DE2856338A1

DE2856338A1 - Heizungskessel zum verbrennen fluessiger oder gasfoermiger brennstoffe

Info

Publication number: DE2856338A1
Application number: DE19782856338
Authority: DE
Inventors: Hans Viessmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-12-27
Filing date: 1978-12-27
Publication date: 1980-07-10
Also published as: DE2856338B2; DE2856338C3

Description

Heizkessel zum Verbrennen Flüssiger
oder gasförmiger Brennstoffe Die Erfindung betrifft einen Heizkessel zum Verbrennen flüssiger oder gasförmiger Brennstoffe, bestehend aus einem die Brennkammer, die Heizgaszüge und die Rauchgassammelkammer enthaltenden, in das das Wärmeträgermedium enthaltende Kesselgehäuse flüssigkeitsdicht eingesetzten, rohrförmigen Einbauteil mit brenner- und rauchgasabzugsseitig angeordneten Verschlüssen, wobei die Heizgaszüge durch auf der Innenwand des Einbauteiles angeordnete, mit dieser wärmeleitend verbundene Blechprofile gebildet ist.
Derartige Heizkessel sind bekannt und stellen die modernste Art heutiger Heizkesselkonstruktionen dar.
Die den die Brennkammer umgebenden Heizgaszugringraum in Einzelzüge gliedernden Blechprofile sind dabei in der Regel im Querschnitt u-fdrmig profilierte Blechzuschnitte, die gut wärmeleitend mit der Innenwand des Einbauteiles verbunden sind. Solche Heizkessel sind weitgehend kondensatsicher und können deshalb in Rücksicht auf heute wünschenswerte Brennstoffersparnis mit sogenannt gleitender Temperatur betrieben werden. Es wurde aber festgestellt, daß sich im Bereich der Heizgaszüge an der Innenwandfläche des Einbauteiles im Zwischenbereich zwischen den Schenkeln der u-förmigen Blechprofile doch noch bis zu einem gewissen Grade Kondensatniederschlage bilden, wenn der Brenner nach erfolgter Absenkung der Temperatur des Wärmeträgermediums wieder eingescsltet wird. Die Blechprofile der Heizgaszüge heizen sich dabei wieder so schnell auf, daß dort keine Kondensatbildung zu beobachten ist und auch nicht an der Innenwand unmittelbar neben den dort aufgesetzten Schenkeln der Blechprofile. Um den Kessel auch bezüglich der erwähnten Zwischenbereiche des Einbauteiles, die also stark gekühlt sind, kondensatsicher zu machen, könnte man den Kessel natürlich rauchgasseitig emaillieren, was aber einen zusätzlichen, mit Kosten verbundenen und nicht umweltfreundlichen (es müßte gebeizt werden) Arbeitsaufwand erfordert, ganz abgesehen davon, daß eine sehr sorgfältige Emaillierungzusammensetzung beachtet werden muß, um einen für den Dauerbetrieb befriedigenden Emaillierungsbelag zu erhalten.
Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, einen Heizkessel der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß er auch insbesondere in den oben angesprochenen kritischen Bereichen kondensat- bzw.
korrosionssicher wird und dies unter Berücksichtigung einer einfachen Fertigungsmöglichkeit.
Diese Aufgabe ist mit einem Heizkessel der eingangs genannten Art nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Blechprofile im Querschnitt gesehen einen Mittelsteg aufweisen mit zwei in entgegengesetzter Richtung weisenden, zum Mittelsteg stumpfabgewinkelten Schenkeln, deren Enden unverbunden an die Vorder- und Rückseite der Mittelstege jeweils benachbarter Blechprofile angesetzt sind.
Die Blechprofile liegen dabei jeweils mit dem einen Schenkel an der Innenwand des Einbauteiles an und bilden gewissermaßen eine Doppelwand, in die die von den anderen Teilen der Blechprofile nach Brennereinschaltung aufgenommenen Wärme gut übergehen kann, ohne daß diese, wie die Wandung des Einbauteiles, die ja dahinter liegt, unmittelbar vom Wasser gekühlt sind.
Wie sich gezeigt hat, bildet sich an diesen Schenkeln kein Kondensatniederschlag mehr und dieser erfindungsgemäß augebildeter Heizkessel kann, was diesen Bereich betrifft, gewissermaßen als total "trockengelegt" bezeichnet werden.
Zwischen die anderen, in entgegengesetzter Richtung weisenden Schenkel der Blechprofile, wird die Brennkammerhülse eingesetzt bzw. eingeschoben.
Die besondere Querschnittsausbildung der Blechprofile hat insbesondere fertigungstechnische Gründe, die noch näher erläutert werden, ebenso wie die vorteilhaften Weiterbildungen, wie sich diese nach den Unteransprüchen ergeben.
Ähnliche Blechprofilquerschnitte sind zwar bspw. nach der DAS 15 79 881 und nach der CH-PS 485 182 (Fig. 16) bekannt, dort sind aber die Profile reine Konstruktionselemente allein zur Ausbildung des Einbauteiles, ganz abgesehen davon, daß diese vorbekannten Blechprofile mit sogenannten "nassen" Schweißnähten verbunden werden müssen (Schweißnähte, die unmittelbar mit dem Wärmetrgermedium in Kontakt stehen) und die Schweißnähte an Biegungsstellen verlaufen, was an sich gar nicht mehr zulässig ist. Eine funktionelle Bedeutung im Sinne einer Kondensatverhinderung haben diese Profile nicht. Im übrigen war zum Konzeptionszeitpunkt dieser vorbekannten Heizkessel das Theme, Heizungskessel mit gleitender Temperatur betreiben zu können, noch gar nicht akut und diese Kessel können auch nicht in allen hier in Betracht zu ziehenden Temperaturbereichen betrieben werden.
Vorzugsweise werden die an die Innenwand des Einbauteiles angelegten Schenkel der Blechprofile mit dieser durch Widerstandsschweißung, insbesondere Rollnahtschwei-Bung verbunden, was Kostenvorteile hat und Maßnahmen zur Umweltentlastung (Absaugen und Filtern der Schweißabgase) entbehrlich macht.
Der erfindungsgemäße Heizkessel und seine vorteilhaften Weiterbildungen werden nachfolgend anhand der zeichnerschen Darstellung von Ausführungab2ispielen näher erläutert.
Es zeigen Fig. 1 einen Querschnitt durch das Einbauteil des Heizkessels; Fig. 2 einen Längaschnitt durch den verkürzt dargestellten Heizkessel, der teilweise bezüglich seines Gehäuses nur gestrichelt angedeutet ist; Fig. 3 einen Schnitt durch das Einbauteil in besonderer Ausführungsform; Fig. 4 im Schnitt eine konstruktive Einbaueinheit und Fig. 5 einen Querschnitt durch ein Einbauteil in anderer Ausführungsform.
In Fig. 1 ist auf eine rohrförmige, zylindrische Einbaueinheit 9 Bezug genommen, welcher Querschnitt jedoch nicht zwingend ist. Die Einbaueinheit 9, die auch gemäß Fig. 3 aus zwei Halbschalen 9' gebildet sein kann, enthält brennerseitig die Umkehrkammer 22 für die Heizgase, an die sich die von der Brennkammerhülse 28 umschlossere Umkehrbrennkammer 27 anschließt, die Rauchgassammelkammer 19 und die um die Brennkammerhülse 28 herum angeordneten Heizgaszüge 29. Diese ganze Einbaueinheit 9 ist flüssigkeitsdicht in das Heizkesselgehäuse 30 eingesetzt und mit Abschlüssen 24.25 versehen, von denen der eine den Brenner 23 und der andere den Rauchgasabzugsstutzen 2i trägt.
Die Heizgaszüge 29 werden von den Blechprofilen 1 gebildet, die aus einem Mittelsteg 2 bestehen, von denen nach unterschiedlichen Richtungen die Schenkel 3,4 stumpf abgewinkelt sind, so daß der Mittelsteg 2, wie aus Fig. 1 erkennbar, gegenüber der jeweiligen Radialen etwas geneigt steht. Diese derart ausg.bild.ten Blechprofile 1 werden nacheinander auf die Innenwand 8 der Einbaueinheit eingesetzt und mit dieser Wand verschweißt. Da der Mittelsteg 2 geneigt steht, Widerstandsbesteht keine Gefahr, daß das schweißwerkzeug,* mit der Rückseite 7 des bereits vorhandenen Blechprofiles 1 in Kontakt kommt und ein Kurzschluß entsteht.
* wie Rollnahtschweißwerkzeug Die Schenkel 3,4 setzen sich mit ihren Enden 5 an die Vorder- bzw. Rückseite 6,7 der jeweils benachbarten Blechprofile 1' an. Die auf diese Weise aneinandergereihten Schenkel 4 (die Einbringung der Blechprofile 1 und deren Anschweißung erfolgt mit einer entsprechend ausgebildeten Schweißvorrichtung) bilden eine praktisch geschlossene Zylinderfläche, in die dann die Brennkammerhülse 28 eingeschoben wird.
Geht man von einem geschlossenen Zylinder für die Einbaueinheit 9 aus, so wird der Schenkel 3' des zuletzt einzusetzenden Blechprofiles 1" (Fig. 1) doppelt so lang gehalten, wie die Schenkel 3 der anderen, wodurch eine Lücke 31 entsteht, durch die das Schweißwerkzeug noch eingreifen kann um auch das letzte Blechprofil festzulegen.
Dadurch entsteht auch ein im Querschnitt doppelgroßer Heizgaszugkanal, was den Vorteil hat, daß die ZUnderdruckwelle, die beim Zünden des Brenners 23 entsteht, besser abfließen kann.
Es ist aber auch möglich, den Schenkel 3 des letzten einzusetzenden Blechprofiles 1 genau über den Enden lo des die Einbaueinheit bildenden Blechzuschnittes anzuordnen, wobei dann dieser Schenkel gleich mit beim Verlegen der Längsschweißnaht 11 festgelegt wird, nachdem die Einbaueinheit an der Stoßstelle der Enden lo vorgeheftet worden ist.
Das gleiche Prinzip kann auch bei einer anderen Querschnittsform der Einbaueinheit 9 verwirklicht werden, wie sie bspw. in Fig. 5 verdeutlicht ist und die aus einem hochkant gestellten Rechteck mit gewölbten Wandungen 12 gebildet ist.
Da hierbei zumindest zwei Eckzwickel nicht durchgehend mit Blechprofilen voll besetzt werden können, und zwar im Sinne der wesentlichen Doppelwandausbildung, werden an die frei gebliebenen Eckzwickelflächen 13 angepaßte Einlagebleche 14 angeordnet bzw. angeschweißt.
Die Einbaueinheit 9 wird hierbei aus zwei Schalen zu"ammengesetzt, die mit Längsschweißnähten 32 miteinander verbunden werden, mit denen ebenfalls darüber angeordnete Schenkel von Blechprofilen erfaßt werden können.
Selbstverständlich könnte die Einbaueinheit gemäß Fig. 5, die die Unterbringung einer insgesamt größeren Heizfläche zuläßt, auch aus vier Segmenten (zwei Seitenwandsegmente und ein Decken- und Bodensegment) zusammengesetzt werden.
Hinsichtlich einer kondensatsicheren Ausbildung des Heizkessels in Verbindung mit den speziellen Blechprofilen 1 an der Abströmseite, d.h. zur Rauchgassammelkammer 19 hin, ist vorteilhaft eine Ausbildung derart vbrgesehen, daß das Einbauteil 9 kurz vor den rauchgasabzugsseitigen Enden 15 der Blechprofile 1 mit einer nach außen gerichteten Abkrdpfung 16 versehen und und in den dadurch gebildeten Ringraum das Ende 17 einer mit einer nach innen gerichteten Sicke 18 versehen, die Rauchgassammelkammer 19 umschließenden Hülse 20 ein- und auf die innenflächigen Schenkel 3 der Blechprofile 1 aufgeschoben und mit diesen wärmeleitend verbunden und der restliche Innenraum zwischen Hülse 20 und Innenfläche 8 des Einbauteiles 9 mit Dichtungsmasse 21 ausgefüllt ist.
Leerseite

Claims

Patentansprüche: S Heizungskessel zum Verbrennen flüssiger oder gasförmiger Brennstoffe, bestehend aus einem die Brennkammer, die Heizgaszüge und die Rauchgassammelkammer enthaltenden, in das das Wärmeträgermedium enthaltende Kesselgehäuse flüssigkeitsdicht eingesetzten, rohrförmigen Einbauteil mit brenner- und rauchgasabzugsseitig angeordneten Verschlüsseln, wobei die Heizgaszüge durch auf der Innenwand des Einbauteiles angeordnete, mit dieser wärmeleitend verbundene Blechprofile gebildet sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daB-die Blechprofile (1) im Querschnitt gesehen einen Mittelsteg (2) aufweisen, mit zwei in entgegengesetzter Richtung weisenden, zum Mittelsteg (2) stumpf abgewinkelten Schenkeln (3,4), deren Enden (5) unverbunden an die Vorder- und Rückseite (6,7) der Mittelstege (2) jeweils benachbarter Blechprofile (1') angesetzt sind.
2. Heizkessel nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die an der Innenwand (8) des Einbauteiles (9) angelegten Schenkel (3) der Blechprofile (1,1') mit der Innenwand durch Widerstandsschweißung verbunden sind.
3. Heizkessel nach Anspruch 1 und/oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Einbauteil (9) mindestens aus zwei miteinander flussigkeitsdicht verschweißten Halbschalen (9'9") gebildet ist
4. Heizkessel nach Anspruch 1 und/oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das letzte, im Einbauteil (9) anzuordnende Blechprofil (1") mit einem etwa doppellangen, innenwandseitigen Schenkel (3') versehen ist.
5. Heizkessel nach Anspruch 1 und/oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Einbauteil (9) aus einem endlos gemachten Blechzuschnitt gebildet ist, wobei das letzte Blechprofil (1) mit seinem innenwandseitigen Schenkel (3) über den Stoß der Enden (lo) des Blechzuschnittes angeordnet und mit dessen Längsschweißnaht (11) gleichzeitig mit angeschweißt ist.
6. Heizkessel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Einbauteil (9) in an sich bekannter Weise zylindrisch ausgebildet ist.
7. Heizkessel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Einbauteil (9) im Querschnitt als hochkantstehendes Rechteck mit nach außen gewölbten Wandungen (12) ausgebildet ist.
8. Heizungskessel nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß in den von den innenwandseitigen Schenkeln (3) der Blechprofile (1) nicht erfaßbaren Eckzwickelflächen (13) an die Eckzwickel angepaßte Einlagebleche (14) angeordnet sind.
9. Heizungskessel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t, daß das Einbauteil (9) kurz vor den rauchgasabzugsseitigen Enden (15) der ßlechprofile (1) mit einer nach außen gerichteten Abkröpfung (16) versehen und in den dadurch gebildeten Ringraum das Ende (17) einer mit einer nach innen gerichteten Sicke (18) versehen, die Rauchgassammelkammer (19) umschließenden Hülse (20) ein- und auf die innenflächenseitigen Schenkel (3) der Blechprofile (1) aufgeschoben und mit diesen wärmeleitend verbunden und der restliche Innenraum zwischen Hülse (2o) und Innenfläche (8) des Einbauteiles (9) mit Dichtungsmasse (21) ausgefüllt ist.