NL9101501A

NL9101501A - Boiler

Info

Publication number: NL9101501A
Application number: NL9101501A
Authority: NL
Original assignee: A O Smith Water Products Compa
Priority date: 1991-09-06
Filing date: 1991-09-06
Publication date: 1993-04-01

Abstract

The invention relates to a boiler 1 for heating liquid which is present in the boiler, a housing 4, which delimits a combustion chamber, with a burner 5 arranged in the housing, being arranged in the boiler 1. Furthermore, a discharge line 6, which runs through the boiler, for discharging combustion gases is connected to the housing 4. The discharge line 6 extends from the combustion chamber 4 through the boiler 1 to the underside of the boiler. Outside the boiler, the discharge line is connected, via a transversely running pipe section 7, to a chimney flue 8 extending upwards. An outlet/drain mechanism 9 for draining off condensate is connected to the underside of the transversely running pipe section 7. <IMAGE>

Description

Korte aanduiding: Ketel.Short designation: Boiler.

De uitvinding heeft betrekking op een ketel voor het verwarmen van in de ketel aanwezige vloeistof, waarbij in de ketel een een verbrandingsruimte begrenzend huis met een in het huis opgestelde brander is aangebracht, terwijl op het huis een door de ketel verlopende afvoerleiding voor het afvoeren van verbrandingsgassen is aangesloten.The invention relates to a boiler for heating liquid present in the boiler, wherein in the boiler a housing bounding a combustion space with a burner arranged in the housing is arranged, while on the housing a discharge pipe running through the boiler for discharging combustion gases is connected.

Een dergelijke ketel is bekend uit het Amerikaanse octrooi-schrift 4.301.772. Bij deze ketel strekt de afvoerleiding zich vanaf het de verbrandingsruimte begrenzende huis vertikaal omhoog uit door de ketel om met zijn door de bovenwand van de ketel gevormde uiteinde te worden aangesloten op een schoorsteenkanaal of dergelijk. De bij de verbranding van de met behulp van de brander in de verbrandingsruimte verbrande brandstof opgewekte warmte wordt hierbij zowel via de wanden van het de verbrandingsruimte begrenzende huis als via de wand van de afvoerleiding overgedragen op de zich in de ketel bevindende vloeistof. Voor een goede werking van deze ketel mag echter de temperatuur van de verbrandingsgassen bij het verlaten van de ketel niet lager zijn dan 70°C, zodat nog vrij veel warmte met de verbrandingsgassen wordt afgevoerd.Such a boiler is known from United States Patent Specification 4,301,772. In this boiler, the discharge pipe extends vertically upwardly from the housing bounding the combustion space through the boiler to be connected to a flue or the like with its end formed by the top wall of the boiler. The heat generated during the combustion of the fuel burned in the combustion chamber with the aid of the burner is transferred to the liquid contained in the boiler via the walls of the housing bounding the combustion chamber as well as via the wall of the discharge pipe. However, for proper operation of this boiler, the temperature of the combustion gases when leaving the boiler must not be lower than 70 ° C, so that quite a lot of heat is still dissipated with the combustion gases.

Volgens de uitvinding strekt nu de afvoerleiding zich vanaf de verbrandingskamer door de ketel naar de onderzijde van de ketel uit en is buiten de ketel via een leidingdeel, dat een hoek kleiner dan 90° met de horizontaal insluit, op een zich omhoog uitstrekkend schoorsteenkanaal aangesloten.According to the invention, the discharge pipe now extends from the combustion chamber through the boiler to the underside of the boiler and is connected outside the boiler via a pipe section which encloses an angle of less than 90 ° with the horizontal, to an upwardly extending chimney channel.

In de praktijk is gebleken, dat met toepassing van een dergelijke constructie een aanzienlijk betere benutting van de bij de verbranding opgewekte warmte kan worden bewerkstelligd. De temperatuur van de verbrandingsgassen kan bij het verlaten van de ketel aanzienlijk lager zijn dan bij de tot nu toe bekende ketels en in theorie zelfs omlaag wórden gebracht tot ± 15°€; hierbij optredend condensaat zal zich verzamelen in het leidingdeel, dat een hoek kleiner dan 90° met de horizontaal insluit, waarbij het condensaat gemakkelijk uit dit leidingdeel kan worden afgevoerd. In het algemeen zal het de voorkeur verdienen dat dit leidingdeel geen al te grote hoek met de horizontaal insluit.It has been found in practice that with the use of such a construction a considerably better utilization of the heat generated during combustion can be achieved. The temperature of the combustion gases when leaving the boiler can be considerably lower than with the boilers known so far and in theory even be brought down to ± 15 °; condensate occurring here will collect in the pipe section, which encloses an angle of less than 90 ° with the horizontal, whereby the condensate can easily be discharged from this pipe section. In general, it will be preferable that this pipe section does not enclose too great an angle with the horizontal.

Opgemerkt wordt dat het begrip ketel binnen de geest en be-schermingsomvang van de uitvinding ruim moet worden uitgelegd, Hieronder kan bijvoorbeeld ieder toestel vallen, dat geschikt is voor het verwarmen van vloeistof, bijvoorbeeld water voor sanitair gebruik en/of voor gebruik in een verwarmingsinstallatie. Te denken valt bijvoorbeeld aan een warm water boiler.It is noted that the term boiler within the spirit and scope of the invention should be interpreted broadly. This may include, for example, any appliance suitable for heating liquid, for example water for sanitary use and / or for use in a heating installation. . For example, think of a hot water boiler.

De uitvinding zal hieronder nader worden uiteengezet aan de hand van enige in bijgaande figuren weergegeven mogelijke uitvoeringsvoorbeelden van de constructie volgens de uitvinding:The invention will be explained in more detail below with reference to some possible embodiments of the construction according to the invention shown in the accompanying figures:

Fig. 1 toont een eerste uitvoeringsvoorbeeld van een ketel volgens de uitvinding met daarop aangesloten apparatuur.Fig. 1 shows a first exemplary embodiment of a boiler according to the invention with equipment connected thereto.

Fig. 2 toont een tweede uitvoeringsvoorbeeld · van een ketel volgens de uitvinding met daarop aangesloten apparatuur.Fig. 2 shows a second exemplary embodiment of a boiler according to the invention with equipment connected thereto.

Fig. 1 toont een langgestrekte vertikaal opgestelde ketel 1 waaraan op op zichzelf bekende wijze de toe- en afvoerleidingen 2 en 3 van een verwarmingsinstallatie zijn aangesloten. De uitvoering van een dergelijke verwarmingsinstallatie is op zich bekend en zal hier dan ook niet nader worden besproken.Fig. 1 shows an elongated vertically arranged boiler 1 to which the supply and discharge pipes 2 and 3 of a heating installation are connected in known manner. The design of such a heating installation is known per se and will therefore not be discussed further here.

In de ketel 1 is een een verbrandingsruimte begrenzend huis 4 opgesteld waarin een brander 5 is aangebracht. De uitvoering van dit huis 4 kan bijvoorbeeld zijn zoals beschreven in bovengenoemde publicatie. Volgens de uitvinding strekt echter het huis zich in de ketel 1 schuin naar binnen en naar beneden uit.In the boiler 1, a housing 4 bounding a combustion space is arranged, in which a burner 5 is arranged. The embodiment of this housing 4 can for instance be as described in the above publication. According to the invention, however, the housing in the boiler 1 extends obliquely inwards and downwards.

Op de onderzijde van het huis 4, dat tussen boveneinde en kwart-hoogte van de ketel in de ketel 1 is opgesteld, is een afvoerleiding 6 voor het afvoeren van de verbrandingsgassen aangesloten. Deze afvoerleiding strekt zich vertikaal naar beneden en door de bodem van de ketel 1 uit en is bij zijn ondereinde aangesloten op een in het weergegeven uitvoerings-voorbeeld horizontaal verlopend leidingdeel 7, dat met zijn van de afvoerleiding 6 afgekeerde uiteinde is aangesloten op een zich omhoog uitstrekkend schoorsteenkanaal 8. .A discharge pipe 6 for discharging the combustion gases is connected to the underside of the housing 4, which is arranged between the upper end and the quarter height of the boiler in the boiler 1. This discharge pipe extends vertically downwards and through the bottom of the boiler 1 and is connected at its lower end to a pipe section 7 extending horizontally in the exemplary embodiment shown, which is connected with an end facing away from the discharge pipe 6 to an upwardly extending chimney flue 8..

Op de onderzijde van het horizontaal verlopende leidingdeel is een schematisch aangeduid afvoer- of aftaporgaan 9 aangebracht voor het afvoeren/aftappen van zich eventueel in de leidingen vormend condensaat, dat naar het laagste punt van het leidingdeel 7 zal stromen. Uiteraard is het niet noodzakelijk dat het leidingdeel 7 horizontaal verloopt; het leidingdeel kan in principe onder iedere hoek kleiner dan 90° met de horizontaal verlopen.On the underside of the horizontally running pipe section, a schematically indicated drain or drain member 9 is arranged for draining / draining any condensate which may form in the pipes and which will flow to the lowest point of the pipe section 7. It is of course not necessary for the pipe section 7 to run horizontally; the pipe section can in principle run at any angle less than 90 ° to the horizontal.

Het schoorsteenkanaal 8 is in het weergegeven uitvoeringsvoor-beeld gevoerd door een dak 10 van een gebouw, waarin de ketel 1 is opgesteld. Het door het dak gevoerde uiteinde van het schoorsteenkanaal is omgeven door een leidingstuk 11, waarop de aanzuigleiding 12 van een ventilator 13 is aangesloten. Met behulp van ventilator 13 kan op gebruikelijke wijze verbrandingslucht worden toegevoerd aan de door het huis 4 begrensde verbrandingsruimte.In the exemplary embodiment shown, the chimney channel 8 is passed through a roof 10 of a building in which the boiler 1 is arranged. The end of the chimney channel passed through the roof is surrounded by a pipe section 11, to which the suction pipe 12 of a fan 13 is connected. With the aid of fan 13, combustion air can be supplied in the usual manner to the combustion space bounded by the housing 4.

Voor de toevoer van verbrandingslucht en/of de afvoer van verbrandingsgassen zijn ook andere uitvoeringsvormen denkbaar, bijvoorbeeld doorvoeren door een muur van het de ketel omvattende gebouw.Other embodiments are also conceivable for the supply of combustion air and / or the discharge of combustion gases, for example passage through a wall of the building comprising the boiler.

In het in de figuur gegeven uitvoeringsvoorbeeld is nabij het ondereinde van de ketel in het inwendige van de ketel een spiraal 14 opgesteld, welke via leidingen 15 en 16 is aangesloten op een op het dak 10 opgestelde zonnecollector 17. De uitvoering van een dergelijke een zonnecollector omvattende installatie is op zich bekend en vormt geen deel van de uitvinding, zodat het niet nodig zal zijn om op de specifieke uitvoering hiervan nader in te gaan.In the exemplary embodiment given in the figure, a coil 14 is arranged near the lower end of the boiler in the interior of the boiler, which coil is connected via lines 15 and 16 to a solar collector 17 arranged on the roof 10. The embodiment of such a solar collector comprehensive installation is known per se and does not form part of the invention, so that it will not be necessary to discuss the specific embodiment thereof in more detail.

Verder is in de ketel nabij het boveneinde van de ketel een ver-warmingsspiraal 18 opgesteld waarop toe- en afvoerleiding 19 resp. 20 zijn aangesloten.In addition, a heating coil 18 is arranged in the boiler near the top end of the boiler, on which the supply and discharge pipes 19 and 10 respectively. 20 are connected.

Tijdens bedrijf kan zich in de ketel 1 bevindende vloeistof, in het algemeen water, worden verwarmd door in de door het huis 4 begrensde verbrandingsruimte op gebruikelijke wijze met behulp van de brander 5 toegevoerde brandstof te verbranden. De daarbij vrijkomende verbrandingsgassen worden in neerwaartse richting via de afvoerleiding 6, het leidingdeel 7 en het zich omhoog uitstrekkende schoorsteenkanaal 8 afgevoerd. Het verwarmde water wordt op gebruikelijke wijze door de verwarmingselementen van de centrale verwarmingsinstallatie gevoerd en vervolgens terug naar de ketel 1 om opnieuw te worden verwarmd.During operation, liquid, generally water, contained in the boiler 1 can be heated by burning fuel supplied in the usual manner by means of the burner 5 in the combustion space bounded by the housing 4. The combustion gases released thereby are discharged in a downward direction via the discharge pipe 6, the pipe part 7 and the upwardly extending chimney channel 8. The heated water is passed in the usual way through the heating elements of the central heating installation and then back to the boiler 1 for reheating.

Door het in neerwaartse richting afvoeren van de verbrandingsgassen door de ketel 1 blijkt het mogelijk om een bijzonder effectieve warmte-overdracht tussen de verbrandingsgassen en het zich in de ketel 1 bevindende water te verkrijgen, waarbij de verbrandingsgassen in de ketel tot een aanzienlijk lagere temperatuur, en wel tot nabij de temperatuur waarbij condensatie van in de verbrandingsgassen aanwezige waterdamp optreedt, kunnen worden afgekoeld dan bij de gebruikelijke ketelinstallaties, waar de verbrandingsgassen in opwaartse richting worden afgevoerd. Ter bevordering van de warmte-overdracht kan de afvoerleiding 6 inwendig en/of uitwendig zijn voorzien van niet weergegeven pennen of vinnen.By discharging the combustion gases downwards through the boiler 1, it appears possible to obtain a particularly effective heat transfer between the combustion gases and the water contained in the boiler 1, the combustion gases in the boiler being at a considerably lower temperature, that is, they can be cooled to near the temperature at which condensation of water vapor present in the combustion gases can be cooled than in the usual boiler installations, where the combustion gases are discharged in an upward direction. In order to promote the heat transfer, the discharge pipe 6 can be provided internally and / or externally with pins or fins (not shown).

Zoals hierboven reeds vermeld kan eventueel gevormd condensaat via het afvoer- of aftapmechanisme 9 uit de leiding 7 worden afgevoerd. Door de hierboven vermelde schuin naar binnen en naar beneden hellende stand van het huis 4 wordt bewerkstelligd, dat condensaat, dat in het inwendige van het huis kan worden gevormd bij het opwarmen van een koude ketel naar de afvoerleiding 6 stroomt en via deze afvoerleiding wordt afgevoerd.As already mentioned above, optionally formed condensate can be discharged from the pipe 7 via the drain or drain mechanism 9. The above-mentioned inclined inwardly and downwardly inclined position of the housing 4 ensures that condensate which can be formed in the interior of the housing flows to the discharge pipe 6 when heating a cold boiler and is discharged via this discharge pipe .

De in de ketel 1 opgestelde spiraal 18 wordt gebruikt voor het opwarmen van door de spiraal gevoerd leidingwater voor sanitair gebruik.The coil 18 arranged in the boiler 1 is used for heating tap water for sanitary use fed through the spiral.

Met behulp van de spiraal 14 kan zich in de ketel 1 bevindend water worden opgewarmd onder gebruikmaking van de zonnecollector. Indien de zon schijnt is in vele gevallen de zo opgewekte warmte al voldoende om een effectieve verwarming van het zich in de ketel 1 bevindende water te verkrijgen, zodat dan de toevoer van brandstof via de brander 5 kan worden stopgezet, hetgeen uiteraard een aanzienlijke besparing aan brandstof met zich mee zal brengen. ·;·,.Water contained in the boiler 1 can be heated by means of the spiral 14 using the solar collector. In many cases, if the sun is shining, the heat thus generated is already sufficient to obtain an effective heating of the water contained in the boiler 1, so that the supply of fuel via the burner 5 can then be stopped, which of course saves a considerable amount of fuel. ·; · ,.

Uiteraard zijn er binnen de geest en beschermingsomvang van de uitvinding aanvullingen en/of wijzigingen op de bovenbeschreven uitvoering denkbaar. In verband hiermede kan bijvoorbeeld worden verwezen naar het in fig. 2 weergegeven uitvoeringsvoorbeeld waarin die onderdelen, die overeenkomen met de aan de hand van fig. 1 beschreven onderdelen zijn voorzien van dezelfde verwijzingscijfers als gebruikt in fig. 1.Of course, additions and / or changes to the above-described embodiment are conceivable within the spirit and scope of the invention. In this connection reference can be made, for example, to the exemplary embodiment shown in Fig. 2, in which those parts which correspond to the parts described with reference to Fig. 1 are provided with the same reference numbers as used in Fig. 1.

De ketel 1 vormt hier een zogenaamde warm water boiler voor het opwarmen van leidingwater, dat via toe- en afvoerleidingen 19 resp. 20 aan de boiler 1 wordt toegevoerd resp. afgevoerd. Ook hier kan gebruik worden gemaakt van een in de boiler opgenomen spiraal 14 voor het verwarmen van het water in de boiler 1 onder gebruikmaking van zonnewarmte. Eventueel kan in de ketel nog een verwarmingsspiraal 18 zijn opgenomen waarop de toe- en afvoerleidingen 2 en 3 van een gebruikelijke verwarmingsinstallatie zijn aangesloten.The boiler 1 here forms a so-called hot water boiler for heating tap water, which is supplied via supply and discharge pipes 19 and 20. 20 is supplied to boiler 1, respectively. drained. Here, too, use can be made of a coil 14 incorporated in the boiler for heating the water in the boiler 1 using solar heat. Optionally, a heating coil 18 may be included in the boiler, to which the supply and discharge pipes 2 and 3 of a conventional heating installation are connected.

Claims

1. Boiler for heating the liquid present in the boiler, in which a combustion chamber enclosing a combustion space is arranged in the boiler with a burner arranged in the housing, while a discharge pipe running through the boiler for discharging combustion gases is connected to the housing, characterized in that the discharge pipe extends from the combustion chamber through the boiler to the bottom of the boiler and outside the boiler via a pipe section, which encloses an angle less than 90 ° to the horizontal, on an upwardly extending chimney flue connected.

Boiler according to claim 1, characterized in that the housing defining the combustion space extends obliquely inwards and downwards in the boiler, while the discharge pipe is connected to the housing near the lowest point of the house.

Boiler according to claim 1 or 2, characterized in that a drain mechanism for draining condensate is connected to the underside of the pipe section.

Boiler according to claim 1 or 2, characterized in that the housing bounding the combustion space is arranged between the top and quarter height of the elongated, vertically arranged boiler.

Boiler according to one of the preceding claims, characterized in that a heating coil connected to a solar collector is arranged near the underside of the boiler.

Boiler according to one of the preceding claims, characterized in that the boiler is used for heating liquid from a heating installation and a heating coil for heating tap water is arranged near the top of the boiler.

Boiler according to any one of the preceding claims, characterized in that on the inside and / or the outside of the wall of the discharge pipe, elements projecting from the wall in question, which promote heat transfer, are arranged.