DE102011108427A1

DE102011108427A1 - Schweißkonstruktion eines Warmwasser-Teilkammer-Stehkessels aus Stahl

Info

Publication number: DE102011108427A1
Application number: DE201110108427
Authority: DE
Inventors: wird später genannt werden Erfinder
Original assignee: KASPARYAN PAVEL V
Current assignee: KASPARYAN PAVEL V
Priority date: 2010-07-26
Filing date: 2011-07-26
Publication date: 2012-01-26
Also published as: DE202011109927U1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schweißkonstruktion eines Warmwasser-Teilkammer-Stehkessels aus Stahl mit Teilkammern mit Ein- und Auslauf für das zu erwärmende Wasser und das Warmwasser, wobei ein gemeinsamer Ein- und Auslaufkanal bei der Verbindung der Teilkammern und des Rauchabzugs gebildet ist. Damit die Fertigungsgerechtheit bei der Herstellung des Warmwasser-Stehkessels sichergestellt ist, sieht die Erfindung vor, dass die Teilkammern der Schweißkonstruktion aus Normalrohren mit rechteckigem und ringförmigem Querschnitt ausgebildet sind, um die Fertigungsgerechtheit bei der Fertigung des Kessels zu erhöhen, dass die Teilkammern im Wesentlien und dass die ringförmigen Teilkammern zwischen rechteckigen Teilkammern angeordnet sind, wobei die rechteckigen Teilkammern mit den ringförmigen Teilkammern an den Rippen der Stützen und der Grundkörper der rechteckigen Teilkammern zusammengesetzt sind, um eine größtmögliche Gasdurchströmungsfläche zu erreichen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schweißkonstruktion eines Warmwasser-Teilkammer-Stehkessels aus Stahl nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die Erfindung bezieht sich auf Heizsysteme und ist für die Heizung von Wohnräumen vorgesehen.
Aus dem Stand der Technik ist ein Boden-Gaskessel-Wärmetauscher PEGSUS-56 aus Gusseisen mit einer gerippten Oberfläche bekannt. Er dient zur freizügigen Heizung (s. „Kurzes Produktverzeichnis 2006”. Wandkessel für Haushaltsbedarf. Brenner. Heizkörper. Warmwasserbereiter. Webseite: www.ferroli.msk.ru>>).
Der bekannte Kessel weist ein ziemlich großes Gewicht von 216 kg auf. Die Nutzleistung beträgt 56 kW und der Wirkungsgrad ist 90,9% bei einer Belastung von 30% der Nennleistung.
Aus dem Stand der Technik ist ein Bodenkessel aus Gusseisen bekannt, der mit gasförmigem oder Flüssig-Brennstoff GN4 betrieben wird. Der Kesselkörper besteht aus Gusseisenkammern, die mit Hilfe von kegelförmigen Stutzen und/oder Spannbolzen zusammengebunden sind. Das Kesselgewicht beträgt 361 kg bei einer max. Nennleistung von 107 kW und einem Wirkungsgrad von 87%.
(s. ebenda, Webseite www.ferroli.msk.ru>>).
Der bekannte Kessel gilt als Prototyp. Der bekannte Kessel kann nach dem Gussverfahren gefertigt werden. Dieses Verfahren ist ziemlich kompliziert. Darüber hinaus ist diese Bauart von Kessel auch ziemlich schwer: 361 kg bei einer Kesselleistung von 107 kW.
Es ist Aufgabe der Erfindung, die Fertigungsgerechtheit bei der Herstellung des Warmwasser-Stehkessels als Schweißkonstruktion sicherzustellen.
Die gestellte Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Das Ziel wird folgenderweise erreicht:
Die Teilkammern des Kessels stellen Schweißkonstruktionen dar. Ihre Grundkörper sind genormte „Profilrohre” (Kastenrohre) und „elektrisch geschweißte” Rohre (mit ringförmigem Querschnitt). Die Teilkammern sind so miteinander zusammengeschweißt, dass die Teilkammern mit Grundkörpern aus „Profilrohren” (Kastenrohren) untereinander nur mittels Teilkammern mit Grundkörpern aus elektrisch geschweißten Rohren (mit ringförmigem Querschnitt) verbunden sind. Dabei ist die Front- und die Stirn-Teilkammer im Grundkörper rechteckig.
An jede Teilkammer sind je zwei Stutzen, ein Ein- und ein Auslaufstutzen, angeschweißt. Die Auslaufstutzen der Teilkammern sind ebenfalls an einen Sammler angeschweißt. Der Sammler ist mit der „Vorlaufleitung” des Heizsystems verschraubt.
Ähnlich sind die Einlaufstutzen verschraubt. Sie sind allerdings mit dem Sammler der „Rücklaufleitung” des Heizsystems verschraubt.
Die Fertigungsgerechtheit der Konstruktion gemäß der vorgeschlagenen Lösung ist offensichtlich. Das für den Prototyp typische Gießverfahren kann nur in Großbetrieben angewendet werden. Im Unterschied zu dieser Herstellungstechnik des Prototyps liegt dem Verfahren zur Herstellung des Warmwasserkessels gemäß der Erfindung die Schweißtechnik zugrunde. Es umfasst ziemlich einfache Verfahrensschritte wie Schneiden von genormten Rohren und Bohren von Bohrungen in diese Rohre. Diese Vorgänge sind im Grunde genommen in jedem Betrieb ausführbar. Die vorgeschlagene Konstruktion kann sowohl als Einzelerzeugnis als auch im Rahmen einer Großfertigung hergestellt werden.
Darüber hinaus beeinflussen die Fertigungsgerechtheit und die beachtliche Gewichtsminderung wesentlich die Kostensenkung bei der Herstellung dieser Produkte, wobei die Leistung und die Wirkungsgrade des Prototyps und der vorgeschlagenen Lösung gleich bleiben.
Die Erfindung ist anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
1 die schematische Darstellung der Gesamtansicht der Schweißkonstruktion des Warmwasser-Teilkammer-Stehkessels aus Stahl,
2 die schematische Zeichnung der Front-Teilkammer 1 des Kessels, die hauptsächlich aus Profilrohren mit rechteckigem Querschnitt besteht,
3 die schematische Zeichnung der Zwischen-Teilkammer 2, die im Grunde aus Rohren mit ringförmigem Querschnitt besteht,
4 die schematische Zeichnung der Zwischen-Teilkammer 3 des Kessels, die im Grunde aus Kastenrohren besteht,
5 die schematische Zeichnung der Stirn-Teilkammer 4, die im Grunde aus Profilrohren mit rechteckigem Querschnitt besteht, und
6 die schematische Zeichnung des Rauchabzugs 5 des Kessels. Der Rauchabzug 5 stellt eine Kombination von zwei Teilkammern dar, und zwar mit Profilrohren mit rechteckigem und ringförmigem Querschnitt.
In 1 ist die Konstruktion des Warmwasser-Teilkammer-Stehkessels aus Stahl beschrieben. Der Kessel besteht aus einer Front-Teilkammer 1, drei Zwischen-Teilkammern (mit ringförmigem Querschnitt) 2, zwei Zwischen-Teilkammern (Kastenrohre) 3, einer Stirn-Teilkammer 4 und einem Rauchabzug 5, welcher aus zwei Teilkammern (einmal mit ringförmigem Querschnitt und einmal mit Kastenrohr) besteht. Die Auslaufstutzen aller Teilkammern des Kessels sind an einem Auslaufsammler 6 angeschweißt. Die Einlaufstutzen der Teilkammern des Kessels sind an einen Einlaufsammler 7 angeschlossen. Auch die Teilkammern des Rauchabzugs 5 sind mittels Anschlüssen 8 und 9 mit dem Einlaufsammler 7 verschweißt. Der untere Teil der Front-Teilkammer 1 des Kessels ist mit einem Vorderblech 10 und einem Blindverschluss 11 verschraubt. Der untere Teil der Front-Teilkammer 1 des Kessels ist auch mit vier Stutzen 12 verschweißt. Auf dem Rauchabzug 5 sind eine Klappe 13 und ein Klappengriff 14 zur Zugregelung aufgebaut. Die Klappe 13 und der Klappengriff 14 sind miteinander verschraubt.
Die Front-Teilkammer 1 aus 2 besteht aus

– zwei Grundkörpern 1.1 und zwei Stützen 1.2, die aus Normalkastenrohren bestehen und miteinander verschweißt sind. (Die Schweißnaht bildet dabei eine geschlossene Linie);
– zwei Verbindungsgliedern 1.3; diese sind ebenfalls aus Normalprofilrohr (Kastenrohr) gefertigt, die mit den Stützen 1.2 rechtwinklig (90°) verschweißt sind. (Die Schweißnaht bildet dabei eine geschlossene Linie);
– fünf Verbindungsgliedern 1.4; diese sind aus Normalrohr (mit rundem Querschnitt) gefertigt und zwischen den Verbindungsgliedern 1.3 parallel zur senkrechten Achse der Teilkammer 1 und senkrecht zu den Verbindungsgliedern 1.3 angeordnet. Die Verbindungsglieder 1.4 sind sowohl miteinander als auch mit den Verbindungsgliedern 1.3 und den Stützen 1.2 mittels Schweißung verbunden. Dadurch ist eine Schweißnaht gemäß einer geschlossenen Linie für jedes Verbindungsglied 1.4 gebildet;
– Stutzen 1.5 (Ein- und Auslaufstutzen), die konzentrisch zur senkrechten Achse der Teilkammer 1 an die Stirnflächen der Grundkörper 1.1 mittels Schweißung angeschlossen sind. (Die Schweißnaht bildet dabei eine geschlossene Linie).

Jede Stütze 1.2 ist dabei mit je ein Paar Bolzen 1.6 versehen. Die Verbindung erfolgt mittels Schweißverbindung.
Die Zwischen-Teilkammer 2 aus 3 besteht aus

– zwei Grundkörpern 2.1 und zwei Stützen 2.2. Sie sind aus Normalrohren mit ringförmigem Querschnitt gefertigt und miteinander verschweißt. (Die Schweißnaht bildet dabei eine geschlossene Linie);
– Stutzen 2.3 (einem Ein- und einem Auslaufstutzen); sie sind konzentrisch zur senkrechten Achse der Zwischen-Teilkammer 2 mit den Stirnflächen der Grundkörper 2.1 verschweißt. (Die Schweißnaht bildet dabei eine geschlossene Linie).

Die Zwischen-Teilkammer 3 aus 4 besteht aus:

– zwei Grundkörpern 3.1 und zwei Stützen 12; sie sind aus Normalprofilrohren (Kastenrohren) gefertigt und miteinander verschweißt. (Die Schweißnaht bildet dabei eine geschlossene Linie);
– Verbindungsgliedern 3.3, die ebenfalls aus Profilrohr (Kastenrohr) gefertigt sind. Das Kastenrohr ist mit den Stützen 3.2 im spitzen Winkel zur waagerechten Achse der Teilkammer 3 (für wirksame Zirkulation der geheizten Flüssigkeit) verschweißt. (Die Schweißnaht bildet dabei eine geschlossene Linie);
– zwei Stutzen 3.4 (einem Ein- und einem Auslaufstutzen), die konzentrisch zur senkrechten Achse der Zwischen-Teilkammer 3 mit den Stirnflächen der Grundkörper 3.1 verschweißt sind. (Die Schweißnaht bildet dabei eine geschlossene Linie).

Die Stirn-Teilkammer 4 aus 5 besteht aus:

– zwei Grundkörpern 4.1 und zwei Stützen 4.2. Sie sind aus Normalprofilrohr (Kastenrohr) gefertigt und miteinander verschweißt. (Die Schweißnaht bildet dabei eine geschlossene Linie);
– einem Verbindungsglied 4.3, das ebenfalls aus Normalprofilrohr (Kastenrohr) gefertigt und an die Stützen 4.2 rechtwinklig 90° mittels Schweißung angeschlossen ist. (Die Schweißnaht bildet dabei eine geschlossene Linie);
– fünf Verbindungsgliedern 4.4, die aus Normalrohr (mit ringförmigem Querschnitt) gefertigt und zwischen dem Verbindungsglied 4.3 und dem Grundkörper 4.1 angeordnet sind. An die Stirnfläche des Grundkörpers 4.1 ist ein Einlaufstutzen 4.5 konzentrisch zur senkrechten Achse der Stirn-Teilkammer 4 mittels Schweißung angeschlossen. (Die Schweißnaht bildet dabei eine geschlossene Linie). Dabei sind die Verbindungsglieder 4.4 so angeordnet, dass ihre Achsen mit der senkrechten Achse der Stirn-Teilkammer 4 gleichläufig sind.

Der Rauchabzug 5 aus 6 besteht aus:

– einer Teilkammer, die zwei Grundkörper 5.1 und zwei Stützen 5.2 umfasst. Der Grundkörper 5.1 und die Stützen 5.2 sind dabei aus Normalrohr (mit ringförmigem Querschnitt) gefertigt;
– einer Teilkammer, die zwei Grundkörper 5.3 und zwei Stützen 5.4 aufweist. Der Grundkörper 5.3 und die Stützen 5.4 sind aus Normalrohr (Kastenrohr) gefertigt.

Die aufgelisteten Teilkammern sind mittels Verschweißung (die Schweißnaht bildet dabei eine geschlossene Linie) der entsprechenden Grundkörper 5.1 und 5.3 und der Stützen 5.2 und 5.4 gebildet. Auslaufstutzen 5.5 sind konzentrisch zur senkrechten Achse der genannten Teilkammern mittels Schweißung angeschlossen. (Die Schweißnaht bildet dabei eine geschlossene Linie). Zwei waagerechte Winkel (mit genormtem Profil) 5.6 und senkrechte Winkel 5.7 sind mit der Teilkammer (mit rechteckigem Querschnitt) der Außenstirnfläche konzentrisch zur waagerechten Achse des Rauchabzugs 5 verschweißt (die Schweißnaht bildet dabei eine geschlossene Linie), ähnlich wie es bei den Grundkörpern und den Stützen aller Teilkammern des Kessels, darunter auch beim Rauchabzug 5, der Fall ist. Dabei sind Abfasungen der Grundkörper mit Abfasungen der Stützen zusammengefügt. Die Löcher für den Ein- und den Auslauf des zu erwärmenden Wassers und des Warmwassers sind an den Stirnflächen jeder Teilkammer ausgebildet. Die Stutzen oder die Anschlüsse mit ringförmigem Querschnitt sind an diese Löcher konzentrisch mit der senkrechten Achse der Teilkammer angeschlossen, um mit den Kanälen für den Ein- und den Auslauf des zu erwärmenden Wassers und des Warmwassers zu kommunizieren. Jeder dieser Kanäle ist aus Normalrohr mit Vierkantquerschnitt ausgebildet. Das Normalrohr ist an einem Ende verschlossen. Am Gegenende ist ein Stutzen konzentrisch mit der waagerechten Achse des Kanals angeschlossen. Alle Paarungslinien, sowohl zwischen den Teilkammern als auch an den Teilkammern selbst, sind gemäß einer geschlossenen Linie elektrisch verschweißt.

Claims

Schweißkonstruktion eines Warmwasser-Teilkammer-Stehkessels aus Stahl mit Teilkammern mit Ein- und Auslauflöchern für das zu erwärmende Wasser und das Warmwasser, wobei ein gemeinsamer Ein- und Auslaufkanal bei der Verbindung der Teilkammern und des Rauchabzugs gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilkammern (1, 2, 3, 4) der Schweißkonstruktion aus Normalrohren mit rechteckigem und ringförmigem Querschnitt ausgebildet sind, um die Fertigungsgerechtheit bei der Fertigung des Kessels zu erhöhen, dass die Teilkammern (1, 2, 3, 4) im Wesentlichen aus zwei Grundkörpern (1.1, 2.1, 3.1, 4.1) und zwei Stützen (1.2, 2.2, 3.2, 4.2) bestehen und dass die ringförmigen Teilkammern (2) zwischen rechteckigen Teilkammern (1, 3, 4) angeordnet sind, wobei die rechteckigen Teilkammern (1, 3, 4) mit den ringförmigen Teilkammern (2) an den Rippen der Stützen (1.2, 3.2, 4.2) und der Grundkörper (1.1, 3.1, 4.1) der rechteckigen Teilkammern (1, 3, 4) zusammengesetzt sind, um eine größtmögliche Gasdurchströmungsfläche zu erreichen.
Schweißkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Front-Teilkammer (1), eine Stirn-Teilkammer (4) und rechteckige Zwischen-Teilkammern (3) rechteckig ausgebildet sind, dass zwei waagerechte rechteckige Verbindungsglieder (1.3) an den Stützen (1.2) der Front-Teilkammer (1) angeschlossen sind, wobei zwischen den waagerechten Verbindungsgliedern (1.3) senkrechte Verbindungsglieder (1.4) angeordnet sind, dass die waagerechten Verbindungsglieder (1.3) zu in den Stützen (1.2) der Stirn-Teilkammer (1) ausgebildeten Bohrungen, und die senkrechten Verbindungsglieder (1.4) zu in den waagerechten Verbindungsgliedern (1.3) ausgebildeten Bohrungen koaxial angeordnet sind, dass das waagerechte Verbindungsglied (1.3) an die Stützen (1.2) der Stirn-Teilkammer (1) angeschlossen ist und dass die senkrechten Verbindungsglieder (1.4) zwischen dem unteren Grundkörper (1.1) und dem waagerechten Verbindungsglied (1.3) angeordnet sind.
Schweißkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verbindungsglied (3.3) mit rechteckigem Querschnitt an die Stützen (3.2) der rechteckigen Zwischen-Teilkammer (3) angeschlossen ist, wobei die Achse des Verbindungsglieds (3.3) mit rechteckigem Querschnitt im spitzen Winkel zur waagerechten Achse der Zwischen-Teilkammer (3) angeordnet ist und koaxial zu in den Stützen (3.2) angeordneten Bohrungen liegt.
Schweißkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rauchabzug (5) an eine Stirn-Teilkammer (4) angeschlossen ist, wobei der Rauchabzug (5) eine Kombination einer ringförmigen und einer rechteckigen Teilkammer bildet und dass an die Außenfläche der rechteckigen Teilkammer des Rauchabzugs (5) zwei Grundkörper (5.3) und zwei Stützen (5.4) aus genormtem Profil (Eisenwinkel) konzentrisch zur waagerechten Achse des Rauchabzugs (5) angeschlossen sind, wobei jede Stütze (5.4) mit einer 45°-Abfasung ausgebildet ist (wie bei allen Grundkörpern und Stützen des Kessels), die mit den Abfasungen der Grundkörper (5.1) zusammengepasst ist.
Schweißkonstruktion nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an den Stirnflächen jeder Teilkammer (1, 2, 3, 4) Löcher für einen Einlauf und einen Auslauf des zu erwärmenden Wassers und des Warmwassers ausgebildet sind, dass die Stutzen oder die Anschlüsse mit ringförmigem Querschnitt an diese Löcher konzentrisch mit der senkrechten Achse der Teilkammer angeschlossen sind, um mit den Kanälen für den Einlauf und den Auslauf des zu erwärmenden Wassers und des Warmwassers zu kommunizieren, dass jeder dieser Kanäle aus einem Normalrohr mit einem Vierkantquerschnitt ausgebildet ist, dass das Normalrohr an einem Ende verschlossen und am gegenüberliegenden Ende mit einem zur waagerechten Achse des Kanals konzentrischen Stutzen verbunden ist und dass alle Paarungslinien, sowohl zwischen den Teilkammern als auch an den Teilkammern selbst, als geschlossene elektrische Schweißnaht ausgebildet sind.