DE1966220A1 - Heizkessel fuer stroemende Brennstoffe - Google Patents

Heizkessel fuer stroemende Brennstoffe

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    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
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Description

Patentanwalt β Mönchen, den 14.7.1 971/R DR. WILHELM HASSE PGm 3911/Yg/Aus.l DIPLOMINGENIEUR
Ygnis S.A., 74, chemin Ritter, 1700 Fribourg (Schweiz)
Heizkessel für strömende Brennstoffe
Die Erfindung betrifft einen Heizkessel für strömende Brennstoffe mit wenigstens einer mindestens teilweise von einem Wassermantel umgebenen rotationssymmetrisch ausgebildeten Brennkammer und Heizgasabzug in deren Rotationssymmetrieachse.
Heizkessel sind in den verschiedensten Ausführungsformen bekannt. Beispielsweise ist ein Heizkessel, insbesondere für Zentralheizungen bekanntgeworden, der eine Feuerungseinrichtung für Öl und festen Brennstoff aufweist, und zwar derart, daß diese wahlweise einzeln Λ oder gemeinsam betrieben werdenkönnen. Die Brennkammer dieses Heizkessels ist zylindrisch ausgebildet und von einem Wassermantel umgeben. Der Heizgasabzug liegt symmetrisch zum zylindrisch ausgebildeten Kessel (Schweizer Patentschrift 205 460).
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Nachteilig bei dieser Ausführungsform ist insbesondere, daß sich die Verbrennungspartikelchen an der Wand des Verbrennungsraumes ablagern und das Gesamtsystem wenig leistungsfähig werden lassen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine vollständige Verbrennung - und Verhindern, daß Verbrennungsteilchen an die Brennkammerwand gelangen - innerhalb der Brennkammer bei Steigerung der Drallwirkung in unmittelbarer Umgebung der Brennkammeraustritte zu erreichen, so daß außerhalb der Brennkammer praktisch keine Verbrennung mehr auftritt.
Gelöst wird die gestellte Aufgabe dadurch, daß die Brennkammer mindestens zwei Austritte für die Heizgase aufweist, wobei bei Anordnung von zwei Austrittsöffnungen diese vorzugsweise sich gegenüberliegend angeordnet sind.
Damit ergibt sich gegenüber den bekannten Ausführungsformen mit nur einer Austrittösffnung der maßgebliche Vorteil, daß ein sehr viel besserer Wirkungsgrad erreicht wird, weil durch das Auseinanderziehen der Flamme eine kräftige Wirbelbildung begünstigt wird. Dabei ist die Sekundärströmung von maßgeblicher Bedeutung. Die Verbrennung innerhalb der Brennkammer ist so intensiv, daß keine Flammenbildung außerhalb der Austrittsöffnungen
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erfolgt, wodurch eine erhöhte Wärmeabgabe erreicht wird. Gleichzeitig wird damit aber, bedingt durch die intensivere Rotationsbewegung der Flamme - die Flammenführung erfolgt in Form einer Wirbelsenke - zugleich Luft und Brennstoff allseitig von heißen, rotierenden Feuergasen umgeben, so daß die Brennstoffteilchen sich nicht an der Brennerwand ablagern.
Erfindungswesentlich ist ferner, daß das Brennstoff-Luftgemisch einerseits und die Verbrennungsgase andererseits derart in die bzw. aus der Brennkammer geführt sind, daß in diesereine Wirbelsenke entsteht.
Ein weiteres wesentliches Merkmal der Erfindung ist darin zu sehen, daß die Brennerachse sekantal angerodnet ist.
Ferner kann ein gemeinsamer z.B. ringförmiger Abzugsraum vorgesehen sein; dieser wird von Wasser- oder Rauchrohren durchsetzt.
Ferner können die Abgangsstutzen in die Brennkammer hineinragen und gekühlt sein. Außerdem können querströmungsdämmende Mittel eingebaut sein.
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Zweckmäßig ist die Anordnung so zu treffen, daß die Längsachse der entstehenden Wirbelsenke mit dem Zentrum der Feuerraumaustrittsöffnung mindestens annähernd zusammenfällt.
Bei einer besonderen Ausführungsform soll die größte Brennkammerausdehnung in Richtung der Rotationsachse das 1,5-fache des maximalen Feuerraumdurchmessers nicht überschreiten.
Schließlich kann der Abstand der Brennerachse von der nächstilegenden AustrittsÖffnung in einem Abstand von 0,75 des Feuerraumdurchmessers angeordnet sein.
Außerdem kann der Gesamtabzugsquerschnitt höchstens 50%
des größten Querschnitts ( ) des Feuerraumes be-
4
tragen.
Ferner kann der Abstand der Brennerdüse von der Vertikalen zur Brennerachse durch die Rotationsachse 0,25 0,5 des Feuerraumdurchmessers betragen.
Der Abstand der Brennerachse von der Rotationsachse der Brennkammer soll 0,1 - 0,4 des Feuerraumdurchmessers betragen, wobei der maximale Feuerraumdurchmesser senkrecht zur Rotationsachse gemeint ist. 209810/0101
Mindestens ein Brenner kann mindestens annähernd in der Symmetrieebene der Brennkammer liegen.
Die Brennerrohrachse und die Brennkammerachse verlaufen rechtwinklig zueinander.
Die Brennkammer soll schamott- und einbaufrei sein. Zweckmäßig sind der Brennkammer ein oder zwei Rauehgasumlenkkammern nachgeschaltet.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung und Beschreibung, und zwar zeigt:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen liegenden Heizkessel gemäß der Linie II-II der Fig. 2 und
Fig. 2 einen Querschnitt durch den Kessel nach Fig. 1 gemäß der Linie I-I.
Der hier beispielsweise gezeigte Heizkessel weist einen zylindrischen Feuerraum auf, in den der Brennerrohrstutzen 7 und die Mischeinrichtung 13 mit der Brennerachse 3 und der Brennerrohröffnung 5 sekantal mündet. Das Gebläse 11 ist mittels des Befestigungsflansches 9 am Brennerrohrstutzen 7 angeflanscht. Die Brennkammerwand 6 ist zylindrisch, geformt; sie könnte aber auch eine
andere Rotationsform aufweisen. Im Längsschnitt durch den 209810/0101
Kessel gemäß Fig. 1 ist ferner die Kesselummantelung 8 ersichtlich, sowie ein von dieser umbauter Wassermantel 10 zur äußeren Begrenzung eines Wasserraumes 12. In den Wasserraum 12 münden ein Vorlaufstutzen 2 und Rücklaufstutzen 4. Der Feuerraum 1 weist zwei erfindungsgemäße sich diametral gegenüberliegende Brennkammeraustritte 15 und 17 mit einer gemeinsamen Achse 19 auf. Diese beiden Brennkammeraustritte 15 und 17 münden in eine untere Rauchgaskammer 16, aus welcher Rauchgasrohre 22 in eine obere Rauchgaskammer 21 führen. Die beiden Rauchgaskammern 16 und 21 sind durch eine Trennwand 20 voneinander getrennt. Im hinteren Teil des Wasserraumes 12 sind, wie in Fig. 1 gezeigt, die Rauchgasrohre 22 angeordnet, und zwar zweckmäßig in zwei zueinander parallelliegenden senkrechten Bündeln, zwischen denen (Fig. 2) ein Verbrauchswarmwasserbereiter 18 mit Zellen 14 angeordnet ist. Nach Durchströmen der Rauchgasrohre 22 sammeln sich die Rauchgase in der Rauchgaskammer 21 und verlassen diese durch einen Rauchgasabgang 23.
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Claims (17)

  1. Patentansprüche
    .; Heizkessel für strömende Brennstoffe mit wenigstens einer mindestens teilweise von einem Wassermantel umgebenen rotationssymmetrisch ausgebildeten Brennkammer und Heizgasabzug in deren Rotationssymmetrieachse,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkammer mindestens zwei AustrittsÖffnungen für die Heizgase aufweist.
  2. 2. Heizkessel nach Anspruch 1 ,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Brennstoff-Luftgemisch einerseits und die Verbrennungsgase andererseits derart in die bzw. aus der Brennkammer geführt sind, daß in dieser eine Wirbelsenke entsteht.
  3. 3. Heizkessel insbesondere nach Anspruch 1 ,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Brennerachse (3) sekantal angeordnet ist, d.h. daß der Abstand (A) der mindestens annähernd durch den Rauchgasabgang
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    gehenden Rotationsachse der Brennkammer von der Achse des Brennerrohres, vermehrt um den Radius (r) des Brennerrohres (7) der Brennkammer kleiner ist als der größte Halbmesser (R) der Brennkammer und wobei der Abstand (A) größer ist als der Radius (r,) des Brennerrohres des Brenners
    A + r< R ;
  4. 4. Heizkessel nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche ,
    dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung von zwei AustrittsÖffnungen (15, 17) diese sich mindestens angenähert gegenüberliegen.
  5. 5. Heizkessel nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß ein gemeinsamer z.B. ring förmiger Abzugsraum vorgesehen und dieser von Wasseroder Rauchrohren (22) durchsetzt ist.
  6. 6. Heizkessel nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche ,
    dadurch gekennzeichnet, daß, z.B. gekühlte, Abgangsstutzen in die Brennkammer hineinragen.
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  7. 7. Heizkessel nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche ,
    dadurch gekennzeichnet, daß querströmungsdämmende Mittel vorgesehen sind.
  8. 8. Heizkessel nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche ,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse der entstehenden Wirbelsenke i.w. mit dem Zentrum der Feuerraum-Austrittsöffnung mindestens angenähert zusammenfällt.
  9. 9. Heizkessel nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche ,
    dadurch gekennzeichnet, daß die größte Brennkammerausdehnung in Richtung der Rotationsachse (19) das 1,5-fache des maximalen Feuerraumdurchmessers (D) nicht überschreitet.
  10. 10. Heizkessel nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche ,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Brennerachse (3) von der nächstgelegenen AustrittsÖffnung höchstens 0,75 D beträgt.
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    - ίο -
  11. 11. Brennkammer nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche ,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtabzugsquerschnitt
    D TT höchstens 50% des größten Querschnittes (______)
    4 des Feuerraumes beträgt.
  12. 12. Brennkammer nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche ,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Brennerdüse von der Vertikalen zur Brennerachse (3) durch die Rotationsachse (19) (0,25 — 0,5) des Feuerraumdurchmessers (D) beträgt.
  13. 13. Brennkammer nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche ,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Brennerachse (3) von der Rotationsachse (19) der Brennkammer (0,1 - 0,4) (D) beträgt, wobei (D) den maximalen Feuerraumdurchmesser senkrecht zur Rotationsachse (19) bedeutet.
  14. 14. Brennkammer nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche,
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    dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Brenner mindestens annähernd in.der Symmetrieebene der Brennkammer liegt.
  15. 15. Brennkammer nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche ,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Brennerrohrachse und die Brennkammerachse rechtwinklig zueinander verlaufen.
  16. 16. Brennkammer nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkammer (1) schamott- und einbautenfrei ist.
  17. 17. Brennkammer nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche ,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Brennkammer eine oder zwei Rauchgasumlenkkammern nachgeschaltet sind.
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DE1966220A 1968-10-01 1969-09-16 Brennkammer für einen Heizungs- Expired DE1966220C3 (de)

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