DE7920926U1

DE7920926U1 - Heizungskessel

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Publication number: DE7920926U1
Application number: DE19797920926U
Authority: DE
Original assignee: INTERLIZ ANSTALT VADUZ
Current assignee: INTERLIZ ANSTALT VADUZ
Priority date: 1978-10-19
Filing date: 1979-07-21
Publication date: 1980-03-27
Also published as: DE2929727A1

Description

Interliz Anstalt in Vaduz, Liechtenstein

Heizungskessel

: Die Erfindung betrifft einen Heizungskessel mit einem einen : Kesselwasserraum umgebenden horizontalen, im Querschnitt

\ runden oder ovalen Kesselaußenkörper, mit einer im unteren

I Bereich des Kesselwasserraumes angeordneten horizontalen,

f 5 im Querschnitt im wesentlichen runden Brennkammer, die am

\ hinteren Ende durch eine Breiinkammerquerwand und am vorderen

I Ende durch eine Kesseltüre verschlossen ist, und mit einem

- über dem oberen Umfangsbereich der Brennkammer im Kessel—

wasserraum angeordneten NachschalthexzkansJ., dessen vorderes 10 Ende an das vordere Ende der Brennkammer angeschlossen ist.

: Die GB-PS 1.516.991 betrifft einen gußeisernen Heizungskessel

bei dem die Brennkammer und der Kesselaußenkörper die bei Gußheizkesseln übliche rechteckige Querschnittsform haben um* bei dem unterhalb der ebenen horizontalen oberen Brennkammer-15 wand eine ebenfalls ebene horizontal=» Umlenkplatte angeordne ist, die seitlich an die beiden senkrechten Brennkammerseitenwände und vorn an die Kesseltür angrenst und hinten einen : Abstand vom geschlossenen hinteren Brennkammerende einhält,

damit die Verbrennungsgase vom hinteren Brennkammerende durch 20 den Zwischenraum zwischen der oberen Brennkammerwand und der p Umlenkplatte nach vorn zum Eintrittsende des übe? der oberen

■ Brennkammerwand im Kesselwasserraum liegenden Nachachalt-

he i? kanal s zurückströmen.

j Diese rechteckige Querschnittsform von Gußheizkesseln , ist einerseits sohlecht für Stahlheizkessel geeignet, deren Brennkammer und Kesselaußenkörper aus verhältnismäßig dünnen, Stahlblechen hergestellt werden und trotzdem eine ausreichende Druckstabilität haben müssen, und hat für die Brennkammer insbesondere den Nachteil, daß ein rechteckiger, mit seinen Ecken tote Zonen bildender Brennkammerquerschnitt schlecht und ungüivstig der Flamme einer Brennerfeuerung angepasst ist und insbesondere bei einer Ölbrennerflamme keinen befriedigenden Ausbrand des Brennstoffs auch in den äußeren Flammenaonen ergibt.

Für brennerbetriebene Stahlheizkessel wirddeshalb die runde Querschnittsform für die Brennkammer und meist auch für den Kesselaußenkörper bevorzugt. Solche Stahlheizkessel haben in konventioneller Weise eine von einem einfachen runden Blechzylinder gebildete Brennkammer, bei der die Verbrennungsgase nach der Umkehr am geschlossenen hinteren Brennkammerende entlang dem Zylinderumfang der Brennkammer nach vorn zurückströmen und durch den Kreisquerschnitt des vorderen Brennkammerendes in den Nachschaltheizkanal überströmen. Es ist mit Schwierigkeiten verbunden, einen solchen Stahlheizkessel so auszubilden, daß er einerseits möglichst i kleine platz— und materialsparende Abmessungen hat und andererseits eine möglichst hohe Leistung aufweist. Denn bei entsprechend kleinen Abmessungen der konventionellen Brennkammer haben sich die vom hinteren zumvorderen Brennkammerende zurückkehrenden Verbrennungsgase nur wenig abgekühlt, so daß sie mit einer stark erhöhten Temperatur in den Nach- *

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schaltheizkanal eintreten, was dazu führt, daß der Nachschalt heizkanal thermisch sehr stark belastet wird, an den Wandungen des Nachschaltheizkanals unerwünscht hohe Temperaturen auftreten und die Verbrennungsgase in dem Naohschaltheizkanal nicht in dem gewünschten Ausmaß ihre Wärme an das Kesselwasser abgeben. Man hat daher zur Steigerung der Wärmeabgabe von den Verbrennungsgasen an das Kesselwasser bisher die konventionelle Brennkammer mit besonders leistungsstark ausgebildeten Nachschaltheizkanälen kombiniert die jedochaen Nachteil haben, daß sie die Kesselherstellung verteuern und komplizieren und mit engen oder langen oder auch vermehrt berippten Strömungsquerschnitten unerwünscht hohe Strömungswiderstände für die den Nachschaltheizkanal durchströmenden Verbrennungsgase erzeugen und dadurch die Anwendung von billigeren Ölbrennern mit geringeren Gebläsedrücken erschweren.

Wird die konventionelle Brennkammer im unteren Bereich eines runden oder ovalen Kesselaußenkörpers angeordnet, entsteht einerseits ein die obere Umfangahälfte der Brennkammer umgebender sichelförmiger Kesselwasserraum und damit der Vorteil, daß die Bohre eines als Rohrbündel ausgebildeten Nachschaltheizkanals nicht nur über der höchsten Stelle der Brennkammer, sondern auch in den seitlich neben der Brennkammer herunterreichenden Teilen des Kesselwasserraumes angeordnet werden können, entsteht andererseits aber die Schwierigkeit, die Verbrennungsgase derart aus dem vorderen Brennkammerende in die etwa über die obere Umfangshälfte der Brennkammer verteilten fiohre überzuleiten, daß die einzelnen Rohre

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gleichmäßig von den Verbrennunggasen beaufschlagt werden·

Die Erfindung vermeidet oder vermindert wesentlich durch eine einfache und billige Modifizierung der konventionellen Brennkammer die vorstehend geschilderte Schwierigkeit» einen Heizungskessel der eingangs genannten Bauart sowohl mit ; kleinen Abmessungen ausbilden zu können als auch bei wirtschaftlicher und energiekostensparender Brennstoffwärmeausnutzung mit hoher Leistung betreiben zu können. Sie erfindung*- gemäße Verbesserung des Heizungskessels der eingangs genannten Art besteht darin, daß in der Brennkammer, mit einem radialen Abstand von dem oberen Umfangsbereich der Brennkammerwand, eine feuerfeste horizontale Einlegeplatte angeordnet ist, die kreisbogenförmig nach oben gewölbt ausgebildet ist und sich etwa über die obere Umfangshälfte der Brennkammerwand erstreckt, wobei die Einlegeplatte an den beiden Seitenrändern an die Brennkammerwand angeschlossen ist, am hinteren Hand einen Abstand von der Brennkammerquerwand aufweist und am vorderen Rand an die Kesseltüre angrenzt. Auf diese Weise wird die konventionelle Brennkammer so aufgeteilt, daß zwischen der Einlegeplatte und der unteren Umfangshälfte der Brennkamtnerwand eine der Brennerflamme optimal angepasste und besonders für eine Ölbrennerflamme günstige Brennkammer mit rundem Brennkaaimerquerschnitt erhalten bleibt, andererseits oberhalb der Einlegeplatte ein im Querschnitt kreisbogenförmiger Hauchgaszug gebildet ist, in dem die Verbrennungsgase vor dem Eintritt in den Nachschaltheiskanal einen beträchtlich angehobenen Teil ihrer Wärme

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durch erhöhte Konvektion sow.ie auch durch Strahlung £n das Kesselwasser abgeben. Infolgedessen kann die obere Leistungsgrenze des Leistungsbereiehs des Heizungskessels beträchtlich angehoben werden, ohne hierzu die Brennkammer, den Nachschalt heizkanal und die Abmessungen des Heizungskessels vergrößern zu müssen. Der Strömungswiderstand des Heizkessels steigt nur kaum an. Im Vergleich zu Heizungskesseln mit der konventionellen Brennkammer, die diese Einlegeplatte nicht hat, wird die Eintrittstemperatur der Verbrennungsgase in den Nachschaltheizkanal und. damit die thermische Belastung des Nachschaltheizkanals herabgesetzt. Darüber hinaus bewirkt die Einlegeplatte bzw. der mit ihr vom Brennkammerinnenraum abgeteilte kreisbogenförmige Rauchgaszug eine gleichmäßigere Verteilung der zum vorderen Brennkammerende zurückkehrenden Verbrennungsgase über die horizontale Breitenausdehnung des vorderen Endes des Nachschaltheizkanalb und damit eine Ver-

> gleichmäßigung der Temperaturverteilung im gesamten Strömungs querschnitt des Nachschaltheizkanals.

In der Zeichnung ist im Längsschnitt und Querschnitt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Heizungskessels mit einem im Querschnitt kreisrund ausgebildeten Kesselaußenkörper dargestellt. Der Heizungskessel besitzt eine horizontale, im Querschnitt runde Brennkammer 20, die hinten durch eine Brennkammerquerwand 26 und vorn durch eine Kesseltüre 25 verschlossen ist. Die Brennkammer 20 ist in dem unteren

Bereich des von dem runden Kesselaußenkörper 21 umgebenen

Kesselwasserraumea 22 angeordnet. In dem dadurch Verbreiter—

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ten-, die obere Umfangs hälft e der Brenn kammerwand umgebenden sichelförmigen Teil des Kesselwasserraums ist ein aus Bohren 23 bestehender Nachschaltheizkanal. angeordnet, der an seinem vorderen Ende an das vordere Brennkammerende angeschlossen ist und mit seinem hinteren Ende in den Rauchgassammler 27 des Heizungskessels einmündet» Mit einem radialen Abstand von dem oberen ümfangsbereich der Brennkammerwand ist in der Brennkammer 20 eine feuerfeste Einlegeplatte 24 angeordnet, dif sich horizontal in Längsrichtung der Brennkammer erstreckt und die kreisbogenförmig nach oben gewölbt ausgebildet ist. Die kreisbogenförmige Wölbung der Einlegeplatte erstreckt sich etwa über die obere Umfangshälfte der Brennkammerwand. Der vordere Hand der Einlegeplatte 24 grenzt an die ■ Kesseltüre 25 an, der hintere Band der Einlegeplatte 24 hält einen Abstand von der Brennkammerquerwand 26 ein. Etwa an der breitesten Stelle der Brennkammer, bis zu der die Anordnung der Bohre des Nachschaltheizkanals 23 herunterreicht, sind die beiden Seitenränder der Einlegeplatte 24 nach außen abgewinkelt und an die Brennkammerwand angeschlossen, so daß der über die obere Umfangshälfte der Brennkammer sich erstreikende kreisbogenförmige Zwischenraum zwischen der Brennkammerwand und der Einlegeplatte 24 gleichbleibende oder im wesentlichen gleichbleibende radiale Höhe hat. Die kreisbogenförmig bzw. tunnelförmig gewölbte Ausbildung der Einlegeplatte 24 führt dazu, daß zwischen der Einlegeplatte und der unteren Umfangshälfte der Breaerwand ein der Brennerflamme günstig angepasster und verbrennungstechniech vorteilhafter runder Brennkammerquer-

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schnitt erhalten bleibt und daß zwischen der Einlegeplatte und der oberen Umfangshälfte der Brennkammerwand ein separater, vom Brennkammerinnenraum abgeteilter Bauchgaszug vorhanden ist, der bei Inanspruchnahme nur eines kleinen Teils des Brennkammerdurchmessers trotzdem einen großen Durchströmungsquerschnitt aufweist und einen· geringen Strömungswiderstand erzeugt· Durch erhöhte Strömungsgeschwindigkeit und Konvektion geben die Verbrennungsgase beim Durchströmen dieses Rauchgaszuges einen großen Teil ihrer Wärme an das Kesselwasser ab, so daß in den Bohren des Nachschaltheizkanals 23 keine thermischen Überbelastungen und gefährlichen Temperaturspitzen auftreten und die Verbrennungsgase ausreichend ihre restliche Wärme an das Kesselwasser abgeben können. Auf dem Weg vom vorderen zum&interen Brennkammerende strömen die Verbrennungsgase im wesentlichen in der Mitte der Brennkammer. Ohne die Einlegeplatte 24 würde ein Großteil der Verbrennungsgase entlang den seitlichen Teilen der Brennkammerumfangswand nach vorn zurückströmen und dementsprechend vorwiegend in die seitlichen Querschnittsbereiche des Nachschaltheizkanals 23 eintreten, wo dann höhere Temperaturen als im mittleren Querschnittsbereich des Nachschaltheizkanals auftreten. Durch die Rückführung der Verbrennungsgase in dem mit der Einlegeplatte abgeteilten, über die obere Umfangshälfte der Brennkammerwand reichenden Rauchgaszug wird jedoch die Durchströmung der einzelnen Rohre des Nachschaltheizkanals 23 und damit die Temperaturverteilung der Verbrennungsgase über den Querschnittsbereich des Nachschaltheizkanals vergleichmäßigt·

Claims

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Interliz Anstalt in Vaduz, Liechtenstein

Heizungskessel

S c h u t ζ a η s ρ r u c h

Heizungskessel mit einem einen Kesselwasserraum umgebenden horizontalen, im Querschnitt runden oder ovalen Kesselaußenkörper, mit einer im unteren Bereich des Kesselwasserraumes angeordneten horizontalen, im Querschnitt im wesentlichen runden Brennkammer, die am hinteren Ende durch eine Brennkammerquerwand und am vorderen Ende durch eine Kesseltüre verschlossen ist, und mit einem über dem oberen Umfangsbereich der Brennkammer im Kesselwasserraum angeordneten Nachsehaltheizkanal, dessen vorderes Ende an das vordere Ende der Brennkammer angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Brennkammer (20),mit einem radialtn Abstand von dem oberen Umfangsbereicfc der Brennkammerwand, eine feuerfeste horizontale Einlegeplatte (24) angeordnet ist, die kreisbogenförmig nach oben gewölbt ausgebildet ist und sich etwa über die obere Umfangshälfte der Brennkammerwand erstreckt, wobei die Einlegeplatte (24) an den beiden Seiten rändern an die Brennkammerwand angeschlossen ist, am hinteren Rand einen Abstand von der Brennkammerquerwand (26) aufweist und am vorderen Rand an die Kesseltüre (25) angrenzt.

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