DE1111361B

DE1111361B - Cast iron articulated boiler with a second air supply

Info

Publication number: DE1111361B
Application number: DEK27610A
Authority: DE
Inventors: Stanislav Kraus; Jan Novak; Jan Severa; Rudolf Straka
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1954-12-16
Filing date: 1955-12-15
Publication date: 1961-07-20

Description

Gußeiserner Gliederheizkessel mit Zweitluftzufuhr Die Erfindung betrifft einen gußeisemen Gliederheizkessel für Sammelheizungsanlagen mit Füllschacht, unterem Abbrand, drei an den Feuerraum anschließenden, in der Strömrichtung der Heizgase hintereinander gelegenen, jeweils durch eine Wand mit Durchtrittöffnungen voneinander getrennten Verbrennungsräumen und mit Zweitluftzufuhr.Cast iron articulated boiler with secondary air supply The invention relates to a cast-iron sectional boiler for collective heating systems with filling shaft, below Burn-off, three connected to the combustion chamber, in the direction of flow of the heating gases one behind the other, each through a wall with openings from each other separate combustion chambers and with a second air supply.

Gliederheizkessel dieser Bauart sind derart ausgebildet, daß sie entweder nur für die Verbrennung von Brennstoffen mit geringem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen, wie Koks, Anthrazit und Schwelkoks, od. dgl. oder nur für Verbrennung von Brennstoffen mit hohem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen, wie z. B. Braunkohle, Holz od. dgl. geeignet sind. Bei Heizkesseln mit Schachtfeuerung, in welchen Brennstoffe mit sehr hohem Gasgehalt verbrannt werden sollen, bilden sich in den erheblichen Brennstoffmengen Destillationsgase heftig und ungleichmäßig. Bei geringem Kaminzug und kleinen Verbrennungsräumen ist die Bildung einer homogenen Mischung der Destillationsgase mit der Verbrennungsluft und deren vollkommene Mischung mit der Zweitluft von grundsätzlicher Bedeutung.Section boilers of this type are designed so that they either only for the combustion of fuels with a low content of volatile components, such as coke, anthracite and smoldering coke, od. The like. Or only for the combustion of fuels with a high content of volatile components, such as. B. lignite, wood or the like. are suitable. For boilers with shaft firing, in which fuels with very high gas content to be burned, are formed in the considerable amounts of fuel Distillation gases violent and uneven. With a low chimney draft and small combustion chambers is the formation of a homogeneous mixture of the distillation gases with the combustion air and their perfect mixing with the secondary air is of fundamental importance.

Es ist bereits ein Gliederheizkessel zur Verfeuerung von Scheitholz und ähnlichen Brennstoffen bekannt. Dieser Gliederheizkessel weist einen Füllschacht mit unterem Abbrand und drei an den Feuerraum anschließende, in der Strömrichtung der Heizgase hintereinander gelegene, jeweils durch eine Wand mit Durchtrittöffnungen voneinander getrennte Verbrennungsräume auf. Die Zweitluft wird durch eine Seitenwand des zweiten Verbrennungsraumes zugeführt. Dadurch wird aber eine gute Durchmischung der Verbrennungsgase mit der Zweitluft nicht gewährleistet. Die Zweitluft wird lediglich von einer Seite her dem Verbrennungsgasstrom zugeleitet.It is already a sectional boiler for burning logs and similar fuels are known. This sectional boiler has a filling shaft with lower burnout and three adjoining the combustion chamber, in the direction of flow of the heating gases one behind the other, each through a wall with passage openings separate combustion chambers. The secondary air is through a side wall of the second combustion chamber supplied. However, this ensures good mixing of the combustion gases with the secondary air is not guaranteed. The second air is only fed to the combustion gas stream from one side.

Der Bereich der Mischwirkung der Zweitluft, die eine Aufwirbelung der glühenden Gase mit unterschiedlichen Viskositäten hervorrufen soll, erstreckt sich bei den bekannten Gliederheizkesseln nicht über den ganzen Querschnitt des breiten Heizgasstromes, sondern nur auf die nähere Umgebung des Zweitluftaustritts.The area of the mixing action of the secondary air that causes a turbulence to produce glowing gases with different viscosities extends in the known sectional boilers do not cover the entire cross-section of the wide heating gas flow, but only in the immediate vicinity of the second air outlet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, darüber hinaus einen intensiven Turbulenzstrom in einem der Verbrennungsräume auch bei einem geringen Druckgefälle zu schaffen, das bei einem natürlichen Zug des Schornsteins zur Verfügung steht.The invention is based on the object, moreover, an intensive one Turbulence flow in one of the combustion chambers even with a low pressure gradient to create that is available with a natural draft of the chimney.

Erfindungsgemäß sind bei einem Gliederheizkessel der eingangs angeführten Gattung die die Trennwand zwischen dem zweiten und dritten Verbrennungsraum bildenden, gitterartig angeordneten, aus feuerfestem Werkstoff bestehenden Zweitluftkanäle an den einander zugekehrten Flächen mit zueinander versetzten Austrittöffnungen für die Zweitluft derart ausgestattet, daß diese senkrecht zur Hauptströmrichtung der Verbrennungsgase austritt und die gitterartige Trennwand zwischen dem ersten und dem zweiten Verbrennungsraum in an sich bekannter Weise zu den gitterartig angeordneten Zweitluftkanälen auf Lücke gesetzt ist.According to the invention, those mentioned at the beginning are in a sectional boiler Type that forms the dividing wall between the second and third combustion chamber, Second air ducts arranged like a grid and made of refractory material on the surfaces facing one another with outlet openings that are offset from one another equipped for the secondary air in such a way that it is perpendicular to the main flow direction the combustion gases emerge and the grid-like partition between the first and the second combustion chamber in a manner known per se to those arranged in a grid-like manner Second air ducts is set to gap.

Es kannvorteilhaft sein, daß die gitterartigeTrennwand zwischen dem ersten und dem zweiten Verbrennungsraum aus wasserführenden Rohren besteht und von der Füllschachtwand schräg abwärts nach vom Feuerrost seitlich schräg ansteigenden Kesselwänden reicht.It can be advantageous that the lattice-like partition wall between the first and second combustion chamber consists of water-carrying pipes and of the hopper wall sloping downwards towards the side sloping upwards from the grate Boiler walls is enough.

In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt Fig. 1 einen senkrechten Querschnitt durch einen Gliederheizkessel nach der Erfindung und Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV der Fig. 1.An exemplary embodiment of the invention is shown schematically in the figures shown. 1 shows a vertical cross section through a sectional boiler according to the invention and FIG. 2 shows a section along the line IV-IV of FIG. 1.

Der dargestellte Kessel weist in seiner ganzen Tiefe einen gekühlten, im unteren- Teil erweiterten Füllschacht 1 für die Aufnahme von Brennstoff auf. Im unteren erweiterten Raum 2 ist ein Planrost 3 mit Schüttelvorrichtung angeordnet. Längs der ganzen Kesseltiefe erstreckt sich unter dem Füllschacht ein erster Verbrennungsraum. Von diesem ersten Verbrennungsraum gehen seitlich Abzugkanäle 4 aus. Durch diese Kanäle 4 ziehen die Verbrennungsgase, wie durch den Pfeil 16 angedeutet, durch eine wassergekühlte, gußeiserne, in beiden Kesselhälften symmetrisch angeordnete, gitterartige Trennwand 15 in den zweiten Verbrennungsraum 5. In diesem zweiten Verbrennungsraum wird entlang der ganzen Kesseltiefe der Zug ausgeglichen, außerdem findet eine Vermischung der Verbrennungsgase und eine teilweise weitere Verbrennung statt. Die wassergekühlte gitterartige Trennwand 15 ist derart ausgebildet, daß diese von der Füllschachtwand schräg abwärts bis zu den vom Feuerrost 3 seitlich schräg ansteigenden Kesselwänden reicht.The boiler shown has in its entire depth a cooled, in the lower part widened filling shaft 1 for the reception of fuel. In the lower expanded space 2, a plan grate 3 is arranged with a shaking device. A first combustion chamber extends along the entire depth of the boiler under the filling shaft. Discharge ducts 4 extend laterally from this first combustion chamber. Through these channels 4, the combustion gases, as indicated by arrow 16 , pull through a water-cooled, cast-iron, grid-like partition 15 symmetrically arranged in both boiler halves into the second combustion chamber 5. In this second combustion chamber, the draft is balanced along the entire boiler depth, as well there is a mixing of the combustion gases and, in some cases, further combustion. The water-cooled lattice-like partition wall 15 is designed in such a way that it extends obliquely downward from the filling chute wall to the boiler walls rising laterally from the grate 3.

Die Trennwand 15 trennt weiterhin die glühende Brennstoffschicht im Raum 4 vom zweiten Verbrennungsraum 5 und verhindert dadurch das Festbacken der Schlacken an diesen Stellen. Ferner wird durch diese Anordnung das dahinter befindliche Schamottegitter vor einer Beschädigung geschützt und ein intensiver Wasserumlauf im Kessel erreicht. Die beschriebene Ausbildung der gitterartigen Trennwand 15 bewirkt weiterhin, daß die Glutschicht dicht an die Rohre der Trennwand heranreicht und sich infolge der hohen Temperaturen keine Teerrückstände an dieser Stelle für dauernd niederschlagen können.The partition 15 further separates the glowing fuel layer in the Space 4 from the second combustion chamber 5 and thereby prevents the caking of the Slag in these places. Furthermore, this arrangement makes the one behind it Fireclay grids protected from damage and an intensive water circulation reached in the boiler. The described formation of the lattice-like partition 15 causes Furthermore, that the layer of embers reaches close to the pipes of the partition wall and Due to the high temperatures, there is no permanent tar residue at this point can knock down.

Aus dem zweiten Verbrennungsraum 5 strömen die brennenden Gase durch die aus Schamotteformsteinen bestehenden, gitterartig angeordneten Zweitluftkanäle 13 in einen dritten Verbrennungsraum 6. Die gitterartig angeordneten, durch die Schamotteformsteine gebildeten Zweitluftkanäle 13 sind gegen die durch wassergekühlte Rohre gebildete, gitterartige Trennwand 15 versetzt. Dies führt zu einer intensiven Turbulenz der brennenden Gase.The burning gases flow through from the second combustion chamber 5 the grid-like second air ducts made of molded chamotte bricks 13 into a third combustion chamber 6. The grid-like arrangement through which Fireclay blocks formed second air channels 13 are against the water-cooled Tubes formed, grid-like partition 15 offset. This leads to an intense Turbulence of the burning gases.

Wie Fig. 2 zeigt, bilden sich in der Umgebung der Zweitluftkanäle 13 und der gitterartigen Trennwand 15 örtliche Wirbel, die eine Turbulenz im ganzen Verbrennungsraum sichern. Der Verbrennungsvorgang verläuft intensiv und wird gleichzeitig stabilisiert. In die Zweitluftkanäle 13, die hinter dem zweiten Verbrennungsraums angeordnet sind, in welchem Brennstoffdestillationsgase und Luft gleichmäßig gemischt werden, wird Zweitluft von außen über die Regelklappen 12 zugeführt. Diese Zweitluft tritt durch die Austrittöffnungen 14 quer in die durchziehenden Teilströme der Verbrennungsgase ein.As FIG. 2 shows, local eddies are formed in the vicinity of the secondary air ducts 13 and the grid-like partition wall 15 , which ensure turbulence in the entire combustion chamber. The combustion process is intense and stabilized at the same time. In the secondary air ducts 13, which are arranged behind the second combustion chamber, in which fuel distillation gases and air are mixed uniformly, secondary air is supplied from the outside via the control flaps 12. This secondary air enters transversely through the outlet openings 14 into the partial flows of the combustion gases passing through.

Die Mischwirkung der Zweitluft wird noch durch die Injektorwirkung der Austrittöffnungen 14 erhöht. Es wird auf diese Weise eine wesentlich höhere Erwärmung der Zweitluft als bei den bisher bekannten Vorrichtungen erreicht. Die gitterartig angeordneten Zweitluftkanäle 13 bilden einen wirkungsvollen keramischen Rekuperator, denn die Zweitluftkanäle 13 befinden sich im Gebiet der höchsten Verbrennungstemperaturen, so daß der Wärmeübergang von den glühenden Wänden an die Zweitluft groß ist. Die durchgemischten Gase gelangen in einen dritten Verbrennungsraum 6, in dem die Verbrennung vollendet wird, wobei sich ein Flammenwirbel entwickelt. Die Rauchgase ziehen an den durch die senkrechten Züge 7 und 8 gebildeten Konvektionsflächen des Kessels vorbei in den Sammelkanal 9 und von dort in den Schornstein.The mixing effect of the second air is further increased by the injector effect of the outlet openings 14 . In this way, the secondary air is heated to a significantly higher degree than in the previously known devices. The grid-like arranged second air ducts 13 form an effective ceramic recuperator, because the second air ducts 13 are located in the area of the highest combustion temperatures, so that the heat transfer from the glowing walls to the second air is great. The mixed gases reach a third combustion chamber 6, in which the combustion is completed, with a vortex of flame developing. The flue gases pull past the convection surfaces of the boiler formed by the vertical flues 7 and 8 into the collecting duct 9 and from there into the chimney.

Die Verbrennungsluft kann je nach dem verwendeten Brennstoff entweder von oben durch den Deckel 10 oder durch den Rost 3 zugeführt werden. Der in Fig.l bei 10 durch die Pfeile dargestellte Luftzug von oben bewirkt einen Gleichstrombrand. Die Luftführung unten gemäß der Pfeile 11 bewirkt einen Gegenstrombrand.The combustion air can either, depending on the fuel used can be fed in from above through the cover 10 or through the grate 3. The in Fig.l A draft of air from above, represented by the arrows at 10, causes a direct current fire. The air flow below according to the arrows 11 causes a countercurrent fire.

Mit dem Gliederheizkessel nach der Erfindung können nicht backende Brennstoffe mit hohem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen, einschließlich Holz und Torf, verheizt werden. Es ist auch die Verbrennung von Brennstoffen mit geringem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen, wie Koks oder Anthrazit, mit großem Wirkungsgrad möglich, ohne daß es erforderlich ist, die Feuerung eingehend zu überwachen oder den Rost zu betätigen. Der Kessel kann mit gasreichen Brennstoffen der Korngröße über 30 mm und mit gasarmen Brennstoffen der Korngröße über 10 mm beschickt werden.With the sectional boiler according to the invention can not bake Fuels with high volatile content, including wood and Peat to be burned. There is also little fuel burning Volatile content, such as coke or anthracite, with high efficiency possible without it being necessary to monitor the furnace in detail or to operate the grate. The boiler can use gas-rich fuels of grain size over 30 mm and with low-gas fuels with a grain size of over 10 mm.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Cast iron sectional boiler for collective heating systems with filling shaft, lower combustion, three adjoining the combustion chamber, in the direction of flow of the hot gases located one behind the other, each through a wall with passage openings separate combustion chambers and with a second air supply, characterized in that that the dividing wall between the second and third combustion chamber (5, 6) forming, Second air ducts arranged like a grid and made of refractory material (13) on the surfaces facing one another with outlet openings that are offset from one another (14) are equipped for the secondary air in such a way that it is perpendicular to the main flow direction the combustion gases emerge and the grid-like partition (15) between the first and the second combustion chamber (4, 5) in a manner known per se to the grid-like arranged second air ducts (13) is set to gap.

2. Articulated boiler according to Claim 1, characterized in that the grid-like partition (15) between the first and the second combustion chamber consists of pipes carrying water and from the hopper wall diagonally downwards from the fire grate (3) sloping upwards laterally Boiler walls is enough. Publications considered: German patent specification No. 833 401; Swiss patent specification No. 193 570.