EP1686328A1 - Gliederheizkessel - Google Patents

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EP1686328A1
EP1686328A1 EP05027570A EP05027570A EP1686328A1 EP 1686328 A1 EP1686328 A1 EP 1686328A1 EP 05027570 A EP05027570 A EP 05027570A EP 05027570 A EP05027570 A EP 05027570A EP 1686328 A1 EP1686328 A1 EP 1686328A1
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boiler
tension element
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water
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Robert Bosch GmbH
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    • 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
    • F24H1/30—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 being built up from sections
    • F24H1/32—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 being built up from sections with vertical sections arranged side by side
    • 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
    • F24H9/00—Details
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    • F24H9/13—Arrangements for connecting heaters to circulation pipes for water heaters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00—Details
    • F24H9/14—Arrangements for connecting different sections, e.g. in water heaters 
    • 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
    • F24H9/00—Details
    • F24H9/14—Arrangements for connecting different sections, e.g. in water heaters 
    • F24H9/146—Connecting elements of a heat exchanger

Definitions

  • the invention relates to a sectional boiler according to the preamble of claim 1.
  • Such sectional boilers consist of at least two, in particular casting technology produced boiler members, preferably made of the materials cast iron or aluminum.
  • the boiler members are usually arranged one behind the other, each include water spaces, and form a combustion chamber and Schugasberg as heat exchanger surfaces.
  • the water-side connection with each other takes place through hubs, whereby O-rings, flat gaskets or nipples are provided in the region of the hubs for sealing.
  • the boiler members must also be braced in the axial direction with anchor rods as tension elements. These are threaded rods with nuts on both ends.
  • anchor rods as in DE-AS 22 17 921, arranged outside of the boiler members in molded receptacles.
  • the boiler members are also connected to the boiler return and the boiler supply via the hubs.
  • cold return water is fed into the lower hub and the warm supply water is taken from the upper hub. This can be done either via threads in the cast iron in the area of the hubs for screwing in connecting pieces, with a feed pipe for return water and / or a discharge pipe for supply water.
  • a feed pipe for return water which passes through a hub and reaches all the water chambers of the boiler members contains, for example, DE 94 04 811 U1.
  • there are sectional boiler for example, according to EP 0 693 661 B1, with a feed pipe for return water and a trigger for supply water in a common upper hub.
  • the invention is based on the object to optimize the design and manufacture of a sectional boiler.
  • the sectional boiler is characterized in that the boiler members are braced within the hubs with at least one continuous tension element. This passes through the boiler members and is sealed in the area of the outer hubs on the two outer sides. As a result, attached to the boiler members tension elements, ie anchor rods accounted for.
  • At least one feed pipe for return water and / or at least one discharge pipe for supply water form in a first embodiment in each case a tension element, which passes through the boiler members.
  • the tubes have at one end a connecting piece with a thread and are provided at the other end with a flange for sealing. Also threaded connections can be provided on both sides.
  • the clamping force must be applied externally to the pipes as a tension element.
  • they have at least at one end a thread for bracing with a nut, wherein preferably a thrust washer with seal or O-ring is placed in between.
  • This may be the water-side connecting thread or an additional thread, which is designed, for example, on a slightly larger diameter or with a different pitch than the water-side connecting thread.
  • a tube may also have a device for attaching a spring-loaded pressure plate with seal or O-ring.
  • the tension member may consist within the hubs of an anchor rod with double-sided thread, or with a thread on one side and a bend on the other end.
  • the tension member within the hubs consist of an anchor rod, which is provided with a thread on one and a flange-like plate for sealing at the other end.
  • the sectional boiler shown consists of three boiler sections 1 and an upper and a lower hub 2, via which the water chambers 3 are interconnected. In addition, it is connected to the boiler return 4 with a feed pipe for return water and the boiler feed 5 with a discharge pipe for supply water. Holes 6 in the pipes direct the flow targeted. In the area of the hubs, the boiler members 1 are sealed with O-rings 7 against each other.
  • Both the feed pipe for return water and the discharge pipe for supply water serve within the hubs 2 as a continuous tension elements 8 for bracing. you pass through the boiler members 1 and are sealed in the region of the outer hubs 2 on the two outer sides. At one end, a connection piece with a thread 9 and at the other end a flange 10 is mounted for sealing. The boiler members 1 are on the thread 9, tightened by tightening a nut 11 on an optional resilient pressure plate 12, clamped.
  • the tension elements 8 are matched with their outer diameter to the inner diameter of the hubs 2.
  • spacers 13 are mounted on the jacket of the tension element. These have flow openings or recesses on the circumference, so are preferably only selectively at the inner diameter of the hubs 2.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Gliederheizkessel, bestehend aus mindestens zwei Kesselgliedern (1) mit einem Brennraum, Heizgaszügen und Wasserräumen (3), welche durch Naben (2) miteinander verbunden und mit O-Ringen (7) oder Nippeln im Bereich der_Naben (2) abgedichtet sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, den Aufbau und die Fertigung eines Gliederheizkessels zu optimieren.
Erfindungsgemäß sind daher die Kesselglieder (1) innerhalb der Naben (2) mit mindestens einem durchgehenden Zugelement (8) verspannt, welches die Kesselglieder (1) durchgreift und im Bereich der äußeren Naben (2) auf den beiden Außenseiten abgedichtet aufliegt. Vorzugsweise bilden mindestens ein Einspeiserohr für Rücklaufwasser und/oder mindestens ein Entnahmerohr für Vorlaufwasser jeweils ein Zugelement (8).

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Gliederheizkessel nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
  • Derartige Gliederheizkessel bestehen aus mindestens zwei, insbesondere gießtechnisch hergestellten Kesselgliedern, vorzugsweise aus den Werkstoffen Gusseisen oder Aluminium. Die Kesselglieder sind in der Regel hintereinander angeordnet, schließen jeweils Wasserräume ein, und bilden einen Brennraum sowie Heizgaszüge als Wärmetauscherflächen aus.
  • Die wasserseitige Verbindung untereinander erfolgt durch Naben, wobei O-Ringe, Flachdichtungen oder Nippel im Bereich der Naben zur Abdichtung vorgesehen sind. Wegen des wasserseitig anstehenden Druckes müssen die Kesselglieder in axialer Richtung zusätzlich mit Ankerstangen als Zugelemente verspannt werden. Dabei handelt es sich um Gewindestäbe mit Muttern an beiden Enden. Beispielsweise sind die Ankerstangen, wie in der DE-AS 22 17 921, außerhalb der Kesselglieder in angeformten Aufnahmen angeordnet.
  • Über die Naben sind die Kesselglieder auch mit dem Kesselrücklauf und dem Kesselvorlauf verbunden. Nach herkömmlicher Bauart wird dabei in der unteren Nabe kaltes Rücklaufwasser eingespeist und in der oberen Nabe das warme Vorlaufwasser entnommen. Dies kann wahlweise über Gewinde im Gusseisen im Bereich der Naben zum Einschrauben von Anschlussstutzen, mit einem Einspeiserohr für Rücklaufwasser und/oder einem Entnahmerohr für Vorlaufwasser erfolgen. Ein Einspeiserohr für Rücklaufwasser, welches eine Nabe durchgreift und alle Wasserräume der Kesselglieder erreicht, enthält zum Beispiel die DE 94 04 811 U1. Weiterhin gibt es Gliederheizkessel, beispielsweise gemäß der EP 0 693 661 B1, mit einem Einspeiserohr für Rücklaufwasser und einem Abzug für Vorlaufwasser in einer gemeinsamen oberen Nabe.
  • Bei der Herstellung aller Bauarten von Gliederheizkesseln werden zunächst die einzelnen Glieder liegend zu einem Block verbunden und dabei heizgas- und wasserseitig abgedichtet. Eine genaue Zentrierung ist dabei wegen der kranunterstützten Handhabung wichtig. Anschließend wird der gesamte Block mit Ankerstangen verspannt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, den Aufbau und die Fertigung eines Gliederheizkessels zu optimieren.
  • Erfindungsgemäß wird dies mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Der Gliederheizkessel ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kesselglieder innerhalb der Naben mit mindestens einem durchgehenden Zugelement verspannt sind. Dieses durchgreift die Kesselglieder und liegt im Bereich der äußeren Naben auf den beiden Außenseiten abgedichtet auf. Dadurch können außen an den Kesselgliedern angebrachte Zugelemente, also Ankerstangen, entfallen.
  • Mindestens ein Einspeiserohr für Rücklaufwasser und/oder mindestens ein Entnahmerohr für Vorlaufwasser bilden in einer ersten Ausführungsform jeweils ein Zugelement, welches die Kesselglieder durchgreift. Dazu besitzen die Rohre an einem Ende einen Anschlussstutzen mit einem Gewinde und sind am anderen Ende mit einem Flansch zur Abdichtung versehen. Auch können beidseitig Anschlussstutzen mit Gewinde vorgesehen werden.
  • Ergänzend zu den beschriebenen wasserseitigen Anschlussgewinden muss die Spannkraft von außen auf die Rohre als Zugelement aufgebracht werden. Dazu weisen diese mindestens an einem Ende ein Gewinde zum Verspannen mit einer Mutter auf, wobei vorzugsweise eine Druckscheibe mit Dichtung oder O-Ring dazwischen gelegt wird. Dabei kann es sich um das das wasserseitige Anschlussgewinde oder ein zusätzliches Gewinde handeln, welches beispielsweise auf einem etwas größeren Durchmesser oder mit einer anderen Steigung als das wasserseitige Anschlussgewinde ausgeführt ist. Statt einem oder in Ergänzung zu einem Gewinde zum Aufbringen der Spannkraft, kann ein Rohr auch eine Vorrichtung zur Anbringung einer federbelasteten Druckscheibe mit Dichtung oder O-Ring aufweisen.
  • Weiterhin kann das Zugelement innerhalb der Naben aus einer Ankerstange mit beidseitigem Gewinde, oder mit einem Gewinde am einen und einer Abkröpfung am anderen Ende, bestehen. Außerdem kann dass das Zugelement innerhalb der Naben aus einer Ankerstange bestehen, welche mit einem Gewinde am einen und einem flanschartigen Teller zur Abdichtung am anderen Ende versehen ist.
  • Speziell bei einem Gliederheizkessel mit einem Einspeiserohr für Rücklaufwasser und einem Entnahmerohr für Vorlaufwasser in einer gemeinsamen oberen Nabe werden beide Rohre konzentrisch zueinander angeordnet und bilden ein Zugelement in einer Nabe. Ergänzend dazu ist mindestens ein weiteres Zugelement in einer gegenüber liegenden Zone der Kesselglieder angeordnet. Die Zugelemente sind mit ihrem Außendurchmesser auf den Innendurchmesser der Naben abgestimmt, um damit die Kesselglieder, vorzugsweise bei der Montage, über mindestens eine Nabe zu zentrieren.
  • Mit der erfindungsgemäßen Gestaltung werden Aufbau und Fertigung eines Gliederheizkessels optimiert, denn bei der Montage der einzelnen Glieder zu einem Block werden die beiden Zugelemente vertikal auf einer Vorrichtung gehalten, so dass die Glieder waagerecht angesetzt und über die Naben zentriert zusammengeführt werden. Realisiert werden dadurch gleichzeitig das Fertigstellen der Anschlüsse und die Verspannung. Alle herkömmlichen Ankerstangen auf den Außenseiten können entfallen.
  • Die heizgas- und wasserseitige Abdichtung wird noch besser und besonders beim Einsatz der O-Ring-Abdichtung müssen die Nabenbereiche nur noch auf den Außenseiten plan bearbeitet werden. Es entsteht eine Flexibilität im Hinblick auf die Positionierung der wasserseitigen Anschlüsse, beispielsweise vorne oder hinten am Kessel, da die Bearbeitung erfindungsgemäß von der Anschlussposition unabhängig ist.
  • Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Einen Kesselblock eines Gliederheizkessels zeigt:
    • Fig. 1: in einer Prinzipskizze und
    • Fig. 2: in einem Halbschnitt in Längsrichtung durch die obere Nabe.
  • Der gezeigte Gliederheizkessel besteht aus drei Kesselgliedern 1 und einer oberen und einer unteren Nabe 2, über welche die Wasserräume 3 miteinander verbunden sind. Zudem erfolgt darüber die Anbindung an den Kesselrücklauf 4 mit einem Einspeiserohr für Rücklaufwasser und den Kesselvorlauf 5 mit einem Entnahmerohr für Vorlaufwasser. Bohrungen 6 in den Rohren lenken die Strömung gezielt. Im Bereich der Naben sind die Kesselglieder 1 mit O-Ringen 7 gegeneinander abgedichtet.
  • Sowohl das Einspeiserohr für Rücklaufwasser als auch das Entnahmerohr für Vorlaufwasser dienen innerhalb der Naben 2 als durchgehende Zugelemente 8 zum Verspannen. Sie durchgreifen die Kesselglieder 1 und liegen im Bereich der äußeren Naben 2 auf den beiden Außenseiten abgedichtet auf. An einem Ende ist ein Anschlussstutzen mit einem Gewinde 9 und am anderen Ende ein Flansch 10 zur Abdichtung angebracht. Die Kesselglieder 1 werden über das Gewinde 9, durch Anziehen einer Mutter 11 auf einer wahlweise federnd ausgeführten Druckscheibe 12, verspannt.
  • Zum Zentrieren der Gesamtanordnung sind die Zugelemente 8 mit ihrem Außendurchmesser auf den Innendurchmesser der Naben 2 abgestimmt. Im Ausführungsbeispiel sind dazu auf dem Mantel des Zugelementes 8 Distanzscheiben 13 angebracht. Diese weisen Durchströmöffnungen oder Aussparungen auf dem Kreisumfang auf, liegen also bevorzugt nur punktuell am Innendurchmesser der Naben 2 an.

Claims (9)

  1. Gliederheizkessel, bestehend aus mindestens zwei Kesselgliedern (1) mit einem Brennraum, Heizgaszügen und Wasserräumen, welche durch Naben (2) miteinander verbunden und mit O-Ringen (7) oder Nippeln im Bereich der Naben (2) abgedichtet sind, sowie wahlweise mit einem Einspeiserohr für Rücklaufwasser und/oder einem Entnahmerohr für Vorlaufwasser im Bereich der Naben (2),
    dadurch gekennzeichnet, dass die Kesselglieder (1) innerhalb der Naben (2) mit mindestens einem durchgehenden Zugelement (8) verspannt sind, welches die Kesselglieder (1) durchgreift und im Bereich der äußeren Naben (2) auf den beiden Außenseiten abgedichtet aufliegt.
  2. Gliederheizkessel nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Einspeiserohr für Rücklaufwasser und/oder mindestens ein Entnahmerohr für Vorlaufwasser jeweils ein Zugelement (8) bilden, welches die Kesselglieder (1) durchgreift.
  3. Gliederheizkessel nach den Ansprüchen 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Einspeiserohr für Rücklaufwasser und/oder das Entnahmerohr für Vorlaufwasser als Zugelement (8) mindestens an einem Ende einen Anschlussstutzen besitzt und mit einem Gewinde (9) am einen und einem Flansch (10) zur Abdichtung am anderen Ende versehen ist.
  4. Gliederheizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Einspeiserohr für Rücklaufwasser und/oder das Entnahmerohr für Vorlaufwasser als Zugelement (8) mindestens an einem Ende ein Gewinde (9) zum Verspannen mit einer Mutter (11), unter Zwischenlage einer Druckscheibe (12) mit Dichtung oder O-Ring oder eine Vorrichtung zur Anbringung einer federbelasteten Druckscheibe (12) mit Dichtung oder O-Ring aufweist.
  5. Gliederheizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Zugelement (8) innerhalb der Naben (2) aus einer Ankerstange mit beidseitigem Gewinde besteht.
  6. Gliederheizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Zugelement (8) innerhalb der Naben (2) aus einer Ankerstange besteht, welche mit einem Gewinde am einen und einer Abkröpfung am anderen Ende versehen ist.
  7. Gliederheizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Zugelement (8) innerhalb der Naben (2) aus einer Ankerstange besteht, welche mit einem Gewinde am einen und einem flanschartigen Teller zur Abdichtung am anderen Ende versehen ist.
  8. Gliederheizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Einspeiserohr für Rücklaufwasser und/oder das Entnahmerohr für Vorlaufwasser konzentrisch zueinander angeordnet sind und ein Zugelement (8) in einer Nabe bilden, und dass ergänzend mindestens ein weiteres Zugelement (8) in einer gegenüber liegenden Zone der Kesselglieder (1) angeordnet ist.
  9. Gliederheizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Zugelemente (8) mit ihrem Außendurchmesser auf den Innendurchmesser der Naben (2) abgestimmt sind und damit die Kesselglieder (1) über mindestens eine Nabe (2) zentrieren.
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