DE3822238A1 - Heizungskessel mit einem rohrfoermigen heizgaszug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Heizungskessel nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Ein Heizungskessel dieser Art ist beispielsweise in der DE-OS 34 10 141 und der DE-OS 34 40 006 dargestellt und beschrieben. Der rohrförmige Heizgaszug besteht dabei aus einer Innenschale und einer im Abstand dazu angeordneten Außenschale. Diese Maßnahme verhindert ein unerwünschtes Abkühlen der Heizgase bis unter den Taupunkt mit der gefürchteten Bildung von saurem Kondensat. Um einen definierten Wärmeübergang zu erreichen, soll gemäß den beiden Schriften ein in gewissem Maße den Wärmeübergang beeinflussendes Material in den Zwischenraum eingefügt sein. Das kann bei sehr geringem Abstand der Innen­ und der Außenschale ein dünnes Isolationsmaterial sein. Bei größerem Abstand wird das Einbringen eines Schüttgutes, wie Quarzpulver, vorgeschlagen.

Zum Stand der Technik zählt auch das DE-GM 79 07 706. Dort wird als einzufüllendes Medium Wasserdampf empfohlen. Zu erwähnen ist auch die DE-OS 17 78 832, in der als Zwischenmaterial eine dünne Isolierschicht, etwa ein Asbestblatt, genannt ist.

In allen genannten Fällen hat das zwischengefügte Material die Aufgabe, den Wärmeübergang in gewissen Grenzen zu regulieren. Dabei stellt das Zwischenmaterial immer eine homogene, in sich geschlossene Schicht dar. Das trifft auf die Luft- bzw. Dampffüllung nach dem DE-GM 79 07 706, auf die Quarzfüllung nach der DE-OS 34 40 006 und auf das Isoliermaterial nach der DE-OS 17 78 833 und 34 10 141 zu. Das angestrebte Ziel ist mit diesen Mitteln unter Umständen zu erreichen. Da sich hier jedoch die entgegengesetzten Forderungen nach einem möglichst guten Wärmeübergang von den Heizgasen zum Kesselwasser und einer reduzierten Einwirkung des noch kühlen Kesselwassers auf die bereits weitgehend abgekühlten Heizgase gegenüberstehen, sind an das Zwischenmaterial sehr genaue Bedingungen zu stellen, die die bekannten, homogenen Materialien nicht immer erfüllen.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Zwischenmaterial zwischen der Innen- und der Außenschale des rohrförmigen Heizgaszuges eines Heizungskessels einzusetzen, welches einen definierten Wärmeübergang garantiert und auch feinste Abstufungen zuläßt. Das Material soll selbstverständlich preisgünstig und einfach zu handhaben sein.

Des erfindungsgemäße Material besitzt die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 genannten Merkmale.

Das Aufwickeln eines Materiales auf ein Rohr ist sehr einfach durchzuführen. Entscheidend ist dabei jedoch die Tatsache, daß die Wicklungen im Abstand zueinander verlaufen können. Es wird bewußt auf eine homogene, zusammenhängende Zwischenschicht verzichtet, wie sie allen bisherigen Vorschlägen zugrunde lag.

Vielmehr wird auf den Abstand der Wicklungen wert gelegt, er ganz genau den zu erwartenden Betriebsbedingungen angepaßt werden kann. Dadurch entstehen in genau festgelegten Abständen Wärmeübertragungsbrücken, die einen definierten Wärmefluß garantieren.

Bestens geeignet ist ein flacher Metallstreifen, der spiralförmig auf die Innenschale aufgewickelt wird. Bei einer solchen Wicklung ist der gewünschte Abstand genau einzustellen. Dabei ist sogar noch der zusätzliche Vorteil vorhanden, die Abstände zwischen den Wicklungen zu variieren. Durch einen nach hinten größer werdenden Abstand wird der Tatsache entsprochen, daß die Heizgastemperaturen zum Ende des Heizgaszuges hin abnehmen, weshalb hier ein geringerer Wärmefluß vorhanden ist. Es ist sowohl eine kontinuierliche als auch eine zonenweise Vergrößerung des Abstandes zwischen den Wicklungen denkbar.

Eine Veränderung der Wärmeübertragung durch Veränderungen des einzufügenden Materiales ist wohl schon der DE-OS 34 10 141 und auch der DE-OS 34 40 006 zu entnehmen. Dort geht es jedoch um eine Veränderung des Abstandes zwischen der Innen- und der Außenschale infolge einer unterschiedlich starken Zwischenschicht. Das ist wesentlich schwieriger zu erzielen als mit der sehr einfachen Veränderung des Abstandes der Wicklungen.

Die Wicklung muß nicht unbedingt als spiralig aufgewickelter Metallstreifen ausgeführt werden, obwohl dieses als günstigste Art der Wicklung anzusehen sein dürfte. Es ist auch möglich, ein flaches Lochblech oder Ähnliches auf die Innenschale aufzuwickeln. Dabei können dann die Lochdurchmesser nach hinten kontinuierlich oder zonenweise größer werden, d.h. die der Wärmeübertragung dienende Stege werden kleiner.

Die beigefügte Zeichnung stellt in einer einzigen Figur einen Längsschnitt durch ein Wärmetauscherrohr dar, wobei die Erfindung sich selbstverständlich auch auf sonstige heizgasberührte Zylinderflächen erstrecken kann.

Eine von den Heizgasen durchströmte Innenschale 1 ist mit Abstand von einer Außenschale 2 umgeben, die auf der Außenseite vom Kesselwasser beaufschlagt ist. Der Zwischenraum verhindert eine zu starke Abkühlung der Heizgase mit einer gefürchteten Taupunktsunterschreitung, um dennoch einen definierten Wärmeübergang zu besitzen ist auf die Innenschale 1 ein Wickelkörper aufgebracht, dessen Wicklungen 3 im Abstand zueinander verlaufen. Der Abstand verändert sich über die Länge des Heizgasrohres, wodurch eine Anpassung an die örtliche Wärmestromdichte infolge Abkühlung der Heizgase zu erzielen ist.

Claims (7)

1. Heizungskessel mit einem oder mehreren rohrförmigen Heizgaszügen aus einer Innenschale, einer im Abstand dazu angeordneten Außenschale und einem zwischengefügten, den Wärmeübergang fördernden Material in dem vorhandenen Zwischenraum, dadurch gekennzeichnet, daß das Material aus einem auf die Innenschale (1) aufgebrachten Wickelkörper besteht, dessen Wicklungen (3) im Abstand zueinander verlaufen.

2. Heizungskessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wickelkörper als flacher Metallstreifen ausgebildet ist, der in spiraliger Wicklung mit einem nach hinten, nämlich in Richtung fallender Abgastemperatur, größer werdenden Abstand verläuft.

3. Heizungskessel nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Abstand der Wicklungen nach hinten kontinuierlich vergrößert.

4. Heizungskessel nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Abstand der Wicklung zonenweise nach hinten vergrößert.

5. Heizungskessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wickelkörper als gelochtes oder perforiertes Blechelement ausgebildet ist, dessen Lochdurchmesser bzw. Freiflächenanteil sich nach hinten vergrößert.

6. Heizungskessel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Blechelement als spiralig auf die Innenschale aufgewickeltes Band gestaltet ist.

7. Heizungskessel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Blechelement als ein um die Innenschale gelegtes Flächenelement gestaltet ist.