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Heizkessel für Warm- oder Heisswassererzeugung Die gebräuchlichsten Ausführungsformen von Dampf- und Heizkesseln sind Flammrohr-Rauchrohr- Kessel bzw. eine Brennkammer aufweisende Rauchrohr-Kessel, bei denen die Feuerungsgase nach Verlassen der Brennkammer in einem oder mehreren parallel zur Längsachse des Kessels gerichteten Zügen durch ein System von Rauchrohren geführt werden, mit dem Zweck, dass sie ihre Wärme an das sich um die Rauchrohre befindliche Wasser abgeben und schliesslich abgekühlt, mit einer entsprechend wirtschaftlich erstrebenswerten Abgastemperatur. in den Rauchfuchs bzw. den Schornstein des Kessels gelangen.
Diesen Kesseln haftet jedoch ein grosser Mangel an; jene Rohrplatte, in der die Rauchrohre eingewalzt oder eingeschweisst sind und welche als erste von den aus der Brennkammer strömenden Heizgasen bestrichen bzw. durchströmt wird. ist infolge des Umstandes. dass die Heizgase an dieser Stelle die höchste Anfangstemperatur auf dem folgenden Abkühlungsprozess auf dem Serömun2swege durch die Rauchrohre besitzen, thermisch am höchsten beaufschlagt. was häufig zur überhitzune und Cberbeanspruchung des Materiales dieser Rohrplatte und der darin einmündenden Rohrenden führt. Es entstehen, insbesondere bei Dreizugkesseln, die bekannten und gefürchteten Stegrisse, deren Behebung umfangreiche und kostspielige Reparaturen erfordert.
Bei Dampfkesseln ist die vorgeschilderte Gefahr einer Überhitzung geringer als bei Heizkesseln für Warm- oder Heisswassererzeugung, da der wasserseitige Wärmeübergang, wegen der durch die aufsteigenden Dampfblasen entstehenden heftigen Turbulenz, ausserordentlich hoch ist und daher der hohen feuer- seith_en Beaufschlagunu eine entsprechend hohe Wärmeabfuhr wasserseitig gegenübersteht.
Anders ist dies bei Grosswasserraum-Heizkesseln für Warm- oder Heisswasser: obwohl das im Kessel erwiirntte Heizwasser meist mittels einer Pumpe von der Kessel-Vorlaufleitung über die Wärmeverbraucher ab- "ekiililt dem Ke;
sel wieder durch die Riicklaufleitun@a zugeführt wird, ist die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers im Kessel bzw. an den Heizflächen des Kessels, insbesondere bei Kesseln grösserer Dimensionen, so niedrig, dass praktisch der geringe Wärmeübergang wie von ruhendem Wasser an Heizflächen vorliegt und, mangels genügender wasserseitiger Kühlung, die Rohrplatte des der Verbrennungskammer folgenden ersten Rauchzuges überhitzt wird.
Ausserdem besteht die Möglichkeit, dass bei Kesseln, die unter niederem statischen Wasserdruck arbeiten und deren Vorlauftemperaturen nahe dem Siedepunkt des Wassers liegen, das Wasser an dieser Stelle infolge seiner geringen Bewegung. zur Verdampfung kommt. Die Folge da%on ist. dass sich besonders an dieser Stelle. bei nicht einwandfrei aufbereitetem Kesselwasser. Kesselstein und Schlamm absetzen. wodurch sich der wasserseitige Wärmeübergang noch weiter wesentlich verschlechtert und die Überhitzung der Rohrplatte mit den Rohrenden ein Ausmass erreicht, bei dem die Festigkeit des Nilatriales so stark abgemin- dert wird, dass es zu den vorerwähnten Schäden kommt.
Dazu kommt noch. dass bei Heizkesseln, die mit öl- oder Gasfeuerung betrieben werden, zur Regelung der Wärmeleistung die Brenner meist intermittie- rend arbeiten. wodurch einer Cberhitzung der Rohrwand während des Betriebes eine Abkühlung bei abgestelltem Brenner folgt, was zu einer unerwünschten Wechselbeanspruchung, insbesondere der erwähnten Rohrplatte und der dazugehörigen Rohrenden, führt und den Zerstörungsprozess b:schleunigt.
Die Erfindung bezweckt nun, bei einem Heizkessel zur Warm- oder Heisswassererzeugung mit einem Flammrohr oder einer Brennkammer und Rauchrohren, die in Rohrplatten befestigt sind, insbesondere für öl- oder Gasfeuerung, wobei der Rücklauf des durch eine Pumpe in Bewegung gehaltenen Wasserstromes von oben in den Wasserraum des Kessels einmündet, jene gefährdete Rohrplatte, welche von den aus der Brennkantmer strömenden Heizgasen als erste bestrichen bzw. durchströmt wird, vor Überhitzung und was-
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serseitiger Ablagerung schützen zu können.
Dies erfolgt erfindungsgemäss dadurch, dass der Rücklauf in eine Kammer mündet, die mit dem Wasserraum in Verbindung steht und die im Bereich jener Rohrwand angeordnet ist, an der die Heizgase in der Rauchrohre strömen.
Die Kammer kann durch eine Schottwand abgeteilt sein, durch die die Rauchrohre unter Freilassung von Spiel für den Wasserdurchtritt hindurchgeführt sind. Bei Kesseln mit einem zylindrisch ausgebildeten Flamm- rohr bzw.
mit einer zylindrisch ausgebildeten Brenn- kammer kann die Schottwand um diese bis in den unteren Teil des Wasserraumes herumgeführt werden und kann dort eine Durchtrittsöffnung für das Wasser frei lassen. Es genügt, die Kammer in dem Querschnittsbe- reich des Wasserraumes anzuordnen, der Rauchrohre aufnimmt, wobei die Kammer unten eine Durchtritts- öffnung für Wasser aufweisen kann.
Der zwangsläufig durch die Pumpe in Bewegung gehaltene Wasserstrom des Rücklaufwassers aus dem Heizsystem wird bei dem erfindungsgemässen Kessel so an die Rohrplatte herangeführt, dass der feuerseitig höchstbelasteten Heizfläche wasserseitig, durch eine hohe Strömungsgeschwindigkeit, in Verbindung mit der niedersten im Kessel vorkommenden Wassertemperatur, ein höchstes Mass von Abkühlung gegenübersteht. Ausserdem wird an dieser Stelle eine Ablagerung von Kesselstein und Schlamm dadurch vermieden, dass durch die Bewegungsenergie des Wasserstromes Schlammablagerungen laufend weggespült werden, die Kristallisation von Kesselstein verhindert werden können und ein grösstmögliches Temperaturgefälle zum Siedepunkt des Kesselwassers erzielt werden kann, so dass die Entstehung von Dampfblasen unmöglich ist.
Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der Zeichnung erläutert, die zwei beispielsweise Ausführungsformen von Heizkesseln mit Rauchrohren schematisch und beispielsweise darstellt. Es zeigt: Fig. 1 eine Einzelheit der einen Ausführungsform im Längsschnitt und Fig.@2 eine Einzelheit der zweiten Ausführungsform im Längsschnitt.
Der Zweizug-Kessel gemäss Fig.l ist mit einer zylindrischen Brennkammer 3 versehen. Eine vorteil- hafterweise in Scharnieren gelagerte Heizungstüre 13 trägt den öl- oder Gasbrenner 2, welcher das Brennstoff-Luft-Gemisch im wesentlichen achsparallel in die zylindrische Brennkammer 3 einbläst.
Die Feuergase sind gezwungen. am hinteren Boden der Brennkammer umzukehren und entlang der Brennkammerwand, entgegen der Einblasrichtung nach vorne zu strömen, wo sie in einer vorderen Umkehrkammer 15 um 180 umeelenkt werden und durch die Rauchrohre 6, welche konzentrisch um die zylindrische Brennkammer 3 angeordnet sind, nach hinten in der Längsrichtung den Kessel durchströmen, in eine Rauchkammer gelangen und durch eine nicht dargestellte Rauchabzugsöffnung in den Kamin geleitet werden. Ausserhalb der Brenn- kammer 3 und um die Rauchrohre 6 befindet sich das Kesselwasser. an welches die Rauchgase die Wärme abgeben.
Die Rohrplatte 5 erfährt die höchste W'ärme- beaufschlaeun2, da die. Heizgase, die Brennkammer 3 verlassend. im heissesten Zustand diese Wand 5 bestreichen bzw. durchströmen. Das erhitzte Kesselwasser verliissc im Vorlauf den Kessel.
wird durch eine Pumpe durch dir 11 ärmcverbrau eher geleitet und ge- langt durch die Rücklaufleitung 11 abgekühlt wieder in den Kessel. Gemäss der Erfindung wird der Wasserstrohs im Bereich der thermisch höchstbeaufschlagten Rohrwand 5 in eine Wasserkammer 20 geleitet, so dass die hoch beaufschlagte Heizfläche oder Rohrwand 5 mit hoher Wassergeschwindigkeit und relativ niedriger Wassertemperatur gekühlt wird. Die Kammer 20 ist durch eine Schottwand 19 abgeteilt,
die um die Brenn- kammer 3 herumgeführt ist und unten eine Durchtritts- öffnung 21 für das in den Wasserraum zurückgeführte Wasser freilässt. Das Wasser strömt auch entlang der mit Spiel durch die Schottwand 19 hindurchgeführten Rauchrohre 6 aus der Wasserkammer 20 in den Wasserraum des Kessels.
In Fig.2 ist ein Kessel veranschaulicht, bei dem die Heizgase aus der Brennkammer 3 in eine Umkehrkammer 4 strömen, in welcher sie im Sinne der strichhert gezeichneten Pfeile umgelenkt werden, die Rohrplatte 5 bestreichen und die in diese mündenden Rauchrohre 6 in Richtung nach vorne durchströmen. Auch bei dieser Ausführungsform ist durch eine Schottwand 19 eine Wasserkammer 20 abgeteilt, in die der Rücklauf 11 mündet, um die Rohrwand 5 zu kühlen. Die Rauchrohre 6 sind durch die Schonwand 19 mit Spiel hindurchgeführt. Die Kammer 20 erstreckt sich über den Querschnittsbereich des Wasserraumes, in welchem die Rauchrohre 6 angeordnet und nach unten hin offen sind.
Statt der Brennkammer kann in beiden vorbe- schriebenen Ausführungsbeispielen auch ein Flamm- rohr vorgesehen werden.