DE4415364C2 - Gasheizkessel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Gasheizkessel, insbesondere für Gasbrenner mit im wesentlichen kugelkappenförmiger bis halbkugelförmiger Brennerfläche, bestehend aus mit­ einander vernippelten, ein wasserführendes Gehäuse bil­ denden Gußgliedern, die Brennkammer umschließen.

Derartige Heizkessel sind bspw. nach der DE 40 32 243 A1 bekannt. Gasbrenner der genannten Art (bspw. gemäß DE 93 04 247 U1), die die Wärme zu mehr als 50% durch Strahlung übertragen, haben sich bestens bewährt, wobei es allerdings, soweit bekannt, noch nicht gelungen ist, kesselgehäuseseitig dieser Brennerform und der Wärmeübertragung durch Strahlung möglichst optimal Rechnung zu tragen.

Der Erfindung liegt somit, ausgehend von Heizkesseln der gattungsgemäßen Art, die Aufgabe zugrunde, Heizkessel dieser Art unter Beibehaltung der Gliederbauweise dahin gehend auszubilden, daß einerseits die vom Gasbrenner ausgehende Wärmestrahlung möglichst optimal auf die Wär­ meübertragungsfläche übertragen, andererseits aber auch bei möglichst kompakter Zuordnung zur strahlungsbeauf­ schlagten Brennkammerfläche Konvektionsübertragungsflä­ chen vorhanden sind, verbunden mit der Maßgabe, den Gas­ heizkessel so zu gestalten, daß durch sogenannte Modul­ bauweise unterschiedlichen Leistungsstufen Rechnung ge­ tragen werden kann.

Diese Aufgabe ist mit einem Gasheizkessel der gattungsge­ mäßen Art nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die min­ destens zwei Gußglieder in Form von vertikal über- oder zum Teil ineinandergestapelten Hohlringen ausgebildet und in einem wasserführenden, nach außen wärmeisolierten Um­ schließungsgehäuse angeordnet sind, wobei die Innenkontur der Gußglieder eine der Kontur des Gasbrenners entspre­ chende oder angenähert entsprechende Kontur aufweisen und zwischen jeweils zwei Gußgliedern ein von der Brennkammer zum vom Umschließungsgehäuse begrenzten Raum führender Gasdurchströmschlitz angeordnet ist. Spezielle und vor­ teilhafte weitere Ausgestaltungen ergeben sich nach den Unteransprüchen.

Im Grunde handelt es sich bei dieser erfindungsgemäßen Ausbildung bezüglich des aus Gußgliedern gebildeten Ge­ häuses um einen im wasserführenden Umschließungsgehäuse angeordneten, größenvariablen Wärmetauscher, der wie eine Kuppel den Gasbrenner mit Abstand umschließt, deren dem Brenner zugewandte Fläche die Strahlung aufnimmt, wobei die abströmenden Heizgase via Gasdurchströmschlitzen auf die andere Seite des Wärmetauschers gelangen und dort an einer wesentlich größeren Übertragungsfläche konvektiv wirksam werden, wobei nicht nur der Wärmetauscher, son­ dern auch die Innenwand des Umschließungsgehäuses beauf­ schlagt wird. Dabei ist es durch die Gußglieder bzw. die Modulbauweise für den Hersteller möglich, was noch näher erläutert wird, ausgehend von grundsätzlich zwei Gußglie­ dern für die unterste Leistungsstufe, den Wärmetauscher durch Hinzufügen von im Durchmesser größerwerdenden Guß gliedern größere Leistungsstufen vorzusehen, und zwar bei jeweils größerem Gasbrenner bzw. größerer Brennerfläche.

Der erfindungsgemäße Gasheizkessel und dessen Ausgestal­ tungsformen werden nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigt schematisch

Fig. 1-3 im Schnitt nach dem gleichen Grundprinzip auf­ gebaute Gasheizkessel mit unterschiedlichen Leistungsstufen und

Fig. 4, 5 ebenfalls im Schnitt einen Gasheizkessel ent­ sprechender Art, aber in etwas anderer Ausfüh­ rungsform.

Bei beiden Ausführungsbeispiele besteht der Gasheizkessel aus miteinander vernippelten, ein wasserführendes Gehäuse 2 bildenden Gußgliedern 3, die die Brennkammer 4 um­ schließen und für beide Ausführungsbeispiele ist wesent­ lich, daß die mindestens zwei Gasdurchströmschlitze 6 be­ grenzenden Gußglieder 3 in Form von vertikal über- oder zum Teil ineinandergestapelten Hohlringen 3′ ausgebildet und in einem wasserführenden, nach außen wärmeisolierten Umschließungsgehäuse 5 angeordnet sind, wobei die Innen­ kontur K der Gußglieder 3 eine der Kontur K₁ des Gasbren­ ners 1 entsprechende oder angenähert entsprechende Kontur aufweisen. Vorteilhaft sind dabei die die Gasdurchström­ schlitze 6 begrenzenden Gußglieder 3 mindestens im vom Umschließungsgehäuse 5 begrenzten Raum 7 mit Wärmeüber­ tragungsflächenvergrößerungen 8, wie Rippen, Noppen o. dgl. versehen. Das Aufeinanderstapeln gilt dabei für die Ausführungsbeispiele nach den Fig. 1 bis 3 und das zum Teil Ineinanderstapeln fuhr die Ausführungsbeispiele nach den Fig. 4, 5, bei denen das Umschließungsgehäuse nicht nochmals dargestellt ist.

Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 bis 3 ist das oberste Gußglied 3 in Form einer Hohlgußscheibe 3′′ ausgebildet, wobei in dieser Hohlgußscheibe Gasdurch­ strömkanäle 9 (siehe Fig. 2, 3) vorgesehen sein können. Ferner sind die aufeinandergesetzten Gußglieder 3 mit bzgl. ihrer Achse 10′ vertikal orientierten Nippeln 10 verbunden, und die Gußglieder 3 weisen umschließungsge­ häuseseitig mit in bezug auf die Horizontale H geneigte und zum Umschließungsgehäuse 5 hin divergierende Flanken­ wände 11 auf. Die Fig. 1 bis 3 stellen dabei Gasheizkes­ sel mit zunehmender Leistung dar, d. h., den beiden Guß­ gliedern in Fig. 1 ist für die nächste Leistungsstufe ein weiteres Gußglied von unten her hinzugefügt (Fig. 2) und diesem für die nächsthöhere Leistungsstufe noch ein wei­ teres, entsprechend durchmessergrößeres Gußglied. Die da­ für jeweils vorzusehenden Gasbrenner 1 sind einfach bei entsprechender Vergrößerung der wirksamen Brennerfläche F dadurch angepaßt, daß die Brennerfläche F bei kleinster und mittlerer Leistungsgröße Kugelkappenform haben und die bei größter Leistungsstufe eine Halbkugel ist. Je nach tatsächlicher Formgebung kann es sich bspw. auch um Ellipsenkappen oder um Halbellipsoide handeln. Im Ver­ gleich zu bisherigen Gußgliederkesseln sind die Gußglie­ der 3 untereinander zwar auch vernippelt, wobei aber die Gußglieder 3 nicht dich bzw. gegeneinander abgedichtet aneinanderliegen, sondern diese begrenzen die bereits vorerwähnten Durchströmschlitze 6, durch die die Heizgase abströmen, um im vom Umschließungsgehäuse 5 begrenzten Raum 7 sowohl auf dieses als auch die Gußglieder 3 kon­ vektiv wirksam zu werden.

Dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4, 5 liegt das gleiche Prinzip zugrunde, wobei jedoch die, wie ersicht­ lich, teilweise ineinandergestapelten Hohlringe 3′ einen mehreckigen, wabenförmigen Querschnitt aufweisen, deren den mindestens einen Gasdurchströmschlitz 6 begrenzenden und vernippelten Flankenflächen 12 parallel zueinander verlaufend angeordnet sind.

Wie aus Fig. 5 ersichtlich, sind bei Anordnung von mehr als zwei Hohlringen 3′ die Nippel 10 als Überströmverbin­ dungen von einem zum anderen Hohlring 3′ sich jeweils diametral gegenüberstehend angeordnet, um eine horizontal orientierte Durchströmung der Gußglieder 3 von einem Nip­ pel zum anderen zu erreichen, was sich auch bei den Aus­ führungsbeispielen nach den Fig. 2, 3 vorsehen ließe. Um eine gute Entlüftung zu gewährleisten, sind übrigens die Gußglieder bei dieser Anordnung der Nippel 10 so gestal­ tet, daß die wasserführenden Ringkanäle bzgl. ihrer obe­ ren Abschlußwände 14 vom jeweils tiefer angeordneten Nip­ pel 10 zum höherliegenden Nippel 10 ansteigen, während die unteren Abschlußwände 14′ umgekehrt fallend ausgebil­ det sind, um im Bedarfsfall eine möglichst vollständige Wasserentleerung erreichen zu können.

Bei diametral gegenüberliegender Anordnung der Nippel 10, wie in Fig. 4 verdeutlicht, sind vorteilhaft der oder die über dem unteren Hohlring 3′, an den der Rücklauf 17 an­ geschlossen ist, angeordneten Hohlringe 3′ mit Auflage­ fortsätzen 13 versehen, damit diese Hohlringe nicht al­ lein vom Nippelanschluß getragen werden müssen und die Breite der Gasdurchströmschlitze 6 ringsum gewährleistet bleibt.

Um bei der Ausführungsform nach den Fig. 4, 5 die Nippel 10 abgedichtet und überhaupt anbringen zu können, ist es notwendig, an den betreffenden Gußringen und Anordnungs­ bereichen der Nippel 10 in der gegenüberstehenden Guß­ gliedwand 15 abdicht- und verschließbare Montageöffnungen 16 anzuordnen. Dies ist bei den Ausführungsformen nach den Fig. 1 bis 3 nicht erforderlich, da dort die Gußglie­ der 3 aufeinandergestapelt und die Nippel 10 vertikal orientiert sind. Für diese Nippel 10 können bspw. solche verwendet werden, wie sie an Gliederheizkörpern benutzt werden, d. h., mit mittigem Schlüssenansatzbund und gegen­ läufigen Gewindeanschlußstutzen. In diesem Fall definiert dabei die Breite des mittigen Gewindeanschlußstutzens im wesentlichen die Bereite des Gasdurchströmspaltes 6 an dieser Stelle bzw. die Distanz der Gußringe 3 zueinander.

Abgesehen davon, daß das Umschließungsgehäuse 5 minde­ stens mit seiner durch Konvektion beaufschlagten Innen­ fläche 5′ an die gewissermaßen glockenförmige Außenkontur das aus den Gußgliedern 3 gebildeten Gehäuses 1 angepaßt sein kann, ist vorteilhaft das Umschließungsgehäuse 5 mit seinem Innendurchmesser D an den Außendurchmesser D₁ des bei größter Leistungsstufe anzuordnenden untersten Hohl­ ring 3′ angepaßt. Je nach vorgesehener Leistungsstufe ist also, sonst gleichbleibend, das Umschließungsgehäuse 5 nur mehr oder weniger lang auszubilden, das mit den aus Gußgliedern 3 gebildeten Gehäuse 1 auf einen auch den Gasbrenner 1 tragenden Unterbau 18 aufgesockelt wird. Im übrigen können das wasserführende Umschließungsgehäuse 5 und das aus den Gußgliedern 3 gebildete Gehäuse 1 mit jeweils separaten Vor- und Rücklaufanschlüssen 17′, 17 versehen werden, an die separate Heizungskreise ange­ schlossen werden können. Dabei ist es möglich, die direkt zum Gasabzug 19 führenden Gasdurchströmkanäle 9 mit Stellklappen (nicht dargestellt) zu versehen, die im ge­ schlossenen Zustand dafür sorgen, daß die Innenwand 5′ des Umschließungsgehäuses 5 stärker konvektiv mit den Heizgasen beaufschlagt wird.

Claims (11)

1. Gasheizkessel, insbesondere für Gasbrenner (1) mit im wesentlichen kugelkappenförmiger bis halbkugel­ förmiger Brennerfläche (F), bestehend aus miteinan­ der vernippelten, ein wasserführendes Gehäuse (2) bildenden Gußgliedern (3), die die Brennkammer um­ schließen, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens zwei Gußglieder (3) in Form von vertikal über- oder zum Teil ineinandergestapelten Hohlringen (3′) ausgebildet und in einem wasserfüh­ renden, nach außen wärmeisolierten Umschließungsge­ häuse (5) angeordnet sind, wobei die Innenkontur (K) der Gußglieder (3) eine der Kontur (K₁) des Gasbren­ ners (1) entsprechende oder angenähert entsprechende Kontur aufweisen und zwischen jeweils zwei Gußglie­ dern (3) ein von der Brennkammer (4) zum vom Um­ schließungsgehäuse (5) begrenzten Raum (7) führender Gasdurchströmschlitz (6) angeordnet ist.

2. Gasheizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Gasdurchströmschlitze (6) begrenzenden Gußglieder (3) mindestens im vom Umschließungsge­ häuse (5) begrenzten Raum (7) mit Wärmeübertragungs­ flächenvergrößerungen (8), wie Rippen, Noppen o. dgl. versehen sind.

3. Gasheizkessel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das oberste Gußglied (3) in Form einer Hohlguß­ scheibe (3′′) ausgebildet ist.

4. Gasheizkessel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Hohlgußscheibe (3′′) Gasdurchströmkanäle (9) angeordnet sind.

5. Gasheizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die aufeinandergesetzten Gußglieder (3) mit bzgl. ihrer Achse (10′) vertikal orientierten Nip­ peln (10) verbunden sind.

6. Gasheizkessel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gußglieder (3) umschließungsgehäuseseitig mit in bezug auf die Horizontale (H) geneigten und zum Umschließungsgehäuse (5) hin divergierenden Flankenwänden (11) versehen sind.

7. Gasheizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ineinandergestapelten Hohlringe (3′) einen mehreckigen, wabenförmigen Querschnitt aufweisen, deren den mindestens einen Gasdurchströmschlitz (6) begrenzenden und vernippelten Flankenflächen (12) parallel zueinander verlaufend angeordnet sind.

8. Gasheizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung von mehr als zwei Hohlringen (3′) die Nippel (10) als Überströmverbindungen von einem zum anderen Hohlring (3′) sich jeweils diametral ge­ genüberstehend angeordnet sind.

9. Gasheizkessel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die über dem unteren Hohlring (3′) an­ geordnete/n Hohlring/e (3′) mit Auflagefortsätzen (13) versehen sind.

10. Gasheizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gußglieder (3) von oben nach unten zuneh­ mende Außendurchmesser aufweisen.

11. Gasheizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschließungsgehäuse (5) mit seinem Innen­ durchmesser (D) an den Außendurchmesser (D₁) des bei größter Leistungsstufe anzuordnenden untersten Hohl­ ring (3′) angepaßt ist.