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Kessel für Warmwasserheizanlagen
Die Erfindung betrifft einen Kessel fürWarmwasserheizanlagen mit mehreren, sich in Längsrichtung des Kessels erstreckenden, nebeneinander angeordneten Baueinheiten, von denen jede mehrere überein- ander angeordnete, schräg nach hinten unten geneigte Wasserrohre aufweist, die mit ihren vorderen En- den an eine der Baueinheit zugeordnete, mit einer Wasserableitung verbundene Wasserabfuhrsammelkammer und mit ihren hinteren Enden an eine der Baueinheit zugeordnete, mit einer Wasserzuleitung verbundene Wasserzufuhrkammer angeschlossen sind, die mit der Wasserabfuhrsammelkammer über eine horizontale obere Längskammer auch direkt verbunden ist, wobei die oberen Längskammem aller Baueinheiten des Kessels die Decke des Feuerraumes desselben bilden, der seitlich durch zwei symmetrisch ausgebildete Wandeinheiten abgeschlossen ist.
Kessel dieser Art sind in der österr. Patentschrift Nr. 231656 beschrieben ; sie haben sich wegen der leichten Herstellbarkeit ihrer Bestandteile und des einfachen Zusammenbaues derselben sowie wegen ihrer grossen Anpassungsfähigkeit an unterschiedliche Betriebserfordernisse und ihrer Wirtschaftlichkeit sehr bewährt.
Bei höheren Belastungen haften aber Kesseln dieser Art bei allen ihren Vorteilen doch einige Mängel an, etwa hinsichtlich des Verschleisses, dem die geneigten Wasserrohre an ihren unmittelbar von der Brennerflamme umspülten Teilen ausgesetzt sind, dies ist hauptsächlich darauf zurückzuführen, dass bei der bekannten Ausführung durch Anordnung des Wasservorwärmers mit mehreren Reihen von vertikalen Rohren die Länge sowohl der Wasserrohre als auch des Feuerraumes verkleinert wird, so dass die Flamme noch immer einen beträchtlichen Teil der geneigten Wasserrohre erreicht, die somit einer sehr starken Wärmebeanspruchung ausgesetzt werden.
Die Erfindung setzt sich zum Ziele, diesen Mangel zu beheben. Gemäss der Erfindung wird dieses Ziel bei einem Kessel der einleitend angegebenen Art dadurch erreicht, dass sich die übereinander liegenden, geneigt angeordneten Wasserrohre der Baueinheiten über die ganze Länge des Kessels erstrekken, dass die Wasserzufuhrkammern der Baueinheiten am hinteren Ende des Kessels unterhalb des Rauchgasabzuges des Kesselfeuerraumes angeordnet und mit den horizontalen oberen Längskammern der Baueinheiten durch in einer einzigen Querreihe angeordnete, vertikale Rohre verbunden sind, die an der Rauchgasaustrittsöffnung des Feuerraumes einen einfachen Gitterrost bilden, wobei die den Feuerraum seitlich abschliessenden Wandeinheiten vorzugsweise ebene, vertikale Innenflächen aufweisen.
Zugleich mit der Behebung des schon erläuterten Mangels wird durch die Erfindung eine erhebliche Vereinfachung der bekannten Kesselbauweise erreicht. Diese Vereinfachung bietet ausser einer grösseren Wirtschaftlichkeit der Herstellung zahlreiche technische Vorteile bei der Installation und beim Betrieb des Kessels. Die einfacheren und leichteren Baueinheiten können beispielsweise auch in schwer zugänglichen Räumen transportiert und montiert werden, was besonders notwendig ist, wenn diese in erster Linie für Heizanlagen in Wohnhäusern bestimmten Kessel in Kellern oder andern unterirdischen Räumen installiert werden müssen.
Die gemäss der Erfindung ausgebildeten Kessel verlangen ferner nur einfache Wartung, da alle von den Flammen und den Verbrennungsgasen bestrichenen Flächen zugänglich sind bzw. leicht zugänglich gemacht werden können und mit geringem Zeitaufwand gereinigt werden können.
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Zweckmässig bestehen die übereinander liegenden, geneigt angeordneten Wasserrohre der Bauein- heiten aus prismatischen Rohren mit mehreckigem Querschnitt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform bestehen die den Feuerraum seitlich abschliessenden Wandeinheiten an ihrer Innenseite aus in einer ver- til (alen Ebene angeordnetem Metallblech, das die innere Begrenzung von mehreren an der Aussenseite des Metallbleches angeordneten vertikalen Kammern bildet, die unten und oben durch Längskammern miteinander verbunden und an die Wasserabfuhrleitung des Kessels angeschlossen sind.
An einzelnen
Stellen der Wandeinheiten können zwischen benachbarten vertikalen Kammern Öffnungen vorgesehen sein, die als Zugänge bei der Reinigung der Aussenflächen der übereinander liegenden Wasserrohre der
Baueinheiten dienen und durch Einsatzteile verschliessbar sind.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen genauer beschrieben. In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 einen erfindungsgemäss verbesserten Kessel in schemati- scher Darstellung in Ansicht von vorne, wobei der Aussenmantel teilweise abgenommen ist, um die seitliche rechte Wand sichtbar zu machen ; Fig. 2 zeigt diesen Kessel im Längsschnitt nach Linie X-X in Fig. 1 und Fig. 3 ist ein Querschnitt nach der Linie Y-Y in Fig. 2. In Fig. 4 ist der Kessel im hori- zontalen Längsschnitt nach Linie Z-Z in Fig. 2 dargestellt und Fig. 5 zeigt schliesslich in grösserem
Massstab einen zweckmässigen Querschnitt, den eine geneigte, drei Rohre einer inneren Baueinheit er- setzende Wasserkammer annehmen kann.
Der in den Zeichnungen dargestellte Kessel A mit längsweise nebeneinander angeordneten Bau- einheiten ist auf einem zweckmässig in dem Raume, in dem der Kessel aufgestellt wird, vorgefertigten
Fundament aus Mauerwerk B montiert. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel besteht der Kessel aus fünf sowohl strömungstechnisch und mechanisch zweckmässig untereinander verbundenen inneren Bau- einheiten sowie aus zwei ebenfalls mit den übrigen Teilen des Kessels verbundenen Seitenwan- gen Dl, D2.
Im veranschaulichten Falle ist der Kessel A zur Speicherung warmen Wassers für eine Heizanla- ge verwendbar, doch könnte dieser Kessel auch zur Erzeugung von Niederdruckdampf benutzt werden.
Jede Baueinheit C1-C5 besteht aus einer vorderen L-förmigen Sammelkammer F, die hori- zontal angeordnet ist und einen vertikalen Abschnitt 10 und einen horizontalen Abschnitt 12 auf- weist, aus einer hinteren, auf einen einfachen vertikalen Abschnitt beschränkten Sammelkammer G und aus einem Aggregat geneigter, zueinander paralleler Rohre 14, die mit ihren vorderen Enden an den Abschnitt 10 der Kammer F und mit den rückwärtigen Enden an die Kammer G angeschlos- sen sind. Diese mit 14 bezeichneten Rohre erstrecken sich im wesentlichen über die gesamte Län- ge L des Kessels, so dass ein zweckmässig verlängerter Feuerraum 16 zur Verwirklichung der be- reits angedeuteten Zwecke zustande kommt.
An die hinteren Sammelkammern der verschiedenen Baueinheiten C1-C5 sind eine Reihe verti- kaler, auf die Kammern ausgerichteter und zueinander paralleler Rohre 18 angeschlossen, die einen
Wasservorwärmer bilden, dessen Raumbedarf kleiner ist als bei der im Hauptpatent veranschaulichten Kesselausbildung. Wie bei dem gemäss dem Patent Nr. 231656 ausgebildeten Kessel weist auch bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel jede Sammelkammer F einen Anschluss 20 zur Verbindung aller
Baueinheiten mit einer Warmwassersammelkammero 22 auf, die ihrerseits mit einem Rohrstutzen 24 zum Anschluss an die Verbraucheranlage versehen ist. Jede hintere Kammer G ist über je einen zu- geordneten Anschluss 26 mit einer Verteilerkammer 28 für das vorzuwärmende Speisewasser verbunden.
Diese Verteilerkammer 28 ist mit einem Rohrstutzen 30 zum Anschluss an die Speisewasserzuleitung ausgestattet.
Ausser den Baueinheiten C1-C5 weist der Kessel A zwei seitliche Wangen D1, D2 auf, von denen jede aus einer Mehrzahl von Blechkammern 32 besteht, die vertikal und zueinander parallel angeordnet und durch Verschweissen an einer vertikalen, im wesentlichen ebenen und durchgehenden, dem Inneren des Feuerraumes zugekehrten Trägerwandung 34 angebracht sind. Jede Kammer 32 ist an ihrem unteren Ende mit einer horizontalen Sammelkammer 35 und an ihrem oberen Ende mit einer horizontalen Sammelkammer 36 verbunden, wobei die Sammelkammer 36 ihrerseits mittels Verbindungsstücken 38 an die Warmwassersammelkammer 22 angeschlossen sind. An der vorderen Stirnseite des Kessels ist eine Öffnung 40 für den Durchgang eines nicht dargestellten Brennerkopfes vorgesehen, der durch einen Ausschnitt einer Abdeckplatte 42 in den Feuerraum eingesetzt ist.
Oberhalb der Platte 42 ist eine Schauklappe 44 angeordnet. Der Kessel A ist mit einem Mantel 46 umkleidet.
Zur Regelung des in Fig. 2 durch Pfeile angedeuteten Flammen- und Rauchverlaufes ist zwischen den oberen geneigten Rohren eine Abzugsleitfläche 48 vorgesehen, die den Rauch zu einer im
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vorderen Endteil des Kessels zwischen den vorderen Sammelkammer F und dem vorderen Ende der
Leitfläche 48 freigelassene Durchlass leitet, von dem der Rauch zu einer hinten am Kessel angeord- neten Abzugsleitung 50 strömt.
Alle in den Baueinheiten C1-C5 und an den seitlichen Wangen D1, D2 ausgebildeten Ströi mungswege führen das durch die Verteilerkammer 28 zugeführte Speisewasser, das im Kessel erwärmt und durch den Anschlussstutzen 24 zur Verteilung gelangt.
Die vertikalen Trägerwandungen 34 der Wangen D1, D2 können aus miteinander verschweiss- ten Blechstreifen bestehen und zwecks Säuberung der Rohre 14 können zweckmässig an bestimmten
Stellen der Wandungen 34 Öffnungen 52, 54 (Fig. 4) vorgesehen sein, die beim Betrieb des Kessels normalerweise durch entfernbare Einsatzstück, Reinigungsklappen 56, 58 od. dgl. verschlossen sind.
Bei Durchführung einer Kesselreinigung werden die genannten Einsatzstücke entfernt, wonach durch die zwischen zwei Wasserkammem liegenden freigelegten Öffnungen hindurch eine Rohrbürste od. dgl. eingeführt werden kann, die leicht gehandhabt werden kann, wodurch die Reinigung des Kesselinneren wesentlich erleichtert wird.
Wie aus Fig. 5 hervorgeht, können die Rohre 14 der inneren Baueinheiten durch Kammern P ersetzt werden, die einen zweckmässigen Querschnitt aufweisen und aus Blech bestehen, dessen Stärke grösser ist als die Wandstärke der handelsüblichen Rohre.
Bei dieser Ausführungsform weist jede Baueinheit C1-C5 nur eine Kammer P auf, die ent- sprechend geneigt angeordnet ist und alle drei Rohre 14 der Baueinheit ersetzt, wobei die Hauptwan- dungen 60,62 einer jeden Kammer durch mit der Innenfläche dieser Wandungen verschweisste Hol- me oder Stege 64 versteift werden, um ein Verziehen der Wandungen zu verhindern.
Bei Verwendung der Kammern P an Stelle der Rohre 14 können die Blechstärken in der je- weils bestgeeigneten Weise bemessen werden, da im Handel Bleche jeder Stärke erhältlich sind, woge- gen die Wandstärken von Rohren genormt sind und bei vorbestimmten Rohrweiten nur zwei oder drei handelsübliche Werte verfügbar sind. Bei Anwendung von Kammern P aus starkem Blech wird eine längere Haltbarkeitsdauer der Baueinheiten C1-C5 erzielt, was auch durch die Verlängerung des
Feuerraumes günstig beeinflusst wird.
Aus den vorstehenden Erläuterungen gehen die Unterschiede und die an dem Kessel erzielten Ver- besserungen klar hervor.
Vor allem ist der Bau einer jeden Baueinheit C1-C5, gleichgültig ob Rohre 14 oder Wasser- kammern P vorgesehen sind, gegenüber der im Patent Nr. 231656 beschriebenen Konstruktion noch weiter insofern vereinfacht, als die Sammelkammer G einer jeden Baueinheit lediglich auf einen vertikalen Abschnitt beschränkt ist und daher die horizontalen Abschnitte entfallen sind, auf denen bei dem Kessel nach genanntem Patent die vertikalen Vorwärmerrohre angeschlossen sind. Der erfindungs- gemässe Aufbau gestattet nun die Anordnung der Sammelkammer G am hinteren Ende des Kessels und gibt damit die Möglichkeit, für die Ausbildung des Feuerraumes die gesamte Kessellänge auszunutzen, abgesehen davon, dass der Vorwärmer ebenfalls vereinfacht wird, da er aus nur einer einzigen
Rohrreihe 18 besteht.
Infolge der Verlängerung des Feuerraumes werden die Rohre 14 oder die Wasserkammer P nicht mehr direkt von den Flammen bestrichen, so dass die Lebensdauer der Rohre wesentlich erhöht wird. Durch die Vergrösserung des Feuerraumes ist es ausserdem möglich, bei gleichbleibenden Bedingungen und Leistungen gegenüber einem Kessel nach dem Patent Nr. 231656 die Belastung je m3 auf höchstens 150000-200000 cal/h zu begrenzen.
Durch die seitlichen Wangen mit den vertikalen Wasserkammer ist der Feuerraum vollständig vom Wasser umgeben, wodurch nun auch die Wärmeverluste, die beim Kessel nachdemPatentNr. 231656 auftreten, vermieden werden. Wie bereits erwähnt, werden diese seitlichen Wangen aus Blech gefertigt, das billiger ist als die gemäss Patent Nr. 231656 bei den seitlichen Baueinheiten vorgesehenen Rohre, und darüber hinaus sind, da der Innenraum der Feuerung nur von glatten und ebenen Wandungen begrenzt ist, jene Totwinkel vermieden, die zwischen benachbarten Rohren vorhanden sind und in denen sich Kesselstein und unverbrannter Russ ansammeln können, beseitigt.
Der Bau dieser Seitenwangen gestattet die Verwendung sehr starker Bleche im Feuerraum, was eine höhere Lebensdauer auch dieser Wangen gewährleistet.
Die bei den seitlichen Wangen vorgesehenen Öffnungen ermöglichen ein müheloses Reinigen des Kessels und insbesondere der Rohre 14 auch an ihren hinteren Endteilen, die sonst von durch die vordere, nach Öffnen der Klappe 44 freiliegende Öffnung eingeführten Rohrbürsten nur schwer zu erreichen wären.
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