DE10026549C1 - Heizkessel - Google Patents
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- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
- F24H1/22—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating
- F24H1/40—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water tube or tubes
- F24H1/43—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water tube or tubes helically or spirally coiled
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Heizkessel, bestehend aus einer mit Vor- und Rücklaufanschlüssen (2, 3) versehenen, eine Wärmeträgermedium führenden Rohrwendel (1), die mit ihren Gängen (4) einen schraubenlinienförmigen, durch Distanzhalteelemente definierten, engen Durchströmspalt (6) begrenzt und die, die Brennkammer (21) umschließend, in einem das Heizmedium führenden Gehäuse (7) angeordnet ist. DOLLAR A Um einen derartigen Heizkessel ohne großen Umstellungsaufwand zum einen als Heizwert- und zum anderen auch als Brennwertkessel betreiben und auch problemlos reinigen zu können, ist erfindungsgemäß die die Rohrwendel (1) federnd und auf Spaltdistanz (D) gegen ein stationäres Widerlager (8) des Gehäuses (7) zusammenspann- und entspannbar ausgebildet.
Description
Die Erfindung betrifft einen Heizkessel, bestehend aus
einer mit Vor- und Rücklaufanschlüssen versehenen, ein
Wärmeträgermedium führenden Rohrwendel, die mit ihren
Gängen einen schraubenlinienförmigen, durch Distanzhalte
elemente definierten, engen Durchströmspalt begrenzt und
die in einem das Heizmedium führenden Gehäuse angeordnet
ist.
Derartige in einem Gehäuse angeordneten Wendelspalt-
Wärmetauscher sind bspw. nach der WO 94/16272 A1 bekannt,
die hochwirksame Wärmeübertragungselemente darstellen und
deren in der Regel eine Breite von 0,5 bis 1 mm auf
weisender Durchströmspalt je nach Zuordnung des eigent
lichen Wärmeerzeugers radial von innen, oder außen vom
Heizmedium durchströmbar ist. Was dabei die eingangs er
wähnten Distanzhalteelemente betrifft, so handelt es sich
dabei bspw. um kleine Ausprägungen in der Wand des Wen
delrohres, das bezüglich seines Querschnittes flach
rechteckig, langlochartig oder auch flach elliptisch
ausgebildet sein kann.
Bei Spaltbreiten im oben angegebenen Maßbereich, die
konstruktiv vorgegeben sind, um im Brennwertbetrieb die
maximale Wärmeleistung zu erreichen, ist zum einen im
Laufe der Zeit der Niederschlag von Verbrennungsrück
ständen im Spaltbereich unvermeidbar und zum anderen sind
solche Heizkessel auf Brennwertbetrieb festgelegt, was
bekanntlich entsprechende und relativ teure Sonder
maßnahmen am Schornstein verlangt (Schornsteinausklei
dung), an den solche Heizkessel anzuschließen sind.
Abgesehen davon, daß solche Heizkessel von Zeit zu Zeit
gereinigt werden müssen, wobei aber einer optimalen Rei
nigung die kleinen Spaltbreiten entgegenstehen, kommt
also noch hinzu, daß solche Heizkessel, wie vorerwähnt,
konstruktiv auf Brennwertbetrieb festgelegt sind, diese
also nicht im sogenannten Heizwertbetrieb mit wesentlich
höheren Abgastemperaturen gefahren werden können, was
bekanntlich keine Sondermaßnahmen der vorerwähnten Art am
Schornstein verlangt.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen,
derartigen, mit einem Wendelspalt-Wärmetauscher ausge
statteten Heizkessel dahingehend zu verbessern, daß auf
dessen Spaltbreite auf einfache Weise Einfluß genommen
werden kann, und zwar zum einen hinsichtlich der ge
wünschten Betriebsweise, d. h., Umstellbarkeit von Heiz
wert- auf Brennwertbetrieb und zum anderen hinsichtlich
einer optimalen Reinigbarkeit.
Diese Aufgabe ist mit einem Heizkessel der gattungsge
mäßen Art nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die
Rohrwendel federnd und auf Spaltdistanz gegen ein sta
tionäres Widerlager des Gehäuses zusammenspann- und ent
spannbar ausgebildet ist.
Durch diese erfindungsgemäße Ausgestaltung der Rohr
wendel, ist praktisch eine gleichermaßen einfache wie
elegante und stufenlose Einflußnahme auf die Spaltbreite
gegeben und damit auf die Abgastemperatur, d. h., der
Heizkessel kann sowohl im Heizwert- als auch im Brennwertbetrieb
gefahren werden. Außerdem ist damit gleich
zeitig dem Reinigungsaspekt Rechnung getragen, da im Be
darfsfall die Rohrwendel zwecks Spaltverbreiterung ein
fach voll entspannt werden kann, um den Spalt bspw. einer
einfachen Bürstenreinigung zugänglich zu machen.
Nach erfolgter Reinigung wird die Rohrwendel einfach
wieder zusammengespannt, um die für Heiz- oder Brenn
wertbetrieb erforderliche Spaltbreite wieder herzustel
len.
Für den Kesselhersteller hat das Ganze außerdem den Vor
teil, daß ein solcher Heizkessel für beide Betriebsarten
angeboten werden kann und für den Abnehmer, daß dieser
bei gegf. erst später vollzogener Schornsteinauskleidung
den Heizkessel dann problemlos auf Brennwertbetrieb
umstellen lassen kann.
Der erfindungsgemäße Heizkessel einschließlich seiner
vorteilhaften Weiterbildungen und Ausführungsformen wird
nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von
Ausführungsbeispeilen näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 perspektivisch den Heizkessel mit dem einge
bauten Wendelspalt-Wärmetauscher teilweise auf
geschnitten;
Fig. 2 im Schnitt den Heizkessel in einer weiteren Aus
führungsform und
Fig. 3 schematisch den Heizkessel in Vorderansicht in
einer weiteren besonderen Ausführungsform.
Der Heizkessel besteht aus einer mit Vor- und Rücklauf
anschlüssen 2, 3 versehenen, ein Wärmeträgermedium füh
renden Rohrwendel 1, die mit ihren Gängen 4 einen schraubenlinienförmigen,
durch Distanzhalteelemente definier
ten, engen Durchströmspalt 6 begrenzt und die in einem
das Heizmedium führenden Gehäuse 7 angeordnet ist. Der
Heizgasabzugsbereich bzw. der Rauchgasabzug ist mit 22
bezeichnet. Die nicht besonders dargestellten Distanz
halteelemente bspw. in Form von Wandausprägungen der
Rohrwendel 1 sind so bemessen, daß sie die engste Spalt
weite definieren.
Für einen solchen mit dem Wendelspalt-Wärmetauscher
ausgestatteten Heizkessel ist nun unter Verweis auf Fig. 1
wesentlich, daß die Rohrwendel 1 federnd und auf Spalt
distanz D gegen ein stationäres Widerlager 8 des Gehäuses
7 zusammenspann- und entspannbar ausgebildet ist.
Die erforderliche Spaltbreitenveränderung, um einen sol
chen Heizkessel von Brennwert- auf Heizwertbetrieb umzu
stellen, ist relativ gering, was an folgendem Beispiel
demonstriert sei:
Zehn Gänge der Rohrwendel 1 vorausgesetzt und eine Spaltbreite von 0,8 mm bei Brennwertbetrieb führt zu einer Abgastemperatur von 45°C und verlangt für eine Umstellung auf Abgastemperatur von 165°C bei Heiz wertbetrieb lediglich eine Spaltbreitenänderung auf 1,4 mm.
Zehn Gänge der Rohrwendel 1 vorausgesetzt und eine Spaltbreite von 0,8 mm bei Brennwertbetrieb führt zu einer Abgastemperatur von 45°C und verlangt für eine Umstellung auf Abgastemperatur von 165°C bei Heiz wertbetrieb lediglich eine Spaltbreitenänderung auf 1,4 mm.
Mit Rücksicht darauf kann das Gehäuse 7 vorteilhaft in
Form eines Tubus ausgebildet sein, wobei beide das
Gehäuse bildende Tubusteile 7', 7" mit Stirnflächen 9 an
den Endgängen 10 der Rohrwendel 1 anliegen und mit
äußeren Kragenringen 11 versehen sind, zwischen denen zur
Wendelachse 12 achsparallel orientierte Spannelemente 13
mit Stellmuttern 13' angeordnet sind.
Diese Ausbildung trägt auch dem Reinigungsaspekt Rech
nung, da dadurch auch größere Spaltbreiten als 1,4 mm
eingestellt werden können. Die Tubusteile 7', 7" bilden
dabei den äußeren Umfangsmantel des Heizkesselgehäuses,
wobei die Tubenüberlappung 7''' im abgasabströmseitigen
Bereich der Rohrwendel 1 angeordnet ist.
Statt einer solchen Tubusausbildung des Gehäuses 7 kann
der Heizkessel auch gemäß Ausführungsbeispiel nach Fig. 2
ausgebildet sein, bei dem innerhalb des Gehäuses 7 auf
der Anordnungsseite des Brenners 20 ein von entspre
chenden Stellelementen 13 verstellbarer Ring 11' ange
ordnet ist. Sollte bei übergroßer Länge L der Rohrwendel
1 eine innere, radiale Abstützung der Rohrwendel 1 erfor
derlich sein, so können, wie gestrichelt angedeutet und
von der Rückwand der Brennkammer 21 ausgehend, Stütz
elemente 14 mit der Maßgabe angeordnet werden, daß diese
so wenig wie möglich den Durchströmspalt 6 der Rohrwendel
abdecken.
Im Interesse einer kompakten Bauweise ist der radiale
Abstand der Gehäusewand zum Außenumfang der Rohrwendel 1
so klein wie möglich und für die Abströmung der Heizgase
gerade so groß wie nötig gehalten.
Bei einer durchgeführten Bürstenreinigung sammeln sich
die abgebürsteten Rückstände im unteren Bereich zwischen
Rohrwendel 1 und Gehäusewand. Um diese Rückstände aus dem
Heizkessel entfernen zu können, ist vorteilhaft unter
Verweis auf Fig. 3 vorgesehen, die Rohrwendel 1 in Bezug
auf die Gehäuseachse 12' etwas exzentrisch nach oben ver
setzt anzuordnen und den Heizkessel, wie dargestellt, im
unteren Bereich mit einer per abnehmbaren Deckel ver
schließbaren Reinigungsöffnung 5 zu versehen, der zudem
mit einem verschließbaren Ablaufanschlußstutzen 5' aus
gestattet sein kann, um gegf. verwendetes flüssiges Rei
nigungsmittel ablaufen lassen zu können. Eine von einem
solchen Verschlußdeckel unabhängige Anordnung eines Ab
laufstutzens 5' ist natürlich auch möglich, d. h., dafür
kann auch der für den Brennwertbetrieb per se notwendige
Kondensatablauf genutzt werden.
Claims (5)
1. Heizkessel, bestehend aus einer mit Vor- und Rück
laufanschlüssen (2, 3) versehenen, ein Wärmeträgermedium
führenden Rohrwendel (1), die mit ihren Gängen (4) einen
schraubenlinienförmigen, durch Distanzhalteelemente defi
nierten, engen Durchströmspalt (6) begrenzt und die, die
Brennkammer (21) umschließend, in einem das Heizmedium
führenden Gehäuse (7) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Rohrwendel (1) federnd und auf Spaltdistanz (D)
gegen ein stationäres Widerlager (8) des Gehäuses (7)
zusammenspann- und entspannbar ausgebildet ist.
2. Heizkessel nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Gehäuse (7) in Form eines Tubus ausgebildet ist,
wobei beide das Gehäuse bildende Tubusteile (7', 7") mit
Stirnflächen (9) an den Endgängen (10) der Rohrwendel (1)
anliegen und mit äußerden Kragenringen (11) versehen
sind, zwischen denen zur Wendelachse (12) achsparallel
orientierte Spannelemente (13) angeordnet sind.
3. Wendelspalt-Wärmetauscher nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Überlappung (7''') der Tubusteile (7', 7") im
abgasabströmseitigen Bereich der Rohrwendel (1)angeordnet
ist.
4. Heizkessel nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Rohrwendel (1) mit einem Stützelement (14) radial
von innen her abgestützt ist.
5. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Rohrwendel (1) in Bezug auf die Achse (12') des
Gehäuses (7) exzentrisch nach oben versetzt und das
Gehäuse (7) im unteren Bereich mit einer verschließbaren
Reinigungsöffnung (5) und/oder einem Ablaufanschlußstut
zen (5') versehen ist.
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