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Warmwasser- oder Dampfkessel für Sammelheizungsanlagen Die Erfindung
betrifft einen Warmwasser- oder Dampfkessel für Sammelheizungsanlagen, mit einem
vorzugsweise von einem durch das Kesselwasser beaufschiagten Kühlmantel umgebenen
Feuerraum und anschließendem, als Konvektionsteil ausgebildetem Heizgaskanal.
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Bei bekannten Kesseln dieser Art wurde bisher der Konvektionsteil
sperrig ausgeführt., um eine möglichst große Konvektionsfläche sm «rege der Rauchgase
zu erhalten. Aus diesem Grunde sind solche Kessel räumlich meistens groß bemessen,
was beim Aufstellen in, begrenzten Räumen von Nachbeil ist. Der Umstand, daß der
Konvektionsteil dieser Kessel groß gemacht werden muß, bedeutet auch, daß er eine
große Kesselwassezmenge aufnimmt, welche eine lange Aufheizzeit erfordert und beim
Kühlen große Wärmeverluste verursacht. Ein anderer Nachteil dieser bekannten Kessel:
ist auch, daß der C02-Gehalt in den Rauchgasen gering ist, z. B. 6 bis 80/0.
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Diese Nachteile werden durch den Kessel. nach der Erfindung dadurch
beseitigt, daß der Heizgask .anal (Konvektionsteil) eine Wand gemeinsam mit dem
Kesselwasserbehälter hat und an der Heizgas-und/oder Wasserseite mit oberflächenvergrößernden
Teilen versehen ist.
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Ferner können: die oberflächenvergrößernden Teile Stäbchen oder stabähnlich
sein. Die Stäbchen können aus Kupfer oder einem anderen Baustoff mit höherer Wärmeleitfähi,glee@it
als die Konvekbionsfläche bestehen. Zu:r Erzielung einer innigen wärmeübertragenden
Verbindung sind die Stäbchen
oder stabähnl.ichen Teile an der Konvektion@sfläche
eingeschweißt. Gemäß einer abgeänderten Ausführung können die Stäbchen durch zusammenhängende
Drähte ersetzt oder mit solchen Drähten verbunden angewendet werden.
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Die Erfindung ist an Hand einer Anzahl von in den. Zeichnungen schematisch
dargestellten Ausführungsbeispielen erklärt. Im Zusammenhang damit sind weitere,
die Erfindung kennzeichnende Eigenschaften angegeben. Es zeigt Fig. i einen senkrechten
Mittelschnitt eines Kessels für Sammelheizungsanlagen gemäß der Erfindung, Fig.
2 einen waagerechten Schnitt durch den Kessel nach der Linie II-II in Fig. i, Fig.
3 einen senkrechten Mittelschnitt einer zweiten Ausfühxungsform des Kessels, Fi.g.4
eine weitere Ausführungsform in senkrechtem Mittelschnitt, Fig.5 einen waagerechten
Schnitt nach der Linie VII-VII in Fig. 4, Fig. 6 zwei Einzelausführungen der oberflächen:
vergrößernden Teile, Fig.7 einen waagerechten Schnitt durch den Kessel nach der
Linie IX-IX :in Fig. 4, Fig. 8 den unteren Teil einer weiteren Ausführungsform eines
Kessels und Fig. 9 und; io waagerechte Schnitte -nach der Linie XIV-XIV in Fig.
8 in verschiedenen Ausführungen des Kühlmantels.
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Bei dem Kessel nach Fig. i ist der Feuerraum i von doppelten Wänden
3 und ¢ begrenzt, die einen Zwischenraum 5 für Wasser einschließen, das durch den
Rücklaufstutzen 6 unten eintritt. Der Wasserraum 5, der Kühlmantel, weist Durchbrechungen
7 und 8 beispielsweise zum Einführen von Ölbrennern auf.
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Der Wasserraum 5 ist nach oben durch einen mittig angeordneten Kesselwasserbehälter
9 als Konvektio,nsteil verlängert, der oben durch einen Deckel io abgeschlossen
ist. Am Deckel io. ist der Vorlaufstutzen 13 für die Heizungsanlage angeordnet.
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An- der Außenseite .des Wasserbehälters 9 sind oberflächenvergrößernde
Teile i 4 angebracht (Fig.2) . Erfindungsgemäß bestehen diese Teile 14 aus Stäbchen
oder stabähnlichen Ansätzen. Die Stäbchen bestehen vorzugsweise aus Baustoff mit
größerer Wärmeleitfähigkeit als der Baustoff des Wasserbehälters 9 und sind radial
(zahnradartig) angeordnet, um das Fegen des Rauchgaskanals 15 zu erleichtern. Dieser
wird einerseits von. der Wand des Behälters 9 und andererseits von: einem zylindrischen
Doppelmaatelgehäuse 16, 17 begrenzt, das mit einem Wärmedämmstoff, z. B. Steinwolle
oder Glaswolle, ausgefüllt ist. Oben .am Rauchgaskanal ist ein Rauchgasstutzen 18
nach dem Schornstein hin und darüber ein ringförmiger Abschl'ußdeckel i9 vorgesehen.
Die Rauchgase strömen. von dem Feuerraum i durch die Durchbrechungen 7 und 8 in
den Wasserraum 5 durch den Rauchgaskan.al 15 und beaufschfagen den Kesselwasserraum
9 an den oberflächenRlergrößernden Teilen 14. Diese Teile 14 können große Wärmemengen.-
aus den vorbeiströmenden Rauchgasen aufnehmen und an das Kesselwasser weiterleiten.
Durch den von den Stäbchen vermittelten Wärmeübergang in der Wand des Behällters
9 erfolgt eine starke Erhitzung der Wasserschicht unmittelbar an der Behälterwand.
Um :hier die Wärme schnell in: die Mitte des Behälters 9 weiterzuleiten, ist auch
die Innenfläche des Behälters mit oberflächenvexgrößernden Teilen versehen.
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Soll der Kessel auch zur Erzeugung von. Warmwasser für Verbrauchszwecke
dienen, ,so können die oberflächenvergrößernden Teile an der Behälterwand 9 innen
vorzugsweise aus einem Wellblech bestehen, das gebogen eingeführt und in guter Berührung
mit der Behälterwand, beispielsweise durch eine .gewisse Rückfederung, gehalten
wird. Ein solcher Mantel ist. in Fig. 2 mit 2o bezeichnet. Aus Fig. i und 2 geht
auch hervor, wie ein. mit 21 bezeichneter Wärmeaustausoher für Brauchwasser gleichachsig
im Kessel .angeordnet ist. Bei dem Kessel nach Fig. i ist der Wärmeaustauscher 21
zwecks. Instandsetzung, YJberholung und Reinigung am Deckel io befestigt, so daß
er zusammen mit diesem ausgebaut werden kann.
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Da der Querschnitt des WasseTbehälters@ 9 zum Teil aus Baustoff mit
guter Wärmeleiitfähigkeit angefüllt ist, wird die von den Stäbchen 14 von den Rauchgasen
aufgenommene Wärme sehr schnell einwärts gegen die Mitte des Behälters verteilt.
Die Anordnung der Stäbchen in dem Rauchgaskanal ermöglicht nicht nur, d:aß der Rauchgaskanal
kleiner gemacht und damit der Kessel verkürzt werden kann, sondern auch, daß eine
kleine Kesselwassermenge im dem Behälter 9 schne11 aufgewärmt wird. Ist die Kesselfeuerung
nicht in Betrieb, so können daher keine nennenswerten Wärmeverluste, z. B. durch
Strahlung oder Luftkühlung, auftreten.
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Innerhalb des Rahmens der Erfindung sind mehrere Abänderungen, möglich.
Somit kann, gemäß Fig. 3 der Konvektionsteil teils aus. dem Behälter 9 und teils
aus einem kesselwasserführenden ringzylindrischen Raum 29 und 3o begrenzt sein.
Bei dieser Ausführungsform sind Stäbchen 14 an der Außenseite des Behälters 9 und
Stäbchen 14, an .der Innenseite der Wand 29 befestigt. Die Stäbchen sind in. Reihen
einander gegenüber angeordnet und füllen einen wesentlichen Teil der Durchströmumgsfläche
des Rauohgaskanals 15 aus.
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In diesem Zusammenhang kann erwähnt werden, daß der mittig angeordnete
Wasserbehälter 9 innerhalb des Rahmens der Erfindung ganz fehlen könnte. Man kann
dann den Teil 29, 30 erweitern, so daß er eine größere Flüssigkeitsmenge
aufnehmen kann. In einem solchen Falle würde der Rauchgaskanal zylindrisch, anstatt
kreisringförmig wie in Fig. i, werden.
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Der Behälter 9 kann auch. ringzylindrisch und ein Wärmetauscher gleicher
Form in diesen oder in einen etwa äußeren: rirnigzylindris,chen Konvek.tionsteil
eingeschoben sein. Der Kessel nach Fig.3 unterscheidet sich ferner von dem nach
Fig. i dadurch, daß die Wände 29 und 30 eine Verlängerung
des
Kühlmantels 5 vom Feuerraum bilden. Zwecks Verbindung des Wasserbehälters 9 mit
dem ringzylindrischen Raum z9, 30 sind mehrere Rohre 32 radial angeordnet.
Die Rohre 32 dienen, gleichzeitig als Halter von Strahlungsschutzvorrichtungen 33
und 34, welche aus schräg gestellten Blechen oder Flüggeln bestehen. Durch diese
Flügel wird die Durchströmfläohe des Rauchgaskanals verkleinert. Die Flügel bieten
außerdem einen Schutz für die Stäbchen und vermeiden, daß Flammen von dem Feuerraum
die Stäbchen unmittelbar beaufs.chlagen und diese verbrennen. Die Flügel verhindern
auch, daß wärmere Gasströme einseitig durch den: ringförmigen Rauchgaskanal 15 aufströmen
und. tragen, wenigstens bei dem Eintritt des Rauchgases in den Rauchgaskanal, dazu
bei, diesem eine schraubenlinienartige Bewegung zu geben zwecks Ausgleichs von temperaturunterschiedlichenGasströmen.
Außerdem dienen die Flügel als oberflächenvergrößernde Teile, die Strahlungswärme
aufnehmen und auf das durch. die Rohre 32 strömende Kesseilwasser übertragen.
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Wie ferner aus Fig. 3 hervorgeht, sind. am Kessel oben den Rohren
32 unten entsprechende Rohre 35 angeordnet, welche nach dem Kesselwasserraum 9 hin
aufwärts gerichtet sind.
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Fig. 4 stellt einen ähnlichen Kessel nach der Erfindung dar. Um das
Innere des Kessels leicht zugänglich zu machen und den Kessel bequem zerlegen zu
können, ist der Strahlungsteil, d. h. der den Feuerraum umgebende Wasserraum 29,
30, mit dem Wasserbehälter 9 fest zusammengebaut. Die Kesselwand oberhalb des Feuerraums
ist nicht, wie bei .dem Kessel nach Fiig. 3, wassergekühlt, sondern aus einem wärmedämmenden.
Baustoff 38 zwischen den Mantelblechen: 39 und 40 aufgebaut. Das innere Blech 39
ruht mit einem FlIansch 41 auf der Wand 29, was nicht dargestellt ist. Das äußere
Blech 40 ist über den Flansch 41 nach unten hinaus gezogen und stützt sich auf ein
um die Außenwand 3o des Kühlmantels kreisförmig gebogenes Band 43 mit einem nach
innen gebogenen Kantflansch 42 ab.
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Aus Fig. 5 geht ferner hervor, d@aß die Wände 39 und 4o derart ausgeführt
sind, daß sie leicht entfernt werden können. Man erhält dadurch Zutritt zu dem Konvektionisteil'
9 oder im übrigen die Möglichkeit, den Kessel, bei Bedarf schnell abbauen zu können.
Jede der Wände 39 und 4o besteht aus zwei Blechen mit halbkreisförmigem Querschnitt,
die mittels Schraubenverbänden 44, 45 zusammengehalten sind. Dadurch können die
Schutzbleche und die Wärmedämmschicht 38 leicht entfernt werden, so daß die Stäbchenreihen
des Konvektionsteils leicht zugänglich sind. Außerdem kann auf diese Weise der ganze
Kessel leicht auseinandergenommen werden.
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Aus Fig.4 und 5 geht ferner hervor, daß der Behälter 9 auf der Innenseite
mit einem gefalteten Blech 2o versehen werden kann. Dieses Blech weicht insofern
von dem B:leeh in Fig. i ab, als Zungen 46 aus dem Blech in verschiedenen Rich,
tungen ausgepreßt worden sind. Durch diese Anordnung besteht -die Möglichkeit, an
der Wand 9 des Behälters gebildete Dampfblasen einwärts. gegen die :Mitte des Behälters
9 zu richten und somit während des Betriebes Kondensationsschläge zu vermeiden.
Gemäß Fig. 6 kann das gefaltete Blech mit scharfen Biegungen, verseihen sein, wobei
Zungen 46 auch hier von Vorteil sind.
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Bei den Ausführungsbeispielen bestehen die gekühlten Wände des Kessels
aus Blechmänteln, Innerhalb des Rahmens der Erfindung liegt es auch, diese gekühlten
Wände aus Rohren aufzubauen, die vorzugsweise in Mantelform senkrecht angeordnet
sind. In Fig. 8 wird eine solche Anordnung gezeigt. Senkredht um den Feuerraum sind
Rohre 58 und 59 angeordnet, die am oberen Ende gekrümmt und in .den Behälter 9 eingeschoben
sind. Die Rohre 58, 59 münden in den Be ihäl.ter 9 auf verschiedenen, Höben ein..
Sämtliche Rohre gehen am unteren Teil von einem ringförmigen Verteilerkasten 6o
aus, der mit. einem Zulauf für Kesselwasser 61 versehen ist. Die Rohre können jeden
beliebigen Querschnitt (kreisförmig, oval) haben (Fig. 9, io) und in versehiedener
Weise zueinander angeordnet sein.
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Somit können die Rohre, wie in Fig.9, dicht nebeneinander und gegebenenfalils
miteinander durch Schweißung od. dgl. wärmeleitend verbunden oder in einer bestimmten
Winkelteilung mit großer Entfernung voneinandor, wie in dem unteren. Teil von Fig.
9 gezeigt ist, angeordnet sein. In diesem Falle ist es notwendig, die Rohre mit
zusätzlichen oberflächenvergrößernden. Teilen 62 zur Aufnahm-e der Strahlung zwischen
den Rohren zu versehen..
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Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten und beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt.