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Dreizugkessel
Dreizugkessel der üblichen Bauart besitzen eine Brennkammer in Form eines Flammrohres, den I. Zug bildend, welche vorne die Feuertüre bzw. den ölbrenner trägt und hinten in eine Umkehrkammer mündet. Die Umkehrkammer ist in ihren Aussenabmessungen wesentlich grösser als der Durchmesser des Flammrohres, so dass genügend Fläche für ein Rauchrohrbündel entsteht, welches den 2. Zug bildend, mit einem Ende in den über das Flammrohr vorstehenden Teil der Umkehrkammer und mit dem andern Ende in die vordere Stirnwand des Kessels mündet. Die vordere Stirnwand des Kessels ist abermals mit einer Umkehrkammer in Verbindung, welche die aus dem 2. Zug kommenden Rauchgase umlenkt und nochmals in ein Rauchrohrbündel führt, welches den 3. Zug bildet. Das letztgenannte Rauchrohrbündel ist ebenfalls neben dem Rohrbündel des 2.
Zuges und ausserhalb der hinteren Umkehrkammer angeordnet und mündet in der hinteren Stirnwand des Kessels in die Rauchkammer.
Die Wirkungsweise des vorbeschriebenen Dreizugkessels ist folgende : die Heizgase strömen aus der Brennkammer in die hintere Umkehrkammer, werden dortselbst um 1800 umgelenkt und gelangen im Rohrbündel des 2. Zuges, die Längsrichtung des Kessels durchströmend, in die vordere Umlenkkammer, wo sie abermals um 1800 umgelenkt, in das Rauchrohrbündel des 3. Zuges gelangen und abermals durch den Kessel in der Längsrichtung nach hinten gerichtet in die Rauchkammer und von dort in den Kamin geleitet werden. Ausserhalb des Flammrohres, der hinteren Umkehrkammer und der Rauchrohre befindet sich das Kesselwasser, an welches die Rauchgase ihre Wärme abgeben.
Diese Kessel bauen, infolge der nebeneinander angeordneten Rauchrohrbündel und infolge der verhältnismässig grossen Abmessung der hinteren Umkehrkammer im Durchmesser sehr gross und haben den weiteren Nachteil, dass die Rauchrohre innerhalb des Bündels ungleich mit Rauchgasen beaufschlagt werden, u. zw. erhalten die nächst dem vorhergehenden Zug liegenden Rauchrohre wesentlich mehr Rauchgas als die entfernter liegenden Rauchrohre. Dadurch ist die Wärmebeaufschlagung ungleich und die Heizflächenleistung der minder beaufschlagten Rohre unwirtschaftlich.
Ein weiterer Nachteil ist, dass die vorbeschriebenen Dreizugkessel gegen überlastung sehr empfindlich sind, da die höher beaufschlagten Rauchrohre und deren Einspannstellen in der Rohrwand der hinteren Umkehrkammer, infolge einer starken Wirbelbildung der Rauchgase an der Einlaufstelle eine verhältnismässig hohe feuerseitige Beaufschlagung erfahren. Hiedurch ist die Gefahr einer überhitzung der Rohrplatte und der darin angebrachten Rauchrohrenden gegeben, welche einen Kesselsteinansatz begünstigt und bei nicht aufmerksamer Wartung der Kesselanlage zu Stegrissen führen kann.
Es sind Dreizugkessel bekannt, bei denen das Flammrohr ebenfalls in eine hintere Umkehrkammer und die Rauchrohre des 2. Zuges konzentrisch um das Flammrohr angeordnet, einerseits in die hintere Umkehrkammer, anderseits in die vordere Stirnwand des Kessels und die dort angeordnete vordere Umkehrkammer münden. Ebenso ist das den 3. Zug bildende Rauchrohrbündel konzentrisch zum Flammrohr, jedoch ausserhalb des Durchmessers der hinteren Umkehrkammer angeordnet. Diese Kesselbauart hat den Vorteil, gegenüber den eingangs beschriebenen, dass das Rohrbündel des 2. Zuges gleichmässig mit Rauchgasen und mit Wärme beaufschlagt wird, ebenso das Rauchrohrbündel des 3. Zuges. Durch diesen Umstand wird die Gefahr einer überhitzung der Rohrplatte in der hinteren Umkehrkammer und der darin befestigten Rauchrohrenden vermindert.
Jedoch besteht in gleicher Weise, wie bei dem vorbeschriebenen Kessel, infolge der starken Rauchgasverwirbelung, bei den im
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Verhältnis zum Querschnitt der hinteren Umkehrkammer geringen Einlauföffnungen in die Rauchrohre des 2. Zuges, eine hohe Wärmebeaufschlagung mit der Folge einer Materialüberhitzung bzw. verstärkten Kesselsteinbildung an dieser Stelle.
Diese Kesselbauart bedingt jedoch einen verhältnismässig grossen Abstand zwischen dem Rohrbündel des 2. und 3. Zuges, da die Rauchrohre des 3. Zuges mit einem gewissen Mindestabstand am äusseren Mantel der hinteren Umkehrkammer vorbei geführt werden müssen. Dadurch ergibt sich ein verhältnismässig grosser Aussendurchmesser dieses Kessels bei gegebener Leistung.
Die Erfindung bezieht sich auf einen Dreizugkessel, dessen 1. Zug durch ein Flammrohr und dessen 2. und 3. Zug durch konzentrisch zu dem Flammrohr angeordnete Rauchrohre gebildet sind, und sie bezweckt, die vorgeschilderten Mängel zu beseitigen und durch eine günstige Raumausnutzung bei gleicher Leistung einen wesentlich geringeren Aussendurchmesser zu erreichen. Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, dass die den 2. Zug bildenden Rauchrohre einerseits in an sich bekannter Weise mittels Rohrbögen an das hintere Ende des Flammrohres, anderseits mit ihrem vorderen Ende an eine Stirnwand, die eine Umkehrkammer begrenzt, angeschlossen sind, wogegen die den 3. Zug bildenden Rauchrohre zwischen den den 2. Zug bildenden Rauchrohren angeordnet und einerseits an die Stirnwand und anderseits an eine Rauchkammer angeschlossen sind. Die Rauchrohre des 2.
Zuges können im Rahmen der Erfindung in an sich bekannter Weise einen grösseren Durchmesser aufweisen als die Rauchrohre des 3. Zuges, wobei der Querschnitt eines Rauchrohres des 2. Zuges ein Mehrfaches des Querschnittes eines Rauchrohres des 3. Zuges beträgt. Die Erfindung bietet ausser einer vereinfachten Herstellung und einem kleineren Aussendurchmesser des Kessels noch folgende Vorteile :
Infolge der grossen Einströmquerschnitte der Rauchgase aus dem Flammrohr in die Rohrbögen des 2. Zuges und eines günstigeren Strömungsverlaufes sind die Wirbelbildung und der Druckverlusr rauchgasseitig wesentlich geringer und daher ebenfalls die Wärmebeaufschlagung. Es entfällt daher die Gefahr der überhitzung und Kesselsteinbildung. Ausserdem sind die Wärmespannungen am Umfang des zylindrischen Flammrohres im Gegensatz zu den Wärmespannungen von ebenen Rohrplatten unbedeutend.
Ferner ermöglicht diese Rohranordnung in der vorderen Umkehrkammer eine sehr günstige Verteilung der Rauchgase in die Rauchrohre des 3. Zuges, da die mittlere Entfernung der Rauchrohre des 3. Zuges von jenen des 2. Zuges sehr gering ist und daher im gesamten Querschnitt des Kessels ungefähr gleiche Strömungsverhältnisse und Wärmeabgabe erzielt werden.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der Zeichnungen näher erläutert, welche beispielsweise erfindungsgemässe Ausführungsformen eines Dreizugkessels einem bekannten Dreizugkessel gegenüberstellen. Es zeigen : Fig. 1 im Längsschnitt und Fig. 2 im Querschnitt einen bekannten Dreizugkessel, Fig. 3 im Längsschnitt und Fig. 4 im Querschnitt eine Ausführungsform eines erfindungsgemässen Dreizugkessels und die Fig. 5 und 6 eine weitere Ausführungsform gleichfalls im Längsschnitt und Querschnitt.
Ein bekannter Dreizugkessel --1-- gemäss den Fig. 1 und 2 besitzt ein Flammrohr --2--und an dessen hinterem Ende eine Umkehrkammer--3--, in die Rauchrohre--4--als 2. Zug eingesetzt sind und achsparallel nach vorne verlaufen und in die vordere Stirnwand des Kessels eingesetzt sind.
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--6-- als 3. Zug--10-- bezeichnet, aus dem der Vorlauf --11-- wegführt und in den der Rücklauf--12-- mündet. Ein solcher Dreizugkessel hat die weiter oben geschilderten Nachteile.
Der erfindungsgemässe Dreizugkessel-21-gemäss den Fig. 3 und 4 besitzt ein Flammrohr
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--24-- aufnimmt,- sind als 2,Zug Rauchrohre --25-- mittels Bögen --26-- angeschlossen und münden vorne durch die vordere Stirnwand --28-- in eine Umkehrkammer-27--. Der 3. Zug wird durch Rauchrohre --29-- gebildet, die von der Stirnwand --28-- ausgehen und in eine Rauchkammer --30-- münden. Die Rauchrohre des 3. Zuges sind zwischen den den 2. Zug bildenden Rauchrohren --25-- angeordnet und weisen z. B. gegenüber diesen Rauchrohren einen kleineren Durchmesser auf.
Aus dem Wasserraum --31-- des Kessels führt der Vorlauf--32--zu dem Heizsystem, aus dem das Wasser durch den Rücklauf --33-- wieder in den Wasserraum zurückgeführt wird.
Die Heiz-bzw. Rauchgase strömen im Sinne der eingezeichneten gestrichelten Pfeile durch das Flammorhr --22-- als 1.Zug und gelangen über die Rohrbögen-26-und das Rauchrohrbündel --25--, welches sie als 2. Zug nach vorne durchströmen, bis sie in der Umkehrkammer --27-- in
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das Rauchrohrbündel-29--, welches den 3. Zug bildet, gelangen und nach hinten in die Rauchkammer-30-strömen, von wo sie in einen Schornstein geleitet werden.
Die Ausführungsform des erfindungsgemässen Dreizugkessels nach den Fig. 5 und 6 entspricht der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsform, wobei für die gleichen Bauteile die gleichen Bezugsziffern verwendet worden sind. Bei dieser Ausführungsform ist das Flammrohr --22-- an seinem hinteren Ende--34--im Bereich der Anschlussstellen der Rohrbögen --26-- mit einem verringerten Durchmesser ausgebildet. Durch diesen eingezogenen Bereich besteht eine bessere Möglichkeit zur Unterbringung der Rohrbögen und die Rauchrohrbündel können näher an das Flammorhr --22-- herangerückt werden. Der Durchmesser des Kessels kann demnach noch weiter vermindert werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Dreizugkessel, dessen 1. Zug durch ein Flammrohr und dessen 2. und 3. Zug durch konzentrisch zu dem Flammrohr angeordnete Rauchrohre gebildet sind, d a d u r c h g e k e n n zeichnet, dass die den 2. Zug bildenden Rauchrohre (25) einerseits in an sich bekannter Weise mittels Rohrbögen (26) an das hintere Ende des Flammrohres (1), anderseits mit ihrem vorderen Ende an eine Stirnwand (28), die eine Umkehrkammer (27) begrenzt, angeschlossen sind, wogegen die den 3. Zug bildenden Rauchrohre (29) zwischen den den 2. Zug bildenden Rauchrohren (25) angeordnet und einerseits an die Stirnwand (28) und anderseits an eine Rauchkammer (30) angeschlossen sind.
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