LU85751A1 - Heizungskessel - Google Patents

Description

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Heizungskessel

Die Erfindung betrifft einen Heizungskessel gemäß Oberbegriff des Hauptanspruches.

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Heizungskessel der genannten Art sind allgemein bekannt. Aus Gründen der Energieeinsparung sind heute in der Regel für eine Betriebsweise im sogenannten « Nieder- und Tieftemperaturbereich die Heizkessel da für speziell gestaltet. Wie sich mittlerweile gezeigt hat, führt dies einerseits zwar zu den gewünschten Energieeinsparungen, und diese Kessel sind auch weitgehend kondensatsicher, andererseits ergibt sich aber eine besondere abzugsseitige Problematik.

Wenn man den vollen Nutzen der Niedertemperatur- und Tieftemperaturkessel im Hinblick auf niedrige Abgastemperaturen in Anspruch nehmen will, wäre es, wie die Erfahrungen gezeigt haben, von Vorteil, wenn man unter den jeweils gegebenen Bedingungen auf die Ab-; gastemperatur Einfluß nehmen könnte.

Wenn eine ausreichend große Wärmeabnahme durch die Heizung und Warmwasserbereitung erfolgt, sich ausreichend lange Laufzeiten für den Brenner ergeben, und außerdem die installierte Kesselleistung nicht zu groß ist, kann man den Kessel ohne weiteres mit ! s - 5 - den vorgesehenen niedrigen Abgastemperaturen laufen lassen und hat einen optimalen Wirkungsgrad. Der Schornstein erhält dann auch ausreichend Wärme und auch die Heizfläche der Kessel, insbesondere die Heizgaszüge heizen sich genügend auf. Wenn jedoch die Wärmeabnahme geringer ist, wenn also bspw. die Bewohner eines Hauses, um Heizenergie zu sparen, die Heizkörperventile zudrehen oder drosseln, erge-* ben sich kürzere BrennerlaufZeiten, wodurch der . Schornstein nicht genügend Wärme erhält und evtl.

auch die Heizflächen sich nicht genügend aufheizen.

Durchnässungsgefährdungen des Schornsteins in Verbindung mit oben genannter Betriebsweise können aber auch auftreten, wenn dieser nicht ausreichend isoliert ist oder wenn eine relativ lange Distanz zwischen Kessel und Schornsteinanschluß, d.h. ein langes Abzugsrohr vorliegt.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, durch einfache Maßnahmen am Kessel dafür sorgen zu können, daß sich in kritischen Betriebsphasen, d.h. bspw. bei relativ kurzen Brennerlaufzeiten, auch dann möglichst schnell ausreichend hohe Gastemperaturen ergeben.

Diese Aufgabe ist an einem Heizkessel der eingangs genannten Art nach der Erfindung durch die im Kenn- - 6 - 4 *-

Zeichen des Hauptanspruches angeführten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und praktische Ausführungsformen ergeben sich nach den jeweiligen ünteransprüchen.

Grundsätzlich ist also mit dieser Lösung die Möglichkeit geschaffen/ die Brennkammer nicht von vornherein im Bereich des Dämmblockes, d.h. an * ihrem hinteren Ende mit zusätzlichen und von vorn herein offenen Abströmöffnungen zu versehen, sondern die für eine höhere Abgastemperatur sorgenden Öffnungen mit ausreichend großem Querschnitt in Anpassung an die jeweiligen Verhältnisse einfach öffnen zu können. Diese Möglichkeit, die keine wesentliche Veränderung am Kessel erfordert, ist insofern von großer Bedeutung, da sich herausgestellt hat, daß man ohne solche Zusatzeinrichtungen nicht in der Lage ist, mit der an sich wünschenswerten, relativ niedrigen Abgastemperatur moderner öl/gas-gefeuerter Kessel grundsätzlich zu operieren. In jahreszeitlichen Übergangszeiten, d.h. bei sehr kurzen Brennerlaufzeiten von nur :ca. 4-5 Minuten, erhält der Schornstein Abgase mit Temperaturen in der Größenordnung von nur ca. 100° C. Das System der Heizkessel mit seinen Heizflächen muß sich aber vollständig aufgeheizt haben und im Beharrungszustand sein, und es dauert etwa eine halbe Stunde, bis sich die maximale Abgastemperatur einstellt, - 7 - d.h. also die vorgesehene Abgastemperatur für den Normalbetrieb. Je kürzer die Laufzeit des Brenners " jedoch ist, desto niedriger ist die Abgastempera- tur. Wenn der Kessel bspw. zu groß ausgelegt ist, oder zu stark Heizenergie eingespart wird, dann kann die Wärmeabnahme so gering sein, daß die Bren- Λ ner nicht zu den notwendig längeren Laufzeiten kommen und sich nur kurzzeitig einschalten. Dann wer-* den aber selbst bei einem Tieftemperaturkessel ggf.

sogar die Heizflächen feucht und vor allen Dingen durchfeuchten die Schornsteine. So gesehen ist es von wesentlicher Bedeutung, Kessel dieser Art mit solchen einfachen Zusatzeinrichtungen zu versehen, die gewährleisten, daß sich bei Anlauf des Brenners eine höhere Temperatur einstellt und dann, wenn sich das ganze System aufgeheizt hat, d.h. wenn sich der Kessel im Beharrungszustand befindet und die vorgesehene Abgastemperatur erreicht hat, der Kessel wieder umgeschaltet wird.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung kann ein gewisser Teil der Heizgase, ohne den vorderen ümlenkrand der Brennkammer passieren zu müssen, direkt in den bzw. die betreffenden unteren Heizgaszüge gelangen, d.h., diese Heizgase kühlen sich natürlich nicht so stark ab wie der Teil der Heizgase, die die Heizgaszüge auf volle Länge durchströmen müssen. Damit ist eine Erhöhung der Abgastemperatur, wie sich gezeigt - 8 - hat, ohne weiteres ebenfalls möglich. Weitere Einzelheiten dazu werden noch näher erläutert, Öffnungen in Brennkammern sind zwar bekannt (DE-PS 30 25 651 und DE-GM 80 13 368), in beiden Fällen haben diese Öffnungen aber keinen entfern- bzw. öffenbaren Verschluß in dem Sinne, daß nach Entfernung des Verschlusses aufgrund einer entspre- * * chenden Brennereinregulierung die betreffende Öff nung offenbleibt, abgesehen davon, daß die Öffnungen nach der DE-PS vorn an der Brennkammer angeordnet sind und beim Festbrennstoffkessel nach dem DE-GM lediglich dazu dienen, einen Rauchschwallaustritt beim Öffnen zum Nachfüllen der Brennstoffe zu verhindern. Im übrigen handelt es sich dabei nicht um eine Brennkammer im vorliegenden Sinne, sondern um den Füllschacht für die Festbrennstoffe.

Auch bei der Brennkammer nach dem DE-GM 80 02 621 sind Öffnungen an der Brennkammer vorgesehen, diese haben aber keinen Verschluß und sollen lediglich der Verbesserung der CO-Werte im Abgas dienen. Außerdem sind diese Öffnungen so klein, daß damit kein wesentlicher Einfluß auf eine Steigerung der Abgastemperatur im Sinne der vorliegenden Zweckbestimmung genommen werden kann.

Der Heizungskessel, seine praktischen Ausführungs- - 9 - und vorteilhaften Weiterbildungsformen werden nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigt schematisch

Fig. 1 perspektivisch die in einen Heizkessel einsetzbare topfartige Brennkammer;

Fig. 2 einen Schnitt durch die in einen Heizkessel eingesetzte Brennkammer; «

Fig. 3 im Schnitt und in Draufsicht eine andere Ausführungsform;

Fig. 4 im Schnitt und in Draufsicht eine weitere Ausführungsform der Brennkammer;

Fig. 5 im Schnitt und in Draufsicht eine besondere Ausführungsform;

Fig. 6 einen Schnitt durch einen Heizkessel mit der eingesetzten topfartigen Brennkammer;

Fig. 7 einen Detailschnitt durch die bevorzugte Ausführungsform;

Fig. 8 eine Detaildraufsicht auf die Ausführungsform gemäß Fig. 9

Fig. 9 einen Schnitt längs Linie C/C in Fig. 8; \

Fig. 10 einen Schnitt längs Linie D/D in Fig. 7;

Fig. 11 in Ansicht eine andere Ausführungsform und Fig. 12 im Schnitt eine weitere Ausführungsform.

Wie aus Fig. 6 erkennbar, ist die topfförmige Brennkammer 10 in bekannter Weise im Freiraum zwischen den die Heizgaszüge 6 aufgliedernden Längsrippen 7' des Heizungskessels 11 angeordnet und am abzugs - 10 - seitigen Ende mit einem Dämmblock 12 aus feuerfestem Material (bspw. saugverfestigtes Keramikmaterial) versehen.

Gemäß Fig. 1 ist nun im unteren Bereich der Brennkammer 10 die Längsausnehmung 13 angeordnet, die dadurch gebildet wird, daß der Blechzuschnitt lediglich an den zwei Kurzseiten a und einer Längs-* seite b durchgestanzt und dann die ausgestanzte

Blechfläche als Fahne 14 nach Bedarf mehr oder weniger nach außen gebogen wird. Im gleichen Sinne können auch zwei Fahnen 14' ausgestanzt und ausgebogen werden, die dann in einen Zug 6 oder, wie in Fig. 2 dargestellt, in zwei Zügen 6 radial einragen, wobei sich die einragenden Fahnen 14' längs der Heizgaszugrippen 7' erstrecken.

In Fig. 3 ist verdeutlicht, und zwar gestrichelt angedeutet, daß im Bodenbereich der Brennkammer 10 auch mehrere Längsausnehmungen 13 nebeneinander angeordnet werden können.

Ferner ist es möglich, im Sinne der Fig. 4 mehrere entsprechend ausgestanzte Fahnen 14" für eine Längsausnehmung vorzusehen, wobei dann je nach erforderlicher Abgastemperatur eine oder zwei oder alle Fahnen 14" radial nach außen gestellt werden. Eine in “Il - * diesem Sinne gezielte und mögliche Öffnungsbemessung unter Berücksichtigung der Brennereinregulie-- rung und in der Abzugsverhältnisse ist auch da durch gegeben, daß man gemäß Pig. 5 für die Längsausnehmung 13 eine entsprechende verschiebbare Abschirmblende 15, mehr oder weniger die Ausnehmung 13 abdeckend, vorsieht.

„ Die Fig. 7 bis 12 beziehen sich auf weitere Aus führungsformen, bei denen mit denkbar einfachen Ausbildungen und Maßnahmen für eine gezielte Anpassung der Abgastemperatur gesorgt werden kann.

Wie aus Pig. 7 ersichtlich, ist die Brennkammerwand 10' und zwar im unteren Bereich mit mindestens einer Öffnung 16 versehen, die aber durch den Umfangsrand des Dämmblockes 12, der in diesem Palle den Verschluß 17 unmittelbar selbst bildet, verschlossen. Gemäß Fig. 10 sind zweckmäßig mehrere Öffnungen 16, die eine Querschnittsgröße von je- 2 weils etwa mindestens 1 cm haben, in der Brennkammerwand 10' angeordnet. Wenn es nun die jeweili-I gen Verhältnisse bei Einregulierung des Brenners (nicht dargestellt) erfordern, wird der Dämmblock 1 12 einfach im Bereich zunächst nur einer Öffnung 16

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in geeigneter Weise aufgeschnitten bzw. aufgebohrt, und im Bedarfsfall geschieht das Gleiche an mehre-| ren oder allen vorhandenen Öffnungen 16.

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Im Sinne der Fig. 8, 9 und 11, 12 kann eine solche gezielte Öffnungsanlegung auch in anderer Weise erfolgen, bzw. können die dafür notwendigen Vorkehrungsmaßnahmen auf andere Art getroffen werden.

i Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 ist ledig- I lieh die Brennkammerwand 10' im Sinne der Dar- k Stellung mit der Öffnungskontur durchgestanzt, wo bei die Öffnungsstanzfläche 18 an der Stelle 19 mit der Brennkammerwand 10' verbunden bleibt. Ggf.

j können auch gegenüberliegend ein oder zwei schmale, - i j leicht zu durchtrennende Stege 19' stehenbleiben.

Im Bedarfsfall werden dann die Öffnungsstanzflächen 18, wie in Fig. 9 verdeutlicht, einfach nach oben in die Brennkammer 10 hochgestellt.

Je nach den konstruktiven Verhältnissen können die Öffnungen 16 aber auch, wie in Fig. 11 dargestellt, im unteren Bereich des Dämmblockes 12 von vornherein vorgesehen und mit einer geeigneten Blende 20 verschlossen sein, sofern der Dämmblock 12 schwierig zu bohren oder aufzuschneiden sein sollte, was der Fall sein kann, wenn anderes als das genannte Leicht schneid- .oder aufbohrbare Material für den Dämmblock 12 verwendet wird. Die Blende 20 kann dann im Bereich der Öffnungen 16 mit abbiegbaren Fahnen 21 versehen sein.

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Es ist aber auch möglich, derartige Fahnen 21, wie in Fig. 12 verdeutlicht, direkt aus hochgebogenen Teilen der Brennkammerwand 10 zu bilden, die sich normalerweise noch etwas über den Dämmblock 12 hinaus nach hinten erstreckt.

Ferner ist es möglich?unter Berücksichtigung der erforderlichen Erhöhung der Abgastemperatur die Öff-* nungen 16 für das direkte Abströmen ausreichender

Mengen hochtemperaturiger Heizgase, die also noch die Heizgaszüge, sich abkühlend, passieren müssen, dadurch herzustellen, daß man im betreffenden Bereich entweder die Brennkammerwand 10' oder den Dämmblock 12 aufbohrt bzw. aufschneidet, was bedeutet, daß das Material der Brennkammerwand 10* bzw. des Dämmblockes 12 im Bereich der Öffnungen 16 den Verschluß 17 zunächst selbst bildet.

Lediglich orientiert an Fig. 7 ist es übrigens auch ohne weiteres vorstell- und einrichtbar, daß man die vorhandenen Öffnungen 17 auch gezielt dadurch mehr oder weniger freis^tellt, daß man den Dämmblock 12 [ axial unter mehr oder weniger großer Freistellung der Öffnungen 17 mehr oder weniger nach hinten verstellt und in der geeigneten Stellung neu fixiert.

Es geht also bei allen Ausführungsformen grundsätzlich und wesentlich darum, die Brennkammer 10 * i » - 14 - nicht von vornherein im Bereich des Dämmblockes 12, d.h. an ihrem hinteren Ende mit zusätzlichen und von vornherein offenen Abströmöffnungen zu versehen, sondern die für eine höhere Abgastemperatur sorgenden Öffnungen mit ausreichend großem Querschnitt erst in Anpassung an die jeweiligen Verhältnisse öffnen zu können.

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Claims (9)

1. Heizungskessel, bestehend aus einem wasserführenden Gehäuse mit einem eine topfförmige, abström-seitig mit einem Wärmedämmblock versehene Brennkammer und die in eine Rauchgassammelkammer mündenden Heizgaszüge enthaltenden, rohrförmigen Einsatz, dadurch gekennzeich- , net, daß in der dämmblockseitigen Hälfte der Brennkammer (10) mindestens eine Öffnung (16) angeordnet, diese Öffnung (16) mit einem Verschluß versehen und dieser als zu öffnender oder entfernbarer Verschluß ausgebildet ist.

2. Heizungskessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Verschluß in Form einer Längsausnehmung (13) ausgebildet und die Fläche der Ausnehmung (13) in Form mindestens einer aus der Brennkammerwand (10*) abbiegbaren Fahne (14, 14') ausgebildet ist.

3. Heizungskessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Öffnung (16) mit einer einstellbaren Abschirmblende (15) versehen ist.

4. Heizungskessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeic.hne.t , daß der Ver- - 2 - / * Schluß (17) der Öffnung aus dem Dämmblock (12) der Brennkammer (10) gebildet ist.

5. Heizungskessel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Dämmblock (12) in bezug auf die Öffnung (16) verstellbar in der Brennkammer (10) angeordnet ist.

„ 6. Heizungskessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Verschluß « (17) aus der an mindestens einer Stelle (19) mit der Brennkammerwand (IO1) verbunden bleibender Öffnungsstanzfläche (18) gebildet ist.

7. Heizungskessel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Öffnung (16) im Wärmedämmblock (12) angeordnet und der Verschluß (17) für die mindestens eine Öffnung (16) des Dämmblockes (12) in Form einer Blende (20) ausgebildet ist.

8. Heizungskessel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, » daß die Querschnittsfläche der mindestens einen Öffnung (16) mit einer Größe von mindestens 1 cm bemessen ist. 2 - 3 - J *

9. Heizungskessel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Öffnung (16) mit ihrem Verschluß im unteren Bereich der Brennkammer (10) angeordnet ist. * 1 <