AT394776B - Gliederkessel - Google Patents

Description

AT 394 776 B

Die Erfindung geht aus von einem Gliederkessel mit Kesselgliedern, welche zumindest teilweise wasserführende, mit ihren Wandungen Abgasführungen begrenzende Kanäle aufweisen.

Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf Kesselglieder, deren einen Brennraum einschließende wasserführende Wandung einen Primärwärmetauscher bildet, an dessen Decke ein aus wasserführenden Kanälen und zwischen den Wandungen dieser Kanäle gebildeten Abgasführungen bestehender gegliederter Sekundärwärmetauscher anschließt.

Durch Verwendung leistungsfähiger Brenner ergibt sich bei solchen Gliederkesseln die Gefahr, daß der Wirkungsgrad durch Verluste von Abgaswärme gemindert wird und der gegliederte Sekundärwärmetauscher nicht voll genutzt werden kann, wenn die Abgase diesen Wärmetauscher zu heiß verlassen, weü der Abgasweg zu kurz ist

Bei solchen Kesseln wäre es wünschenswert, die Abgastemperatur beziehungsweise die Wärmetauschfähigkeit des Wärmetauschers zielstrebend beeinflussen zu können, um beispielsweise die Abgastemperatur dem Zustand eines bereits vorhandenen Kamines anpassen zu können oder bei Vorhandensein eines qualitativ hochwertigen Kamines den Wirkungsgrad des Kessels erhöhen zu können.

Aus der DE-OS 3 112 748 ist ein Wasserheizkessel aus geschweißten Blechen bekanntgeworden, der keine einfugbaren oder einsteckbaren Einsätze aufweist.

Weiterhin ist aus der DE-OS 3 504 225 ein geschweißter Stahlblechkessel bekanntgeworden, der eingeschweißte Bleche aufweist. Weiterhin ist ein Flammenumlenkelement vorhanden.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Möglichkeit, Energieverluste zu vermindern und den Wirkungsgrad des Kessels von Fall zu Fall durch eine Änderung, zum Beispiel eine Verlängerung, des Abgasweges und somit durch eine Senkung der Abgastemperatur zu erhöhen.

Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, solche Änderungen zu ermöglichen, ohne aufwendige und kostspielige Änderungen an den Gußmodellen der Kesselglieder durchführen zu müssen und ohne mehrere Sorten solcher Kesselglieder auf Lager zu halten.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zwischen jenen einander gegenüberliegenden Kesselgliedem die Abgasführung begrenzende Wandungen wasserführender Kanäle aufweisen, Einsätze einsteckbar sind, die zur Änderung des Abgasweges Teilbereiche solcher Abgasführungen sperren.

Durch diese Ausgestaltung ist es möglich, vorhandene Abgaswege innerhalb von Kesselgliedem eines Gliederkessels durch Elemente im Bedarfsfall zu sperren, indem dort Einsätze eingefügt werden. Ob solche Einsätze nötig sind oder nicht, hängt im wesentlichen von der Feuerraumtemperatur, also von der maximalen Leistung des Kessels im Hinblick auf die vom Verbraucher abgenommene Leistung, von der Höhe der gefahrenen Vorlauftemperatur und von der Leistung des Brenners ab. Das bedeutet, daß in einem Fall bei gleichem Kessel und gleichem Brenner die Einsätze notwendig sind, im anderen Fall aber durchaus nicht

Solche Einlagen können gegebenenfalls schon serienmäßig in den neu zu liefernden Kesselblöcken eingebaut sein, um sie nach Bedarf von Fall zu Fall entfernen und den Wirkungsgrad des Kessels dadurch variieren zu können, man kann aber solche Einlagen auch jederzeit später in bereits vorhandene Kessel einbauen, um beispielsweise deren Abgastemperatur zu senken und einem voihandenen Kamin anzupassen.

Als wesentlicher Vorteil ergibt sich in beiden Fällen, daß die Kesselglieder selbst, bzw. deren Gußmodelle keiner Änderung bedürfen und die Änderung des Abgasweges mittels solcher Einlagen bloß einer Zerlegung des Gliedeikessels und dessen Neuvemippelung bedarf.

Die Länge des Abgasweges ist auf Grund der erfindungsgemäßen Lösung sehr feinfühlig bemeßbar und dieser Abgasweg läßt sich den örtlichen Verhältnissen entsprechend unschwer so festlegen, und definieren, daß einerseits der Druckverlust in der Abgasführung in tragbaren Grenzen bleibt, anderseits aber die in den Abgasen enthaltene Wärme voll verwertet wird.

Solche erfindungsgemäße Einlagen bedürfen auch keiner vorgefertigten Nuten od. dgl., wie sie etwa für die Lagerung von Dichtungsschnüren gebräuchlich sind, es genügt vielmehr, dafür zu sorgen, daß diese Einlagen beim Vemippeln und Verspannen der Kesselglieder an die richtige Stelle zu liegen kommen und an dieser Soll-Stelle verbleiben.

Dies stößt jedoch in der Praxis auf keinerlei nennenswerte Schwierigkeiten.

So können nach einer einfachen und gut praktikablen Ausführungsform der Erfindung diese Einlagen aus verformbaren Profilen, vorzugsweise Hohlprofilen, bestehen, deren Abmessungen in dar Richtung der Verspannung der Kesselglieder größer ist als der Soll-Abstand jener wasserführender Kanäle der benachbarten miteinander verspannten Kesselglieder, an denen sie anliegen, so daß diese Einlagen durch das Verspannen der Kesselglieder verformt und zwischen den benachbarten Kesselgliedem durch Reibungs- und Formschluß gehalten sind. Bei richtiger Bemessung der Einlagen bedarf es dann keiner weiteren Befestigungsorgane.

Um die Soll-Lage dieser Einlagen besonders zuverlässig zu gewährleisten, können diese Einlagen dem Querschnittsprofil der ihnen zugeordneten Wandungen der wasserführenden Kanäle entsprechend vorgeformt sein, so daß zwischen der Wandung der Kanäle und den Einlagen ein lagesichemder Formschluß entsteht

Nach einer anderen Ausführungsform können diese Einlagen aber auch von sich aus zwischen einander gegenüberliegenden Wandungen der wasserführenden Kanäle mechanisch verspannbar sein.

In diesem Fall können die Einlagen aus jeweils zwei an die einander gegenüberliegenden Seiten der Wandungen der eine Abgasführung begrenzenden Kanäle anlegbaren Elementen bestehen, von denen zumindest eines zum Verschließen der Abgasföhrung flächig gestaltet ist und das andere der Verankerung eines Schraubbolzens dient, -2-

AT 394 776 B mit dm diese Elemente gegeneinander und gegen die Wandungen der Kanäle preßbar und verspannbar sind. Diese Ausfiilirungsfonn ermöglicht es, das Ergebnis der Montage dieser Einlagen noch vor dem Vemippeln des Gliederkessels zu überprüfen und den einwandfreien Sitz der Einlagen festzustellen.

Am günstigsten ist es, das der Verankerung und Abstützung des Schraubbolzens dienende Element starr und das dem Verschließen der Abgasführung dienende flächige Element verformbar zu gestalten. Diese Funktionsteilung zwischen den beiden Elementen, von denen dann eines der einwandfreien Verankerung, das andere der zuverlässigen Abdichtung dient, ermöglicht eine solide Gestaltung der Einzelteile und eine einfache Handhabung.

Die Länge des der Verankerung und Abstützung des Schraubbolzens dienenden Elementes ist zweckmäßigerweise größer als die Breite der zu verschließenden Abgasführung zu bemessen. Man kann in diesem Fall das Element in die Abgasführung der Länge dies» Führung entsprechend einführen und dann durch eine Drehung um 90° in eine Stellung bringen, bei der es sich an den benachbarten Wandungen der wasserführenden Kanäle abstützt.

Um zu verhindern, daß es sich später beim Anziehen des Schraubbolzens mitdreht, kann die Form des der Verankerung und Abstützung des Schraubbolzen dienenden Elementes zwecks Lagesicherung der Kontur der Wandung der benachbarten wasserführenden Kanäle angepaßt sein.

Die Fläche des verformbaren Elementes soll größer als die zu verschließende lichte Querschnittsfläche des zu verschließenden Abgaszuges sein damit sich die Ränder dieses verformbaren Elementes den Wandungen der Kanäle dichtend anschmiegen können, wenn die Einlage zwischen diesen Kanälen verspannt wird.

Um aber den zentralen Bereich dieses flächigen, verformbaren Elementes gegen eine seinen Zusammenhalt gefährdende Verformung zu schützen, ist nach einem weiteren Erfmdungsmerkmal vorgesehen, daß zwischen der Schraubmutter des Schraubbolzens und dem verformbaren Element eine steife, druckübertragende Zwischenlagsscheibe mit einer Fläche, die kleiner als der zu verschließende Querschnitt der Abgasführung ist, angeordnet sein kann.

Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in den Zeichnungen veranschaulicht und nachstehend an Hand dieser Zeichnungen erläutert. In diesen Zeichnungen zeigen im einzelnen

Fig. 1 ein Kesselglied in einer Frontalansicht,

Fig. 2 einen Schnitt durch dieses Kesselglied nach (Π-Π) der Fig. 1 Fig. 3 einen Teil-Querschnitt durch vier Kesselglieder in größerem Maßstab,

Fig. 4 einen Teüquerschnitt durch zwei einander benachbarte Kesselglied»,

Fig. 5 den Querschnitt einer unverformten Einlage,

Fig. 6 den Querschnitt einer zwischen den Wandungen zweier Kanäle verformten Einlage;

Fig. 7 die Längsansicht einer Einlage und Fig. 8 deren StimansichL

Fig. 9 ist die Seitenansicht ein» anderen Ausführungsform einer Einlage,

Fig. 10 ist ein Schnitt nach (X-X) der Fig. 9 und Fig. 11 ein Querschnitt nach (XI-XI) der Fig. 9

Fig. 12 bis 14 betreffen Qu»schnitte von Ausführungsvarianten solcher Einlagen und Fig. 15 zeigt in einem Querschnitt durch drei Kesselglieder die Anbringung einer Einlage nach Fig. 12 in zwei Phasen.

Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Kesselglied umfaßt einen Primärwärmetausch», der von der den Brennraum (1) begrenzenden Wandung (2) gebildet ist, und einen Sekundärwärmetauscher (3), der aus wasserführenden Kanälen (8 und 9) gegliedert und von Abgasführungen (4) durchsetzt ist, die von den Wandungen der Kanäle (8,9) begrenzt sind und vom Brennraum (1) aufwärts zu einem Abgasabzug (10) führen. Die Fig. 1 zeigt ein Mittelglied (B), außerdem gibt es noch ein Frontglied (A) und ein Endglied (C) (Fig. 3).

Diese Kesselglieder (A, B und C) werden in den Ausnehmungen (5 und 6) von Nippeln durchsetzt und zu einem Kesselblock miteinander verspannt. Die wasserführenden Kanäle (8 und 9) der Kesselglieder (A, B, C) sind mit Rippen (7) od. dgl. den Wärmetausch begünstigenden Fortsätzen bestückt

Der Sekundärwärmetauscher (3) ist unten von der Decke der Wandung (2) des Primärwärmetauschers und oben von der Wandung des horizontalen Kanales (8) begrenzt. Die Wandung (2) und die Wandungen dieser Kanäle (8,9) begrenzen bei einander benachbart angeordneten Kesselgliedern (A, B, C) gemeinsam die Abgasführungen (4).

Fig. 3 zeigt in einem Querschnitt durch den Sekundärwärmetauscher (3) einen Gliederkessel, der aus einem Frontglied (A), zwei Mittelglied»n (B) und einem Endglied (C) besteht in dessen Bereich der zu einem Kamin führende Abgasabzug (10) anschließt

Ohne Anordnung erfindungsgemäßer Einlagen würd»i die Abgase, die aus dem Brennraum durch die Ausnehmungen (11) in den Sekundärwärmetauscher (3) eintreten, den kürzesten Weg zum Abgasabzug (10) nehmen und dabei würden naturgemäß jene Abgase, die aus den diesem Abgasabzug (10) naheliegenden Ausnehmungen (11) austreten, nur an wenigen Wärmetauschflächen entlangströmen und weitgehend ungekühlt bleiben.

Um nun das Abgas zu zwingen, innerhalb des Sekundärwärmetauschers (3) zwischen den wasserführenden Kanälen (9) der Kesselglieder (A, B, C) einen willkürlich definierbaren längeren, von Wärmetauschflächen -3-

Claims (10)

1. AT 394 776 B begrenzten Weg zu nehmen, sind zwischen die einander benachbarten Kesselglieder an zielführend wählbaren Stellen Einlagen (12) einfügbar, die in den dem Abgasabzug (10) näheren Bereich, also beispielsweise zwischen den Gliedern (B und C), einen Teil der Abgasführungen (4) sperren und diese Abgase zwingen, einen Umweg über die Frontplatte (13) zu nehmen und dabei an den Flanken der wasserführenden Kanäle (9) der Kesselglieder (A und B) entlangzuströmen und Wärme abzugeben. Die Anordnung solcher sperrender Einlagen (12) ist im Rahmen der Erfindung überaus mannigfaltig variabel; beispielsweise können solche Einlagen (12) nur zwischen einzelnen Kesselgliedem (A, B, C) angeordnet sein und/oder können sich auch nur über einen Teil der Abgasführungen erstrecken. Wesentlich ist lediglich, daß der Abgasweg einerseits keine allzu hohen Druckverluste verursacht, anderseits aber eine möglichst weitgehende Verwertung der Abgaswärme ermöglicht. Gemäß der Hg. 4 bis 8 können solche Einlagen (12) aus hitzefesten, verformbaren Hohlprofilen bestehen, deren Abmessung in der Verspannungsrichtung der Kesselglieder (A, B, C) größer ist als der Soll-Abstand jener wasserführenden Kanäle (9) der einander benachbarten, miteinander verspannten Kesselglieder (A, B, C), zwischen denen die zu versperrende Abgasführung (4) verläuft Dadurch werden diese Einlagen (12), wie Fig. 6 zeigt, beim Verspannen der Kesselglieder (A, B, C) zwischen den einander benachbarten Kesselgliedem (A, B, C) verformt und durch Reibungs- und Formschluß zwangsläufig in ihrer sperrenden Stellung festgehalten. Die Einlagen können eine runde oder - wie beispielsweise dargestellt - polygonale Querschnittskontur auf weisen. Die Einlagen (12) können ferner vorgeformt sein, um sich mit ihrem Profil der Form der wasserführenden Kanäle (9) anzupassen und durch einen Formschluß mit der Wandung dieser Kanäle (9) gegen ein Verrutschen beim Vemippeln der Kesselglieder (A, B, C) gesichert zu sein. Fig. 7 und 8 zeigen eine Ausführungsform, bei der die beiden Enden eines länglichen Einlagekörpers (12) veipießt sind, um dadurch eine bessere Auflage zu schaffen. Die Fig. 9 bis 15 betreffen Ausführungsformen von Einlagen (12), die zwischen einander gegenüberliegenden Wandungen von Kanälen (9), also in einer der Abgasführungen (4), von sich aus verspannbar sind, indem sie aus jeweils zwei an die einander gegenüberliegenden Seiten der Wandungen anlegbaren Elementen (13 und 14) bestehen. Eines (13) dieser Elemente ist steif und besteht bei den Ausführungsbeispielen aus einem länglichen Widerlager (13), dessen Länge größer als die Breite der zu verschließenden Abgasführung (4) ist und das der Verankerung des Schraubbolzens (15) und dessen Abstützung an der einen Seite der Wandungen dient. Das andere Element (14) dient dem Verschließen der Abgasführung (4) und ist zu diesem Zweck flächig gestaltet und verformbar. Diese beiden Elemente (13 und 14) werden vom Schraubbolzen (15) durchsetzt und sind mittels dieses Schraubbolzens gegeneinander verstellbar und gegen die Wandungen der wasserführenden Kanäle (9) preßbar, wobei sich das verformbare flächige Element (14) verformt und an diese Wandungen mit seinen Rändern dichtend anschmiegt Dieses Element (14) kann beispielsweise aus dünnem Aluminium- oder Kupferblech bestehen. Seine Fläche muß größer als die zu verschließende lichte Querschnittsfläche der zu verschließenden Abgasführung (4) sein. Um zu verhindern, daß dieses flächige Element (14) beim Anziehen des Schraubbolzens (15) eine Beanspruchung erleidet, die es beschädigt ist zwischen der ihm zugeordneten Schraubmutter (16) des Schraubbolzens (15) und dem Element (14) eine druckübertragende Zwischenlagscheibe (17) mit einem Querschnitt vorgesehen, der einigermaßen kleiner als der zu verschließende lichte Querschnitt der Abgasführung (4) ist so daß sich nur die der Dichtung dienenden Randbereiche des flächigen Elementes (14) verformen, dessen zentraler Bereich jedoch eben bleibt Um ferner eine räumliche Verformung dieses Elementes (14) zu erleichtern, können von dessen Rand ausgehende Ausnehmungen (18) vorgesehen werden, die sich anläßlich der Verformung zwangsläufig schließen. Ferner kann die Form dieses Elementes (14) und/oder der obengenannten, an diesem Element (14) anliegenden Zwischenlagscheibe (17) den Querschnittskonturen der Wandungen der wasserführenden Kanäle (9) angepaßt sein, wie dies die Fig. 13 zeigt PATENTANSPRÜCHE 1. Gliederkessel mit Kesselgliedem, welche zumindest teilweise wasserführende, mit ihren Wandungen Abgasführungen begrenzende Kanäle aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jenen einander gegenüberliegenden Kesselgliedem (A, B, C) die Abgasführung (4) begrenzende Wandungen wasserführender Kanäle (9) aufweisen, Einsätze (12) einsteckbar sind, die zur Änderung des Abgasweges Teilbereiche solcher Abgasführungen (4) sperren (Figuren 1 bis 15). -4- AT 394 776 B
2. 2. Gliederkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Einsätze (12) aus verformbaren Profilen, vorzugsweise Hohlprofilen bestehen, deren Abmessungen in der Richtung der Verspannung der Kesselglieder (A, B, C) größer sind als der Soll-Abstand jener wasserführenden Kanäle (9) der benachbarten, miteinander verspannten Kesselglieder (A, B, C), an denen sie anliegen, so daß diese Einsätze (12) durch das Verspannen der Kesselglieder (A, B, C) verformt und zwischen den benachbarten, miteinander verspannten Kesselgliedern (A, B, C) durch Reibungs- und Formschluß gehalten sind (Figuren 4 bis 6).
3. 3. Gliederkessel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsätze (12) dem Querschnittsprofil der ihnen zugeordneten Wandungen der wasserführenden Kanäle (9) entsprechend vorgeformt sind (Figuren 4 bis 6).
4. 4. Gliederkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsätze (12) von sich aus zwischen einander gegenüberliegenden Wandungen der wasserführenden Kanäle (9) beim Nippeln des Kessels mechanisch verspannbar sind (Figuren 9 bis 15).
5. 5. Gliederkessel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsätze (12) aus jeweils zwei an die einander gegenüberliegenden Seiten der Wandungen der eine Abgasführung (4) begrenzenden Kanäle (9) anleg-baren Einzelteilen (13,14) gebildet sind, von denen zumindest ein Einsatzteil zum Verschließen der Abgasführung (4) flächig ist und das andere Einsatzteil (13) einen Schraubbolzen (15) lagert, mit dem diese Einsatzteile (13,14) gegeneinander und gegen die Wandungen der Kanäle (9) preßbar und verspannbar sind (Figuren 9 bis 15).
6. 6. Gliederkessel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das der Lagerung des Schraubbolzens (15) dienende Einsatzteil (13) starr und das dem Verschließen der Abgasführung (4) dienende flächige Einsatzteil (14) verformbar ausgebildet ist (Figuren 9 bis 15).
7. 7. Gliederkessel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des der Lagerung des Schraubbolzens (15) dienenden Einsatzteiles (13) größer als die Breite der zu verschließenden Abgasführung (4) ist (Figuren 9 bis 15).
8. 8. Gliederkessel nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Form des der Lagerung des Schraubbolzens (15) dienenden Einsatzteiles (13) der Kontur der Wandung der benachbarten wasserführenden Kanäle (9) angepaßt ist (Figur 12).
9. 9. Gliederkessel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche des verformbaren Einsatzteiles (14) größer als die zu verschließende lichte Querschnittsfläche des zu verschließenden Abgaszuges (4) ist (Figuren 9 bis 15).
10. 10. Gliederkessel nach einem der Ansprüche 6 bis 9, gekennzeichnet durch eine zwischen einer Schraubmutter (16) des Schraubbolzens (15) und dem verformbaren Einsatzteil (14) angeordnete steife, druckübertragende Zwischenlagsscheibe (17) mit einer Fläche, die kleiner als der zu verschließende Querschnitt der Abgasführung (4) ist (Figuren 9 bis 15). Hiezu 5 Blatt Zeichnungen -5-