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Die Erfindung bezieht sich auf einen stehenden Heizkessel für wahlweise
oder gleichzeitige Befeuerung mit strömenden und/oder festen Brennstoffen, mit einem
gemeinsamen aufrecht stehenden Feuerraum und mit einem den Feuerraum umgebenden
und überdachenden, in seinem oberen Bereich eine seitliche Austrittsöffnung für
die Verbrennungsgase aufweisenden Wassermantel, wobei zwischen diesem Wassermantel
und den diesen mit Abstand umgebenden Kesselwasser-Außenmantel ein ebenfalls aufrecht
stehender ringförmiger Verbrennungsgaszug vorgesehen ist, an den ein Abgasstutzen
anschließt, sowie mit einem Brenner für strömende Brennstoffe, dessen Flammenstrahl
durch eine im oberen Bereich des Wassermantels angeordnete Öffnung gegen den unteren
Bereich des Feuerraumes gerichtet ist, derart, daß eine Art Umkehrflamme gebildet
wird.
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Bei bekannten Heizkesseln dieser Art ist der oberhalb des vom Wassermantel
umschlossenen Feuerraumes angeordnete Brenner für strömende Brennstoffe lotrecht
nach unten in den Feuerraum gerichtet, was den Nachteil hat, daß der Brenner schwierig
auszubauen, zu bedienen und zu überwachen ist. Weiter ist der Nachteil vorhanden,
daß die lichte Höhe des Aufstellraumes für den Heizkessel wesentlich größer sein
muß als der Heizkessel selbst, um den Brenner nach oben ausbauen zu können.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen stehenden Heizkessel
der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei dem der Brenner für strömende Brennstoffe
leicht auszubauen, zu bedienen und zu überwachen ist, so daß die Kesselhöhe niedrig
gehalten werden kann.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Brenner
seitlich in den Außenmantel des Kessels eingesetzt ist und daß sich die Öffnung
für den Flammenstrahl im Bereich der Durchtrittsöffnung für die Verbrennungsgase
befindet, wobei der Brenner derart angeordnet oder ausgebildet ist, daß sein Flammenstrahl
nach unten gerichtet ist.
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Es ist zwar bei stehenden, für wahlweise Befeuerung mit strömenden
oder festen Brennstoffen eingerichteten Heizkesseln bereits bekannt, den Brenner
seitlich am Kesselwasser-Außenmantel und infolgedessen leicht ausbaubar zu befestigen.
Bei dieser Anordnung strömen aber die Verbrennungsgase zu dem im oberen Bereich
des Feuerraumes befindlichen Abgasstutzen, ohne den unteren Bereich des Feuerraumes
zu beaufschlagen, so daß bei Betrieb mit flüssigem Brennstoff die unten gelegenen
Begrenzungswände des Feuerraumes nicht zur Wärmeübertragung an das Kesselwasser
verwendet werden können und damit eine gedrängte Bauweise nicht erzielbar ist.
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Demgegenüber ist bei einem Heizkessel gemäß der Erfindung der Vorteil
vorhanden, daß auch bei Betrieb mit flüssigen Brennstoffen der Feuerraum vollständig
von den Verbrennungsgasen beaufschlagt ist. Durch die Ausbildung der schräg nach
unten gerichteten Brennerflamme als Umkehrflamme wird ein längerer Strömungsweg
der Verbrennungsgase im Feuerraum und überdies eine Rückführung derselben in den
Bereich der Flammenwurzel erreicht, was eine Verbesserung der Verbrennung und damit
einen hohen feuerungstechnischen Wirkungsgrad zur Folge hat. Auch kann der Brenner
bei Befeuerung des Kessels mit festen Brennstoffen als Zündhilfe benutzt werden.
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Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
in einem senkrechten Mittelschnitt durch den Heizkessel schematisch dargestellt.
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Der Heizkessel, welcher hier außer für Verbrennung von Öl auch für
die Verfeuerung von festen Brennstoffen eingerichtet ist, besitzt einen Außenmantell,
in welchem sich oben ein Heißwasserbereiter 2 und unten der Feuerraum 3 befinden.
Der Feuerraum 3 ist von einem glockenförmigen Wassermantel 4 umgeben, welcher von
einer inneren Wand 5 und einer äußeren Wand 6 gebildet wird. Zwischen den beiden
Wänden 5 und 6 des Wassermantels 4 zirkuliert ein kühlendes, d. h. wärmeaufnehmendes
flüssiges Medium, beispielsweise Wasser.
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Konzentrisch um den glockenförmigen Wassermantel 4 und diesen mit
Abstand umgebend, ist ein Hohlmantel 7 vorgesehen, welcher eine innere Wand 8 und
eine äußere Wand 9 besitzt. Der Zwischenraum zwischen diesen beiden Wänden 8 und
9 des Hohlmantels 7, der im folgenden als Kesselwasser-Außenmantel bezeichnet werden
soll, ist an den Kreislauf des Kesselwassers angeschlossen. Zwischen der Außenwand
9 des Kesselwasser-Außenmantels 7 und der äußeren Umhüllung 1 des Heizkessels kann
eine wärmeisolierende Zwischenschicht 10 vorgesehen sein. Die äußere Wand 6 des
glockenförmigen Wassermantels 4 und die innere Wand 8 des Kesselwasser-Außenmantels
7 begrenzen einen glockenförmigen Verbrennungsgaszug 11, durch welchen die Verbrennungsgase
hindurchströmen, um schließlich den Heizkessel durch einen Verbrennungsgasabzugstutzen
30 zu verlassen.
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Der Kesselwasserkreislauf umfaßt den glockenförmigen Wassermantel
4, den Kesselwasser-Außenmantel 7, die der Beheizung des Heißwasserbereiters dienenden
Wärmetausehrohre 18, den ringszylindrischen Wasserraum 15 sowie einen unterhalb
des Heißwasserbereiters 2 gelegenen Hohlraum 19, der unten an den glockenförmigen
Wassermantel 4 und den Kesselwasser-Außenmantel 7 angeschlossen ist. Der Hohlraum
19 wird unten durch einen Boden 20 begrenzt, welcher seinerseits den sich bis über
den glockenförmigen Wassermantel 4 erstreckenden, ebenfalls glockenförmigen Verbrennungsgaszug
14 abschließt. Das Rücklaufwasser der nicht gezeichneten Heizungsanlage gelangt
unten durch einen Eintrittstutzen 22 in den Heizkessel und verläßt ihn oben durch
einen Austrittsstutzen 23. Der Anschluß des Heizwassersystems an den erforderlichen,
nicht gezeichneten Expansionsraum ist bei 21 dargestellt.
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Der glockenförmige Wassermantel 4 ist mit einem als Verbrennungsgas-Austrittsöffnung
dienenden segmentförmigen Ausschnitt 24 versehen, welcher vorzugsweise an derjenigen
Stelle des Wassermantels 4 vorgesehen ist, die der Feuertür 25 und der Schürtür
26 benachbart ist, und welcher sich vom unteren Rand des Wassermantels 4 bis über
die Höhe der Feuertür 25 erstreckt. An der unteren Hälfte dieser Verbrennungsgas-Austrittsöffnung
24 befinden sich zwei radiale Wandstücke 27, welche an den betreffenden Stellen
je einen Abschluß zwischen dem Wassermantel 4 und dem Kesselwasser-Außenmantel 7
bilden und sich mindestens über die halbe Höhe des Wassermantels 4 erstrecken. Zwischen
dem
Wassermantel 4 und dem Kesselwasser-Außenmantel 7 befinden sich
ferner zwei Umlenkwände 28, welche oben zwischen diesen beiden Wassermänteln eine
Absperrung bilden, unten jedoch eine Durchlaßöffnung 29 für den Durchtritt der Verbrennungsgase
frei lassen. Die beiden Umlenkwände 28 und die Verbrennungsgas-Austrittsöffnung
24 sind vorzugsweise derart angeordnet, daß der Heizkessel zu der Schnittebene
der Zeichnung symmetrisch ist. An der den beiden Türen 25 und 26 und der Verbrennungsgas-Austrittsöffnung
24 gegenüberliegenden Seite des Heizkessels ist der Verbrennungsgasabzugstutzen
30 angeordnet, der oben am glockenförmigen Heizgaszug 11 angeschlossen ist.
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Der mit 31 bezeichnete Ölbrenner ist in den Außenmantel 1 des Heizkessels
eingesetzt und, vorzugsweise lösbar, an der Feuertür 25 derart angeordnet, daß sein
Flammenstrahl durch die Verbrennungsgas-Austrittsöffnung 24 hindurch schräg nach
unten in den Feuerraum 3 gerichtet ist, wie dies in der Zeichnung durch die strichpunktierten
Pfeile veranschaulicht ist. Die Verbrennungsgase werden anschließend im Feuerraum
3 umgelenkt und können dort mit Sekundärluft vermischt werden, welche durch ein
senkrechtes Rohr 12 zugeführt werden kann. Die Verbrennungsgase verlassen
den Feuerraum 3 durch die Verbrennungsgas-Austrittsöffnung 24 des Wassermantels
4 oberhalb der beiden radialen Wandstücke 27, um über sie hinweg beiderseits der
Verbrennungsgas-Austrittsöffnung 24 in zwei Teilströmen in den glockenförmigen Heizgaszug
11 einzutreten, in welchem sie infolge der Umlenkwände 28 zunächst abwärts strömen
müssen, wie dies durch den gestrichelten Pfeil angedeutet ist, weil die Umlenkwände
28 das direkte Abströmen der Verbrennungsgase zum Verbrennungsgasabzugstutzen 30
hin verhindern. Die Verbrennungsgase strömen anschließend durch die von den Umlenkwänden
28 frei gelassenen Durchlaßöffnungen 29 und dann durch den in Strömungsrichtung
hinter den Umlenkwänden 28 liegenden Teil des Heizgaszuges 11 in den Verbrennungsgasabzugstutzen
30, welcher beispielsweise mit einem Schornstein verbunden ist.
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Für die Befeuerung mit festen Brennstoffen besitzt der beschriebene
Heizkessel am unteren Ende des Feuerraumes 3 einen Rost. Ebenso kann eine (nicht
dargestellte) Leitung zur Zuführung von Gebläseluft in den Raum unterhalb des Rostes
vorgesehen sein. Der Heizkessel kann somit für die gleichzeitige oder alternative
Verbrennung von flüssigen und festen Brennstoffen verwendet werden, wobei in beiden
Fällen derselbe Feuerraum benutzt wird. Auf den Rost kann jedoch auch verzichtet
werden, wenn ausschließlich flüssiger Brennstoff verbrannt werden soll.
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Während des Verbrennungsvorganges wird, unabhängig davon, ob es sich
um die Verbrennung festen oder flüssigen Brennstoffes handelt, das Wasser im glockenförmigen
Wassermantel 4 und im Kesselwasser-Außenmantel 7 erwärmt und steigt in diesen beiden
Wassermänteln nach oben. Hierbei erwärmt sich das Wasser im Wassermantel 4 stärker,
da dieser von beiden Seiten beheizt wird. Hierdurch steigt das Wasser auf Grund
der Erwärmung im Wassermantel 4 nach oben und gelangt direkt in den ringzylindrischen
Wasserraum 15, welcher das Rohr 12 umgibt. Hierdurch wird das im Heißwasserbereiter
2 befindliche Brauchwasser erhitzt. Das im ringzylindrischen Raum 15 aufsteigende
Kesselwasser gibt also einen Teil seiner Wärme an das Brauchwasser im Heißwasserbereiter
2 ab und strömt dann durch die Wärmetauschrohre 18 nach unten in den Hohlraum 19,
wo es sich mit dem aus dem Kesselwasser-Außenmantel 7 aufsteigenden Wasser vermischt
und in den Austrittsstutzen 23 gelangt, an welchen Wärmeverbraucher beispielsweise
die Heizkörper einer Heizungsanlage angeschlossen sind. Das Kesselwasser gibt im
Verbraucher einen weiteren Teil seiner Wärme ab und strömt dann durch den Eintrittsstutzen
22 in den Kessel zurück. Durch diese Anordnung wird erreicht, daß einerseits das
Brauchwasser im Heißwasserbereiter 2 auf einer verhältnismäßig hohen Temperatur
gehalten werden kann und andererseits das den Kessel durch den Austrittsstutzen
23 verlassende Wasser eine verhältnismäßig konstante Temperatur aufweist.
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Dadurch, daß der Ölbrenner am Außenmantel des Heizkessels seitlich
derart angeordnet ist, daß sein Brennstrahl durch eine im glockenförmigen Wassermantel
angeordnete Ausnehmung, vorzugsweise durch die Verbrennungsgas-Austrittsöffnung
hindurch, schräg nach unten in der Feuerraum gerichtet ist, wird erreicht, daß der
ölbrenner leicht ausgebaut, bedient und überwacht werden kann und daß der Aufstellungsraum
für den Heizkessel eine geringere lichte Höhe als bei auf den Kessel oben aufgesetztem
Ölbrenner haben kann. Die vorgesehene Anordnung des Brenners erlaubt es auch, diesen
als Zündhilfe bei der Befeuerung mit festen Brennstoffen zu verwenden.
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Die über den Inhalt der Ansprüche hinausgehenden Teile der Beschreibung
und der Zeichnungen dienen nur zur Erläuterung und sind nicht Gegenstand der Erfindung.