DE3624708A1 - Heizkessel - Google Patents
HeizkesselInfo
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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.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863624708 DE3624708A1 (de) | 1986-07-22 | 1986-07-22 | Heizkessel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863624708 DE3624708A1 (de) | 1986-07-22 | 1986-07-22 | Heizkessel |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3624708A1 true DE3624708A1 (de) | 1988-01-28 |
Family
ID=6305678
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863624708 Ceased DE3624708A1 (de) | 1986-07-22 | 1986-07-22 | Heizkessel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3624708A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1136764A2 (de) * | 2000-03-18 | 2001-09-26 | Robert Bosch Gmbh | Wärmetauscher für ein Gasbrennwertgerät |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE538742C (de) * | 1927-06-04 | 1931-11-21 | American Radiator Company | Gliederkessel mit Heizzuegen zwischen den aneinandergereihten Gliedern |
DE1082724B (de) * | 1954-08-16 | 1960-06-02 | Gerhard Goebel Dipl Ing | Heizkessel fuer Sammelheizungsanlagen |
DE8223709U1 (de) * | 1981-08-28 | 1982-11-25 | FER - Fabbrica Europea Riscaldamento S.p.A., 36053 Gambellara, Vicenza | Heizkessel |
-
1986
- 1986-07-22 DE DE19863624708 patent/DE3624708A1/de not_active Ceased
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE538742C (de) * | 1927-06-04 | 1931-11-21 | American Radiator Company | Gliederkessel mit Heizzuegen zwischen den aneinandergereihten Gliedern |
DE1082724B (de) * | 1954-08-16 | 1960-06-02 | Gerhard Goebel Dipl Ing | Heizkessel fuer Sammelheizungsanlagen |
DE8223709U1 (de) * | 1981-08-28 | 1982-11-25 | FER - Fabbrica Europea Riscaldamento S.p.A., 36053 Gambellara, Vicenza | Heizkessel |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1136764A2 (de) * | 2000-03-18 | 2001-09-26 | Robert Bosch Gmbh | Wärmetauscher für ein Gasbrennwertgerät |
EP1136764A3 (de) * | 2000-03-18 | 2003-01-29 | Robert Bosch Gmbh | Wärmetauscher für ein Gasbrennwertgerät |
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