DE4400157A1 - Doppelaustauscher für die Zusammensetzung eines zerlegbaren Kesselmantels zu einem Heizkessel - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Doppelaustauscher für die gußeisernen Gliederkessel.

Der Kesselmantel eines Gliederkessels ist durch das Aneinanderstellen/Zusammensetzen einer gewissen Anzahl von Wärmeaustauschern, die vorzugsweise aus Gußeisen gefertigt sind, gebildet.

Jeder Austauscher enthält einen unteren Einlauf für das kalte Wasser und einen oberen Auslauf für das er­ wärmte Wasser, wobei der Einlauf und der Auslauf je­ weils als eine durchquerende bzw. durchgängige Öffnung gebildet sind, deren Kante als Auflagefläche dient.

Die Zusammensetzung erfolgt unter Verwendung von dop­ pelkegeligen durchquerenden Anschluß- bzw. Verbin­ dungsbuchsen, die Nippel genannt werden.

Diese Austauscher weisen zufriedenstellende Austausch­ leistungen auf; sie sind jedoch schwer, voluminös und kostspielig und erfordern in den Gießereien einen um­ fangreichen Aufwand. Diese Nachteile sind eine Tat­ sache und werden bereits bei den Heizkesseln mittlerer Leistung, d. h. bei einer Leistung von mehr als 200 kW, stark ausgeprägt. Die Mäntel solcher Heizkessel werden nach einer besonderen Ausführung von zwei parallelen Reihen von Austauschern kleinerer Abmessungen ge­ bildet.

Diese Austauscher werden auf gleiche Weise wie die einteiligen Austauscher der Heizkessel von kleinerer Leistung mit Hilfe von Nippeln und von Zugankern ein­ gebaut.

Somit sind zwei Gruppen von parallel stehenden Austau­ schern vorhanden und die Einläufe und Ausläufe der au­ ßenliegenden Austauscher müssen mit Hilfe von Sammel­ stücken verbunden werden.

Diese zwangsläufige Art der Ausführung weist verschie­ dene Nachteile auf.

Aus den folgenden Gründen stellt sich diese Lösung als kostspielig heraus:

• - die Teile, die als Sammelstücke dienen, sind aufwen­ dig, also deren Fertigung ist schwieriger;
• - das Zusammensetzen ist lohnintensiver;
• - der Heizkessel weist die Nachteile eines doppelten Heizmantels auf: Isolierung, Platzbedarf, . . .

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen verschiedenen Nachteilen abzuhelfen. Hierzu be­ zieht sich die Erfindung auf einen Doppelaustauscher für einen Kessel mit einem zerlegbaren Kesselmantel, der dadurch gekennzeichnet ist, daß er aus einer rech­ ten Austauscherhälfte und aus einer linken Austau­ scherhälfte gebildet ist, die mechanisch aneinander gestellt und hydraulisch verbunden sind, und zwar ei­ nerseits untereinander und andererseits mit den an­ grenzenden Austauscherhälften bei denen die oberen und unteren Enden, um einen vollständigen, querliegenden Austauscher zu bilden, der einem einteiligen Austau­ scher gleichwertig ist, und nach Aneinanderstellung/- Zusammensetzung den Kesselmantel eines Heizkessels bildet.

Durch diese Merkmale besitzt die Erfindung zahlreiche Vorteile.

Ein einziger oberer Sammelstrang oder ein einziger un­ terer Verteilstrang ermöglicht die Verwendung von außenliegenden Teilen, die die Verbindung der beiden Kreisläufe sicherstellen, zu vermeiden. Ein einziger oberer Sammelstrang stellt eine bessere Homogenisie­ rung der Warmwasserströme sicher. Die Montage der Be­ standteile stellt sich als weniger heikel heraus, da ein einziger Auflagebereich oben und unten bei jedem Austauscher vorhanden ist.

Weitere erwähnenswerte Vorteile sind:

• - das Gesamtgewicht des gleichwertigen Austauschers ist geringer;
• - es ist möglich, mit der gleichen Technologie in der Gießerei leistungsfähigere Heizkessel zu fertigen;
• - die Toleranzausgleichung ist problemlos.

Weitere technische Merkmale und weitere Vorteile der

Erfindung werden in der nachstehenden Beschreibung herausgestellt, die als Beispiel im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen angeführt ist.

Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Kesselman­ tels, der durch das Aneinanderstellen der Austauscher gemäß der Erfindung gebildet ist;

Fig. 2 eine perspektivische Explosionszeichnung der Verbindungsbereiche, die insbesondere die En­ den, das eine oben und das andere unten, der beiden entsprechenden Austauscherhälften zeigt;

Fig. 3 die Draufsicht auf einen Teil des zusammenge­ setzten Kesselmantels;

Fig. 4 eine schematische perspektivische Ansicht ei­ nes Kesselmantels gemäß der früheren Technik.

Die Erfindung beruht auf den allgemeinen Grundgedan­ ken, nach welchem ein zerlegbarer Kesselmantel eines Heizkessels durch eine doppelte Folge in Längsrichtung von unabhängigen linken und rechten Austauscherhälften vorgesehen ist, die untereinander und als Gruppe zwi­ schen einem einzigen Sammelstrang für den Auslauf und einem einzigen Verteilstrang für den Einlauf mecha­ nisch und hydraulisch verbunden sind.

Gemäß der Erfindung ist ein Austauscher 1, der der üb­ lichen Ausführung gleichwertig ist, durch das Verbin­ den von zwei Grundaustauschern oder Austauscherhälften rechts 2 und links 3 gebildet, die dafür vorgesehen sind, nach dem Zusammensetzen einen Kesselmantel 4 für einen Heizkessel zu bilden.

Jede Austauscherhälfte 2 oder 3 weist ein Profil weit­ gehend in Form eines "C" mit einem mittleren konkaven Innenbereich 5 auf, der dafür bestimmt ist, mit dem Innenbereich der gegenüberstehenden und der angrenzen­ den Austauscherhälften eine Brennkammer 6 festzulegen, in dem sich die Flamme eines Brenners für Gas oder für Heizöl entwickelt.

Die konkaven Innenbereiche 5 ermöglichen es, nach Zu­ sammensetzen/Aneinanderstellen ein längliches Volumen auszuführen, das die Brennkammer 6 bildet.

Die Austauscherhälften besitzen eine außenliegende ge­ rade Schmalseite 7, eine obere Schmalseite 8 und eine untere Schmalseite 9, die ebenfalls gerade oder gegen die außenliegende Schmalseite laufend leicht schräg angeordnet sind, um einen Kesselmantel von im allge­ meinen wesentlich parallelepipedischer Gestalt zu bilden.

Gemäß der Erfindung sind die Austauscherhälften rechts 2 oder links 3 bevorzugt identisch und umgekehrt ein­ gebaut. Sie können als umkehrbar bezeichnet werden, denn die einen und die anderen kommen aus der gleichen Gußform.

Jede Austauscherhälfte 2 oder 3 hat die Gestalt eines flachen hohlen Volumens mit Wandungen auf der vorderen Fläche 10 und 11 und mit Wandungen auf der hinteren Fläche 12 und 13. Die Wandungen dieses Volumens legen einen flachen, geschlossenen Innenraum fest, der an dem einen Volumen, dann an dem anderen Volumen, an dessen Enden durch eine querliegende untere Öffnung 14 oder 15, die das Kaltwasser erhält, und dann durch eine querliegende obere Öffnung 16 oder 17, die das erwärmte Wasser abgibt, mündet.

Jede querliegende untere oder obere Öffnung mündet nach außen auf der einen und der anderen der Seiten der Enden der Austauscherhälften. Auf einer Seite mün­ den sie auf einer unteren Anschlußplatte 18 oder 19 und auf einer oberen Anschlußplatte 20 oder 21 und auf der anderen Seite auf unteren 22 oder 23 Verbindungs­ platten, beziehungsweise oberen 24 oder 25 Verbin­ dungsplatten, die gegenüber den Anschlußplatten lie­ gen. Diese Anschlußplatten und diese Verbindungs­ platten bilden die oberen und die unteren seitlichen Flächen der oberen und der unteren Enden der Aus­ tauscherhälften und dienen als Abstützflächen bei den hydraulischen und mechanischen Anschlüssen zwischen den einander folgenden Austauscherhälften. Dieser hydraulische Anschluß erfolgt mit Hilfe von Anschluß­ stücken in der Art wie die unteren doppelkegeligen Buchsen 26 und die oberen 27, die normalerweise Nippel genannt sind.

Es ist zwischen den dazwischenliegenden unteren und oberen Nippeln und den unteren und oberen Nippeln zwi­ schen den Austauschern zu unterscheiden.

Die Wärme aus der Verbrennung wird an das Wasser mit Hilfe jeder der Wandungen von jeder Austauscherhälfte weitergeleitet. Die einander gegenüberliegenden Flä­ chen können kleine Spitzen aufweisen, die in Reihen oder ineinander ragend angeordnet sind, um den Wir­ kungsgrad des thermischen Austauschers wesentlich zu verbessern.

Andererseits sind die Flächen von Durchgängen, die Feuerzüge genannt werden, durchquert, beispielsweise mit einer Anzahl von drei Feuerzügen für jede Austau­ scherhälfte, und zwar Feuerzüge unten, wie 28 und 29, in der Mitte, wie 30 und 31, und oben 32 und 33, die dafür bestimmt sind) nach deren Aneinanderstellen ent­ lang des Kesselmantels als Kanäle für einen zusätz­ lichen Austausch zu dienen.

Nach dem Austreten aus der Brennkammer 6 strömen die Rauchgase durch die Feuerzüge, beispielsweise durch die unteren gemäß den gebogenen Pfeilen in der Fig. 1, um von einem vorderen Sammelstück aufgenommen zu wer­ den und dann durch andere Feuerzüge ins Freie auszu­ strömen.

Um eine Verschiebung in Längsrichtung zu vermeiden, sind die Anschlußplatten der unteren und oberen Enden der Austauscherhälften gegenüber der Ebene einer der vorderen oder hinteren Flächen zurück versetzt. Ande­ rerseits sind die Verbindungsplatten oben und unten im wesentlichen in der Verlängerung einer der Wandungen der vorderen oder hinteren Fläche 10 bis 13 angeord­ net.

Wie angeführt, dienen diese Enden, die als Platten ausgebildet sind, als Bereiche für die Abstützung und den Zusammenbau, gegen die die entsprechenden Platten der Enden gegenüber der nebenstehenden Austauscher­ hälften und den angrenzenden Austauscherhälften, die den Kesselmantel bilden, zum Tragen kommen.

Aus Gründen der Kosteneinsparung bei der Fertigung durch die Verwendung der gleichen Gußform oder zur Erleichterung bei der Auslegung und bei der Ausführung der Gußformen ist es vorzuziehen, gleiche Gußformen für jede der Austauscherhälften einzusetzen, die paar­ weise einen vollständigen Austauscher bilden, der einem vollständigen einteiligen Austauscher gleich­ wertig ist.

Somit genügt es, eine Austauscherhälfte von unten nach oben umzudrehen, um aus einer linken Austauscherhälfte eine rechte Austauscherhälfte zu bekommen und umge­ kehrt.

Der Zusammenbau erfolgt üblicherweise mit Hilfe von Nippeln und von Zugankern.

Bei einem vollständigen Austauscher sind dazwischen­ liegende Nippel vorzusehen, die mittlere Verbindungen zwischen den beiden Austauscherhälften rechts und links, die den vollständigen Austauscher bilden, si­ cherstellen.

Gemäß einer bevorzugten Variante der Erfindung erfolgt der Anschluß in der Stoßebene der Austauscherhälften von jeder Austauscherhälfte aus.

Hierzu besitzt jede Verlängerung, die die Enden oben oder unten von jeder Austauscherhälfte bildet, eine erste Anschlußfläche in der Verlängerung der Fläche einer der großen Wandungen des Austauschers, während die zweite Anschlußfläche bevorzugt in der Verlänge­ rung der Stoßebene liegt.

Claims (8)

1. Wärmeaustauscher, der dafür bestimmt ist, durch An­ einanderstellen mit anderen entsprechenden Wärme­ austauschern den Kesselmantel eines Gliederkessels, insbesondere aus Gußeisen zu bilden, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einer rechten Austauscherhälfte (2) und aus einer linken Austauscherhälfte (3) besteht, die me­ chanisch aneinander gestellt und hydraulisch ver­ bunden sind, und zwar einerseits untereinander und andererseits mit den angrenzenden Austauscherhälf­ ten bei deren oberen und unteren Enden, um einen querliegenden doppelten Austauscher (1) zu bilden, der einem einteiligen Austauscher gleichwertig ist und nach einer Aneinanderstellung/Zusammensetzung einen zerlegbaren Kesselmantel (4) eines Heizkessel bildet.

2. Austauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Austauscherhälften links (2) und rechts (3) identisch und umgekehrt eingebaut sind.

3. Austauscher nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Austauscherhälfte (2) oder (3) ein im wesent­ lichen "C"-förmiges Profil mit einer konkaven Fläche (5) aufweist, und mit der entsprechenden gegenüberstehenden Austauscherhälfte das Volumen einer Brennkammer (6) bildet.

4. Austauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Austauscherhälfte (2) oder (3) Enden oben und unten mit ebener Seitenfläche aufweist, die An­ schlußplatten unten (18) oder (19) und oben (20) oder (21) und Verbindungsplatten unten (22) oder (23) und oben (24) oder (25) bilden.

5. Austauscher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die unteren oder oberen Verbindungsplatten im we­ sentlichen in der Verlängerung der Wandung der an­ grenzenden vorderen oder hinteren Fläche der Aus­ tauscherhälfte angeordnet sind, und daß die An­ schlußplatten gegenüber der Ebene der gegenüberlie­ genden Wandung der vorderen oder hinteren Fläche zurück versetzt sind.

6. Austauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Verbindung mit Hilfe von unteren (26) und oberen (27) doppelkegeligen Buchsen er­ folgt.

7. Austauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Austauscherhälfte (2) oder (3) durchquerende Durchgänge unten, in der Mitte und oben aufweist, die dazu bestimmt sind, Feuerzüge zu bilden.

8. Zerlegbarer Kesselmantel zum Heizkessel, insbeson­ dere aus Gußeisen, dadurch gekennzeichnet, daß er durch Aneinanderstellen/Zusammensetzen der vor­ stehenden thermischen Austauscher gebildet ist.