DE1944049U - Stehender stahlheizkessel mit warmwasserboiler fuer oelfeuerung, gas und feste brennstoffe. - Google Patents

Description

"■ ' · 6. Juni 1963 Patentanmeldung

Stehender Stahlheizkessel mit Warmwasserboiler für Ölfeuerung, Gas und feste Brennstoffe'

Die Erfindung.bezieht sich auf einen stehenden Stahlheizkessel mit Warmwasserbereitung, welcher mit Öl, Gas oder festen Brennstoffen beheizt werden kann und dessen Kessel-Wasservolumen sowohl im Kesselteil als auch im Boilerteil eine turbulente- Zirkulation erfährt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Heizkessel zu schaffen, welcher höchste Wirtschaftlichkeit, einfachen, kostensparenden Aufbau und hohe Betriebssicherheit aufweist, Außerdem soll eine leichte Umstellung der Beheizungsart, ohne große Heizleitstungsschwankungen erreicht werden.

Es wird von modernen Stahlheizkesseln außerdem gefordert, daß eine lange Lebensdauer, einfache Bedienung, leichte Reinigungsmöglichkeit und nicht zuletzt eine hohe Boilerleistung gewährleistet sind. Ebenso hat sich bei Heizkesseln die Tendenz durchgesetzt, mindestens zwei voneinander unabhängige Feuerungssysteme einzubauen. Vorwiegend werden heute derartige Kessel ölgefeuertj jedoch sind bei einigen bekannten Heizkesseln auch Feuerräume für feste Brennstoffe vorhanden, un bei Ausfall der Ölversorgung oder der elektrischen Energie die Beheizung des Kessels durch feste Brennstoffe fortzusetzen. Nachteilig dabei ist, daß bei einer der beiden Beheizungsarten der Kessel eine geringere Heizleistung aufweist. Entscheidend für eine hohe Wirtschaftlichkeit und Funktionssicherheit von Stahlheizkesseln ist eine saubere Verbrennung und ein hoher Wärmeübergang. Gerade das möglichst rasche Aufheizen von Kesselwasser und

Brauchwasser bei optimaler Ausnutzung der Brennstoffenergie und gleichzeitiger Vermeidung von Rückstau und Pulsation der Heizgase war bis jetzt nur teilweise und · unter großem baulichen Aufwand möglich.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß durch den Einbau eines ringmantelförmigen Quersieders, welcher gleichzeitig als Feuerraum für die Öl- bzw. Gasheizung dient, ein direkter, sehr hoher Wärmeübergang an das den Quersieder durchströmende Kesselwasser stattfindet. Durch die Ausnutzung der im Quersieder auftretenden höchsten Wärmeübergangszahlen des Heizkessels wird eine größtmögliche Wärmeübertragung an das Kesselwasser und eine sehr kurze Anheizzeit erreicht. Durch diese Anordnung wird weiterhin eine gleichmäßige Turbulenzzirkulation des Kesselwassers erreicht, was der schnellen Anheizzeit des Heizkessels und des in seinem oberen Teil angeordneten Boilers zugute kommt. Gleichzeitig wird eine rückstaufreie Heizgasführung durch den als Feuerraum dienenden Quersieder in Verbindung mit dem Abgaswender, welcher sich an das offene Ende des Feuerraums anschließt, erreicht. Da der Heizkessel auch gasgefeuert betrieben werden soll, werden Sturzzüge durch den Einbau des Quersieders und des Abgaswenders vermieden. Durch die Ausnützung der im Kessel und speziell, in der Brennkammer auftretenden höchsten Wärmeübergangswerte, durch die hervorgerufene Turbulenzzirkulation und durch die vollständige Umhüllung des Feuerraums mit einem Wassermantel erübrigt sich eine Feuerraum-Schamottierung, was dem einfachen und kostensparenden Aufbau des Heizkessels zugute kommt.

Bei automatisch arbeitenden Ölfeuerungen entstehen im Kessel bekanntlich große Rauchgasmengen, deren stoßfreie Abführung bei bekannten Kesseln nicht ohne weiteres möglich ist.Durch die erfindungsgemäße Ausbildung und Anordnung des Feuerraums und der Heizgaszüge werden diese Rauchgasmengen ohne übermäßige Wirbelbildung und ohne Pulsation stoßfrei abgeführt.

Zur Warmwassererzeugung wird beim Anmeldungsgegenstand ei Boiler verwendet, welcher im oberen Teil des Heizkessels angeordnet ist. Der zeitlich und mengenmäßig verschiedene Bedarf an Warmwasser stellt besondere Anforderungen an Boiler, welche durch Heizwasser erwärmt werden. Vor allem ist für eine wirtschaftliche Ausnutzung der Brennstoffe zum Zweck der Wormwassererzeugung in Boilern ein sehr guter Wärmeübergang notwendig. Dies wird beim Erfindungsgegenstand dadurch erreicht, daß das Heizwasser mit eindeutiger und verhältnismäßig schneller Zirkulationsströmung um den Boiler geführt wird. Dem gleichen Zweck dient die Vergrößerung der Boileroberfläche durch äen Einbau von geraden oder wellenförmigen Wärmeaufnahmerippen. Außerdem wird durch den Einbau eines Innenmantels in den Boiler eine Turbulenzzirkulation des Brauchwassers erreicht, was der raschen Aufheizung des Boilerinhalts zugute kommt. Es ist also durch den Einbau eines Innenmantels möglich, auch bei abgestellter Brauchwasserentnahme eine Zirkulation des Boilerinhalts entlang der Wärmetauschflächen zu erzielen.

Den Aufbau des Heizkessels zeigen"die Abb. 1 und 2 . Abb. 1 zeigt einen Längsschnitt durch den Heizkessel.

In einem stehenden Stahlheizkessel, mit äußerem Wassermantel 1 und Isolierung 13 mit obenliegendem Boiler 2 ist ein waagrechter zylinderförmiger Feuerraum 3 angeordnet, welcher von einem mantelförmigen Quersieder 4 umgeben ist. Der Quersieder reicht nicht ganz bis zum gegenüberliegenden Wassermantel des Kessels. Der Brennraum 3 ist auf der Kesselaußenseite mit einem Ölbrenner 5 oder mit einem nicht gezeigten Gasbrenner verbunden. Auf der gegenüberliegenden Seite des Feuerraums 3 befindet sich an der Innenwand des Kessels ein heizwasserdurchflossener Abgaswender 6. Der Abgaswender 6 teilt den Rauchgasstrom in den unteren Feuerraum 7 und den oberen Heizgasraum 9 auf. Der untere Feuerraum 7, welcher zur Verbrennung von festen Brennstoffen dient, durchzieht ein heizwasserdurchflossener Rost 8

bekannter Bauart. Der obere Heizgasraum 9 erhält ein Wärmetauschregister 10, welches um 90° gegenüber dem Quersieder 4 versetzt ist und an den äußeren Wassermantel 1 angeschlossen ist. Die Heizgase verlassen den Kessel durch.das Rauchrohr 11, welches sich an den Heizgasraum 9 anschließt. Im Rauchrohr 11 ist eine Drosselklappe 12 angeordnet, welche einen freien Rauchrohrquerschnitt an der Unterseite des Rauchrohrs 11 offen läßt. Dadurch verlassen bei geschlossener Drosselklappe 12 die Rauchgase den Heizgasraum 9 nicht in dessen oberer Hälfte, sondern in einer tieferen Zone, wo sie sich bereits mehr abgekühlt und noch einen Teil der Restwärme an das Heizmedium abgegeben haben.

Überhalb des Heizgasraums 9 ist ein Warmwasserboiler 2 angeordnet. Dieser Warmwasserboiler 2 hat eine troinmelähnliche Form mit einem mittig angeordneten •Heizwasserfallschacht 18 und ist - ähnlich dem Feuerraum 7 und dem Heizgasraum 9 - mit einem Heizwassermantel umgeben. Die äußere Mantelfläche des Warmwasserboilers 2 ist mit stehenden, geraden oder gewellten Rippen versehen.. Diese befinden sich einerseits an der Außenseite des Boilermantels im Heizwasser und dienen als Wärmeaufnahmerippen 14. Andererseits ragen Rippen auch in das Innere des Boilers 2 und wirken als Heizrippen 15 für das Brauchwasser. Ein Boilerinnenmantel 16· legt sich an die Heizrippen 15 an, wobei er an der Unter- und Oberseite des Boilers 2 einen Zirkulationsraum frei läßt.

Die Aufheizung des Boilers 2 erfolgt durch das im oberen Kesselmantel 17 aufsteigende Heizwasser in Verbindung mit Boilermantelfläche und den Rippen 14, 15. Das Heizwasser steigt entlang der Mantelfläche des Boilers 2 empor,fließt an der Boileroberseite zur Mitte und sinkt im Heizwasserfallschacht 18 nach erfolgter Wärmeabgabe nnch unten. Das Brauchwasser wird dem Boiler 2 durch eine Kaltgebrauchswasserleitung 19 in seinem unteren Teil zugeführt. Von der Kaltwasserzone ^O des Boilers strömt das Brauchwasser entlang der Heizrippen 15 nach oben in die Warmwasserzone 21 und wird dort durch die Warmwasserleitung 22 zu den Ver-

brauchsstellen geleitet. Wenn keine Entnahme des Warmwassers stattfindet, zirkuliert der Boilerinhalt aus der Kaltwasserzone 20 nach oben und zwar zwischen äußerer Mantelfläche des Boilers 2 und dem Boilerinnenmnntel 16. Von dort fällt das erwärmte Brauchwasser durch die Reservezone 23 und gelangt in die Kaltwasserzone 20, wodurch diese beiden Zonen aufgeheizt werden. Damit kann vor allem die Strahlungswärme, welche nach Abschalten des Brenners noch im Feuerraum 3 entsteht, dem Boiler nutzbar zugeführt werden.

Durch die erfindungsgemäße Gestaltung und Anordnung des Warmwasserboilers läßt sich ein sehr rasches Aufheizen seines Inhalts erreichen. Durch die Anordnung des Boilerinnenmantels 16 braucht nur ein verhältnismäßig kleiner Boilerinhalt aufgeheizt zu werden.

In /,bb. 1 sind noch folgende erforderlichen Anschlüsse eingezeichnet: Vorlauf 24, Rücklauf 25, Sicherheitsvorlauf 26 und Sicherheitsrücklauf bzw. Kesselentleerung 27, Zirkulationsrücklauf 28.

Abb. 2 zeigt einen Schnitt durch die Anordnung von Quersieder 4, Abgaswender 6 und Wärmetauscher 10, welche an den äußeren Heizwassermantel 1 in verschiedenen Höhen angeschlossen sind, werden hohe Wärmeübergangswerte erzielt, durch welche sich das erhitzte Kesselwasser im äußeren Heizwassermantel 1 gleichmäßig verteilt und die Turbulenzzirkulation ermöglicht.

Claims (5)

1. Stehender Stahlheizkessel mit vom Kesselwasser beheizten Warmwasserboiler für feste, flüssige und gasförmige Brennstoffe mit einem Wassermantel (1) an der Außen- und Oberseite des Kessels dadurch gekennzeichnet, daß er einen horizontal liegenden, zylinderförmigen Brennraum (3) für flüssige oder gasförmige Brennstoffe aufweist, welcher von einem ringmantelförmigen Quersieder (4) umgeben ist, welcher mit dem Kesselwassermantel (1) in Verbindung steht.

2. Stehender Stahlheizkessel nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der ringmantelförmige Quersieder (4) nicht ganz bis zu dem gegenüberliegenden Wassermantel (6) reicht.

3. Stehender Stahlheizkessel nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß der dem offenen Ende des Feuerraumes (3) gegenüberliegende Wassermantel als Abgaswender (6) ausgebildet ist, welcher eine Rauchgasverbindung zwischen Feuerraum (3), dem unteren Feuerraum (7) einerseits und dem Heizgasraum (9) herstellt.

4. Stehender Stahlheizkessel nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß im Heizgnsraum (9) senkrecht zur Achse des Quersieders (4) ein Rippenrohrwärmetauscher (10) angeordnet ist, welcher mit dem Wassermantel (1), der den Kessel umgibt, verbunden ist.

5. Stehender Stahlheizkessel nach Anspruch 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß der im oberen Teil des Kest-eleangeordnete Warmwasserboiler (2) an seiner äußeren Mantelfläche auf der Außenseite gerade oder gewellte Wärmeaufnahmerippen (14) und auf der Innenseite gerade oder gewellte Heizrippen (15) aufweist.

Stehender Stahlheizkessel nach Anspruch 1 "bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Innern des Boilers (2) ein ringförmiger Innenmantel (i6) angeordnet ist, welcher an den Heizrippen (15) anliegt und einen Zirkulationsraum im unteren und o"beren Teil des Boilers frei läßt.