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Heizkessel Das Hauptpatent betrifft einen Heizkessel mit einer mittels eines flüssigen Mediums gekühlten, eine seitliche Gasaustrittsöffnung aufweisenden Feuerglocke, wobei zwischen dieser Feuerglocke und dem umgebenden Kesselmantel ein im Querschnitt ringförmiger Zwischenraum vorgesehen ist, der an einen Rauchgasstutzen angeschlossen ist, ferner mit einem oberhalb des von der Feuerglocke umschlossenen Feuerraumes angeordneten, lotrecht nach unten gerichteten Ölbrenner und mit mindestens einer in dem ringförmigen Zwischenraum vorgesehenen, unten einen Gasdurchgang freilassenden radialen Schikane.
Kennzeichnend für das Hauptpatent ist, dass die erwähnte Gasaustrittsöffnung sich von dem unteren Rand der Feuerglocke bis mindestens in den Höhenbereich der oberen Kesseltüröffnung erstreckt und die die Gasaustrittsöffnung begrenzenden lotrechten Kanten der Feuerglocke mit dem umgebenden Kesselmantel durch Wandstücke verbunden sind, die sich vom unteren Ende der Feuerglocke bis mindestens zu deren halber Höhe erstrecken, sowie dadurch, dass der Rauchgasstutzen am oberen Ende des ringförmigen Zwischenraumes angeschlossen ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abänderung des Heizkessels gemäss dem Hauptpatent. Der Heizkessel gemäss der vorliegenden Erfindung enthält ebenfalls eine, mittels eines flüssigen Mediums gekühlte, eine seitliche Gasaustrittsöffnung aufweisende Feuerglocke, wobei zwischen dieser Feuerglocke und dem umgebenden Kesselmantel ein im Querschnitt ringförmiger Zwischenraum vorgesehen ist, der an einen Rauchgasstutzen angeschlossen ist, ferner mindestens eine in dem ringförmigen Zwischenraum vorgesehene, unten einen Gasdurchgang freilassende radiale Schikane,
wobei die erwähnte Gasaustritts- öffnung sich von dem unteren Rand der Feuerglocke bis mindestens in den Höhenbereich einer oberen äusseren Kesselöffnung erstreckt und die die Gasaustrittsöffnung begrenzenden lotrechten Kanten der Feuerglocke mit dem umgebenden Kesselmantel durch Wandstücke verbunden sind, die sich vom unteren Ende der Feuerglocke bis mindestens zu deren halber Höhe erstrecken und wobei der Rauchgasstut- zen am oberen Ende des ringförmigen Zwischenraumes angeschlossen ist. Kennzeichnend für die vorliegende Eifindung ist, dass in dem oberen Teil der die Feuerglocke umgebenden Kesselwandung ein Ölbrenner mit schräg nach unten in die Feuerglocke hinein gerichtetem Brenn- strahl angeordnet ist.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung soll anhand der beiliegenden Zeichnung mehr im einzelnen erläutert werden.
Der Kessel besitzt eine äussere Umhüllung 1, in welcher sich oben ein Heisswasserboiler 2 und unten der Verbrennungsraum 3 befinden. Der Verbrennungsraum 3 ist von einer Feuerglocke 4 umgeben, welche aus einer inneren Wand 5 und einer äusseren Wand 6 besteht. Zwischen beiden Wänden zirkuliert ein kühlendes und wärmeaufnehmendes flüssiges Medium, beispielsweise Wasser. Konzentrisch um die Feuerglocke ist ein Hohlmantel 7 vorgesehen, welcher eine innere Wand 8 und eine äussere Wand 9 besitzt. Der Zwischenraum zwischen diesen Wänden des Hohlmantels ist an den Kreislauf des Kühlwassers angeschlossen. Zwischen der Aussenwand 9 des Hohlmantels und der äusseren Umhüllung 1 kann eine wärmeisolierende Zwischenschicht 10 vorgesehen sein.
Zwischen der Aussenwand 6 der Feuerglocke und der Innenwand des Hohlmantels bleibt ein ringförmiger Kanal 11 frei, durch welchen die Verbrennungsgase abziehen.
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An den Verbrennungsraum 3 schliesst sich oben ein Rohr 12 an, durch welches Verbrennungsluft in den Raum 3 zugeführt werden kann.
Konzentrisch um das Rohr 12 befindet sich zunächst ein ringförmiger Raum 15, welcher an die Warmwasserzirkulation angeschlossen ist; ausserhalb hiervon befindet sich der Boiler 2. Dieser Boiler besitzt einen Zuflusstutzen 16 und einen Abflusstutzen 17. Durch den Boiler verlaufen noch einige vertikale Wärmeaustauschrohre 18, welche oben an den ringförmigen Raum 15 und unten ebenfalls an den Warmwasser-Kreislauf angeschlossen sind.
Der Warmwasserkreislauf umfasst somit die Feuerglocke 5, den Hohlmantel 7, die Rohre 18, den ringförmigen Raum 15, sowie den unterhalb des Boilers gelegenen Hohlraum 19. Dieser Hohlraum wird unten durch den Boden 20 begrenzt, welcher seinerseits den sich bis über die Feuerglocke 4 erstreckenden ringförmigen Kanal 11 abschliesst. Das Kühlwasser gelangt durch den Stutzen 22 in den Heizkessel und verlässt ihn durch den Stutzen 23. Bei 21 ist der Anschluss an einen Expansionsraum dargestellt.
Die Feuerglocke besitzt an einer Stelle einen se- mentförmigen Ausschnitt 24, welcher an der Stelle der Feuerglocke vorgesehen ist, welche der Öffnung 25 und der Türöffnung 26 benachbart ist. An der unteren Hälfte dieses segmentartigen Ausschnittes befinden sich radiale Zwischenwände 27, welche an den betreffenden Stellen einen Abschluss zwischen der Feuerglocke und der Hohlwand 7 bilden. Zwischen der Feuerglocke und der Hohlwand befinden sich ferner Schikanen 28, welche oben eine Absperrung bilden, unten jedoch eine Durchlassöffnung 29 freilassen. Die Schikanen 28 und der segmentartige Ausschnitt 24 sind vorzugsweise so angeordnet, dass der Kessel zu der Schnittebene der Zeichnung symmetrisch ist.
An der den Öffnungen 25 und 26 bzw. dem Seg- mentausschnitt 24 gegenüberliegenden Seite des Heizkessels befindet sich der Rauchgas-Abzugsstutzen 30.
Der Ölbrenner ist an der Öffnung 25 vorgesehen und mit 31 bezeichnet. Die Anordnung dieses Ölbrenners ist so getroffen, dass der Strahl der Brenngase schräg nach unten in die Feuerglocke hinein gerichtet ist, wie dies in der Zeichnung durch die Pfeile veranschaulicht ist. Die Brenngase werden anschliessend umgelenkt und können mit Sekundärluft vermischt werden, welche durch das Rohr 12 zugeführt werden kann. Die Brenngase verlassen den Feuerraum durch die segmentartige Öffnung 24 der Feuerglocke über den radialen Zwischenwänden 27.
Während des Brennvorganges wird das Wasser in der Glocke 4 und der Hohlwand erwärmt und steigt nach oben. In der Glocke erwärmt sich das Wasser etwas stärker, da sie von beiden Seiten Wärme erhält. Hierdurch steigt das Wasser auf Grund der Erwärmung in der Glocke nach oben und gelangt direkt in den ringförmigen Raum 15, welcher das Rohr 12 umgibt. Hierdurch wird das im Boiler 2 befindliche Wasser erhitzt. Das durch den Zwischenraum 15 aufsteigende Wasser gibt also einen Teil seiner Wärme an das Wasser im Boiler ab und fliesst durch die Wärmeaustauschrohre 18 in den Hohlraum 19. Hier vermischt es sich mit dem aus der Hohlwand 7 aufsteigenden Wasser und gelangt in den Abflusstutzen 23, an welchen ein Verbraucher, beispielsweise Heizkörper angeschlossen ist.
Das Wasser verliert in dem Verbraucher einen weiteren Teil seiner Wärme und fliesst durch den Stutzen 22 in den Kessel zurück. Durch diese Anordnung wird erreicht, dass einerseits das Wasser im Boiler 2 auf einer relativ hohen Temperatur gehalten werden kann, andererseits, dass das den Kessel durch den Stutzen 23 verlassende Wasser eine relativ konstante Temperatur annimmt.
Die im Verbrennungsraum erzeugten Verbrennungsgase verlassen die Feuerglocke durch den seg- mentartigen Ausschnitt 24 und gelangen in den Ringraum 11 zwischen der Feuerglocke 4 und der Hohlwand 7. In dem Kanal 11 strömen die Verbrennungsgase zunächst abwärts - wie dies durch strichpunktierte Pfeile angedeutet ist - da die Schikanen 28 das direkte Abströmen zum Stutzen 30 verhindern. Die Verbrennungsgase strömen anschliessend durch die freibleibenden Räume 29 und durch den in Strömungsrichtung hinter den Schikanen liegenden Teil des Kanals 11 in den Rauchgasstutzen 30, welcher beispielsweise mit einem Kamin verbunden ist.
Der beschriebene Heizkessel besitzt am unteren Ende einen Rost zur Auflage von festem Brennmaterial. Ebenso kann eine (nicht dargestellte) Zuleitung von Gebläseluft in dem Raum unter dem Rost vorgesehen sein. Der Heizkessel kann somit gleichzeitig oder unabhängig voneinander für flüssige oder feste Brennstoffe verwendet werden. Auf den Rost kann jedoch auch verzichtet werden, so dass ausschliesslich flüssiger Brennstoff verwendet werden muss.
Von dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind eine Reihe von Abweichungen möglich. So kann der Ölbrenner auch den Kesseltüren diametral gegenüber liegen oder um 90 gegen die Kesseltüren versetzt sein.
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Boiler The main patent relates to a boiler with a fire bell cooled by a liquid medium and having a lateral gas outlet opening, with an intermediate space of annular cross-section being provided between this fire bell and the surrounding boiler shell, which is connected to a flue gas nozzle, and also with one above the one from the Fire bell enclosed combustion chamber arranged, vertically downward directed oil burner and with at least one provided in the annular gap, below a gas passage free radial baffle.
It is characteristic of the main patent that the gas outlet opening mentioned extends from the lower edge of the fire bell to at least the height range of the upper boiler door opening and the vertical edges of the fire bell delimiting the gas outlet opening are connected to the surrounding boiler shell by wall pieces extending from the lower end of the Fire dome extend up to at least half its height, as well as in that the smoke gas nozzle is connected to the upper end of the annular space.
The present invention relates to a modification of the boiler according to the main patent. The boiler according to the present invention also contains a fire bell, cooled by means of a liquid medium, with a lateral gas outlet opening, with an intermediate space of annular cross-section being provided between this fire bell and the surrounding boiler shell, which is connected to a flue gas nozzle, and at least one in the radial baffle provided in the form of an annular gap and leaving a gas passage free at the bottom,
the gas outlet opening mentioned extends from the lower edge of the fire bell to at least the height of an upper outer boiler opening and the vertical edges of the fire bell delimiting the gas outlet opening are connected to the surrounding boiler shell by wall pieces that extend from the lower end of the fire bell to at least extend to half its height and wherein the flue gas connector is connected to the upper end of the annular space. A characteristic of the present invention is that in the upper part of the boiler wall surrounding the fire bell there is an oil burner with a combustion jet directed obliquely downward into the fire bell.
An embodiment of the present invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawing.
The boiler has an outer casing 1 in which there is a hot water boiler 2 at the top and the combustion chamber 3 at the bottom. The combustion chamber 3 is surrounded by a fire bell 4, which consists of an inner wall 5 and an outer wall 6. A cooling and heat-absorbing liquid medium, for example water, circulates between the two walls. A hollow jacket 7 is provided concentrically around the fire bell and has an inner wall 8 and an outer wall 9. The space between these walls of the hollow jacket is connected to the circuit of the cooling water. A heat-insulating intermediate layer 10 can be provided between the outer wall 9 of the hollow jacket and the outer casing 1.
An annular channel 11 remains free between the outer wall 6 of the fire bell and the inner wall of the hollow jacket, through which the combustion gases can be drawn off.
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At the top of the combustion chamber 3 is a pipe 12, through which combustion air can be fed into the chamber 3.
Concentrically around the pipe 12 there is initially an annular space 15 which is connected to the hot water circulation; outside of this is the boiler 2. This boiler has an inflow connection 16 and an outflow connection 17. Some vertical heat exchange pipes 18 run through the boiler, which are connected to the annular space 15 at the top and also to the hot water circuit below.
The hot water circuit thus includes the fire bell 5, the hollow jacket 7, the pipes 18, the annular space 15, and the cavity 19 located below the boiler. This cavity is delimited at the bottom by the bottom 20, which in turn extends over the fire bell 4 annular channel 11 closes. The cooling water enters the boiler through the nozzle 22 and leaves it through the nozzle 23. At 21, the connection to an expansion chamber is shown.
The fire bell has a segment-shaped cutout 24 at one point, which is provided at the point of the fire bell which is adjacent to the opening 25 and the door opening 26. On the lower half of this segment-like cutout there are radial partition walls 27 which form a seal between the fire bell and the hollow wall 7 at the relevant points. Furthermore, baffles 28 are located between the fire bell and the hollow wall, which form a barrier at the top but leave a passage opening 29 at the bottom. The baffles 28 and the segment-like cutout 24 are preferably arranged in such a way that the boiler is symmetrical to the sectional plane of the drawing.
The flue gas outlet connection 30 is located on the side of the boiler opposite the openings 25 and 26 or the segment cutout 24.
The oil burner is provided at the opening 25 and designated 31. The arrangement of this oil burner is such that the jet of fuel gases is directed obliquely downwards into the fire bell, as is illustrated in the drawing by the arrows. The combustion gases are then deflected and can be mixed with secondary air, which can be supplied through the pipe 12. The combustion gases leave the combustion chamber through the segment-like opening 24 of the fire bell over the radial partition walls 27.
During the burning process, the water in the bell 4 and the cavity wall is heated and rises to the top. The water in the bell warms up a little more because it receives heat from both sides. As a result, the water rises due to the heating in the bell and reaches the ring-shaped space 15 which surrounds the pipe 12. This heats the water in the boiler 2. The water rising through the intermediate space 15 gives off part of its heat to the water in the boiler and flows through the heat exchange pipes 18 into the cavity 19. Here it mixes with the water rising from the cavity wall 7 and reaches the drain connector 23 which a consumer, for example a radiator, is connected.
The water loses a further part of its heat in the consumer and flows back through the connection 22 into the boiler. This arrangement ensures that on the one hand the water in the boiler 2 can be kept at a relatively high temperature, on the other hand that the water leaving the boiler through the nozzle 23 assumes a relatively constant temperature.
The combustion gases generated in the combustion chamber leave the fire dome through the segment-like cutout 24 and enter the annular space 11 between the fire dome 4 and the cavity wall 7. In the channel 11, the combustion gases initially flow downwards - as indicated by dash-dotted arrows - because the Baffles 28 prevent direct outflow to the nozzle 30. The combustion gases then flow through the free spaces 29 and through the part of the channel 11 located behind the baffles in the flow direction into the flue gas nozzle 30, which is connected to a chimney, for example.
The boiler described has a grate at the lower end for supporting solid fuel. Likewise, a supply line for blower air (not shown) can be provided in the space under the grate. The boiler can thus be used simultaneously or independently for liquid or solid fuels. However, the grate can also be dispensed with, so that only liquid fuel has to be used.
A number of deviations from the exemplary embodiment shown are possible. The oil burner can also be diametrically opposite the boiler doors or offset by 90 degrees from the boiler doors.