DE4418495C1 - Dreizug-Heizkessel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Dreizug-Heizkessel, beste­ hend aus einem wasserführenden Gehäuse mit einer den er­ sten Zug bildenden Brennkammer mit brennerfernen, zum zweiten in Kanäle gegliederten längs der Brennkammer er­ streckten Zug führenden Abzugsöffnungen, zu welchem zwei­ ten Zug der dritte, ebenfalls in Kanäle gegliederte und ebenfalls längs der Brennkammer erstreckte Zug parallel erstreckt ist.

Derartige Dreizug-Heizkessel sind bspw. nach der CH-PS 485 182 bekannt. Unter "parallel erstreckt" bzgl. des dritten Zuges ist dabei zu verstehen, daß sich die Kanäle des dritten Zuges zwischen den Kanälen des zweiten Zuges erstrecken, d. h., die Heizgase durchströmen die Brennkam­ mer und die beiden Folgezüge jeweils im Gegenstrom. Der Gegebenheit, daß sich die Heizgase auf ihrem Weg zum Heizgasabzug abkühlen, also ihr Volumen reduzieren, ist bislang und soweit bekannt nur durch Heizgaszugeinsätze entsprochen worden, deren Dichteanordnung zur Abzugsseite hin zunimmt, oder daß man den Querschnitt bspw. des drit­ ten Zuges kleiner bemißt als den des zweiten Zuges. So­ weit bekannt, wurde Letzteres nur dadurch erreicht, daß man unter Abkehr vom Bauprinzip nach der CH-PS 485 182 für den dritten Zug mehrere, entsprechend querschnitts­ kleine Rohre im wasserführenden Gehäuse oberhalb der Brennkammer einbauen mußte.

Den Auftriebstendenzen heißer Verbrennungsgase im Heiz­ kessel ist im übrigen auch nicht beim Heizkessel nach der vorerwähnten CH-PS Rechnung getragen, d. h., der Füllungs­ grad der Heizgaszüge im unteren Bereich ist schlechter als in den sich oben erstreckenden Heizgaszügen. Außerdem ergibt sich eine Vielzahl von Heizgasumlenkstellen auf dem ganzen Umfang der Brennkammer, was vermutlich mit Ur­ sache für eine nicht unbeträchtliche Geräuschbildung bei solchen Heizkesseln ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dreizug- Heizkessel der eingangs genannten Art dahingehend zu ver­ bessern und auszubilden, daß der gesamte Strömungsweg hinter der Brennkammer dem abnehmenden Heizgasvolumen und der sich damit mindernden Strömungsgeschwindigkeit der Heizgase auf einfache Weise angepaßt ist, wobei aber gleichzeitig die Überströmbereiche von der Brennkammer in den zweiten Zug und vom zweiten in den dritten Zug als jeweils alle Einzelzüge erfassende, offene Überströmquer­ schnitte ausgebildet, also diskrete separate Überström­ querschnitte vermieden sein sollen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die den zweiten Zug bildenden Kanäle insgesamt ein größeres, durchströmbares Volumen aufweisen als die des dritten Zu­ ges, wobei die größere Anzahl der Kanäle des zweiten Zu­ ges unterhalb und eine geringere Anzahl dieser Kanäle zu­ sammen mit allen Kanälen des dritten Zuges oberhalb der horizontalen Längsmittelebene der Brennkammer angeordnet sind. Außerdem ist die Brennkammer zur Brennerseite hin mit einer Ringblende verschlossen.

Bei dieser erfindungsgemäßen Lösung ist also der wesent­ liche Teil des zweiten Zuges gezielt in der unteren Hälfte um die Brennkammer angeordnet, während sich der volumenreduzierte dritte Zug mit einem Restteil des zwei­ ten Zuges längs der oberen Hälfte der Brennkammer er­ streckt.

Angenommen, der gesamte ringzylindrische Zug um die Brennkammer herum wäre in zweiunddreißig Einzelzüge ge­ gliedert und die Einzüge des zweiten und dritten Zuges wären sich jeweils abwechselnd angeordnet, so ergäben sich sechszehn einzelne Umlenkstellen von der Brennkammer in die Kanäle des zweiten Zuges. Demgegenüber und durch die kompakte Zusammenfassung aller Einzelkanäle des zwei­ ten Zuges ergibt sich bei der erfindungsgemäßen Ausbil­ dung praktisch nur eine entsprechend große Umlenkstelle. Beim Übergang vom zweiten zum dritten Zug ergibt sich die gleiche Situation. Abgesehen davon müssen die Heizgase konsequent zunächst den sich im wesentlichen unten er­ streckenden Bereich des ringzylindrischen Gesamtzuges durchströmen, d. h., in diesem unteren Bereich ist ohne sonstige Hilfsmaßnahmen für einen guten Füllungsgrad ge­ sorgt. Neben der erreichbaren Anpassung an das abnehmende Strömungsvolumen der Heizgase ist eine beachtliche Redu­ zierung der Geräuschbildung beobachtbar und außerdem hat sich bezüglich einer Kondensatbildung und Schadstoffemis­ sion eine solche Ausbildung als außerordentlich günstig erwiesen, was offenbar damit zu erklären ist, daß, wie erwähnt, die heißen Abgase im wesentlichen zunächst nur den unteren Bereich des Heizkessels passieren können.

Bezüglich vorteilhafter Ausgestaltungen wird auf die im einzelnen noch näher zu erläuternden Unteransprüche ver­ wiesen.

Der erfindungsgemäße Dreizug-Heizkessel wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbei­ spielen näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Dreizug-Heiz­ kessel;

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Dreizug-Heiz­ kessel gem. Fig. 1 im Bereich der Züge;

Fig. 3A-C Schnitte durch unterschiedliche Ausfüh­ rungsformen der Zugkanäle und

Fig. 4 schematisch und im Schnitt eine bauliche Einzelheit.

Der Dreizug-Heizkessel besteht in bekannter Weise aus ei­ nem wasserführenden Gehäuse 1 mit einer den ersten Zug 1 bildenden Brennkammer 3 mit brennerfernen, zum zweiten in Kanäle 4′ gegliederten, längs der Brennkammer 3 erstreck­ ten Zug 4 führenden Abzugsöffnungen 5, zu welchem zweiten zur Abgassammelkammer 7 verschlossenen Zug 4 der dritte, ebenfalls in Kanäle 6′ gegliederte und ebenfalls längs der Brennkammer 3 erstreckte Zug 6 parallel erstreckt ist.

Wesentlich und nach Maßgabe der gestellten Aufgabe weisen die den zweiten Zug 4 bildenden Kanäle 4′ insgesamt ein größeres, durchströmbares Volumen auf als die des dritten Zuges 6, wobei die größere Anzahl der Kanäle 4′ des zwei­ ten Zuges 4 unterhalb und eine geringere Anzahl dieser Kanäle 4′ zusammen mit allen Kanälen 6′ des dritten Zuges 6 oberhalb der horizontalen Längsmittelebene E der Brenn­ kammer 3 angeordnet sind. Wesentlich ist dabei außerdem, daß die Brennkammer 3 zur Brennerseite hin mit einer Ringblende 11 verschlossen ist (siehe Fig. 4).

Wie in der Fig. 3A bis C dargestellt, weisen die Kanäle 4′, 6′ sowohl des zweiten 4 als auch des dritten Zuges 6 im wesentlichen die gleichen Querschnitte auf. Bei der Ausführungsform nach Fig. 3C handelt es sich um einen in einem des ganze Gehäuse 1 durchgreifenden Rohrzug 10 ein­ gesetzten Grußkörper, der die Kanäle 4′, 6′ enthält und der gleichzeitig auch die Wand 9 der Brennkammer 3 bil­ det. Dieser Gußkörper ist je nach Länge der Brennkammer 3 aus zwei oder mehreren Ringen ausgebildet. Die Volumenre­ duzierung des dritten Zuges 6 gegenüber dem zweiten Zug 4 ist dadurch erreicht, daß, orientiert am Ausführungsbei­ spiel gem. Fig. 2, der zweite Zug 4 von neunzehn Kanälen 4′ und der dritte Zug 6 von nur dreizehn Kanälen 6′ ge­ bildet wird. Die dargestellte Kreuzschraffur in Fig. 2 dient nur zur Verdeutlichung der Kanäle, die den zweiten Zug 4 bilden. Bezogen auf das gesamte durchströmbare Vo­ lumen des zweiten und dritten Zuges 4, 6 wird dabei vom zweiten Zug etwa 55 bis 65%, vorzugsweise 60%, bean­ sprucht.

Am Ende der Brennkammer 3, also vor dem Brennkammerboden 3′ ist ein alle Kanäle 4′ des zweiten Zuges 4 erfassen­ der, die Abzugsöffnung 5 bildender Überströmschlitz 5′ in der Brennkammerwand 9 beim Ausführungsbeispiel gem. Fig. 3B vorgesehen.

Bei der Ausführungsform der Kanäle 4′, 6′ gem. Fig. 3C, d. h., Verwendung eines Gußkörpers in Form mehrerer Ein­ zelringe (nicht besonders dargestellt) sind die Kanäle 4′ am letzten Ring radial offen und die Kanäle 6′ des drit­ ten Zuges 6 radial geschlossen, aber axial zur Abgassam­ melkammer 7 hin offen ausgebildet.

Bei den Blechkonstruktionen der Kanäle 4′, 6′ gemäß der Fig. 3 A, B werden die U-Profile 13′, die Blechstreifen 13 bzw. die Brennkammerwand 9 so bemessen und zugeschnitten, daß sich entsprechende Überströmöffnungen ergeben.

Die in Fig. 4 dargestellte Ringblende 11 sorgt dafür, daß die vom Brenner 12 erzeugten Heizgase nicht direkt in den dritten Zug 6 einströmen können, sondern ihren Weg, wie in Fig. 1 mit Pfeilen angedeutet, durch den Schlitz 5′, den zweiten Zug 4 und zwischen Brennkammerverschluß 14 und Ringblende 11 zum dritten Zug 6 und von da aus zur Sammelkammer 7 mit dem Abgasanschluß 8 nehmen müssen.

Die Überströmung am Ende der Brennkammer 3 erfolgt also nicht in diskreten Einzelströmen, und die Heizgase ver­ lassen auf breiter Front den zweiten Zug 4 und treten nach Umströmung des Brenners 12 in den dritten Zug 6 ein, den sie ebenfalls auf breiter Front als in sich geschlos­ sener Abgasstrom verlassen. Sonst gegebene und vermutlich für die Geräuschbildung mit verantwortliche Querpulsatio­ nen einzelner Heizgasströme sind damit vermieden.

Claims (4)

1. Dreizug-Heizkessel, bestehend aus einem wasserfüh­ renden Gehäuse (1) mit einer den ersten Zug (2) bil­ denden Brennkammer (3) mit brennerfernen, zum zwei­ ten in Kanäle (4′) gegliederten, längs der Brennkam­ mer (3) erstreckten Zug (4) führenden Abzugsöffnun­ gen (5), zu welchem zweiten zur Abgassammelkammer (7) verschlossenen Zug (4) der dritte, ebenfalls in Kanäle (6′) gegliederte und ebenfalls längs der Brennkammer (3) erstreckte Zug (6) parallel er­ streckt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die den zweiten Zug (4) bildenden Kanäle (4′) insgesamt ein größeres, durchströmbares Volumen auf­ weisen als die des dritten Zuges (6), wobei die grö­ ßere Anzahl der Kanäle (4′) des zweiten Zuges (4) unterhalb und eine geringere Anzahl dieser Kanäle (4′) zusammen mit allen Kanälen (6′) des dritten Zu­ ges (6) oberhalb der horizontalen Längsmittelebene (E) der Brennkammer (3) angeordnet sind und wobei ferner die Brennkammer (3) zur Brennerseite hin mit einer Ringblende (11) verschlossen ist.

2. Dreizug-Heizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (4′, 6′) sowohl des zweiten (4) als auch des dritten Zuges (6) im wesentlichen die glei­ chen Querschnitte aufweisen.

3. Dreizug-Heizkessel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am abströmseitigen Ende der Brennkammer (3) ein alle Kanäle (4′) des zweiten Zuges (4) erfassender, die Abzugsöffnung (5) bildender Überströmschlitz (5′) angeordnet ist.

4. Dreizug-Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (4′) des zweiten Zuges (4) bezogen auf das gesamte Durchströmvolumen des zweiten und dritten Zuges (4, 6) ein Gesamtdurchströmvolumen von 55 bis 65% aufweisen.