DE4220987C2 - Gliederheizkessel - Google Patents

Description

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

Ein Gliederheizkessel dieser Art ist der DE-GM 18 79 203 zu entnehmen. Dieser besitzt eine obere Wassernabe, an die sowohl der Kesselvorlauf als auch der Kesselrücklauf angeschlossen sind, und zwar auf der entgegengesetzten Seite des Kessels. Um eine Direktströmung durch die obere Nabe vom Rücklauf zum Vorlauf zu vermeiden, ist eine Trennrippe in Form eines Verteilerrohres in die obere Nabe eingefügt. Das Rücklaufwasser durchströmt dabei einen Teil der Kesselglieder abwärts, um durch das eine Endglied wieder aufwärts zum Vorlauf zu gelangen. Der Kessel ist für feste Brennstoffe konzipiert.

Gliederheizkessel für atmosphärische Gasbrenner besitzen vertikale Kesselglieder zur Ausbildung von taschenartigen Wasserräumen und dazwischenliegenden, vertikalen Heizgaszügen. Ein Heizkessel dieser Art ist beispielsweise der DE 41 16 383 A1 zu entnehmen. Dabei münden diese Wassertaschen in obere und untere Wassernaben ein, an denen die Kesselglieder durch Nippel miteinander verbunden sind. An die untere Wassernabe ist der Kesselrücklauf angeschlossen. Von der oberen Wassernabe zweigt der Kesselvorlauf ab. Die Wassernaben sitzen bei dem dargestellten Kessel seitlich der Wassertaschen außerhalb der vertikalen Heizgaszüge.

Bei diesen Gliederheizkesseln für atmosphärische Gasbrenner und auch bei den üblichen Gliederheizkesseln für Gebläsebrenner strömt das kalte Rücklaufwasser somit durch die untere Wassernabe in die Wassertaschen ein. Dabei sind Taupunktsunterschreitungen auf der Heizgasseite nicht in allen Fällen zu vermeiden, insbesondere nicht bei einer Betriebsweise im Niedertemperaturbereich. Das entstehende Kondensat kann zu Schäden am Kessel führen.

Es sind bereits unterschiedliche Vorschläge zur Vermeidung einer Kondensatbildung gemacht worden. Die DE 82 07 592 U1 weist eine Trennrippe im Wasserraum auf, welche das kalte Rücklaufwasser zunächst an den Außenwänden entlang leitet. Die DE 84 33 051 U1 zeigt bei einem Stahlheizkessel ein Leitrohr für das kalte Rücklaufwasser, durch das dieses Wasser in die oberen, heißeren Zonen des Wasserraumes geführt wird. Von hier aus verteilt sich das Wasser, so daß eine direkte Beaufschlagung der kühleren, unteren Partien der Brennkammer vermieden wird.

Alle diese Maßnahmen können in gewissem Umfang zu einem Erfolg führen. Es sind jedoch besondere Schritte zu unternehmen, wie das Einführen eines Leitrohres. Jedenfalls zeigen diese Schriften, daß ernsthafte Überlegungen angestellt wurden, eine Kondensatbildung bei Heizkesseln zu vermeiden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, speziell bei einem Gliederheizkessel für atmosphärische Gasbrenner durch die konstruktive Gestaltung der Kesselglieder einen weitgehend kondensatfreien Betrieb zu ermöglichen.

Der erfindungsgemäße Gliederheizkessel besitzt die im Patentanspruches 1 genannten Merkmale.

Der taschenartige Wasserraum eines jeden Kesselgliedes mündet mit seinem oberen Eckbereich in eine großvolumige Wassernabe ein, an die von einer gemeinsamen Seite her sowohl der Kesselvorlauf als auch der Kesselrücklauf angeschlossen sind. Dabei ergibt sich in Gliedebene eine gegenläufige Abwärtsströmung des kalten Rücklaufwassers und eine Aufwärtsströmung des warmen Vorlaufwassers mit einem Wärmeaustausch zwischen beiden Strömungen. Im Gegensatz zu der bisherigen Aufwärtsströmung von den unteren, kühleren zu den oberen, wärmeren Bereichen wird auf diese Weise eine innere Zirkulation erzielt, bei der die heiße und die kühle Strömung im Wärmetausch miteinander treten. Das kühlere Rücklaufwasser wird dabei auf dem Weg zur unteren Zone vorgewärmt, um dann stärker aufgeheizt wieder zum oberen Vorlaufstutzen zu gelangen. Wesentlich für diese Funktionsweise ist die Anordnung der großvolumigen Wassernabe im oberen Eckbereich. Auf diese Weise strömt das kühle Rücklaufwasser einseitig nach unten, streicht dann durch den großflächigen Wasserbereich, um dort durch die vorbeiströmenden Heizgase erwärmt zu werden und gelangt schließlich wieder in die Wassernabe im Eckbereich zurück. Eine Trennrippe unterhalb der Wassernabe unterstützt diese Strömung.

Es empfiehlt sich, den Kesselrücklauf außen und den Kesselvorlauf innen an der großvolumigen Wassernabe anzuordnen. Die Trennrippe erzeugt dann eine Aufteilung der Wasserströmung in eine äußere Abwärtsströmung und in eine innere Aufwärtsströmung innerhalb der Wassertasche.

Die Trennrippe kann in mehrere Einzelrippen aufgeteilt sein. Leitrippen in der Wassertasche verbessern die vollständige Durchströmung der Tasche.

Die beigefügte Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Es zeigt:

Fig. 1 Einen Heizkessel mit einem Kesselglied in der Seitenansicht und

Fig. 2 den Schnitt A-A aus Fig. 1.

Im äußeren Kesselgehäuse 1 sind eine Anzahl Kesselglieder 2 angeordnet, die jeweils als Wassertaschen 3 ausgebildet sind und vertikale Heizgaszüge 4 zwischen sich begrenzen. Die Wassertaschen 3 eines jeden Kesselgliedes 2 münden mit einem oberen Eckbereich in eine großvolumige Wassernabe 5 ein. An den Wassernaben 5 sind die Kesselglieder 2 durch Nippel verbunden. Eine weitere Verbindung besteht an einer unteren Nabe 6, die nur zum Verteilen des Wassers zwischen den Wassertaschen 3 dient. An die obere Wassernabe 5 ist außen der Kesselrücklauf 7 und innen der Kesselvorlauf 8 angeschlossen. Das kühle Rücklaufwasser strömt außen nach unten und als heißes Vorlaufwasser im Bereich der Wassertaschen 2 wieder nach oben.

Eine Trennrippe 9, ggfs. in Form mehrerer Einzelrippen, unterteilt die Strömungen. Mehrere Leitrippen 10 dienen einer Lenkung der Strömung innerhalb des Wasserraumes.

Die Beheizung erfolgt durch einen üblichen atmosphärischen Gasbrenner 11. Nach dem Durchströmen der Heizgaszüge 4 gelangen die Heizgase in eine Strömungssicherung 12 und von dort zum Abgasstutzen 13.

Claims (3)

1. Gliederheizkessel, bestehend aus vertikalen Kesselgliedern zur Ausbildung von taschenartigen Wasserräumen und dazwischenliegenden vertikalen Heizgaszügen, bei denen die Wasserräume in eine obere Wassernabe einmünden, an die sowohl der Kesselvorlauf als auch der Kesselrücklauf angeschlossen ist, wobei im Wasserraum eine Trennrippe für eine Trennung des abwärtsströmenden, kalten Rücklauf- und des aufwärtsströmenden, warmen Vorlaufwassers angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die oberhalb des Brennraumes für atmosphärische Gasbrenner angeordneten taschenartigen Wasserräume (3) der Kesselglieder (2) mit einem oberen Eckbereich in eine großvolumige Wassernabe (5) einmünden, an welche von einer gemeinsamen Seite her der Kesselvorlauf (8) und der Kesselrücklauf (7) so angeschlossen sind, daß sich in Gliedebene eine gegenläufige Abwärtsströmung des kalten Rücklaufwassers und Aufwärtsströmung des warmen Vorlaufwassers mit einem Wärmeaustausch zwischen beiden Strömungen ergibt.

2. Gliederheizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennrippe (9) eine Aufteilung der Wasserströmung in eine äußere Abwärtsströmung des kalten Rücklaufwassers von dem außen angeordneten Kesselrücklauf (7) und in eine innere Aufwärtsströmung des warmen Vorlaufwassers zum innen angeordneten Kesselvorlauf (8) bewirkt.

3. Gliederheizkessel nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennrippe (9) im Wasserraum (3) in mehrere, aneinandergereihte Einzelrippen aufgegliedert ist und daß im Wasserraum (3) seitlich der Wassernabe (5) zusätzliche Leitrippen (10) angeordnet sind.