DE2623632C3 - Heizkessel mit horizontal angeordneten Kesselgliedern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Heizungskessel mit horizontal angeordneten, vom Wärmeträger durchiiiossenen Kesselgliedern, die von mit Konvektionsrippen versehenen Kanälen gebildet sind.

Bei einem bekannten Heizungskessel dieser Art bestehen die Kesselglieder aus einem den Wärmeträger führenden, d.h. mit einem rundumlaufenden Flüssigkeitskanal versehenen Rahmen, in dem eine je nach Kesselgröße an sich beliebige Zahl von Rohren als weitere wärmeübertragende Elemente mit flüssigkeitsleitender Verbindung zu dem im Rahmen liegenden Kanal gehalten sind. Die vertikale Verbindung der Kesselglieder erfolgt über von dem Rahmenkanal ausgehende Vertikalstutzen.

Heizkessel mit horizontal angeordneten Kessetgliedern besitzen gegenüber Heizkesseln mit vertikal angeordneten Kesselgliedern einige beachtliche Vorteile, so insbesondere den Vorteil, daß die Glieder untereinander nur jeweils einseitig verbunden werden müssen, so daß sich die betriebsbedingt aufgrund der Erwärmung unvermeidbaren Längenänderungen spannungsfrei ausgleichen können. Die bekannten Kessel mit horizontal angeordneten Kesselgliedern besitzen jedoch gegenüber den Kesseln mit vertikal angeordneten Kesselgliedern den Nachteil, daß sie eine geringere spezifische Wärmeleistung besitzen bzw. — umgekehrt — einen größeren spezifischen Materialeinsatz erfordern, der bei gegossenen Kesseln etwa 10—15% Gußeisen bezogen auf gleiche Wärmeleistung beträgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kessel mit horizontal angeordneten Kesselgliedern zu schaffen, der eine gegenüber den bekannten Kesseln dieser Art — bezogen auf den Materialeinsatz — verbesserte spezifische Wärmleistung besitzt.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Kanäle in einem als wärmeüberiragendes Element dienenden massiven Rahmen angeordnet sind, der durch die Konvektionsrippen zumindest mit den äußeren Kanälen verbunden ist.

Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß die sowohl mit dem Rahmen als auch den Kanalrohren verbundenen Konvektionsrippen neben der ihnen ursprünglich zukommenden Aufgabe der Aufnahme der Wärme aus den Rauchgasen und deren Abgabe an den im zugehörigen Kanal geführten Wärmeträger die Aufgabe der Ableitung der von dem massiven Rahmen aufgenommenen Wärme zu den Innenelementen zu erfüllen vermag, so daß entgegen der bisherigen

ίο Annahme eine eigene unmittelbare Kühlung der unmittelbar wärmebeaufschlagten Außenflächen des Kesselgliedes durch Wärmeträger entbehrlich ist. Die Außenelemente können daher unter entsprechender Materialersparnis und ohne Leistungseinbuße zu relativ dünnwandigen massiven Rahmenelementen reduziert werden.

Im allgemeinen genügt eine Verbindung der Längsrahmenteile mit lediglich dem jeweils unmittelbar benachbarten äußeren Kanalrohr zur Erzielung einer ausreichenden Wärmeabführung zum Wärmeträger, es ist jedoch auch eine weitergehende Verbindung möglich derart, daß die Konvektionsrippen sich über mehrere Kanalrohre oder das ganze Kesselglied hinweg erstreckende Querstege bilden, wobei die Anordnung zweckmäßig so getroffen ist, daß die Kanäle der übereinanderliegenden Kesselglieder übereinander und die Konvektionsrippen gegeneinander versetzt angeordnet sind. Hierdurch wird eine optimale Wärmeübertragung — wobei durch geeignete Auslegung auch turbulente Rauchgasführung erreicht werden kann — sowie ein einwandfreier Zugang zu den vom Rauchgas bestrichenen Flächen von oben her zum Zwecke der Reinigung erzielt.

In einer weiteren Ausführungsform können die Konvektionsrippen jeweils nur bis zu einer horizontalen Trennebene ausgebildet und gegeneinander versetzt sein. Die Rippen des anderen Modelheiles stehen dann jeweils in den Zwischenräumen. Der Vorteil dieser Ausbildung besteht darin, daß bei Kesselgliedern mit lediglich einseitig angeordneten, jedoch zum Zwecke der Bildung einer Zuführung und Abführung für den Wärmeträger vertikal geteiltem Stutzen für den gesamten, aus mehreren Kesselgliedern bestehenden Heizkessel eine Gliedform und damit nur eine Modelleinrichtung erforderlich sind.

Es können weiterhin in den Ebenen der Konvektionsrippen im Innern der Kanäle »Turbulatoren« in Form von Umlenk- oder Widerstandsrippen angeordnet sein, durch die einerseits die Wärmeübertragungsfläche zum Wärmeträger erhöht und andererseits der Wärmeträger in eine turbulente Strömung versetzt werden kann, durch die örtliche Überhitzungen und damit das Auftreten von Siedegeräuschen verhindert werden.
Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht. Es zeigt

F i g. 1 eine Sicht von oben auf ein Kesselglied,

F i g. 2 einen Teillängsschnitt nach A-A durch Fig. 1,

F i g. 3 einen Querschnitt nach B-B durch F i g. 1,

F i g. 4 drei übereinanderliegende Glieder eines Kessels,

F i g. 5 einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform eines Kesselgliedes in einer der F i g. 2 entsprechenden Sicht.

Das in F i g. 1 der Zeichnung dargestellte Kesselglied

^hl> besteht aus mit Konvektionsrippen 3 versehenen Kanälen 2, die in einem als wärmeübertragendes Element dienenden massiven, d. h. keine eigenen Kühlkanäle aufweisenden Rahmen 1 angeordnet sind,

der durch die Konvektionsrippen 3 mit den Kanälen 2 verbunden ist. Das Kesselglied kann aus einem Stück gegossen oder geschweißt sein, so daß eine materialschlüssige und damit wärmeleitende Verbindung zwischen dem Rahmen und den Rippen besteht Es sind in der Zeichnung der F i g. 1 die Rippen teilweise als durchgehende, das gesamte Kesselglied überspannende Rippen (rechte Hälfte) und teilweise als sich lediglich bis zum benachbarten Kanal erstreckende Rippen (linke Hälfte) dargestellt. Die Kanäle haben Verbindung zu den Vertikalstui?en 4a und 4b, von denen die Stutzen 4a eine nach oben gerichtete Öffnung und der Stutzen 4b eine nach unten gerichtete Öffnung aufweist, über die — siehe F i g. 4 — die Glieder an ihren Enden wechselseitig verbunden werden können. Es wird hierdurch ein Zwangsdurchlauf des Wärmeträgers durch alle Glieder hindurch erzielt Es sind weiterhin — Fig.3 — im Innern der Kanäle 2 jeweils im Verbindungsbereich zu

den Konvektionsrippen 3 Turbulatoren 5 angeordnet Diese Ausführungsform besitzt außer Vorteilen in bezug auf die Flüssigkeitsführung den weiteren Vorteil, daß durch entsprechend versetzte Anbringung der Konvektionsrippen 3 zum Aufbau eines Kessels mit entsprechend Fig.4 lageweise versetzten Rippen 3a bzw. 36 nur Glieder einer Ausbildung erforderlich sind, die lediglich in um 180° gedrehter Lage aufeinandergesetzt werden.

Sofern Glieder mit lediglich einem zum Zwecke der Ausbildung eines Zulaufes und eines Auslaufes in einer vertikalen Ebene hälftig geteilten Stutzen vorgesehen sind, sind in der in Fig.5 wiedergegebenen Weise Konvektionsrippen 6, 6a unter gegenseitiger Versetzung nur bis zu einer horizontalen Trennebene ausgebildet wodurch ebenfalls mit lediglich einer Kesselgliedausführung und entsprechend einem Modell eine Seitenversetzung der Rippen erzielt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Heizungskessel mit horizontal angeordneten, vom Wärmeträger durchflossenen Kesselgliedern, die von mit Konvektionsrippen versehenen Kanälen gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (2) in einem als wärmeübertragendes Element dienenden massiven Rahmen (I) angeordnet sind, der durch die Konvektionsrippen (3) zumindest mit den äußeren Kanälen (2) verbunden ist.

2. Heizungskessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (2) der übereinanderliegenden Kesselglieder übereinander und die Konvektionsrippen (3) gegeneinander versetzt angeordnet sind.

3. Heizungskessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Ebenen der Konvektionsrippen (3) im Innern der Kanäle (2) Turbulatoren (5) in Form von Umlenk- oder Widerstandsrippen angeordnet sind.

4. Heizungskessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konvektionsrippen (6a, 6b) jeweils nur bis zu einer horizontalen Trennebene ausgebildet und gegeneinander versetzt sind.