DE2261860A1 - Kessel, insbesondere heisswasserkessel - Google Patents

Description

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Wuppertal-E., den 15. Dez. 1972 12/w

Patentanmeldung

Anwaltsakte Nr. 5111

Beondu A.G., · Vaduz/Liechtenstein

Kessel, insbesondere He\&WdSSerke<,s,e.L

Die Erfindung bezieht sich auf einen Heißwasserkessel, insbesondere einen Zentralheizkessel mit einem Verbrennungsraum, wenigstens einem Rauchgaste.il und einem Wasserteil.

Bei solchen bekannten Kesseln ist der Rauchgas- und der Wasserteil aus Gußeisen- oder Stahlgliedern aufgebaut, die mit Bolzenoder Schraubenverbindungen aneinander befestigt sind.

Solche Kessel haben den Nachteil, daß wegen der verhältnismäßig geringen Wärmeübertragung durch Gußeisen oder Stahl, die zudem durch Korrosion beeinträchtigt wird, ein verhältnismäßig großer Wasserinhalt zur Vermeidung unerwünschter Temperaturspannungen erforderlich ist, was eine lange Aufwärmezeit zur Folge hat.

Auch soll, im Zusammenhang mit den Temperaturspannungea«,¹ die erwärmte Fläche immer in einem bestimmten Verhältnis zu der gekühlten Fläche stehen, so daß man beim Anordnen von die erwärmte Fläche vergrößernden Elementen, wie Rippen,, immer an das vorher genannte Verhältnis gebunden ist. Bei der Anwendung

eines sogenannten Zweizugsysterns sollen außerdem, wiederum im Zusammenhang mit unerwünschten Temperaturspannungen, komplizierte Ubergangskonstuktionen zwischen dem ersten und dem zweiten Zug angewendet werden.

Der Zweck der Erfindung ist, obige Nachteile zu vermeiden und einen Heißwasserkessel einfacher Konstruktion, minimaler Abmessungen, mit geringem Gewicht und sehr kurzer Aufwärmezeit zu schaffen.

Dazu ist der erfindungsgemäße Kessel gekennzeichnet durch wenigstens zwei, im wesentlichen konzentrische, aus sehr gut wärmeleitendem Material, wie Leichtmetall oder Ldchtmetallegierangen hergestellte Zylinder, die einen ringförmigen Wasserteil einschließen, mit radial beidseitig einem Rauchgasteil, wobei Axialrippen beider Zylinder sich wenigstens bis in die Rauchgasteile erstrecken.

Durch die Materialwahl und den Radialaufbau des Kessels werden Temperaturspannungen auf ein Minimum beschränkt und Spannungskonzentrationen in den Winkelpunkten, wie diese bei einer nichtradialen Ausführung oft auftreten, völlig vermieden*

Nach einer näheren Ausarbeitung der Erfindung kann der Verbrennungsraum sich nahe an einem Ende des inneren Zylinders befinden und kann die radiale Abmessung wenigstens einer Anzahl der sich von diesem Zylinder einwärts erstreckenden Rippen in der

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Nähe des anderen Zylinderendes, in dem ersten Zug des Rauchgasteiles größer sein als bei dem Verbrennungsraum.

Die kürzeren Rippen bei dem Verbrennungsraum bleiben außer dem Bereich der Brennerflammen und bewirken eine turbulente Luftbewegung, wodurch eine gute Mischung von Luft und Brennstoff möglich ist und Rußbildung vermieden wird. Nach dem Verbrennungsraum in dem ersten Zug des Rauchgasteiles ist die wärmeaufnehmende Fläche des inneren Zylinders derart vergrößert, daß die an dieser Stelle noch sehr heißen Gase dem Wasserteil viel Wärme abgeben können.

Dabei können erfindungsgemäß in dem Rauchgasteil an der Außenseite des Wasserteiles die Rippen sich bis an einen dritten die Außenbegrenzung dieses Rauchgasteiles bildenden Zylinder erstrecken. Dadurch wird erreicht, daß die von diesem äußersten Zylinder aufgenommene Wärme über die daran anliegenden Rippen, wenigstens teilweise dem Wasserteil übertragen wird.

Damit die Rauchgase aus dem ersten Zug um das geschlossene Ende des Wasserteiles nach dem zweiten Zug geführt werden können, kann erfindungsgemäß nach den von dem Verbrennungsraum abgekehrten Enden der Zylinder ein im wesentlichen plattenförmiges Rauchgasführungsblech angeordnet sein.

Dieses Führungsblech, das bei vertikaler Aufstellung des Kessels mit beispielsweise einem Ölbrenner zentral an der Oberseite den

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Boden des Kessels bildet, kann gemäß der Erfindung in der Nähe der Rauchgaseinlässe zu dem zweiten Zug eine Dicke haben, die der gewünschten Rauchgasdurchströmung angepaßt worden ist. In dieser Weise kann die Wärmeabgabe durch die Rauchgase variiert und daher die Kapazität angepaßt werden.

Auch kann erfindungsgemäß die Dicke des Führungsbleches an der Schornsteinseite größer sein als an der gegenüberliegenden Seite, so daß der Rauchgaseinlass zu dem zweiten Zug an der Schornsteinseite kleiner ist als an der gegenüberliegenden Seite. Dadurch, daß ein solches asymmetrisches Führungsblech gedreht wird, kann die erwünschte stellenweise Drosselung des Durchganges nach dem zweiten Zug in einfacher Weise eingestellt werden.

Außerdem kann der Kessel in Abstand durch ein Gehäuse umschlossen werden, wobei erfindungsgemäß der Zwischenraum einen Ansaugkanal für die Verbrennungsluft bildet. Diese Luft wird dabei durch die äußere Zylinderbegrenzung des zweiten Zugs vorerwärmt.

Der Kessel kann mit einer Rohrspirale für Heißwasseranlagen gemäß dem Durchflußprinzip versehen sein, wobei das Wasser über das Heißwasser des Zentralheizteiles erwärmt wird. Bei einer Heißwasseranlage ist es unbedingt erforderlich, daß das Heißwasser eine möglichst konstante Temperatur hat, beispielsweise 60° C. Bei den bekannten Kesseln mit einem großen Wasserinhalt muß die Heißwasseranlage gemäß dem Durchflußprinzip deshalb in dem Teil des Kessels angeordnet werden, wo das Wasser des Zentralheizteiles möglichst gering durch Belastungsschwankungen des Kessels

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beeinflußt wird. Weil bei dem erfindungsgemäßen Kessel der Wasserteil sehr klein sein kann, und daher der Kessel sofort auf die BelastungsSchwankungen anspricht, kann die Heißwasseranlage ohne weiteres in dem Wasserteil als Rohrspirale montiert sein.

Wenn eine solche Heißwasseranlage angewendet wird, kann der Brenner thermostatisch geregelt werden in Abhängigkeit von der Temperatur des Kesselwassers, während der Zentralheizteil thermostatisch geregelt werden kann mittels thermostatischer Steuerung der Zirkulationspumpe oder des Mischhahns.

Weiter kann auch in dem Wasserteil eine Anzahl Rippen angeordnet sein, während der Kessel auch als Drei- oder Mehrzugkessel ausgebildet sein kann. Der Kessel kann mit einem Ölbrenner versehen oder jedoch auch gasbeheizt sein.

Zur Klarstellung der Erfindung wird nunmehr unter Hinweis auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel des Kessels beschrieben-. Es zeigen:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt des Kessels und Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie II-II in Fig. 1.

Gemäß der Zeichnung ist der Kessel versehen mit zwei im wesentlichen konzentrisch montierten, aus Leichtmetall, beispielsweise einer Aluminiumlegierung, hergestellten Zylindern 1 und 2, die durch eine Schweißverbindung 3 miteinander verbunden sind. Die Zylinder 1 und 2 umschließen einen, ringförmigen Wasserteil 4.

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Von dem inneren Zylinder 1 erstrecken sich radial einwärts Axialrippen 7. An der Oberseite des Zylinders befindet sich unter einem Zentralbrenner 13 eine Verbrennungskammer 51 an welcher Stelle die Radiallänge der Rippen verhältnismäßig gering ist. Dadurch bleiben die Rippen außer dem Bereich der Flammen und wird Abbrennen vermieden. Unter der Verbrennungskammer 5, wo sich der erste Rauchgaszug 6 befindet, kann die Radiallänge einer Anzahl Rippen, beispielsweise jeder zweiten Rippe größer sein, so daß eine gute Wärmeaufnahme aus den Rauchgasen möglich ist.

An der radialen Außenseite des äußeren Zylinders 2 befindet sich ein zweiter Rauchgaszug 6¹, der zwischen dem Zylinder 2 und einem diesen Zylinder umgebenden äußersten Zylinder 9 eingeschlossen ist.

Der äußerste Zylinder 9 wird in Abstand umgeben von einem Mantel 10 des Kesselgehäuses.

In dem zweiten Rauchgaszug 6' erstrecken sich Radialrippen θ bis an den äußersten Zylinder 9.

Der Boden des Kessels wird gebildet durch eine Platte 11, welche gleichfalls als Rauchgasverteiler dient. Dieses Rauchgasführungsblech ist in der Nähe der Ränder dicker als in der Mitte. Hierdurch werden verengte Durchgänge a und b gebildet, die eine Drosselwirkung auf die aus dem ersten Zug 6 nach dem Zweiten Zug 6^f strömenden Rauchgase ausüben.

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Zwischen dem Zylinder 9 und dem Mantel 10 befindet sich ein Ringkanal, durch den Verbrennungsluft nach dem Brenner 13 strömen kam

In dem Zylinder 9 befindet sich eine Rauchgasabfuhr 14.

In der Nähe des Kesselbodens befindet sich der Rückleitungsanschluß 15 des Zentralheißwassers. Die Zufuhr befindet sich in dem in der Zeichnung nicht sichtbaren Teil des Kessels.

An dem Oberende des Wasserteiles 4 befinden sich die Anschlüsse 16 und 16' für eine Rohrspirale einer Heißwasseranlage.

In dem Wasserraum ist ein Wasserverteiler 12 angeordnet, der Kurzschlußströmungen des Wassers verhindert. In der Nähe der Unterseite des Mantels 10 befindet sich ein Verbrennungslufteinlaß 17. ■

Der Kessel kann mit geringem Kostenaufwand aus einer geringen Anzahl Teilen hergestellt werden, während eine gute Zugänglichkeit für Inspektion und Wartung gesichert ist. Die Kapazität des Kessels kann in einfacher Weise durch Anwendung kurzer oder langer Zylinder variiert werden, während sich durch Austausch des Zylinders 2 gegen einen Zyliner anderen Durchmessers in einfacher Weise der Inhalt des Wasserteiles ändern läßt.

Die Flächen des Rauchgasteiles oder des Wasserteiles können nach Bedarf vor dem Verschweißen im Zusammenhang mit der erwünschten

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Wasserübertragung behandelt werden, z. B. besonders geglättet, besonders aufgerauht oder gefärbt werden.

Die in dem Wasserteil 4 angeordnete Rohrspirale oder ein anderer Wärmeaustauscher für die Heißwasseranlage kann ohne Demontierung des Kessels ersetzt werden.

Patentansprüche;

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Claims (7)

Patentansprüche ;

1. Kessel, insbesondere Heißwasserkessel oder Zentralheizkessel ; mit einem Verbrennungsraum, wenigstens einem Rauchgasteil und einem Wasserteil, gekennzeichnet durch wenigstens zwei, im wesentlichen konzentrische, aus sehr gut wärmeleitendem Material, wie Leichtmetall oder Leichtmetallegierungen,hergestellte Zylinder, die einen ringförmigen Wasserteil einschließen, mit radial beidseitig einem Rauchgasteil, wobei Axialrippen beider Zylinder sich wenigstens bis in die Rauchgasteile erstrecken.

2. Kessel nach Anspruch 1,dadurch gekennzei chn e t , daß der Verbrennungsraum sich nahe an einem Ende

des inneren Zylinders befindet und die radiale Abmessung ! wenigstens einer Anzahl der sich von diesem Zylinder ein- j wärts erstreckenden Rippen in der Nähe des anderen Zylinderendes, in dem ersten Zug des Rauchgasteiles größer ist als bei dem Verbrennungsraum.

3. Kessel nach Anspruch 1 oder 2_P dadurch gekennzeichnet, daß in dem Rauchgasteil an der Außenseite des Wasserteiles, die Rippen sich bis an einen dritten, die Außenbegrenzung dieses Rauchgasteiles bildenden Zylinder erstrecken.

4. Kessel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß nach den von dem Verbrennungsraum abgekehrten Enden der Zylinder ein im wesentlichen plattenförmiges Rauchgasführungsblech angeordnet ist.

5. Kessel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Führungsbleches in der Nähe der Rauchgaseinlässe zu dem zweiten Zug, der gewünschten Rauchgasdurchströmung angepaßt ist.

6. Kessel nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Führungsbleches an der Schornsteinseite größer ist als an der gegenüberliegenden Seite.

7. Kessel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kessel in Abstand durch ein Gehäuse umschlossen wird, dadurch ge^ kennzeichnet, daß der Zwischenraum einen Ringkanal für die Verbrennungsluft bildet;

Θ. Kessel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei Anwendung in einer Zentralheizvorrichtung mit Heißwasseranlage, und dazu versehen mit einer Rohrspirale oder einem ähnlichen Wärmeaustauscher, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrspirale direkt in dem Wasserteil des Kessels angeordnet ist.

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