DE1233999B - Boiler with a furnace for burning solid and a combustion chamber for burning liquid or gaseous fuels - Google Patents
Boiler with a furnace for burning solid and a combustion chamber for burning liquid or gaseous fuelsInfo
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Description
Heizkessel mit einem Feuerraum zum Verfeuern fester und einer Brennkammer zum Verfeuern flüssiger oder gasförmiger Brennstoffe Die Erfindung bezieht sich auf einen Heizkessel mit einem Feuerraum zum Verfeuem fester Brennstoffe sowie einer von einem Wassermantel begrenzten, sich quer durch den Kessel erstreckenden Brennkammer zum Verfeuem flüssiger oder gasförmiger Brennstoffe, deren Verbrennungsgase wie die aus dem Feuerraum in einen gemeinsamen, unterhalb der Kesseldecke verlaufenden Heizgasabzug abziehen.Boiler with a firebox for burning solid and a combustion chamber for burning liquid or gaseous fuels The invention relates on a boiler with a firebox for burning solid fuels and one The combustion chamber is limited by a water jacket and extends across the boiler for burning liquid or gaseous fuels whose combustion gases such as those from the combustion chamber into a common one below the boiler roof Pull off the hot gas exhaust.
Bei bekannten Heizkesseln dieser Bauart wird im Betrieb jeweils ein Feuerraum von den Heizgasen nicht beaufschlagt, wodurch dessen Heizflächen nicht ausgenutzt sind, was zur Folge hat, daß der Kessel größer bemessen werden muß, wenn eine bestimmte Heizflächenleistung erreicht werden soll. Hinzu kommt, daß bei solchen Kesseln in den meisten Fällen für den Betrieb des jeweiligen Feuerraumes Klappen oder Schieber in den Heizgaszügen umgestellt werden müssen.In known boilers of this type, a The combustion chamber is not exposed to the heating gases, which means that its heating surfaces are not are used, which has the consequence that the boiler must be made larger when a certain heating surface output is to be achieved. In addition, with such Boilers in most cases flaps for the operation of the respective combustion chamber or valves in the hot gas flues have to be changed.
Abo,esehen von dadurch bedin-tem zusätzlichem Bedienungsaufwand und der Verschmutzung der zu verstellenden Vorrichtungen, was eine Beeinträchtiguno, hinsichtlich ihrer Betriebssicherheit und ihrer Haltbarkeit bedeutet, kann unter Umständen bei falscher Bedienung Explosionsgefahr bestehen.Subscription, there are additional operating costs and the soiling of the devices to be adjusted, which is a negative in terms of their operational safety and durability means, can under There is a risk of explosion in the event of incorrect operation.
Diese Nachteile hat man schon mit einem Kessel zu beseitigen versucht, der ebenfalls zwei durch eine wasserführende Zwischenwand voneinander getrennte Feuerräume aufweist, die in einen gemeinsamen, unmittelbar unterhalb der Kesseldecke verlaufendenHeizgaszugeinmünden. Fernersinddieden Feuerraum begrenzenden, wasserführenden Wände entgegen der Zugrichtung abgewinkelt. Sie enden mit e Abstand e von der Kesseldecke. C Bei diesem bekannten Kessel hat der Feuerraum (Brennkammer), in den der Brenner mündet, eine nach oben zeigende öffnung, und zwar am entgegenel ge setzten Ende der Brennermündung. Dadurch besteht einmal die Gefahr, daß feste Brennstoffe in die Brennkammer gelangen können; zum anderen ist die Heizgasführung ungünstig, sowohl in der Kammer selbst, weshalb sie einer Ausmauerung bedarf, als auch hinter der Kammer.Attempts have already been made to eliminate these disadvantages with a boiler, which are also two separated from each other by a water-bearing partition Has combustion chambers, which in a common, directly below the boiler roof running hot gas flue. Furthermore, the fire chamber delimiting, water-bearing Walls angled against the direction of pull. They end at a distance e from the boiler roof. C In this known boiler, the combustion chamber (combustion chamber) into which the burner is located opens, an opening pointing upwards, namely at the opposite end the burner mouth. As a result, there is once the risk that solid fuels in can enter the combustion chamber; on the other hand, the heating gas flow is unfavorable, both in the chamber itself, which is why it needs a brick wall, as well as behind the Chamber.
Die ebenfalls bekannte Ausführungsforin, bei der die ölbrennkammer aus einem sie allseitig umschließenden Wassermantel mit einem senkrechten Querschnitt gebildet ist, der etwa einer Langlochform entspricht, wobei im Bereich der unteren Hälfte der Kammer seitliche öffnungen zur Brennerbefestigung und im oberen Bereich der Kammer in der dem Feuerraum für festeBrennstoffezugewandtenwasserführenden Wand eine abgeschirmte Längsöffnuna, C, vorgesehen sind, ermöglicht zwar eine höhere Wärmebelastbarkeit gemessen an den bereits bekannten Kesseln; dieser höheren Wärinebelastbarkeit sind jedoch Grenzen gesetzt.The also known embodiment, in which the oil combustion chamber is formed from a water jacket that surrounds it on all sides and has a vertical cross section, which corresponds approximately to an elongated hole shape, with lateral openings for the burner attachment in the area of the lower half of the chamber and in the upper area of the chamber in the combustion chamber a shielded longitudinal opening, C, is provided for solid fuel facing water-bearing wall, allows a higher thermal load capacity compared to the already known boilers; However, there are limits to this higher heat resistance.
Die Tendenz im Kesselbau weist heute in Richtung einer höheren Wärmebelastung, d. h. die spezifische Heizflächenbelastung anzuheben, um die Kesselbaumaße kleiner und dadurch die Herstellungskosten niedrig halten zu können. Der Heizkessel nach obengenanntem Vorschlag läßt eine solche höhere Belastung bereits zu, eine weitere Steigerung verbot sich jedoch wegen der Schwierigkeit bei der Wärmeabfuhr. Einen Heizkessel, insbesondere, wenn es sich um kleinere Bauarten handelt, mit Zwangumlauf des Heizmittels zu betreiben, ist in der Regel zu kostspielig. Ein solcher Kessel wäre auch zu aufwändig. Durch besondere bauliche Maßnahmen kann erreicht werden, daß keine örtliche überhitzung und Dampfblasenbildung eintritt, die zu Geräuschbildungen und zu einer Behinderung, der Wärineabfuhr führen kann. Hierfür sind im Wassermantel der Brennkammer waagerecht verlaufende Flächen besonders anfällig, wie sie beispielsweise die untere Begrenzungswand für die Heizgasabzugöffnung aus der Brennkammer darstellt. Hier sowie unter der Brennkammerdecke können sich Dampfblasen aus den hochbelasteten Bereichen des Wassermantels neben der Brennerflamme ansammeln. In dieser Hinsicht bringt auch die abgebogene Kammerwand als untere Begrenzung der Abzugöffnungen nach dem obenerwähnten bekannten Vorschlag keine Abhilfe, da diese in die Brennkammer eingebogene Zunge besonders stark wärmebelastet ist, somit eine Dampfblasenbildung unterstützt und den Wasserumlauf in diesem Kesselbereich behindert.The trend in boiler construction today points in the direction of a higher thermal load, i. H. to increase the specific heating surface load in order to be able to keep the boiler construction dimensions smaller and thus the production costs low. The boiler according to the above proposal already allows such a higher load, but a further increase was forbidden because of the difficulty in heat dissipation. To operate a boiler with forced circulation of the heating medium, especially if it is a smaller type, is usually too expensive. Such a boiler would also be too expensive. Special structural measures can ensure that no local overheating and vapor bubble formation occurs, which can lead to the formation of noise and to a hindrance to the dissipation of heat. Areas running horizontally in the water jacket of the combustion chamber are particularly susceptible to this, as represented, for example, by the lower boundary wall for the heating gas outlet opening from the combustion chamber. Here as well as under the combustion chamber ceiling, vapor bubbles from the highly stressed areas of the water jacket can collect next to the burner flame. In this regard, the bent chamber wall as the lower limit of the exhaust openings according to the above-mentioned known proposal does not provide any remedy, since this tongue bent into the combustion chamber is particularly exposed to heat, thus supporting the formation of steam bubbles and preventing the water from circulating in this boiler area.
Um das zu vermeiden, ist der Heizkessel der eingangs genannten Gattung nach der Erfindung da-C, durch gekennzeichnet, daß die Brennkammer von ihrem Wassermantel allseitig begrenzt ist, dessen Innenwand die Brennkammer oben brückenbogenartig abdeckt, und daß im oberen Bereich des zwischen Feuerraum und Brennkammer liegenden Wandteiles des Wassermantels eine Heizoasdurchtrittöffnung vorgesehen ist, deren untere Begrenzun-sfläche zur Brennkammerlängsachse derart geneigt verläuft, daß sich hier etwa bildende Dampfblasen frei ablösen und nach oben wandern können, und daß die Heizgasdurchtrittöffnung mit Abstand von der Wassermantelseitenwand durch eine wasserführende Leitwand gegen den Feuerraum hin abgeschirmt ist.In order to avoid this, the boiler is of the type mentioned at the beginning according to the invention da-C, characterized in that the combustion chamber is bounded on all sides by its water jacket, the inner wall of which is the combustion chamber covers the top like a bridge arch, and that in the upper area of the between the furnace and the wall part of the water jacket lying on the combustion chamber has a heating oas passage opening is provided whose lower boundary surface to the longitudinal axis of the combustion chamber in such a way runs inclined so that any vapor bubbles that are formed here detach freely and afterwards can migrate above, and that the heating gas passage opening at a distance from the water jacket side wall is shielded from the combustion chamber by a water-bearing baffle.
Dadurch wird erreicht, daß etwa sich an den obengenannten waagerechten Flächen der Brennkammerwand oder an der Brennkammerdecke bildende Dampfblasen nach beiden Seiten abströmen. Außerdem wird der Wasserumlauf in dem Bereich der unteren Begrenzungswände der Heizgasdurchtrittöffnung stärker gegenüber der Ausbildung mit einer gebogenen Kammerwand im Bereich dieser öffnuna. Eine eleichermaßen freie Dampfblasenabströmuno, ist durch diebrückenbogenartigeAusbilduna, C C, der Brennkammerdecke in diesem ebenfalls für Dampfblasenbildung anfälligen Bereich gewährleistet.It is thereby achieved that vapor bubbles forming approximately on the above-mentioned horizontal surfaces of the combustion chamber wall or on the combustion chamber ceiling flow off to both sides. In addition, the water circulation in the area of the lower boundary walls of the heating gas passage opening is stronger compared to the design with a curved chamber wall in the area of this opening. Equally free vapor bubble outflow is ensured by the arch-like design, C C, of the combustion chamber ceiling in this area, which is also prone to vapor bubble formation.
In weiterer Ausbildung der Erfindung kann die untere Begrenzungsfläche der Heizgasdurchtrittöffnung in dem Brennkammerwassermantel in senkrechten Längsschnitt V-Form aufweisen. Obgleich hierbei der untere Bereich der öfinung nicht in die Brennkammer nach innen gebogen ist, womit ein Stau der Brenngase in der Kammer erzielt wird, um eine bessere Rückwirkung auf die Brennerflamme zu erreichen, ist ein solcher Stau auch bei dieser Ausbildungsform gewährleistet, denn die waagerecht brennende öl- oder Gasflamme wird an der gegenüberlie-enden Brennkammerwand nach oben aeleitet und läuft im oberen Bereich der Brennkammer wieder zurück bis zum größten öffnungsbereich der AbzugöffnunIg.In a further embodiment of the invention, the lower boundary surface of the heating gas passage opening in the combustion chamber water jacket can have a V-shape in a vertical longitudinal section. Although the lower area of the opening is not bent inwards into the combustion chamber, which results in a build-up of the combustion gases in the chamber in order to achieve a better reaction on the burner flame, such a build-up is also guaranteed with this embodiment, because the horizontal Burning oil or gas flame is directed upwards on the opposite combustion chamber wall and runs back in the upper area of the combustion chamber to the largest opening area of the exhaust opening.
Als weitere vorsorgliche Maßnahme gegen Dampfblasenbildun- und zur Erhöhung der Strömungs-CP Creschwindigkeit kann unterhalb der Heizgasdurchtrittöffnung gegebenenfalls auch in der gegenüber-C, C ZD lie-enden Brennkammerwand ein schrä- verlaufendes, geneigtes Leitblech eingebaut werden, wodurch die sich im Bereich der waagerechten ölflamme an beiden Wasserwänden bildenden kleinen Dampfblasen unterhalb des Leitbleches nach der Seite in Zonen abgelenkt werden, wo die Wärmebeaufschlagung geringer und das Wasser weniger erhitzt ist.As a further preventive measure against Dampfblasenbildun- and to increase the flow CP Creschwindigkeit can below the Heizgasdurchtrittöffnung optionally also in the opposite-C, C ZD lie-forming combustion chamber wall an oblique extending, inclined guide plate are installed, whereby in the area of the horizontal Oil flame on both water walls forming small vapor bubbles below the baffle are deflected to the side in zones where the heat application is lower and the water is less heated.
An Hand einer beispielsweisen zeichnerischen Darstellung ist der Kessel nach der Erfindung nachfolgend erläutert. In dieser Darstellung zeigt F i g. 1 einen senkrechten Längsschnitt durch einen Heizkessel mit eingesetzter Brennkammer zum Verfeuern flüssiger oder gasföriniger Brennstoffe, F i g. 2 eine Ansicht der Brennkammerwand von der Seite der Heizgasabzugöffnung und F i g. 3 eine ähnliche Ansicht wie in F i g. 2 mit abgewandelter Abzugöffnung.The boiler according to the invention is explained below using an exemplary graphic representation. In this illustration, F i g. 1 shows a vertical longitudinal section through a boiler with an inserted combustion chamber for burning liquid or gaseous fuels, FIG . 2 shows a view of the combustion chamber wall from the side of the heating gas outlet opening, and FIG . 3 is a view similar to that in FIG. 2 with a modified trigger opening.
Nach F i g. 1 ist im Kessel 1 der Feuerraum 2 für feste Brennstoffe durch den Einbau der Brennkammer 3 vom Abzugraum 4 getrennt.According to FIG. 1 , the combustion chamber 2 for solid fuels in the boiler 1 is separated from the flue chamber 4 by the installation of the combustion chamber 3.
Die Brennkammer 3 hat einen inneren senkrechten Querschnitt, der etwa einem Langloch entspricht. Die Kammer 3, die etwa einen gesonderten Kessel im Gesamtheizkessel darstellt, erstreckt sich quer durch den Kessel 1 und ist allseits von wasserführenden Wänden umgeben. Der Brenner 6 ist in die seitliche untere Kammeröffnung 7 eingesetzt. Die Brennkammer 3 hat zum Feuerraum 2 des Heizkessels 1 für feste Brennstoffe hin eine im wesentlichen waagerecht verlaufende Heizgasdurchtrittöffnung 8, deren untere Begrenzungsfläche 9 geneigt ausgebildet ist. Durch diese Neigung wird erreicht, daß sich unter dieser Fläche im Wasserraum ansammelnde oder bildende Dampfblasen leichter abfließen können, was ebenfalls an der hochwärrnebelasteten, brückenbogenförmig ausgebildeten Decke der Brennkammer 3 Crewährleistet ist, und zwar in dem Sinne, daß sich dort die Dampfblasen leichter ablösen können. Der etwaige Heizgasverlauf in der Kammer 3 ist in F i g. 2 durch Pfeile angedeutet. Als weitere Maßnahme gegen Dampfblasenbildung und zur Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit kann unterhalb der Begrenzungsfläche 9 gegebenenfalls auch in der ge - genüberliegenden Wand der Brennk-ammer 3 ein schräg verlaufendes Leitblech 10 eingebaut sein, wodurch die sich im Bereich der waagerechten ölflamme an beiden Wasserwänden bildenden kleinen Dampfblasen unterhalb des Leitbleches 10 nach der Seite in Zonen abgelenkt werden, wo die Wärmebeaufschlagung geringer und das Wasser weniger erhitzt ist.The combustion chamber 3 has an inner vertical cross section which corresponds approximately to an elongated hole. The chamber 3, which represents a separate boiler in the overall boiler, extends across the boiler 1 and is surrounded on all sides by water-bearing walls. The burner 6 is inserted into the lower side chamber opening 7. The combustion chamber 3 has a substantially horizontally extending heating gas passage opening 8 towards the combustion chamber 2 of the heating boiler 1 for solid fuels, the lower boundary surface 9 of which is inclined. This inclination ensures that under this surface in the water space accumulating or forming vapor bubbles can flow away more easily, which is also ensured on the highly heat-loaded, arch-shaped ceiling of the combustion chamber 3 crew, in the sense that the vapor bubbles can be detached there more easily . The possible heating gas course in the chamber 3 is shown in FIG. 2 indicated by arrows. The Brennk-ammer 3 a transverse baffle 10 genüberliegenden wall to be built, whereby the useful oil flame in the field of horizontal forming at both water walls small vapor bubbles - As a further measure against vapor bubble formation and to increase the flow velocity may be below the boundary surface 9 optionally also in the ge be deflected below the baffle 10 to the side in zones where the heat application is less and the water is less heated.
Die Ausbildungsform der Heizgasdurchtrittöffnung 8' nach F i g. 3 ist insofern besonders vorteilhaft, als dadurch der Strömungsweg der Heizgase in noch stärkerem Maß in eine U-för#mi-e Bahn gezwungen wird, wodurch sich ein verstärkter Heizgasstau und damit eine günstige Rückwirkung der Heizgase auf die Brennerflamme erzielen läßt.The embodiment of the heating gas passage opening 8 ' according to FIG. 3 is particularly advantageous in that it forces the flow path of the heating gases to an even greater extent into a U-för # mi-e path, whereby an increased heating gas accumulation and thus a favorable reaction of the heating gases on the burner flame can be achieved.
Um zu vermeiden, daß beim Verfeuern fester Brennstoffe diese. behn Einfüllen in den Kessel in die öffnun-en 8, 8' -elangen können, ist vor dieser Öffnuna und mit Abstand von ihr eine wasserführende, den festen Brennstoff abweisende Leit-wand 11 in den Feuerraum 2 eingebaut.In order to avoid this when burning solid fuels. Before being filled into the boiler in the openings 8, 8 ' , a water-conducting baffle 11 , which repels solid fuel, is built into the furnace 2 in front of this opening and at a distance from it.
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