DE3624708A1 - Heizkessel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Heizkessel zum Erhitzen eines Heizmediums wie Wasser, mit einem brennerbeheizten Flammraum, der mit mindestens einem darüber angeordneten Abgasraum in offener Verbindung steht, der am Umfang von einer ihn vom Heizmedium trennenden, mit in den Abgasraum ragenden Wärmetauschstücken besetzten Wärmetauschwand begrenzt ist.

Derartige Heizkessel werden insbesondere bei Gebäude-Heizungs­ anlagen eingesetzt, bei denen das Heizmedium in einen Heiz­ kreislauf umströmt und hierbei im Heizkessel auf die gewünsch­ te Vorlauftemperatur erhitzt wird, wonach es zu den Gebäude- Heizkörpern gelangt, dort Wärme abgibt und anschließend über den Rücklauf wieder zum Heizkessel strömt. Der Brenner des Heizkessels wird üblicherweise mit Gas oder Öl als Brenn­ stoff betrieben, und das beim Verbrennen entstehende heiße Abgas steigt vom Flammraum in den mindestens einen Abgasraum hoch, wobei es über die Wärmetauschwand und die Wärmetausch­ stücke Wärme an das an der Wand vorbeigeführte Heizmedium abgibt und schließlich zur Gasaustrittsöffnung des Kessels gelangt, von wo aus es zum Kamin geleitet wird. Die bisher verwendeten Wärmetauschstücke sind im Querschnitt, d.h. in Richtung zur sie tragenden Wärmetauschwand gesehen, mit kreisförmiger Umfangsgestalt versehen, was zwar in fertigungs­ technischer Hinsicht gesehen relativ günstig ist, in strö­ mungstechnischer Hinsicht jedoch starke Unzulänglichkeiten hervorruft, da sich beim Umströmen der Wärmetauschstücke vom Abgas Strömungswirbel-Ablösungen einstellen, die den Wärmeübergang behindern und reduzieren, worunter der Wirkungs­ grad des Heizkessels leidet.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, einen Heizkessel gemäß der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem der Wärmeübergang im Bereich der Wärmetauschstücke verbessert und damit der Wirkungsgrad des Heizkessels erhöht wird.

Die obige Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Wärmetausch­ stücke von Formkörpern gebildet sind, die einen unteren, dem Flammraum zugewandten Endbereich größerer Breite und einen gegenüber diesem schmäleren oberen Endbereich auf­ weisen, wobei die beiden zwischen den beiden Endbereichen verlaufenden Formstückseiten nach oben hin in Richtung auf­ einander zu laufen. Auf diese Weise liegt die Abgasströmung beim Umströmen der einzelnen Wärmetauschstücke praktisch dauernd am jeweiligen Wärmetauschstück an, und Ablöse­ erscheinungen werden verhindert. Somit sind Strömungswirbel- Ablösungen auf ein Minimum reduziert, und auf Grund des relativ lang andauernden Kontaktes zwischen dem Abgas und den einzelnen Wärmetauschstücken stellt sich ein verbesser­ ter, optimaler Wärmeübergang ein, der dazu beiträgt, den Wirkungsgrad des Heizkessels beträchtlich zu erhöhen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen aufgeführt.

Von Zeit zu Zeit ist eine Reinigung des mindestens einen Abgasraumes und insbesondere der in diesem angeordneten Wärmetauschstücke erforderlich. Die Reinigung stellt sich jedoch bisher als schwieriges, unvollkommenes Unterfangen dar, was seine Ursache in der ungünstigen Anordnungsweise der Wärmetauschstücke hat. Denn zur Reinigung ist es erforder­ lich, von oben her in den Abgasraum eine Reinigungsbürste od. dgl. einzuführen und mit dieser an den Wärmetauschstücken anhaftende Verschmutzungen abzubürsten. Da aber bisher die regelmäßig reihenweise in in Strömungsrichtung des Abgases aufeinanderfolgenden, quer zu dieser verlaufenden Reihen angeordneten Wärmetauschstücke bei jeweils aufeinanderfolgen­ den Reihen auf Lücke gesetzt angeordnet sind, ist ein verti­ kales Einfahren der Reinigungsbürste auf Grund geringer Zwischenräume zwischen den Wärmetauschstücken praktisch unmöglich. Man ist daher auch schon dazu übergegangen, die Reinigungsbürste schräg von oben in den Abgasraum einzufüh­ ren, was dadurch ermöglicht wird, daß die Wärmetauschstücke gleichzeitig auch in schräg zur Strömungsrichtung des Ab­ gases ausgerichteten Reihen angeordnet sind. Die Wärmetausch­ stücke bilden somit in Längsrichtung dieser schrägen Reihen verlaufende Begrenzungsstellen einzelner sogenannter Reini­ gungskanäle, in die die Reinigungsbürste von oben her einführ­ bar ist. Allerdings sind auch hier insbesondere die feuer­ raumnahen Wärmetauschstücke nicht erreichbar, da die Reini­ gungskanäle auf Grund der in Strömungsrichtung aufeinander­ folgenden, auf Lücke gesetzten Reihen von Wärmetauschstücken sehr stark gegen die Strömungsrichtung des Abgases geneigt sind und nicht bis in den genannten Bereich vordringen. Es verbleibt also immer ein Totraumbereich, der ungereinigt bleibt und in dem der Wärmeübergang mit zunehmender Ver­ schmutzung immer geringer wird, was den Wirkungsgrad des Heizkessels allmählich verschlechtert.

Es ist daher eine weitere Aufgabe der Erfindung, einen Heiz­ kessel gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 8 zu schaffen, bei dem eine intensive Reinigung sämtlicher Wärmetausch­ stücke des mindestens einen Abgasraumes von oben her möglich ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß mindestens zwei unter einem Winkel von kleiner als 90° zueinander verlaufende Scharen von Reinigungskanälen vorhanden sind, wobei die Reinigungskanäle der beiden Scharen entgegen der Strömungs­ richtung des Abgases gesehen auseinanderlaufen und innerhalb der einzelnen Scharen parallel zueinander angeordnet sind, und wobei im wesentlichen jedes Wärmetauschstück gleichzeitig die Begrenzungsstelle mindestens zweier Reinigungskanäle bildet, derart, daß sämtliche Wärmetauschstücke der Wärme­ tauschwand über die Zugangsmündungen im Bereich der oberen Reihe von Wärmetauschstücken von oben her durch lineare Reinigungskanäle erreichbar sind und ein totraumfreies Reini­ gen des Abgasraumes durchführbar ist.

Hiermit erhält man zumindest bei der einen Schar wesentlich steilere, d. h. gegenüber der Strömungsrichtung weniger stark geneigte Reinigungskanäle, die von der obersten, feuer­ raumfernen, bis zur untersten, feuerraumnahen, Reihe von Wärmetauschstücken durchlaufen, so daß problemlos von oben her eine Bürste in die einzelnen Kanäle einführbar ist, mit der dann sämtliche Wärmetauschstücke abgebürstet und gereinigt werden können.

Vorteilhafte Weiterbildungen hierzu sind in den nachfolgenden Ansprüchen aufgeführt.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie zweckmäßige Weiterbildungen werden nun unter Schilderung weiterer Vor­ teile anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die schematische Darstellung eines Heizkessels im Vertikalschnitt gemäß der Schnittlinie I-I aus Fig. 2,

Fig. 2 den Heizkessel nach Fig. 1 im Horizontalschnitt gemäß der Schnittlinie II-II aus Fig. 1,

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform des Heizkessels in einer Ansicht analog zu derjenigen nach Fig. 1,

Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel des Heizkessels, ebenfalls in einer Darstellungsweise analog zu derjenigen nach Fig. 1,

Fig. 5 einen Ausschnitt einer mit Wärmetauschstücken besetzten Wärmetauschwand in vergrößerter Dar­ stellung und

Fig. 6 einen Ausschnitt aus der Wärmetauschwand des Heizkessels nach Fig. 3, ebenfalls in vergrößer­ ter Darstellung.

Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen handelt es sich jeweils um einen atmosphärischen Heizkessel, d. h. um einen Heizkessel, bei dem zum Abziehen des Abgases kein Gebläse od. dgl. erforderlich ist. Er ist ferner, wie im einzelnen noch beschrieben werden wird, in Gliederbauweise ausgeführt, wobei er bevorzugt aus Gußmaterial hergestellt ist. Als Brennstoff wird insbesondere Gas verwendet, auch eine Ver­ wendung von Öl od. dgl. ist denkbar und im übrigen im Zusam­ menhang mit der vorliegenden Erfindung nicht von Bedeutung.

Wie die Fig. 1 bis 4 zeigen, wird der eigentliche Heiz­ kessel 1 von einem schematisch angedeuteten, in Fig. 2 weg­ gelassenen Gerätegehäuse 2 umschlossen. In seinem unteren, dem Boden zugewandten Bereich weist er einen Flammraum 3 auf, dessen Längsrichtung sich in den Fig. 1, 3 und 4 rechtwinkelig zur Zeichenebene erstreckt. In ihm befindet sich in üblicher Weise mindestens ein von außen her eingesetz­ tes Brennerrohr 4, das an seinem Rohrmantel mit Austritts­ öffnungen versehen ist, an denen im Betrieb Flammen 5 brennen. Mangels Bedeutung soll auf die Brennstoffzufuhr hier nicht eingegangen werden.

Oberhalb des Flammraumes 3 - in den in den Fig. 1, 3 und 4 abgebildeten Gebrauchsstellungen des Heizkessels ge­ sehen - weist der Heizkessel mindestens einen, beim Aus­ führungsbeispiel drei Abgasräume 6 - auch Abgaszüge genannt - auf, die mit dem Flammraum 3 in offener Verbindung stehen und in die die heißen Gase vom Flammraum 3 her einströmen. Im Bereich der Abgasräume 6 ist der Heizkessel als Wärme­ tauscher ausgebildet, wozu die äußere Kesselwand 7 ebenso wie die die Abgasräume trennenden Trennwände 8 doppelwandig ausgeführt sind. Bei den Ausführungsbeispielen ist zusätz­ lich auch der Kesselboden 9 doppelwandig ausgebildet. In den doppelwandigen Kesselpartien, deren Innenräume mitein­ ander verbunden sind, befindet sich das zu erhitzende Heiz­ medium, das über einen unten angeordneten Rücklaufanschluß 10 zuströmt und durch einen oben angeordneten Vorlaufanschluß 11 abströmt. Die Anschlüsse 10 und 11 sind auf an sich be­ kannte Weise an einen Gebäude-Heizkreislauf angeschlossen, in dem sich Gebäude-Heizkörper befinden, in denen das Heiz­ medium Wärme abgibt (nicht näher dargestellt).

Fig. 2 zeigt, daß der eigentliche Heizkessel 1 aus Kessel­ gliedern zusammengesetzt ist, die hochkant stehend Seite an Seite aneinander angesetzt sind, so daß man aus ihnen Heizkessel unterschiedlicher Größe zusammenbauen kann. Be­ zeichnet man die Richtung, in der sich die Brennerrohre 4 erstrecken, als Kessel-Längsrichtung, so folgen die Kessel­ segmente in Längsrichtung aufeinander. An den beiden Längs­ enden ist jeweils ein im Horizontalschnitt U-förmiges Kessel­ glied 12 vorhanden, wobei der Quersteg des U die betreffende Kessel-Seitenwand bildet und die beiden U-Schenkel zum jeweils anderen Längsende hin gerichtet sind und Bestandteile der beiden anderen, die schon genannten Seitenwände verbindenden Kessel-Seitenwände sind. Zwischen den beiden End-Kessel­ gliedern 12 befinden sich je nach Kesselgröße beispielsweise zwei im Horizontalschnitt doppel-T-förmig ausgebildete Zwi­ schen-Kesselglieder 13, deren beiden T-Balken jeweils in einer zur Kessel-Längsrichtung parallelen Kessel-Seitenwand enthalten sind, während der die beiden T-Balken miteinander verbindende T-Steg die betreffende Trennwand 8 bildet. Strich­ punktiert ist das in den Doppelwänden enthaltene Heizmedium aufgeführt, und in den Fig. 1, 3 und 4 erkennt man bei 41 eine den Heizkessel umgebende Isolierung.

Im unteren Bereich weisen die Trennwände 8 eine durchgehende Ausnehmung 14 auf, durch die hindurch sich die Brennerrohre 4 erstrecken, so daß sie zusammen mit den in Längsrichtung benachbarten Bereichen den Flammraum 3 bilden.

Es ist also nunmehr jeder Abgasraum 6 vom Heizmedium umgeben und durch die zugewandte Teilwand der jeweiligen Doppel­ wand abgetrennt. Diese Teilwand bildet eine Wärmetauschwand, durch die hindurch die Abgaswärme an das Heizmedium abge­ geben wird, wobei im Falle der Trennwand 8 beide Teilwände 8′, 8′′ jeweils eine solche Wärmetauschwand bilden. Bei den anderen Wänden trifft dies nur für eine der Teilwände zu. Zur Vergrößerung der Wärmetauschfläche ist die jeweilige Wärmetauschwand flächenmäßig verteilt mit Wärmetauschstücken 16 besetzt, die in den betreffenden Abgasraum 6 hinein vor­ stehen. Sie bestehen aus wärmeleitendem Material und sind zweckmäßigerweise einstückig an die Wärmetauschwand ange­ formte Gußstücke. Es kann sich aber auch um abgelängte Profil­ stabstücke handeln.

Das im Flammraum eine hohe Temperatur aufweisende Abgas durchströmt im Betrieb die Gasräume 6 unter Wärmeabgabe an das Heizmedium im wesentlichen in Vertikalrichtung von unten nach oben - hierbei nimmt seine Dichte zu, weshalb sich die Abgasräume 6 nach oben hin verjüngen -, und es gelangt anschließend über eine Gasaustrittsöffnung 17 in den Kamin.

Bei den in den Fig. 3 bis 6 abgebildeten Ausführungsbei­ spielen - in den Fig. 5 erkennt man ausschnittsweise jeweils eine Wärmetauschwand 8′ mit daran angeordneten Wärme­ tauschstücken 16 - werden die Wärmetauschstücke 16 von Form­ stücken gebildet, die einen unteren, dem Flammraum 3 zugewand­ ten Endbereich 21 größerer Breite und einen gegenüber diesem schmäleren oberen Endbereich 22 besitzen (siehe insbesondere Fig. 5 und 6). Die zwischen den beiden Endbereichen 21, 22 verlaufenden Formstückseiten 23, 24 laufen nach oben hin, das heißt vom breiteren zum schmäleren Endbereich, aufeinander zu. Zweckmäßigerweise weisen die Wärmetausch­ stücke 16 hierbei in Richtung auf die jeweilige Wärmetausch­ wand (hier 8′) gesehen eine tropfenähnliche Umfangsgestalt auf, wobei die Endbereiche 21, 22 vorzugsweise abgerundet sind. Diese Form der Wärmetauschstücke 16 ist strömungstech­ nisch besonders günstig, da sie eine praktisch ablösungsfreie Umströmung des Abgases zur Folge hat, mithin Strömungswirbel- Ablösungen, die den Wärmeübergang behindern oder reduzieren würden, auf ein Minimum begrenzt sind.

Die Wärmetauschstücke 16 sind vorzugsweise reihenweise in in Strömungsrichtung des Abgases 42, das heißt in Höhenrich­ tung aufeinanderfolgenden und quer zu diesen verlaufenden Reihen 29 angeordnet, von denen in den Fig. 5 und 6 zwei aufeinanderfolgende Reihen 29 a, 29 b bzw. 29 c, 29 d teilweise abgebildet sind. Innerhalb jeder Reihe ist der Abstand zwi­ schen den benachbarten Wärmetauschstücken 16 im wesentlichen konstant, wobei dieser Abstand auch in den einzelnen Reihen 29 vorzugsweise identisch ist. Es versteht sich jedoch, daß auf Grund der sich nach oben hin verjüngenden Abgasräume 6 die Anzahl der Wärmetauschstücke 16 pro Reihe von unten nach oben abnimmt.

Damit in der Strömung keine Toträume auftreten, das heißt, damit alle Wärmetauschstücke 16 mit einem möglichst großen Anteil ihrer Umfangsfläche zur Wärmeübertragung beitragen, sind die Wärmetauschstücke aufeinanderfolgender Reihen 29 a, 29 b bzw. 29 c, 29 d quer zur Strömungsrichtung 42 einander gegenüber versetzt angeordnet, das heißt, in Strömungsrich­ tung 42 gesehen ist jeweils ein Wärmetauschstück 16′ einer nachfolgenden Reihe 29 a bzw. 29 c im Zwischenbereich 30 zweier benachbarter Wärmetauschstücke 16′′, 16′′′ der vorangehenden Reihe 29 b bzw. 29 d angeordnet.

Als strömungstechnisch besonders günstig, insbesondere im Hinblick auf die Tropfenform, hat es sich herausgestellt, die Wärmetauschstücke benachbarter Reihen 29 a, 29 b (vgl. Fig. 5) in Dreiecksanordnung vorzusehen, wobei der kürzeste Abstand a zwischen den beiden an den unteren Ecken des je­ weiligen Dreiecks angeordneten Wärmetauschstücken im wesent­ lichen dem kürzesten Abstand b zwischen diesen und dem am oberen Eck des jeweiligen Dreiecks angeordneten Wärmetausch­ stück der nachfolgenden Reihe 29 a entspricht. In Fig. 5 ist eine derartige Konfiguration anhand der Wärmetausch­ stücke 16′, 16′′, 16′′′ ausgewiesen. Es ist ersichtlich, daß sämtliche Wärmetauschstücke zu solchen Dreiecksanord­ nungen gehören, wobei jedes Wärmetauschstück zu mehreren benachbarten Dreiecksanordnungen gehört.

Bevorzugt ist beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 der eben genannte kürzeste Abstand a zweckmäßigerweise etwa doppelt so groß wie der Abstand c der unteren Scheitelpunkte der beiden jeweils zur unteren Reihe 29 b gehörenden Wärmetausch­ stücke.

Bei der in Fig. 6 abgebildeten Konfiguration bilden die Wärmetauschstücke 16 benachbarter Reihen ebenfalls Dreiecks­ anordnungen, wobei hier allerdings jeweils zwei benachbarte Wärmetauschstücke 16′′, 16′′′ der vorangehenden Reihe 29 d und das in deren Zwischenbereich gelegene Wärmetauschstück 16′ der nachfolgenden Reihe die Eckpunkte eines spitzwinke­ ligen Dreiecks bilden, dessen die beiden Wärmetauschreihen verbindende Dreiecksseiten s, s′ unterschiedliche Länge aufweisen. Das Wärmetauschstück 16′ ist also gegenüber der Mitte des Zwischenbereiches 30 in Strömungsrichtung 42 ge­ sehen seitlich versetzt, und diese Konstellation erleichtert insbesondere Reinigungsvorgänge der Wärmetauschstücke, wie nachfolgend näher erläutert wird. Die Pfeile 31 verdeutlichen die Umströmung der Wärmetauschstücke vom Abgas.

Zur Reinigung der einzelnen Abgasräume 6 und insbesondere der darin angeordneten Wärmetauschstücke 16 wird das die Gasaustrittsöffnung 17 umgebende Kessel-Oberteil 18 abge­ nommen, und hernach wird eine Reinigungsbürste bzw. eine Bürstenanordnung von oben her zwischen die Wärmetauschstücke eingeführt. Um dabei sämtliche Wärmetauschstücke zu erreichen also ein totraumfreies Reinigen des jeweiligen Abgasraumes 6 durchzuführen, sind jeweils aufeinanderfolgende Reihen 29 von Wärmetauschstücken 16 quer zur Strömungsrichtung 42 in die gleiche Richtung leicht versetzt angeordnet, wie dies schon anhand von Fig. 6 erläutert wurde. Der Seiten­ versatz von Reihe zu Reihe ist vorzugsweise konstant, und man erreicht dadurch, daß die einzelnen Wärmetauschstücke der aufeinanderfolgenden Querreihen 29 gleichzeitig auch im wesentlichen in Höhenrichtung verlaufende, leicht gegen diese geneigte Längsreihen 31 bilden. Derart angeordnet, repräsentieren die Wärmetauschstücke 16 dieser Längsreihen 31 seitliche Begrenzungsstellen von mehreren schräg zur Strömungsrichtung 42 und parallel zur Ebene der Wärmetausch­ wände 8′, 8′′ verlaufenden, nachfolgend als Reinigungskanäle bezeichneten linearen Zwischenräumen, die sämtliche zwischen den Wärmetauschstücken der jeweils obersten Reihe 29 aus­ münden. In den Fig. 1, 3 und 4 sind die Reinigungskanäle strichpunktiert bzw. gestrichelt angedeutet und mit den Bezugsziffern 32 bzw. 33 versehen. Es handelt sich hierbei keineswegs um seitlich geschlossene Kanäle im eigentlichen Sinne, vielmehr sind die Reinigungskanäle lediglich lokal seitlich von den Wärmetauschstücken begrenzt, und es ist möglich, in diese Reinigungskanäle mit einer Bürstenanordnung einzufahren, um erforderlichenfalls die Wärmetauschstücke zu reinigen.

Der Vorteil bei den Ausführungsbeispielen ist, daß jeweils zwei Scharen von Reinigungskanälen vorhanden sind - zur Unterscheidung ist die eine Schar 32′ von Kanälen 32 strich­ punktiert und die andere Schar 33′ von Kanälen 33 gestrichelt abgebildet -, die unter einem Winkel α von kleiner als 90° zueinander verlaufen. Die Reinigungskanäle sind alle von oben her zugänglich, und es ist durchaus möglich, daß gleich­ zeitig zwei unterschiedlichen Scharen angehörende Reinigungs­ kanäle im gleichen Wärmetauschstück-Zwischenraum der ober­ sten Reihe 29 ausmünden. Ausgehend von diesem Bereich di­ vergieren die Kanäle 32, 33 der beiden Scharen und laufen in Richtung zum Flammraum 3 auseinander, und innerhalb der jeweiligen Schar sind die Reinigungskanäle parallel zuein­ ander angeordnet. Durch eine entsprechende Wahl des Seiten­ versatzes der Reihe 29 zueinander ist es möglich, den beiden Kanalscharen 32′, 33′ eine Konfiguration zu verleihen, bei der praktisch jedes Wärmetauschstück 16 - ausgenommen höch­ stens im Bereich der seitlichen Abgasraum-Begrenzungswände 34 angeordnete Wärmetauschstücke - gleichzeitig die Begren­ zungsstelle mindestens zweier Reinigungskanäle bildet, so daß sämtliche Wärmetauschstücke von oben her über lineare Reinigungskanäle erreichbar sind.

Besonders vorteilhaft ist die in Fig. 1 abgebildete Anord­ nungsweise der Wärmetauschstücke 16, hier ist eine jeweilige Reihe 29 mit Bezug zur in Strömungsrichtung übernächsten Reihe genau auf Lücke angeordnet. Damit wird erreicht, daß die Neigungen der beiden Scharen 32′, 33′ mit Bezug auf die Strömungsrichtung 42 annähernd identisch ist, und man erhält einen zentralen Kernbereich 34, wo sich die beiden Scharen kreuzen, sowie zwei seitlich und im Bereich des Flammraumes 3 angeordnete Seitenbereiche 35, 36, die jeweils nur von einer der beiden Scharen erschlossen sind.

Demgegenüber ist gemäß den Fig. 3 und 4 die Anzahl der die eine Schar 33′ begrenzenden Wärmetauschstücke 16 größer als die der anderen Schar 33′ zugeordneten Wärmetauschstücke, was seine Ursache darin hat, daß die Reinigungskanäle 32 der einen Schar 32′ mit Bezug auf die Strömungsrichtung 42 des Abgases stärker geneigt sind als die Reinigungskanäle 33 der zweiten Schar 33′. Hier läßt sich (vgl. Fig. 3) der größte Teil der Wärmetauschstücke über die steilen, relativ breiten Reinigungskanäle 33 bequem erreichen, während ein lediglich wenige Wärmetauschstücke enthaltender Seitenbereich 35′ über die flacheren und engeren Kanäle der zweiten Schar 32′ erreicht werden kann.

In diesem Zusammenhang ist es bei Verwendung tropfenförmiger bzw. als Formstücke ausgebildeter Wärmetauschstücke, die im Bereich ihrer Formstückseiten 23, 24 relativ großflächig ausgebildet sind, zweckmäßig, diese in Längsrichtung minde­ stens einer der beiden Scharen 32′, 33′ auszurichten, also gegenüber der Strömungsrichtung 42 leicht geneigt anzuordnen, wie dies in Fig. 6 durch den Winkel β angedeutet ist. Zweck­ mäßigerweise wird man als Bezug diejenige Schar wählen, über deren Reinigungskanäle die meisten Formstücke erreicht werden können, was beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 die Schar 33′ ist.

Demgegenüber besteht jedoch auch die in Fig. 4 abgebildete Möglichkeit, die Wärmetauschstücke einer Wärmetauschwand unterschiedlich zu neigen, und zwar derart, daß sie in Längs­ richtung zweier von ihnen jeweils begrenzter, parallel zuein­ ander verlaufender Reinigungskanäle ausgerichtet sind. Das heißt, in den beiden jeweils von Reinigungskanälen lediglich einer Schar erreichten Seitenbereichen 35′′, 36′′ sind die Wärmetauschstücke in Längsrichtung der entsprechenden Reini­ gungskanäle geneigt, während im von beiden Scharen gekreuz­ ten Kernbereich 34′′ die Ausrichtung wahlweise nach der Längsrichtung der einen oder anderen Schar erfolgen kann. Vorzugsweise wird man jedoch die Neigung der Wärmetauschstücke innerhalb des Kernbereiches untereinander identisch ausführen und zweckmäßigerweise an die im größeren der beiden Seiten­ bereiche 35′′ bzw. 36′′ ausgeführte Neigung anpassen.

Bei alledem ist der große Vorteil, daß der gesamte Bereich der Abgasräume 6 und insbesondere sämtliche darin angeord­ nete Wärmetauschstücke von oben her erreichbar sind, so daß man also auch insbesondere den flammraumnahen Bereich des Abgasraumes über seinen vollen Querschnitt bequem über die durchgehenden linearen Reinigungskanäle erreicht.

Es sei noch nachgetragen, daß es von besonderem Vorteil ist, die Wärmetauschstücke so anzuordnen, daß mit der einen Schar 33′ von Reinigungskanälen 33 mindestens die Hälfte der flammraumnächsten Wärmetauschstücke erreicht werden kann, wie dies in den Fig. 3 und 4 abgebildet ist.

Claims (18)

1. Heizkessel zum Erhitzen eines Heizmediums wie Wasser, mit einem brennerbeheizten Flammraum, der mit mindestens einem darüber angeordneten Abgasraum in offener Verbindung steht, der am Umfang von einer ihn vom Heizmedium trennen­ den, mit in den Abgasraum ragenden Wärmetauschstücken be­ setzten Wärmetauschwand begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauschstücke (16, 16′, 16′′, 16′′′) von Form­ körpern gebildet sind, die einen unteren, dem Flammraum (3) zugewandten Endbereich (21) größerer Breite und einen gegenüber diesem schmäleren oberen Endbereich (22) aufweisen, wobei die beiden zwischen den beiden Endbereichen (21, 22) verlaufenden Formstückseiten (23, 24) nach oben hin in Rich­ tung aufeinander zu laufen.

2. Heizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauschstücke (16-16′′′) in Richtung auf die sie jeweils tragende Wärmetauschwand (8′, 8′′) gesehen tropfen­ ähnliche Umfangsgestalt aufweisen.

3. Heizkessel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Endbereiche (21, 22) der Wärmetauschstücke (16-16′′′) abgerundet sind.

4. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauschstücke (16-16′′′) reihen­ weise in in Strömungsrichtung (42) des Abgases aufeinander­ folgenden und quer zu dieser verlaufenden Reihen (29, 29 a, 29 b, 29 c, 29 d) angeordnet sind, wobei der Abstand zwischen den Wärmetauschstücken (16-16′′′) innerhalb der einzelnen Reihen jeweils im wesentlichen konstant ist und wobei in Strömungsrichtung (42) gesehen jeweils ein Wärmetauschstück (16′) der nachfolgenden Reihe (29 a, 29 c) im Zwischenbereich (30) zweier benachbarter Wärmetauschstücke (16′′, 16′′′) der vorangehenden Reihe (29 b, 29 d) angeordnet ist.

5. Heizkessel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauschstücke (16-16′′′) benachbarter Reihen (29 a, 29 b) Dreiecksanordnungen bilden, wobei der kürzeste Abstand (a) zwischen den beiden an den unteren Ecken des Dreiecks angeordneten Wärmetauschstücken (16′′, 16′′′) im wesentlichen dem kürzesten Abstand (b) zwischen diesen und dem am oberen Eck des Dreiecks angeordneten Wärmetausch­ stück (16′) der nachfolgenden Reihe (29 a) entspricht.

6. Heizkessel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der kürzeste Abstand (a bzw. b) etwa halb so groß ist wie der Abstand (c) der unteren Scheitelpunkte der beiden zur jeweils vorangehenden bzw. unteren Reihe (29 b) gehören­ den Wärmetauschstücken (16′′, 16′′′).

7. Heizkessel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauschstücke (16-16′′′) benachbarter Reihen (29, 29 c, 29 d) Dreiecksanordnungen bilden, wobei jeweils zwei benachbarte Wärmetauschstücke (16′′, 16′′′) der voran­ gehenden Reihe (29 d) und das in deren Zwischenbereich (30) gelegene Wärmetauschstück (16′) der nachfolgenden Reihe (29 c) die Eckpunkte eines spitzwinkeligen Dreiecks bilden, dessen die beiden Wärmetauschreihen (29 c, 29 d) verbindenden Dreiecksseiten unterschiedliche Länge aufweisen.

8. Heizkessel zum Erhitzen eines Heizmediums wie Wasser, mit einem brennerbeheizten Flammraum, der mit mindestens einem darüber angeordneten Abgasraum in offener Verbindung steht, der am Umfang von einer ihn vom Heizraum trennenden, mit in den Abgasraum ragenden Wärmetauschstücken besetzten Wärmetauschwand begrenzt ist, wobei die Wärmetauschstücke reihenweise in in Strömungsrichtung des Abgases aufeinander­ folgenden, quer zu dieser verlaufenden Reihen mit innerhalb der Reihen im wesentlichen konstantem Abstand zwischen den einzelnen Wärmetauschstücken angeordnet und hierbei die Wärmetauschstücke aufeinanderfolgender Reihen quer zur Strö­ mungsrichtung einander gegenüber versetzt angeordnet sind, derart, daß sie seitliche Begrenzungsstellen von mehreren schräg zur Strömungsrichtung verlaufenden, im wesentlichen linearen und in den Zwischenräumen zwischen den Wärmetausch­ stücken der obersten Reihe ausmündenden Reinigungskanälen bilden, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß mindestens zwei unter einem Winkel (α) von kleiner als 90° zueinander verlaufende Scharen (32′, 33′) von Reinigungskanälen (32, 33) vorhanden sind, wobei die Reinigungskanäle (32, 33) der beiden Scharen (32′, 33′) entgegen der Strömungsrichtung (42) des Abgases gesehen auseinanderlaufen und innerhalb der einzelnen Scharen (32′, 33′) parallel zueinander angeordnet sind und wobei im wesent­ lichen jedes Wärmetauschstück (16-16′′′) gleichzeitig die Begrenzungsstelle mindestens zweier Reinigungskanäle bildet, derart, daß sämtliche Wärmetauschstücke (16-16′′′) der Wärmetauschwand (8′, 8′′) über die Zugangsmündungen im Bereich der oberen Reihe (29) von Wärmetauschstücken (16) von oben her durch lineare Reinigungskanäle (32, 33) erreichbar sind und ein totraumfreies Reinigen des Abgas­ raumes (6) durchführbar ist.

9. Heizkessel nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeich­ net, daß in Strömungsrichtung (42) des Abgases gesehen die Wärmetauschstücke (16′) der in Strömungsrichtung (42) des Abgases jeweils nachfolgenden Reihe (29 a bzw. 29 c) jeweils außerhalb der Mitte des Zwischenraumes (30) zweier benach­ barter Wärmetauschstücke (16′′, 16′′′) der vorhergehenden Reihe (29 b bzw. 29 d) angeordnet sind.

10. Heizkessel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine jeweilige Reihe (29) von Wärmetauschstücken (16) mit Bezug zur in Strömungsrichtung (42) übernächsten Reihe auf Lücke angeordnet ist.

11. Heizkessel nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungskanäle (32) der einen Schar (32′) mit Bezug auf die Strömungsrichtung (42) des Abgases stärker geneigt sind als die Reinigungskanäle (33) der zweiten Schar (33′).

12. Heizkessel nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungskanäle (32) der einen, insbesondere der stärker geneigten Schar (32′) enger sind als diejenigen der zweiten Schar (33′).

13. Heizkessel nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der die eine Schar (33′) von Reinigungskanälen (33) begrenzenden Wärmetauschstücke (16) größer ist als die Anzahl der der anderen Schar (32′) zugeordneten Wärmetauschstücke (32).

14. Heizkessel nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zumindest der Großteil und vorzugsweise sämt­ liche der im Bereich der untersten flammraumnächsten Reihe von Wärmetauschstücken (16) ausmündenden Reinigungskanäle (33) der mit Bezug auf die Strömungsrichtung (42) des Ab­ gases weniger geneigten, steileren Schar (33′) von Reinigungs­ kanälen (33) zugeordnet ist.

15. Heizkessel nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß sich Reinigungskanäle (32, 33) beider Scharen (32′, 33′) kreuzen, wobei im Bereich der jeweiligen Kreuzungsstelle angeordnete Wärmetauschstücke gleichzeitig Begrenzungsstellen von mehr als zwei Reinigungskanälen bil­ den.

16. Heizkessel nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß bei nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildeten bzw. angeordneten Wärmetauschstücken (16) die Wärmetauschstücke (16) mit Bezug auf die Strömungsrich­ tung (42) des Abgases geneigt sind, derart, daß sie mit ihren beiden Endbereichen (21, 22) unterschiedlicher Breite in Längsrichtung der Reinigungskanäle (32 bzw. 33) mindestens einer der Scharen (32′ bzw. 33′) ausgerichtet sind.

17. Heizkessel nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauschstücke (16) in Längsrichtung der gegen­ über der Strömungsrichtung (42) weniger geneigten, breiteren Reinigungskanäle ausgerichtet sind.

18. Heizkessel nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß bei nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildeten bzw. angeordneten Wärmetauschstücken (16) diese mit Bezug auf die Strömungsrichtung (42) des Abgases geneigt sind, wobei sie in Längsrichtung zweier von ihnen jeweils begrenzter, parallel zueinander verlaufender Reini­ gungskanäle ausgerichtet sind.