DE3432526C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Heizkessel, insbesondere Gasheizkessel mit einem Feuerraum, einem daran anschließenden Nachheizraum und ei­ nem im Feuerraum angeordneten Brenner, wobei der Feuerraum und der Nach­ heizraum wenigstens teilweise von einstückigen, doppelwandigen Gußkör­ pern umschlossen sind, deren Hohlraum vom Heizwasser durchströmt ist und bei dem oberhalb einer Lufteintrittsöffnung der Brenner angeord­ net ist.

Heizkessel der beschriebenen Art werden hauptsächlich als Zentral­ heizungskessel eingesetzt. Ein bekannter Heizkessel dieser Art (EP 01 03 063 A2) besitzt einen einseitig offenen Gußeisenkörper, dessen offene Seite mit einer Tragplatte verschlossen ist, an der ein Ölbrenner mit Gebläse angeordnet ist.

Daneben kennt man sogenannte atmosphärische Heizkessel, die insbeson­ dere mit Gas geheizt werden. Bei diesen Heizkesseln fehlt ein Gebläse. Dafür besitzt der Feuerraum eine Öffnung für den Eintritt von Sekundär­ luft, während Primärluft durch ein Mischrohr des Brenners angesaugt wird. Diese atmosphärischen Heizkessel werden herkömmlich als gußei­ serner Gliederkessel ausgeführt, wobei die Kesselglieder sowohl senkrecht nebeneinander als auch waagerecht übereinander angeordnet sein können. Für die Gliederbauweise müssen die Kesselglieder sorgfältig und präzise an den Verbindungsstellen bearbeitet werden. Für den Zusammenschluß der Kesselglieder benötigt man Zuganker sowie Dichtungen, insbesondere für die Heizwasserdichtungen. Da die Querschnitte der Heizwasserdichtun­ gen jedoch vergleichsweise gering sind, lassen sich Temperaturschichtun­ gen des Heizwassers im Heizkessel nicht vermeiden. Die Erwärmung des Heizwassers erfolgt ungleichmäßig und dementsprechuend ist auch die Temperaturverteilung im Heizkessel ungleichmäßig.

Aus der DE-AS 19 11 815 ist ein atmosphärischer Heizkessel bekannt, bei dem das doppelwandige Gehäuse aus Stahlblech und die Heizgaszüge entweder aus einzelnen Glie­ dern oder bei kleineren Kesseln auch aus einem Gußeisenblock gebildet sind. Die Verbundbauweise aus Stahlblech und Gußeisen erleichtert die Anpassung an verschieden ausgebildete Brauchwasserbereiter.

Aus der EP 0 028 046 A1 ist ein Heizkessel der eingangs genannten Gattung be­ kannt, der aus zwei Gußkörpern mit zwei getrennten Wasserkreisläufen zusammengesetzt ist, einen zusätzlichen Mantel für abströmendes Gas aufweist und bei dem die Abgase mit Hilfe eines Gebläses über einen verhältnismäßig komplizierten Weg mit zahlreichen Schikanen gefördert werden, wobei durch die Kondensation des Wasserdampfs im Abgas eine hohe Wärmeausbeute erreicht wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen konstruktiv einfachen, vollständig aus Gußeisen bestehenden, ohne Gebläse betreibbaren Gasheizkessel zu entwickeln.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß nur ein einziger Gußkörper vorge­ sehen ist, dessen Hohlraum den Feuerraum und den Nachheizraum vollstän­ dig umschließt, daß die Wandungen des Gußkörpers im wesentlichen einen gleichen gegenseitigen Abstand haben, daß im Boden des Gußkörpers die Lufteintrittsöffnung vorgesehen ist und daß mindestens eine Brenner­ lanze als Brenner in den Feuerraum hineinragt.

Dieser atmosphärische Gasheizkessel zeichnet sich durch ein günstiges Leistungsgewicht, gute Strömungseigenschaften für Sekundärluft und Ab­ gase sowie durch einen guten Wärmeübergang und gleichmäßige Erwärmung des Heizwassers aus. Da der Feuerraum und der Nachheizraum vollständig vom wasserführenden Hohlraum des Gußkörpers umgeben sind, kann die im Feuerraum erzeugte Wärmeenergie weitgehend und verlustfrei an das Heiz­ wasser übertragen werden.

Strahlungsverluste aus dem Feuerraum lassen sich insbesondere dann ver­ meiden, wenn die Projektionsfläche der einen bzw. mehreren Brennerlanzen in einer Projektion auf die Lufteintrittsöffnung gleich oder größer ist als die entsprechende Projektionsfläche der Lufteintrittsöffnung.

Ferner kann die von der Brennerlanze selbst abgegebene Wärmestrahlung dann genutzt werden, wenn der Abstand der Wandungen von der bzw. den Brennerlanzen kleiner ist als die gesamte Breite oder der gesamte Durch­ messer der einen bzw. mehreren Brennerlanze(n). Dazu ist es vorteilhaft, wenn die Wandungen des wasserführenden Hohlraums im Bereich der Brennerlanze(n) deren Kontur folgen. Gleichzeitig damit wird auch erreicht, daß die durch die Lufteintrittsöffnung zugeführte Sekundärluft gezielt den von jeder Brennerlanze ausgehenden Flammen zugeführt wird.

Die Brennerlanze selbst oder die mehreren nebeneinander liegenden Brennerlanzen können durch eine seitliche Öffnung des Gußeisenkörpers in den Feuerraum eingeführt sein.

Für die Gestaltung des Nachheizraums oberhalb des Feuer­ raums bestehen verschiedene Möglichkeiten. Ein Vorschlag der Erfindung geht dahin, daß der Nachheizraum als an den Feuerraum anschließender Dom mit im wesentlichen konstanten Querschnitten ausgebildet ist. Das ermöglicht insbesondere eine gußtechnisch einfache Ausführung des Gußkörpers.

Bei einer anderen Ausführung kann der Nachheizraum in Strö­ mungsrichtung abnehmende Querschnitte aufweisen, die nach Maßgabe der sich ändernden Abgasdichte im Hinblick auf gleichbleibende Strömungsgeschwindigkeit ausgelegt sind. Wenn darüber hinaus der Abgasweg so gestaltet ist, daß keine Stoßverluste auftreten können, läßt sich auch die gesamte Auftriebsenergie der Abgase für den Wärmeübergang im Bereich des Nachheizraumes nutzen. Das schließt nicht aus, daß in den Nachheizraum Kühlrippen ragen können, die von der inneren Wandung des wasserführenden Hohlraums ausgehen.

Im folgenden wird ein in der Zeichnung dargestelltes Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen atmosphärischen Gasheizkes­ sel,

Fig. 2 einen Schnitt in Richtung II-II durch den Gegenstand nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt in Richtung III-III durch den Gegen­ stand nach Fig. 1.

Zu dem dargestellten Heizkessel gehört ein Feuerraum 1 und ein unmittelbar darüber angeordneter, sich vertikal erstrec­ kender Nachheizraum 2. Der Feuerraum 1 und der Nachheizraum 2 sind vollständig von einem doppelwandigen Gußeisenkörper 3 umschlossen, dessen Wandungen 4, 5 zwischen sich einen durch­ gehenden Hohlraum 6 definieren, der vom Heizwasser durchströmt ist. Die Wandungen 4, 5 sind parallel zueinander geführt und besitzen überall im wesentlichen den gleichen gegenseitigen Abstand. Am oberen Ende des Gußeisenkörpers 3 befindet sich im Bereich des Nachheizraums 2 ein Anschluß 7 für den Heiz­ wasservorlauf, während ein Anschluß 8 für den Heizwasserrück­ lauf im unteren Teil des Gußeisenkörpers 3 vorgesehen ist.

Der Gußeisenkörper 3 besitzt außerdem im unteren Bereich ei­ ne Öffnung 9 zum Einführen einer langgestreckten zylindrischen Brennerlanze 10 mit einem im einzelnen nicht dargestellten Mischrohr, durch welches Primärluft für die Verbrennung an­ gesaugt wird. Statt der zeichnerisch dargestellten einen Brennerlanze 10 können auch mehrere Brennerlanzen nebenein­ ander angeordnet sein. Wie dargestellt, erstreckt sich die Brennerlanze 10 im wesentlichen über die gesamte Breite des Feuerraums 1. Unter der Brennerlanze 10 befindet sich im Boden des Gußeisenkörpers 3 eine Lufteintrittsöffnung 11 für Sekundärluft. Die Lufteintrittsöffnung 11 wird von zungenartigen Abschnitten 12, 13 der Wandungen 4, 5 be­ grenzt, wobei diese Abschnitte 12, 13 verhältnismäßig dicht an die Brennerlanze 10 herangeführt sind und die zugeordneten Abschnitte 12, 13 der inneren Wandungen 4, 5 der Zylinderkontur der Brennerlanze 10 in einigem Abstand folgen. Durch diese Ausbildung wird einerseits erreicht, daß eine Wärmeabstrahlung aus dem Feuerraum 1 durch die Lufteintrittsöffnung 11 vermieden wird. Andererseits wird erreicht, daß die von der Brennerlanze 10 angegebene Wärmestrahlung von den zungenartigen Abschnitten 12, 13 aufgefangen und damit zur Erwärmung des Heizwassers nutz­ bar gemacht wird. Schließlich wird auch die Sekundärluft gezielt der Verbrennung zugeführt.

Etwas oberhalb der Brennerlanze 10 und dem Anschluß 8 für den Heizwasserrücklauf gegenüberliegend befindet sich ein Schauloch 14, durch das die Flamme im Feuerraum 1 beobachtet werden kann.

Bei der in der Zeichnung mit durchgehenden Linien dargestell­ ten Ausführung bildet der Nachheizraum 2 eine unmittelbar an den Feuerraum 1 anschließenden Dom mit konstanten Quer­ schnitten. Dazu sind die Wandungen 4, 5 des Gußeisenkörpers 3 beidseits des Nachheizraums parallel zueinander geführt. Im Nachheizraum 2 sind Kühlrippen 15 angeordnet, die von der in­ neren Wandung 4 des wasserführenden Hohlraums ausgehen und sich in den Nachheizraum 2 erstrecken. Die Kühlrippen 15 sind so angeordnet, daß keine Stoßverluste auftreten. Am oberen Ende des Nachheizraums 2 befindet sich ein Kaminanschluß 16.

In der Zeichnung ist mit gestrichelten Linien angedeutet, daß Feuerraum 1 und Nachheizraum 2 so ausgebildet sein kön­ nen, daß die Abgase an allen Stellen die gleiche Strömungs­ geschwindigkeit haben. Die Ausbildung der Querschnitte von Feuerraum 1 und Nachheizraum 2 im einzelnen richtet sich dann nach Maßgabe der sich ändernden Abgasdichte als Folge der zunehmenden Abkühlung. Die Zeichnung läßt erkennen, daß die Querschnitte des Nachheizraumes 2 in Strömungsrich­ tung bis zum Kaminanschluß 16 abnehmen.

Claims (8)

1. Heizkessel, insbesondere Gasheizkessel mit einem Feuerraum, einem daran anschließenden Nachheizraum und einem im Feuerraum angeordne­ te Brenner, wobei der Feuerraum und der Nachheizraum wenigstens teilweise von einstückigen, doppelwandigen Gußkörpern umschlossen sind, deren Hohlraum vom Heizwasser durchströmt ist, der Nachheizraum unmittelbar über dem Feuerraum angeordnet ist und bei dem oberhalb einer Lufteintrittsöffnung der Brenner angeordnet ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß nur ein einziger Gußkörper (3) vorgesehen ist, dessen Hohlraum (6) den Feuerraum (1) und den Nachheizraum (2) voll­ ständig umschließt,
daß die Wandungen (4, 5) des Gußkörpers (3) im wesentlichen einen gleichen gegenseitigen Abstand haben,
daß im Boden des Gußkörpers (3) die Lufteintrittsöffnung (11) vor­ gesehen ist und
daß mindestens eine Brennerlanze (10) als Brenner in den Feuer­ raum (1) hineinragt.

2. Heizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche der einen bzw. mehreren nebeneinander liegenden Brennerlanzen (10) in einer Projektion auf die Luftein­ trittsöffnung (11) gleich oder größer ist als die Fläche der Lufteintrittsöffnung (11).

3. Heizkessel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Wandungen (4) von der Brennerlanze (10) kleiner ist als die gesamte Breite oder der gesamte Durchmesser der einen bzw. meh­ reren Brennerlanze(n) (10).

4. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandungen (4, 5) des wasserführenden Hohlraums (6) im Bereich der Brennerlanze(n) (10) deren Kontur folgen.

5. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennerlanze (10) oder mehrere, nebeneinander liegende Bren­ nerlanzen (10) durch eine seitliche Öffnung (9) des Gußkörpers (3) in den Feuerraum (1) eingeführt ist/sind.

6. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Nachheizraum (2) als an den Feuerraum (1) anschließender Dom mit im wesentlichen konstanten Querschnitten ausgebildet ist.

7. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Nachheizraum (2) in Strömungsrichtung abnehmende Querschnitte aufweist, die nach Maßgabe der sich ändernden Abgasdichte im Hinblick auf gleichbleibende Strömungsgeschwindigkeit ausgelegt sind.

8. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in den Nachheizraum (2) Kühlrippen (15) ragen, die von der inne­ ren Wandung (4) des wasserführenden Hohlraums (6) ausgehen.