DE1940585A1

DE1940585A1 - Device for heating liquids

Info

Publication number: DE1940585A1
Application number: DE19691940585
Authority: DE
Inventors: J J Levy
Original assignee: Laurenz Otte & Co KG Kesselbau
Current assignee: Laurenz Otte & Co KG Kesselbau
Priority date: 1968-08-16
Filing date: 1969-08-08
Publication date: 1970-08-27
Also published as: NL6811755A

Description

Einrichtung zum Erhitzen von Flüssigkeiten Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Erhitzen von Flüssigkelten, insbesondere einen Zentralgasheizungskessel mit atmosphärischem Brenner mit einem einen Brenner- oder Feuerraum und einen Rauchgaskanal umgebenden Flüssigkeitsmantel und mit sich durch den Rauchgaskanal erstreckenden, an den Flussigkeitsmantel angeschlossenen Flüssigkeltsrohren. Device for heating liquids The invention relates to on a device for heating liquid cellosis, in particular a central gas heating boiler with an atmospheric burner with a burner or combustion chamber and a flue gas duct surrounding liquid jacket and with extending through the flue gas duct, liquid pipes connected to the liquid jacket.

Obwohl die Erfindung aligemein Elnrichtungen zum Erhitzen von Flüssigkeiten, z.B. Wärmetauscher, Dampferzeuger, Dampf-und Wasserhelzkessel betrifft, Ist sie doch besonders geeignet für elne Anwendung bei Zentralheizkesseln, d bei diesen klelne Abmessungen und geringe Herstellungskosten ene besonders bedeutungsvolle Rolle spielen. Bel Einrichtungen dieser Art sollen die Flusslgkeitsrohre den Wärmeaustausch In dem verhältnismäßig kurzen und geraden Rauchkanal verbessern Bei bekannten Einrichtungen werden Flüsslgkeltsrohre verwendet., die von einer Seite des Flüssigkeitsmantels geradlinig zur gegenüberliegenden Selte verlaufen, wobel dlese geraden Rohre insgesamt so überelnander angebracht sind, daß die Punkte, an denen dlese Rohre in den Flüssigkeitsmantei einmünden in Längsrichtung des Rauchgaskanals gesehen einen schraubenförmigen Verlauf haben.Although the invention generally applies to devices for heating liquids, E.g. heat exchangers, steam generators, steam and water heaters concerns, it is but particularly suitable for single use with central heating boilers, d with these Small dimensions and low manufacturing costs are particularly significant Role-play. In facilities of this type, the fluid pipes are intended to facilitate the exchange of heat In the relatively short and straight one Improve smoke duct In known devices liquid gel pipes are used. Which from one side of the liquid jacket run straight to the opposite side, wobel The whole of the straight tubes are so superimposed that the points are attached to where the pipes open into the liquid casing in the longitudinal direction of the flue gas duct seen have a helical course.

Diese bekannten Einrichtungen haben elne relativ schlechte Zirkulation der aufstelgenden Rauchgase mit entsprechend ungünstigem Wirkungsgrad, während das Anbringen elner großen Zahl von relativ kurzen Fiüssigkeitsrohren aufwendig und kostspielig Ist. Aufgabe der Erfindung Ist die Schaffung einer kompakten, einfachen, billlg herstellbaren und mit hohem Wirkungsgrad arbeitenden Einrichtung der eingangs genannten Art. Hlerzu ist die Erfindung In erster Llnie dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsrohre zwel Gruppen bllden und sich quer durch den Rauchgaskanal In parallel zueinanderllegenden Ebenen erstrecken, wobel die Rohre der einen Gruppe zwischen denen der anderen Gruppe angeordnet sind und sich mit diesen ungefähr In der Mltte des Rauchgaskanals kreuzen. Dle Zirkulation und damit die Wärmeausnutzung der Rauchgase kann noch verstärkt werden, wenn In weiterer Ausgestaltung der Einrichtung nach der Erfindung die Flüssigkeitsrohre der belden Gruppen derart angebracht sind, daß an der Kreuaungsstelle der beiden Rohrgruppen der Durchzug durch den Rauchgaskanal praktisch vollständig blockiert Ist. Hlerdurch wird die Strömung der beißen Gase stark turbulent. Den Gasen wird jedoch dabei eine bestlmmte Richtung aufgezwungen, die deren Strömungsweg verlängert.These known devices have a relatively poor circulation of the rising flue gases with a correspondingly unfavorable degree of efficiency, while the Attaching a large number of relatively short liquid pipes is laborious and expensive Is costly. The object of the invention is to create a compact, simple, Billlg manufacturable and working with high efficiency device of the initially mentioned type. For this purpose, the invention is primarily characterized in that that the liquid pipes form two groups and run across the flue gas duct The tubes of one group extend in parallel planes are arranged between those of the other group and are approximately In cross the middle of the flue gas duct. The circulation and thus the heat utilization the smoke gases can be intensified if the device is further developed according to the invention, the liquid pipes of the belden groups are attached in such a way that at the intersection of the two pipe groups the Draft through the flue gas duct is practically completely blocked. This causes the flow the biting gases are very turbulent. However, the gases are given a certain direction imposed, which extends their flow path.

Vorteilhaft haben die Flüssigkeltsrohre in Höhenrichtung des Rauchgaskanals einen ansteigenden Verlauf und die Rohre elner Gruppe münden zumindest mit ihren unteren Rohrenden in dieselbe Wand des Im Querschnitt etwa rechtecklgen Rauchgaskanals ein. Hierbei werden die Flüssigkeitsrohre vorzugswelse so angebracht, daß die unteren Rohrenden der einen Gruppe In eine Wand des Rauchgaskanals einmünden und die unteren Rohrenden der anderen Gruppe In dVe gegenüberliegende Wand des Rauchgaskanals elnmünden.The liquid pipes advantageously have in the vertical direction of the flue gas duct a rising course and the pipes of a group open at least with theirs lower pipe ends in the same wall of the smoke gas duct, which is roughly rectangular in cross section a. Here, the liquid pipes are vorzugswelse attached so that the lower Pipe ends of one group open into a wall of the flue gas duct and the lower ones Pipe ends of the other group open into the opposite wall of the flue gas duct.

Dle Einrichtung nach der Erfindung erbringt wesentliche Ersparungen an Baukosten, wenn dUe die Flüssigkeitsrohre In der Form von Schlafen, Serpentinen oder Mäandern gebogen werden und gerade in einem scharfen Wlnkel zueinander stehende Rohrtetle umfassen. Elne solche Ausführung sichert elne gute und gleichmäßige Wärmeübertragung auch und Insbesondere dann, wenn die Flussigkeitsrohre einen derart gebogenen Verlauf haben, daß belde Rohrenden eines jeden Flüssigkeitsrohres an derselben Selte des Rauchgaskanals an den Flüssigkeltsmantel angeschlossen sind, wobei eln Rohrende auf einem höheren Nlveau im Rauchgaskanal als das andere Rohrende angeordnet tst.The device according to the invention produces substantial savings at construction costs if you dUe the liquid pipes In the form of sleeping, serpentines or meanders are bent and straight at a sharp angle to each other Include pipe tetle. Such a design ensures a good and uniform heat transfer also and especially when the liquid pipes have such a curved course have that belde pipe ends of each liquid pipe at the same rare des Flue gas duct are connected to the liquid jacket, with eln pipe end tst arranged at a higher level in the flue gas duct than the other end of the pipe.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung ermöglicht Insbesondere eine sehr niedrige Abmessung für Einrichtungen dleser Art, -was insbesondere für Kessel zur Verwendung In Etagen von Gebäuden von Bedeutung Ist. Dabei arbeltenerfindungsgemäße Elnrichtungen auch mit hohem Wirkungsgrad bei Verwendung von atmosphärischen Gasbrennern und den bei deren Betrieb auftretenden Rauchgasströmungen. -Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus den Ansprüchen und der Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung, In der eln Ausführungsbeisplei einer Einrichtung nach der Erfindung näher veranschaullc-ht ist, es zelgen: Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch einen Heizkessel nach der Erfindung, Fig. 2 einen horizontalen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt durch ein BUndel von Flüssigkeltsrohren nach der Linie III-III In Flg. 1, t Flg. 4 einen, Schnitt ähnlich Flg. 3 nach der Linie IV-IV - -In Fig. 1, Fig. 5 einen Schnitt ähnlich Flg. 3 und 4 nach der Linie-V-V in Flg. 1 und Flg. 6 elne Perspektivdarstellung des in Flg. 1 und 2 abgebildeten Rohrbündels mit einem Teil des Flüssigkeitsmantels in teilweise weggebrochener Ansicht.The configuration according to the invention enables in particular a very low dimensions for facilities dleser kind, especially for boilers Use in floors of buildings is important. Thereby arbelten according to the invention Equipment also with high efficiency when using atmospheric gas burners and the flue gas flows that occur during their operation. -Other features and Advantages result from the claims and the description in connection with the drawing, In the eln Ausführungsbeisplei a device according to the invention It is shown in more detail: FIG. 1 shows a vertical section through a Boiler according to the invention, Fig. 2 is a horizontal section along the line II-II in Fig. 1, Fig. 3 shows a section through a bundle of liquid pipes according to the line III-III In Flg. 1, t Flg. 4 a, section similar to Flg. 3 after the line IV-IV - -In Fig. 1, Fig. 5 a section similar to Flg. 3 and 4 after the line-V-V in fl. 1 and Flg. 6 a perspective view of the in Flg. 1 and 2 shown Tube bundle with part of the liquid jacket in a partially broken away view.

In Fig. 1 Ist der Feuer- oder Brennerraum 1 und der Rauchgaskanal 2 veranschaulicht. Der Rauchgaskanal 2 und ein Tell des Brennerraumes 1 Ist von einem Flüssigkeltsmantel 3 umgeben, welcher durch elne Innenwand 4 und elne Außenwand 5 begrenzt Ist. Fig. 2 zeigt, daß der Rauchgaskanal einen rechtecklgen Querschnitt hat. In diesem Rauchgaskanal sind zwei Gruppen von Flüssigkeitsrohren 6a bzw. 6b angebracht. Dle Flüssigkeitsrohre der Gruppe 6b liegen zwischen den Flüssigkeitsrohren der Gruppe 6a. Gemäß Fig. 1, 3 und 6 kreuzen sich die Flüssigkeltsrohre der Gruppe 6a mit den Flüssigkeitsrohren der Gruppe 6b ungefähr in der Mitte des Rauchgaskanals, also an der Stelle der Schnittlinis 111-111 In Flg. 1. Wie Fig. 2 und 3 zeigen, wird der Durchzug Im Rauchgaskanal an der Kreuzungsstelle der belden Flüssigkeitsrohrgruppen fast gänzlich blockiert. Durch den schräg ansteigenden.Verlauf der Ftüssigkeltsrohre folgen jedoch die -aufstelgenden Rauchgase In getrennten Strömungen den Flüssigkeltsrohren in Richtung zu den Wänden 4a und 4b des Rauchgaskanals. Durch die einander kreuzenden Stelgungsberelche der Flüssigkeitsrohre erhalten die Rauchgase eine stark turbulente Strömung. Dle Rauchgase gelangen In die durch Schleifen oder Krümmungsbereiche 6'a,6'b der Flüssig- -keltsrohre in der Nähe der Wände 4a und 4b im Rauchgaskanal begrenzten Kammern 7, welche deutlich in Fig. 4 und 5 zu erkennen sind. Dle Schlelfen oder Krümmungsbereiche von jewells der Hälfte der Gesamtzahl der verwendeten schleTfen-oder mäanderförmig gebogenen Rohre befinden sich in den durch den ansteigenden Verlauf der Rohre geformten Kammern 7. Dadurch daß die Flüssigkeltsrohre der Gruppen 6a und 6b In Schleifen geführt sind, tritt hier eine besonders gute Wärmeübertragung auf. Außerdem werden die Rauchgase durch den ansteigenden Verlauf der oberhalb von Schlelfen oder Krümmungsbereichen liegenden Rohteile von den Wänden des Flüssigkeitsmantelshlnweggeführt und wieder In Richtung des Flüssigkeitsmanfels geleltet, d-a der Durchzug Im mittleren Tell des Rauchgaskanals (slehe Schnitt gemäß Flg. 3) größtenteils durch die Flüssigkeitsrohre blockiert Ist. Es entsteht hler also elne besonders große Turbulenz der Rauchgase. Die Kammern 7 wiederholen sich je nach Zahl der Schleifen der sich in gebogenem Verlauf über die Höhe des Rauchgaskanals erstreckenden Rohre.In Fig. 1 is the fire or burner space 1 and the flue gas duct 2 illustrates. The flue gas duct 2 and part of the burner chamber 1 is from surrounded by a liquid jacket 3, which is surrounded by an inner wall 4 and an outer wall 5 is limited. Fig. 2 shows that the flue gas duct has a rectangular cross-section Has. In this flue gas duct there are two groups of liquid pipes 6a and 6b, respectively appropriate. The liquid pipes of group 6b are located between the liquid pipes of group 6a. According to FIGS. 1, 3 and 6, the liquid pipes of the group cross each other 6a with the liquid pipes of group 6b approximately in the middle of the flue gas duct, so at the point of the cutting line 111-111 in Flg. 1. As Fig. 2 and 3 show, the passage in the flue gas duct at the intersection of the belden liquid pipe groups almost completely blocked. Due to the sloping, rising course of the Ftüssigkeltsrohre However, the rising flue gases follow the liquid pipes in separate currents in the direction of the walls 4a and 4b of the flue gas duct. By crossing each other Positioning areas of the liquid pipes give the flue gases a very turbulent one Flow. The flue gases get into the areas 6'a, 6'b caused by grinding or curvature the liquid-Keltsrohre in the vicinity of the walls 4a and 4b in the flue gas duct Chambers 7, which can be clearly seen in FIGS. 4 and 5. Dle Schlelfen or Areas of curvature of half the total number of grinding or grinding used meandering bent pipes are located in those formed by the ascending course of the pipes Chambers 7. Because the liquid pipes of groups 6a and 6b in loops are performed, a particularly good heat transfer occurs here. Also be the smoke gases through the rising course of the above Schlelfen or curved areas lying blanks are guided away from the walls of the liquid jacket and again Geleltet in the direction of the liquid manure, d-a the draft in the middle part of the flue gas duct (see section according to Fig. 3) mostly through the liquid pipes Is blocked. There is therefore a particularly large turbulence in the flue gases. The chambers 7 are repeated depending on the number of loops in the curved Course over the height of the smoke duct extending pipes.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel haben die Flüssigkeltsrohre jewells drel Schleifen. Es können jedoch auch Flüssigkeitsrohre mit elner, zwei oder mehr Schleifen verwendet werden. Bel bevorzugter Ausführung mit elner ungeraden Zahl von Schleifen befinden sich die Rohrenden eines jeden Flüssigkeitsrohres Immer an derselben Wand. So münden dle Rohrenden der Flüsslgkeitsrohre 6a In die Wand 4a und die Rohrenden der Flüssigkeitsrohre 6b In die Wand 4b. Bel elner solchen Ausführung-mit Flüssigkeltsrohren mit elner ungeraden Zahl von Schleifen gestaltet sich der Zusammenbau des Flüssigkeitsmantels 3 besonders einfach. Alle Flüssigkeltsrohre 6a werden mit Ihren Enden In Löcher In der Wand 4a elngesetzt und mit dieser Wand verschweißt. Dasselbe gilt für die Flüssigkeitsrohre 6b, weiche mit der Wand 4b verschweißt werden. Dle Wände 4a und 4b werden dann elnander gegenüber aufgestellt, und bilden die gegenüberliegenden Teile der Innenwand 4, wobei die Flüssigkeltsrohre ineinandergreifen.In the illustrated embodiment, the liquid pipes jewells drel loops. However, liquid pipes with one, two or more loops can be used. Bel preferred version with an odd number Number of loops are the pipe ends of every liquid pipe always on the same wall. The pipe ends of the liquid pipes 6a thus open into the wall 4a and the pipe ends of the liquid pipes 6b into the wall 4b. Bel elner such Execution - designed with liquid pipes with an odd number of loops the assembly of the liquid jacket 3 is particularly simple. All liquid pipes 6a are inserted with their ends into holes in the wall 4a and welded to this wall. The same applies to the liquid pipes 6b, soft be welded to the wall 4b. The walls 4a and 4b will then face each other erected, and form the opposite parts of the inner wall 4, the Interlocking liquid pipes.

Es ist Jedoch auch möglich Flüsstgkeltsrohre mit einer geraden Zahl von Schleifen zu verwenden, wenn z.B. die geplante Leistung eines Kessels des wünschenswert macht. In diesem Falle liegen dte oberen Rohrenden der Flüssigkeitsrohre allerdings in der Jener Wand gegenüberliegenden Wand, in der die unteren Rohrender der FlOssigkeitsrohre angebracht sind. Dies tst gestrichelt In Ftg. 1 angedeutet, wobel die oberen Rohrenden der Flüssigkettsrohre mit 8a und 8b bezeichnet sind. Das Anschweißen der Rohre an den Wänden erfolgt hier, nachdem die Wände 4a und 4b einander gegenüber aufgestellt sind.However, it is also possible to use fluids with an even number of loops to be used if, for example, the planned output of a boiler is desirable power. In this case, however, are the upper pipe ends of the liquid pipes in the wall opposite that wall, in which the lower pipe ends of the liquid pipes are appropriate. This is indicated by dashed lines in Fig. 1, wobbling the upper pipe ends of the liquid chain pipes are denoted by 8a and 8b. Welding the pipes on the walls takes place here after the walls 4a and 4b are placed opposite each other are.

Claims

Expectations:

Equipment for heating liquids, in particular central gas heating boilers with an atmospheric burner with a burner or combustion chamber and a flue gas duct surrounding liquid chain jacket and with extending through the flue gas duct, liquid pipes connected to the liquid jacket ', thus marked that the liquid pipes form two groups (6a, 6b) and extend across the flue gas duct (2) Extend in parallel planes, whereby the tubes of the single group; e between those of the other group are arranged and mi +, d read approximately Cross in the middle of the flue gas duct.

2. Device according to claim 1, characterized in that the liquid pipes of the two groups (6a, 6b) are attached so that at the intersection of the both pipe groups the passage through the flue gas duct (2) practically completely is blocked.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the liquid pipes in the vertical direction of the flue gas duct (2) have an abutment Have course and the tubes of a group (6a or 6b) at least with their lower Pipe ends in the same wall (4a or 4b) of the smoke gas duct, which is roughly rectangular in cross section (2) merge.

4. Device according to one or more of claims 1 to 3, characterized characterized in that the lower tube ends of the tubes of the one group (6a) in the elne wall (4a) of the flue gas duct (2) and the lower pipe ends of the pipes of the other Group (6b) open into the opposite wall (4b) of the flue gas duct.

5. Device according to one or more of claims 1 to 4, characterized characterized in that the liquid pipes are curved in a sinuous or meandering shape and straight, comprise pipe parts standing at an acute angle to one another.

6. Device according to one or more of claims 1- to 5, characterized marked that the liquid pipes have such a curved course, that both pipe ends of a liquid pipe on the same side of the flue gas duct are connected to the liquid jacket (3), one pipe end on one higher level than the other end of the pipe.

7. Device according to one or more of claims 1 to 5, characterized marked that the liquid pipes have such a course that the Pipe ends of each liquid pipe in opposing walls (4a, 4b) the liquid jacket (3) open at different levels.