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Gliederkessel für Warmwasser, Heißwasser oder Niederdruckdampf Gliederkessel
für Warmwasser, Heißwasser oder Niiederdruckdampf mit unterem Abbrand und zwischen
seitlichen, gußeisernen Halbgliedern und dem Füllschacht gebildetem Feuerraum sowie
nach dem Füllschacht hin angeordneter, wasserführender Rohrheizfläche sind bekannt.
Derartige Kessel können mit Rücksicht auf die Fabrikationsmöglichkeiten und die
zulässige Heizflächenbelastung nur bis zu einer bestimmten Größe und Wärmeleistung
hergestellt werden, obgleich bei Verwendung als Sammelheizungskessel eine Steigerung
der Größe und der Wärmeleistung wünschenswert wäre. Als Heißwasserkes#el werden
derartige Kessel weniger verwendet. Insbesondere ist bei Großanlagen die Aufstellung
mehrerer gußeiserner Gliederkessel zur Erreichung größerer Gesanitheizflächen nicht
immer möglich.
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Diese Einschränkungen werden gemäß der Erfindung dadurch behoben,
daß der Feuerraum als hoher Ausbrennraum beiderseits durch genügend weit auseinander
angeordnete, durch Abbiegen in an sich bekannter Weise elastisch ausgebildete, hohe
Rohrheizflächen (Vorheizflächen) begrenzt ist, deren eine nach den Kesselhalbgliedern
(nachgeschaltete Heizflächen) hin in geringem Abstand von deren Stirnheizflächen
und derart schräg nach dem Füllschacht hin angeordnet ist, daß sie in ihrem oberen,
abgebogenen Teil zu dem Böschungswinkel
r aus dem Füllschacht unten
austretenden Brenn-II' #stoff schicht etwa gleichläuft, und deren andere nach dem
Füllschacht hin in geringem Abstand von diesein in ihrem unteren Teil etwa senkrecht
verläuft und in ihrem oberen Teil nach dein Feuerraum hin abgebogen ist, und daß
beide Rohrlieizflächen oben in einen gemeinsamen, großen, den Feuerraum nach oben
abschließenden Sarnmelbehälter einmünden.
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Das Abbiegen von Rohrheizflächen ist bei Kessein an sieh bekannt.
Weiterhin ist es bekannt, gegenüber dem Brennstoffbett eine etwa hierzu gleichlaufende
Rohrheizfläche anzuordnen und Wasser- oder Dampftrommeln bei Heizkesseln zu verwenden.
Ferner ist bei Gliederheizkesseln be-
kannt, die nach dem Füllschacht hin
angeordneten wasserführenden Rohrheizflächen in geringem Ab-
stand von den
Stirnflächen der nachgeschalteten gußeisernen Kesselhalbglieder vorzusehen. Nach
der Erfindung wird durch die gleichzeitige Anwendung an sich bekannter Mittel und
Maßnahmen ein hoher, langgestreckter Ausbrennraum geschaffen. wie es an sich für
die Verfeuerung langfla-rnmigen Brennstoffs nicht neu ist. Die vorn Brennstoffbett
ausstrahlende Wärme wirkt in voller Stärke auf die gegenüberliegenden Rohrheizflächen,
ohne daß die hinter diesen Rohrheizflächen liegenden Stirnflächen der nachgeschalteten
Kesselglieder übermäßig beansprucht werden. Der besonders guten Ausnutzung der strahlenden
Wärme des Brennstoffbettes dient die obere Abbiegung der den nachgeschalteten Kesselgliedern
vorgelagerten Vorheizflächen mit ungefähr parallelem Verlauf zum Böschungswinkel
der aus dem Füllschacht unten austretenden Brennstoffschicht.
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Bei Kesseln mit unterem Abbrand bewährte es sich, die füllschachtseitige
Rohrheizfläche mit ihrer Untertrommel den Brennstoffzulauf zu dem Feuerraum begrenzen
zu lassen, wogegen die vor den nachgeschalteten Kesselgliedern angeordnete Rohrheizfläche
mit ihrer Untertrommel den Schlackenablauf begrenzt.
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Um gleichmäßige. Strömungsbedingungen im vorderen und hinteren Teil
des Kessels zu erhalten, können nach der Erfindung sowohl die Sarnmelk> behälter
oben am Kessel als auch die Untertrommeln derRohrheizflächen gleichlaufend zu den
durch Nippelreihen gebildeten Verbindungen der nachgeschalteten Kesselglieder angeordnet
werden.
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Bei dem Kessel nach der Erfindung sind vor den Stirnflächen der Kesselglieder
und vor der gegenüberliegenden Füllschachtwand Rohrheizflächen angeordnet, um eine
hohe Kesselleistung zu erreichen. Durch diese Rohrheizflächen, die beispielsweise
aus schiniedeeisernen Rohren bestehen können, wird ein großer Teil der aus dem Brennstoff
entwickelten Wärme durch Strahlung an das Kesselwasser übertragen. Die hinter der
einen kohrheizfläche liegenden Kesselglieder sind nicht oder nur in geringem Maße
der Wärmestrahlung ausgesetzt, so daß sie nicht höher als üblich belastet werden.
Bezogen auf die Gesamtheizfläche des Kessels ergibt sich auf diese Weise eine höhere
Belastung als bei ähnlichen Kesseln. Außerdem können die Kessel gemäß der Erfindung
infolge der durch Abbiegen erreichten Nachgiebigkeit der Rohrheizflächen auch mit
Heißwasser betrieben werden, ohne die Kesselglieder hoch zu beanspruchen. Für Pumpenheizungsanlagen
können die Heizflächen derart hintereinandergeschaltet werden, daß das Rücklaufwasser
zunächst durch die Kesselglieder und dann durch die Rohrlieizfläche gedrückt wird.
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Durch die Anordnung des oberen Sammelbehälu-ers wird erreicht, daß
auch bei Dampferzeuguilg die Kesselglieder stets mit Wasser gefüllt sind. Die Ratichgase
bestreichen daher in den nachgeschalteten Kesselgliedern ausschließlich wasserberührte
Wände. Da auch bei den oberen Sammelbehältern nur wasserberührte Heizflächen von
den Rauchgasen umspült werden, besteht für diesen keine Korrosionsgefahr. Die gegebenenfalls
aus den Kesselgliedern austretenden Dampfblasen werden durch die oberen Nippelreihen,
die vor unmittelbarer Berührung mit den Rauchgasen geschützt liegen, und durch schräg
nach oben verlaufende Verbindungsrohre in die oberen Sammelbehälter abgeführt.
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Bei den Kesselgliedern sind die nach dem Feuerraum zu gelegenen Stirnflächen
am stärksten beansprucht. Um eine übermäßiggroße Beanspruchung dieser Stirnflächen
zu vermeiden, sind die Rohrheizflächen an dieser Stelle mit geringem Abstand vor
der Stirnfläche der Kesselglieder gelegt. Es kann zweckmäßig sein, daß die schützende
Rohrheizfläche vor den Kesselgliedern nicht mir aus einer, sondern in bekannter
Weise aus mehreren Rohrreihen besteht, die versetzt zueinander angeordnet sind,
so daß die Stirnfläche der Kesselglieder vor unmittelbarer Einstrahlung aus dem
glühenden Brennstoffbett oder der Gasschicht geschützt sind.
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Um im Bereich der Rohrheizflächen eine möglichst große Wärmeübertragung
zu erhalten, sind jeweils zwischen den beiden Rohrheizflächen große Feuerräume vorgesehen,
in denen die Feuergase, ihrem natürlichen Auftrieb folgend, vollkommen ausbrennen,
um dann, gleichmäßig auf die Kesselglieder verteilt, weitere Wärme an diese abzugeben.
Durch die gleichmäßige Verteilung der Feuergase auf die Heizflächen der Kesselglieder
wird die gesamte in den Kessel eingebaute Heizfläche möglichst wirkungsvoll zurWärmeübertragung
herangezogen. Diese Verteilung wird dadurch erreicht, daß die oberen Sammelbehälter
und die Untertrommeln der Rohrheizflächen gleichlaufend zu den Nippelreihen der
Kesselglieder angeordnet sind. Verlustrefche LTnilenkungen oder Abweichungen des
Heizgasstromes aus der eingeleiteten Strömungsrichtung werden durch diese Anordnung
vermieden.
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Die aus dem Brennstoffbett ausgestrahlte Wärme trifft fast senkrecht
auf den oberen abgebogenen Teil
der vor den Kesselgliedern angeordneten Rohrheizflächen
auf, -wodurch ein guter Wärmeübergang erzielt wird. Die Wärmeübertragung wird noch
begünstigt, wenn die Untertrommel der füllschachtseitig gelegenen Rohrheizflächen
als Begrenzung für den Brennstoffzulauf zur Feuerung und die Untertrommel der vor
den Kesselgliedern gelegenen Rohrheizfläche
als Begrenzung für
den Aschenablauf verwendet wird, so daß alle Teile der Vorheizflächen weitgehend
zur Wärmeübertragung herangezogen werden. Bei Doppelkesseln mit mittig eingeschlossenein
Füllschacht ist der Verlust durch Abstrahlung gegenüber dein Einzelkessel init seitlich
angeordiletem Füllschacht, bezogen auf die Kesselleistung, geringer, was sich für
die erstrebte hohe Leistung günstig auswirkt.
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In der Zeichnung ist ein Gliederkessel nach der Erfindung schematisch
dargestellt, und zwar zeigt Abb. i einen senkrechten Querschnitt durch einen Gliederkessel
mit seitlich angeordnetem Füllschacht, Abb. 2 einen waagerechten Schnitt durch den
Kessel nach der Linie x-x der Abb. i und Abb. 3 einen senkrechten Querschnitt
durch einen Kessel mit rnittig eingeschlossenem Füllschacht.
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In Abb. i sind mit G gußeiserne Kesselglieder als nachgeschaltete
Heizflächen bezeichnet, die durch obere und untere Nippel N" N, miteinander
verbunden sind. Unter den Kesselgliedern liegt der Rauchabzugskanal K. Die Rohrheizfläche
vor den Stirnflächen S der Kesselglieder G ist mit Hi bezeichnet,
die unten. an die Untertrommel Ul angeschlossen ist und oben in den Sammelbehälter
T einmündet. Die vor der Füllschachtwand W gelegene Rohrheizfläche H2 ist unten
über die Untertrommel U, und oben über den Sammelbehälter T in den Wasserkreislauf
eingeschaltet. Die Rohre der Rohrheizfläche Hi liegen mit geringem Abstand vor der
StirnflächeS der Kesselglieder G, so daß diese Stirnfläche vor zu starker
Einstrahlung geschützt ist. In der Zeichnung ist die unmittelbar vor den Kesselgliedern
gelegene Rohrreihe der Rohrheizfläche H, voll ausgezeichnet, während die hierzu
versetzt angeordnete zweite Rohrreihe gestrichelt angedeutet ist.
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Die nach der Füllschachtwand W zu gelegene Rohrheizfläche H, ist in
der Abbildung als einfache Rohrreihe dargestellt. Es ist möglich, hierfür Rohre
mit größerem Durchmesser vorzusehen oder auch durch Anschweißen von zwischen den
Rohren gelegenen Lappen die Wärmestrahlung nach der Füllschachtwand W weitgehend
herabzumindern, um eine unerwünschte Vorwärmung des Brennstoffes zu vermeiden. Für
die Abdichtung dieser Rohrheizfläche H. gegenüber dem Füllschacht können auch andere
an sich bekannte Mittel angewendet werden. Der obere Sammelbehälter T, in den die
Rohre der Rohrheizflächen Hi und H" einmünden, ist mit seiner Mitte höher als die
Oberkante 0 der Kesselglieder G angeordnet, so daß bei Dampfkesseln
der auf der Mitte des oberen Sammelbehälters angenommene Wasserstand immer höher
liegt als die Oberkante 0 der Kesselglieder G. Die Untertrommel U,
der Rohrheizfläche H2 dient als Begrenzung für den Brennstoff B, der sich von der
Untertrommel U, aus entsprechend seinem natürlichen Böschungswinkel nach
der Untertrommel, U, einstellt. Die Untertrommel Ul dient in der gleichen
Weise als Begrenzung für die Asche A. Zwischen den Rohrheizflächen Hi und
H2 ist der hohe Feuerraum F vorgesehen, in dem die Feuergase restlos ausbrennen,
bevor sie in den oberen Teil der Kesselglieder G eintreten. Aus der Abb.
i ist weiter zu erkennen, wie die aus dein Brennstoffbett B ausgestrahlte Wärme
fast mit voller Stärke auf die Rohrheizfläche H, einwirkt, ohne daß die hinter der
Rohrheizfläche H, liegenden Kesselglieder G übermäßig beansprucht werden.
Aus den Abb. i und 3
ist außerdem zu erkennen, daß durch Abbiegen der Rohre
der Rohrheizflächen Hi und H, die schmiedeeiserne Heizfläche außerordentlich elastisch
gestaltet ist, was an sich nicht neu ist. Durch diese Elastizität ist es möglich,
diesen Teil der Kesselheizfläche sehr hoch zu belasten, um hierdurch eine Steigerung
der Heizflächenbelastung des Kessels zu erreichen.
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Der Sammelbehälter T und die Untertrommeln 171 und
U2 sind gleichlaufend mit den Nippelreihen .vi und N2 der nachgeschalteten
Kesselglieder vorgesehen. Die im Feuermuni F ausgebrannten Heizgase treten auf der
ganzen Tiefe des Feuerraumes gleichmäßig in die nach abwärts gerichteten Züge zwischen
den Kesselgliedern ein und beaufschlagen dadurch diese gleichmäßig, was mit Rücksicht
auf die erstrebte hohe Kesselbelastung von Vorteil ist.
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In Abb. 3 ist ein derartiger Kessel als Doppelkessel dargestellt,
wobei für die Einzelteile dieselben Bezugszeichen verwendet sind wie in Abb. i und
2.
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Der Kessel nach der Erfindung hat gegenüber den bisher bekannten ähnlichen
Gliederkesseln den Vorteil höherer Heizflächenbelastung. Der Zusammenbau derartiger
Kessel in größeren Einheiten ist in bekannter Weise möglich. Infolge der besonderen
Bauart werden innere Korrosionen weitgehend ausgeschaltet, auch eignen sich die
Kessel gut für Heißwasserheizungen.
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Der Anspruch i schützt ausschließlich die Gesamtkombina,tion der in
ihm enthaltenen Merkmale. Elementenschutz besteht nicht. Die Uliteransprüche elten
nur in Verbindung mit dem Anspruch i. Über den Wortlaut der Ansprüche hinausgehende
Teile der Beschreibung der Ausführungsbeispiele und der Zeichnung dienen nur der
Erläuterung und sind nicht Gegenstand der Erfindung.