DE9209416U1

DE9209416U1 - Heizkessel für Brennerfeuerung

Info

Publication number: DE9209416U1
Application number: DE9209416U
Authority: DE
Original assignee: Hoval Interliz AG
Current assignee: Hoval Interliz AG
Priority date: 1992-07-14
Filing date: 1992-07-14
Publication date: 1992-09-10
Anticipated expiration: 2002-07-15

Description

Hoval Interliz AG, Vaduz/Liechtenstein

Heizkessel für Brennerfeuerung Besch rei bung

Die Erfindung betrifft einen Heizkessel für Brennerfeuerung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Heizkessel für Gebäude-Warmwasserheizungen, vor allem

solche mit größeren Leistungen über etwa 100 kW, werden in zunehmendem Maße mit immer tieferen Kessel- bzw. Vor lauf/Rücklauf temperatur en betrieben. Auch die Abgastemperaturen am Abgasaustritt des Heizkessels dürfen heutzutage 170 bis 180 ⁰C nicht mehr überschreiten. Dadurch nimmt bei Heizkesseln, deren wassergekühlte Kesse I heizflachen aus Stahlblech bestehen, speziell bei der Heizkesselbefeuerung mit Heizöl, welches Schwefelanteile aufweist, das Problem zu, vor allem die a"¹ Kesselende gelegenen, von den kühler gewordenen Abgasen beaufschlagten Nachscha It heizf lachen gegen KondensatbiIdung und Korrosion zu schützen. Eine Forderung der Praxis ist es, daß Heizkessel mit Brennerfeuerung mit einer mindestens bis auf 40 ⁰C abgesenkten Rück lauf tempera tür und mindestens bis auf 50 ⁰C abgesenkten Vorlauf- bzw. Kesse lwassertemperatur betrieben werden können. Da jedoch der Wasserdampf-Taupunkt bei Verfeuern von Heizöl extraleicht bei etwa 48 ⁰C und bei der Verfeuerung von Erdgas bei etwa 58 ⁰C liegt, sind spezielle Ausgestaltungsmaßnahmen des Heizkessels erforderlich, um den Heizkessel mit den vorgenannten Rücklauf- und Vorlauftemperaturen noch "trocken", d.h. ohne Kondensation des Feuchtigkeitsgehalts in den Verbrennungsabgasen betreiben zu können. Eine dieser Maßnahmen besteht darin, in dem hinteren, letzten Teil der Nachscha It heizflachen, in dem sich die Temperatur der sich abkühlenden Abgase dem Wasserdampf-Taupunkt

nähert, den Wärmedurchgang von den Abgasen an das KesseLwasser bewußt zu bremsen/ um dadurch eine rauchgasseitige OberfLächentemperatur der NachschaLtheizfLachen zu erhalten/ die über dem Wasserdampftaupunkt Liegt. Hierzu ist es beispieLsweise aus dem DE-GM 79 07 706 bekannt, bei einem Heizkessel/ dessen NachschaLt heizfLächen aus Rauchrohren bestehen, in das hintere Ende jedes zyLindrisehen Rauchrohres ein im Durchmesser etwas kLeineres zylindrisches Innenrohr stück einge-

.jQ schoben ist, das an seinem vorderen Ende abdichtend das Rauchrohr berührt und das auch an seinem bündig mit dem hinteren Rauchrohrende abschLießenden hinteren Innenrohrende durch eine ringförmige Schweißnaht dicht verbunden ist. Die den Wärmedurchgang von den Abgasen

-j 5 an das das Rauchrohr außenseitig kühLende Kesselwasser bremsende Wirkung des Innenrohrstückes wird durch die wärmeisolierende Eigenschaft des zylindrischen Ringraumes festgelegt, den das Innenrohrstück über seine axiale Länge mit dem Rauchrohr bildet. Um auch an der

2Q Kesse Lrückwand/ durch die die Rauchrohre in einen gemeinsamen Abgassammler hineinragen und in die die hinteren Rauchrohrenden dicht eingeschweißt sind/ gegen eine Kondensatbildung zu schützen, ist es aus dem DE-GM bekannt/ in dem Abgassamm ler vor der Kesse I rückwand eine Schutzwand anzuordnen und so an ihrem Rand mit der Kesse L rückwand durch eine dichte Schweißnaht zu verbinden/ daß die Schutzwand mit der Kesse I rückwand einen nicht von Rauchgasen durchströmbaren/ wärmeisolierenden scheibenförmigen Hohlraum bildet. Hierzu

2Q müssen die bündig miteinander verschweißten hinteren Enden von Rauchrohr und Innenrohrstück so weit über die KesseL rückwand vorstehen und durch die Schutzwand hindurchragen/ daß das hintere Rauchrohrende auch noch mit der Schutzwand durch eine ringförmige Schweißnaht dicht verbunden werden kann. Diese Konstruktion erfordert eine Verschweißung der Schutzwand mit der Kesselrückwand und drei Verschweißungen im Bereich der hin-

teren Enden von Rauchrohr und Innenrohr stück und ermög-Licht nach dem Einbau der Schutzwand in den Heizkessel nicht mehr eine Kontrolle und Zugänglichkeit der wasserdicht auszuführenden Einschweißungen der hinteren Rauchc rohrenden in die Kesse Lrückwand.

Die Erfindung hat zur Aufgabe, die Herstellbarkeit und Eigenschaften von Rauchrohren, die im kondensations- und korrosionsgefährdeten Bereich doppelwandig ausgebil_in det sind, und die Ausbildung eines Heizkessels mit solchen Rauchrohren zu verbessern.

Diese Aufgabe löst die Erfindung durch die Ausbildung eines Heizkessels der eingangs genannten Art mit den

.- kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Heizkessels sind in den Unteransprüchen angegeben. Die Ausbildung und die Vorteile des erfindungsgemäßen Heizkessels werden nachstehend anhand des in der Zeichnung darge-

2Q stellten Ausführungsbeispiels beschrieben. Es zeigen Figur 1 einen horizontalen Schnitt durch den Heizkessel, Figur 2 eine vergrößerte Einzelheit der Figur 1 in einem horizontalen Schnitt nach der Linie II-II in Figur 3,

_j- Figur 3 die Einzelheit der Figur 1 in einem senkrechten Schnitt nach der Linie III-III in Figur 2, Figur 4 einen Auszug der Figur 1 in vergrößerter Darstellung und in einem senkrechten Schnitt durch den Heizkessel.

_3Q Der Heizkessel besitzt, wie bei Heizkesseln mit einer Brenner feuerung für Gas oder Heizöl üblich, eine im Kesselwassermantel 1 angeordnete, nicht näher.dargestellte Brennkammer, über der im KesseLwassermantel 1 im wesentlichen horizontal verlaufende Rauchrohre 2

,,. angeordnet sind, die mit Ihrem stromab liegenden Rohrende durch die Kesse I rückwand 3 hindurchtreten und in einen gemeinsamen Abgassammler 4 einmünden. Jedes

Rauchrohr 2 enthält in seinem stromab Liegenden Bereich ein Innenrohr 5, das mit dem Rauchrohr 2 einen nicht von Rauchgasen durchströmbaren Zwischenraum bildet, der mit Absicht den Wärmedurchgang von den in den Rauchc rohren strömenden Rauchgasen an den Kesselwassermantel 1 bremst, um ein Absinken der rauchgasseitigen Oberflächentemperatur der Rauchrohre unter den Wasserdampf-Taupunkt der Rauchgase zu vermeiden. Das erfindungsgemäße doppeIwandige Rauchrohr wird in der Weise herge- _ stellt, daß das Rauchrohr 2 zuerst zylindrisch ist und in das Rauchrohr auch ein zylindrisches Innenrohr eingeschoben wird, das auf der Außenseite seines vorderen Endes eine geeignete hitzebeständige Spezialdichtung 6 enthält. Nach dem Einschieben des zylindrischen Innenrohres in das zylindrische Rauchrohr werden auf zwei diametral gegenüberliegenden Seiten des Rauchrohrumfanges Sicken bzw. Rillen eingepreßt, deren Eindrückungstiefe mindestens so groß ist, daß die Wandung des Rauchrohres 2 mit der Wandung des Innenrohres 5

_?n in metallische Berührung kommt. Hierdurch entsteht auf dem Längenabschnitt des Rauchrohres, auf dem das Rauchrohr mit dem eingeschobenen Innenrohr versehen ist, nur an den Querschnittste I len, an denen die Sicken oder Rillen eingepreßt sind, ein metallischer und wär-

-, c meleitender Kontakt zwischen dem mit den Rauchgasen in Berührung kommenden Innenrohr 5 und dem wassergekühlten Rauchrohr 2, während im übrigen in den Bereichen zwischen den eingepreßten Sicken ein Luftspalt zwischen Innenrohr und Rauchrohr verbleibt, der den

,_ Wärmedurchgang verhindert. Es kann also durch die Anzahl der eingepreßten Sicken die wärmeisolierende Wirkung eines zwischen einem zylindrischen Rauchrohr und einem zylindrischen Innenrohr gebildeten zylindrischen Ringraumes beliebig abgeschwächt werden und dadurch

,c der effektive Wärmedurchgang durch das von Innenrohr und Rauchrohr gebildete Doppelrohr variiert und so bestimmt werden, daß vom Anfang bis zum Ende dieses

Doppelrohres die rauchgasseitige Oberflächentemperatur des Innenrohres zwar zur Verhütung einer Kondensation und Korrosion über dem Wasserdampf-Taupunkt liegt, jedoch nicht unnötig weit über den Wasserdampf-Taupunkt c ansteigt und dadurch unnötig den Wärmefluß von den Rauchgasen an das Kesselwasser schmälert und den Kesse Iwi rkungsgrad verschlechtert. Durch das Einpressen der Sicken bzw. Rillen 7 wird gleichzeitig die Spezialdichtung 6 zwischen Innenrohr 5 und Rauchrohr 2 zusam-

* &eegr; mengepreßt und dadurch das vordere Innenrohrende rauchgasdicht mit dem Rauchrohr 2 verbunden. Es ist nicht zwingend notwendig, aber doch von großem Vorteil, die Eindrückungstiefe der Sicken 7 so groß zu bemessen, daß nicht nur die Wandungen von Rauchrohr 2 und Innenrohr 5 sich metallisch und wärmeleitend berühren, sondern daß an der Eindrückungsste I Ie der Sicken 7 in das Rauchrohr 2 auch das Innenrohr eingedrückte Sicken erhält, durch die im Innern des Innenrohres 5 Vorsprünge entstehen, die einer ungünstigen laminaren Rauchgasströ-

2Q mung entgegenwirken. Zu dem gleichen Zweck kann auch derjenige Bereich der Rauchrohre 2 mit den eingepreßten Sicken versehen werden, der nicht mit einem eingesetzten Innenrohr versehen zu werden braucht. Vorteilhafterweise werden die Rauchrohre 2 so in den Heizkessel eingebaut,

pe daß die eingepreßten Sicken 7 auf senkrecht verlaufenden, diametral gegenüberliegenden Seiten des Rauchrohres bzw. des Doppelrohres liegen und dadurch also die Rauchrohre 2 und die Innenrohre 5 an der Unterseite einen Umfangsbereich haben, über den sich keine eingedrückten

2Q Sicken erstreckten. Dadurch können Verbrennungsrückstände beim Reinigen der Rauchrohre wie auch der Innenrohre leicht mit einer Drahtbürste auf dem unteren glatten Umfangsbereich von Rauchrohr bzw. Innenrohr zur vorderen oder zum hinteren Rohrende herausgeschoben werden.

Die Rauchrohre 2 enden an der Kesse Irückwand 3

und sind in Durchführungsöffnungen der Kesse I rückwand 3 wasserdicht eingeschweißt, und nur die Innenrohre 5,

die mit Ihrem stromab Liegenden Ende über die Rauchrohrenden überstehen, ragen aus den Durchführungsöffnungen der Kesse Lrückwand 3 heraus, um in einen Abgassammler einzumünden und durch eine Abgassammlerwand c 8 hindurchzuragen, die mit der Kesse I rückwand 3 einen abgedichteten, nicht von Abgasen durchströmbaren scheibenförmigen Hohlraum zu bilden, der auch vom Abgassammler her den Wärmedurchgang an den Kesse IwassermanteI 1 bremst und dadurch auch an der Kesse L rückwand eine

ig rauchgasseitige Kondensatbildung und Korrosion verhindert. Diese Abgassammlerwand 8 gehört zu einem Abgassammler 9, der als gesonderter geschlossener Kasten ausgebildet ist und mittels lösbarer Befestigungsmittel 10 abnehmbar auf der Kesse I rückwand 3 angebracht

-j 5 ist. Diese Ausbildung des Abgassammlers am hinteren Kesselende ermöglicht es, daß die über die Kesselrückwand 3 vorstehenden Innenrohre 5 nicht abgasdicht in die AbgassammIerwand 8 eingeschweißt zu werden brauchen, sondern daß auf die überstehenden Innenrohrenden

2Q Dichtungsringe 11 aus einem geeigneten hitzebeständigen und elastischen Material aufgeschoben werden, die beim Befestigen des Abgassammlers 9 an der Kesse I rückwand 3 abdichtend zwischen der Kesse Irückwand 3 und der AbgassammLerwand 8 eingespannt werden und sich hierbei

pe auch abdichtend gegen die Oberfläche der vorstehenden Innenrohrenden anpressen. Auf diese Weise wird die Hindurchführung der Innenrohre 5 durch die Abgassammlerwand 8 gasdicht verschlossen, so daß die Kesselrückwand 3 im Bereich des mit der Abgassammlerwand

2Q 8 gebildeten Zwischenraumes nur von Raumluft bestrichen werden kann, mit der an der Kesse I rückwand 3 keine Kondensationserscheinungen entstehen. Deshalb braucht auch nicht das stromab liegende Ende des Zwischenraumes zwischen Rauchrohr 2 und Innenrohr 5 durch eine

■ze Verschweißung beider Rohre miteinander abgasdicht verschlossen zu werden. Die beschriebene Ausbildung des Abgassammlers und abgedichtete Einführung der Innen-

rohre in den Abgassammler hat den besonderen Vorteil/ daß der Abgassammler jederzeit von der Kesselrückwand 3 und von den einmündenden Innenrohrenden abgenommen werden kann, so daß die wasserdichten Einschweißungen der Rauchrohre 2 in die Kesse Irückwand 3 jederzeit für eine Kontrolle und für etwaige Reparaturen zugänglich s i nd.

Claims

Schutzansprüche

1. Heizkessel für Brenner feuerung mit im wesentlichen horizontal im Kesselwassermantel angeordneten Rauchrohren, die mit ihrem stromab liegenden Rohrende durch die Kessel rückwand hindurchtreten und in einen Abgassammler einmünden, wobei wenigstens in dem stromab liegenden Bereich der Rauchrohre ein Innenrohr angeordnet ist, dessen stromauf liegendes Ende

IQ abdichtend mit dem Rauchrohr verbunden ist und welches mit dem Rauchrohr einen nicht von den Rauchgasen durchströmbaren wärmeiso Lierenden Hohlraum bildet, dadurch gekennzeichnet, daß das Rauchrohr (2), nach dem Einschieben des Innenrohres (5), auf zwei &sfgr; diametral gegenüberliegenden Seiten des Rauchrohrumfanges mit eingepreßten Sicken oder Rillen (7) versehen ist, an denen sich die Wandungen von Rauchrohr und Innenrohr berühren und deren Eindrückungstiefe so groß ist, daß an der gleichen Querschnittste I Ie

2Q des von Rauchrohr und Innenrohr gebildeten Doppelrohres auch das Innenrohr gleichartig eingedrückte Sicken aufweist.

2. Heizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauchrohre (2) an der Kesse Irückwand (3) enden und in Durchführungsöffnungen der Kesselrückwand dicht befestigt sind, daß die stromab liegenden Enden der Innenrohre (5) über die Rauchrohrenden überstehen und auf der Abgassammlersei te der Kesselrückwand aus den Durchführungsöffnungen herausragen, und daß die herausragenden Innenrohrenden abgedichtet in einen als gesonderter geschlossener Kasten ausgebildeten Abgassammler (9) eingeführt sind, dessen der wassergekühlten Kesselrückwand benachbarte Abgassammlerwand (8) einen Abstand von der Kesse I rück wand hält.

3. Heizkessel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf die herausragenden Innenrohrenden temperaturbeständige Dichtungsringe (11) aufgeschoben sind, die abdichtend zwischen der Kesse L rückwand (3) und der benachbarten AbgassammLerwand (8) eingespannt und dabei abdichtend gegen den Innenroh rumfang gngedrückt sind, und daß die Innenrohrenden Lösbar in den AbgassammLerkäst en (9) einmünden und der Abgassammle r kasten abnehmbar gegen die Kesse L rückwand

(3) angespannt ist.

4. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Doppelrohre (2 , 5) derart in den Heizkessel eingebaut sind, daß die Sicken (7) auf senkrecht verlaufenden, diametral gegenüberliegenden Seiten der Doppelrohre liegen und die Rauchrohre (2) sowie die Innenrohre (5) an der Unterseite einen von Sicken freien Umfangsberei ch haben.