EP0617242B1 - Dreizugheizkessel - Google Patents

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EP0617242B1
EP0617242B1 EP94103768A EP94103768A EP0617242B1 EP 0617242 B1 EP0617242 B1 EP 0617242B1 EP 94103768 A EP94103768 A EP 94103768A EP 94103768 A EP94103768 A EP 94103768A EP 0617242 B1 EP0617242 B1 EP 0617242B1
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EP
European Patent Office
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condensate
flue
tubes
chamber
combustion chamber
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EP0617242A3 (de
EP0617242A2 (de
Inventor
Helmut Prof. Dr.-Ing. Burger
Karl Heinz Schelbert
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Viessmann Werke GmbH and Co KG
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Viessmann Werke GmbH and Co KG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/22—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating
    • F24H1/24—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water mantle surrounding the combustion chamber or chambers
    • F24H1/26—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water mantle surrounding the combustion chamber or chambers the water mantle forming an integral body
    • F24H1/28—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water mantle surrounding the combustion chamber or chambers the water mantle forming an integral body including one or more furnace or fire tubes
    • F24H1/285—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water mantle surrounding the combustion chamber or chambers the water mantle forming an integral body including one or more furnace or fire tubes with the fire tubes arranged alongside the combustion chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/22—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating
    • F24H1/24—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water mantle surrounding the combustion chamber or chambers
    • F24H1/26—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water mantle surrounding the combustion chamber or chambers the water mantle forming an integral body
    • F24H1/263—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water mantle surrounding the combustion chamber or chambers the water mantle forming an integral body with a dry-wall combustion chamber

Definitions

  • the invention relates to a three-pass boiler consisting of a water-bearing housing with combustion chamber, deflection chamber and, starting from this, with one leading to the exhaust gas connection third train, consisting of several small-diameter tubes is formed from condensate-resistant material.
  • Such three-pass boilers are for example according to DE-U-90 17 790.8 known.
  • the three moves can be on be realized differently, ultimately what of it depends on whether it is a reverse combustion chamber or a the combustion chamber, which is open at the back, is about the one that is open at the At the end, the heating gases flow forward to the deflection chamber, from the in all cases with such boilers the heating gases in the stream third train, either over the combustion chamber or can also be arranged below this.
  • Through special Measures double-shell additional heating surface
  • this third train which consists of a plurality of individual pipes, is designed as a finished installation unit and welded into the boiler, i.e. practical for the final assembly no greater effort than when installing a previously large diameter tube forming the third train.
  • Reg. known tilt arrangement of the third train is referred to FR-A-2.157.426. Fitting the tubes with turbulence-promoting inserts is unnecessary due to the small diameter of the tubes.
  • the three-pass boiler is designed such that the Pipes in a circle as a tube package running over the combustion chamber arranged and at their ends in connecting flanges also condensate resistant material and these flanges in corresponding Welded openings of the front and back of the housing are, which is also made of condensate-resistant material
  • Exhaust gas connection formed as an integral component of the exhaust side Connection flange can be formed.
  • the change effort is minimal, especially here the assembly of pipes with the condensate collection chamber to a certain extent as a pipe register from the discharge side into the corresponding one Openings in the rear and front wall of the housing inserted and can be welded. Otherwise it is possible here, the ends of the pipes in connection flanges condensate resistant material and these flanges in appropriate Weld openings in the front wall of the housing.
  • the three-pass boiler is the one shown in both cases Embodiments in a known manner from a water-bearing Housing 12 with combustion chamber 6, deflection chamber 3 and, starting from this, with a leading to the exhaust port 5 third train 1, which consists of several, small-diameter tubes 2 condensate-resistant material is formed.
  • the third train 1 leads from the deflection chamber 3 with a slope to the condensate drain connection 4 provided exhaust port 5, i.e., essential for the three-pass boiler is that the third train 1 from the deflection chamber 3 with a slope to the exhaust side provided with condensate drain connection 4 (5 ') of the boiler is guided, the ends 10 of the Pipes 2 in connecting flanges 7 made of condensate-proof material and these connection flanges 7, with the pipes 2 as ready to install Unit are formed in corresponding openings of the Housing walls 8, 9 are welded.
  • the tubes 2 are in the Circular assembly as a tube package 2 'running over the combustion chamber 6 arranged, at their ends in connecting flanges 7,7 'also condensate-resistant material and these flanges 7,7 'in corresponding Openings of the housing front and rear wall 8, 9 welded.
  • 2 is there the flue gas connection also made of condensate-proof material 5 as an integral component of the flue-side connection flange 7 ', i.e. this exhaust connection 5 is called Pipe section made of stainless steel on the correspondingly dimensioned connection flange 7 'put on and welded to it, after which this whole assembly inserted into the housing 12 and on this is welded (see also FIG. 6A).
  • the tubes 2 below the combustion chamber 6 on one to the combustion chamber axis 6 'concentric circular arc 6 "arranged and reach through liquid-tight with their trigger-side ends 10 ' the flange 7 'used in the rear wall 9 of the housing.
  • the condensate collection chamber 11 made of condensate-proof material Exhaust port 5 and drain 4 on.
  • This condensate collection chamber 11 results from its cross-sectional shape Fig. 5.
  • the flanges 7 'on the trigger side are in terms of their area sizes advantageously dimensioned larger than the front flanges 7 so that the units can be to be able to push.

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Description

Die Erfindung betrifft einen Dreizugheizkessel, bestehend aus einem wasserführenden Gehäuse mit Brennkammer, Umlenkkammer und, von dieser ausgehend, mit einem zum Abgasanschluß führenden dritten Zug, der aus mehreren, durchmesserkleinen Rohren aus kondensatfestem Material gebildet ist.
Derartige Dreizugheizkessel sind beispielsweise nach dem DE-U-90 17 790.8 bekannt. Die drei Züge können dabei auf unterschiedliche Weise verwirklicht sein, was letztlich davon abhängig ist, ob es sich um eine Umkehrbrennkammer oder eine hinten offene Brennkammer handelt, von deren hinten offenen Ende die Heizgase nach vorn zur Umlenkkammer strömen, von der aus in allen Fällen bei solchen Kesseln die Heizgase in den dritten Zug strömen, der entweder über der Brennkammer oder auch unter dieser verlaufend angeordnet sein kann. Durch besondere Maßnahmen (zweischalige zusätzliche Heizfläche) ist es bereits möglich, solche Heizkessel und die zugehörige Heizungsanlage mit einem relativ hohen Jahresnutzungsgrad zu betreiben. Soweit bekannt, können solche Heizkessel bislang jedoch noch nicht als sogenannte Brennwertkessel, also zumindest mit Teilkondensation der Abgase betrieben werden, und der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ohne wesentliche Änderung der bisherigen Dreizugkesselkonstruktionen mit einfachen Mitteln solche Dreizugkessel für den Brennwertbetrieb umzugestalten und damit den Jahresnutzungsgrad weiter zu erhöhen.
Diese Aufgabe ist mit einem Dreizugkessel der gattungsgemäßen Art nach der Erfindung durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angeführten Merkmale gelöst.
Unter Beibehaltung der bisherigen Kesselkonstruktionen ist hierbei also lediglich und gezielt am dritten Zug angesetzt, der durch mehrere durchmesserkleine Rohre aus kondensatfestem Material in eine Vielzahl von Einzelzüge aufgelöst ist, die den Gesamtabgasstrom in entsprechend querschnittskleine Abgas einzelströme aufgliedern, welche dadurch intensiver gekühlt und somit zumindest zur Teilkondensation gebracht werden können.
Wesentlich ist dabei, daß diese Rohre ein ausreichendes Gefälle zum Abzug hin erhalten, damit das gebildete Kondensat zur Abzugsseite hin abfließen und keine Aufkonzentration des Kondensates mit entsprechenden Korrosionsfolgen auftreten kann. Um so wenig wie möglich in die bestehende Kesselkonstruktion einzugreifen und den Einbau des dritten Zuges so rationell wie möglich zu gestalten, wird dieser aus einer Mehrzahl von Einzelrohren bestehende dritte Zug als fertige Einbaueinheit ausgebildet und in den Kessel eingeschweißt, d.h., für die Endmontage entsteht praktisch kein größerer Aufwand als beim Einbau eines bisher üblichen durchmessergroßen, den dritten Zug bildenden Rohres. Bezgl. bekannter Neigungsanordnung des dritten Zuges wird auf die FR-A- 2.157.426 verwiesen.
Eine Bestückung der Rohre mit turbulenzfördernden Einsätzen ist aufgrund der kleinen Durchmesser der Rohre entbehrlich.
In einer praktischen und vorteilhaften Verwirklichung und Ausgestaltung ist der Dreizugkessel derart ausgebildet, daß die Rohre im Kreisverband als Rohrpaket über der Brennkammer verlaufend angeordnet und an ihren Enden in Anschlußflansche aus ebenfalls kondensatfestem Material und diese Flansche in entsprechende Öffnungen der Gehäusevorder- und -rückwand eingeschweißt sind, wobei der ebenfalls aus kondensatfestem Material gebildete Abgasanschluß als integrales Bauteil des abzugsseitigen Anschlußflansches ausgebildet sein kann. Abgesehen davon, daß dadurch der ganze dritte Zug, und zwar ggf. sogleich mit dem Abzugsanschluß als vorgefertigtes Bauteil bereitgestellt werden kann, ist an der bisherigen Konstruktion solcher Kessel nur insoweit eine Änderung vorzunehmen, als die Gehäusevorder- und -rückwand mit entsprechenden Öffnungen zu versehen ist, in die die Anschlußflansche des Rohrpaketes einzuschweißen sind.
Eine andere Verwirklichung und Ausgestaltung besteht darin, daß die Rohre unterhalb der Brennkammer auf einem zur Brennkammerachse konzentrischen Kreisbogen angeordnet sind und mit ihren abzugsseitigen Enden die Gehäuserückwand flüssigkeitsdicht durchgreifen und in eine an den Enden befestigte Kondensatsammelkammer aus kondensatfestem Material mit Abgasanschluß und Kondensatabfluß einmünden.
Auch hierbei ist der Änderungsaufwand minimal, zumal hierbei die Baueinheit aus Rohren mit der Kondensatsammelkammer gewissermaßen als Rohrregister von der Abzugsseite her in entsprechende Öffnungen der Rück- und Vorderwand des Gehäuses eingeschoben und verschweißt werden kann. Im übrigen ist es auch hierbei möglich, die Enden der Rohre in Anschlußflansche aus kondensatfestem Material und diese Flansche in entsprechende Öffnungen der Gehäusevorderwand einzuschweißen.
Der erfindungsgemäße Dreizugheizkessel wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1
einen Längsschnitt durch den Dreizugheizkessel mit über der Brennkammer angeordnetem dritten Zug;
Fig. 2
einen Querschnitt durch den Dreizugheizkessel gemäß Fig. 1;
Fig. 3
einen Längsschnitt durch den Dreizugheizkessel mit unter der Brennkammer angeordnetem dritten Zug;
Fig. 4
einen Querschnitt durch den Dreizugheizkessel gemäß Fig. 3;
Fig. 5
eine Ansicht des Dreizugheizkessels gemäß Fig. 3 von der Abzugsseite aus gesehen und
Fig. 6A,B
in Seitenansicht die vorgefertigten Einbaueinheiten für die Heizkessel nach Fig. 1 und 3.
Der Dreizugheizkessel besteht in beiden Fällen der dargestellten Ausführungsformen in bekannter Weise aus einem wasserführenden Gehäuse 12 mit Brennkammer 6, Umlenkkammer 3 und, von dieser ausgehend, mit einem zum Abgasanschluß 5 führenden dritten Zug 1, der aus mehreren, durchmesserkleinen Rohren 2 aus kondensatfestem Material gebildet ist. Der dritte Zug 1 führt dabei von der Umlenkkammer 3 aus mit Gefälle zum mit Kondensatabflußanschluß 4 versehenen Abgasanschluß 5, d.h., wesentlich für den Dreizugheizkessel ist, daß der dritte Zug 1 von der Umlenkkammer 3 aus mit Gefälle zur mit Kondensatabflußanschluß 4 versehenen Abgasseite (5') des Heizkessels geführt ist, wobei die Enden 10 der Rohre 2 in Anschlußflansche 7 aus kondensatfestem Material und diese Anechlußflansche 7, die mit den Rohren 2 als einbaufertige Einheit ausgebildet sind, in entsprechende Öffnungen der Gehäusewände 8, 9 eingeschweißt sind.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1, 2 sind die Rohre 2 im Kreisverband als Rohrpaket 2' über der Brennkammer 6 verlaufend angeordnet, an ihren Enden in Anschlußflansche 7,7' aus ebenfalls kondensatfestem Material und diese Flansche 7,7' in entsprechende Öffnungen der Gehäusevorder und -rückwand 8, 9 eingeschweißt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, 2 ist dabei der ebenfalls aus kondensatfestem Material gebildete Abgasanschluß 5 als integrales Bauteil des abzugsseitigen Anschlußflansches 7' ausgebildet, d.h., dieser Abgasanschluß 5 wird als Rohrstück aus Edelstahl auf den entsprechend bemessenen Anschlußflansch 7' aufgesetzt und mit diesem verschweißt, wonach diese ganze Baueinheit in das Gehäuse 12 eingeschoben und an diesem verschweißt wird (siehe auch Fig. 6A).
Bei der anderen Ausführungsform nach Fig. 3 bis 5 und 6B sind die Rohre 2 unterhalb der Brennkammer 6 auf einem zur Brennkammerachse 6' konzentrischen Kreisbogen 6" angeordnet und durchgreifen flüssigkeitsdicht mit ihren abzugsseitigen Enden 10' den in der Gehäuserückwand 9 eingesetzten Flansch 7'. Mit ihren die Rückwand 9 überragenden Enden 10' münden dabei die Rohre in die Kondensatsammelkammer 11 aus kondensatfestem Material mit Abgasanschluß 5 und Kondensatabfluß 4 ein. Diese Kondensatsammelkammer 11 ergibt sich bezüglich ihrer Querschnittsform aus Fig. 5. In beiden Fällen sind die abzugsseitigen Flansche 7' bezüglich ihrer Flächengrößen vorteilhaft größer bemessen als die vorderen Flansche 7, um die Baueinheiten problemlos ein - schieben zu können.

Claims (6)

  1. Dreizugheizkessel, bestehend aus einem wasserführenden Gehäuse (12) mit Brennkammer (6), Umlenkkammer (3) und, von dieser ausgehend, mit einem zum Abgasanschluß (5) führenden dritten Zug (1), der aus mehreren, durchmesserkleinen Rohren (2) aus kondensatfestem Material gebildet ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der dritte Zug (1) von der Umlenkkammer (3) aus mit Gefälle zur mit Kondensatabflußanschluß (4) versehenen Abgasseite (5) des Heizkessels geführt ist, wobei die Enden (10,10') der Rohre (2) in Anschlußflansche (7,7') aus kondensatfestem Material und diese Flansche (7,7'), die mit den Rohren (2) als einbaufertige Einheit ausgebildet sind, in entsprechende Öffnungen der Gehäusewände (8, 9) eingeschweißt sind.
  2. Dreizugheizkessel nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Rohre (2) im Kreisverband als Rohrpaket (2') über der Brennkammer (6) verlaufend angeordnet sind und abzugsseitig im an der Gehäuserückwand (9) angeordneten, mit dem Kondensatabflußanschluß(4) versehenen Abgasanschluß (5) ausmünden.
  3. Dreizugheizkessel nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der ebenfalls aus kondensatfestem Material gebildete Abgasanschluß (5) als integrales Bauteil des abzugsseitigen Anschlußflansches (7') ausgebildet ist.
  4. Dreizugheizkessel nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Rohre (2) unterhalb der Brennkammer (6) auf einem zur Brennkammerachse (6') konzentrischen Kreisbogen (6") angeordnet sind und mit ihren abzugsseitigen Enden (10') in eine Kondensatsammelkammer (11) aus kondensatfestem Material mit Abgasanschluß (5) und Kondensatabfluß (4) einmünden.
  5. Dreizugheizkessel nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Rohre (2) mit ihren Enden (10') den in der Gehäuserückwand (9) angeordneten Flansch (7') durchgreifen und an den herausragenden Enden (10') die Kondensatsammelkammer (11) befestigt ist.
  6. Dreizugheizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der abzugsseitige Flansch (7') bezüglich seiner Flächengröße größer bemessen ist als der vordere Flansch (7).
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EP0617242A3 EP0617242A3 (de) 1995-03-08
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