DE4344175A1 - Heizkessel zum Verbrennen gasförmiger oder flüssiger Brennstoffe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Heizkessel zum Verbrennen gasförmiger oder flüssiger Brennstoffe, bestehend aus ei­ nem wasserführenden Gehäuse mit einem gegliederten oder ungegliederten, zum Abgasanschlußstutzen führenden Gas­ führungsraum, der auf der anderen Seite mit einem Geblä­ sebrenner bestückt ist.

Heizkessel der genannten Art sind allgemein bekannt und in den unterschiedlichsten Konstruktionsgestaltungen in Benutzung, so daß es dazu keines besonderen druckschrift­ lichen Nachweises bedarf. Unter "gegliedertem oder unge­ gliedertem" Gasführungsraum ist dabei zu verstehen, daß der Feuerraum direkt in den Abgasanschlußstutzen übergeht oder, was in der Regel der Fall ist, der Gasführungsraum eine Gliederung in Feuerraum und Heizgaszüge aufweist, durch die die Heizgase zum Abgasanschlußstutzen nach Pas­ sage einer Sammelkammer strömen.

Insbesondere wenn bei solchen Heizkesseln das ganze Abgasleitungssystem, das sich an den Abgasanschlußstutzen anschließt, druckdicht ausgeführt ist, treten vom Brenner verursacht, Pulsationen auf, die, da einerseits der Gas­ führungsraum und andererseits das Abgasleitungssystem, als Resonanzräume wirken, zu störenden Schwingungen füh­ ren, wenn, wie gesagt, das ganze Abgasleitungssystem druckdicht ausgeführt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Heizkessel der genannten Art mit einfachen Mitteln dahingehend zu ver­ bessern, daß solche vom Brenner unvermeidbar verursachten Schwingungen in ihrer Auswirkung im Gesamt-Resonanzsystem vermieden bzw. auf ein nicht störendes Maß reduziert wer­ den.

Diese Aufgabe ist mit einem Heizkessel der gattungsgemä­ ßen Art nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Ein­ strömöffnung zum Abgasanschlußstutzen in Form eines von einem Gegenelement begrenzten, zylindrischen Ringspaltes und dieser bezüglich seines freien Durchströmquerschnit­ tes einstellbar ausgebildet ist.

Wie sich überraschenderweise gezeigt hat, treten bei ei­ ner solchen Ausbildung im Gesamtsystem keine oder prak­ tisch keine störenden Resonanzschwingungen mehr auf, wo­ bei nur vermutet werden kann, daß durch die insoweit be­ sondere Gestaltung der Zuströmöffnung zum Abgasanschluß gewissermaßen eine Entkopplung der beiden Schwingungssy­ steme, nämlich einerseits Heizkessel und andererseits Abzugssystem erfolgt. Wesentlich ist dabei nicht nur die Anordnung bzw. Ausbildung der Zuströmöffnung zur eigent­ lichen Einströmöffnung des Abgasanschlusses in Form eines Ringspaltes, sondern auch dessen Einstellbarkeit, da die Bemessung der Ringspaltbreite jeweils von den speziellen Gegebenheiten der Gesamtanlage abhängig ist, d. h., die Anpassung der Größe des Ringspaltes muß vor Ort vorgenom­ men werden.

Bei Anordnung des Abgasanschlußstutzens an einer Abgas­ sammelkammer ist im Abgasanschlußstutzen ein durchmesser­ kleineres, den Abgasanschlußstutzen durchgreifendes und axial verstellbares Abzugsrohr angeordnet, wobei das Ende des Abzugsrohres mit der diesem gegenüberstehenden Wand der Abgassammelkammer den Ringspalt begrenzt.

Sofern zur Ausbildung des Ringspaltes im Gasführungsraum des Heizkessels kein den Ringspalt begrenzendes Gegenele­ ment aufgrund der Kesselkonstruktion vorhanden ist, so kann gegenüber der Einströmöffnung des Abgasanschlußstut­ zens eine im wesentlichen dem Querschnitt der Einström­ öffnung entsprechende, den Ringspalt kesselinnenseitig begrenzende Blende und diese in bezug auf die Einström­ öffnung verstellbar angeordnet werden. Davon ausgehend kann eine verbesserte Resonanzentkopplung dadurch er­ reicht werden, daß an der Einströmöffnung des Abgasan­ schlußstutzens eine stationäre Ringblende angeordnet ist, deren Innendurchmesser kleiner ist als der Durchmesser der Einströmöffnung.

Der erfindungsgemäße Heizkessel und dessen praktischen und vorteilhaften Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbei­ spielen näher erläutert, von denen jedoch nur der hier interessierende Abgasabzugsbereich im einzelnen darge­ stellt ist.

Es zeigt schematisch

Fig. 1 im Schnitt eine Abgassammelkammer für einen so­ genannten Vertikalheizkessel mit bodenseitigem Abzug;

Fig. 2 perspektivisch die Ringspaltanordnung und -aus­ bildung am Heizkessel gemäß Fig. 1 und

Fig. 3 im Schnitt eine weitere Ausführungsform.

Der Heizkessel besteht aus einem wasserführenden Gehäuse 1 mit einem gegliederten oder ungegliederten, zum Abgas­ anschlußstutzen 2 führenden Gasführungsraum 3, der auf der anderen Seite mit einem Gebläsebrenner 4 bestückt ist.

Unabhängig von der tatsächlichen Konstruktion des Heiz­ kessels ist für diesen nun wesentlich, daß die Einström­ öffnung 5 zum Abgasanschlußstutzen 2 in Form eines von einem Gegenelement begrenzten, zylindrischen Ringspaltes 6 und dieser bezüglich seines freien Durchströmquer­ schnittes Q einstellbar ausgebildet ist.

Orientiert am konkreten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1, 2, bei dem der Abgasanschlußstutzen 2 an einer Abgassam­ melkammer 7 angeordnet ist, ist im Abgasanschlußstutzen 2 ein durchmesserkleineres, den Abgasanschlußstutzen 2 durchgreifendes und axial verstellbares Abzugsrohr 8 an­ geordnet, das mit seinem Ende 8′ und der diesem gegen­ überstehenden Wand 9 der Abgassammelkammer 7 den Ringspalt 6 begrenzt. Die Form des Ringspaltes 6 ist in Fig. 2 perspektivisch besser verdeutlicht, d. h., der Ringspalt 6 hat die Form eines Zylinders, wie schraffiert angedeutet.

Hat bspw. der Abgasanschlußstutzen 2 einen üblichen Durchmesser von 251 mm, so beträgt der Durchmesser des Abzugsrohres 8 insgesamt 180 mm, und die Breite B des Ringspaltes 6 beträgt 50 mm. Getestet wurde ein solcher Vertikalheizkessel mit ca. 600 KW, wobei sich zeigte, daß der Heizkessel mit dem speziellen Versuchsstandsabzugssy­ stem sehr empfindlich hinsichtlich auftretender Pulsationsschwingungen reagierte, d. h. mit Vergrößerung der Ringspaltbreite B traten sofort wieder störende Schwingungen im ganzen System auf. Wie in Fig. 1 verdeut­ licht, wird der Kessel nach wie vor mit seinem Abgasan­ schlußstutzen 2 am Abzugssystem 12 (nur angedeutet) ange­ schlossen, wobei das durchmesserkleinere Abzugsrohr 8 im Abgasanschlußstutzen 2 durch einen oder zwei Ringstege 13 und ggf. einen Steg 13′ in der Abgassammelkammer 7 ver­ stellbar gehalten wird.

Sofern die Heizgase in einem Heizkessel nach oben abströ­ men, würde die dann oben befindliche Abgassammelkammer 7 entsprechend ausgebildet.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist vorausgesetzt, daß hier ein den Ringspalt 6 begrenzendes Gegenelement bzw. eine Wand 9 nicht verfügbar bzw. zu weit von der Einströmöffnung 5 des Abgasanschlußstutzens entfernt ist. Hierbei ist, wie dargestellt, gegenüber der Einströmöff­ nung 5 des Abgasanschlußstutzens 2 eine im wesentlichen dem Querschnitt der Einströmöffnung 5 entsprechende, den Ringspalt 6 kesselinnenseitig begrenzende Blende 10 und diese in bezug auf die Einströmöffnung 5 verstellbar an­ geordnet. Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, an der Einströmöffnung 5 des Abgasanschlußstutzens 2 eine stationäre Ringblende 11 anzuordnen, deren Innendurchmes­ ser D kleiner ist als der Durchmesser D₁ der Einströmöff­ nung 5. Bei dieser Ausführungsform würden für die Durch­ messer D und D₁ bspw. die gleichen Meßverhältnisse ange­ setzt werden, wie zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 vorerwähnt.

Offenbar werden durch die Umgestaltung einer sonst eben­ flächigen Einströmöffnung des Abgasanschlußstutzens in einen bezüglich seiner Breite B an die jeweiligen Ver­ hältnisse der beiden Resonanzraume anpaßbaren zylindri­ schen Ringspalt die vom Brenner verursachten Schwingungen so gebrochen bzw. vorteilhaft gestört, daß keine Resonanz mehr im Abzugssystem auftritt.

Claims (4)

1. Heizkessel zum Verbrennen gasförmiger oder flüssiger Brennstoffe, bestehend aus einem wasserführenden Ge­ häuse (1) mit einem gegliederten oder ungeglieder­ ten, zum Abgasanschlußstutzen (2) führenden Gasfüh­ rungsraum (3), der auf der anderen Seite mit einem Gebläsebrenner (4) bestückt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einströmöffnung (5) zum Abgasanschlußstutzen (2) in Form eines von einem Gegenelement begrenzten, zylindrischen Ringspaltes (6) und dieser bezüglich seines freien Durchströmquerschnittes (Q) einstell­ bar ausgebildet ist.

2. Heizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung des Abgasanschlußstutzens (2) an einer Abgassammelkammer (7) im Abgasanschlußstutzen (2) ein durchmesserkleineres, den Abgasanschlußstut­ zen (2) durchgreifendes und axial verstellbares Ab­ zugsrohr (8) angeordnet ist, wobei das Ende (8′) des Abzugsrohres (8) mit der diesem gegenüberstehenden Wand (9) der Abgassammelkammer (7) den Ringspalt (6) begrenzt.

3. Heizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß gegenüber der Einströmöffnung (5) des Abgasan­ schlußstutzens (2) eine im wesentlichen dem Quer­ schnitt der Einströmöffnung (5) entsprechende, den Ringspalt (6) kesselinnenseitig begrenzende Blende (10) und diese in bezug auf die Einströmöffnung (5) verstellbar angeordnet ist.

4. Heizkessel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der Einströmöffnung (5) des Abgasanschluß­ stutzens (2) eine stationäre Ringblende (11) ange­ ordnet ist, deren Innendurchmesser (D) kleiner ist als der Durchmesser (D₁) der Einströmöffnung (5).