DE202010009303U1

DE202010009303U1 - Gliederheizkessel

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Publication number: DE202010009303U1
Application number: DE201020009303
Authority: DE
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-06-19
Filing date: 2010-06-19
Publication date: 2012-01-10
Anticipated expiration: 2020-06-20

Abstract

Gliederheizkessel aus Gusseisen oder Aluminium, insbesondere Brennwertkessel, mit im Wesentlichen ringförmigen Gliedern (1, 2, 3), wobei ein Vorderglied (1), mindestens ein Hinterglied (2) und mindestens ein Mittelglied (3) vorgesehen sind, die einen Brennraum (4) mit einem im Wesentlichen umgebenden Wärmetauscher aus einem Gliederblock bilden, dessen ringförmige Wasserräume (5) miteinander über mindestens eine Nabe (6) in Verbindung stehen, wobei der Wärmetauscher als Heizgaszüge jeweils ringförmige Spalte (7) zwischen zwei benachbarten Gliedern (1, 2, 3) mit einer einander zugeordneten Geometrie aufweist, welche jeweils ausgehend vom Brennraum (4) etwa radial nach außen verlaufen und in einen Abgassammelraum (8) auf der Außenseite der Glieder (1, 2, 3) einmünden, sowie mit mindestens zwei Zugmitteln zum Zusammenhalten des Gliederblockes, dadurch gekennzeichnet, dass in den Gliederblock mindestens eine in die ringförmigen Spalte (7) zwischen zwei benachbarten Gliedern (1, 2, 3) wirkende Reinigungsvorrichtung (10) integriert ist.

Description

Die Neuerung betrifft einen Gliederheizkessel, insbesondere einen Brennwertkessel aus Gusseisen- oder Aluminium-Werkstoffen, nach dem Oberbegriff des Schutzanspruches 1. Derartige Gliederheizkessel bestehen aus mehreren einstückig gegossenen Kesselgliedern, welche hintereinander angeordnet und wasserseitig durch Naben miteinander verbunden sind. Dabei werden die von den Kesselgliedern gebildeten Wasserkanäle und -taschen zwischen dem Rücklaufanschluss und dem Vorlaufanschluss durchströmt. In der Regel besitzen gattungsgemäße Gliederheizkessel einen unteren Rücklaufanschluss und einen oben angeordneten Vorlaufanschluss, vorzugsweise in der jeweiligen Nabe. Die Heizgase strömen vom Brennraum über nachgeschaltete Heizgaszüge zu einem Abgasstutzen und geben auf Ihrem Weg Wärme an das Kesselwasser ab.
Bei allen bisherigen Kesseln dieser Art sind die Glieder in Reihe hintereinander angeordnet. Es gibt ein ringförmiges Vorderglied, an dem eine Brennraumtür oder eine Brennerplatte befestigt werden kann, je nach Leistungsgröße ein oder mehrere ähnlich gestaltete Mittelglieder sowie ein Hinterglied. Dabei erstreckt sich der Brennraum durch Vorder- und Mittelglieder bis zum Hinterglied, welches mit seiner deckelförmigen Gestaltung den Boden des Brennraumes bildet. Alle Kesselglieder besitzen bei diesen Ausführungsformen ähnliche äußere Abmessungen, weil sie über den gesamten Kesselquerschnitt Teile von Brennraum, Heizgaszügen und Wasserraum bilden. Weiterhin sind auch Kessel für niedrige Leistungsbereiche bekannt, die aus nur zwei oder gar nur einem Kesselglied bestehen. Weiterhin werden üblicherweise mindestens zwei Zugmittel, auch Ankerstangen genannt, zum Zusammenhalten des Gliederblockes verwendet.
Hinsichtlich der Abgasführung und des Wirkungsgrades der Heizgeräte unterscheidet man zwischen Heizwerttechnik und Brennwerttechnik. Aus Gründen der Energieeinsparung kommen immer mehr Brennwertheizgeräte zur Anwendung. Der Aufbau ihres Wärmetauschers gewährt die Möglichkeit, die im Betrieb bei der Verbrennung von Brennstoff und Luft entstehenden feuchten Abgase unter den Abgastaupunkt abzukühlen. Dabei kondensiert die Feuchtigkeit der Abgase aus und es wird zusätzlich zur fühlbaren Wärme die Kondensationswärme auf das Heizwasser übertragen.
Um einen intensiven Wärmeübergang zu erreichen, kommen Wärmetauscher zum Einsatz, deren Heizgaszüge jeweils aus ringförmigen Spalte zwischen zwei benachbarten Gliedern mit einer einander zugeordneten Geometrie gebildet werden. Diese verlaufen, jeweils ausgehend vom Brennraum, etwa radial nach außen und münden in einen Abgassammelraum auf der Außenseite der Glieder ein. Dabei werden die Spalte relativ eng bemessen und sind daher kaum noch mechanisch zu reinigen.
Bei einer Verwendung als Brennwertkessel muss besonders Wert auf die Werkstoffauswahl gelegt werden, denn auf Grund der Zusammensetzung des verwendeten Brennstoffs und der Verbrennungsführung sind die Abgase schadstoffbelastet und das anfallende Kondenswasser weist verschiedene Säuren in geringer Konzentration auf. Die vom Kondenswasser berührten Bauteile wie Heizflächen, Abgassammler und Abgasleitung müssen also gegenüber den Säuren resistent sein, weshalb es üblich ist, diese Bauteile aus Edelstahl, Aluminium oder Kunststoff zu fertigen. Speziell in der Ölbrennwerttechnik kommen im Allgemeinen geschweißte Edelstahlwärmetauscher zur Anwendung, wie beispielsweise auch in der DE 10 2004 023 711 B3 als Spiralrohrwicklung offenbart. Sie bieten den Vorteil, die Säurebelastung ohne Korrosion zu ertragen. Nachteilig sind die mit dem Werkstoff verbundenen hohen Kosten sowie besonders bei Schweißkonstruktionen aus Blechen die ungünstigeren Skalierbedingungen und die größeren, in räumlich engen Verhältnissen schwer montierbaren Baugrößen.
Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gliederheizkessel aus Gusseisen oder Aluminium insbesondere im Hinblick auf eine effektive Reinigung zu optimieren.
Neuerungsgemäß wird dies mit den Merkmalen des Schutzanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Gekennzeichnet ist der Gliederheizkessel dadurch, dass in den Gliederblock mindestens eine in die ringförmigen Spalte zwischen zwei benachbarten Gliedern wirkende Reinigungsvorrichtung integriert ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Reinigungsvorrichtung rohrförmig und von einem Fluid, welches als Reinigungsflüssigkeit dient und spezielle chemische Eigenschaften besitzt, durchströmbar gestaltet. Sie weist jeweils mindestens eine einem ringförmigen Spalt zugeordnete Auslassöffnung und einen stirnseitigen Anschluss zur Einspeisung des Fluids auf.
Die jeweils mindestens eine einem ringförmigen Spalt zugeordnete Auslassöffnung ist vorzugsweise als radialer Schlitz oder als Bohrung am Umfang der rohrförmigen Reinigungsvorrichtung ausgebildet. Auch können mehrere Bohrungen in einen zugeordneten Spalt wirken.
In einer weiteren Ausführungsform besitzen die jeweils einem ringförmigen Spalt zugeordneten Auslassöffnungen zur Vergleichmäßigung der Fluidverteilung über die Länge der rohrförmigen Reinigungsvorrichtung einen unterschiedlichen Auslassquerschnitt, wobei der Auslassquerschnitt in der Nähe des Anschlusses kleiner als am gegenüberliegenden Ende ist.
Vorteilhafterweise verfügt die Reinigungsvorrichtung als Anschluss zur Einspeisung des Fluids eine selbsttätig oder manuell gasdicht verschließbare Kupplungsvorrichtung. Einerseits soll damit ein Schlauch einfach angeschlossen werden und andererseits wird damit der Austritt von Abgas, Kondenswasser oder Resten der Reinigungsflüssigkeit verhindert. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die rohrförmige Reinigungsvorrichtung in einer Aussparung am Außenumfang der einzelnen Glieder, fluchtend im Gliederblock angeordnet. Dabei ist diese Aussparung so tief gestaltet, dass die Reinigungsvorrichtung hinter dem Außenumfang zurück steht.
Vorzugsweise ist die rohrförmige Reinigungsvorrichtung stirnseitig fixiert, insbesondere an einem den Gliederblock außen umschließenden Gehäuse, welches einen Abgassammelraum ausbildet. Es besteht also kein Kontakt zu den Gliedern. Vorteilhafterweise ist die rohrförmige Reinigungsvorrichtung im oberen Bereich des Gliederblockes integriert, damit im Falle der Reinigung die Reinigungsflüssigkeit durch die Spalte für das Heizgas nach unten durchläuft bzw. an der Unterseite des Gliederblockes durch den Kondenswasserablauf im Abgassammelraum abläuft.
In noch einer weiteren Ausführungsform kann die Reinigungsvorrichtung gleichzeitig als ein Zugmittel zum Verspannen des Gliederblockes in axialer Richtung dienen und somit eine Ankerstange ersetzen.
Mit der Neuerung wird ein Gliederheizkessel im Hinblick auf eine effektive Reinigung optimiert. Es besteht beste Eignung für Brennwertbetrieb, bei dem die positiven Werkstoffeigenschaften von Gusseisen oder Aluminium gezielt angewendet und genutzt werden, um gute Wärmeübertragungseigenschaften, Kompaktheit und Robustheit zu gewährleisten.
Die neuerungsgemäße Reinigungsvorrichtung bzw. deren Anschluss ist von der Vorderseite her zugänglich. Eine weitere Servicefreundlichkeit entsteht dadurch, dass das Reinigungsfluid durch die vorgegebene Anordnung der rohrförmigen Reinigungsvorrichtung automatisch dosiert dorthin gelangt, nämlich gezielt in die Spalte des Wärmetauschers.
Das Reinigungspersonal benötigt somit weniger Kontrollaufwand und auch keine separat zu montierenden Adapter- bzw. Anschlussvorrichtungen, wie es bei bisherigen Anordnungen, beispielsweise in den Brennraum nur für den Reinigungsvorgang einzufügenden Lanzen, üblich ist. Zudem wird neuerungsgemäß, insbesondere gegenüber der vorstehenden bekannten Lösung, die Verschmutzungsgefahr im Aufstellraum des Heizgerätes minimiert. Auch muss für ein herankommen and die spaltartigen Heizgaszüge der Abgasmantel, dessen Dichtheit immer gewährleistet sein soll, nicht mehr geöffnet werden. Dies war bei bekannten Reinigungsmaßnahmen ebenfalls oft der Fall.
Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Neuerung dar. Es zeigt den Wärmetauscher eines Gliederheizkessels:
1: in einer perspektivischen Gesamtansicht mit einem Ausbruch im Bereich einer Reinigungsvorrichtung,
2: in einem vertikalen Längsschnitt und
3: eine Reinigungsvorrichtung in einer perspektivischen Ansicht.
Der Gliederheizkessel besteht im Wesentlichen aus ringförmigen Gliedern 1, 2, 3, nämlich einem Vorderglied 1, zwei Hintergliedern 2 und zwei Mittelgliedern 3. Diese bilden einen Brennraum 4 und besitzen jeweils ringförmige Wasserräume 5. Sie stehen miteinander über eine obere und wahlweise auch eine untere Nabe 6 in Verbindung.
Der vom Gliederblock gebildete Wärmetauscher weist als Heizgaszüge jeweils ringförmige Spalte 7 zwischen zwei benachbarten Gliedern 1, 2, 3 mit einer einander zugeordneten Geometrie auf, welche jeweils ausgehend vom Brennraum 4 etwa radial nach außen verlaufen und in einen außen die Glieder 1, 2, 3 umgreifenden Abgassammelraum 8 einmünden. Ein Gehäuse 9 umgibt den Abgassammelraum 8.
An der Oberseite des Gliederblockes ist eine rohrförmige Reinigungsvorrichtung 10 integriert, welche einem Fluid durchströmbar ist, jeweils mindestens eine einem ringförmigen Spalt 7 zugeordnete Auslassöffnung 11 und einen stirnseitigen Anschluss 12 zur Einspeisung des Fluids aufweist, und in die ringförmigen Spalte 7 zwischen zwei benachbarten Gliedern 1, 2, 3 wirkt. Die rohrförmige Reinigungsvorrichtung 10 befindet sich in einer Aussparung 13 am Außenumfang der einzelnen Glieder 1, 2, 3 und ist stirnseitig am umschließenden Gehäuse 9 fixiert.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102004023711 B3 [0005]

Claims

Gliederheizkessel aus Gusseisen oder Aluminium, insbesondere Brennwertkessel, mit im Wesentlichen ringförmigen Gliedern (1, 2, 3), wobei ein Vorderglied (1), mindestens ein Hinterglied (2) und mindestens ein Mittelglied (3) vorgesehen sind, die einen Brennraum (4) mit einem im Wesentlichen umgebenden Wärmetauscher aus einem Gliederblock bilden, dessen ringförmige Wasserräume (5) miteinander über mindestens eine Nabe (6) in Verbindung stehen, wobei der Wärmetauscher als Heizgaszüge jeweils ringförmige Spalte (7) zwischen zwei benachbarten Gliedern (1, 2, 3) mit einer einander zugeordneten Geometrie aufweist, welche jeweils ausgehend vom Brennraum (4) etwa radial nach außen verlaufen und in einen Abgassammelraum (8) auf der Außenseite der Glieder (1, 2, 3) einmünden, sowie mit mindestens zwei Zugmitteln zum Zusammenhalten des Gliederblockes, dadurch gekennzeichnet, dass in den Gliederblock mindestens eine in die ringförmigen Spalte (7) zwischen zwei benachbarten Gliedern (1, 2, 3) wirkende Reinigungsvorrichtung (10) integriert ist.
Gliederheizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsvorrichtung (10) rohrförmig gestaltet und von einem Fluid durchströmbar ist sowie jeweils mindestens eine einem ringförmigen Spalt (7) zugeordnete Auslassöffnung (11) und einen stirnseitigen Anschluss (12) zur Einspeisung des Fluids aufweist.
Gliederheizkessel nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils mindestens eine einem ringförmigen Spalt (7) zugeordnete Auslassöffnung (11) als radialer Schlitz oder als Bohrung am Umfang der rohrförmigen Reinigungsvorrichtung (10) ausgebildet ist.
Gliederheizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils einem ringförmigen Spalt (7) zugeordneten Auslassöffnungen (11) zur Vergleichmäßigung der Fluidverteilung über die Länge der rohrförmigen Reinigungsvorrichtung (10) einen unterschiedlichen Auslassquerschnitt besitzen, wobei der Auslassquerschnitt in der Nähe des Anschlusses (12) kleiner als am gegenüberliegenden Ende ist.
Gliederheizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsvorrichtung (10) als Anschluss (12) zur Einspeisung des Fluids eine selbsttätig oder manuell gasdicht verschließbare Kupplungsvorrichtung aufweist.
Gliederheizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die rohrförmige Reinigungsvorrichtung (10) in einer Aussparung (13) am Außenumfang der einzelnen Glieder (1, 2, 3), fluchtend im Gliederblock angeordnet ist, wobei diese so tief gestaltet ist, dass die Reinigungsvorrichtung (10) hinter dem Außenumfang zurück steht.
Gliederheizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die rohrförmige Reinigungsvorrichtung (10) stirnseitig fixiert ist, insbesondere an einem den Gliederblock außen umschließenden Gehäuse (9), welches einen Abgassammelraum (8) ausbildet.
Gliederheizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die rohrförmige Reinigungsvorrichtung (10) im oberen Bereich des Gliederblockes integriert ist.
Gliederheizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsvorrichtung (10) gleichzeitig als ein Zugmittel zum Verspannen des Gliederblockes in axialer Richtung dient.