DE3641000A1 - Heizkessel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Heizkessel, der aus einem wasserführenden Gehäuse besteht, indem über dem Feuerungsteil ein Brauchwasserspeicher angeordnet ist.

Heizkessel der genannten Art sind allgemein bekannt und mit diversen Konstruktionsvarianten in Benutzung, wobei die Innenräume der Gehäuse des Feuerungsteiles und des Speicherteiles im Übergangsbereich offen mitein­ ander verbunden sind, so daß der im Feuerungsteil erwärmte Wärmeträger (Wasser) ungehindert nach oben strömen und seine Wärme an das im Spei­ cher befindliche Brauchwasser abgeben kann, das nach Wärmeabgabe entspre­ chend kälter wieder in das Gehäuse des Feuerungsteiles zurückfließt. Diese Zirkulation des Wärmeträgermediums innerhalb der beiden Gehäuse­ teile erfolgt zumindest im Übergangsbereich mehr oder weniger aufgrund der offenen Verbindung zwischen diesen beiden Teilen ungeordnet, d.h., im Übergangsbereich sind Vermischungen des temperaturunterschiedlichen Wärme­ trägers unvermeidlich. Dies ist nur dann vermeidbar, wenn die beiden Ge­ häuseteile als weitgehend separate Gehäuseteile übereinander angeordnet und mit Überströmstutzen verbunden sind, wodurch sich jedoch für den Spei­ cher ein spezieller Anströmbereich und ein Bückströmbereich ergeben, wofür es jedoch in der Regel erforderlich ist, spezielle Leitbleche vorzusehen, um die temperaturunterschiedlichen Heizmediumsströme wenigstens in etwa getrennt voneinander zu halten. Derartige Kesselkonstruktionen sind jedoch mit einem beträchtlichen Aufwand verbunden.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, einen Heizkessel der eingangs genannten Art dahingehend auszubilden, daß mit konstruk­ tiv sehr einfachen Mitteln bei unmittelbar aufgesetztem Speicherteil­ gehäuse auf das Gehäuse des Feuerungsteiles eine Vermischung der tempe­ raturunterschiedlichen Wärmeträgerströme weitgehend vermieden werden kann, und zwar mit der zusätzlichen Maßgabe, daß der dem Feuerungsteil am nächsten liegende unterste Gesamtbereich des Speichers mit dem weitgehend unvermischten temperaturhöheren Wärmeträgermedium, das aus dem Feuerungsteil aufsteigt, angeströmt wird.

Diese Aufgabe ist mit einem Heizkessel der genannten Art nach der Erfin­ dung durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angeführten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und spezielle Ausführungsformen er­ geben sich nach den Unteransprüchen.

Diese erfindungsgemäße Lösung bedarf lediglich der Anordnung einer auf den untersten Bereich des Speichers orientierten und insoweit zentrischen Aufströmöffnung und ferner beidseitig benachbart zu dieser Aufströmöffnung der Anordnung zweier Rückströmöffnungen, und zwar selbstverständlich nur in einem Bereich, der von der Umfangskontur des Gehäuses des aufgesetzten Speicherteiles begrenzt wird. Dies läßt sich, wie noch näher erläutert wird, ohne weiteres sowohl an Heizkesseln verwirklichen, bei denen das Speicher­ teil mit seinem Gehäuse senkrecht auf dem Gehäuse des Feuerungsteiles aufgesetzt ist, als auch an Heizkesseln, bei denen das Speicherteil mit seiner Längsachse parallel zur Längsachse des Feuerungsteiles diesem zuge­ ordnet ist. Im ersten Fall ist dabei der Heizkessel derart ausgebildet, daß im Mantel des Gehäuses für das Feuerungsteil konzentrisch zur Längsachse des Speicherteiles die Aufströmöffnung angeordnet ist und daß innerhalb des aufgesetzten Mantels des Speicherteiles in den beiden tiefsten Be­ reichen des Mantels für das Feuerungsteil die beiden Rückströmöffnungen angeordnet sind. Die Anordnung der Öffnungen im Mantelblech des Feuerungs­ teiles erfolgt einfach durch entsprechendes Ausstanzen am Mantelblechzu­ schnitt für das Feuerungsteil, der anschließend zu einem zylindrischen Man­ tel für das Feuerungsteil verformt wird, d.h., der Mantel für das Speicher­ teil bleibt davon unberührt, dessen Zuschnitt lediglich mit einer entspre­ chenden Anschlußkontor für den bündigen Aufsatz auf den zylindrischen Man­ tel des Feuerungsteiles versehen werden muß. Bevorzugt wird dabei die Auf­ strömöffnung im Querschnitt elliptisch, ovalförmig oder schlitzförmig aus­ gebildet und mit ihrer Hauptachse parallel zur Längsachse des Feuerungs­ teiles angeordnet, wobei die Rückströmöffnungen entsprechend ausgebildet, aber nur mit je einer Hälfte beidseitig zur Aufströmöffnung angeordnet sind. Diese Ausbildung und Anordnung der Öffnungen wird deshalb bevorzugt, weil sich das Feuerungsteil horizontal unter dem Speicherteil erstreckt und in der Regel eine größere Länge hat als der Durchmesser des aufgesetzten Spei­ chergehäuses. Denkbar und konstruktiv möglich ist aber auch ohne weiteres, die Rückströmöffnungen zu einer einzigen ringförmigen Öffnung auszubilden, wobei natürlich durch entsprechende Verbindungsstege dafür gesorgt werden muß, daß ein ringförmiger, die ringförmige Rückströmöffnung nach innen be­ grenzender und die Aufströmöffnung nach außen begrenzender Blechring in Position unmittelbar unter dem Speicher gehalten wird.

Abgesehen davon kann bezüglich der Ausbildung der Aufströmöffnung und der beiden Rückströmöffnungen der Heizkessel auch derart ausgebildet werden, daß im Mantel des Gehäuses für das Feuerungsteil eine dem Querschnitt des aufgesetzten Speicherteiles entsprechende Öffnung eingeschnitten ist, an der die Aufströmöffnung und die beiden Rückströmöffnungen begrenzen­ de Abdeckflächen angeordnet sind. Bei dieser Ausführungsform muß in den Mantel des Feuerungsteiles lediglich eine dem Anschlußquerschnitt des aufgesetzten Speichergehäuses entsprechende Öffnung eingeschnitten werden. Dabei kann vorteilhaft der anfallende Blechausschnitt für die Erstellung der Öffnungsabdeckflächen ausgenutzt werden, und zwar in der Weise, daß der ausgeschnittene Blechabschnitt mittig geteilt wird und die beiden Blechzuschnittsteile wieder über der ausgeschnittenen Öffnung des Mantels angepaßt werden, was bezüglich zweier möglicher Anbringvarianten noch nä­ her erläutert wird.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsmöglichkeit des Heizkessels besteht darin, daß die die Rückströmöffnungen nach innen begrenzenden Randberei­ che des Mantels des Feuerungsteiles bzw. der Öffnungsabdeckflächen in den Heizmedium führenden Innenraum des Feuerungsteiles hinein abgewinkelt an­ geordnet sind.

Bei einem Heizkessel, bei dem der Speicherteil mit seiner Längsachse pa­ rallel zum Feuerungsteil angeordnet ist, ist die erfindungsgemäße Anord­ nung der Öffnungen dadurch zu verwirklichen, daß im Übergangsbereich zwei sowohl die Aufströmöffnung als auch die beidseitigen Rückströmöffnungen begrenzende Leitbleche und diese im Querschnitt gesehen zum Speicher hin ansteigend angeordnet sind.

Abgesehen von der durch die erfindungsgemäße Ausbildung möglichen, weit­ gehenden unvermischt Aneinandervorbeiführung der temperaturunterschied­ lichen Wärmeträgerströme, hat das ganze auch noch den Vorteil, daß der Speicher im untersten also bezüglich des Brauchwassers kältesten Teil unmittelbar und gezielt mit dem heißesten Wärmeträger ange­ strömt wird, wodurch erreichbar ist, daß dieser Bereich, in dem sich ja immer das kalt zugeführte Brauchwasser befindet, ständig und sehr schnell auf ein höheres Temperaturniveau gebracht werden kann, wodurch in diesem Bereich ein für einen Keimerhalt bzw. für ein Keimwachstum un­ günstiges "Temperaturklima" vorliegt, d.h., durch die sehr einfach konstruktiv zu verwirklichende erfindungsgemäße Ausbildung wird einem Keimerhalt bzw. einem Keimwachstum (dabei handelt es sich um sog. Le­ gionellen) entgegengewirkt.

Für Heizkessel mit horizontal angeordnetem Speicher kann die gestellte Aufgabe, abgesehen von der vorerwähnten Lösung gemäß Anspruch 6, auch noch in der Weise gelöst werden, daß im Übergangsbereich vom Feuerungs­ teil zum darüber befindlichen Speicherteil mit horizontal angeordnetem Speicher, im Gehäuse von dessen Seitenwänden ausgehend, zwei eine mitti­ ge, gegen den tiefsten Anströmflächenbereich des Speichers gerichtete Längsöffnung begrenzende Seitenstege angeordnet sind.

Hierbei wird der Effekt ausgenutzt, daß der Feuerungsteil brenner­ seitig relativ heißer ist als abzugseitig. Dadurch erfolgt die Rück­ strömung nach unten hauptsächlich im abzugseitigen Bereich, wobei aber trotzdem durch die sich bis in diesen Bereich erstreckende Längsöffnung auch der dort befindliche Tiefstbereich des Speichers noch schneller aufgewärmt wird, als dies ohne die Seitenstege der Fall wäre.

Diesbezüglich vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich nach den in den Unteransprüchen 8 und 9 angeführten Merkmalen.

Der erfindungsgemäße Heizkessel wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigt schematisch

Fig. 1 einen Längsschnitt längs Linie I-I durch einen Heizkessel gemäß Fig. 2 mit senkrecht auf das Feuerungsteil aufgesetzem Spei­ cherteil;

Fig. 2 einen Querschnitt längs Linie II-II durch den Heizkessel gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine Draufsicht auf das Feuerungsteil des Heizkessels gemäß Fig. 1 in Richtung der Schnittlinie III-III in Fig. 1;

Fig. 4, 5 entsprechende Draufsichten gemäß Fig. 3 mit besonderen Aus­ führungsformen der Ausbildung der Öffnungen;

Fig. 6 einen Querschnitt durch einen Heizkessel mit parallel, d.h. horizontal zum ebenfalls horizontalen Feuerungsteil angeord­ netem Speicherteil;

Fig. 7 eine Seitenansicht des Heizkessels gemäß Fig. 6;

Fig. 8 eine der Fig. 6 entsprechende Darstellung in anderer Ausfüh­ rungsform;

Fig. 9 eine Seitenansicht des Kessels gemäß Fig. 8 und

Fig. 10 eine Draufsicht auf eine besondere Ausführungsform der Öff­ nungsränder.

Wie aus den Fig. 1-6 ersichtlich, besteht der Heizkessel grundsätzlich aus einem wasserführenden Gehäuse, in dem über dem Feuerungsteil 3 ein Speicherteil 4 mit darin angeordnetem Speicher 6 angeordnet ist. Das Gesamtgehäuse ist dabei mit 2 bezeichnet. Für die Ausführungsformen nach den Fig. 1-4 als auch die Ausführungsformen nach Fig. 5, 6 ist dabei gemeinsam maßgebend, daß im Übergangsbereich 1 des Gehäuses 2 vom Feuerungsteil 3 zum darüber befindlichen Speicherteil 4 eine auf dem tief­ sten Anströmflächenbereich 5 des Speichers 6 orientierte Aufströmöffnung 7 und beidseitig neben dieser Öffnung 7 je eine Rückströmöffnung 8 für das Wärmeträgermedium angeordnet ist. Beim Heizkessel nach den Fig. 1-3 ist im zylindrischen Mantel 9 des Gehäuses für das Feuerungsteil 3 konzentrisch zur Längsachse 10 des Speicherteils 4 die Aufströmöffnung 7 angeordnet, wobei innerhalb des aufgesetzten Mantels 11 des Speicherteils 4 in den bei­ den tiefstliegenden Bereichen des Mantels 9 für das Feuerungsteil 3 die beiden Rückströmöffnungen 8 angeordnet sind. Wie mit Pfeilen angedeutet, wird dadurch der tiefstliegende Anströmflächenbereich 5 des Speichers un­ mittelbar mit dem heißen Wärmeträger beaufschlagt, während der durch Wärme­ meabgabe an den Speicher 6 kälter gewordene und nach unten absinkende Wär­ trägerstrom durch die seitlichen Rückströmöffnungen 8 in das Gehäuse des Feuerungsteiles 3 zurückströmt.

In Rücksicht darauf, daß das Feuerungsteil 3 bezüglich seiner Länge größer ist als der Durchmesser des Speicherteiles 4 ist die Aufströmöffnung 7 im Querschnitt elliptisch, ovalförmig oder schlitzförmig ausgebildet, wobei die Aufströmöffnung 7 mit ihrer Hauptachse 12 parallel zur Längsachse 13 des Feuerungsteiles 3 angeordnet ist und wobei ferner die Rückströmöffnungen 8 entsprechend ausgebildet, aber mit nur einer Hälfte beidseitig zur Aufströmöffnung 7 angeordnet sind.

Diese Öffnungen können, wie erwähnt, unmittelbar in den Mantelblech­ zuschnitt 9 eingestanzt sein, wobei jedoch ein entsprechender Blechver­ schnitt anfiele. Wie ebenfalls vorerwähnt, wird vorteilhafter in den Mantelblechzuschnitt des Feuerungsteiles 3 eine in etwa dem Querschnitt des Speicherteiles 4 entsprechende Gesamtöffnung eingestanzt, wobei dann der anfallende Blechausschnitt benutzt wird, um damit und nach Teilung Öffnungsabdeckflächen 14 auszubilden, die dann, wie aus Fig. 4, 5 ersichtlich, unter Ausbildung der Aufströmöffnung 7 und der beiden Abströmöffnungen 8 über der Gesamtöffnung 14′ angeordnet werden.

Im Falle der Fig. 4 ist es dabei ohne weiteres möglich, die die Rück­ strömöffnungen 8 nach innen begrenzenden Bandbereiche 15 dieser Abdeck­ flächen 14 in den Heizmedium führenden Innenraum 15′ hinein abzuwinkeln. Dies kann im übrigen auch dann geschehen, wenn die Rückströmöffnungen 8 unmittelbar am Mantel 9 ausgestanzt werden, wobei natürlich im Falle be­ absichtigter Abwinkelung das Mantelblech längs der Geraden 8′ nicht durchgestanzt wird, so daß die Öffnungsanschnitte in dem Innenraum 15′, wie in Fig. 2 gestrichelt angedeutet, eingebogen werden können.

Beim Heizkessel gemäß Fig. 6, 7 handelt es sich um einen Heizkessel, bei dem der Speicher 6 bzw. das Speicherteil 4 horizontal über dem ebenfalls horizontalen Feuerungsteil 3 angeordnet ist. Wie insbesondere aus Fig. 6 erkennbar, sind hierbei die Öffnungen 7, 8 einfach dadurch verwirktlicht, daß man im Übergangsbereich 1 vom Feuerungsteil zum Speicherteil 4 Leit­ bleche 16 einzieht, die, wie dargestellt und im Querschnitt gesehen, zum Speicher 6 hin ansteigend angeordnet sind. Diese Leitbleche 16 erstrecken sich über die gesamte Länge des Feuerungsteils 3 bzw. des Übergangsbe­ reiches 1 und können erforderlichenfalls in geeigneter Weise bspw. durch Punktverschweißung mit im Gehäuse eingesetzten Zugankern 17 verbunden sein. Durch diese Leitbleche 16 ergibt sich in bezug auf den Speicher derselbe Effekt wie beim vorbeschriebenen Heizkessel nach Fig. 1-3. Die gestrichelt angedeutete taillenartige Verbindung der beiden Mäntel 9, 11 ist dabei nicht zwingend, sondern diese können auch, wie längs in Fig. 6 strichpunktiert angedeutet, miteinander in Verbindung stehen.

Was die Ausbildung des Heizkessels nach den Fig. 8-10 betrifft, so weicht diese insoweit von der vorbeschriebenen ab, als hierbei im Über­ gangsbereich 1 vom Feuerungsteil 3 zum Speicherteil 4 mit horizontal angeordnetem Speicher 6 im Gehäuse 2, von dessen Seitenwänden 18 ausge­ hend, zwei eine mittige, gegen den tiefsten Anströmflächenbereich 5 des Speichers 6 gerichtete Längsöffnung 19 begrenzende Seitenstege 20 ange­ ordnet sind. Bei diesen Seitenstegen 20 kann es sich, soweit es die Gehäusegestaltung erfordert, um an die Innenwände des Gehäuses 2 ange­ schweißte, entsprechend breite Blechstreifen handeln. Da derartige Kom­ binationskessel in der Regel aber mit einer Querschnittsausbildung gemäß Fig. 6 gebaut werden, ist der Kessel vorteilhaft bezüglich der Seiten­ stege derart ausgebildet, daß diese aus nach innen abgewinkelten Rändern des unteren oder oberen Mantelbleches (21, 21′) des Gehäuses (2) ge­ bildet sind.

An sich genügt zur Begrenzung der mittigen Längsöffnung 19 die An­ ordnung der Seitenstege 20 zur Zirkulationsverbesserung und insbe­ sondere zur Direktbeaufschlagung des Tiefstbereiches des horizontalen Speichers 6, vorteilhaft können aber auch die Seitenstege 20 im abzug­ seitigen Bereich breiter als im brennerseitigen Bereich gehalten und im abzugseitigen Bereich mit Rückströmöffnungen 8 versehen sein.

Claims (9)

1. Heizkessel, bestehend aus einem wasserführenden Gehäuse, in dem über dem Feuerungsteil ein Brauchwasserspeicher angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Übergangsbereich (1) des Gehäuses (2) vom Feuerungsteil (3) zum darüber befindlichen Speicherteil (4) eine auf den tiefsten An­ strömflächenbereichen (5) des Speichers (6) orientierte Aufströmöff­ nung (7) und beidseitig neben dieser Öffnung (7) je eine Rückström­ öffnung (8) für das Wärmeträgermedium angeordnet ist.

2. Heizkessel nach Anspruch 1, bei dem der Speicherteil (4) mit Spei­ cher (6) senkrecht über dem Feuerungsteil (3) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Mantel (9) des Gehäuses für das Feuerungsteil (3) konzentrisch zur Längsachse (10) des Speicherteiles (4) die Aufströmöffnung (7) angeordnet ist und daß innerhalb des aufgesetzten Mantels (11) des Speicherteiles in den beiden tiefstliegenden Bereichen des Mantels (9) für das Feuerungsteil (3) die beiden Rückströmöffnungen (8) an­ geordnet sind.

3. Heizkessel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufströmöffnung (7) im Querschnitt elliptisch, ovalförmig oder schlitzförmig ausgebildet und mit ihrer Hauptachse (12) parallel zur Längsachse (13) des Feuerungsteiles (3) angeordnet ist und daß die Rückströmöffnungen (8) entsprechend ausgebildet, aber mit nur je einer Hälfte beidseitig zur Aufströmöffnung (7) angeordnet sind.

4. Heizkessel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Mantel (9) des Gehäuses für das Feuerungsteil (3) eine dem Querschnitt des aufgesetzten Speicherteils (4) entsprechende Öffnung eingeschnitten ist, an der die Aufströmöffnung (3) und die beiden Rückströmöffnungen (4) begrenzende Öffnungsabdeckflächen (14) angeordnet sind.

5. Heizkessel nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die die Rückströmöffnungen (8) nach innen begrenzenden Randbe­ reiche (15) des Mantels (9) des Feuerungsteiles (3) bzw. der Öff­ nungsabdeckflächen (14) in den Heizmedium führenden Innenraum (15) des Feuerungsteiles (3) hinein abgewinkelt angeordnet sind.

6. Heizkessel nach Anspruch 1, bei dem das Speicherteil (4) mit seiner Längsachse (10) parallel zum Feuerungsteil (3) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Übergangsbereich (1) zwei sowohl die Aufströmöffnung (7) als auch die beidseitigen Rückströmöffnungen (8) begrenzende Leitbleche (16) und diese, im Querschnitt gesehen, zum Speicher (6) hin konvergierend anstei­ gend angeordnet sind.

7. Heizkessel, bestehend aus einem wasserführenden Gehäuse, in dem über das Feuerungsteil ein Brauchwasserspeicher angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Übergangsbereich (1) vom Feuerungsteil (3) zum Speicherteil (4) mit horizontal angeordnetem Speicher (6) im Gehäuse (2), von dessen Seitenwänden (18) ausgehend, zwei eine mittige, gegen den tiefsten Anströmflächenbereich (5) des Speichers (6) gerichtete Längsöffnung (19) begrenzende Seitenstege (20) angeordnet sind.

8. Heizkessel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenstege (20) aus nach innen abgewinkelten Bändern des unteren oder oberen Mantelbleches (21, 21′) des Gehäuses (2) ge­ bildet sind.

9. Heizkessel nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenstege (20) im abzugseitigen Bereich breiter als im brennerseitigen Bereich gehalten und im abzugseitigen Bereich mit Rückströmöffnungen (8) versehen sind.