NL7906458A

NL7906458A - Verwarmingsketel.

Info

Publication number: NL7906458A
Application number: NL7906458A
Authority: NL
Original assignee: Nefit Nv
Priority date: 1979-08-28
Filing date: 1979-08-28
Publication date: 1981-03-03
Also published as: FR2464437B3; FR2464437A1; GB2063451B; DE3032120A1; GB2063451A

Description

*' -a '79 5090/M/Eey/asr, — —

Aanvraagster : Crane Nederland N.V. te Deventer

Titel : Verwarmingsketel

De uitvinding heeft betrekking op een verwarmingsketel, omvattende een verbrandingsruimte, waarin een brander met een aantal brander-· poorten en een door de verbrandingsgassen verhitte warmte wisselaar voor een te verwarmen medium zijn aangebracht, een verbrandingslucht·· 5 toevoer en een afvoerkanaal voor de verbrandingsgassen#

Dergelijke bekende ketels worden bijvoorbeeld veel toegepast voor het verwarmen van water voor centrale verwarmingssystemen. Zij hebben het bezwaar van een te weinig compacte bouw.

De uitvinding beoogt nu een verwarmingsketel te verschaffen, waarbij met een zo compact mogelijke bouw het rendement van de ketel wordt vergroot.

Dit oogmerk wordt volgens de uitvinding bereikt, doordat de brander buiten het door de vertikale projectie van de warmtewisselaaj· op het grondvlak van de verfcöndingsruimte bestreken gebied is ge-15 plaatst.

Tot op heden was het niet mogelijk om bij ketels met een natuur- lijke trek de verbrandingsgassen tot beneden hun condensatietempera-» tuur af te koelen. Het van de warmtewisselaar afdruipende condensaat dat is vermengd met roet- en/of corrosie-deeltjes komt hierbij name-lijk op de branders terecht, waardoor de werking hiervan wordt verstoord. Men heeft getracht dit bezwaar te ondervangen door buiten de verlxandingsruimte in het rookgaskanaal een tweede warmtewisselaar aan te brengen. Hierdoor wordt echter afbreuk gedaan aan de compacte bouw van de ketel terwijl een dergelijke construktie gecompliceerd 25 en dus duur is.

Bij voorkeur zijn volgens de uitvinding middelen aangebracht voor een gedwongen afvoer van de verbrandingsgassen langs de warmtewisselaar.

In kombinatie met de opstelling van de brander wordt zodoende eon 30 gewenst stromingspatroon van de verbrandingsgassen verkregen, terwijl de ruimte onder de warmtewisselaar vfijblijft voor het opvangen en 7906458 79,5090/M/Rey/asm — 2 — afvoeren van het condensaat.

Bij voorkeur wordt de brander gevormd door een naar de warmtewisselaar toegerichte van brsnderpoorten voorziene wand van een mengkamer die via een opening is aangesloten op de luchttoevoer, 5 nabij walke opening een brandstoftoevoerleiding uitmondt. In deze mengkamer wordt de brandstof vermengd met de totale hoeveelheid benodigde verbrandingslucht zodat in de verbrandingsruimte geen secundaire lucht behoeft te worden toegevoerd. Tevens kunnen de branderpoorten hierdoor dichter op elkaar worden aangebracht zodat 10 per oppervlakte van de brander een hoge belading mogelijk wordt.

Doelmatig bestaan de middelen voor de gedwongen afvoer van de rookgassen uit een ventilator ^die in de mengkamer een druk handhaaft, die hoger is dan de druk in de verbrandingsruimte. Door het regelen van het drukverschil tussen de mengkamer en de verbrandings-15 ruimte kan de verhouding brandstof- lucht gemakkelijk worden ingesteLL zodat een zo volledig mogelijke verbranding kan worden bereikt.

In een bij voorkeur toegepaste uitvoeringsvorm van de uitvinding is de warmtewisselaar voorzien van strippen die vai^af de onderzijde van de warmtewisselaar naar het opvangreservoir leiden.

20 Deze strippen zorgen ervoor dat het op de warmtewisselaar gevormde condensaat zo snel mogelijk hiervan af wordt geleid, zodat de warmteoverdracht van de warmtewisselaar optimaal blijft.

De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van de tekening die een tweetal uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de 25 uitvinding hierbij toont:

Fig. 1 schematisch een doorsnede van een verwarmingsketel volgens de uitvinding.

Fig. 2 een doorsnede volgens de lijn II-II in fig. 1; en

Fig. 3 ©en andere uitvoeringsvorm van de ketel volgens de uit-30 vinding.

Zoals blijkt uit de Fig. 1 en 2, bestaat de verwarmingsketel uit een huis 1, omvattende een verbrandingsruimte 2, een luchttoevoerkanaal 3 en een afvoerkanaal k voor de 'verbrandingsgassen. Nabij de boven-• zijde van de verbrandingsruimte is een brander 5 aangebracht, waaronder 35 j&ich een warmtewisselaar 6 voor een te verhitten medium bevindt.

7906458 79 5090/M/Bey/asm _ 3 —

De brander 5 wordt gevormd door een naar de warmtewisselaar toegekeer·· de van branderpoorten voorziene wand van een mengruimte 7, die via een opening 8 is aangesloten op het luchttoevoerkanaal 3· Nabij de opening 8 mondt een toevoerleiding 9 voor brandstof uit.

5 De verbrandingsruimte wordt gevormd door een hitte bestendige wand 10, die op een afstand is omgeven door een mantel 11, waarbij tussen de wand en de mantel een ruimte wordt vrijgelaten, die deel uitmaakt van het luchttoevoerkanaal 3. De inlaatopening 12 van dit kanaal is concentrisch ojh het afvoerkanaal k voor de verbrandingsgas-10 sen gelegen.

Het grondvlak 13 van de verbrandingsruimte is voorzien van een goot 1½ voor het opvangen van het van de warmtewisselaar afkomstige condensaat, welke goot enigszins hellend is, en op het laagste punt is voorzien van een afvoeropening 15· 15 Het gedeelte van de warmtewisselaar, waar condensaat wordt ge vormd is voorzien van strippen 16, die het condensaat van de warmtewisselaar naar de goot 1½ geleiden.

Tot slot is voor de gedwongen afvoer van de verbrandingsgassen in het afvoerkanaal k een ventilator 17 aangebracht.

20 Bij de in de figuren 1 en 2 weergegeven uitvoeringsvorm van de uitvinding is de door de mengkamer gevormde brander aan de bovenzijde de van de verbrandingsruimte geplaatst. In deze mengkamer wordt via het kanaal 3 toegevoerde verbrandingslucht gemengd met de brandstof, waarna het brandbare mengsel via de naar beneden gerichte brander-25 poorten naar de verbrandingsruimte stroomt, waar de uiteindelijke verbranding plaats vindt.

Deze opstelling van de brander heeft tevens het voordeel dat korte vlammen ontstaan, waardoor de warmtewisselaar zo dicht mogelijk bij de brander kan worden geplaatst, en de verbrandingsruimte dus zo 30 klein mogelijk wordt gehouden.

De verbrandingsgassen worden vervolgens met behulp van de ventilator 17 tegen de natuurlijke trek in afgevoerd , waarbij deze gassen binnei. de verbrandingsruimte tot onder hun condensatietemperatuur kunnen worden gekoeld. Het nabij de onderzijde van de warmtewisselaar ge-35 vormde condensaat loopt via de strippen 16 hiervan af en verzamelt 7906458 79 5090/M/E©y/asm _ 4 _

<*- -V

zich in de goot 14 van waaruit dit condensaat via de afvoeropening 15 kan wegstromen.

Fig. 5 geeft een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding weer, waarbij de zelfde onderdelen met dezelfde verwijzingscijfers zijn 5 aangegeven.

De ventilator 17 voor het verkrijgen van een geforceerde trek, is hierbij niet in het afvoerkanaal voor de rookgassen geplaatst maar in de opening 8 van de mengkamer 7· De ventilator komt zodoende niet in aanraking met de verbrandingsgassen, waardoor aantasting hiervan <]0 door eventueel schadelijke componenten wordt voorkomen. De brander 5 is aan een zijkant van de warmtewisselaar geplaatst waarbij het vlak door de branderpoorten vertikaal staat, en de verbrandingsgassen de verbrandingsruimte in horizontale richting doorstromen. De strippen 16 voor het,afvoeren van het condensaat zijn hier aan de van de Ί5 brander afgekeerde zijde van de warmtewisselaar aangebracht.

De geforceerde trek maakt het mogelijk dat de brander in elke gewenste stand kan worden geplaatst, terwijl de volledige menging van de briandstoï met lucht in de mengkamer het mogelijk maakt dat de brander een hele zijde van de warmt wisselaar beslaat, en be-20 lasting van de brander per oppervlakte kan worden verhoogd.

Deze maatregelen dragen er tevens toe bij dat de verbrandingsruimte zo klein mogelijk kan worden gehouden en de verbrandingswarmle zo optimaal mogelijk wordt benut. Eventueel warmteverlies via de wanden 10 van de verbrandingsruimte wordt voorkomen doordat de ver-25 brandingslucht via een om de verbrandingsruimte aangebrachte mantel naar de mengkamer wordt gevoerd. Op deze vrij ze wordt ten opzichte van de conventionele ketels een rendements verbetering verkregen van ongeveer 20%.

7906458

Claims

79 5090/M/Rey/asm _5 _
1. Verwarmingsketel, omvattende een verbrandingsruimte, waarin een brander met een aantal branderpoorten en een door de verbrandingsgassen verhitte warmtewisselaar voor een te verwarmen medium zijn aangebracht, een verbrandingsluchttoevoer en een afvoerkanaal voor de 5 verbrandingsgassen, met het kenmerk, dat de brander (5) buiten het door de vertikale projektie van de warmtewisselaar (6) op:.het grondvlak (13) van de verbrandingsruimte (2) bestreken gebied is geplaatst.
2. Verwarmingsketel volgens conclusie 1,met fcetken-10 merk, dat middelen (17) zijn aangebracht voor een gedwongen af- voer van de verbrandingsgassen langs de warmtewisselaar.
3· Verwarmingsketel volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de verbrandingsruimte is voorzien van een conden-saatafvoer (15). 15 k. Verwarmingsketel volgens een der voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat nabij het grondvlak van de verbrandingsruimte een condensaat opvangorgaan (l4) is aangebracht.
5. Verwarmingsketel volgens een der voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat de brander wordt gevormd door een 20 naar de warmtewisselaar toegerichte van de branderpoorten voorziene wand van een mengkamer (7) die via een opening (8) is aangesloten op de luchttoevoer (3)» nabij welke opening een brandstof taevoer-leiding (9) uitmondt.
6. Verwarmingsketel volgens conclusie 5,met het ken-25 merk, dat de van de branderpoorten voorziene wand van de mengkamer zich over een gehele zijde van de warmtewisselaar uitstrekt, en 7906458 79 5090/M/Bey/asm __ 6 _ de branderpoorten bestaan uit in een regelmatig patroon in deze wand aangebrachte openingen.
7. Verwarmingsketel volgens een der voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat de brander aan de bovenzijde van 5 de warmtewisselaar is aangebracht met in hoofdzaak vertikaal naar beneden gerichte branderpoorten·
8. Verwarmingsketel volgens conclusie 2,methet kenmerk, dat de middelen van de gedwongen afvoer van de rookgassen bestaan uit een ventilator (17), die in de mengkamer een druk hand- 10 haaft, die hoger is dan de druk in de verbrandingsruimte.
9. Verwarmingsketel volgens conclusie 8, m e t het kenmerk, dat de ventilator (17) ia het luchttoevoerkanaal (3) is aangebracht.
10. Verwarmingsketel volgens een der voorafgaande conclusies, 15. e t h e t k e η πκ e r k, dat de warmtewisselaar is voorzien van middelen (16) voor het hiervan af geleiden van het gevormde condensaat.
11. Verwarmingsketel volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de middelen voor het van de warmtewisselaar afvoeren 20 van condensaat bestaan uit strippen (16) die vanaf de warmtewisselaar aaar het grondvlak van de verbrandingsruimte zijn gericht.
12. Verwarmingsketel volgens een der voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat de verbrandingsruimte is voorzien van een dubbele wand (10, 11) en de tussen beide wanden gevormde 25 ruimte deel uit maakt van het luchtte evoerkanaal. 7906458