CS274537B1

CS274537B1 - Radiation boiler for heating liquids

Info

Publication number: CS274537B1
Application number: CS677486A
Authority: CS
Inventors: Vaclav Ing Rybar
Original assignee: Vaclav Ing Rybar
Priority date: 1986-09-22
Filing date: 1986-09-22
Publication date: 1991-08-13
Also published as: EP0261622A3; FI874108A0; EP0261622A2; NO873941D0; DK444387A; CS677486A1; FI874108A7; NO873941L; DK444387D0

Description

(57) Zařízení slouží k ohřívání kapaliny nekatalytickým bezplamenným spalováním palivové směsic přiváděné rozdělovačem do radiační náplně. Rozdělovač je v horní části opatřen dosedací plochou ležící proti sedlu, vytvořenému v nátrubku, v němž je rozdělovač uložen. Teplosměnné · trubky jsou žebrovány pouze v .horní Části. Ve středu spodního čela je umístěn spalinový rošt, vysunutý oproti čelu vzhůru do reakčního prostoru a opatřený bočními průchody, ležícími proti teplosměnným trubkám.(57) The device serves to heat the liquid by non-catalytic flame-free combustion of the fuel mixtures supplied by the distributor to the radiation charge. In the upper part, the distributor is provided with a bearing surface lying opposite the seat formed in the sleeve in which the distributor is mounted. The heat transfer tubes are finned only in the upper part. In the middle of the lower face is located a flue grate, which is extended upwards from the face into the reaction space and has side passages lying opposite the heat exchange tubes.

(11) . (11). (13) (13) li 5 if 5 (51) (51) Int. Cl. P 23 D'14/18 Int. Cl. P 23 D'14/18

CS 274 537 BlCS 274 537 Bl

Vynález se vztahuje na radiační kotel k ohřívání kapalin bezplamenným spalováním palivové směsi v plynopro pro pustne radiační náplni, do níž se přivádí palivová směs rozdělovačem, uloženým v nátrubku na horní straně kotle, přičemž radiační náplň je ve styku s vertikálními trubkami a kde ve spodní části kotle je umístěn spalinový'rošt.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a radiator for heating liquids by flame-free combustion of a fuel mixture in a gas-fired radiant charge, to which the fuel mixture is supplied by a manifold disposed in a sleeve at the top of the boiler. the boiler is located flue gas grate.

Pro konstrukci správně fungujícího a spolehlivého radiačního kotle, majícího vysokou účinnost, je nutno respektovat některé jeho zlváštnosti, které se u klasických kotlů nevyskytují a které přinášejí určité problémy.In order to design a properly functioning and reliable radiation boiler having a high efficiency, it is necessary to respect some of its peculiarities, which do not occur in conventional boilers and which pose certain problems.

Především je to velmi vysoká teplota asi 1 700 až 1 800 °C, vznikající ve žhavém pásmu radiační náplně, které počíná jen několik centimetrů pod horní její hladinou a z něhož se teplo šíří sáláním nejen na boční teplosměnné plochy, ale i nahoru na ty části kotle, tvořící horní ohraničení jeho reakčního prostoru.First of all, it is a very high temperature of about 1,700 to 1,800 ° C, generated in the hot zone of the radiation charge, which starts only a few centimeters below its upper surface and from which heat is radiated not only to the lateral heat exchange surfaces but also up to those parts forming the upper boundary of its reaction space.

Podmínkou správné činnosti radiačního kotle je nerušený průtok spalných plynů celým kotlem s co nejmenším odporem, eo nejinťenzivnější přestup tepla z radiační náplně na teplosměnné plochy, co možno stejnosměrný ve všech průřezech reakčního prostoru, úplné využití tepla spalných plynů a co nejnižší hladina hluku. Těmto požadavkům musí být podřízena celá koncepce kotle. Zejména je nutno, aby mezi tělÍBky radiační náplně zůstávaly stále neporušené kanálky, ^.j. aby se co možno vyloučilo spékání tělísek a dále aby výstup plynů z kotle narážel na co nejmenší odpor ale aby plyny odevzdávaly správně své teplo teplosměnným plochám.The proper functioning of the radiation boiler is an uninterrupted flow of combustion gases throughout the boiler with the least resistance, the most intensive heat transfer from the radiation charge to the heat transfer surfaces, as DC as possible in all cross-sections of the reaction space. The entire boiler concept must be subordinated to these requirements. In particular, it is necessary that there are still intact channels between the radiator charge bodies. in order to avoid the sintering of the bodies as much as possible, and further to ensure that the gas outlet from the boiler encounters as little resistance as possible, but that the gases properly transfer their heat to the heat exchange surfaces.

U radiačních kotlů uvedeného druhu se nyní s výhodou používá přívodu palivové směsi v ose kotle rozdělovačem. Vysoké teplotě je tedy vystaveno nejen horní čelo kotle, ale zejména tento rozdělovač.In the case of radiation boilers of the above type, the fuel mixture is now preferably used in the boiler axis through a distributor. Thus, not only the upper face of the boiler is exposed to high temperature, but especially this manifold.

U dosavadních provedení je rozdělovač směsi vytvořen jako samostatné těleso ve tvaru kulového vrchlíku, jež je.upevněno přitlačením k těsnicí podložce mezi horním čělem kotle a přírubou středové vstupní trubice, která je přišroubována k čelu kotle. Po delším provozu kotlů se ukazovalo, že radiační náplň, tvořená tělísky např. kuličkami nebo válečky keramické hmoty, se spéká, kuličky či'válečky se deformují a zplošíují, čímž se zhoršuje průtok spalného plynu radiační náplní a vzrůstá odpor proti proudění, který musí překonávat ventilátor.In the prior art, the mixture distributor is formed as a separate spherical cap body, which is fixed by pressing against the sealing washer between the upper face of the boiler and the flange of the central inlet tube which is screwed to the face of the boiler. After prolonged operation of the boilers, it has been shown that the radiation charge, formed by spheres such as balls or ceramic rollers, is sintering, the balls or rollers deform and flatten, thereby deteriorating the combustion gas flow through the radiation charge and increasing the flow resistance which it has to overcome. ventilator.

Po četných zkouškách se zjistilo, že pravděpodobnou příčinou tohoto nežádoucího zjevu je kapalina, vnikající do reakčního prostoru mikroskopickými trhlinkami v horním čele kotle ze sběrače zahřáté kapaliny, umístěného nad horním čelem kotle. Příčinou vzniku těchto mikroskopických trhlin je tepelná dilataoe rozdělovače směsi, který je pevně zachycen v čele kotle a při velmi vysokých teplotách, jímž je vystaven, se sice sám částečně prohne, ale při tom tlačí též velkou silou na své upevnění v čele kotle, až je poruší. Je proto jedním z úkolů vynálezu zabránit tomuto porušení.After numerous tests, it has been found that the probable cause of this undesirable appearance is the liquid entering the reaction space through microscopic cracks in the upper face of the boiler from the heated liquid collector located above the upper face of the boiler. The cause of these microscopic cracks is the thermal dilatation of the mixture distributor, which is firmly trapped in the boiler face and at the very high temperatures to which it is exposed, it partially bends itself, but also presses with great force to fix it in the boiler face until breaks. It is therefore an object of the invention to prevent this violation.

CS 274 537 B1CS 274 537 B1

Další zvláštností radiačního kotle tohoto typu je mimořádně velká rychlost, jíž plynná směs proudí radiační náplní. Ta klade velké nároky na ventilátor a je proto nezbytné snížit odpory proti proudění na nejmenší míru. Při zkouškách se ukázalo, že poměrně značný odpor proti proudění vzniká v dolní části kotle, kde spaliny z reakčního prostoru přecházejí do výstupního potrubí. Rovněž se zjistilo, že toto místo je i zdrojem hluku. Je tedy dalším úkolem vynálezu snížit odpor proti proudění plynů ve spodní části kotle, využít co možno veškeré teplo obsažené v unikajících plynech a zároveň utlumit hluk, vznikající v těchto místech.Another feature of this type of radiation boiler is the extremely high speed at which the gaseous mixture flows through the radiation charge. This puts great demands on the fan and it is therefore necessary to minimize the flow resistance. Tests have shown that a relatively high resistance to flow occurs in the lower part of the boiler, where the flue gases from the reaction space pass into the outlet pipe. It was also found that this place is also a source of noise. It is therefore a further object of the invention to reduce the resistance to gas flow in the lower part of the boiler, to utilize as much as possible the heat contained in the escaping gases and at the same time to attenuate the noise generated there.

Jinou zvláštností radiačního kotle je důležitost, jíž má rozdělení teplot v jednotlivých průřezech radiační náplně. Pro dosažení nejvyšší výkonnosti by byl ideální takový stav, v němž by v každém průřezu radiační náplně' byla v celém jeho rozsahu v podstatě stejná teplota t»j» aby každá průřezová plocha byla plochou izotermní. V praxi je však nevyhnutelné, že v místech styku radiační náplně s teplosměnnými plochami /např. na obvodu kotle/ bude teplota nižší, ale v ose kotle nebo mezi vestavěnými teplosměnnými plochami vznikne žhavé jádro o vyšší teplotě. Čím nižší je toto jádro, tím menší může být výška radiační náplně a tedy i stavební výška kotle. Pro kotle malých výkonů stačí k odvádění vzniklého tepla teplosměnné plochy na obvodu kotle, a? to jsou již trubky nebo dvojstěnný plást, prstence nebo jakékoli jiné teplosměnné plochy. Pro kotle větších výkonů však obvodové teplosměnné plochy již nestačí, jádro by bylo příliš vysoké. Proto je nutno použít teplosmenných ploch vestavěných do radiační náplně a dalším úkolem vynálezu je vytvoření vestavěných teplosmenných ploch, jež by byly co nej jednodušší a přitom zajišťovaly intenzivní odvádění tepla nejen z částí poblíže obvodu kotle, ale i z jiných'míst.Another peculiarity of the radiation boiler is the importance of the temperature distribution in the individual cross-sections of the radiation charge. In order to achieve the highest performance, a condition would be ideal in which, in each cross-section of the radiation charge, the temperature would be substantially the same throughout its range, such that each cross-sectional area was flat isothermal. In practice, however, it is inevitable that at the points of contact of the radiation charge with the heat transfer surfaces / e.g. on the boiler perimeter / the temperature will be lower, but a higher temperature glowing core will form in the boiler axis or between the built-in heat transfer surfaces. The lower the core, the smaller the radiation charge height and hence the boiler height. For low output boilers, heat exchange surfaces on the boiler perimeter are sufficient to dissipate the heat generated, and? these are already tubes or double-walled sheaths, rings or any other heat transfer surface. For boilers of higher output, however, the peripheral heat transfer surfaces are no longer sufficient, the core would be too high. Therefore, it is necessary to use heat exchange surfaces embedded in the radiation charge, and another object of the invention is to provide embedded heat exchange surfaces that are as simple as possible while ensuring intensive heat dissipation not only from parts near the boiler perimeter but also from other locations.

U známých kotlů není zajištěn stejnosměrný kvantitavní přítok vody. Obvodový plášť odvádí mnohonásobek množství kapaliny než vestavba, která má seškrcená místa. Důsledek toho je přehřívání a vaření kapaliny v těchto místech a nehomogenní teplota kapaliny ve sběrném prostoru. Protože však v tomto prostoru jsou umístěny termostaty, řídící činnost kotle, je tato nehomogenita teplot na závadu jeho správné činnosti.With known boilers, no direct quantitative water flow is provided. The cladding drains many times the amount of liquid than a flush-mounted installation. The consequence is overheating and boiling of the liquid at these locations and an inhomogeneous temperature of the liquid in the collection space. However, since there are thermostats controlling the boiler operation in this space, this inhomogeneity of temperatures is a defect of its correct operation.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje radiační kotel podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že nátrubek, v němž je rozdělovač směsi uložen, je opatřen ha spodním konci sedlem a rozdělovač palivové směsi, ústící shora na radiační náplň, je v horní části opatřen dosedací plochou, ležící posouvatelně na sedlu a spalinový rošt je umístěn ve střední části spodního čela a je oproti němu vysunut vzhůru do reakčního prostoru a jsou v něm upraveny boční průchody, ležící proti teplosměnným trubkám.The aforementioned drawbacks are remedied by the radiation boiler according to the invention, which is characterized in that the sleeve in which the fuel distributor is housed is provided with a seat at its lower end, and the fuel distributor distributing from above onto the radiation charge is provided with a bearing surface. and the flue gas grate is located in the central part of the lower face and is pushed upwards into the reaction space and the lateral passages located opposite the heat exchange tubes are arranged therein.

U kotlů pro větší výkony se kromě teplosmenných ploch, upravených na obvodu kotle, použije ještě teplosmenných trubek vestavěných do radiační náplně. Některé z těchto vestavěných trubek nebo všechny jsou vyhnuty směrem k ose kotle. Tím se přiblíží teplo3In boilers for higher outputs, heat exchange tubes built into the radiation charge are used in addition to the heat transfer surfaces provided on the boiler perimeter. Some or all of these built-in pipes are bent toward the boiler axis. This brings the heat closer3

CS 274 537 ΒΊ směnné plochy trubek co nejvíce ke žhavému jádru radiační náplně a umožní rovnoměrné rozložení teplot na průřezu náplně. Tím snižují teplotu jádra a přibližují průběh teplot v jednotlivých průřezech radiační náplně správnému průběhu, čímž se sníží nebezpečí spékání tělísek radiační náplně, což přispívá k zachování neporušených kanálků mezi tělísky.EN 274 537 ΒΊ the exchange surfaces of the tubes as far as possible to the hot core of the radiation charge and allow a uniform temperature distribution across the cross-section of the charge. Thereby, they lower the core temperature and bring the temperatures in the individual cross-sections of the radiation charge to a proper course, thereby reducing the risk of caking of the radiation charge bodies, which contributes to the maintenance of intact channels between the bodies.

Každá z trubek vestavby a trubek obvodového pláště má svůj vstup i výstup, tj. každá trubka vede přímo ze spodní komory do sběrače. Kromě toho jsou trubky vestavby dimenzovány vzhledem k obvodovým trubkám tak, aby ohřátí kapaliny v trubkách vestavby bylo stejné jako v obvodových trubkách, čímž se docílí homogenizace teplot kapaliny ve sběrači. Jak vestavěné, tak i obvodové trubky lze opatřit v jejich horní části podélnými žebx'y ke zvětšení teplosměnných ploch ve žhavé části radiační náplně.Each of the built-in and cladding tubes has their inlet and outlet, ie each tube runs directly from the lower chamber to the header. In addition, the installation tubes are dimensioned with respect to the peripheral tubes so that the heating of the liquid in the installation tubes is the same as in the peripheral tubes, thereby homogenizing the liquid temperatures in the header. Both built-in and circumferential tubes can be provided with longitudinal ribs in their upper part to increase heat exchange surfaces in the glowing portion of the radiation charge.

Uspořádání spalinového roštu podle vynálezu má důležitý význam. Nejmenší odpor proti proudění plynů je u obvodových trubek a spojovacích můstků, protože tam jsou průchody mezi tělísky radiační náplně a stěnami trubek a můstků větší než uvnitř reakčního prostoru, kde jsou tělíska navrstvena na sobě. Proto u známých kotlů, u nichž je výstup plynů upraven na obvodu pláště v jeho dolní části, mohou plyny unikat bočně přímo do výstupního potrubí anebo u kotlů, u nichž je výstup plynů upraven v ose kotle, mohou plyny unikat přímo spodem z kotle. V prvním případě vzniká na spodu reakčního prostoru v ose kotle vyšší teplota než v okolí, takže se tam vytváří jakési sekundární horké jádro a ve druhém případě unikají teplé plyny bez užitku z kotle ven. Obojí je však závadné, protože se tím snižuje účinnost kotle.The arrangement of the flue gas grate according to the invention is important. The least resistance to gas flow is in the circumferential tubes and connecting bridges, since there are passages between the radiation charge bodies and the walls of the tubes and bridges greater than inside the reaction space where the bodies are superimposed on each other. Therefore, in known boilers in which the gas outlet is provided at the periphery of the housing at the bottom thereof, the gases may leak laterally directly into the outlet pipe or in boilers in which the gas outlet is arranged along the boiler axis, the gases may escape directly from the bottom. In the first case, there is a higher temperature at the bottom of the reaction space in the boiler axis than in the surroundings, so that a secondary hot core is formed there and in the second case hot gases escape out of the boiler without any benefit. However, both are defective as this reduces the efficiency of the boiler.

U spalinového roštu vytvořeného podle vynálezu jsou plyny, proudící kolem obvodových trubek a spojovacích můstků, nuceny se obrátit do vodorovného směru k bočnímu výtokovým průchodům ve spalinovém roštu a předat tak zbytek tepla teplosměnným plochám.In the flue gas grate constructed according to the invention, the gases flowing around the peripheral tubes and connecting bridges are forced to turn horizontally towards the side outflow passages in the flue gas grate and thereby transfer the rest of the heat to the heat transfer surfaces.

Popsaným uspořádáním podle vynálezu se dosáhne několika výhod. Zamezí se porušení čela kotle rozepnutím rozdělovače; tím se loučí pronikání kapaliny do radiační náplně a následná deformace tělísek, jejíž nebezpečí je ještě dále sníženo vyjmutím vestavěných trubek do středu kotle a úpravou podélných žeber na nich, čímž se sníží teplota v těchto místech. Zároveň se přiblíží průběh teplot ideálnímu stavu, při němž je každá průřezová plocha 1’adiační náplně plochou izotermní. Rovněž se zamezí zvýšení odporu proti proudění plynů radiační náplní a tento odpor se ještě dále sníží novým uspořádáním výstupu plynů bočně ze spodní části reakčního prostoru kotle.Several advantages are achieved by the described arrangement according to the invention. Avoiding breaking the boiler front by opening the distributor; this permeates the penetration of liquid into the radiation charge and the subsequent deformation of the bodies, the danger of which is further reduced by removing the built-in tubes into the center of the boiler and adjusting the longitudinal fins thereon, thereby reducing the temperature at these locations. At the same time, the course of temperatures approximates the ideal state in which each cross-sectional area of the 1´addition filling is isothermal. Increasing the resistance to the flow of gases through the radiation charge is also avoided and this resistance is further reduced by rearranging the gas outlet laterally from the lower part of the reaction space of the boiler.

Vynález se rovněž vztahuje ha uspořádání kotlů pro větší výkony. Rozměry radiačního kotle nelze libovolně zvětšovat, protože je nutno dodržet příslušné poměry mezi teplosměnnými plochami, částmi radiační náplně ležící mezi nimi, charakteristikou rozdělovače směsi a dalšími parametry kotle. Bylo již navrženo upravit pro větší výCS 274 537 B1 kóny několik jednotkových kotlů v baterii, ale toto uspořádání ne neosvědčilo.The invention also relates to a boiler arrangement for higher outputs. The dimensions of the radiator boiler cannot be increased arbitrarily, since it is necessary to observe the appropriate ratios between heat transfer surfaces, the parts of the radiant charge lying between them, the characteristics of the mixture distributor and other boiler parameters. It has already been proposed to provide several unit boilers in a battery for larger con- tents 274 537 B1, but this arrangement did not prove useful.

Podle vynálezu je soustava trubek, uložených ve společném reakčnim prostoru, rozdělena soustavou mezilehlých tx-ubek alespoň na dvě skupiny. Tím se vytvoří dva nebo více topných systémů, odpovídajících v podstatě topnému systému, popsanému v předchozích odstavcích, jež jsou umístěny ve společném reakčnim prostoru.According to the invention, the set of tubes housed in a common reaction space is divided into at least two groups by a set of intermediate t-pipes. Thereby, two or more heating systems corresponding essentially to the heating system described in the preceding paragraphs are provided, which are located in a common reaction space.

Na připojených výkresech je znázorněn kotel podle vynálezu, přičemž na obr. 1 je osový řez kotlem, obr. 2 řez podle II - II z obr. 1, pbr· 3 je detail uspořádání rozdělovače směsi ve větším měřítku, obr. 4 je řez spalinovým ročtem, obr. 5 je půdorys spalinového roštu, obr. 6 je vodorovný řez kotlem pro větší výkon, opatřená dvěma topnými systémy a obr. 7 je podobný řez kotlem se čtyřmi topnými systémy.Fig. 1 is an axial section of the boiler; Fig. 2 is a section according to II - II of Fig. 1; pbr · 3 is a detail of the distribution arrangement of the mixture on a larger scale; Fig. 4 is a section through the flue gas; Fig. 5 is a plan view of a flue gas grate; Fig. 6 is a horizontal section through a boiler for greater power provided with two heating systems; and Fig. 7 is a similar section through a boiler with four heating systems.

Kotel podle vynálezu má plást 3^, výhodně kruhového průřezu, tvořený soustavou svislých obvodových trubek 2, spojených spolu přivařenými spojovacími můstky 3. Obvodové trubky 2 jsou dole zavařeny ve spodním čele 4, jež tvoří horní stěnu spodní komory 5 pro přívod chladné kapaliny a nahoře v horním čele 6, tvořícím spodní stěnu sběrače 7 ohřáté kapaliny. Kromě obvodových trubek 2 jsou u kotlů větších rozměrů vestavěny trubky 8, ležící blíže k ose kotle a přivařené rovněž ve spodním čele 4 a horním čele 6. Tyto vestavěné trubky 8 jsou vyhnuty směrem k ose kotle. Je-li použito více soustav vestavěných trubek 8, mohou trubky vzdálenější od osy být rovné.The boiler according to the invention has a jacket 3, preferably of circular cross-section, consisting of a set of vertical circumferential tubes 2 connected together by welded connecting bridges 3. The peripheral tubes 2 are welded at the bottom in the lower face 4 forming the upper wall of the lower chamber 5 in the upper face 6 forming the bottom wall of the heated liquid collector 7. In addition to the circumferential tubes 2, in the case of boilers of a larger size, the tubes 8, which are closer to the boiler axis, are also welded in the lower face 4 and the upper face 6. These built-in pipes 8 are bent towards the boiler axis. If a plurality of built-in tubes 8 are used, the tubes further away from the axis may be straight.

Vnitřní prostor kotle, tj. jeho reakční prostor 12 je vyplněn tělísky radiační náplně 13 např. kuličkami, válečky nebo pod., sahajícími až k horni hladině 14, nad níž je zapalovací a indikační mezera !§_, v níž je umístěn neznázorněný zapalovací orgán a indikátor plamene /ionizační čidlo/, event. též tlakové čidlo a pozorovací okénko.The inner space of the boiler, i.e. its reaction space 12, is filled with radiant charge bodies 13, for example, by balls, rollers or the like, reaching up to the upper level 14 above which there is an ignition and indication gap. and a flame indicator (ionization sensor), optionally. also pressure sensor and viewing window.

Celek je obklopen izolačním pláštěm 16. Na spodu kotle ústí do spodní komory 5 přívod 17 kapaliny, jež odchází ohřátá ze sběrače 7 odtokem 18. Dále lze do horní částí.radia&í náplně 13, resp. nad ní vložit deflektor 19, jehož činná plocha se rozšiřuje směrem dolů a tak usměrňuje tok plynů k obvodu kotle.The whole is surrounded by an insulating sheath 16. At the bottom of the boiler, a liquid inlet 17 flows into the lower chamber 5, which flows out of the collector 7 through the outlet 18. above it insert a deflector 19, the active surface of which extends downwards and thus directs the flow of gases to the boiler circumference.

V horním čele 6 je v ose upraven přívod 20 topné směsi. V nátrubku 21, připojeném k přívodnímu potrubí 22 je vložena distanční vložka 23, jež svojí spodní plochou 42 doléhá na čelní plošku 26 rozdělovače 24. Tento rozdělovač směsi je tvořen v podstatě kulovým vrchlíkem nebo jeho částí, v níž jsou rozmístěny otvory 25 k rozdělování směsi na horní hladinu 14 radiační náplně 12. Distanční vložka 23 je v nátrubku 21 vložena s osovou i s radiální vůli, takže se může volně pohybovat ve směru osy a též může volně dilatovat při zahřátí, aniž při tom namáhá nátrubek 21. Horní konec rozdělovače 24 má z vnějšku dosedací plochu 27, kuželovou, jež dosedá na sedlo 41, též kuželové, vytvořené na spodním vnitřním konci nátrubku 21 a ležící proti dosedací ploše 27, přičemž úhel sklonu kuželů je volen tak, že vytvářejí kluzné plochy, po nichž se rozdě5In the upper face 6, an inlet 20 of the heating mixture is arranged in the axis. A spacer 23 is inserted in the sleeve 21 connected to the inlet pipe 22, with its lower surface 42 abutting the face 26 of the distributor 24. The mixture distributor is formed by a substantially spherical canopy or part thereof in which the mixture distribution holes 25 are distributed. The spacer 23 is inserted in the sleeve 21 with axial and radial play, so that it can move freely in the direction of the axis and can also dilatate when heated without stressing the sleeve 21. The upper end of the distributor 24 has externally a conical bearing surface 27, abutting against the seat 41, also conical, formed at the lower inner end of the sleeve 21 and lying opposite to the bearing surface 27, the angle of inclination of the cones being selected so as to form sliding surfaces over which

CS 274 537 B1 lovač 24 může při tepelné dilgtaci pohybovat volně vzhůru, takže zvedá distanční vložku 23, Tím 3e vyloučí jakékoli namáhání kterýchkoli součástí přívodu 20 topné směsi i jeho okolí a zabrání se tvorbě mikroskopických trhlinek, jež byly u dosavadních kotlů zdrojem závad. Dále je výhodné, že rozdělovač 24 a distanční vložka 23 se vkládají shora do nátrubku 21, takže je-li třeba, lze rozdělovač 24 snadno vyměnit za jiný.CS 274 537 B1 can move freely upward during thermal dilution so as to lift the spacer 23, thereby avoiding any stress on any components of the fuel supply inlet 20 and its surroundings, and avoiding the formation of microscopic cracks which have been the source of defects in the prior art boilers. It is further preferred that the distributor 24 and the spacer 23 are inserted from above into the sleeve 21, so that if necessary, the distributor 24 can be easily replaced with another.

Ve střední části spodního čela 4.reakčního prostoru 12 je upraven spalinový rošt 28, vysunutý vzhůru do reakčního prostoru 12. Spalinový rošt 28 obsahuje kx-ycí desku 29, pod níž jsou ve vzdálenostech menších než je rozměr tělísek lOdiační náplně 13 uspořádány záchytné kroužky 31, spojené např. pásy 32 spolu navzájem a a kx^ycí deskou 29 v jeden celek, jehož vnější, průměr je menší než je průměr otvoru 33 spodním čele 4, tak aby se dal vložit do kotle spodem výstupní trubkou 34. Ke spalinovému roštu 28 jsou dole přivařeny patky 35, jež při vkládání spalinového roštu 28 mohou projít odpovídajícími neznázorněnými výřezy ve spodním čele 4, a po vložení se natočí a tím upevní v žádané poloze. Obdobně se spalinový rošt 28 vyjímá.In the central part of the lower face of the reaction chamber 12 there is provided a flue gas grate 28, which extends upwardly into the reaction space 12. The flue gas grate 28 comprises a locking plate 29 below which retaining rings 31 are arranged at distances smaller than For example, the strips 32 are connected to each other and to the plate 29 as a whole, the outer diameter of which is smaller than the diameter of the opening 33 of the lower face 4, so that it can be inserted into the boiler from below. at the bottom the welded feet 35, which, when inserting the flue gas grate 28, can pass through corresponding notches (not shown) in the lower face 4, and after insertion they are rotated and thus fixed in the desired position. Similarly, the flue grate 28 is removed.

Tím se vytvoří souměrné boční průchody 36 pro výstup spalin z reakčního prostoru 12, směřující od obvodu k ose kotle a tak se získá značně velká prostupní plocha, čímž se zmenší odpor proti px-oudění plynů, který musí překonávat ventilátor a zároveň se sníží hluk. Krycí deska 29, uzavírající spalinový rošt 28 shora nad bočními průchoáy 36 může být plná, jak znázorněno v obr. 5, ale je-li třeba, lze v ní upravit průchody /neznázorněné/, aby se umožnil i osový výstup plynů a tím zvětšila prostupná plocha.This creates symmetrical side passages 36 for the exhaust of the flue gas from the reaction space 12, extending from the periphery to the boiler axis, thereby obtaining a very large permeability area, thereby reducing the resistance to px flow of gases which must overcome the fan while reducing noise. The cover plate 29 closing the flue gas grate 28 above the side ducts 36 may be solid, as shown in Fig. 5, but if necessary, the ducts (not shown) may be provided therein to allow axial gas outlet and thereby increase permeability. flat.

I když je na výkrese znázorněna jen jedna soustava vestavěných trubek 8, je zřejmé, že lze podle výkonu kotle upravit soustředně takových soustav více a že např. v jedné soustavě mohou být trubky 8 vyhnuté tak jak je znázorněno v obr. 1 a v další soustavě rovné a že i průměry trubek 2 resp. trubek 8 v těchto soustavách mohou být od sebe odlišné. Zejména lze použít vestavěných trubek 8 o větším .průměru než jsou obvodové trubky 2.Although only one set of built-in pipes 8 is shown in the drawing, it is clear that more than one set of pipes can be configured concentrically to the boiler output and that, for example, in one set the pipes 8 may be bent as shown in FIG. and that the diameters of the tubes 2 and 3, respectively. The pipes 8 in these systems may be different from each other. In particular, built-in tubes 8 with a larger diameter than the peripheral tubes 2 can be used.

Obr. 6 znázorňuje v řezu uspořádání kotle pro větší výkony. Kotel má reakční prostor 12 s radiační náplní 13 a na jeho obvode jsou rozmístěny obvodové trubky 2 se spojovacími můstky 3. V reakčním prostoru 12 jsou umístěny dva topné systémy 38.Giant. 6 shows a cross-section of the boiler arrangement for higher outputs. The boiler has a reaction space 12 with a radiation charge 13 and circumferential tubes 2 with connecting bridges 3 are disposed around it. Two heating systems 38 are located in the reaction space 12.

Tyto topné systémy 38 jsou vytvořeny v podstutě stejně jako topný systém popsaný v předchozích odstavcích. Každý z nich má prstenec vestavěných trubek 8, vyhnutých směrem k O3e kotle, ale nad to ještě prstenec vnějších trubek 39, soustředný s prstencem trubek 8. Tyto vnější trubky 39 jsou rovné ;a vedou rovněž ze spodní komory 5 /zde neznázorněné/ přímo do sběrače 7. Topný systém 38 má dále svůj vlastní rozdělovač 24 směsi, zapalovací a indikační mezeru 15 a pomocnými orgány a spalinový rošt 28 s výstupní trubkou 34. Mezi oběma topnými systémy 38 jsou vestavěny mezilehlé trubky 40, vedoucí ro'Vhěž ze spodní komory 5 přímo do sběrače 7·These heating systems 38 are designed essentially in the same way as the heating system described in the preceding paragraphs. Each of them has a ring of built-in tubes 8 bent toward the boiler O3e, but in addition a ring of outer tubes 39 concentric to the ring of tubes 8. These outer tubes 39 are straight and also lead from the lower chamber 5 (not shown here) directly to The heating system 38 furthermore has its own mixture distributor 24, ignition and indication gap 15 and auxiliary organs, and a flue gas grate 28 with an outlet pipe 34. Between the two heating systems 38 intermediate pipes 40 are installed, leading the shaft from the lower chamber 5. directly to the collector 7 ·

CS 274 537 B1CS 274 537 B1

Claims

Giant. 7 is a similar sectional view of a boiler with four heating systems 38; the arrangement is similar to that of FIG. 6.

It is important to the invention that all heating systems 38 are located in a single common reaction space 12.

The boilers according to the invention work as follows:

The fuel mixture entering through the inlet 20 is distributed evenly through the apertures 25 in the manifold 24 to the upper level 14 of the radiation cartridge 13 and ignites when passing through the ignition and indicating chamber 15, then immediately enters the radiation cartridge 13 at high speed where flameless surface combustion occurs. In this case, a hot zone of 1700 to 1800 ° C is generated at a distance of a few centimeters below the upper surface 14 of the radiation cartridge 13, in which a large part of the thermal energy is emitted to the peripheral tubes 2 and the embedded tubes 8 through which they flow. the liquid from the lower chamber 5 to the upper collector 7. By suitably selecting the dimensions of the tubes 2, 8, the liquid coming out of the tubes 2, 8 into the collector 7 is generally at the same temperature so that the liquid temperature is homogeneous in the collector 7. because thermostats (not shown) are located in the collector 7.

The combustion gases move downwards and transfer the remaining heat to the pipes 2, 8, so that the temperature in the boiler drops rapidly and is already cooled to the desired outlet temperature at the bottom of the boiler.

Between the radiant filler bodies 13 and the tubes, in particular the peripheral tubes 2 and the connecting bridges 3, there are larger passages than between the radiant filler bodies 13 superimposed within the reaction space 12 so that gases can escape there more easily. In order to prevent heat loss by these escaping gases, according to the invention, the flue gas grate 28 is adapted so that these gases are forced at the bottom of the boiler to turn from the periphery towards the boiler axis so that they can exit through the side passages 36 in the flue gas grate 28 residual heat to heat transfer surfaces.

The manifold 24, which is exposed to a considerable temperature from the hot zone, expands by the heat while sliding freely over the sliding conical bearing surfaces 27 so that it cannot damage any component in the upper part of the boiler. In doing so, it lifts the spacer 23, if necessary, between the spacer 23 and the inlet duct 22, a spacer (not shown) may be placed so that the spacer 23 does not lie completely in the sleeve 21.

All tubes 2, 8 are equipped with agitator propellers 37 which rotate the liquid in which the bubbles of steam formed on the walls of the tubes as a lighter component are directed by centrifugal force to the axis of the tubes 2, 8 from where they can escape upward into the collector 7. without distracting.

Increasing the heat transfer surfaces of the tubes by the longitudinal ribs, particularly in the hot zone, allows intense heat dissipation from the radiation charge 13 to the tubes 2, 8.

Although the boiler according to the invention is primarily used for heating liquids, it can also be used

CS 274 537 E1 for heating steam or gases.

OBJECT OF THE INVENTION

A radiation boiler for heating liquids by flame-free combustion of a fuel mixture in a gas-permeable radiation charge to which the fuel mixture is supplied by a manifold disposed in a sleeve at the top of the boiler, the radiation charge being in contact with vertical pipes and grate, characterized in that the collar (21) is provided at its lower end with a seat (41) and the fuel mixture distributor (24) opening from above onto the radiation charge (13) is provided in the upper part with a bearing surface (27) displaceable on the seat (41) and the flue gas grate (28) is located in the central part of the lower face (4) and extends upwardly therefrom into the reaction space (12) and has lateral passages (36) facing the built-in tubes (8).

Radiation boiler according to claim 1, characterized in that at least one of the tubes (8) passing through the reaction space (12) is bent at the bottom towards the boiler periphery.

Radiation boiler according to Claims 1 and 2, characterized in that at least one pipe (8) is provided with a rib (9) in its upper part.

Radiation boiler according to claim 1, characterized in that the fuel mixture distributor (24) is provided with a face plate (26) above the bearing surface (27) and a spacer (23) is mounted in the sleeve (21) with radial and axial play. which, with its lower face (42), rests on the faceplate (26).

Radiation boiler according to claim 1, characterized in that the flue gas grate (28) is closed above the side passages (36) from above by a cover plate (29).

A radiation boiler according to Claims 1 and 5, characterized in that the flue gas grate (28) has a smaller diameter than the opening (33) in the lower face (4) in which it is mounted and provided with feet (35) in its lower part , abutting the upper face of the lower face (4), in which cutouts are provided for the passage of the feet (35).

A radiation boiler according to Claims 1 and 5, characterized in that passages are provided in the cover plate (29) for the axial outlet of the flue gas.

Radiation boiler according to Claims 1 to 7, characterized in that the set of tubes (8) housed in the reaction space (12) is divided into at least two groups by a set of intermediate tubes (40).

CS 274 537 BI

Radiation boiler according to claim 1, characterized in that a deflector (19) is disposed in the upper part of the boiler below the fuel mixture distributor, the active surface of which extends downwards.

5 drawings

CS 274 537 B1

Giant. 1 y

Giant. 2

EN 274 537 31

CS 274 537 B1

Giant. 3