet connection 14 at the narrowest point diametrically opposite the outlet opening 12. At this point of the outer water jacket, the wall 5 is provided with a channel-like, axially extending recess 15 in which the two gas flows indicated by the arrows 16 meet again. On the cylinder walls 2 and 5, guide walls 17 are arranged alternately, which guide the combustion gases back and forth on their way through the heating gas flue 13. At the side edges of the channel-like recess 15, metal sheets 18 are provided, the lower edges of which have a spacing from the wall 2 that increases towards the front and ensure that the gases flow evenly through the heating gas flue 13 before they enter the recess 15. The combustion chamber 8 and the heating gas flue 13 are closed on the front of the boiler by a removable cover 19.
Der Heizkessel nach den F i g. 3 und 4, in denen gleiche Bezugszeichen
wie in den F i g. 1 und 2 für gleiche Teile verwendet sind, besitzt ebenfalls einen
inneren, liegenden Wassermantel 1 mit zylindrischen Wänden 2 und 3. Der äußere Wassermantel
4 wird von einer senkrechten zylindrischen Außenwand 26 und einer waagerechten zylindrischen
Innenwand 5 gebildet. Die beiden Wassermäntel l und 4 sind an der Kesselrückseite
wasserführend miteinander verbunden (F i g. 3). Die Vorlaufleitung und die Rücklaufleitung
des Heizkessels sind nicht dargestellt. Die vom inneren Wassermantel l eingeschlossene
Brennkammer 8 und der Heizgaszug 13 zwischen den Wassermänteln
1 und 4 sind auf der Kesselvorderseite durch den den Brenner 9 tragenden
abnehmbaren Deckel 19 verschlossen. Bei dieser Bauart ist der innere Wassermantel
l ebenfalls außermittig zur Innenwand 5 des äußeren Wassermantels
4, in diesem Fall nach links hin versetzt angeordnet (F i g. 4). Die breiteste
Stelle des Heizgaszuges 13 befindet sich in F i g. 4 rechts. Nahe oberhalb
dieser breitesten Stelle ist der Wassermantel 1 mit der Verbrennungsgasaustrittöffnung
12 versehen, wobei die waagerechte Verbindungslinie der Mittelpunkte des
inneren Wassermantels 1 und der Innenwand 5 des äußeren Wassermantels mit der Verbindungslinie
der Verbrennungsgasaustrittöffnung 12 und des Mittelpunktes des Wassermantels 1
einen Winkel von etwa 135° bildet. Der Rauchgasabzugstutzen 14 ist an der
höchsten Stelle des Heizgaszuges 13"d. h. um etwa 90° gegenüber der breitesten
oder der engsten Stelle des Zwischenraumes versetzt angeordnet. Der Heizgaszug
13 ist mit dem Rauchgasabzugstutzen, wie zu den F i g. 1 und 2 bereits beschrieben,
durch eine kanalartige, axial verlaufende Vertiefung 15 in der Innenwand 5 verbunden,
die an der einen Seite mit einem Blech 18 versehen ist. Zwischen der Vertiefung
15 und der Verbrennungsgasaustrittöffnung 12
ist der
Heizgaszug 13 durch eine in ihm angeordnete, über seine axiale Länge sich erstreckende,
an sich bekannte Trennwand 27 verschlossen. Die Gase können daher nur auf dem durch
die Pfeile 28 gekennzeichneten Weg in Umfangsrichtung um etwa den gesamten Umfang
des inneren Wassermantels 1 strömen. Dabei durchströmen sie erst den sich verengenden
Teil des Heizgaszuges mit angenähert gleicher Geschwindigkeit und dann den breiter
werdenden Teil, in dem ihre Geschwindigkeit vermindert wird. Durch die Geschwindigkeitsabnahme
in diesem kürzeren Teil des Umfanges des Heizgaszuges sinkt der Wärmeübergang zwar
ebenfalls ab. Durch die Verringerung der Gasgeschwindigkeit werden aber die Umlenkwiderstände
beim Umlenken der Gase von der Umfangsrichtung in die axiale Richtung stark herabgesetzt.The boiler according to the F i g. 3 and 4, in which the same reference numerals as in FIGS. 1 and 2 are used for the same parts, also has an inner, lying water jacket 1 with cylindrical walls 2 and 3. The outer water jacket 4 is formed by a vertical cylindrical outer wall 26 and a horizontal cylindrical inner wall 5. The two water jackets 1 and 4 are connected to one another in a water-carrying manner on the back of the boiler (FIG. 3). The flow line and the return line of the boiler are not shown. The combustion chamber 8 enclosed by the inner water jacket 1 and the heating gas flue 13 between the water jackets 1 and 4 are closed on the front of the boiler by the removable cover 19 carrying the burner 9. In this design, the inner water jacket 1 is also eccentric to the inner wall 5 of the outer water jacket 4, in this case offset to the left (FIG. 4). The widest point of the heating gas flue 13 is in FIG. 4 right. Near above this widest point, the water jacket 1 is provided with the combustion gas outlet opening 12 , the horizontal line connecting the center points of the inner water jacket 1 and the inner wall 5 of the outer water jacket with the connection line between the combustion gas outlet opening 12 and the center point of the water jacket 1 at an angle of approximately 135 ° forms. The flue gas outlet nozzle 14 is d at the highest point of the Heizgaszuges 13 ". H. Staggered by about 90 ° relative to the breitesten or the narrowest point of the gap. The heating gas flue 13 g with the flue gas outlet stub, such as the F i. 1 and 2 already described, connected by a channel-like, axially extending recess 15 in the inner wall 5, which is provided on one side with a sheet 18. Between the recess 15 and the combustion gas outlet opening 12 , the heating gas flue 13 is arranged in it via its axial Long-extending, known partition 27. The gases can therefore only flow in the circumferential direction around the entire circumference of the inner water jacket 1 on the path indicated by the arrows 28 Speed and then the widening part where its speed is reduced If there is a decrease in this shorter part of the circumference of the heating gas flue, the heat transfer also decreases. By reducing the gas velocity, however, the deflection resistances when deflecting the gases from the circumferential direction into the axial direction are greatly reduced.