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Stehender Heizkessel mit ringzylindrischem, von Rauchgaszügen durchsetztem
Wassermantel Heizkessel für Warmwasser-Sammelheizungsanlagenwerden im allgemeinen
als gußeiserne Gliederkessel mit einer in der Mitte liegenden Feuerung ausgeführt.
Diese Kesselbauart stellt keine befriedigende Lösung dar, da immer wieder einzelne
Glieder springen oder an ihren Verbindungsstellen undicht werden. Auch die Führung
der Heizgase sowie die Wege, welche das Wasser im Innern der Kessel zurücklegt,
sind verbesserungsbedürftig. Ein besonderer Nachteil besteht auch in der mangelhaften
Ausnutzung des Brennstoffes. Ferner benötigen derartige Kessel bis zu ihrer Erwärmung
bzw. Wärmeabgabe eine längere Anlaufzeit, da der im Verbrennungsraum eingefüllte
Brennstoff zunächst völlig durchgeglüht sein muß, um eine merkbare Erwärmung des
Wassers zu erreichen. Durch das Zusammenballen einer großen Menge glühenden Brennstoffes
entstehen bekannterweise auch an dem Rost Wärmestauungen, die diesen stark erhitzen
und nun besonders bei zu geringer Luftzufuhr, z. B. durch Drosseln, die Bildung
von Schlacke begünstigen, die sich dann auf den Roststäben festsetzt und diese verstopft.
Durch weiteres überhitzen kann der Rost schnell abgenutzt werden. Die Möglichkeit,
wassergekühlte Rosten zu verwenden, kommt nur bei großen Kesseleinheiten in Frage.
Außerdem sind solche Roste teuer, auch vermindern sie den wirtschaftlichen Wirkungsgrad
der Anlage.
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Da der in einem Gebäude zur Verfügung stehende Raum für die Aufstellung
eines Heizkessels meist außerordentlich beschränkt ist, ergibt sich eine weitere
Schwierigkeit dadurch, daß dem Kessel in gedrängtester Form eine möglichst große
Heizfläche zu geben ist. Für diese Art Kessel kommt als Brennstoff in erster Linie
Hütten- oder Gaskoks in
Betracht. Nur in Ausnahmefällen können noch
unter bestimmten Voraussetzungen Braunkohlenbriketts verwendet werden. Da die Braunkohlenbriketts
erhebliche Mengen an Wasser enthalten, bildet sich an den Rohrwänden bald ein Glanzrußüberzug,
der schwer abzulösen ist und den Wärmeübergang von den Heizgasen an das Kesselwasser
stark beeinträchtigt.
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Die Erfindung hat die Schaffung eines stehenden Heizkessels für Warmwasserheizungsanlagen
mit ringzylindrischem, den Brennstoff-Füllschacht und Verbrennungsraum einschließendem,
von Rauchgaszügen durchsetztem Wassermantel zum Ziel, bei dem die genannten Mängel
vermieden werden. Nach der Erfindung wird das dadurch erreicht, daß der Brennstoffraum
des Kessels in drei Zonen unterteilt ist, in dessen unterer Zone der Brennstoff
verbrennt, während in der Mittelzone der Brennstoff verkokt und die hierbei entstehenden
Gichtgase durch den urverbrannten Brennstoff der oberen Zone streichen und dem Verbrennungsraum
wieder zugeleitet werden. Ein solcher Heizkessel, dessen Wassermantel durch nach
unten verjüngte Gestalt der inneren Mantelfläche in ihrem unteren Teil zwischen
sich. und dem Rost den Verbrennungsraum bildet, zeichnet sich dadurch aus, daß über
dem' Verbrennungsraum ein mit Abzugsöffnungen für die Heizgase versehener Feuerungsring
und für die im oberen Teil des nach oben sich verjüngenden Brennstoff-Füllschachtes
entstehenden Schwelgase Abzugsöffnungen nach dem zwischen Füllschachtwand und innerem
Wassermantel eingeschlossenen, ringzylindrischen Sturzzug derart angeordnet sind,
daß die am unteren Ende des Sturzzuges austretenden Schwelgase sich mit den Heizgasen
des unteren Verbrennungsraumes mischen und verbrennen und ihre Wärme in. anschließenden,
den Wassermantel senkrecht durchsetzenden Rauchgasrohren abgeben.
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Die bei der Verkokung entstehenden Gichtgase streichen durch den unverbraxmten
Brennstoff der dritten Zone, gelangen am oberen. Ende dieser Zone unter Ausnutzung
des natürlichen Zuges durch Schlitze oder Löcher eines über dem Feuerungsring angeordneten,
beispielsweise konisch nach oben verjüngten Blechmantels und zwischen diesem Blechmantel
sowie der inneren Wasserraumwand zum Verbrennungsraum der unteren Zone und verbrennen
dort. Die gesamten Heizgase werden dann zur Wärmeabgabe an das Wasser durch Rauchgasabzugrohre
geführt, die in dem oberen, zylinderförmigen Teil des Wassermantels zwischen der
inneren und äußeren. Mantelfläche mit der Mittelachse gleichlaufend angeordnet sind.
Um über dem eigentlichen Verbrennungsraum eine weitere vollständige Verbrennung,
insbesondere der Gichtgase, zu erreichen und damit die Wärmeentwicklung zu erhöhen,
sind am Umfang des Verbrennungsraumes vom Rost zu seiner Oberkante verlaufende Nuten
angeordnet, die mit muldenförmigen Blechen so überfangen sind, daß Frischluftführungskanäle
gebildet werden. In den Rauchgasabzugsrohren sind senkrecht zur Durchströmöffnung
Leitbleche für die Feuergase angeordnet, die z. B. bei einem quadratischen Querschnitt
die Gase :an den Rohrwänden entlang führen und die Wärmeabgabe an die Rohrwände
besonders erhöhen.
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Durch die gemäß der Erfindung getroffene Ausbildung des Verbrennungsraumes
wird erreicht, daß nur ein kleiner Teil des im Kessel befindlichen Brennstoffes
zum Glühen bzw. Verbrennen gebracht und .dadurch eine sehr wirtschaftliche Ausnutzung
des Brennstoffes erreicht wird. Ferner ergibt sich gleichzeitig der Vorteil, daß
durch das allmähliche Abbrennen in einem verhältnismäßig kleinen Verbrennungsraum
keine Wärmestauungen entstehen, durch welche die Kesselwände überbeansprucht und
leicht beschädigt werden können. Durch die Verkokung des eingefüllten Brennstoffes
in der mittlerer Zone lassen sich nicht nur gasarme Brennstoffe, wie Hütten- oder
Gaskoks, verwenden, sondern es ist jeder beliebige Brennstoff einsatzfähig. Gleichzeitig
wird durch das Verkoken und Zuführen der entstehenden Gichtgase an die Stelle des
höchsten Wärmebedarfs zu ihrer Verbrennung eine weitere Verbesserung in der Brennstoffausnutzung
und damit eine Erhöhung des wirtschaftlichen Wirkungsgrades erzielt. Da sämtliche
Teile des Kessels, insbesondere die Rauchgasrohre, aus denen die Leitbleche nach
Entfernen des Kesseldeckels leicht herausgezogen werden können, bequem zugänglich
sind, ist eine einfache Reinigung, Ruß- und Flugaschebeseitigung .möglich, wodurch
sich wiederum Wärmestauungem. ,an den Kesselwänden vermeiden lassen und der Kesselbaustoff
weitgehend geschont wird.
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Weitere Einzelheiten ergeben sich aus der Beschreibung und den Ansprüchen
in Verbindung mit der Zeichnung, in denen eine beispielsweise Ausführungsform des
Heizkessels gemäß der Erfindung dargestellt ist. Es zeigt Fig. i einen senkrechten
Mittelschnitt durch einen stehenden Heizkessel nach der Linie A-B in Fig. 2, Fig.2
eine Draufsicht auf den Kessel, teilweise im waagerechten Schnitt, nach der Linie
C-D in Fig. i.
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Wie in Fig. i dargestellt, wird der gesamte Brennstoffraum 2, ¢, 7
vom Wasserraum i des Kessels gebildet, wobei der Brennstoffraum in drei Zonen unterteilt
ist. In der unteren Zone 2 brennt der selbständig nachrutschende Brennstoff ab.
Sie wird von der inneren Wasserraumwand, nach unten verjüngt, gebildet und von unten
durch einen Rost 3 begrenzt, der aus V-förmigen, nach oben offenen, in einem Ring
29 z. B. eingeschweißten Roststäben 28 besteht. In der Mittelzone 4 des Brennstoffraumes
ist über dem Verbrennungsraum 2 ein Feuerungsring 5 ,angeordnet, der an seinem unterem
Rand Öffnungen 6 aufweist, durch welche die Verbrennungsgase austreten. Durch den
Feuerungsring 5 -wird in .der Mittelzone 4 der nachrutschende Brennstoff verkokt,
wobei die entstehenden Lichtgase durch .den urverbrannten Brennstoff in der dritten
Zone 7 streichen. In der oberen Zone 7 ist über dem Feuerungsring 5 ein nach oben
verjüngter Blechmantel 8 angeordnet, der an seinem oberen Ende mit Schlitzen 9 versehen
ist, durch welche die Lichtgase gesaugt werden, so daß sie zwischen
dem
Manrtel 8 und der inneren Wasserraumwand i o der Mittelzone ¢ zuggeführt werden.
In dem ,oberen, zylinderförmigen Teil i i des Wasserraumes sind Rauchgasabzugsrohre
12 parallel zur Mittelachse zwischen dem inneren Mantel i o und dem äußeren Mantel
13 angeordnet. Der die untere Zone des Brennstoffraumes bildende Verbrennungsraum
2 trägt auf seinem Umfang, vom Rost 3 zu seiner Oberkante 14 verlaufend, Nuten 15,
die mit muldenförmigen Blechen 16 überfangen sind, so daß Frischluftführungskanäle
für die Verbrennung insbesondere der Giclltgase gebildet werden. In den Rauchgasabzugsrohren
12 sind senkrecht zur Durchströmrichtung Leitbleche 17 angeordnet, die die Gase
an den Rohrwänden entlang leiten. Je zwei dieser Leitbleche sind durch eine Stange
18 miteinander verbunden, so daß sie bequem nach oben zwecks Reinigung der Rohre
herausgezogen werden können. Die Rauchgasabzugsrohre münden in einem ringförmigen,
um den Brennstoffraum liegenden Hohlraum i g, der mit einem Deckel 2o abgeschlossen
ist. Dieser Hohlraum i 9 steht mit dem Abzugsrohr 2 i in .Verbindung. Mittels eines
mit Handgriffen 22 od. dgl. versehenen Deckels 23 ist der Brennstoffraum nach oben
abgeschlossen. Ein im Wassermantel befindlicher Durchbruch 24 ist mit einer Tür
25 verschließbar. Durch diesen Durchbruch kann der Verbrennungsraum beobachtet und
gereinigt werden. Unter dem Rost ,3 ist der Aschenfang 26 angeordnet. Mittels einer
Klappe 27 am Aschenfang kann die Luftzufuhr über ein Steuerventil in bekannter Weise
geregelt werden.