<Desc/Clms Page number 1>
Niederdruckkessel, insbesondere für Warmwasser-Zentralheizungsanlagen
Die Erfindung betrifft einen, insbesondere für Warmwasser-Zentralheizungsanlagen bestimmten
Niederdruckkessel, mit einem von einem Wassermantel umgebenen Rauchgasführungsschacht, an den oben Rauchgasleiteinrichtungen und ein Ableitrohr anschliessen und der von oben her konzentrisch in einen vorzugsweise zylindrischen Raum einragt, dessen Oberteil als Brennstoffvorratsraum und dessen
Unterteil als nach unten von einem Rost begrenzter Feuerungsraum dient, wobei das untere Ende des
Rauchgasführungsschachtes mit Abstand oberhalb des Rostes vorgesehen ist.
Niederdruckkessel dieser
Bauart zeichnen sich durch eine einfache Bauart und bei relativ geringem Platzbedarf dadurch aus, dass in ihnen ein verhältnismässig grosser Brennstoffvorrat untergebracht werden kann, der beim Abbrand selbsttätig in den Feuerungsraum nachrutscht, so dass sich eine einfache Wartung ergibt.
Bei einem bekannten Niederdruckkessel der genannten Art werden Vorrats- und Feuerungsraum von einem einfachen Metallmantel umschlossen, der nach unten hin zum Rost etwa auf den
Aussendurchmesser des Wassermantels abgesetzt ist. Der Rost besitzt also einen wesentlich kleineren
Durchmesser als der Vorrats-und Feuerungsraum. Das untere Ende des Rauchgasführungsschachtes ist in einem ein Mehrfaches seines Durchmessers betragenden Abstand oberhalb des Rostes vorgesehen.
Von oben her wird der Rauchgasführungsschacht mit Abstand von einer glockenförmig ausgebildeten Innenwandung des Wassermantels umschlossen. Von der Kuppe der Glocke führt eine
Rauchgasführungsleitung, die nur während des Anheizens offen, bei normalem Betrieb aber gesperrt ist, zu einem Ableitrohr. Beim Normalbetrieb findet im Feuerungsraum möglichst nur eine Verkokung des Brennstoffes statt. Mit Hilfe einer die Wandung des Vorrats- und Feuerungsraumes von der Seite her durchsetzenden Leitung wird dem im Verbrennungsraum erzeugten Gas etwa in Höhe des unteren Endes des Rauchgasführungsschachtes sekundäre Verbrennungsluft zugeführt, um zu erreichen, dass ein Grossteil der Verbrennung erst innerhalb des Rauchgasführungsschachtes stattfindet.
Die erhitzten Gase werden bei geschlossenem Absperrorgan im Ableitrohr an der Innenwandung des Wassermantels nach unten umgeleitet, an der Unterkante des Wassermantels noch einmal nach oben abgelenkt und gelangen durch einen im Wassermantel vorgesehenen ringspaltförmigen Durchlass zu einer Ringsammelleitung, von der sie über ein weiteres Ableitrohr in einen Kamin abgeführt werden können.
Dieser bekannte Kessel ermöglicht es praktisch nur in geringem Masse, die abgegebene Heizleistung und den Abbrand zu regeln. Der Anschluss des Kessels ist wegen der beiden gesonderten Ableitrohre umständlich. Es ist eine nur verhältnismässig kleine Heizfläche am Wassermantel vorhanden. Wegen der mehrfachen Umleitung nach oben und unten besteht die Gefahr, dass sich die Rauchgaszüge bald verlegen und ferner geht an der Wandung des Verbrennungsraumes verhältnismässig viel Wärme verloren.
Der bekannte Kessel ist nur für den Betrieb mit festen Brennstoffen geeignet.
Bei einem andern bekannten Kessel sind zwei im Querschnitt kreisringförmige Kessel ineinander angeordnet, wobei der innere Kessel durch eine obere, verschliessbare Öffnung mit festen Brennstoffen beschickbar ist, der äussere Kessel aber weiter nach unten reicht als der innere Kessel und unterhalb des Innenkessels einen Feuerungsraum aufweist, von dem die Rauchgase über eine verhältnismässig kleine Eintrittsöffnung in den zwischen den beiden Kesseln gebildeten Ringraum gelangen können, aus dem sie über eine oben seitlich aus dem Aussenkessel führende Abzugsleitung austreten. Die Eintrittsöffnung für
<Desc/Clms Page number 2>
den Ringraum liegt in bezug auf den Rost stark exzentrisch. Es ist ein sehr ungleichmässiger Abbrand, bei dem kaum eine Regelungsmöglichkeit besteht, zu erwarten.
Ein anderer bekannter Kessel, der ebenfalls eine im wesentlichen konzentrische Bauweise besitzt, hat einen etwa zylindrischen äusseren Wassermantel, der einen im Bereich der unteren Kesselhälfte vorgesehenen, über eine seitliche Öffnung mit Brennstoff beschickbaren Feuerungsraum umschliesst, der nach unten durch einen Rost abgeschlossen wird. Oberhalb der Beschickungsöffnung sind vom
Wassermantel ausgehende Vorsprünge vorgesehen, die mit Wasser gefüllt sind und die Rauchgase umlenken, ehe diese durch eine oben zentral an den Kessel anschliessende Ableitöffnung abziehen können. Der gesamte im Vorratsraum befmdliche Brennstoffvorrat wird hier von den Rauch-und
Verbrennungsgasen durchströmt. Es findet eine teilweise Verkokung des Brennstoffes statt, so dass sich in der Praxis häufig eine unvollkommene Verbrennung ergeben wird.
Ferner ist kaum eine ausreichende
Regelung der Heizleistung entsprechend dem jeweils vorhandenen Wärmebedarf möglich.
Um innerhalb eines Kessels einen ausreichenden Brennstoffvorratsraum zu schaffen und dabei unabhängig vom eben vorhandenen Brennstoffvorrat möglichst gleichmässige Bedingungen für den
Abbrand zu erzielen, werden schon Kessel gebaut, bei denen Vorratsraum und Verbrennungsraum nebeneinander angeordnet sind und von einer unten eine Durchtrittsöffnung für den Brennstoff in den
Feuerungsraum freilassenden, gegebenenfalls einen Teil des Wassermantels bildenden Trennwand getrennt werden. Derartige Kessel sind nicht wie Kessel der eingangs genannten Art konzentrisch gebaut, sondern besitzen hintereinander den Vorratsraum, den Feuerungsraum und einen oder mehrere
Züge, was bedeutet, dass der Kessel praktisch aus mehreren stehenden und hintereinander gereihten
Kammern besteht. Es ergibt sich bei grossen Abmessungen eine im Verhältnis nur kleine Heizfläche.
Eine Abbrandregelung im Sinne einer möglichen, starken Veränderung der Heizleistung ist nicht vorgesehen. Ferner sind alle bekannten Kessel, wie sie vorstehend beschrieben wurden, nur für feste
Brennstoffe gebaut. Die Verwendung flüssiger oder gasförmiger Brennstoffe, die in eigenen Brennern verbrannt werden, ist nicht oder nur bedingt möglich, wobei sich im letzteren Fall aber eine schlachte Ausnutzung der Wärmeenergie dieser Brennstoffe zeigt.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Niederdruckkessel zu schaffen, der gleich gut für feste und flüssige Brennstoffe geeignet ist, bei beiden Brennstoffarten trotz seines einfachen Aufbaues eine gute Wärmeausnutzung verbürgt und überdies auch bei der Verwendung fester Brennstoffe eine sehr weitgehende Regelung der Abbrandgeschwindigkeit und damit der Heizleistung, beispielsweise in einem Verhältnis von 1 : 10 zwischen Minimal-und Vollast, zulässt.
Ausgehend von einem Niederdruckkessel der eingangs genannten Art besteht die Erfindung im wesentlichen darin, dass Vorrats-und Feuerungsraum von einem oben seitlich von einer Beschickungsöffnung durchbrochenen Wassermantel umgeben sind, der Abstand des unteren Schachtendes vom Rost in der Grössenordnung des Schachtdurchmessers gehalten ist, der Rost einen etwa dem Feuerungsraumdurchmesser entsprechenden Durchmesser aufweist und der äussere Wassermantel oberhalb des Vorrats-und Feuerungsraumes durchgehend mit dem Wassermantel des Rauchgasführungsschachtes verbunden ist, wobei der Rauchgasführungsschacht oberhalb dieser Verbindung und innerhalb des Wassermantels die Rauchgasleiteinrichtungen enthält.
Der äussere Wassermantel sichert eine volle Ausnutzung der abgegebenen Wärme. Bei der Verwendung flüssiger Brennstoffe mit einem durch die Beschickungsöffnung einzuführenden Brenner wird am äusseren Wassermantel sogar ein sehr grosser Teil der durch die Verbrennung erzeugten Wärmeenergie auf das Wasser übertragen. Bei Verwendung fester Brennstoffe schützt dagegen der äussere Wassermantel vor unnötigen Wärmeverlusten. Durch den im Verhältnis grossen Rost und den kleinen Abstand des unteren Endes des Rauchgasführungsschachtes vom Rost wird erreicht, dass bei Verwendung fester Brennstoffe auch bei starker Drosselung der Heizleistung noch eine einwandfreie Verbrennung stattfindet, da der dann nur kleine Glutkegel immer noch ausreichend Luft durch den Rost erhält.
Auch bei starker Drosselung findet ein Abbrand bis zum äusseren Wassermantel, der dann eben nur in einem kleinen Bereich aufgeheizt wird, statt. Bei Verbrennung flüssiger Brennstoffe wird durch das tief heruntergezogene Einlassende erreicht, dass beide Wassermäntel ausreichend von den Flammen und Rauchgasen bestrichen werden. Wenn man über die Beschickungsöffnung flüssigen oder gasförmigen Brennstoff tangential einsprüht bzw. einbläst, dann bildet die Aussenseite des Wassermantels des Rauchgasführungsschachtes einen die Brennstoff-bzw. Gasrotation begünstigenden Kern.
Toträume, in denen sich Rauch-und Verbrennungsgase ansammeln können, werden grundsätzlich vermieden. Die Anordnung der Rauchgasleiteinrichtungen innerhalb des Wassermantels, aber im oberen Kesselbereich gewährleistet eine gute Wärmeentnahme aus den abziehenden Rauchgasen, wobei trotzdem, da eine nach oben gerichtete Abzugskomponente immer erhalten bleibt, der Bildung von
<Desc/Clms Page number 3>
Rückständen entgegengewirkt wird und ein guter Abzug der Rauchgase gewährleistet ist.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung bestehen die Rauchgasleiteinrichtungen aus einem der Umleitung der Rauchgase dienenden Kern, der in einer innerhalb des Wassermantels vorgesehenen, oben mit dem Ableitrohr verbundenen Erweiterung des Rauchgasführungsschachtes angeordnet ist und vorzugsweise eine mit dem Wassermantel verbundene Wasserfüllung aufweist. Durch den Kern und die Erweiterung des Abzugsrohres ergibt sich eine Durchwirbelung der Rauchgase, so dass praktisch alle Rauchgasteilchen mit einer Wandung in Berührung kommen und ihre Wärme an den Wassermantel abgeben. Bei einer vereinfachten Ausführung kann der Kern auch lediglich als Prallplatte ausgeführt sein.
In beiden Fällen kann der Kern eine den unter ihm befindlichen Teil des Rauchgasführungsschachtes unmittelbar mit dem Ableitrohr verbindende, durch eine verstellbare Klappe od. dgl. verschliessbare Durchtrittsöffnung aufweisen. Neben der Reinigung derer geradlinig verlaufenden Teile des Rauchgasführungsschachtes ermöglicht es diese Klappe z. B. während der Anfahrperiode des Kessels besonders günstige Zugverhältnisse einzustellen.
In den Fig. 1 und 2 der Zeichnungen sind zwei Ausführungsvarianten eines erfindungsgemässen Kessels in vereinfachter, schematisierter Darstellungsweise jeweils im Längsschnitt veranschaulicht.
In den beiden Figuren wurden gleiche Teile jeweils mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Die dargestellten Kessel besitzen jeweils einen in seiner Grundform zylindrischen äusseren Wassermantel der oben und unten je einen Anschluss --2, 3-- für die Warmwasserableitung bzw. Kaltwasserzufuhr besitzt. Der Mantel ist im Bereich des oberen Drittels von einer
EMI3.1
einen Aschenraum-11-von einem Feuerungsraum --12-- und besitzt den gleichen Durchmesser wie dieser.
In den Raum --12-- ragt von oben her ein mit einem Wassermantel --13-- versehener Rauchgasführungsschacht --14-- ein, dessen untere Eintrittsöffung-15-praktisch den oberen Rand der möglichen Verbrennungszone bestimmt und deren Abstand vom Rost in der Grössenordnung
EMI3.2
untergebracht ist. Eine Mittelöffnung-20-der Platte-18-ist durch eine Klappe-21verschliessbar. Oben schliesst an den Raum--17--ein Abzugsstutzen--22--an, der z. B. durch einen Rohrkrümmer od. dgl. mit einem Kamin verbunden werden kann.
Die Ausführungsvariante nach Fig. 2 unterscheidet sich von der Konstruktion nach Fig. 1 nur dadurch, dass innerhalb des Rohres --16-- ein Rohr --23-- für die Zufuhr sekundärer Verbrennungsluft ins Innere des Rauchgasschachtes--14--angeordnet ist, wobei das Rohr über eine Einstellvorrichtung --24-- wahlweise ganz oder teilweise verschliessbar ist und dass die Prallplatte - durch einen linsenförmigen hohlen Kern --25-- ersetzt ist, der über Anschlussstutzen --26, 27-- mit dem Wassermantel-l-in Verbindung steht.
Falls der Kessel mit einem flüssigen Brennstoff betrieben werden soll, wird in die Öffnung - -4-- ein ölbrenner so eingesetzt, dass die Verbrennungsgase nach einer Schraubenlinie im Raum - 12a-- nach unten in den Raum --12-- wandern, ehe sie durch den Schacht-14- entweichen können. Dabei werden alle Wandungsteile von den heissen Verbrennungsgasen beaufschlagt.
Beim Abbrand eines festen Brennstoffes wird sich unterhalb der Öffnung --15-- ein Glutkegel bilden, dessen Kern sich, soferne nicht nachgerüttelt wird, schliesslich in Asche verwandeln wird. Es wird dann vom Mantel dieses Kegels aus eine ringförmige Verbrennungszone, deren Kegelspitze immer in der Öffnung --15-- bzw. im Schacht--14--liegt, nach aussen wandern. Der im Raum --12a-- befindliche Brennstoffvorrat, der mit zunehmendem Abbrand nachrutscht, wird nicht übermässig erhitzt. Es können auch ohne weiteres stark gashältige Brennstoffe, z. B. Braunkohle, Holz usw. zur Füllung Verwendung finden.