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Heizkessel
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Die Erfindung betrifft einen Heizkessel, insbesondere für Feststoffe,
mit einem in thermischem Kontakt mit der Brennraumwandung stehenden Wassermantel.
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Derartige Heizkessel sind allgemein bekannt. Uber die Brenuraumwandung
wird die im Brennraum entstehende Wärme an den umgebenden Wassermantel abgegeben
und dieses Warmwasser dann für Heizzwecke genutzt.
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An der Rückseite des Kessels befindet sich der Schornsteinanschlußaus
dem die Rauchgase den Brennraum verlassen.
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Es hat sich nun herausgestellt, daß derart aufgebaute Heizkessel einen
unbefriedigenden Wirkungsgrad besitzen, da die Rauchgase beim Verlassen des Heizkessels
durch den Schornsteinanschluß noch eine Temperatur besitzen, die weit über dem erforderlichen
Minimum liegt, das erforderlich ist um keine Schäden am Schornstein (z. B.
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Versottungen) hervorzurufen.
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Es sinddaher schon lleizkessel bekannt,wo eine zusätzliche Heizfläche
vorgesehen ist in der Metalleinsätze als Wärmetauscher zwischen den Rauchgasen einerseits
und dem umgebenden Wassermantel andererseits benutzt werden. Diese Zusatzheizflächen
sind jedoch für die
Reinigung schwer zugänglich und bewirkt infolge
der indirekten Wärmeübertragung noch keine zufriedenstellende Verbesserung des Kesselwirkungsgrades.
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Demgegenüber besteht die Aufgabe der Erfindung darin, einen Heizkessel
der genannten Art derart weiterzubilden, daß die Abgastemperaturen niedrig und damit
der Wirkungsgrad erhöht wird, wobei gleichzeitig eine einfache Reinigung und Wartung
sichergestellt ist.
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Dies löst die Erfindung gemäß dem Merkmal des kennzeichnenden Dein
des Anspruches 1.
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Durch die Zwangsführung der Rauchgase mittels des Rauchführungsbleches
wird ein sehr guter Wärmeübergang zeichen den abziehenden Rauchgasen und dem umgebenden
Wassermantel bewirkt. Damit ist gewährleistet, daß die Abgastemperatur gesenkt werden
kann, daß also der Wirkungsgrad des Heizkessels erhöht werden kann.
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Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Unteranspruch
2 angegeben.
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Die Zwangsführung der Rauchgase mittels des Rauchführungsbleches um
die Lamellen herum einerseits und die direkte Verbindung der Lamellen zum Wassermantel
andererseits sorgen für eine weitere Verbesserung des Wirkungsgrades, da dadurch
eine erhöhte Wärmetauscherfläche für die abziehenden Rauchgase zur Verfügung steht.
Die Kombination dieser Lamellen mit der Zwangsführung durch das Rauchführungsblech
gewährleistet eine Senkung der Abgastemperatur auf das erforderliche Minimum und
eine Erhöthung des Wirkungsgrades des Heizkessels auf Werte zwischen 80 bis 90 %.
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Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu
entnehmen.
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Besonders vorteilhaft ist die Anordnung von drei Lamellen, wobei die
mittlere Lamelle mit ihrer Unterseite an das Rauchführungsblech anstößt und oben
einen Zwischenraum für die Rauchgase freiläßt. Diese Anordnung erlaubt die Nutzung
der gesamten Lamellenoberfläche zur Wärmeabgabe der Rauchgase an den Wassermantel.
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Das Rauchführungsblech ist konstruktiv sehr einfach ausgebildet, nämlich
als horizontal angeordnetes Bodenteil mit einem gegenüber dem Schornsteinanschluß
bzw. lezten Lamelle liegenden Stirnteil, sodaß eine leichte Reinigung des Rauchführungsbleches
möglich ist. Eine derartige Reinigung ist in der Regel nur erforderlich, um Verbrennungsrückstände
in Form von Asche zu entfernen, da das Rauchführungsblech infolge seiner hohen Temperatur
(bei 5000 C) nicht zu Teerablagerungen führt.
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Es ist jedenfalls nicht mehr erforderlich, wie bei bekannten Anordnungen
zu Reinigungszwecken Verkleidungen oder sonstige Bauteile zu entfernen und nachher
umständlich wieder zu montieren umd die Brennraumteile zugänglich zu machen.
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Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand von Zeichnungen
näher erläutert.
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Es zeigen: Figur 1: einen Längsschnitt durch das erste Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Heizkessels, Figur 2: einen Längsschnitt durch das zweite
Ausführungsbeispiel des Heizkessels gemäß den Linien I - I in den Figuren 3 und
4, Figur 3: einen Querschnitt durch den Heizkessel entlang der Linie II - II in
Figur 2 und
Figur 4i einen weiteren Querschnitt durch den Heizkessel
gemäß der Linie III - III in Figur 2.
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Der Brennraum 10 des dargestellten Feststoffheizkessels ist von Brenuraumwandungen
20 gegenüber dem umgebenden Wassermantel 11 abgegrenzt. Auf dem Boden des Brennraums
10 wird das Brenngut 30 abgebrannt. Die entstehenden Rauchgase strömen zum SchornsteinanschluB
15.
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Die Erfindung sieht nun vor, daß die entstehenden Rauchgase nicht
unmittelbar und unkontrolliert vom Brenngut 30 zum Schornsteinanschluß 15 gelangen
können und so noch einen großen Teil ihres an sich nutzbaren Wärminhaltas an die
Außenumgebung abführen, sondern daß eine Zwangsführung vorgesehen wird, die den
Rauchgasen noch möglichst viel ihrer nutzbaren Wärme entzieht.
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Dazu sind im wesentlichen zwei einzeln oder kombiniert anwendbare
Maßnahmen ergriffen; Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung (Fig.1)
erstreckt sich über einen Teil der Wandung 20 und über den Schornsteinanschluß 15
ein Rauchführunsblech 16, das einen horizontalen Bodenteil 161, einen Stirnteil
162 und einen Einlaßteil 163 aufweist.
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Der Einlaßteil 163 verläuft parallel zur Wandung 20, bei einem zylinderförmigen
Heizkessel etwa halbkreisförmig in konstantem Abstand zur Brenuraumwandung 20. In
diesem Fall stellt dann das StirnteXl 162 in etwa eine halbkreisförmige Fläche dar.
Diese Maßnahme bringt bereits eine Erhöhung des Kesselwirkungsgrades je nach Konstruktion
und Abmessungen des Rauchfüifrungsbleches zwischen 10 und 30 %.
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Beim zweiten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Heizkessels
(Figuren 2 bis 4) ist die Wärmetauscherfläche der Brenuraumwandung 20 dadurch vergrößert,
daß Lamellen 12, 13 und 14 sich in den Brennraum 10 erstrecken. Diese Lamellen sind
in unmittelbarer Verbindung mit dem Wassermantel 11 (vergl. Figur 3 und 4) und ermöglichen
eine direkte Wärmeabgabe an das Wasser.
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Dabei ist das Rauchführungsblech 16 so im Brennraum geführt, daß die
Rauchgase nur den in Figur 2 mit Pfeilen bezeichneten Weg um die Seitenflächen der
Lamellen 14, 13 und 12 nehmen können und dabei noch eventuell vorhandene Wärme direkt
an den Wassermantel 11 abgeben können.
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Die Lamellen ragen dabei derart in den Brennraum 10 hinein, daß zwischen
dem Rauchführungsblech 16 und den Unterseiten 121, 141 der beiden äußeren Lamellen
einerseits als auch zwischen der Brennraumwandung 20 und der Oberseite 131 der Lamelle
13 Zwischenräume 40 bzw. 50 verbleiben, durch die die Rauchgase von der einer Seite
der Lamellen zu der anderen gelangen können.
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Dabei erstrecken sich die Lamellen soweit in den Brennraum 10 hinein,
daß die Unterseiten 121, 132, 141 höhenmäßig derart versetzt sind, daß das Rauchführungsblech
16 wie im ersten Ausfuhrungsbeispiel aus einem ebenen Bodenteil 161 bestehen kann,
das an der unteren Seite 121 der tiefergelegenen Lamelle 13 anliegt. Damit entsteht
automatisch der gewünschte Rauchgasweg.
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Damit die Rauchgase auch an der Vorderseite der ersten Lamelle 14
vorbeiströmen, ist das Stirnteil 162 des Rauchführungsbleches 16 im Abstand von
dieser ersten Lamelle angeordnet, das Einlaßteil 163kann dann entsprechend kürzer
dimensioniert sei, da das Bodenteil161 bei diesem Ausführungsbeispiel wesentlich
größer ist als beim ersten Ausführungsbeispiel.
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Beiden Ausführungsbeispielen ist gemeinsam, daß das Rauchführungsblech
16 ohne weiteres in Richtung zur Öffnung des Heizkessels herausgezogen werden kann,
sodaß Verbrennungsrückstände ohne weiteres entSernDwerden können und auch die Seitenflächen
der Lamellen 12 bis 14 leicht zugänglich werden.
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Zu diesem Zweck ist in beiden Ausführungsbeispielen das Bodenteil
161 seitlich in (nicht dargestellen) Schienen oder Halterungen geführt.
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Beim dargestellen zweiten Ausführungsbeispiel sind 3 Lamellen 12,
13 und 14 vorgesehen, es ist jedoch auch möglich bereits mit dem Rauchführuqpblech
und einer Lamelle 12 einewesentliche Verbesserung des Wirkungsgrades zu erzielen.
Eine Steigerung über mehr als 3 Lamellen hinaus zeigt sich in der Regel jedoch nur
als bedingt wirtschaftlich, da mit zunehmender Lamellenzahl nur noch eine geringfügige
Verbesserung des Wirkungsgrades erreichbar ist.
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Bei beiden Ausführungsbeispielen kann es noch nützlich sein, im Bodenteil
161 des Rauchführungsbleches 16 eine geeignete Vertiefung vorzusehen, um die Verbrennungsrückstände
der Rauchgase in Form von Asche zu sammeln.
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In Anbetracht der Tatsache, daß alle Brennstoffe, auch Festbrennstoffe,
von der Verteuerung betroffen sind, stellt sich die Erfindung als eine konstruktiv
einfache aberhßchst wirksame Lösung zur Verbesserung des Wirkungsgrades bei hoher
Wartungsfreundlichkeit und damit zur Reduzierung des Verbrauchs von fossilen Brennstoffen
dar.