-
Zustellungsbevoll-
-
mächtigter und Unterbevollmächtigter: Fritz Merten Patent- und Zivilingenieur
D-8501 Schwarzenbruck, Brückkanalstr.
-
25
BLECHKESSEL FOR UL- ODER GASHEIZUNG Die Erfindung betrifft einen
Blechkessel für Öl- oder Gasheizung, dessen Wasserraum durch einen doppelwandigen,
kastenförmigen, auf einer Seite offenen Kesselkörper gebildet ist und dessen Feuerraum
eine mit ihrer großen Achse senkrecht stehende Ellipsenforiii aufweist, weiterhin
in dem Feuerraum ein konvektiver Rohrbündel angeordnet ist und zwischen der Stirnwand
des Rchrbündels und der inneren Fläche der Kesselstirnwand ein Einlassreu. vorhanden
ist.
-
24205-l0d KH/SM
Die auf diesem Gebiet bekannten Vorrichtungen
sind in mehreren Variationen ausgeführt, in einer Anordnung mit zwei oder drei Abgaskanälen,
wobei zwischen dem Feuerraum und dem konvektiven Teil eine Umkehrkammer vorgesehen
ist, oder die Flamme in einem sog. Sackfeuerraum umgelenkt wird.
-
Die konvektiven Flächen sind im allgemeinen von Rohren, Blechen oder
Kammern ausgebildet. Es ist wohlbekannt, dass die Blechkessel auf der Rauchgasseite
zur Korrosion neigen und ihre Lebensdauer gering ist, da immer Teile aufzufinden
sind, wo die bereits abgekühlten Rauchgase auf der Wasserseite mit relativ kaltem
Wasser in Beruhrung komnen. Die I<orrosionsbeschädigungen konnen kaum oder überhaupt
nicht repariert werden, da die am leichtesten schadhaft werdenden Teile der wegen
des kleinen Platzbedarfes kompakt ausgebildeten Konstruktionen nicht zugänglich
sind.
-
Eine Möglichkeit der ICorrosionsbekänpfung ist die Anwendung von
korrosionbeständigen Materialien, was aber bei den bekannten Konstruktionen sehr
kostspielig ist, da der ganze Kessel aus säurebeständigem Material hergestellt werden
musso In den DE-OS 21 52 856.3 und OEXOS 22 37 759.9 sind Kessel beschrieben, bei
welchen der Feuerraum durch einen von vorne offenen kastenförmigen Wassermantel
gebildet wird, in den Feuerraum ein aus dem Boden des Kastens herausragender und
mit der Achse des Feuerraumes nahezu paralleler zylindrischer Wasserraum hineinragt,
welcher zur Aufnahme der die konvektiven Heizflächen bildenden Abgasrohre dient.
Der Wasserraum des Kessels bildet einen einzigen zusammenhängenden Raum, in welchen
das Wasser au unteren hinteren Teil des Kessels eintritt und am Deckel des Kessels
austritt. Der konvektive Teil wird derart mit Wasser versorgt, dass der aus dem
Boden des Kessels herausragende Wasserraum innerhalb des Feuerraumes an noch einer
stelle mit dem Wasserraum des Kessels
verbunden wird. Die allgemeinen
Probleme werden aber auch mit diesem Kessel nicht beseitigt, da die Wasserversorgung
des vom Standpunkt der Korrosion aus gefährdeten konvektiven Teiles unsicher ist,
weiterhin die Auslassenden der konvektiven Abgasroh re in der Nähe der Wassereinlaasstutzen
angeordnet sind und deshalb während des Aufheizens oder bei kleineren Abgastemperaturen
zur Abgaskondensation neigen. Ein weiterer Nachteil ist, dass der Kessel unzugängliche
Teile und Schweissnähte aufweist, wodurch die Reparaturmöglichkeiten sehr begrenzt
und manchmal unmöglich sind.
-
Die Aufgabe der Erfindung ist einen Blechkessel zu konstruieren,
mit welchem die Kondensation der Abgase verringert wird, welcher bei einer Dachraumanlage
- wenn der kurze schornsteinabschnitt das Abgasrohr des Kessels bildet - das Abkühlen
der Abgase unter die herkömmlichen Werte ermöglicht, und dadurch die Wirtschaftlichkeit
des Betriebes wesentlich erhöht, einfach und billig hergestellt werden kann, da
der konvektive Teil unabhängig von dem Kesselkörper aus korrosionbeständigem Material
hergestellt werden kann und bei der Reparatur, Wartung oder Abnutzung als separate
Einheit ausgewechselt werden kann.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Wasserraum
durch einen von allen Seiten geschlossenen esselkörper gebildet ist und der konvektive
Teil des Kessels als separate auswechselbare Konstruktionseinheit ausgebildet ist,
weiterhin dass am unteren Teil des Feuerraumes in der Stirnwand des Kesselkörpers
eine mit einem abgedichteten Deckel abgeschlossene tslontageöffnung vorhanden ist,
deren Querschnitt dem Querschnitt des konvektiven Teiles entspricht, und in der
Rückwand des Kesselkörpers eine mit der tiontageöffnung koaxiale Auslassöffnung
ausgebildet ist, deren Abmessungen mit den Abmessungen der Fíontage-
öffnung
identisch sind, weiterhin, dass der Kessel indem oberen Teil des Feuerraumes einen
Flammenraum und eine den Flammenraum von dem Einlassraum trennende Trennwand aufweist.
-
Der erfindungsgemässe Kessel ist auf diese Weise in zwei, voneinander
vollkommen separate Teile getrennt. Der eine Teil, der-ICesselkörper bildet den
von allen Seiten mit einem Wassermantel umgebenen Feuerraum. In dem oberen Teil
der Stirnwand des Kesselkörpers ist eine. zum Einführen des Brenners dienende oeffnung,
in unterem Teil der Stirnwand und der Rückwand je eine zur Montage und zum Ausführen
des konvektiven Teiles geeignete Uffnung vorhanden. Der andere Teil ist der auswechselbare
konvektive Teil. der nur nachträglich in den Feuerraum eingeschoben wird. Diese
zwei sind voneinander unabhängig und bilden an sich eine fertige Konstruktionseinheit.
-
Die Kondensation der Abgase wird erfindungegenäss dadurch verringert,
dass der Kessel ein den separaten Wasserraum des Kesselkörpers mit dem separaten
Wasser raum des konvektiven Teiles in Reihe schaltendes äusserhalb des Kesselkörpers
geführtes Durchga hr} am unteren Teil des Kesselkörpers einen Wassereinlass-Stutzen,
am oberen Teil des Kesselkörpers einen Wasserauslass-StutzenJein aus dem konvektiven
Teil ausführendes Abführungsrohr und ein die beiden letzteren verbindendes Entlüftungsrohr
aufweist.
-
Durch diese Ausbildung werden die separaten Wasserräume des Kesselkörpers
und des konvektiven Teiles mit Hilfe eines äusseren Rohres in Reihe geschaltet,
so dass das eintretende Wasser zuerst den Kesselkörper durchströmt und in den konvektiven
Teil mit wesentlich höherer Temperatur eintritt, als bei den herkömmlichen, einen
gemeinsamen Wasserraum aufweisenden Kesseln. Dadurch kommen die konvektiven Flächen
nur mit bereits aufgewärmtem Wasser in Berührung. Die Beseitigung der Abgaskondensation
ermöglicht die wesentliche Verringerung der
Temperatur der aus dem
Kessel austretenden Abgase, was bei Kesseln, die auf dem Dach angeordnet sind, sehr
vorteilhaft ist, da der Schornstein nicht in Betracht gezogen werden muss.
-
Bei der erfindungsgemässen Ausführung sind der Flammenraum und der
konvektive Teil des Kessels vollkommen getrennt, wobei ein vergrösserter Feuerraum
angewendet wird, in welchen durch eine Montageöffnung ein auswechselbarer konvektiver
Teil eingesetzt wird. Dadurch dass der konvektive Teil durch die t;ontageöffnung
ein- und ausmontierbar ist, kann bei Bedarf die Leistung eines bereits aufgebauten
Kessels nachträglich erhöht werden, falls der konvektive Teil mit einem der neuen
Leistung entsprechenden neuen konvektiven Teil ausgetauscht wird. Nach normaler
Betriebsabnutzung kann mit Hilfe eines Austauscheinsatzes der Kessel ganz einfach
wieder als ein Kessel vollkommenen Wertes benützt werden.
-
Mit diesen gemeinsam angewandten Kassnahmen wird die Lebensdauer
des erfindungsgemässen Kessels im Vergleich zu den herkömmlichen wesentlich erhöht,
wobei der erfindungsgemässe Kessel einfacher und ökonomischer hergestellt werden
kann.
-
Die Erfindung wird anhand eines Ausfuhrungsbeispieles näher erläutert.
In den Zeichnungen zeigen Fig. 1 einen Längsschniti des erfindungsgem8ssen Kessels;
Fig. 2 eine Draufsicht des erfindungegemässen Kessels; Fig. 3 einen Schnitt gemäss
Linie III~III der Fig. 1 und Fig. 4 einen Schnitt gemäss Linie IV-IV der Fig. 1.
-
Der Feuerraumes des erfindungsgemässen Kessels wird von einem von
allen Seiten geschlossenen, doppelwandigen kastenförmigen Kesselkörper 2 begrenzt,
dessen innere Wande die Feuerraumheizflächen 3 bilden und dessen äussere Wände den
Kesselkörper 2 von aus umgeben, und zwischen den beiden Wänden sich der Wasserraum
5 befindet. Der Querschnitt des
Feuerraumes 1 weist eine mit ihrer
grossen Achse senkrecht stehende Ellipsenform auf. Im oberen Teil der Stirnwand
28 des Kesselkörpere 2 befindet sich eine Uffnung 6, durch welche ein Brenner eingeführt
wird. Im unteren Teil der Stirnwand 28 ist eine Montageöffnung 7, und in der Rückwand
29 eine mit dieser koaxiale Auslassöffnung 8 ausgebildet, deren Abmessungen mit
den Abmessungen der Montagsöffnung 7 identisch sind.
-
Der Kesselkörper 2 ist auf diese Weise ein einen einzigen inneren
Hohlraum aufweisender doppelwandiger Kasten.
-
In Fig. 1 ist auch der auswechselbare konvektive Teil 9 des erfindungsgemässen
Kessels dargestsllt der als voll kommen selbständige Fertigungseinheit ausgebildet
ist und zweckmässig aus einem zylindrischen Mantel 10, aus Rohrwänden 11, konvektiven
Rohren 12Jaus einem konvektiven Wasserraum 13 und einer Leitwand 14 besteht Zum
Wasseranschluss werden Flanschen 15 angewendet, die in dem zylindrischen Mantel
10 eingesenkt sind, so kann der konvektive Teil zwecks Montage oder Reparoturdurch
die Montageöffnung 7 ausgehoben werden.
-
Bei dem Ausführen des konvektiven Teiles 9 von dem Kessel körper 2
wird ein Dichtungselement 16 angewendet. wobei zum Unterstützen des Einlassendes
des Kesselkörpere 2 zweckmässig ein stützbock 17 angewendet wird. Die Montageöffnung
7 wird von einem mit Dichtung versehenen Deckel 18 abgeschlossen.
-
Der rauchgasseitigen Rohrwand 11 des konvektiven Teiles 9 schliesst
sich ein separat montierbarer Rauchgasstutzen 19 an.
-
Zwischen der inneren Fläche der Stirnwand 28 des Kesselkörpers 2
und der Stirnrohrwand des konvektiven Teiles 9 ist ein Einlassraum 20 ausgebildet,
welcher von der Öffnung 6 durch eine einzige waagerechte Trennwand 21 getrennt ist.
-
Diese aus flachen ochamottekörpern ausgebildete Trennwand 21 stützt
sich auf der Feuerraumseite auf die Stützelemente 22 der Feuerraumseitenwände und
auf die obere Mantellinie des
Mantels 10 des konvektiven Teiles
9.
-
Auf der Wasserseite ist zum Einführen des Wassers ein Wassereinlass-Stutzen
23, zum Ausführen des Wassers ein Wasserauslass-Stutzen 24, zum Durchführen des
ilassers von den Kesselkörper 2 in den konvektiven Teil 9 ein Durchgangs rohr 25
und zum Abführen des Wassers von dem konvektiven Teil ein Abführungstohr 26 angeordnet.
Das Durchgangsrohr 25 ist ausserhalb des Kesselkörpers2 geleitet und steigt in Strömungsrichtung
ein wenig. Der höchste Punkt des Durchgangsrohres 25 ist mit Hilfe eines Entlüftungsrohres
27 mit dem Abführungsrohr 26 verbunden.
-
Die anderen Teile des Kessels - wie z.B. die Isolation' die Umhüllung,
die Füsse usw. - können wie herkömmlich ausgebildet werden.
-
Im Betrieb bildet der über dem konvektiven Teil 9 befindliche innere
Hohlraum des Kesselkörpers 2 den Flammenraum 30 und die Trennwand 21 erfüllt dabei
eine doppelte Aufgabe: Einerseits trennt sie den Flammen raum 30 von dem Einlassraum
20, andererseits kommt ihr Schamottematerial auf Wirkung der Strahlung des Flammenraumes
30 in Glühung und stabilisiert durch Zurückstrahlung auf den Bereich wo sich die
Flammen entwickeln vorteilhaft die Flamme.
-
Die Rauchgase strömen dem hinteren Teil des Feuerraumes zu, wenden
sich nachher zwischen der Mantelfläche des konvektiven Teiles 9 und den Seitenwänden
des Feuerraumes 1 nach unten, durchströmen den unter der Trennwand 21 vorhandenen
Raum und gelangen in den Einlassraum 20 und von dort in die Rauchgas rohre.
-
Auf der Wasserseite gelangt die ganze aassernenge durch den liassereinlass-Stutzen
23 in den Wasserraum 5 des leesselkörpers 2 und bildet den ersten wasserseitigen
Gang zwischen den ilassereinlass- und Wasserauslass-Stutzen 23 und 24. In
diesem
Gang nimmt das Wasser als Wärmeträger- infolge der ausserordentlich intensiv strahlenden
Flächen - 70-75 ,t,, der nützlichen Kesselleistung auf, und erwärmt sich in einem
dieser entsprechenden Masse, so dass durch das Durchgangsrohr 25 das Wasser schon
erwärmt in den konvektiven Wasserraum 13 gelangt, was den zweiten Wassergang des
Kessels bildet.
-
Die in den Rohren 12 abgekühlten Rauchgase treffen sich mit einem
Wasser von hoher Temperatur, und so kann der Gefahr der Kondensation vorgebeugt
werden. Wenn die Wasserräume in Reihe geschaltet werden, erhöhen sich die Strömungsgeschwindigkeiten
auf der Jasserseite, wodurch sich die wasserseitige Wärmeübergangszahl verbessert
und die Gefahr der örtlichen Dampfentwicklung oder des Anhaftens der sich aus dem
Wasser ausscheidenden Wasserblasen verringert.
-
Leerseite