DE19502765C2 - Heizkessel in Gliederbauweise - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Heizkessel in Gliederbau­ weise zum Verbrennen flüssiger oder gasförmiger Brenn­ stoffe, bestehend aus einer horizontal orientierten Brennkammer mit sich daran anschließenden, vertikal ori­ entierten Nachschaltheizflächen, wobei die Glieder je­ weils einzeln an Vor- und Rücklaufsammler angeschlossen und die die Nachschaltheizflächen bildenden Glieder aus Leichtmetallguß mit eingegossenem Wasserführungssystem gebildet sind.

Derartige Heizkessel sind bspw. nach der DE 43 02 479 A1 bekannt und zwar dort im Rahmen einer besonderen Ausfüh­ rungsform, die eine solche spezielle Zuordnung von Brenn­ kammer und Nachschaltheizflächen zeigt. Hierbei sind aber alle Einzelglieder parallel zur Brennkammerlängsachse ne­ beneinander angeordnet, d. h., derartige Einzelglieder sind nur für diese spezielle Bauweise geeignet und können nicht für eine Bauweise verwendet werden, bei der die Glieder quer zur Brennkammerlängsachse angeordnet sind, was ebenfalls nach der DE 43 02 479 A1 bekannt ist. Abge­ sehen davon ist die Formgebung der Glieder bei Kesseln mit horizontal orientierter Brennkammer und vertikal ori­ entierten Nachschaltheizflächen bzw. Heizgaszügen zwar machbar, aber doch relativ ungünstig und aufwendig und damit auch die Wasserführung innerhalb der Glieder.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Beibehal­ tung der Vorteile von Heizkesseln der gattungsgemäßen Art diese dahingehend zu verbessern und zu gestalten, daß die Glieder von Gestaltungsmaßnahmen zur Ausbildung der Brennkammer unberührt bleiben und diese, selbst ein Bau­ glied bildend, wie die anderen Glieder bzgl. ihrer Was­ serführung auch, separat an die Vor- und Rücklaufsammler anschließbar ist.

Diese Aufgabe ist mit einem Heizkessel der gattungsgemä­ ßen Art nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das die Brennkammer bildende Glied in Form eines Gehäuses aus Stahlblech mit einem wasserführenden und an die Sammler angeschlossenen Doppelmantel ausgebildet und am brennkam­ merseitigen Glied angeflanscht ist, das und dessen quer zur Brennkammerlängsachse angeordneten Folgeglieder bis auf das Endglied eine dem Brennkammerquerschnitt im we­ sentlichen entsprechende Öffnung aufweisen.

Im Bereich der aus Leichtmetall, d. h. vorzugsweise Alumi­ nium oder Aluminiumlegierung, gebildeten Einzelglieder ist durch das mit eingegossene Wasserführungssystem in diesem Teil des Heizkessels dafür gesorgt, daß die Alumi­ niumheizflächen nicht mit dem Kesselwasser in Berührung kommen können, also nicht dessen basischer Wirkung ausge­ setzt sind, die zur Korrosion des Aluminiums führen würde. Um diesen Vorteil auch beim erfindungsgemäßen Heizkessel konsequent auszunutzen, besteht eine vor­ teilhafte Ausgestaltung darin, daß in der Brennkammer an deren wassergekühlten Wand eine diese abdeckende, ein- oder mehrteilige und mit dieser in Wärmeleitkontakt ste­ hende Schale aus Leichtmetall angeordnet ist.

Mit Rücksicht auf den Anschluß der Brennkammer besteht eine weitere, vorteilhafte Ausgestaltung darin, daß das brennkammerseitige Glied in seiner Form gasseitig den Folgegliedern entspricht, aber brennkammerseitig von Wärmeübertragungsflächenvergrößerungen freigehalten und mit Brennkammeranschlußflächen versehen ist.

Das brennkammerfernste Glied, d. h., das Endglied muß na­ türlich, wie beim Heizkessel nach der DE 43 02 479 A1 eine geschlossene Wand bilden, die im Bereich des dorti­ gen Heizgaszuges ebenfalls mit Wärmeübertragungsflächen­ vergrößerungen wie die anderen Glieder auch versehen ist.

Abgesehen davon, daß die aus Leichtmetall bestehenden Glieder, da mit Öffnungen entsprechend dem Brennkammer­ querschnitt versehen, auch ohne die vorgesetzte Brennkam­ mer für einen nur aus solchen Gliedern bestehenden klei­ neren Heizkessel verwendet werden können (die Öffnungen bilden aneinandergereiht in diesem Fall die Brennkammer), stellt die erfindungsgemäße Heizkesselgestaltung ein äu­ ßerst übersichtlich und einfach zusammenzustellendes Bau­ kastensystem dar, bei dem man es zudem noch in der Hand hat, die Brennkammerlänge problemlos an die jeweilige verbrennungstechnischen Erfordernisse anzupassen oder im Bedarfsfall problemlos auszutauschen.

Der erfindungsgemäße Heizkessel wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispie­ les näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Heizkessel;

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Heizkessel und

Fig. 3 etwas verkleinert und schematisch in Ansicht das Wasserführungssystem für ein Glied.

Der Heizkessel in Gliederbauweise besteht in bekannter weise aus einer horizontal orientierten Brennkammer 1 mit sich daran anschließenden, vertikal orientierten Nach­ schaltheizflächen 2, wobei die Glieder G jeweils einzeln an Vor- und Rücklaufsammler 3, 4 angeschlossen und die die Nachschaltheizflächen 2 bildenden Glieder G₁ aus Leichtmetallguß mit eingegossenem Wasserführungssystem WS gebildet sind. Das Wasserführungssystem WS aus Stahlroh­ ren bedarf keiner näheren Erläuterung, das in seiner Ein­ bindung in Al-Gußglieder ebenfalls bekannt ist.

Für einen solchen Heizkessel ist nun wesentlich, daß das die Brennkammer 1 bildende Glied G in Form eines Gehäuses 5 aus Stahlblech mit einem wasserführenden und an die Sammler 3, 4 angeschlossenen Doppelmantel 6 ausgebildet und am brennkammerseitigen Glied 7 angeflanscht ist, das und dessen quer zur Brennkammerlängsachse 8 angeordneten Folgeglieder 9 bis auf das Endglied 10 eine dem Brennkam­ merquerschnitt Q im wesentlichen entsprechende Öffnung 11 aufweisen.

Aus dem genannten Grund ist vorteilhaft in der Brennkam­ mer 1 an deren wassergekühlten Wand 12 eine diese ab­ deckende, ein- oder mehrteilige und mit dieser in Wärme­ leitkontakt stehende Schale 13 aus Leichtmetall angeord­ net. Vorzugsweise wird für die Schale 13 ein Al-Zylinder mit bspw. nur 2 mm Wandstärke benutzt, der bspw. durch Vorkühlung etwas in bezug auf sein Sollmaß, mit dem die­ ser hergestellt wurde, geschrumpft in die Brennkammer eingesetzt wird und sich bei Erwärmung wärmeleitend an die Wand 12 der Brennkammer fest anlegt. Durch den Ein­ satz eines solchen Al-Zylinders ist einerseits der Korro­ sionssicherheit auf der Gasseite Rechnung getragen, ande­ rerseits gelangt kein Kesselwasser an den Al-Zylinder, da die Stahlwand 12 dazwischen angeordnet ist, d. h., es lie­ gen auch für die Brennkammer die gleichen Vorteile vor wie an den Gliedern G durch das dort eingegossene Wasser­ führungssystem aus Stahlrohren.

Das brennkammerseitige Glied 7 entspricht in seiner Form gasseitig den Folgegliedern 9, ist aber brennkammerseitig von Wärmeübertragungsflächenvergrößerungen 14 freigehal­ ten und mit Brennkammeranschlußflächen 15 versehen.

An allen Gliedern G₁ sind mit Rücksicht auf den Anschluß eines Abgassammelkastens 16 mit Abgasanschluß 17 An­ schlußflansche 18 mit angegossen. Außer den Anschlüssen 19 zu den Sammlern 3, 4 bedarf der ganze Heizkessel kei­ ner Flüssigabdichtungen, da jedes Glied G, also auch die Brennkammer, eine in sich geschlossene Wasserführungsein­ heit bildet.

Zum gasdichten Verspannen der Glieder G untereinander dienen mit angegossene Ösen 20 und für das Anflanschen der Brennkammer 1 bzw. des Gehäuses 5 ist dieses mit ei­ nem überstehenden Flansch 21 versehen, der bis auf den Rücklaufanschlußbereich 22 ausreichend Platz für Ver­ schraubungen 23 bietet.

Bezüglich der Schale 13 aus Al kann diese auch, wenn dies die Länge der Brennkammer 1 verlangen sollte, aus mehre­ ren kürzeren Zylinderstücken bestehen, wobei allerdings wegen der Korrosionssicherheit für eine Spaltabdichtung gesorgt werden muß, was keiner Erläuterung bedarf, da da­ für geeignete Maßnahmen bekannt sind.

Statt der Einbindung eines Wasserführungssystems aus Stahlrohren, dessen Herstellung ziemlich zeit- und damit kostenaufwendig wäre, da nicht ohne weiteres einer Auto­ matisierung zugänglich, werden die Wasserführungssysteme WS für die Einzelglieder G₁ vorteilhaft und vorzugsweise gemäß Fig. 3 aus formverpreßten, dünnen Stahlblechschalen 24 gebildet, in die, wie dargestellt, vor- und rücklauf­ seitige Stahlrohre 25 mit eingebunden bzw. eingeschweißt sind. Dabei ist es aber auch möglich, den die Öffnung 11′ umfassenden Strang 26 insgesamt aus Stahlrohr zu bilden.

Claims (4)

1. Heizkessel in Gliederbauweise zum Verbrennen flüssi­ ger oder gasförmiger Brennstoffe, bestehend aus ei­ ner horizontal orientierten Brennkammer (1) mit sich daran anschließenden, vertikal orientierten Nach­ schaltheizflächen (2), wobei die Glieder (G) jeweils einzeln an Vor- und Rücklaufsammler (3, 4) ange­ schlossen und die die Nachschaltheizflächen (2) bil­ denden Glieder (G₁) aus Leichtmetallguß mit einge­ gossenem Wasserführungssystem (WS) gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das die Brennkammer (1) bildende Glied (G) in Form eines Gehäuses (5) aus Stahlblech mit einem wasserführenden und an die Sammler (3, 4) ange­ schlossenen Doppelmantel (6) ausgebildet und am brennkammerseitigen Glied (7) angeflanscht ist, das und dessen quer zur Brennkammerlängsachse (8) ange­ ordneten Folgeglieder (9) bis auf das Endglied (10) eine dem Brennkammerquerschnitt (Q) im wesentlichen entsprechende Öffnung (11) aufweisen.

2. Heizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Brennkammer (1) an deren wassergekühlten Wand (12) eine diese abdeckende, ein- oder mehrtei­ lige und mit dieser in Wärmeleitkontakt stehende Schale (13) aus Leichtmetall angeordnet ist.

3. Heizkessel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das brennkammerseitige Glied (7) in seiner Form gasabzugsseitig der Form der Folgeglieder (9) entspricht, aber auf seiner brennkammerseitigen Außenfläche von Wärmeübertragungsflächenver­ größerungen (14) freigehalten und mit Brennkammeran­ schlußflächen (15) versehen ist.

4. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das in den Gliedern (G₁) eingegossene Wasserfüh­ rungssystem (WS) aus formgepreßten und automatisch rundum verschweißten, dünnen Stahlblechschalen (24) gebildet ist, in die vor- und rücklaufseitig Stahl­ rohre (25) eingebunden sind.