EP0680586A1 - Heizkessel - Google Patents

Heizkessel

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Publication number
EP0680586A1
EP0680586A1 EP94904968A EP94904968A EP0680586A1 EP 0680586 A1 EP0680586 A1 EP 0680586A1 EP 94904968 A EP94904968 A EP 94904968A EP 94904968 A EP94904968 A EP 94904968A EP 0680586 A1 EP0680586 A1 EP 0680586A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heat transfer
flow
light metal
boiler
boiler according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP94904968A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hans Dr. Viessmann
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Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP0680586A1 publication Critical patent/EP0680586A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/22Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating
    • F24H1/24Water 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
    • F24H1/30Water 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 being built up from sections
    • F24H1/32Water 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 being built up from sections with vertical sections arranged side by side

Definitions

  • the invention relates to a boiler for the combustion of liquid or gaseous fuels, consisting of at least one intermediate member arranged between two flowable end members and also flowable through the heat transfer medium, all members being made of cast metal and forming one with the supply and return connections Provided block forming a combustion chamber, heating gas flues and an exhaust gas chamber with a flue pipe having boiler body are sealed together.
  • Such boilers which are also known as sectional boilers, are known.
  • the limbs of such boilers generally consist of gray cast iron hollow bodies and require the use of appropriate cores for their shaping, which, apart from disposal problems for the core molding sand, is associated with considerable manufacturing outlay.
  • the links must be nippled against each other in order to be able to assemble them into a boiler housing block.
  • the gray cast iron links on the hot gas side must also be provided with suitable resistant coatings, which is not unproblematic, because this can only be put into practice if a self-contained coating can be produced with the gray cast iron, which creates a permanently solid connection.
  • light metal or light metal alloys such as aluminum or aluminum alloys also have the advantage that they are resistant to condensate from desulfurized natural gas, but not to the heating water as a heat transfer medium, which generally becomes basic, which sooner or later always leads to erosion on the water side of such light metal boilers.
  • high demands are to be made of the light metal casting, since the finished casting or the light metal members must be free of pores, ie high demands must be made of the light metal, and light metal or Aluminum scrap can be used.
  • the invention is therefore based on a boiler of the generic type, the task of creating a boiler that is corrosion-resistant on both the heating gas and water side and for which it does not matter whether and to what extent the cast light metal body is porous or not, combined with the proviso that the casting can be cast without a core, and that the boiler, although formed from links, does not require the links to be nipped between them.
  • each plate-shaped member through which the heat transfer medium can flow is formed from a pipe or pipe system cast into the light metal body, the front and return connections of each The light metal body protrude and are connected to flow and return collectors arranged outside the block, and that the at least one intermediate member provided with an opening forming the combustion chamber is provided on both sides and the two end members are provided with peripheral edge connecting webs towards the intermediate member connection side and their ends in Form of gas sealing surfaces are formed.
  • the pipe system used with the cast-in pipe which extends in a serpentine shape through the light metal body, or Q, which is used in more detail below, is a steel pipe that is commonly used in boiler construction and ensures good watertightness against corrosion on the The water side is sufficiently resistant and, in this respect, is a prerequisite for the use of non-qualitative light metal which is resistant to condensate on the heating gas side.
  • the flow and return connections are also not formed in the form of channels in the light metal bodies forming the links, but the ends of the tube or the tube system simply protrude laterally from the links and are on outer flow and return collectors connected.
  • the intermediate elements have corresponding recesses or openings, which then form the combustion chamber when several individual elements are joined together.
  • the end members on the one hand have corresponding openings for the burner intervention and on the other hand the heating gas discharge connection. These recesses and openings also do not require the use of cores when casting.
  • the pipe or the pipe system is also provided with a necessary number of spacers made of light metal, with which the pipe or pipe system is inserted into the casting mold.
  • Aluminum or light metal alloys are known to have a larger coefficient of expansion than iron.
  • the tubes are advantageously provided with grooves at certain intervals, which are not very deep (for example, only corresponding to the material thickness of the tube) but relatively wide should be.
  • the liquid aluminum also fills these beads, so that the light metal body, when it expands, cannot slide over the pipe system due to the engagement in the beads.
  • the change in length in the beads need only be minimal.
  • peripheral edge connecting webs As far as the peripheral edge connecting webs are concerned, these naturally only extend where an external seal or seal is required.
  • the height of these peripheral edge connecting webs is dimensioned such that the transmission area enlargements end below the plane in which the upper edge of the webs extends.
  • the boiler according to the invention is provided in particular as a boiler that can be operated with an atmospheric burner, but there is nothing to prevent it from being operated with a forced draft burner.
  • Figure 1 is an intermediate member of the boiler in side view.
  • Figure 2 shows a section through the intermediate member along line II-II in Fig. 1.
  • FIG. 3 shows an intermediate member of the boiler in a side view with a slightly different embodiment of the pipe system
  • Fig. 5 is a side view of the boiler, assembled from links according to Figures 1 and 3.
  • Figure 6 is an intermediate member of the boiler in side view with a meandering tube.
  • Fig.l ⁇ A, B an intermediate belonging to the embodiment of FIG. 7.
  • the boiler consists of at least one intermediate member 3 arranged between two end members 1, 2 through which flow can pass, and also through which the heat transfer medium can flow, all members being made of cast metal and forming a combustion chamber 10 and a gas outlet provided with the supply and return connections 4, 5 9 comprising boiler body-forming block B are joined together in a sealed manner.
  • the links 1 to 3 are formed from core-free shaped light metal and in each link 1 to 3 the flowable cavity consists of a tube 6 or cast into the light metal body Pipe system 6 'is formed, the flow and return connections 4, 5 from each light metal body protrude and are connected to the flow and return collectors 4 ', 5'.
  • the at least one intermediate link 3 is on both sides and the two end links 1, 2 are provided toward the intermediate link connection side S on their large flank surfaces F with heat transfer surface enlargements 7 at least in the area of the gas extraction section AS and with peripheral edge connecting webs 8.
  • FIG. 1 shows an intermediate member 3 in a side view and with a pipe system 6 ', the individual pipes of the pipe system being shown only in dashed lines but partially cross-hatched for clarification.
  • the intermediate link according to FIGS. 3, 4 only differs from that according to FIG. 1 in that the pipe system 6 ', which is also partially cross-hatched, has a different arrangement structure of the individual pipes.
  • a meandering tube 6 is cast in the intermediate member 3.
  • FIGS. 1, 3 and 6 All of the embodiments according to FIGS. 1, 3 and 6 are intended for boilers with an atmospheric burner (not shown), the intermediate members 3 shown having openings 10 'corresponding to the desired cross section of the combustion chamber 10. Since the heating gases flow upwards through the gas extraction section AS, the peripheral edge connecting webs 8 (see FIG. 3) open upwards, an exhaust gas collection chamber 12 with exhaust gas extractor 9 being arranged over the entire block B (see FIG. 5).
  • the individual tubes forming the cross-hatched tube system 6 'in FIGS. 1, 3 are expedient and, as shown in section in FIG. 3A, B, are oval-shaped in cross-section, their broad sides BS against the flank surfaces F of the links 1 to 3 in Light metal body are arranged oriented in order to "get in the way" of the largest possible heat transfer surface in the direction of heat application.
  • the pipes 6 "for the pipe system are provided with beads 11 which are arranged at certain intervals from one another, but which are only recessed towards the water side, for example, by a wall thickness, which is sufficient to sufficiently differentiate the different material components from each other with thermal expansion Anchoring, which results from the fact that the liquid light metal naturally fills the beads 11 from the outside as well during casting.
  • This anchoring expands the light metal body and the integrated pipe system together largely evenly when exposed to heat. Such different thermal expansions move only in the hundredths of a millimeter range, and these anchors have the purpose of essentially keeping the weld seams of the pipe system free of tensile loads which could otherwise lead to weld cracks on the pipe system.
  • the heat transfer surface enlargements 7, which are represented continuously and, for example, as knobs 7 ', are automatically created when the casting mold (mold) is designed accordingly, and likewise the condensate collection and discharge webs 11, which are used to ensure that any condensate that arises from the side is discharged. so that the condensate cannot drip onto the burner (not shown).
  • the knobs 7 'in this area in the inflow area A above the combustion chamber 10 are dimensioned to be lower than those in the subsequent area F ⁇ of the gas exhaust section AS.
  • the links 1 to 3 are arranged upside down, so that the combustion chamber 10 which is then intended for a forced-air burner (not shown) is located at the top of the block, that is to say the gas is drawn down here into an exhaust gas collection chamber arranged there 12.
  • the circulating webs 8 also extend in the upper horizontal transverse region and are kept correspondingly thick (see FIGS. 10A, B), in order to optionally pour in several pipe strands next to one another and to dissipate the amount of heat transferred there to a sufficient extent can.
  • FIG. 8 shows the combustion chamber 10 for a forced-air burner is arranged essentially horizontally, which is followed by the extraction section AS, oriented vertically downwards at the end of the combustion chamber 10.
  • the combustion chamber 10 extends across the entire upper part, and the extraction section AS is located in the downward leg 16 of the generally rectangular block B.
  • the shape of the combustion chamber or the combustion chamber 10 can, as shown in FIG. 8 indicated by dashed lines, at the end distant from the burner, with a corresponding shaping of the links 1 to 3, can also be arcuate.
  • FIGS. 8A to D shows the two end links 1 ', 2' and FIG.
  • FIG. 8B the intermediate links 3 'of the pipe systems cast with the respective ones, FIG. 8C being a section along line I-I in FIG. 8B.
  • the intermediate link according to FIG. 8D differs from that according to FIG. 8B in that a lockable bypass channel 13 is present here. Otherwise, the same reference numerals for corresponding elements are used in these embodiments as before, so that these links need no additional explanation.
  • At least one of the links can be easily provided with a closable bypass channel 13, which is formed by a pipe made of condensate-resistant material which is also cast in.
  • the opened bypass duct 13 then ensures speaking raising the flue gas temperature (see Fig. 9), if the boiler is not to be operated as a condensing boiler
  • These vertical channels parallel to the heating gas flues are required in order to allow uncooled heating gases to flow through these channels into the exhaust gas collection chamber in order to raise the exhaust gas temperature.
  • the entire block B (see FIG. 6) is provided at the bottom with a condensate collecting trough 14.
  • the burner-side end member 1 has one with respect to the opening 10 'or the end members 1, 2 for the assembly of Schukessel ⁇ blocks with intermediate members
  • Intermediate members 3 have a smaller opening 10 ", as indicated by dash-dotted lines in FIG. 3, and the other end member 2 has no such opening, since this end member 2 forms the rear wall 2" of the combustion chamber or the combustion chamber.
  • this rear wall 2 is subjected to a great deal of heat, the water-carrying pipe system is also arranged there in the region of the rear wall 2 ', in fact the same or similar to the end members 1', 2 'shown in FIG on the whole block B according to FIG. 8 there form the side flank of block B.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Heizkessel für die Verbrennung flüssiger oder gasförmiger Brennstoffe, bestehend aus mindestens einem zwischen zwei durchströmbaren Endgliedern (1, 2) angeordneten, vom Wärmeträgermedium ebenfalls durchströmbaren Zwischenglied (3), wobei alle Glieder aus Leichtmetallguß gefertigt und zu einem den mit Vor- und Rücklaufanschlüssen (4, 5) versehenen, einen Feuerraum (10), Heizgaszüge und eine Abgassammelkammer (12) mit Abzugsstutzen (9) aufweisenden Kesselkörper bildenden Block (B) gegeneinander abgedichtet zusammengefügt sind, in dem mindestens die Wärmeübertragungsflächen hinter dem Feuerraum (10) mit Wärmeübertragungsflächenvergrößerungen (7) versehen sind, Erfindungsgemäß ist in jedem plattenförmigen Glied (1, 2, 3) der vom Wärmeträgermedium durchströmbare Hohlraum aus einem in den Leichtmetallkorpus eingegossenen Rohr (6) oder Rohrsystem (6') gebildet, dessen Vor- und Rücklaufanschlüsse (4, 5) aus jedem Leichtmetallkorpus herausragen. Diese Vor- und Rücklaufanschlüsse (4, 5) sind an außen am Block (B) angeordnete Vor- und Rücklaufsammler (4', 5') angeschlossen. Das mindestens eine mit einer den Feuerraum (10) bildenden Öffnung (10') versehene Zwischenglied (3) ist beidseitig und die beiden Endglieder (1, 2) sind zur Zwischengliedanschlußseite hin mit Umfangsrandanschlußstegen (8) versehen, deren Enden in Form von Gasdichtungsflächen (8') ausgebildet sind.

Description

Heizkessel
Die Erfindung betrifft einen Heizkessel für die Verbrennung flüssiger oder gasförmiger Brennstoffe, bestehend aus minde¬ stens einem zwischen zwei durchströmbaren Endgliedern angeord¬ neten, vom Wärmeträgermedium ebenfalls durchströmbaren Zwi¬ schenglied, wobei alle Glieder aus Metallguß gefertigt und zu einem den mit Vor- und Rücklaufanschlüssen versehenen, einen Feuerraum, Heizgaszüge und eine Abgassammeikammer mit Abzugs¬ stutzen aufweisenden Kesselkörper bildenden Block gegeneinander abgedichtet zusammengefügt sind.
Derartige Heizkessel, die auch als Glieder-Heizkesseln bezeich¬ net werden, sind bekannt. Die Glieder solcher Heizkessel beste¬ hen in der Regel aus Grauguß-Hohlkörpern und bedürfen zu ihrer Ausformung der Verwendung entsprechender Kerne, was, abgesehen von Entsorgungsproblemen für den Kernformsand, mit einem be¬ trächtlichen Fertigungsaufwand verbunden ist. Außerdem müssen die Glieder, um sie zu einem Kesselgehäuseblock zusammenfügen zu können, gegeneinander vernippelt werden. Um die Glieder heizgasseitig gegen etwa anfallendes saures Kondensat zu schüt¬ zen und resistent zu machen, müssen die Graugußglieder auf der Heizgasseite außerdem mit geeigneten resistenten Beschichtungen versehen weden, was jedoch nicht unproblematisch ist, weil sich dies nur dann in die Praxis umsetzen läßt, wenn sich eine in sich geschlossene, mit dem Grauguß eine dauerhaft feste Verbin¬ dung eingehende Beschichtung herstellen läßt.
Außer der Fertigung derartiger Heizkessel bzw. Wärmetauscher aus Grauguß ist es nach der DE-A-36 22 260 bekannt, solche Heizkessel aus Aluminiumlegierungen im Druckgußverfahren herzu¬ stellen, was preisgünstiger ist und außerdem den Vorteil eines günstigeren Wärmeüberganges hat. Am Prinzip der bekannten Glie- derbauweise vcn -.-eiz esse-u. -.-.ε-τ sicn a oei -ιeiocr-. r-icr-xc eanuert, uns-- es isτ enor'ierlic , •→.z. e ein iiieα oil - ocic-ler-. zu vεrsc-.iv.'ei e , u:.. .-«. s uiese-.-. oeicie:- Dcr-Cie.- eine:; r-.o----i.iCcr er zu bilden, der dann mit entsprechenden Hohlkörpern vernippelt und zu einem Heizkessel zusammengefügt werden muß.
Leichtmetall bzw. Leichtmetallegierungen, wie Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen haben im Vergleich zum Grauguß außerdem den Vorteil, daß diese gegen Kondensat von entschwefeltem Erd¬ gas resistent sind, aber nicht gegen das Heizungswasser als Wärmeträgermedium, das in der Regel basisch wird, was früher oder später immer Ausfressungen auf der Wasserseite solcher Kessel aus Leichtmetall führt. Außerdem sind an den Leichtme¬ tallguß hohe Anforderungen zu stellen, da das fertige Gußstück bzw. die Leichtmetallglieder porenfrei sein müssen, d.h., an das Leichtmetall müssen qualitativ hohe Ansprüche gestellt wer¬ den, und es kann bspw. kein solchen Ansprüchen genügender Leichtmetall- oder Aluminiumschrott verwendet werden.
Der Erfindung liegt demgemäß und ausgehend von einem Heizkessel der gattungsgemäßen Art die Aufgabe zugrunde, einen Heizkessel zu schaffen, der sowohl heizgas- als auch wasserseitig kor¬ rosionsbeständig ist und für den es keine Rolle spielt, ob und inwelchem Maße der gegossene Leichtmetallkorpus porös ist oder nicht, verbunden mit der Maßgabe, daß der Guß ohne Kern gegos¬ sen werden kann, und daß der Heizkessel, obgleich aus Gliedern gebildet, keiner Vernippelung der Glieder untereinander bedarf.
Diese Aufgabe ist mit einem Heizkessel der eingangs genannten Art nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die in jedem plat¬ tenförmigen Glied der vom Wärmeträgermedium durchströmbare Hohlraum aus einem in den Leichtmetallkorpus eingegossenen Rohr oder Rohrsystem gebildet ist, dessen Vor- udn Rücklaufan- schlüsse aus jedem Leichtmetallkorpus herausragen und an außer, am Block angeordnete Vor- und Rücklaufsammler angeschlossen sind, und daß das mindestens eine mit einer den Feuerraum bil¬ denden Öffnung versehene Zwischenglied beidseitig und die bei¬ den Endglieder zur Zwischengliedanschlußseite hin mit Umfangs- randanschlußstegen versehen und deren Enden in Form von Gas¬ dichtungsflächen ausgebildet sind. Beim mit eingegossenem Rohr, das sie äanderförmig durch den Leichtmetallkorpus erstreckt, oder Q bevorzugt verwendeten Rohrsystem, das noch näher erläutert wird, handelt es sich um im Heizkesselbau üblicherweise verwendetes Stahlrohr, das bei gutem Wärmeübergang für die Wasserdichtheit sorgt, gegen Aus- fressungen auf der Wasserseite ausreichend resistent ist und insoweit Voraussetzung ist für die Verwendung auch von qualita¬ tiv nicht hochwertigen Leichtmetalls, das aber auf der Heizgas¬ seite gegen Kondensat resistent ist. Um der Forderung nach kernloser Ausformung der Glieder zu genügen, sind die Vor- und Rücklaufanschlüsse auch nicht in Form von Kanälen in den die Glieder bildenden Leichtmetallkorpussen eingeformt, sondern die Enden des Rohres bzw. des Rohrsystems ragen einfach seitlich aus den Gliedern heraus und sind an äußere Vor- und Rücklauf- sammler angeschlossen.
Zur Ausbildung des Feuerraumes weisen die Zwischenglieder ent¬ sprechende Ausnehmungen bzw. Öffnungen auf, die dann beim zu¬ sammenfügen mehrerer Einzelglieder den Feuerraum bilden. Die Endglieder weisen einerseits entsprechende Öffnungen für den Brennereingriff und andererseits den Heizgasabzugsanschluß auf. Auch diese Ausnehmungen und Öffnungen machen die Verwendung von Kernen beim Gießen nicht erforderlich.
Um das Rohr bzw. das Rohrsystem beim kernlosen Guß allseitig mit Leichtmetall umgießen zu können, wird das Rohr bzw. das Rohrsystem mit einer notwendigen Anzahl von Abstandshaltern ebenfalls aus Leichtmetall versehen, mit denen das Rohr bzw. Rohrsystem in die Gießform eingesetzt wird. Aluminium- bzw. Leichtmetallegierungen haben bekanntlich einen größeren Ausdeh¬ nungskoeffizienten als Eisen. Infolgedessen ist es von großer Bedeutung, den Heizkessel so auszuführen, daß sich die einge¬ gossenen Rohre oder Rohrsysteme ähnlich wie das Aluminium aus¬ dehnen, um zu vermeiden, daß das Rohrsystem über Gebühr durch Zugspannungen beansprucht wird und z.B. Schweißnähte am Rohrsy¬ stem reißen. Zu diesem Zweck erhalten die Rohre vorteilhaft in bestimmten Abständen Rillen, die zwar nicht sehr tief (z.B. nur der Materialstärke des Rohres entsprechend) aber relativ breit sein sollten. Beim Umgießen der Rohre füllt das flüssige Alumi¬ nium diese Sicken mit aus, so daß der Leichtmetallkorpus, wenn er sich ausdehnt, dann über den Eingriff in den Sicken nicht über das Rohrsystem hinweggleiten kann. Bei der großen Zahl der Sicken, die in die Rohre eingerollt werden, braucht die Längen¬ veränderung in den Sicken nur minimal zu sein.
Was die Umfangsrandanschlußstege betrifft, so erstrecken sich diese selbstverständlich nur dort, wo ein Abschluß bzw. eine Abdichtung nach außen erforderlich ist. Diese Umfangsrandan¬ schlußstege sind in ihrer Höhe so bemessen, daß die Übertra¬ gungsflächenvergrößerungen unterhalb der Ebene enden, in der sich der obere Rand der Stege erstreckt.
Der erfindungsgemäße Heizkessel ist zwar insbesondere als mit einem atmosphärischen Brenner betreibbarer Heizkessel vorgese¬ hen, es steht aber nichts entgegen, diesen auch mit einem Ge¬ bläsebrenner zu betreiben.
Der erfindungsgemäße Heizkessel und vorteilhafte weitere Ausge¬ staltungen werden nachfolgend anhand der zeichnerischen Dar¬ stellung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 ein Zwischenglied des Heizkessels in Seitenansicht;
Fig. 2 einen Schnitt durch das Zwischenglied längs Linie II- II in Fig. 1;
Fig. 3 ein Zwischenglied des Heizkessels in Seitenansicht mit einer etwas anderen Ausführungsform des RohrSy¬ stems;
Fig. 3A,B im Schnitt besondere Ausführungsformen der das Rohr¬ system bildenden Rohre; Fig. 4 einen Schnitt durch das Zwischenglied längs Linie IV- IV in Fig. 3;
Fig. 5 eine Seitenansicht des Heizkessels, zusammengefügt aus Gliedern gemäß Fig. 1 und 3;
Fig. 6 ein Zwischenglied des Heizkessels in Seitenansicht mit einem mäanderförmig ausgebildeten Rohr;
Fig. 7 in Seitenansicht eine weitere Ausführungsform des Heizkessels;
Fig. 8 perspektivisch und schematisch eine besondere Ausfüh- rungsform des Heizkessels;
Fig. 8A,B,
C,D im Schnitt die Ausbildung der zur Ausführungsform ge¬ mäß Fig. 8 gehörenden Einzelglieder;
Fig. 9 mit Bypasskanälen versehenen Zwischenglieder und
Fig.lθA,B ein zur Ausführungsform nach Fig. 7 gehörende Zwi¬ schenglieder.
Der Heizkessel besteht aus mindestens einem zwischen zwei durchströmbaren Endgliedern 1, 2 angeordneten, vom Wärmeträger¬ medium ebenfalls durchströmbaren Zwischenglied 3, wobei alle Glieder aus Metallguß gefertigt und zu einem den mit Vor- und Rücklaufanschlüssen 4, 5 versehenen, einen Feuerraum 10 und einen Gasabzug 9 aufweisenden Kesselkörper bildenden Block B gegeneinander abgedichtet zusammengefügt sind. Für einen sol¬ chen aus mehreren Gliedern 1 bis 3 gebildeten Heizkessel ist nun wesentlich, daß die Glieder 1 bis 3 aus kernlos ausgeform¬ tem Leichtmetall gebildet sind und in jedem Glied 1 bis 3 der durchströmbare Hohlraum aus einem in den Leichtmetallkorpus eingegossenen Rohr 6 oder Rohrsystem 6' gebildet ist, dessen Vor- und Rücklaufanschlüsse 4, 5 aus jedem Leichtmetallkorpus herausragen und an Vor- und RücklaufSammler 4 ' , 5' angeschlos¬ sen sind.
Das mindestens eine Zwischenglied 3 ist beidseitig und die bei¬ den Endglieder 1, 2 sind zur Zwischengliedanschlußseite S hin an ihren großen Flankenflächen F mit Wärmeübertragungsflächen- vergrößerungen 7 mindestens im Bereich der Gasabzugsstrecke AS und mit Umfangsrandanschlußstegen 8 versehen.
In Fig. 1 ist ein Zwischenglied 3 in Seitenansicht und mit ei¬ nem Rohrsystem 6' dargestellt, wobei die Einzelrohre des Rohr¬ systems zu dessen Verdeutlichung zwar nur gestrichelt aber teilweise kreuzschraffiert hervorgehoben dargestellt sind. Das Zwischenglied gemäß Fig. 3, 4 weicht nur insofern von dem gemäß Fig. 1 ab, als hierbei das Rohrsystem 6', das ebenfalls teil¬ weise kreuzschraffiert ist, eine andere AnordnungsStruktur der Einzelrohre aufweist.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 ist ein mäanderförmig verlaufendes Rohr 6 im Zwischenglied 3 eingegossen.
Alle Ausführungsformen nach den Fig. 1, 3 und 6 sind für Heiz¬ kessel mit atmosphärischem Brenner (nicht dargestellt) be¬ stimmt, wobei die dargestellten Zwischenglieder 3 dem gewünsch¬ ten Querschnitt des Feuerraumes 10 entsprechende Öffnungen 10' aufweisen. Da die Heizgase nach oben durch die Gasabzugsstrecke AS abströmen, laufen hierbei die Umfangsrandanschlußstege 8 (siehe Fig. 3) nach oben offen aus, wobei dann über dem ganzen Block B (siehe Fig. 5) eine Abgassammelkammer 12 mit Abgasabzug 9 angeordnet ist.
Die in den Fig. 1, 3 das kreuzschraffierte Rohrsystem 6' bil¬ denden Einzelrohre sind zweckmäßig und wie in Fig. 3A, B im Schnitt dargestellt, im Querschnitt ovalförmig verformt, wobei deren Breitseiten BS gegen die Flankenflächen F der Glieder 1 bis 3 im Leichtmetallkorpus orientiert angeordnet sind, um eine möglichst große Wärmeübertragungsfläche der Wärmebeaufschla¬ gungsrichtung "in den Weg" zu stellen. Ferner sind die Rohre 6" für das Rohrsystem mit zueinander in gewissen Abständen angeordneten Sickungen 11 versehen, die zur Wasserseite hin jedoch nur bspw. um eine Wandstärkendicke ein¬ getieft sind, was ausreichend ist, um die unterschiedlichen Ma¬ terialkomponenten gegeneinander ausreichend bei Wärmedehnung zu verankern, was sich, dadurch ergibt, daß das flüssige Leichtme¬ tall beim Gießen natürlich auch die Sickungen 11 von außen mit ausfüllt. Durch diese Verankerung dehnen sich der Leichtmetall¬ korpus und das eingebundene Rohrsystem zusammen weitgehend gleichmäßig bei Wärmebelastung aus. Solche unterschiedlichen Wärmedehnungen bewegen sich nur im Hundertstel-Millimeterbe¬ reich, und diese Verankerungen haben den Zweck, die Schwei߬ nähte des Rohrsystems von Zugbelastungen im wesentlichen freizuhalten, die sonst zu Schweißnahtrissen am Rohrsystem füh¬ ren könnten.
Die Wärmeübertragungsflächenvergrößerungen 7, die durchgehend und bspw. als Noppen 7' dargestellt sind, entstehen bei ent¬ sprechender Gestaltung der Gießform (Kokille) automatisch mit und ebenso die Kondensatsammei- und AblaufStege 11, mit denen für einen seitlichen Ablauf etwa anfallenden Kondensats gesorgt wird, damit das Kondensat nicht auf den Brenner (nicht darge¬ stellt) tropfen kann.
Die Rohre 6 bzw. 6" des mit eingegossenen Rohrsystems 6' sind, soweit es sich nicht um sowieso vertikal orientierte Rohrab¬ schnitte (siehe Fig. 1) handelt, sinngemäß steigend, wie darge¬ stellt, zur einen oder anderen Seite SS hin angeordnet, damit evtl. sich bildende Dampfblasen abströmen können.
Wie aus Fig. 4 ersichtlich, sind übrigens mit Rücksicht auf die hohe Temperaturbelastung die Noppen 7 ' in diesem Bereich im An¬ strömbereich A über dem Feuerraum 10 nach unten hin abnehmend niedriger bemessen als die im Folgebereich F^ der Gasabzugs¬ strecke AS. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 sind die Glieder 1 bis 3 über Kopf stehend angeordnet, so daß sich der dann für einen Gebläsebrenner (nicht dargestellt) bestimmte Feuerraum 10 oben im Block befindet, d.h., der Gasabzug erfolgt hier nach unten in eine dort angeordnete Abgassammeikammer 12. Die Umlaufstege 8 erstrecken sich hierbei auch im oberen horizontalen Querbe¬ reich und sind entsprechend dick gehalten (siehe Fig. 10A, B), um dort ggf. nebeneinander mehrere Rohrstränge mit eingießen und die dort übertragene Wärmemenge in ausreichendem Maße ab¬ führen zu können.
Gleiches gilt auch für eine besondere Ausführungsform nach Fig. 8, bei der der Feuerraum 10 für einen Gebläsebrenner im wesent¬ lichen horizontal angeordnet ist, an den sich vertikal nach un¬ ten orientiert am Ende des Feuerraums 10 die Abzugsstrecke AS anschließt. Der Feuerraum 10 erstreckt sich hierbei quer durch das ganze Oberteil, und die Abzugsstrecke AS befindet sich im nach unten gerichteten Schenkel 16 des insgesamt im wesentli¬ chen rechtwinkligen Blockes B. Die Form der Brennkammer bzw. des Feuerraums 10 kann dabei, wie in Fig. 8 gestrichelt ange¬ deutet, am brennerfernen Ende bei entsprechender Formgebung der Glieder 1 bis 3 auch bogenförmig ausgebildet sein. Die zu die¬ ser Ausführungsform gehörenden Glieder sind im einzelnen in den Fig. 8A bis D verdeutlicht. Fig. 8A stellt die beiden Endglie¬ der 1', 2' und Fig. 8B die Zwischenglieder 3' der mit den je¬ weils eingegossenen Rohrsystemen, wobei Fig. 8C ein Schnitt längs Linie I-I in Fig. 8B ist. Das Zwischenglied gemäß Fig. 8D unterscheidet sich von dem gemäß Fig. 8B dadurch, daß hier ein verschließbarer Bypaßkanal 13 vorhanden ist. Im übrigen sind bei diesen Ausführungsformen die gleichen Bezugszeichen für entsprechende Elemente wie vorbenutzt, so daß diese Glieder keiner zusätzlichen Erläuterung bedürfen.
Da die Einzelglieder im Gießverfahren hergestellt werden, kann übrigens mindestens eines der Glieder problemlos mit einem ver¬ schließbaren Bypasskanal 13 vesehen werden, der durch ein miteingegossenes Rohr aus kondensatbeständigem Material gebil¬ det wird. Der geöffnete Bypasskanal 13 sorgt dann für eine ent- sprechende Anhebung der Abgastemperatur (siehe Fig. 9), falls der Heizkessel nicht als Brennwertkessel betrieben werden soll. Diese senkrechten Kanäle parallel zu den Heizgaszügen sind er¬ forderlich, um ungekühlte Heizgase durch diese Kanäle in dei Abgassammeikammer strömen zu lassen, um die Abgastemperatur an¬ zuheben.
Bei der Ausführungsform der Glieder 1 bis 3 im Sinne der Fig. 1, 3 und 6, die für einen atmosphärischen Brenner bestimmt sind, wird der ganze Block B (siehe Fig. 6) nach unten mit ei¬ ner Kondensatauffangwanne 14 versehen.
Um die Einzelglieder 1 bis 3 zu einem gasdichten Block B unter Einfügung von Dichtungsmasse an den Dichtflächen 8 ' der Um¬ fangsrandanschlußstege 8 zusammenfügen zu können, sind diese, sofern man nicht zwischen den Endgliedern 1, 2 entsprechend lange Spannanker vorsehen will, mit geeigneten und verschraub- baren Spannaugen 15 versehen, die nur am Zwischenglied in Fig. 3 dargestellt sind. In die Gasdichtungsflächen 8' an den Enden der Umfangsrandstege 8 sind übrigens Nuten 8" (siehe Fig. 4) eingestochen, um geeignete Dichtungsmittel besser zwischen den Gliedern 1 bis 3 anbringen zu können.
Was die Endglieder 1, 2 für die Zusammenfügung von Heizkessel¬ blöcken mit Zwischengliedern gemäß der Fig. 1, 3, 6, 7 und 10A, B betrifft, so weist das brennerseitige Endglied 1 eine in be- zug auf die Öffnung 10' -der Zwischenglieder 3 kleinere Öffnung 10" auf, wie in Fig. 3 strichpunktiert angedeutet, und das an¬ dere Endglied 2 hat keine solche Öffnung, da dieses Endglied 2 die Rückwand 2" der Brennkammer bzw. des Feuerraumes bildet. Da diese Rückwand 2" stark wärmebeaufschlagt ist, ist dort das wasserführende Rohrsystem auch im Bereich der Rückwand 2 ' ange¬ ordnet, und zwar gleich oder ähnlich, wie zu den Endgliedern 1', 2'in der Fig. 8A dargestellt, die in bezug auf den ganzen Block B gemäß Fig. 8 dort die Seitenflanke des Blockes B bil¬ den.

Claims

Patentansprüche:
1. Heizkessel für die Verbrennung flüssiger oder gasförmiger Brennstoffe, bestehend aus mindestens einem zwischen zwei durchströmbaren Endgliedern (1, 2) angeordneten, vom Wär¬ meträgermedium, ebenfalls durchströmbaren Zwischenglied (3)', wobei alle Glieder aus Leichtmetallguß gefertigt und zu einem den mit Vor- und Rücklaufanschlüssen (4, 5) ver¬ sehenen, einen Feuerraum (10), Heizgaszüge und eine Abgas¬ sammeikammer (12) mit Abzugsstutzen (9) aufweisenden Kes¬ selkörper bildenden Block (B) gegeneinander abgedichtet zusammengefügt sind, in dem mindestens die Wärmeübertra¬ gungsflächen hinter dem Feuerraum (10) mit Wärmeübertra¬ gungsflächenvergrößerungen (7) versehen sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß in jedem plattenförmigen Glied (1, 2, 3) der vom Wär¬ meträgermedium durchströmbare Hohlraum aus einem in den Leichtmetallkorpus eingegossenen Rohr (6) oder Rohrsystem (6') gebildet ist, dessen Vor- und Rücklaufanschlüsse (4, 5) aus jedem Leichtmetallkorpus herausragen und an äußern am Block (B) angeordnete Vor- und Rücklaufasmmler (4', 5') angeschlossen sind, und daß das mindestens eine mit einer den Feuerraum (10) bildenden Öffnung (10') versehene Zwi¬ schenglied (3) beidseitig und die beiden Endglieder (1, 2) zur Zwischengliedanschlußsteite (8) hin mit Umfangsrandan- schlußstegen (8) versehen und deren Enden in Form von Gas¬ dichtungsflächen (8') ausgebildet sind.
2. Heizkessel nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das mindestens eine Zwischenglied (3) , in Seitenan¬ sicht gesehen, aus einem plattenförmigen Korpus gebildet ist, dessen im wesentlichen obere Hälfte die Nachschalt- wärmetauschflache bildet, und in dessen unterer Hälfte eine den Feuerraum (10) bildende Öffnung (10') angeordnet ist.
3. Heizkessel nach "nspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das mindestens eine Zwischenglied (3) in Seitenansicht gesehen, aus einem plattenförmigen Korpus gebildet ist, dessen im wesentlichen untere Hälfte die Nachschaltwärme- tauschflache bildet, und in dessen oberer Hälfte eine den Feuerraum (10) bildende Öffnung (10') angeordnet ist.
4. Heizkessel nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das mindestens eine Zwischenglied (3) und die beiden Endglieder (1, 2), in Seitenansicht gesehen, aus im we¬ sentlichen rechtwinkligen Korpussen gebildet sind, wobei die Nachschaltwärmetauschflächen im nach unten weisenden Schenkel (16) der Korpusse angeordnet sind und der Feuer¬ raum (10) im Oberteil des Zwischengliedes (3) und zwischen den beiden Endgliedern (1, 2) angeordnet ist.
5. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Rohr (6) oder die das Rohrsystem (6' ) bildenden Rohre (8") im Querschnitt ovalförmig ausgebildet und mit ihren Breitseiten (B) gegen die Flankenflächen (F) der Glieder (1 bis 3) im Leichtmetallkorpus orientiert ange¬ ordnet sind.
6. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Rohr (6) oder die das Rohrsystem (6' ) bildenden Rohre (6") mit zueinander in Abstand angeordneten Sickun¬ gen (11) versehen sind.
7. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Wärmeübertragungsflächenvergrößerungen (7), wie Noppen, Rippen od. dgl. im Anstronbereich (A) niedriger bemessen sind als im Folgebereich (F*^) der Gasabzugs¬ strecke (AS) .
8. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Leichtmetallkorpus der Glieder (1 bis 3) auf sei¬ nen von Heizgasen beaufschlagten Flankenflächen (F) mit geneigt zur einen oder anderen Schmalseite (SS) der Glie¬ der hin orientierten Kondensatsammel- und Abiaufstegen (11') versehen sind.
9. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Zwischenglieder (3) mit verschließbaren By- passkanälen (13) versehen sind.
10. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß bei Anordnung der Gasabzugsstrecke (AS) hinter und/oder unter dem Feuerraum (10) mindestens die den Feu¬ erraum (10) nach oben begrenzenden Umfangsrandanschlu߬ stege (8) verstärkt und in diesen mehrere wasserführende Rohre (6") eingegossen angeordnet sind.
11. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Umfangsrandanschlußstege ( 8 ) geringfügig höher be¬ messen sind als die Wärmeübertragungsflächenvergrößerungen (7).
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