DE7836151U1 - Heizkessel fuer oel- bzw. gasfeuerung - Google Patents

Description

Interiisi Anstalt in Vaduz, Liechtenstein

Heizkessel für Öl- bzw. Gasfeuerung

Die Erfindung batrifft einen Heizkessel für Öl- bzw. Gasfeuerung, bestehend aus einem Kesselwassermantel mit einer zylinderförmigen Brennkammer, die von einem mit einem Ende der Brennkammer in Verbindung stehenden ringzylindrischen '-j He zgaszug umgeben ist, der durch mehrere parallel zur Brennkammerachse angeordnete und über den Umfang des Heizgaszuges verteilte Längsprofile in mehrere Kanäle aufgegliedert 13t.

Bei Heizkesseln der vorgenannten bekannten Art wird der ringzylindrische Heizgaszug außen von einer durch den Keseelwasserraantel gekühlten zylindrischen Kesselkörperwandung begrenzt und innen von der zylindrischen Umfangswandung einer wassergekühlten oder auch ungekühlten Brennkammertrommei begrenzt. Die Aufgliederung des ringzylindrischen Heizgaszuges durch die zwischen der Kesselkörperwandung und der Umfangswandung der Brennkammertrommel angeordneten Längsprofile erfolgt hierbei zu mehreren Zwecken. Einerseits wird durch die Längsprofile die wärmeüb.ertragungsfähige Kesselheizfläche vergrößert und die Wärmeabgabe von den den Heizgaszug durchströmenden Verbrennungsgasen an die wassergekühlte Kesselkörperwandung oder auch an die wassergekühlte Umf angswandung der Brennkamniertromniel verbessert. Andererseits wirken die Längsprofile, die sich auch schon in der Anfahr-Phase des Heizkessels rasch er-

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hitzen, einer Tröpfchenbildung durch Taupunkt-Kondensation und mithin einer Korrosion auf denjenigen Seiten der keaselkörperwandung und ggf. wassergekühlten Brennkammerumfangswandung entgegen, die dem Heizgaszug zugekehrt aind.

Ferner können die Längsprofile zur gegenseitigen radialen Abstützung der beiden vorgenannten Wandungen herangezogen werden, um dann die beiden Wandungen mit geringerer Wandstärke ausbilden zu können. Ein Heizkessel dieser Art ist beispielsweise aus dem DE~Gebrauchsmuster 76.11647 bekannt.

Bei diesem Heizkessel bestehen die Längsprofile aus U-Profilen, die mit den Enden ihrer Profilschenkel an die von der wassergekühlten Kesselkörperwandung gebildete äußere oder an die von der Umfangewandung der Brennkammertrommel gebildete innere Begrenzungewand des Heizgaszuges angeschweißt sind, und die, um auch, zwischen den Profilschenkeln jeweils zweier benachbarter U-Profile Kanäle auszubilden, mit einem Abstand voneinander angeordnet sind und angeordnet sein müssen. Bei dieser Ausgestaltung sind für die Verachweißung jedes U-Profils mit einer der beiden Begrenzungswände des Heizgaszuges zwei Schweißnähte erforderlich, um beide Profilschenkel des U-Profils gut wärmeleitend mit der Begrenzungswand zu verbinden, namentlich mit der als Kesselheizfläche wassergekühlt ausgebildeten Begrenzungswand. Auch wenn für einen Heizkessel mit kleiner Leistung aus Kostenersparnisgründen eine nicht wassergekühlte Brennkammertrommel angewendet wird und die U-Profile so angeordnet werden, daß ihre Profilbasis radial innen liegt und ihre Profilschenkel an die wassergekühlte

äußere Begrenzungawand angeschweißt werden, muß bei dem bekannten Heizkessel notwendigerweise ein eingeschobener Trockenbrennkammerzylinder vorhanden sein, damit die zwischen den Profilschenkeln der in Abständen voneinander angeordneten U-Profile befindlichen freien Räume radial nach innen verschlossen werden. Ohne einen solchen eingeschobenen Zylinder wären die einzelnen Kanäle des Heizgas™ zuges nicht mehr eindeutig definiert und wäre die mit den U-Profilen bezweckte Aufgliederung des Heizgaszuges wertlos und der Heizkessel nicht funktionsfähig.

Ausgehend von einem Heizkessel der eingangs genannten Art besteht die erfindungsgemäße Ausbildung in erster Linie darin, daß die Längsprofile als Hohlprofile mit einem dreieckförraigen Querschnitt ausgebildet sind und daß die Hohlprofile an einer Ecke ihres Dreieckquerschnittes an der äußeren, von dem Kesselwassermantel umgebenen Begrenzungswand des ring^ylindrischen Heizgaszuges befestigt sind und an ihren beiden anderen Ecken sich einander berührend angeordnet sind. Diese Ausgestaltung hat namentlich für Heizkessel mit sehr kleiner Heizleistung, die innerhalb des ringzylindrischen Heizgaszugea eine nicht wassergekühlte Trnckenbrennkaramer besitzen, große Vorteile. Gegenüber U-Profilen wird bei ungefähr gleicher Hippenoberfläche für die Verschweißung der Dreiecksprofile mit der äußeren Begrenzungswand des ringzylindrischen Heizgaszuges nur eine einzige Schweißnaht benötigt, um beide Dreiecksseiten, die in der Befestigungsecke des Dreiecksprofils zusammenlaufen,

gut wärmeleitend mit der äußeren Begrenzungswand zu verbinden. Hierbei kann vorteilhafterweise gemäß einem weiterei Merkmal der Erfindung die äußere Begrenzungswand mit eingestanzten, entlang von Kante!linien verlaufenden Schlitzen versehen sein, in die die Befestigungsecken der Dreiecks— profile eingeschweißt sind, ao daß die Dreiecksprofile bei der Keaselherstellung bequem und mit einfachen Schweißapparaturen von der freiliegenden Außenseite der Begrenzungs wand her wärmeleitend und wasserdicht mit der Begrenzungswand verschweißt werden können. In einfacher Weise können die jüreiecksprofile aus Blechstreifen gebogen sein, wobei die Trennfuge zwischen den Blechstre\fenrändern auf der der Befestigungsecke gegenüberliegenden Dreiecksseite liegt, die mit der Brennkammer, vorzugsweise mit einer einge-

Λό schobenen Trockenbrennkammer aus einem dünnwandigen hitzebeständigen Zylinder, wärmeleitend in Berührung steht. Diese Trockenbrennkammer schirmt die Dreiecksprofile gegen eine direkte Plammenbeaufschlagung der Brennerfeuerung ab und kann ihre Wärme über die Dreiecksprofile an die äußere ^egrenzungawand und an das Kesselwasser abgeben. Weil aber die Dreiecksprofile sich an ihren beiden anderen Ecken in Urafangsrichtung aneinanderreihen, bilden die der Schweißnaht bzw. üei'estigungsecke gegenüberliegenden Dreiecksseiten der Dreiecrcaprofile selber ^ciiun eine Art innere degrenzunga-

2b> w.-inci des rmgayl manschen Heizgaszupes, so daü nicht unootiingt noch ein wpiLnrer Chromstahl-Zylinder als Trockenbrennkammer eingeschoben sein muß, sondern, falls eine e ;.nge:3chobene Trockenbrennkammer aus irgendeinem Grunde

einmal defekt werden sollte oder nicht vorhanden ist, trotzdea noch die Wirkung des in einzelne Kanäle aufgegliederten ringzylindrischen Heizgaszuges erhalten bleibt und die Funktion des erfindungsgemäßen Heizkessels gewährleistet ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfi;-iungsgemäßen Heizkessels dargestellt. Es zeigen Fig. 1 einen senkrechten Längsschnitt des Heizkessels, Fig. 2 einen Querschnitt des Heizkessels, Fig. 3 einen vergrößerten Auszug aus der Figur 2, Fig. 4 eine Seitenansicht des Auszuges der Figur 3, Fig. 5 bis 7 in Darstellungen analog den Figuren 1 bis 3 eine

Variante des Heizkessels.
Der für Öl-bzv. Gasfeuerung eingerichtete und für kleine Heizleistungen vorgesehene Heizkessel besitzt einen Kesselwassermantel 1 mit einer zylindrischen Kesselkörperwandung In dem von dem Kesselwassermantel 1 eingeschlossenen Raum ist eine eingeschobene Trockenbrennkammer 3 angeordnet, caren hinteres Ende verschlossen ist und in deren vorderes Ende ein auf einer Kesseltüre 4 angeordneter Brenne.-· einn/inüet. Zwischen der Trockenbrennkammer 3 und dem Kesselv/assermantel 1 liegt: ein ringzylindrischer Heizgaszug 5, wobei die wassergekühlte -■ esselkörperwandung 2 die äußere begrenzungswand 2 des Heizgdszuges 5 ist. Der Heizgaszug steht am vorderen Ende mit dem vorderen Ende der Trockenbrennkammer 3 und am hinteren Ende mit einem Rauchstutzen an der Kesselrückwand 7 des Heizkessels in Verbindung. Der

ringzylindrische Heizgaszug 5 ist durch mehrere Längsprofile, die parallel zur Achse der Trockenbrennkammer und ^- gleichmäßig über deren Umfang verteilt angeordnet sind, in

i mehrere Kanäle 8 und 9 aufgegliedert. Diese Längsprofile

Is 5 sind als Hohlprofile 10 mit dreieckförmigem Querschnitt

c. ausgebildet. Die Hohlproiile 10 sind mit einer Ecke 11 ihres

\ Dreieckquerschnittes an die äußere Begrenzungswand 2 ange-

ί schweißt und derart dicht beieinander angeordnet, daß sie

f: sich an ihren beiden anderen Ecken 12 berühren. Dadurch

■_t- 10 bilden die den Befestigungsecken 11 gegenüberliegenden ■:^v Dreieckseiten 13 der dreieckförmigen Hohlproiile iö eine

* zylinderförmige innere Begrenzungswand für den ring·-

zylindrischen Heizgaszug 5, so daß allein durch diese Ausbildung und Anordnung der Hohlprofile 10 sowohl die Kanäle : 15 als auch dij Kanäle 9 radial nach innen geschlossen sind [ und eindeutig definiert sind und also auch ohne einge

schobene Trockenbrennkammer 3 der aufgegliederte ring-

_t zylindrische Heizgaszug 5 voll funktionsfähig ist. Die

' Trockenbrennkammer 3 steht mit diesen Dreiecksseiten

;■ 20 wärmeleitend in Berührung und schirmt die Hohlprofile ■. gegen eine direkte Beaufschlagung mit der B renne rf lamme ab

ί und gibt ihre Wärme über die Hohlprofile 10 und die äußere

Begrenzungswand 2 an das Kesselwasser ab. Die dreieckförmigen Hohlprofile 10 sind aus Blechstreifen gebogen, 2 5 wobei die Trennfuge zwischen den Blechstreifenrändern auf der der Befestigungaecke 11 gegenüberliegenden Dreieckseite 13 liegt, so daß der Wärmefluss von der Trockenbrennkammer 3 bzw. Dreiecksseite 13 zur äußeren Begrenzungswand

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nicht durch eine Trennfuge in einer der beiden anderen Dreiecksseiten unterbrochen ist. Die Trennfuge 14 braucht nicht zugeschweißt zu sein, da sie einerseits sehr schmal bemessen werden kann und andererseits außerdem durch die eingeschobene Trockenbrennkammer 3 verdeckt w^rd. Die äußere Begrenzungawand 2 ist mit längsverlaufenden eingestanzten Schlitzen 15 versehen, in die die Befestigungaecken 11 der Hohiprofile 10 durch eine einzige Schweißnaht 16 wärmeleitend und wasserdicht eingeschweißt sind und ^n einfacher Weise von der Außenseite der Begrenzungswand 2 her eingeschweißt werden können. In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Heizkessels ist der Rauchstutzen 6 an der Kesselrückwand 7 etwa koaxial zur Brennkammerlangsachee angeordnet, so daß er nicht in einer Linie mit Kanälen δ und 9 an einer Umfangsstelle des Heizgaszuges 5 liegt.

Ferner ragt der Rauchstutzen 6 nach innen über die Kesselrückwand 7 vor und ragt er bis auf einen vorbestimmten Abstand von dem geschlossenen hinteren Brennkammerende in den scheibenförmigen Rauchgassammelraum 17 zwischen Kesselrückwand 7 und hinterem Brennkammerende hinein. Mit dieser Anordnungsweise des Rauchst jtzens 6, bei der alle aus den Kanälen 8 und 9 austretenden. Verbrennungsgase zunächst in den breiteren ringartigen äußeren Teil des Rauchgassammeiraumes 17 strömen una danach durch den verengten Strömungsquerschnitt zwischen dem geschlossenen hinteren Brennkaramerende und dem Eintrittsende des Rauchrohres in das Rauchrohr eintreten, wird eine Schalldämpfwirkung des Rauchgassammeiraumes 17 erreicht, die einer

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Fortpflanzung von Flammengeräuschen der Brennerf«juerung aus dem Heizkessel ir den Kamin entgegenwirkt.

Die Figuren 5 bis 7 zeigen eine vorteilhafte Variante des erfindungsgemäßen Heizkessels. Hier erstrecken sich die dreieckförmigen Hohlprofile 10, die sich an ihren Ecken 12 berühren, nur über den vorderen Teil der axialen Länge einer "rockenbrennkammer 3, die m diese Hohlprofile 10 eingeschoben ist und deren Dreiecksseiten 13 berührt und deren vorderes Ende mit dem Heizgas zug 5 in Verbindung steht und deren hinteres Ende geschlossen ist. An diese Hohlprofile 10 schließen sich dreieckförmige Hohlprofile 18 an, die den ninteren Teil der axialen Länge der Trockenbrennkammer 3 umgeben wnö. bis ir. c'.en Rauchgassammelraum 17 reichen, der zwischen dem geschlossenen hinteren Ende der Trockenbrennkammer 3 und der den Rauchgasstutzen 6 aufweisenden Kesselrückwand 7 gebilde'; ist. Diese dreieckförmigen Hohlprofile 18 sind ebenfalls mit ihrer Befestigungsecke 11 an der äußeren Eegrenzungswa/id 2 befesti< ι, sie sind jedoch mit einer kleineren radialen Höhe als die dreieckförmigen Hohlprofile 10 ausgebildet, so daß sie zwischen ihren benachbart en Ecken 19 eine Lücke 20 aufweisen und zwischen ihrer der äefestigungsecke 11 gegenüberliegenden Dreiecksseite 21 und ;er Trockenbrennkammer 3 einen Ringspalt 22 bilden. Ferner ist die TrockenDrennkammer 3 axial verstellbar angeordnet, so daß die axiale Länge des Ringspaltes 22 verändert werden kann, wie in der Figur 5 strichpunktiert angedeutet ist. Diese Variante hat folgenden Vorteil. Die von den Hohlprofilen 18 umschlossene!

Kanäle 23 werden praktisch bis ζi hrem Ende von den aus den

8 eintretenden Verbrennungsgasen durchströmt. Hingegen können die aus den Kanälen 9 in die zwischen den Hohlprofilen 18 gebildeten Kanäle 24 eintratenden Verbrennungsgase, die teilweise auch durch die Lücken 20 hindurchtreten und in dem Ringspalt 22 veiterströmen, schon vor dem Ende der Hohlprofile 18 aus den Kanälen 24 und aus dem Ringspalt 22 in den Rauchgassammelraum 17 austreten. Wird die Trockenbrennkammer 3 in dem Hei Vessel nach vorn verschoben, können die in den Kanälen 24 und in dem Ringspalt 22 strömenden Verbrennungsgase auf einem verkürzten Weg zu dem Rauchgasstutzen 6 gelangen, wodurch eine Erhöhung der Abgastemperatur herbeigeführt werden kann. Steht hingegen die Trockenbrennkammer 3 in der in Figur 5 strichpunktiert dargestellten hintersten Position, verden die Kanäle 24 und der Ringspalt 22 auf möglichst langem Weg durchströmt und wird praktisch die ganze Länge der Hohlprofile 18 von den Verbrennungsgasen bestrichen, wodurch mehr Heizfläche zur Abgabe der Wärme der Verbrennungsgase an das Kesselwasser zur Verfugung steht und eine tiefere Abgastemperatur bewirkt wird. Mit dieser Variante der erfindungsgemäßen Kesselausbildung besteht also die Möglichkeit, die Abgastemperaturen in bestimmten Grenzen zu variieren. Wenn also der Heizkessel für eine bestimmt« Nennleistung bei voller Bestreichung seiner Heizflächen für eine Abgastemperatur von beispielsweise 160 C ausgelegt ist, kann bei Vorhandensein eines gut isolierten oder korrosionsfesten Kamins die Abgastemperatur auf diesen tiefsten Vert eingestellt und belassen werden. Liegt hingegen ein großdimensionierter Kamin oder beispielsweise bei Altbauten ein alter Kamin vor, bei denen durch zu niedrige Abgastemperaturen im

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Kamin eine Versottungsgefahr besteht, braucht nicht der Heizkessel mit einer überlastung betrieben zuuerden, die beispielsweise zu Uberhitzungen und Beschädigungen seiner Heizflächen führen kann, sondern kann durch Verschieben der Trockenbrennkanuner in die vordere Position eine einfache Abgastemperaturregulierung vorgenommen werden und die Abgastemperatur auf beispielsweise 230 bis 240 C erhöht werden, wodurch zwar mehr feuerungstechnische Verluste entstehen, jedoch eine Beschädigung des Kamins durch Kondenswasser vermieden wird.

Claims (5)

Interliz Anstalt inVaduz, Liechtenstein Heizkessel für Öl- bzw. Gasfeuerung S chutzansprüche

1. Heizkessel für öl- bzw. Gasfeuerung, bestehend aus einem !Cssseiwassermantel und einer zylinderförmigen Brennkammer, die von einem mit einem Ende der Brennkammer in Verbindung stehenden ringzylindrischen Heizgaszug umgeben ist, der durch mehrere parallel zur Brennkammerr.chse angeordnete und über den Umfang des Heizgaszuges verteilte Längsprofile ir. mehrere Kanäle aufgegliedert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Iängsprofile als Hohlprofile (10) mit einem dreieckförmigen Querschnitt ausgebildet sind und daß die Hohlprofile an einer Ecke (11) ihres Dreieckquerschnittes an der äußeren, von dem Kesselwassermantel (1) umgebenen Bßgrenzungswand (2) des ringzylindriachen Heizgaszuges (5) befestigt sind und an ihren beiden anderen Ecken (12) sich einander berührend angeordnet sind.

2. Heizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Begrenzungswand (2) des Heizgaszuges mit eingestanzten Schlitzen (15) versehen ist, in die die Befestigungsecken (11) der dreieckförmigen Hohlprofile (10) eingeschweißt sind.

3. Heizkessel nach. Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dreieckförmigen Hohlprofile (10) aus Blechstreifen gebogen sind, wobei die Trennfuge (14) zwischen den Blechstreifenrändern auf der der Befestigungsecke (11) gegenüberliegenden Dreieckseite (13) liegt, die mit der Brennkammer, vorzugsweise mit einer eingeschobenen Trockenbrennkammer (3) aus einem dünnwandigen hitzebeständigen Zylinder, wärmeleitend in Berührung steht.

4. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 31 dadurch £6Κ6ΠΠΖ6ΙΟιιί1θ υ , uau Bin ail u.c*^k .r- BSS e-i-niCrCWcUTiu. \ f j SJü— geordneter Rauchstutzen (6) des Heizkessels etwa koaxial zur Brennkammerachse liegt, nach innen über die Kesselrückwand vorragt und bis auf einen vorbestimmten Abstand von dem geschlossenen hinteren Brennkammerende in einen Rauchgas s amme 1 raum (17) zwischen Kesselrückwand und hinterem Brennkammerende hineinragt,

5. Heizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dreieckf örmigen Hohlpz-ofile (10) sich nur über den vorderen Teil der axialen Länge einer in die^e Hohlprofile (10) eingeschobenen Trockenbrennkammer (3) erstrecken, deren vorder^es Ende mit dem Heizgaszug (5) in Verbindung steht und deren hinteres Ende geschlossen ist, daß dar hintere Teil der axialen Länge der Trockenbrennkammer (3) von dreieckförmigen Hohlprofilen (18) mit kleinerer radialer Höhe umgeben ist, velche zwischen ihren benachbarten Ecken (19) eine Lücke (20) aufweisen und zwischen ihrer der Befest?gungsecke (11) gegenüberliegenden Dreiecksseite (21) und der Trockenbrennkammer (3)

einen Ringspalt (22) bilden und welche bis in einen !A^uchgassamme1raum (17) reichen, der zwischen dem geschlossenen hinteren Ende der Trockenbrennkammer und einer einen Rauchgasstutzen (6) des Heizkessels aufweisenden KesselrUckwand (?) gebildet ist, und daß die Trockenbrennkammer (3) i\ir Veränderung der axialen Länge des Ringspaltes (22) axial verstellbar angeordnet ist.