DE3700720A1 - Heizkessel - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Heizkessel mit einer Brennkammer und wenigstens einem als Nachschalt­ heizfläche wirkenden Rauchgaszug, in den ein Strahlungs­ wandler eingefügt ist.

Solche Heizungskessel sind bereits vorgeschlagen worden. Es handelt sich hierbei meistens um von einem Ölgebläse­ brenner beheizte Kessel, die aus einzelnen Gußgliedern bestehen, die Ausnehmungen besitzen. Die größere unten­ liegende Ausnehmung dient als Brennkammer, die über ihr liegende Ausnehmung als Rauchgaszug, der als Nachschalt­ heizfläche wirkt. Beide sind über eine Umlenkung im Kesselendglied miteinander verbunden. Zur Erhöhung des Strahlungsanteils der Wärmeausnutzung hat man bereits in den Rauchgaszug Strahlungswandler eingebaut, die aus hitzebeständigem Material bestehen. Diese Strahlungswand­ ler besitzen keine Berührung mit wasserführenden Teilen und erhitzen sich somit im Rauchgasstrom sehr schnell, so daß sie auf Temperaturen bis 400° kommen und die von ihnen aufgenommene Wärme als Wärmestrahlung wieder an die Nachschaltheizflächen abgeben.

Es ist auch in anderem Zusammenhang bekannt, daß insbe­ sondere Ölgebläsebrenner zu Geräuschen neigen. Um diese Geräusche zu dämpfen, versieht man einerseits die Brenner an ihrer Außenseite mit einer Schallschluckhaube, oder man hat auch schon in die dem Kessel nachgeschalteten Rauchrohre Schalldämpfer eingebaut. Der Einbau dieser Schalldämpfer verursacht zusätzliche Kosten durch das Bauteil selbst und den notwendigen Montageaufwand. Wei­ terhin ist eine Abstimnung des Schalldämpfers auf den Brenner und den Kessel kaum möglich, da hier die unter­ schiedlichsten Kessel mit den unterschiedlichsten Brennern kombiniert werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ohne zusätzliches vor- oder nachgeschaltetes Bauteil die Schallabstrahlung eines Heizungskessels zu minimieren.

Die Lösung der Aufgabe liegt darin, daß der Strahlungs­ wandler als Schalldämpfelement ausgestaltet ist.

Durch diese Ausgestaltung ergibt sich der Vorteil, daß einerseits die Wirkung des Elements als Strahlungswandler erhalten bleibt und zusätzlich mit dieser die Schall­ dämpfwirkung kombiniert wird. Das Element ist im Rauch­ gaszug gelagert und kann auf den Kessel abgestimmt werden und wird mit ihm bereits erkauft, so daß äußere Abwand­ lungen des Kessels gar nicht notwendig sind.

In Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß das Schalldämpfelement als prismatischer Körper ausge­ bildet ist, der unmittelbar in den Rauchgaszug einge­ schoben ist. Da die Rauchgaszüge beziehungsweise Nachschaltheizflächen in aller Regel mit Rippen versehen Flächen darstellen, ist das Einschieben des Schalldämpf­ elementes auf die Rippen unmittelbar möglich, ohne daß weitere Befestigungs- oder Lagerelemente notwendig sind.

Bevorzugt besteht das Schalldämpferelement aus zwei Lochblechen, die zwischen sich eine mineralische Dämm­ platte einschließen. Auf diese Art und Weise ist die Vor­ fertigung des Schalldämpferelements möglich, das dann als fertige Baugruppe nur noch eingeschoben wird.

Zur Darstellung der Baugruppe ist es besonders zweck­ mäßig, eine der beiden Blechplatten mit U-förmigen Win­ keln zu versehen, wobei hinter den freien Schenkel des U-förmigen Winkels die zweite Blechplatte geschoben wird. Durch die Federwirkung der Dämmplatte hält sich dann die zweite Blechplatte selbst.

Ist der Heizkessel als Gliederkessel ausgestaltet, so durchsetzt das Schalldämpfelement bevorzugt alle Aus­ nehmungen der Kesselglieder. Durch diese Ausgestaltung ist es möglich, die Schalldämpf- und Strahlungswirkung des Elements besonders gut den örtlichen Gegebenheiten anzupassen.

Weist der Kessel parallelliegende Rauchgaszüge als Nach­ schaltheizflächen auf, so wird mit besonderem Vorteil in jeden Zug ein besonderes Schalldämpferelement eingeschoben.

Es ist besonders zweckmäßig, die Lochfläche der Blech­ platten des Schalldämpferelements ein Drittel der Gesamt­ blechfläche betragen zu lassen. Durch diese Ausgestaltung wird einerseits eine hohe Schalldämpferwirkung, anderer­ seits eine ausreichende Strahlungswandlungswirkung erzielt.

Weitere Ausgestaltungen und besonders vorteilhafte Wei­ terbildungen der Erfindung sind Gegenstand der übrigen Ansprüche beziehungsweise der nachfolgenden Beschreibung, die zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht auf einen Kesselblock mit abge­ nommenem Kesselvorderglied in einer ersten Ausführungs­ form und

Fig. 2 einen Gußkesselkörper mit gleichfalls abge­ nommenem Kesselvorderglied in einer anderen Ausführungs­ form und

Fig. 3 das Schalldämpferelement in perspektivischer Ansicht.

In allen drei Figuren bedeuten gleiche Bezugszeichen je­ weils die gleichen Einzelheiten.

Der Kesselblock gemäß Fig. 1 gehört zu einen von ei­ nem Ölgebläsebrenner beheizten Gußkessel, wobei der Kesselblock aus einer Mehrzahl von Kesselgliedern 1 ge­ bildet ist, die auf der Rückseite von einem Kesselend­ glied und auf der nicht dargestellten Vorderseite von einem Kesselvorderglied abgedeckt sind, welches den Bren­ ner trägt. Die Kesselglieder weisen eine untere relativ große Ausnehmung 2 auf, die die Brennkammer darstellt, und eine im Abstand 3 darüberliegende Öffnung 4, die ei­ nen Rauchgaszug 4 bildet. Die Brennkammer steht mit dem Rauchgaszug für das Abgas entweder über einen Kanal im Kesselendglied oder über Kanäle 5 in jedem Kesselglied strömungstechnisch in Verbindung, wobei der Kanal 5 von einer Außenwandung 6 und einer Innenwandung 7 begrenzt ist. Die Abgase können aus der Brennkammer 2 in Richtung der Pfeile 8 um den Vorsprung 9 herum eintreten. Die Kesselglieder bilden wassergefüllte Hohlkörper, die an einen Rücklaufanschluß 10 und an einen Vorlaufanschluß 11 jeweils angeschlossen sind.

Der Rauchgaszug 4 dient mit seiner Umfangsfläche 12 als Nachschaltheizfläche, wobei die Ober- und Unterseite mit Rippen 13 versehen sind. Die Rippenoberseite begrenzt so­ mit einen prismatischen Raum, in den unmittelbar auf den Rippenlagern ein Element 14 eingeschoben ist, das zu­ gleich als Nachschaltheizkörper wie auch als Schalldämp­ ferelement ausgebildet ist. Das Schalldämpferelement füllt fast den gesamten freien Raum zwischen den Rippen aus. Hierdurch werden die Abgase gezwungen, den Raum 15 zwischen den Rippen zum Durchströmen zu verwenden. Das bedingt einen besonders innigen Kontakt der Rauchgase mit den Rippen-Wärmetauschflächen, so daß von den Abgasen noch mehr Wärme an das aufzuheizende Wasser des Kessels abgegeben wird, womit erwünschterweise die Abgastempera­ tur fällt und der Wirkungsgrad des Kessels erhöht wird. Die das eingeschobene Element 14 umspülenden Rauchgase erhitzen das Element sehr schnell, da es keinen wärme­ leitenden Kontakt mit wasserführenden Teilen aufweist. Das Element nimmt demgemäß schnell hohe Temperaturen an, so daß es einerseits beim Anfahren keine Korrosions­ probleme gibt, weshalb das Element auch ohne weiteres aus normalem Stahl hergestellt werden kann. Durch die hohe Eigentemperatur im Betrieb wird eine hohe Strahlungsum­ setzung erzielt, die aufgenommene Wärme wird an die Rippen und an den Rippengrund des Rauchgaszuges abge­ strahlt und dient zum Aufheizen der Rippen beziehungs­ weise der tieferliegenden Wandung im Bereich des Rauchgaszuges. Damit wird in Kombination mit der eben er­ zielten Leistungssteigerung eine weitere Wirkungsgrad­ steigerung erzielt. Durch die Ausbildung des Elements als Schalldämpfelement wird zugleich neben der hohen Lei­ stungsausbeute und Wirkungsgraderhöhung auch eine Ge­ räuschherabsetzung erreicht.

Aus der Fig. 2 ist eine andere Ausgestaltung eines Gußkesselgliedes ersichtlich, das sich im wesentlichen von dem der Fig. 1 dadurch unterscheidet, daß der Rauchgaszug 4 in zwei strömungsmäßig parallelliegende Rauchgaszüge 4 a und 4 b unterteilt ist. Auch die Umfangs­ wandungen dieser Rauchgaszüge sind mit Rippen 13 verse­ hen, nur hier nicht auf den waagerechten Wandungsteilen, sondern auf den senkrechten Wandungsteilen. Hier sind zwei voneinander unabhängige Elemente 14 eingeschoben, die unten unmittelbar auf der Wandung der jeweiligen Rauchgaszüge aufliegen und die seitlich von den Rippen unmittelbar gehaltert sind. Der auftretende Effekt ist der gleiche, einerseits wirkt der Strahlungsheizkörper als Strahlungsheizelement, zum anderen als Verdränger für die Rauchgase, die auch hier in den freien Raum zwischen den Rippen gezwungen werden, und schließlich wirkt das Element als Schalldämpfer.

Beim Einsatz dieses Kessels kann gleichfalls ein Ölge­ bläsebrenner oder Gasgebläsebrenner vorgesehen werden.

Das eigentliche Schalldämpfelement geht aus der Fig. 3 hervor. Es ist als prismatischer, insbesondere qua­ derförmiger Körper ausgebildet, der im wesentlichen aus einer mineralischen Dämmatte 15 gleichfalls in Prismaform besteht. Sämtliche Schmalseiten 16 und 17 sowie die gegenüberliegenden Schmalseiten hierzu liegen frei. Die Breitseiten 18 und 19 sind von je einer Lochblechplatte 20 abgedeckt. Diese Blechplatte weist eine Vielzahl von den regelmäßigen Abständen angeordneten rechteckigen Löchern 21 auf, die so bemessen sind, daß die gesamte Lochfläche mindestens ein Drittel der Gesamtblechfläche beträgt. Die maximale Lochfläche beträgt die Hälfte der Blechfläche. Die Löcher können eckig oder rund sein, die Platte ist eine normale unbehandelte Stahlblechplatte.

An der einen Blechplatte ist ein U-förmiger Blechwinkel 22 bei 23 punktgeschweißt verbunden, und zwar mit dem ei­ nen Schenkel des U. Der andere Teil des U-förmigen Win­ kels liegt frei. Auf der gegenüberliegenden Schmalseite ist ein gleichartiger Winkel angeordnet. Dadurch ist es möglich, zunächst eine mit den beiden U-förmigen Winkeln - es können auch vier Winkel sein - zu nehmen und auf diese Platte die Dämmatte zusammen mit der anderen Loch­ blechplatte 20 einzuschieben. Letztere wird dann von dem freien Ende des U-förmigen Winkels übergriffen und ge­ halten. Ein Auseinanderfallen dieser Baugruppe ist nicht möglich, da die Winkel so bemessen werden können, daß die Dämmplatte unter Spannung steht und die freigelagerte Dämmplatte gegen die Schenkel drückt.

Die Erfindung erstreckt sich ausdrücklich auch darauf, das Schalldämpferelement in Nachschaltheizflächen bezie­ hungsweise Rauchgaszügen von geschweißten Stahlblech­ kesseln einzusetzen. Auch hier entfaltet das Schalldämpfelement die gleichen Wirkungen als Verdränger, als Strahlungswandler sowie als Schalldämpfer.

Es soll noch darauf hingewiesen werden, daß die schall­ dämpfende Wirkung bei den geschilderten Aufbau des Schalldämpferelementes bereits dann eintritt, wenn die Lochfläche ein Drittel der Gesamtblechfläche ist. Die Schalldämpfwirkung steigert sich, wenn man den Loch­ flächenanteil größer wählt. Gegenläufig zu dieser Wirkung ist die Wirkung des Strahlungswandlers, die um so größer ist, je größer die Blechfläche ist. Es ist somit empi­ risch zu ermitteln und für jeden Kessel festzulegen, wie groß die Lochfläche des Dämpferelements sein muß. Wesent­ lich ist noch, daß die Möglichkeit gegeben ist, bei Guß­ kesselgliedern das Schalldämpfelement so groß zu machen, das es sämtliche Ausnehmungen des Rauchgaszuges in den einzelnen Kesselgliedern durchsetzt. Das Schalldämpfele­ ment muß dies aber nicht tun, es kann auch einige Räume des Rauchgaszuges freilassen. Es wäre auch möglich, statt eines Elementes mehrere gesonderte Elemente in je­ den Rauchgaszug einzuschieben, wobei diese Elemente nicht gleich ausgebildet sein müssen. Auch hierdurch kann die schalldämpfende Wirkung verstärkt werden.

Claims (8)

1. Heizkessel mit einer Brennkammer und wenigstens einem als Nachschaltheizfläche dienenden Rauch­ gaszug, in den ein Strahlungswandler eingefügt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlungswandler als Schalldämpfelement (14) ausgestaltet ist.

2. Heizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Schalldämpfelement (14) als pris­ matischer Körper ausgebildet ist, der unmittelbar in den Rauchgaszug (4, 4 a, 4 b) ein­ geschoben ist.

3. Heizkessel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das Schalldämpferelement (14) quader­ förmig ausgebildet ist und zwischen den Rippen (15) des Rauchgaszuges (4, 4 a, 4 b) gelagert ist.

4. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß das Schalldämpferele­ ment aus zwei Lochblechen (20) besteht, die zwischen sich eine mineralische Dämmplatte (15) einschließen.

5. Heizkessel nach Anspruch 1 oder 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die eine der beiden Blechplatten (20) mit einem oder mehreren U-för­ migen Winkeln (22) versehen ist, hinter deren freien Schenkeln die zweite Blechplatte gescho­ ben ist.

6. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß bei einem Gußglieder­ kessel das Schalldämpferelement (14) alle Ausnehmungen des Rauchgaszuges (4, 4 a, 4 b) des Rauchgaszuges der Gußglieder (1) durchsetzt.

7. Heizkessel nach Anspruch 1 oder 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß bei parallelliegenden Rauch­ gaszügen (4 a, 4 b) in jedem der Rauchgaszüge ein gesondertes Schalldämpferelement (14) angeordnet ist.

8. Heizkessel nach Anspruch 4 oder 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Lochfläche der Blechplatte (20) wenigstens ein Drittel der Gesamtblechfläche beträgt.