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Die Erfindung bezieht sich auf einen Heizkessel mit im oberen Kesselbereich
angeordneten Rücklaufwasseranschlußstutzen, der in einem außen an einem Kesselwassermantel
verlaufenden, im unteren Kesselbereich in den Kesselwassermantel mündenden Rücklaufkanal
übergeht, dessen Innenwand von der Außenwand des Kesselwassermantels gebildet ist.
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Bei einer bekannten Heizkesselausführung dieser Art ist oberhalb des
Rücklaufwasseranschlußstutzens der Rücklaufkanal über eine Öffnung im Kesselwassermantel
mit dem oberen Kesselbereich verbunden. Oberhalb dieser Verbindungsöffnung mündet
der Vorlaufwasseranschlußstutzen aus. Leitbleche unterhalb des Vorlaufwasseranschlußstutzens
und oberhalb des Rücklaufwasseranschlußstutzens dienen zur örtlichen Verengung des
Durchlaufquerschnittes des Kesselwassermantels und des Rücklaufkanals. Hierdurch
soll eine Injektorwirkung erzeugt werden, mit deren Hilfe etwas Kesselwasser dem
Rücklaufwasser zur Temperaturanhebung beigemischt werden soll. Die aus einer Drosselung
der Wasserströmungen im Kessel und im Rücklaufkanal und aus der Temperaturdifferenz
zwischen der Temperatur des Vorlaufwassers und des Rücklaufwassers abgeleitete Injektorwirkung
tritt jedoch nicht oder in nur so geringem Maße ein, daß diese für eine wirksame
Temperaturanhebung des Rücklaufwassers nicht ausreicht.
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Bei einer anderen bekannten Heizkesselausführung ist es zur Anhebung
der Temperatur des Rücklaufwassers bekannt, das Rücklaufwasser über ein Tauchrohr
in den unteren Kesselbereich zu führen. Das Rücklaufwasser steht jedoch bei dieser
Ausführung mit dem Kesselwasser nur für eine kurze Zeit über das Tauchrohr in Wärmeaustausch,
die nicht ausreicht, um eine nennenswerte Aufwärmung des Rücklaufwassers herbeizuführen.
Insbesondere werden bei dieser Aufwärmung durch reinen Wärmeaustausch die Kernbereiche
der Rücklaufwasserströmung nicht ausreichend erfaßt.
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Schließlich ist eine Heizkesselausführung bekannt, bei der der Rücklaufwasseranschlußstutzen
im oberen Kesselbereich in einen besonderen, mit dem Kesselwasser in Wärmeaustausch
stehenden Rücklaufkanal übergeht, welcher mit dem Kesselinnenraum über Öffnungen
verbunden ist. Eine Einführung des Rücklaufwassers in den oberen Kesselbereich vermeidet
zwar Schwitzwasserbildungen, jedoch wird durch das Eintreten des Rücklaufwassers
in die heißeste Kesselzone die interne Kesselwasserzirkulation gestört bzw. weitgehend
unterbunden.
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Ausgehend von einer Heizkesselausführung der eingangs genannten Art
liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Rücklaufwasservorwärmung zu schaffen,
welche bei baulich einfacher Kesselausgestaltung eine Unterkühlung des Heizkessels
mit der Folge der Bildung von Schwitzwasser im unteren Kesselbereich wirksam ausschließt
und dabei störungs- und wartungsfrei arbeitet.
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Zu diesem Zweck ist der Heizkessel nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet,
daß der Kesselwassermantel entlang dem Rücklaufkanal Öffnungen aufweist, durch die
wegen der Saugwirkung der Rücklaufströmung zur Einmündung des Rücklaufkanals in
den Kesselwassermantel nur Kesselwasser strömt. Der Rücklaufkanal kann sich dabei
über den gesamten Kesselwassermantel erstrecken oder auch in mehrere parallele Teilkanäle
aufgeteilt sein.
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Bei dem Heizkessel nach der Erfindung wird die sich aus der Geschwindigkeit
des zurückströmenden Rücklaufwassers im Rücklaufkanal gebildete zum Kesselwasser
bestehende Druckdifferenz zum Ansaugen von Kesselwasser in den Rücklaufkanal ausgenutzt
mit deren Hilfe so viel Kesselwasser dem Rücklaufwasser vor dessen Eintritt in den
unteren Kesselbereich beigemischt wird, daß das Rücklaufwasser bei seinem Eintritt
in das Kesselwasser eine so starke Aufwärmung erfahren hat, daß die Bildung von
Schwitzwasser im unteren Kesselbereich sicher ausgeschlossen ist.
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Zwei Ausführungsbeispiele des Gegenstands der Erfindung sind in der
Zeichnung näher veranschaulicht, es zeigt F i g. 1 eine schematische Darstellung
eines Heizkessels für Warmwasserbetrieb nach der Erfindung im Schnitt, F i g. 2
eine Darstellung ähnlich F i g. 1 eines für Niederdruckdampfbetrieb vorgesehenen
Heizkessels. Der in F i g. 1 dargestellte Heizkessel weist einen im Schnitt kreisförmigen
Kesselwassermantell auf, in dem ein für Ölfeuerung vorgesehener Brennraum 2 außermittig
auf den Kesselboden zu verlegt angeordnet ist. Der so begrenzte Kesselinnenraum
3 ist mit Wasser gefüllt, das nach Aufwärmung über eine nicht dargestellte Vorlaufleitung
einer Verbraucherstelle zugeführt wird. Am oberen Bereich des Kessels ist ein Rücklaufwasseranschlußstutzen
4 vorgesehen, der in zwei zur vertikalen Mittelebene 5 symmetrisch angeordnete Rücklaufkanäle
einmündet. Diese Rücklaufkanäle 6 sind entlang der Außenfläche des Kesselwassermantels
1 verlaufend angeordnet, wobei der Kesselwassermantell zugleich die Innenwand
der Rücklaufkanäle 6 bildet, so daß von dem im Kesselinnenraum 3 vorhandenen heißen
Wasser ein Wärmeübergang an das den eingezeichneten Pfeilen entsprechend zurückfließende
Rücklaufwasser erfolgt. In. dem Kesselwassermantel 1 sind Aussparungen 7 vorgesehen,
die eine Verbindung zwischen dem Kesselinnenraum 3 und den bis in den unteren Kesselbereich
gezogenen Rücklaufkanälen 6 bilden. An Stelle der Anordnung der Rücklaufkanäle 6
außen am Kesselmantel 1 können diese auch an der Mantelinnenfläche entlang geführt
sein. Der Kesselwassermantell ist mit zusätzlichen Öffnungen 8 versehen, die, den
jeweiligen Erfordernissen entsprechend, in vorbestimmtem Abstand angeordnet und
in entsprechender Größe ausgebildet sind und ein genau dosiertes Beimischen heißen
Kesselwassers zu dem kühleren Rücklaufwasser gestatten, so daß beim Eintritt des
Rücklaufwassers mit beigemischtem Kesselwasser in den Kesselraum 3 die Kesselwassertemperatur
nahezu erreicht ist. Hierdurch ist eine Anhebung der Rücklaufwassertemperatur möglich,
die auch in extremen Fällen eine Unterkühlung im unteren Kesselbereich ausschließt
und eine Schnellaufheizung begünstigt. Bei der Anordnung der Rücklaufkanäle am Kesselwassermantel
erfolgt eine Aufwärmung zusätzlich durch Wärmebestrahlung, so daß unter Verminderung
der Strahlungsverluste des Kessels dessen Wirkungsgrad verbessert wird.
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Bei der in F i g. 2 dargestellten Ausführung eines Kessels für Niederdruckdampfbetrieb
schließt sich an der Oberseite des im Schnitt kreisförmigen Kesselteiles ein an
sich bekannter Dampfsammelraum 9 oder Dampfdom an, der mit dem Kesselinnenraum 3
über Öffnungen 10 in Verbindung steht. Die Teilkanäle 6' sind bei dieser Ausführungsform
an der Wandung
des Sammelraumes 9 entlang geführt und setzen sich
bis in den unteren Bereich des Kessels fort. Hier wird in ähnlicher Weise wie beim
Heizkessel für Warmwasserbetrieb das rückfließende Kondensatwasser, das durch die
eingezeichneten Pfeile angedeutet- ist, durch Wärmeaustausch und Beimischung in
seiner Temperatur so weit angehoben, daß auch hier die Rücklauftemperatur-die Kesselinnentemperatur
beim Eintritt des Rücklaufens in den Kessel nahezu erreicht hat.
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Die Rücklaufkanäle 6 bzw. 6' können sich über den gesamten Kesselwassermantel
erstrecken, so daß die Temperaturen am Kesselwassermantel 1 in allen Querschnitten
gleich ist und Wärmespannungen vermieden sind. Gleichzeitig erfolgt dadurch eine
weitgehende Verwertung der Wärmestrahlung. In Fällen, in denen die Betriebsbedingungen
des Kessels eine derartige Dimensionierung nicht zulassen, kann der Rücklaufkanal
auch in mehrere parallele Teilkanäle aufgeteilt sein. Heizkessel nach der Erfindung
können in liegender oder stehender Bauweise, in Schweißkonstruktion oder als Gußgliederkessel
aufgeführt werden und auch einen ovalen oder eckigen Querschnitt haben.