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Heizkessel für flüssige und gasförmige
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Brennstoffe Die Erfindung betrifft einen Heizkessel für flüssige
und gasförmige Brennstoffe, insbesondere für kleine Leistungen, bestehend aus einem
wasserführenden Gehäuse mit Vor- und Rücklaufanschlüssen, in dem eine wassergekühlte
Brennkammer angeordnet ist, die abströmseitig mit zwei etwa hylbzylindrischen, schalenförmigen
Heizgaszügen umgeben ist, die ihrerseits mit einer Rauchgassammelkammer in Verbindung
stehen.
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Ein derartiger Heizkessel ist nach der OE-PS 234 963 bekannt, der
allerdings als Sturzbrennerheizkessel mit einer brennerfern offenen Brennkammer
ausgebildet ist. Man setzt heute voraus, daß Heizkessel funktionell hinsichtlich
Strömungsführung und Wårmeübertragung in Ordnung sind. Ein anderer und heute ebenso
wesentlicher Gescihtspunkt ist aber der einer kostengünstigen Herstellung, die praktisch
nur noch erreichbar ist, wenn sich derartige Heizkessel weitestgehend automatisch-maschinell
mit
geringsmöglichem Zeitaufwand herstellen lassen, was in der Regel
durch den räumlich verschachtelten Aufbau von Heizkesseln ein beachtliches Problem
darstellt.
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Inwieweit Heizkessel der einyangs genannten Art den funktionellen
Erfordernissen genügen, mag dahingestellt bleiben, den fertigungstechnischen Erfordernissen
kann dieser vorbekannte Heizkessel jedoch nicht genügen bzw. ist bezüglich seiner
tatsächlichen Fertigungsmöglichkeiten nichts offenbart. Gleiches gilt auch für einen
Heizkessel nach der CH-PS 485 182, weshalb sich ein derartiger Kessel vermutlich
auf dem Markt auch nicht einführen konnte.
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Will man die insbesondere funktionell vorteilhafte Aufgliederung der
Heizgaszüge durch beispielsweise u-Profile mit einer wassergekühlten Brennkammer
in Verbindung anwenden, dessen wassergekühlte Mantel mit dem äußeren wasserführenden
Innenraum des Kesselgehäuses wegen der Zirkulation verbunden werden muß, so stellen
sich einer weitestgehend automatisch-maschinellen Fertigung beträchtliche Schwierigkeiten
entgegen.
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In der Bewältigung dieser Schwierigkeiten liegt die Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, deren Lösung al.so nur in der speziellen Ausbildung und Zuordnung aller
heizgasführenden Bereiche Niederschlag finden kann, die teilweise von wasserführenden
Bereichen durchgriffen werden.
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Diese Aufgabe ise mit einem Heizkessel der genannten Art nach der
ErFindung daaurch gelöst, daß die Halbschalen jeweils aus einer inneren Wand von
etwa Brennkammerlänge und aus einer äußeren Wand mit einer mindestens der Brennkammerlänge
zusätzlich der Unlenkbrennkammer- und Rauchgassammelkammer angeordnet sind und daß
die oberen und unteren, in den äußeren Wassermantel fkxhrenden, seitlich von abgebogenen
Längsrändern begrenzten Uberströmkanäle durch abgewinkelte Blechstreifen zu den
Umlenk-und Rauchgassammelkammern und diese gegen den äußeren Wassermantel abgedeckt
sind, wobei die topfartige Brennkammer mit einer brennerseitigen Abkantung mit den
inneren Wänden der schalenförmigen Heizgaszüge verbunden sind, zwischen welchen
Wänden im Bereich der Brennkammerrückseite ein Boden eingesetzt ist, der den die
Brennkammer umgebenden, wasserführenden Raum gegen die Rauchgassammelkammer abschirmt.
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Diese zunächst kompliziert erscheinende Ausbildung läßt aber, von
relativ geringer Handheftarbeit abgesehen, eine weitestgehen. maschinelle Verschweißung
des ganzen Heizkessels zu, wobei natürlich die erwähnten Verbindungen, Abdeckungen
und Abschirmungen als flüssigkeitsdicht zu verstehen sind.
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Die den Hei gas Zug bildenden Schalen werden zunächst separat hergestellt,
wobei die innenwand mit den abgebogenen Längsrändern entsprechend verformt wird.
Die beispielsweise uförmigen Längsprofile, die neben der günstigen Strömungsführung
hinsichtlich Horizonalanordnung des Kessels außerdem
funktionell
durch ihre schnelle Erwärmung vorteilhaft zu einer schnellen Kondensatverdampfung
führen, werden auf die noch ausgeflachte Außenwand aufgeschweißt. Diese Wand wird
dann gebogen, auf die gebogene Innenwand aufgesetzt und von außen mit den hochgebogenen
Längsrändern verschweißt, wobei die Längsränder beider Schalen dann später in Zusammenstellung
die Seitenbegrenzungen der Uberströmkanäle bilden.
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Die Außenwände der Halbschalen bilden für ihren Teil gleichzeitig
die Begrenzungswände für die Umlenk- und die Rauchgassammelkammer.
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Beide Halbschalen werden mit den abgewinkelten Blechstreifen zugeschweißt,
was mit zwei maschinellen Schweißköpfen hinten und vorn gleichzeitig erfolgt.
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In diese derart verbundenen Halbschalen wird die Brennkammer eingesetzt
und mit ihrer öffnungsseitigen rundumlaufenden Abkantung mit den Innenwänden der
Halbschalen verschweißt einschließlich der Teile der Blechstreifen, die die Uberströmkanäle
nach vorn und hinten zur Umlenk- bzw. Rauchgassammelsammelkammerseitig wird zwischen
die scha kammer abschließen. Rauchgassammelkammerseitig wird zwischen die schaleninnenwände
ein kreisförmiger Boden eingelegt und ebenfalls verschweißt.
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Alle diese Nähte lassen sich ohne Schwierigkeiten und ohne komplizierte
Schweißeinrichtungen maschinell verschweißen.
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Die T:order und Rückwände des Kessels, die entsprechend große Öffnungen
haben und die bereits durch eine äußere beispielsweise zylindrische Wand mittels
außen verlegter Schweißnähte verbunden sind, nehmen dann die ganze aus doppelwandiger
Brennkammer, Zug- und Überströmkanälen bestehende Einheit auf, indem diese Einheit
einfach durch die Öffnungen gesteckt und von außen mit den überstehenden Rändern
der verlängerten Schalen außenwände und der Belchstreifen verschweißt wird.
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In diese erfindungsgemäße und fertigungs technische vorteilhafte Ausbildung
des Heizkessels läßt sich nun bei größeren Kesseldimensionen für größere Leistungen
in Weiterbildung ohne weiteres auch eine allgemein bekannte wassergekühlte Stirnwand
mit einbeziehen, die zentrisch zur Brennkammer eine Öffnung für den Brennereinsatz
aufweist und den Zugang zu den Zügen freihält, was bedeutet, daß solch eine Wand
ebenfalls überströmkanäle haben muß. In diesem Fall ist der obere Schenkel des abgewinkelten
Blechstreifens lediglich etwas kürzer gehalten, so daß die nachfolgend noch näher
zu beschreibende wasserführende Vorderwand mit ihren Uberströmkanälen in dem dann
frei bleibenden Durchgang eingesetzt werden kann, so daß der Innenraum der wasserführenden
Wand mit dem wasserführenden Außenraum des Heizkessels in Zirkulationsverbindung
steht.
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Weitere vorteilhafte Ausbildungsformen des Heizkessels ergeben sich
nach den Unteransp-üshen.
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Der erfindungsgemäße Heizkessel wird nachfolgend an Hand der zeichnerischen
Darstellung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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Es zeigen Fig. 1 in perspektivischer Ansicht teilweise den oberen
Bereich der brennerseitigen Umlenkkammer Fig. 2 einen Schnitt durch den kompletten
Heizkessel etwa längs Linie Il-Il in Fig. 1 Fig. 3 einen Schnitt durch den Heizkessel
entsprechend dem nach Fig. 1, aber in anderer Ausführungsform Fig. 4 die Hälfte
eines Schnittes durch den Heizkessel nach Fig. 2, 3 längs Linien IV-IV Fig. 5 die
Hälfte der Vorderansicht des Heizkessels nach Fig. 3 Fig. 6 eine Draufsicht auf
die zwischen Vorder- und Rückwände einschiebbare Einheit aus Brenn-, Umlenk- und
Abzugskammer mit Heizgaszügen Fig. 7 in Ansicht die wasserführende, der Brennkammer
vorgeschaltete Vorderwand Fig. 8 die Vorderwand gemäß Fig. 7 im Schnitt
Fig.
9 in Ansicht einen Vorderwandzuschnitt in anderer Ausführungsform Fig. 10 im Schnitt
den Vorderwandzuschnitt nach Fig. 9 nach der Verformung Fig. 11 in Ansicht einen
anderen Vorderwandzuschnitt, der zum Zuschnitt gemäß Fig. 9 in Zusammenstellung
gehört Fig. 12 im Schnitt den Zuschnitt nach Fig. 11 nach der Verformung.
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In den Fig. sind bezeichnet mit 1 die beiden die Züge 13 bildenden
Halbschalen aus einer inneren Wand 2 und einer äußeren Wand 4, mit 3 die abgebogen,
die Uberströmkanäle 7 begrenzenden Längsränder der inneren Wand 2, mit 5 die u-förmig
gebogenen Zuglängsprofile, mit 6 der äußere Wassermantel, mit 8 abgewinkelte Blechstreifen,
mit 9 die Umlenkkammer, mit 10 die Rauchgassammelkammer, mit 11 die Brennkammer,
mit 12 die vorderen Abkantungen der Brennkammerwand 17, mit 14 die Brennkammerrückseite
und mit 15 der den wasserführenden, die Brennkammer 11 umgebenden Raum 16 abschirmende
Boden.
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Insbesondere aus Fig. 1, 3 ist erkennbar, daß die Züge 13 aus zwei
Halbschalen gebildet sind, die sich sehr einfach und maschinell ohne Schwierigkeiten
herstellen lassen, wobei vor aden; Zusammenschweißen der Sande 2, 4 die Zuglängsprofile
5 auf die noch ausgeflachte Wand 2 aufgesetzt und mit Mehrfachschv'eif3-köpfen aufgeschweißt
werden.
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Die Verbindung zwischen den beiden Schalen 1 wird durch vier abgewinkelte
Blechstreifen 8, wie gut aus Fig. 1 erkennbar, hergestellt, deren Schenkel 8' zwischen
die abgebogenen Längsränder 3 eingreifen und mit diesen verschweißt werden.
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Der wasserdichte Abschluß zur Umlenkkainmer 9 hin wird durch die Abkantung
12-der Brernikammerwand 17 erreicht, die von den Schenkeln 8' hintergriffen und
verschweißt wird.
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Durch diese Ausbildung entsteht eine in das Heizkesselgehause 18 einbaufertige
Einheit (siehe Fig. 6), die lediglich durch entsprechend große Öffnungen in den
Vorder- und Rückwänden 19, 20 eingeschoben und von außen verschweißt wird. Auf die
nach außen etwas überstehenden Ränder werden dann die gestrichelt angedeuteten Abschlußdeckel
21, 22 mit Öffnung 23 für den Brenner (nicht dargestellt) und mit Rauchgasabzugsstutzen
24 aufgesetzt und in geeigneter Weise gehalten.
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Der Anschluß der Winkelstücke 8 bzw. 8' im Bereich der Brennkammerrückseite
14 erfolgt entsprechend, allerdings mit dem Uunterschied, daß sich hier die Schenkel
8' an dem Boden 15 anlegen.
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Das gleiche Bauprinzip ist in Weiterbildung bei einer Ausführungsform
nach Fig. 3 beibehalten, bei der der Brennkammer 11 in an sich bekannter Weise eine
schmale, wassergekühlte Wand 26 vorgeschaltet ist, die natürlich eine Durchgriffsöffnung
23' für
den Brenner hat und die ferner Überströmkanäle 7' zum Zirkulationsanschluß
an den wasserführenden Innenraum 6 des Gehäuses IS haben muß. In Rücksicht auf die
Überströmkanäle sind die horizontalverlaufenden Schenkel der vorderen Blechstreifen
8 lediglich eiwas kürzer zu halten.
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In den Fig. 7 - 12 sind Blechzuschnitte für derartige Vorderwände
26 dargestellt, die was jeweils zwei flachen Schalen hergestellt werden.
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Die im wesentlichen kreisförmigen Zuschnitte sind am Außen- und Innenumfang
mit Materialzugaben 29 versehen, aus denen die Bördelränder27 gezogen werden. Im
eingebauten Zustand ragen die Fahnen 28 über die Vorderwand 19 und werden dort durch
Schweissen mit den ebenfalls herausragenden Rändern der Außenwände 4 verschweißt.
Diese Vorderwandausbildung hat den Vorteil, daß abgesehen von den Bereichen der
Überströmkanäle 7' bei den Schalen auf dem gleichen Preßwerkzeug verformt werden
können.
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In den Fig. 9 und 11 sind die Zuschnitte 30, 30' für die Schalen 31,
31' verdeutlicht, wobei die Schale 31 die brennerseitige Fläche und die Schale 31'
die umlenkkammerseitige Fläche der Wand 26 bilden.
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Für beide beschriebene Kesselausführungsformen können auch die Blechstreifen
8 in den Zuschnitt der Außenwand 4 mit einbezogen werden, wodurch für diesen Bereich
vier Schweißnähte gespart werden können (siehe rechte Seite der Fig. 6).
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Hiernach sind die Blechstreifen 8 gewissermaßen halbiert als Ansätze
25 an allen vier Ecken des Zuschnittes für die Wand 4 vorgesehen, an welchen Ansätzen
dann noch fahnenartig die abzubiegenden Schenkel 8' angesetzt sind, die durch einen
Schlitz von etwas mehr als Blechstärkenbreite der Längsränder 3 von der Fläche des
Zuschnittes für die Wand 4 getrennt sind.
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Für den Einsatzbereich der Uberströmkanäle 7 sind dann im Bereich
der Ansätze 25 entsprechend große Ausschnitte vorzusehen.
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Da sich auf diese Weise die Schalenteile praktisch selbsthaltend zusammenstecken
lassen, kann die Handheftarbeit, die etwa den gleichen Zeitaufwand wie das gesamte
maschinelle Schweißen kostet, auf ein Minimum reduziert werden.
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L e e r s e i t e