DE2912011A1

DE2912011A1 - Heizungskessel

Info

Publication number: DE2912011A1
Application number: DE19792912011
Authority: DE
Inventors: Hans Viessmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-03-27
Filing date: 1979-03-27
Publication date: 1980-10-02
Also published as: DE2912011B2

Description

Heizunsskesael
Die Erfindung betrifft einen Heizungskessel zum Verbrennen von insbesondere gasfbrmigen Brennstoffen, wobei im oberen Bereich des Brennachachtes ein im wesentlichen horizontal verlaufendes WHrmetauschrohrregister, mit Zu- und Abstrbmkammern angeordnet ist.
DErartige Heizungakessel sind allgemein bekannt, wobei es sich im wesentlichen um sogenannte Gasheizkessel handelt, Die horizontal angeordneten Rohre des WSrmetauschrohrregisters haben den Nachteil, daß die untere Seite der Rohre, wenn der Gasbrenner inslenundele bei atmosphärischen Brennern unten angeordnet ist, stark und die obere Hälfte der Rohre, die Lee-Seite, weniger mit Wärme beaufachlagt werden1 so daß an der Unterseite durch die Wärmeeinwirkung das Wasser stark erwärmt wird, das zu Dampfblasenbildung und damit zu Geräuschbildung neigt. Um der Dampfblasenbildung entgegenzuwirken, sind bereits horizontal Streifen in die Rohre eingeschoben worden, durch die der Wasserstrom im Rohr geteilt wird. Die lineare Strömung wird dadurch zwar günstig beeinflußt und man kann durch diese eingeschobenen Streifen der Dampfblasenbildung bis zu einem gewissen Grade entgegenwirken, aber nicht ausreichend.
Durch den eingeschobenen Streifen entstehen im Rohr zwei Ubereinander liegende Kanäle. Man kann bei linearer Strömung keine sehr großen Rohrquerschnitte und nur Rohre mit relativ kleinem Durchmesser verwenden. Die kleinen Rohrdurchmesser führen dazu, daß bei Ablagerung von Schlamm, der im Heizungswasser unvermeidbar enthalten ist, oder bei Ausfall von Härtebildnern sich Ablagerungen bilden, die unter Umständen zu Verstopfungen führen.
Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, einen Heizungakessel der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß trotz Verwendung von Durchlaufrohren mit relativ großem Durchmesser eine Turbulenz des durchströmenden Mediums erreicht werden kann, daß bei Beibehaltung der gleichen Rohre der freie Durchströmquerschnitt variiert werden kann und zwar in Anpassung an unterschiedliche Leistungsgroßen der Heizungskessel und dies unter dem übergeordneten Gesichtspunkt einer weitestgehenden Vermeidung von Dampfblasen- bzw. Geräuschbildung und Reduzierung der Strömungsgescnwindigkeit.
Diese Ausgabe ist mit einem Heizungakessel der eingangs genannten Art nach der Erfindung dadurch gelöst, daß in den parallelen Rohren des Rohrregisters durchgreifende Einsätze in Form von an sich bekannten Rohren mit steilen, schraubenlinienförmig verwundenen Rohre angeordnet und diese verwundenen Rohre, deren Innenräume verschlossen sind, koaxial zu den das zu erwärmende Medium führenden Rohren gehalten sind.
Rohre mit schraubenlinienfbrmig verwundener Oberfläche sind allgemein bekannt, allerdings nur in Verbindung damit, daß diese Oberflächen Wärmetauschflächen darstellen, welche Aufgabe diese in vorliegendem Fall nicht haben, sondern diese haben, da sie von keinem Austauschmedium durchströmt werden, eine reine Füllkörperfunktion mit dem Effekt, daß durch die Verdrillung des Strömungsschlauches die Strömung in den Turbulenzbereich gebracht wird. Außerdem ist damit eine ständige Umschichtung in Bezug auf den heißeren Anströmbereich der das zu erwärmende Medium führenden Rohre verbunden und schließlich werden sich evtl. bildende kleine Dampfblasen ständig weggespült, so daß es zu keiner Geräuschbildung kommen kann bzw. diese auf eine nicht mehr ins Gewicht fallende Größe reduziert wird.
Grundsätzlich wird dabei natürlich der Wärmeühergang erhöht, Wesentlich ist dabei natürlich, daß die schraubenlinienförmigen Gänge steil verlaufen.
Vorteilhafte Weiterbildungsformen können darin bestehen, daß die Halter für die koaxial zu haltenden, beidseitig verschlossenen Rohre innerhalb der Zu- und Abstrdmkammern angeordnet sind und ferner darin, daß in den Zu- und Abströmkammern Strömungsführungseinsätze mit zu den Rohren koaxial angeordneten Haltezapfen, die offenen Enden der verwundenen Rohre aufgesetzt angeordnet sind.
Es liegt auf der Hand, daß man es mit dem erfindungsgemäßen Vorschlag vorteilhaft leicht in der Hand hat, wie erwähnt, den Querschnitt des koaxial angeordneten 'tHernrohres" zu variieren, d.h., für alle hier interessierenden Leistungsbereiche können Außenrohre mit dem gleichen Innendrwchmesser benutzt werden. Um bspw.
auch bei weniger breiten Kesseln bei entsprechend kürzeren Rohren die gleiche Strömungsgeachwindigkeit und die gleichen vorteilhaften Effekte zu erzielen, ist lediglich das nicht durchströmte "Kernrohr" im querschnitt gröBer auszuwählen.
Bei bspw. kleinen Heizkesseln, wo das System von Rohrregistern bisher auch angewendet wurde, ist es notwendig, mit hoher Strömungsgeschwindigkeit zu operieren, die unvermeidbar zu Geräuschbildung führt, wngegen bei der neuen Ausführung mit großem Rohrdurchmesser und Kernrohr verdrillt mit etwa der halben Str6-mungsgeschwindigkeit und dementsprechend geringerem Pumpendruck gearbeitet werden kann und wo die Geräuschbildung gleich null oder zumindest minimal ist.
Der erfindungsgemäße Heizungakessel wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Es zeigen Fig. 1 einen Schnitt durch den oberen Bereich des ansonsten nur gestrichelt angedeuteten Heizungskessels; Fig. 2 einen Schnitt durch ein Rohr des Registers und Fig. 3 im Schnitt eine besondere Ausführungsform des Rohrregisters.
In Fig. 1 ist der eigentliche Heizungakessel nur gestrichelt angedeutet, der innerhalb seines Gehäuses 14, dessen Wandungen zumindest zum Teil wasserführend sind, einen Brennachacht 11 aufweist, in dessen unterem Bereich bspw. zwei Brennerrohre 12 eines atmossphärischen Brenners sngeordnet sind.
Im oberen Bereich sitzt das Rohrregister Z,Uber dem sich der Abgasstutzen 13 befindet. Die Rohre 1 des Rohrregisters 2 mUnden in Zu- und Abstrßmkammern 7,8, die in geeigneter Weise mit den wosserführenden Teilen der Wandungen des Gehäuses 14 in Verbindung stehen (nicht dargestellt).
Koaxial in den Rohren 1 sind Einsätze in Form von schr8ubenlinienförmig verwundenen Rohren 4, von Haltern 6 gehalten, angeordnet, deren Innenraum nicht durchstrtmt wird, d.h., die Enden dieser Rohre 4 sind verschlossen.
Die Steigung der Verwindungsgänge ist steil gehalten.
Selbstverständlich ist nicht nur ein Rohr 1, wie dargestellt, mit einem Einsatz versehen, sondern solche Einsätze werden zumindest in den beiden unteren Rohrlagen vorgesehen, deren nach unten gerichtete Anströmflächen besonders hoch belastet sind. Die Rohre 1 des Rohrregisters 2 haben einen relativ großen Durchmesser von bspw. 3 cm, was man sich in diesem Fall leisten kann, da der freie Durchströmquerschnitt je nach Kesselleistung und Durchströmgeschwindigkeit durch die 9uerschnittsgröße der Rohre 4 (Fig. 2) beeinflußt und bemessen werden kann.
Eine besonders vorteilhafte und bevorzugte Ausführungsform ist in Fig. 3 verdeutlicht.
Aus Gründen, die hier nicht von Interesse sind, sind in flüssigkeitsdicht aufgesetzten Schalen 15 Strdmungsfuhrungseinsätze 2 aus Guß, Kunststoff od. dgl. eingesetzt, die zusammen mit den Schalen 15 die Zu- und Abströmkammern bilden.
Diese Einsätze 9 eignen sich nun sehr gut für die koaxiale Lagerung der Rohre 4, wofUr die Einsätze 9 mit Haltezapfen lo versehen sind, auf die die offenen Enden der Rohre 4 einfach aufgesteckt und damit gleichzeitig verschlossen werden. Auf der nicht dargestellten rechten Seite der Fig. 3 ist natürlich eine entsprechende Anordnung vorgesehen.

Claims

Patentansprüche: 1. Heizungskessel zum Verbrennen von insbesondere gasförmigen Brennstoffen, wobei im oberen Bereich des Brennschschtes ein im wesentlichen horizontal verlaufendes Wärmetauschrohrregister mit Zu- und Abströmkammern angeordnet ist, d a d u r c h g e k e n n Z e i c h n e t, daB in den parallelen Rohren (1) des Rohrregisters (2) den Innenraum der Rohre durchgreifende Einsätze in Form von an sich bekannten Rohren (4) mit steilen, schraubenlinienförmig verwundenen Oberflächen angeordnet und diese verwundenen Rohre (4), deren Innenräume (5) verschlossen sind, koaxial zu den des zu erwärmende Medium führenden Rohren (1) gehalten sind.
2. Helzungskessel nach flnspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Halter (6) ftir die koaxial d Zu haltenden beidseitig Verschlossenen Rohre (4) innerhalb der Zu- und Abströmkammern (7,8) angeordnet sind.
3. Heizungskessel 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 in den Zu- und Abstrdmkammern (7,8) Strdmungsführungseinsätze (9) mit zu den Rohren (4) koaxial angeordneten Haltezapfen (lo) die offenen Enden der verwundenen Rohre (4) aufgesetzt angeordnet sind.