DE2025472B2 - Heizungskessel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Heizungskessel mit einer Brennkammer und einem die Brennkammer umgebenden Wassermantel, in dem Rauchgaskanäle angeordnet sind, die aus einem die Wand der Brennkammer bildenden Metallblech hergestellt und von der Brennkammer jeweils durch eine bus der doppelten Dicke des Metallbleches gebildeten Einschnürung getrennt sind.

Aus der FR-PS 13 63 650 ist ein Wärmeaustauscher bekannt, der einen längsverlaufenden, inneren Mantel besitzt, dessen Inneres eine Brennkammer begrenzt, sowie einen längsverlaufenden, äußeren Mantel, der den inneren Mantel mit radialem Abstand umgibt und zusammen mit diesem eine Kammer zur Aufnahme eines zu erwärmenden Strömungsmittels begrenzt, und der weiterhin eine Reihe von Auslaßkanälen für Verbrennungsprodukte aufweist, welche sich längs zwischen dem inneren und dem äußeren Mantel erstrecken und unter Zwischenräumen im Abstand voneinander angeordnet sind. Dieser Wärmeaustauscher besteht, abgesehen von den sonstigen, noch erforderlichen Teilen, mindestens aus drei Hauptteilen, nämlich einem ersten Rohr, welches den inneren Mantel bildet, und einem zweiten Rohr, welches den äußeren Mantel bildet, sowie einem gewellt gebogenen Blecheinsatz, der die Trennung des Zwischenraums zwischen den beiden Rohren in Kanäle bewirkt. Dieser Wärmeaustauscher ist verhältnismäßig aufwendig in seiner Herstellung und in seiner Installierung, insbesondere deswegen, weil ein getrennter Innenmantel erforderlich ist und die Endplatte, die dieser Wärmeaustauscher aufweist, dicht eingeschweißt werden muß, wozu wegen der vielen Kanäle lange Schweißstellen erforderlich sind; Schließlich müssen gesonderte Verbindungslöcher vorgesehen werden, welche den Innenmantel mit dem Inneren der zugeordneten Kanäle verbinden.

Ein ähnlicher Wärmeaustauscher ist in der FR-PS 13 50 756 beschrieben, bei dem jedoch der innere Mantel des Wärmeaustauscherrohrs weggelassen ist, &5 aber diese Weglassung führt nicht dazu, daß ein getrennter Innenraum und davon getrennte Kanäle vorhanden sind, sondern die Weglassung des inneren Mantels ist dadurch bedingt, daß man die Einlage im äußeren Mantel entsprechend weiter nach innen gebogen hat, so daß der Querschnitt des kreisförmigen Innenraums vergleichbar mit dem Querschnitt der Kanäle wird, also der kreisförmige Innenraum gewissermaßen nur einen zu den Umfangskanälen zusätzlichen, jedoch im übrigen gleichwirkenden Austauscherkanal bildet

Aus der DT-PS 1 81 129 ist ein Heizungskessel bekannt, bei dem der innere Mantel und die Rauchgaskanäle aus einem einzigen Metallteil ausgebildet sind, jedoch handelt es sich bei diesem Metallteil um ein Gußstück, das mittels eines ziemlich aufwendigen Gießverfahrens hergestellt werden muß.

Bei dem weiterhin bekannten Heizungskessel nach der DT-AS 12 03 935 ist das Flammrohr an seinem dem Brenneranschluß gegenüberliegenden Ende geschlossen und allseitig von dem den Wasserraum füllenden Wasser umspült, wobei konzentrisch zum Flammrohr im Wasserraum Rauchrohre angeordnet sind, die über tangential in die Rauchrohre mündende Flammgaseintrittsstutzen mit sich in Richtung der Flammrohrachse erstreckenden Flammgasaustrittsschlitzen verbunden sind. Diese bekannte Bauart ist in ihrer Herstellung verhältnismäßig teuer und in ihrem Aufbau relativ kompliziert, so daß eine Vereinfachung des Aufbaus durcii einen Einsatz aus gebogenem Blech für die Rauchgaskanäle nicht in Frage kommt.

Schließlich ist a^s der DT-AS 17 78 880 ein Heizungskessel der eingangs genannten Art bekannt. Bei der hier in Frage stehenden Ausführungsform dieses Heizungskessels ist die innere Brennkammer über ihren ganzen Umfang durch dicht rneinandcrüegende Rauchgaskanäle umschlossen, und infolgedessen ist die Brennkammer durch diese Rauchgaskanäle von dem zu erhitzenden Strömungsmittel getrennt, so daß kein unmittelbarer Wärmeaustausch zwischen der Brennkammer und dem zu erhitzenden Strömungsmittel erfolgen kann, was nachteilig ist. Bei den Ausführungsformen von Heizungskesseln der DT-AS 17 78 880, bei denen auch ein unrriittelbarer Wärmeaustausch zwischen der Brennkammer und dem zu erhitzenden Strömungsmittel möglich sein soll, ist neben den die Rauchgaskanäle begrenzenden Teilen zusätzlich ein zylindrischer Mantel vorgesehen, was nicht nur kostspielig, sondern auch für den Wärmeaustausch hindernd ist.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, einen Heizungskessel der eingangs genannten Art so auszubilden, daß er bei einem möglichst einfachen Aufbau und dadurch bedingter kostengünstiger Herstellung eine ausgezeichnete Wärmeübertragung auf das zu erhitzende Strömungsmittel, das sich in dem Wassermantel befindet, ergibt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Wand der Brennkammer und die Rauchgaskanäle aus einem einzigen Metallblech gebildet sind.

Mit der Erfindung wird der zylindrische Mantel des zuletzt erwähnten bekannten Heizungskessels überflüssig gemacht, und zwar in der Weise, daß nur noch eine einzige Längsnaht verbleibt, indem der innere Mantel und die unter Zwischenräumen im Abstand voneinander angeordneten Auslaßkanäle zusammen aus einem einzigen Metallblech ausgebildet sind, so daß die Brennkammer über den inneren Mantel teilweise direkt an das zu erwärmende Strömungsmittel angrenzt. Insgesamt ergibt sich also bei einer hervorragenden Wärmeübertragung ein sehr einfacher und stabiler Aufbau; dieser Aufbau ermöglicht es, die Verwendung

von Rohrenheizkörperplatten an den Stellen, an denen die Rauchgasströmung umgekehrt werden soll, zu vermeiden. Der erfindungsgemäße Heizungskessel kann mit geringfügigen Änderungen für jede Art von flüssigem, festem oder gasförmigen Brennstoff verwendet werden, und er ist sowohl für normale Verbrennung als auch für die Verbrennung unter Druck geeignet.

Weitere Merkmale im Rahmen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger, in den rig. 1 bis 10 der Zeichnung im Prinzip dargestellter, besonders bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Stirnansicht einer Einheit aus einem Metallblech, das so gebogen ist, daß es die Wand der Brennkammerund die Rauchgaskanäle eines Heizungskessels bildet,

F i g. 2 und 3 Abwandlungen der in F i g. 1 dargestellten Ausführungsform,

Fig. 4 einen Axialschnitt durch die Ausführungsform nach Fig. 1 entlang der Linie IV-IV,

Fig. 5 eine Stirnansicht einer Einheit aus einem Metallblech, das analog der Ausführungsform nach Fig. 1 gebogen ist, jedoch radiale Verbindungen zwischen der Brennkammer und den Rauchrohren aufweist,

F i g. 6 einen Axialschnitt durch die Ausführungsform der F i g. 5 längs der Linie VI-VI,

F i g. 7 eine Teilansicht einer Ausführungsform der in F i g. 1 dargestellten Art in vergrößerten! Maßstab, wobei jedoch die in F i g. 5 dargestellten Abwandlungen vorgesehen sind,

Fig. 8 eine Seitenansicht der Ausführungsform nach F i g. 7, ebenfalls in Teilansicht, und

Fig. 9 und 10 zwei schematische Schnittansichten durch zwei unterschiedliche Ausführungsformen von Heizungskesseln, die unter Verwendung der in den vorhergehenden Figuren veranschaulichten Einheiten aus gebogenen Metallblechen hergestellt sind.

In den Fig. 1, 2 und 3 ist mit 1, la und 1£> ein Metallblech bezeichnet, das zu einer Einheit so gebogen ist, daß eine Brennkammer A und eine Mehrzahl von kreisförmig um die Brennkammer in der einen oder anderen Konfiguration angeordneter Rauchgaskanäle B entstanden sind. Eine solche Einheit erhält man durch Faltung des Metallblechs 1, la, \b derart, daß eine Anzahl flacher Streifen entsteht, die die Wände 2, 2a, 2b dec Brennkammer begrenzen, sowie weiterhin eine Anzahl von Rohren 3, 3a, 3b der einen oder anderen Form, die die Rauchgaskanäle B bilden, die von der Brennkammer A mittels in Längsrichtung verlaufender Einschnürungen 4,4a, 4babgetrennt sind.

Die Rohre, welche die Rauchgaskanal B bilden, können in irgendeinem Muster über den gesamten Umfang der Brennkammer A oder über einen Teil derselben angeordnet sein und irgendeine geeignete Form besitzen, wie sie beispielsweise in den Fig. 1, 2 und 3 veranschaulicht ist. Auch die Brennkammer A selbst kann jeden geeigneten geometrischen Querschnitt aufweisen. <>o

Entsprechend einer in den F i g. 5 und 6 dargestellten Abwandlung ist die Einheit, die aus einem einzigen Metallblech 1 hergestellt ist, an einem Ende so ausgebildet, daß die äußeren Rohre 3, welche die Rauchgaskanäle B bilden, an ihren Enden Bereiche 5 aufweisen, die zu einem Trichter verformt sind, so daß sich eine Verbindung der Brennkammer A mit den Rauchgaskanälen ßin radialer Richtung ergibt.

Auf diese Weise ist es möglich, die Rauch- bzw. Abgasstörmung umzulenken, ohne daß es erforderlich ist, auf die Verwendung üblicher Röhrenheizkörperplatten zurückzugreifen; auf diese Weise wird, wie leicht einzusehen ist, der Aufbau des Heizungskessels vereinfacht.

Abgesehen davon, daß die Rauchgaskanäle jeden geeigneten geometrischen Querschnitt aufweisen können, ist es weiterhin möglich, Rohre 3', welche Rauchgaskanäle S bilden, auch noch so auszubilden, daß sie geneigt verlaufen, d. h. daß sich ihr Querschnitt verändert, wie in den Fig. 7 und 8 veranschaulicht ist. Eine derartige Ausbildung kann sich aus speziellen Aufbauerfordernissen ergeben.

Durch Veränderung der Form der Brennkammer sowie weiterhin auch der Form und der Anordnung der Rohre, weiche die Rauchgaskanäle B bilden, ist es möglich, den in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellten Heizungskessel sowohl jeder Art von flüssigem, festem oder gasförmigem Brennstoff als auch einer Arbeitsweise bei normaler Verbrennung oder bei Verbrennung unier Druck anzupassen. Beim Aufbau von Heizungskesseln, die für eine unter Druck erfolgende Verbrennung bestimmt sind, kann man in vorteilhafter Weise von der Möglichkeit Gebrauch machen, eine direkte Verbindung zwischen der Brennkammer A und den Rauchgaskanälen B in der beispielsweise in den F i g. 5 und 6 dargestellten Weise herzustellen.

Tatsäi 'ilich sind in einem derartigen Falle keine speziellen Abdichtungsvorrichtungen erforderlich, die anderenfalls bei üblichen Konstruktionen bzw. Ausbildungen notwendig sind.

In den Fig. 9 und 10 sind beispielsweise zwei mögliche Ausführungsformen von Heizungskesseln dargestellt, die eine aus einer Brennkammer und Rauchgaskanälen aufgebaute Einheit umfassen.

In Fig. 9 ist der Brenner 6 auf der Oberseite angeordnet und die Brennkammer A ist am Boden durch eine feuerfeste Grundabdeckung 7 verschlossen. Die Rauchgase strömen daher längs der Innenwände der Brennkammer A nach oben, treten in die Rauchgaskanäle B ein und strömen durch diese zu der am Boden vorgesehenen Austrittsöffnung, wie mit Pfeilen ("angedeutet ist.

Bei dem in Fig. 10 veranschaulichten Ausführungsbeispiel befindet sich der Brenner 6 ebenfalls auf der Oberseite, und die Rauchgase strömen durch am Boden vorgesehene, die Brennkammer A und die Rauchgaskanäle B verbindende Bereiche 5 sowie anschließend entlang der Rauchgaskanal ß, um an der Oberseite auszuströmen, wie durch die Pfeile C angedeutet ist. In beiden Fällen ist die aus einem einzigen Metallblech 1 gebildete Einheit von einem Wassermantel 8 bzw. 8' umgeben.

Nach einer der vielen Abwandlungen, die im Rahmen der Erfindung möglich sind, kann der Brenner derart angeordnet werden, daß die Achse des Flammenstrahls unter jedem Neigungswinkel gegenüber der Achse der Brennkammer verläuft.

Weiterhin sei darauf hingewiesen, daß unter Rauchgasen im Sinne der Erfindung jede Art von bei der Verbrennung entstehenden oder erwärmten Gasen, Dämpfen, Gas-Festkörper-Suspensionen od. dgl. zu verstehen sind.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Heizungskessel mit einer Brennkammer und ^ einem die Brennkammer umgebenden Wassermantel, in dem Rauchgaskanäle angeordnet sind, die aus einem die Wand der Brennkammer bildenden Metallblech hergestellt und von der Brennkammer jeweils durch eine aus der doppelten Dicke des Metallbleches gebildeten Einschnürung getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand (2) der Brennkammer (A) und die Rauchgaskanäle (B) aus einem einzigen Metallblech (1) gebildet sind.

2. Heizungskessel nach Anspruch 1, dadurch '⁵ gekennzeichnet, daß die Einschnürungen (4, 4a, 4b) am hinteren Ende der Brennkammer (A) durch Bereiche (5) mit den Rauchgaskanälen (B) verbunden sind.

3. Heizungskessel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnürungen (4, 4a, 46) in wenigstens einem Teil ihrer Länge nur durch die beiden Dicken des Metallbleches (1) verbunden sind.

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