DE9017790U1

DE9017790U1 - Heizkessel zum Verbrennen flüssiger oder gasförmiger Brennstoffe

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Publication number: DE9017790U1
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Authority: DE
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Priority date: 1990-12-19
Filing date: 1990-12-19
Publication date: 1992-01-02
Anticipated expiration: 2000-12-20

Description

(16 461)

Die Neuerung betrifft einen Heizkessel zum Verbrennen flüssiger oder gasförmiger Brennstoffe gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Derartige Heizkessel sind hinlänglich bekannt und in Benutzung, so daß es diesbezüglich keines besonderen druckschriftlichen Nachweises bedarf. Bezüglich des Feuerrauines sind dabei unterschiedliche Gestaltungen möglich, nämlich derart, daß der Feuerraum ohne alle zusätzlichen Einbauten selbst als Umlenkbrennkammer dient, in der die im Bodenbereich der Brennkammer umgelenkten Heizgase zur Brennerseite zurückströmen und in eine ebenfalls brennerseitig angeordnete Uberströmkammer bzw. einen Abgasführungsraum gelangen und von diesem aus nach oben in ein Abgasrohr einströmen, um durch dieses zur Kesselrückseite bzw. zum dort angeordneten Abgasanschlußstutzen zu gelangen. Eine andere Variante besteht darin, daß im Feuerraum eine hülsenartige, gegen den Feuerraumboden offene Brennkammer angeordnet ist, die mit der in der Regel zylindrischen Feuerraumwand einen kreisringförmigen Heizgaszug begrenzt, der in mehrere Einzelzüge durch Längsrippen gegliedert sein kann, diese Ausfuhrungsform, der das vorerwähnte Strömungsprinzip zugrundeliegt, ist deshalb günstiger, weil hierbei die vom Feuerraumboden umgelenkten Heizgase gezielter längs der wassergekühlten Feuerraumwände zum brennerseitigen Überstrom- bzw. Abgasführungs-

raum zurückgeführt werden. Soweit bekannt, ist bei derartigen bekannten Heizkesseln der Überstrom- bzw. Abgasführungsraum im wasserführenden Gehäuse mit untergebracht, und zwar in der Weise, daß die Gehäusevorderwand eine den gesamten Bereich der Feuerraumöffnung und der Abgasrohrmündung erfassende öffnung, zu der dann entsprechend weit zurückversetzt und unter Einfügung von Abgasführungsraurnseitenwänden parallel zur eigentlichen Gehäusevorderwand eine weitere Wand eingezogen ist, in der die entsprechenden Enden der Feuerraumwand und des Abgasrohres flüssigkeitsdicht eingebunden sind.

Es wurde nun beobachtet, daß bei Betrieb derartiger Kessel im sogenannten Niedertemperaturbereich an den wassergekühlten Wänden des Überstrom- bzw. AbgasfUhrungsraumes bei entsprechenden Betriebsbedingungen, d.h. in den Wiedereinschaltfäsen des Brenners Schwitzwasserbildungen bzw. Kondensatniederschläge erfolgen, die zwar relativ schnell abtrocknen, wobei aber zu Korrosionsschäden führende Schadstoffreste an den betroffenen Wandbereichen verbleiben. Maßnahmen zur Verhinderung derartiger Niederschläge sind zwar im Heizkesselbau in vielgestaltiger Form geläufig, soweit bekannt aber nicht im hier interessierenden Bereich des Überstrom- bzw. Abgasfuhrungsraumes an der Brennerseite. Grund dafür dürfte der oben erwähnte konstruktive Einbezug des Abgasführungsraumes in das wasserführende Gehäuse sein, der die Anwendung derartiger Schutzmaßnahmen gegen Kondensatniederschläge schwierig

macht und einen beträchtlichen Fertigungsaufwand verlangen wurde.

Der Neuerung, liegt die Aufgabe zugrunde, einen Heizkessel der eingangs genannten Art im Uberströmbereich der Heizgase aus dem Feuerraum in das mindestens eine Abzugsrohr mit einfachen Mitteln so zu gestalten, daß in diesem Bereich keine Kondensatniederschläge mehr auftreten können .

Diese Aufgabe ist mit einem Heizkessel der eingangs genannten Art nach der Neuerung durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angeführten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich nach den Unteransprüchen.

Durch die Verlegung des Abgasführungsraumes in die Verschlußtür wird einerseits der konstruktive Einbezug des Abgasführungsraumes in das wasserführende Gehäuse entbehrlich und dessen Konstruktionsfertigung wesentlich vereinfacht und andererseits wird die Anwendung von Kondensatschutzmaßnahmen in Form der Anbringung von nicht mehr wassergekühlten Doppelwänden (siehe bspw. DE-OS 28 04 7&THgr;0 und AT-PS 12 75 06) problemlos ermöglicht, die bei einfachster Formgebung unter Ausbildung eines Distanzspaltes im niederschlagskritischen Bereich vor die im wesentlichen ebenflächige Gehäusevorderwand gesetzt werden können. Die Unterbringung des AbgasfUhrungsraumes

in der entsprechend dimensionierten Verschlußtiir kann ebenfalls problemlos verwirklicht werden, wobei vorteilhaft der Abgasf Uhrungsraum in einen, in der VerschlußtUr angeordneten Wärmeisolationsblock eingeformt wird. Die als Abgasabschirmschale dienende Doppelwand ist denkbar einfach als Preßteil herzustellen und kann auch ohne weiteres aus relativ dü'nnem Edelstahlblech hergestellt werden .

Da die Verschlußtiir den ganzen Querschnittsbereich der öffnung des Feuerraumes, den eigentlichen Überströmbereich und den Querschnitt des Abzugsrohres abdeckt und diesen Bereich natürlich allseitig gasdicht verschließen muß, besteht eine vorteilhafte Weiterbildung darin, daß die freien Ränder der Abschirmschale abgekröpft und als Auflageränder für die sowohl den Feuerraum- als auch den Abgasrohrquerschnitt erfassende VerschlußtUr ausgebildet sind. Diese Randabkröpfung ist dabei bezüglich ihrer Höhe an der Länge des aus der Vorderwand des Gehäuses herausragenden Umfangrandes der Feuerraumwand orientiert, so daß sich eine über die ganze Außenkontur des AbgasfUhrungsraumes erstreckende Auflage für den entsprechenden Konturverlauf ergibt.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Abschirmschale besteht darin, daß deren feuerraumseitiger Unterrand, angepaßt an die Kontur der aus der Gehäusevorderwand herausragenden Feuerraumwand, mit einer auf den her-

ausragenden Rand der Feuerraumwand aufsitzenden Abkröpfung versehen ist. Weiterhin ist vorteilhaft der Umfangsrand der Uberströmöffnung der Abschirmschale in Abströmrichtung ausgekröpft, wobei diese Abkröpfung in die Einmündung des Abgasrohres eingeschoben ist. Abgesehen davon, daß die Abgasabschirmschale zu ihrer Fixierung an einigen Punkten per Schweißung angeheftet werden kann, ist dies noch nicht einmal zwingend notwendig, da aufgrund der in Weiterbildung vorgesehenen Abkröpfungen die Abgasabschirmschale ziemlich fest zwischen Abgasrohr und dem oberen Bereich des über die Vorderwand herausragenden Umfangsrand der Feuerraumwand festsitzend eingespannt werden kann und dies insbesondere dann, wenn vorteilhaft das Abgasrohr doppelwandig ausgebildet und im Einmündungsbereich die die Uberströmöffnung in der Abgasabschirmschale umgebende Abkröpfung in einen Spalt zwischen den beiden das Abgasrohr bildenden Rohren eingeschoben bzw. eingepreßt ist. In diesem Zusammenhang ist das Abgasrohr vorteilhaft aus einem äußeren, die Vorder- und Ruckwand des wasserführenden Gehäuses mit seinen Enden durchgreifenden und dort flüssigkeitsdicht verbundenen Rohr gebildet, in dem dann ein zweites Rohr einfach eingeschoben ist, das aus dem ersten Rohr abströmseitig herausragend den Abgasanschlußstutzen des Heizkessels bildet.

Bei der Herstellung eines derart ausgebildeten Kessels wird also nicht das fertige und doppelwandige Abgasrohr

in das Gehäuse eingeschweißt, sondern lediglich zunächst das äußere Rohr, in das dann das innere Rohr einfach von der Gehäuserückseite aus eingeschoben wird. Das zum Uberströmraum weisende Ende ist dabei mit schwacher Neigung etwas konisch ausgeformt, um dann nach Einschub mit dem äußeren Rohr einen Einschubspalt für die betreffende Auskröpfung der Abgasabschirmschale zu bilden. Wie erwähnt, kann dabei das Ende des inneren Rohres mit derAuä^röpfung der Abschirmschale bspw. durch eine Rundschweißnaht fest verbunden werden.

Um den Uberströmbereich bzw. den Abgasführungsraum so klein wie möglich zu halten, und da das Abgasrohr in bezug auf den Feuerraumquerschnitt einen wesentlich kleineren Durchmesser hat, sind vorteilhaft die Seitenränder der Abschirmschale nach oben zum Abgasrohr hin mit konvergierender Erstreckungsrichtung ausgebildet. Im Prinzip gesehen ist hierbei also die Verschlußtür auf das notwendige Minimum reduziert, d.h., die VerschlußtUr präsentiert sich in Ansicht in extremer Ei-Form, d.h., mit einem dem Querschnitt des Feuerraumes entsprechend großflächigem unteren Teil und einem nach oben weisenden wesentlich schmaleren Oberteil.

Da die äußeren Ränder der Abschirmschale gleichzeitig als Auflageränder für den entsprechenden oberen Bereich der VerschlußtUr dienen sollen, diese Ränder aber eine gewisse Elastizität haben, ist vorteilhaft vorgesehen, daß

die Abgasabschirmschale längs ihrer äußeren Umfangsränder mindestens punktuell gegen die Gehäusevorderwand abgestutzt ist.

Durch die Ausbildung eines Distanzspaltes zwischen der Gehäusevorderwand und der vorgesetzten Abgasabschirmschale im Bereich des Abgasführungsraumes ist die Abgasabschirmschale nicht unmittelbar wassergekühlt und heizt sich beim Wiederanfahren des Brenners sehr schnell auf, so daß es nicht mehr zu den schädlichen Kondensatniederschlägen im Abgasführungsraum kommen kann. Die Wärmeisolation des wasserführenden Gehäuses erstreckt sich natürlich auch über den Vorderwandbereich und ist entsprechend der Form der Verschlußtür ausgebildet, d.h., diese Wärmeisolation deckt den ganzen Umfangsanschlußbereich der Kesseltür ab, so daß es in diesem Bereich, d.h., durch den im oberen Bereich nach außen offenen Spalt und im unteren Bereich durch den überstehenden Rand der Feuerraumwandung zu keinen wesentlichen Wärmeverlusten kommen kann.

Der ,neuartige Heizkessel wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung eines AusfUhrungsbeispieles näher erläutert.

Es zeigt schematisch

Fig. 1 einen Schnitt durch den Heizkessel längs Linie
I-I in Fig. 2;

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Kessel längs Linie
H-II in Fig. 1 ;

Fig. 3 in Einzeldarstellung und in Ansicht die Abgasabschirmschale ;

Fig. 4 einen Schnitt durch die Abgasabschirmschale
längs Linie IV-IV in Fig. 3 und

Fig. 5 im Teilschnitt und vergrößert den Anschlußbereich der Abgasabschirmschale zum Abgasrohr.

Der Heizkessel zum Verbrennen flüssiger oder gasförmiger Brennstoffe besteht in bekannter Weise und wie aus Fig. 1 ersichtlich aus einem wasserführenden Gehäuse 1, in dem ein in einen brennersei ti gen Abgasf iihrungsraum ausmündender Feuerraum 3 angeordnet ist, wobei in den Abgasführungsraum oberhalb des mit VerschlußtUr 4 versehenen Feuerraumes mindestens ein das wasserführende Gehäuse 1 durchgreifendes, zur Gehäuserückseite führendes Abgasrohr 5 ausmündet. Für einen solchen Heizkessel ist nun wesentlich, daß im in der Verschlußtür 4 angeordneten Abgasführungsraum 2 unter Ausbildung eines Distanzspaltes 6 zur im wesentlichen ebenflächigen Gehäusevorderwand 7 vor dieser oberhalb der Feuerraumlängsachse 8 eine den Abgasüberströmbereich 9 abdeckende Abgasabschirmschale 10 mit Überströmöffnung 11 zum Abgasrohr 5 angeordnet ist. Wie ebenfalls aus Fig. 1 ersichtlich, ist der Abgasführungsraum 2 in einem in der Verschlußtür 4 angeordneten Wärmeisolationsblock 12 eingeformt.

Die Abgasabschirmschale 10 ist im einzelnen in den Fig. 3, 4 verdeutlicht, aus denen ersichtlich ist, daß die freien Ränder 13 der Abschirmschale 10 abgekröpft und als Auflageränder 13' für die sowohl den Feuerraum- als auch den Abgasrohrquerschnitt erfassende bzw. abdeckende Verschlußtür 4 versehen sind. Der feuerraumseitige Unterrand 14 ist dabei vorteilhaft, angepaßt an die Kontur der aus der Gehäusevorderwand 7 herausragenden Feuerraumwand 15 mit einer auf dem herausragenden Rand 16 der Feuerraumwand 15 aufsitzenden Abkröpfung 17 versehen (siehe Fig. 1). Unter Verweis auf Fig. 4, aber auch Fig. 1, ist der Umfangsrand der Uberströmöffnung 11 der Abschirmschale 10 in Abströmrichtung (siehe Pfeil A) ausgekröpft und die Auskröpfungiö in die Einmündung 19 des Abgasrohres 5 eingeschoben. Vorteilhaft und wie insbesondere aus Fig. 5 ersichtlich, ist das Abgasrohr 5 dafür, ebenfalls aber auch aus Gründen der Verhinderung von Schwitzwasser in diesem Bereich doppelwandig ausgebildet und im Einmündungsbereich ist die AUd^röpfung 18 in den Spalt 20 zwischen den beiden das Abgasrohr 5 bildenden Rohren 5', 5" eingeschoben. Wie vorerwähnt, ist dabei das betreffende Ende des inneren Rohres 5" schwach konisch ausgebildet, wobei die Auskröpfung 18 mit dem Endrand des inneren Rohres 5" durch eine umlaufende Schweißnaht 23 gasdicht verbunden ist. Insbesondere in Rücksicht darauf ist dabei das Abgasrohr 5 aus einem äußeren, die Vorder- und Rückwand 7, 7' des wasserführenden Gehäuses 1 mit seinen Enden durchgreifenden und dort flüssigkeitsdicht verbun-

denen Rohr 5' gebildet und in diesem Rohr 5' ist das zweite Rohr 5" einfach eingeschoben, das aus dem ersten Rohr 5' abströmseitig herausragend,den Abgasanschlußstutzen 21 des Heizkessels bildet. Unter nochmaligem Bezug auf die Fig. 3 und in Rücksicht auf die anzustrebende Minima lbemessung des AbgasfUhrungsraumes 2 sind die Seitenränder 13" der Abschirmschale 10 nach oben zum Abgasrohr 5 hin mit konvergierender Erstreckungsrichtung ausgebildet, so daß sich, wie aus Fig. 3, aber auch aus Fig. 2 ersichtlich, die dargestellte "Ei-Form" ergibt, der auch die Form der in dieser Ansicht nicht dargestellten Verschlußtür 4 entspricht. Da die Umfangsränder 22 der aus relativ dünnem Blech gebildeten Abgasabschirmschale 10 einerseits eine gewisse Elastizität haben, andererseits diese aber dem Anpreßdruck der VerschlußtUr 4 bzw. der umlaufenden Dichtung 4' widerstehen müssen, ist die Abschirmschale 10 zweckmäßig längs ihrer äußeren Umfangsränder 22 mindestens punktuell gegen die Gehäusevorderwand 7 abgestutzt ausgebildet, wie dies gestrichelt in Fig. 5 angedeutet ist. Sofern man für diese Abstützelemente 24 kein separates, schlecht wärmeleitendes Material verwendet, ist es in Rücksicht auf die vorgesehene lediglich punktuelle Abstützung auch möglich, solche Abstützelemente 24 beim Prägen bzw. Pressen der Abgasabschirmschale 10, wie dies auch in Fig. 3 dargestellt ist, aus dem Blech für die Abschirmschale direkt mit auszuformen.

Claims

1. Heizkessel zum Verbrennen flüssiger oder gasförmiger Brennstoffei bestehend aus einem wasserführenden Gehäuse (I)₁ in dem ein in einen brennerseitigen AbgasfUhrungsraum (2) ausmündender Feuerraum (3) angeordnet ist, wobei in den Abgasführungsraum (2) oberhalb des mit Verschlußtür (4) versehenen Feuerraumes (3) mindestens ein das wasserführende Gehäuse (1) durchgreifendes, zur Gehäuserückseite führendes Abgasrohr (5) ausmündet,

dadurch gekennzeichnet,
daß im in der Verschlußtür (4) angeordneten Abgasführungsraum (2) unter Ausbildung eines Distanzspaltes (6) zur im wesentlichen ebenflächigen Gehäusevorderwand (7) vor dieser oberhalb der Feuerraumlängsachse (8) eine den AbgasUberströmbereich (9) zum Abgasrohr (5) abdeckende Abgasabschirmschale (10) mit Uberströmöffnung (11) zum Abgasrohr (5) angeordnet ist. .

2. Heizkessel nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Abgasführungsraum (2) in einen in der Ver-

schlußtiir (4) angeordneten Wärmeisolationsblock (12) eingeformt ist.

3. Heizkessel nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß die freien Ränder (13) der Abschirmschale (10) abgekröpft und als Auflageränder (13') für die sowohl den Feuerraum- als auch den Abgasrohrquerschnitt erfassende VerschlußtUr (4) ausgebildet sind.

4. Heizkessel nach einem der AnsprUche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,

daß der feuerraumseitige Unterrand (14) der Abschirmschale (10), angepaßt an die Kontur der aus der Gehäusevorderwand (7) herausragenden Feuerraumwand (15), mit einer auf dem 'herausragenden Rand

(16) der Feuerraumwand (15) aufsitzenden Abkröpfung

(17) versehen ist.

5. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Umfangsrand der Uberströmöffnung (11) der Abschirmschale (10) in Abströmrichtung ausgekröpft und die Auskröpf ung (18) in die Einmündung (19) des Abgasrohres (5) eingeschoben ist.

6. Heizkessel nach einem der AnsprUche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Abgasrohr (5) doppelwandig ausgebildet und im Einmlindungsbereich die Auä^röpfung (18) in einen Spalt (20) zwischen den beiden das Abgasrohr (5) bildenden Rohren (5'5") eingeschoben ist.

7. Heizkessel nach einem der Ansprliche 1 bis 6,
dadurcli gekennzeichnet,

daß das Abgasrohr (5) aus einem äußeren, die Vorder- und RUckwand (7, 7') des wasserführenden Gehäuses (1) mit seinen Enden durchgreifenden und dort flüssigkeitsdicht verbundenen Rohr (5*) gebildet und in diesem Rohr (5*) ein zweites Rohr (5") eingeschoben ist, das aus dem ersten Rohr (5') abströmseitig herausragend den Abgasanschlußstutzen (21) des Heizkessels bildet.

8. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Seitenränder (13") der Abschirmschale (10) nach oben zum Abgasrohr (5) hin mit konvergierender Erstreckungsrichtung ausgebildet sind.

9. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Abgasabschirmschale (10) längs ihrer äußeren Umfangsränder (22) mindestens punktuell gegen die Gehäusevorderwand (7) abgestützt ist.