DE1679782B1

DE1679782B1 - Heizkessel mit Boiler zur Erzeugung und Speicherung von warmem bzw.heissem Brauchwasser

Info

Publication number: DE1679782B1
Application number: DE19651679782
Authority: DE
Inventors: Hans Viessmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1965-09-30
Filing date: 1965-09-30
Publication date: 1971-01-07
Also published as: FR1508984A; BE687329A; CH455207A; DK113601B; US3404664A; GB1156924A; AT263287B; SE335414B; NO117323B; NL6613639A

Description

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Die Erfindung betrifft einen Heizkessel mit Boiler Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,

zur Erzeugung und Speicherung von warmem bzw. einen Kessel mit Boilerbehälter zu schaffen, bei dem

heißem Brauchwasser, bestehend aus einem im einerseits die Verwendung von korrosionsbeständigen

Kesselgehäuse angeordneten, mit Zu- und Ableitun- Materialien geringer Wandstärke für den Boiler mit

gen versehenen und mit Stützelementen umgebenen 5 vertretbaren Kosten möglich ist und bei dem ands-

dünnwandigen Boilerbehälter aus korrosionsfestem rerseits gleichzeitig die Abstützung des Boilers zur

Material. Derartige Boiler werden beispielsweise im Lagerung des Boilers im Kessel und zur Versteifung

wasserführenden Mantel oberhalb der Brennkammer der umgebenden Kessel- bzw. Gehäusewände heran-

von Heizkesseln untergebracht oder in besonderen gezogen ist, um vom Boiler unabhängige Maßnahmen

Gehäusen, die neben dem eigentlichen Heizkessel i° zur Kesselaussteifung zu sparen. Ferner soll den

oder entfernt davon aufgestellt werden. Im folgenden Anschlußerfordernissen des Boilers mit Rücksicht

soll auf die Anordnung in Heizkesseln Bezug genom- auf seine Abstützung vorteilhaft Rechnung getragen

men werden, ohne damit die Möglichkeit der An- werden.

wendung der Erfindung auf Heizkessel einzuschrän- Diese Aufgabe wird mit einem Heizkessel der ge-

ken. 15 nannten Art dadurch gelöst, daß das Stützgerüst des

Die heute benutzten Boiler haben eine hohe Boilerbehälters aus mindestens einer dem Boiler-Spitzen-, aber eine geringe Dauerleistung gegenüber boden benachbarten, als Stützkappe ausgebildeten Durchlauferhitzern mit großer Dauer- und kleiner Ausprägung der Kesselwandung und aus mindestens Spitzenleistung. Mit Rücksicht auf die Korrosions- einem Stützring gebildet ist, wobei parallel zur Boilersicherheit können derartige Durchlauferhitzer, weil 20 achse, über den Boilerumfang verteilte und die Boilersie relativ wenig Material benötigen, wirtschaftlich wandung berührende Längslaschen angeordnet sind, beispielsweise aus Kupfer oder Nickel/Bronze her- die mindestens mit einem Stützring und/oder der gestellt werden, was sich für Boiler mit ihrem größe- Ausprägung der jeweils benachbarten Kesselwandung ren Materialbedarf mit Rücksicht auf eine ausrei- in fester Verbindung stehen,
chende Wandstärke bisher verbot. 25 Demgemäß besteht also die erfindungsgemäße Lö-

Insbesondere im Hinblick auf die steigende Aggres- sung darin, daß man durch eine besondere Ausbil-

sivität des Wassers in den Kulturländern verbietet dung der Absteifung dem Boilerbehälter in radialer

sich für derartige Boiler einerseits die Verwendung und axialer Richtung einerseits die notwendige

von unlegiertem Stahl wegen der damit verbünde- Druckfestigkeit vermittelt, so daß entsprechend

nen starken Korrosionsgefahr, andererseits steht, 30 dünne Wandstärken benutzt werden können, wo-

wie erwähnt, der Verwendung von korrosions- durch der Materialbedarf für relativ teures, korro-

beständigeren Materialien der hohe Kostenfaktor ent- sionsbeständiges Material reduziert wird und wobei

gegen. zum anderen gleichzeitig die Absteifung zur Lage-

Die hohen Kosten können dadurch reduziert wer- rung des Boilers und zur Aussteifung der benachbar-

den, daß man die Boiler entsprechend dünnwandig 35 ten Kesselwandungen herangezogen sind, gegebenen-

ausbildet und Maßnahmen trifft, um einen solchen falls unter teilweiser Einbeziehung der Kesselwan-

Boiler druckfest zu machen. Es ist beispielsweise durch düngen selbst in die Absteifungsausbildung,

die schweizerische Patentschrift 277 915 und die Dem Boiler selbst wird vorteilhaft zusätzlich durch

französische Patentschrift 780 414 bereits in diesem an sich bekannte Wellungen seiner Wandung eine

Zusammenhang bekannt, derartige Boilerbehälter mit 40 relativ große Steifheit gegen Innen- und Außendruck

Kappen zu versehen, die über die Boilerlänge mit vermittelt, wodurch auch eine gewisse Beweglichkeit

Laschen verbunden sind, so daß sich der Behälter in Längsrichtung und damit Ausgleichsmöglichkeit

gewissermaßen in einem Stützgerüst befindet, in dem derartiger Längsbewegungen gewährleistet ist, was

er begrenzt bewegbar sitzt. Diese bekannte Lösung wegen des damit verbundenen Abblätterns und Lö-

ist zwar geeignet, die Druckfestigkeit eines dünn- 45 sens (Selbstreinigungseffekt) γοη Kesselsteinansätzen

wandigen Behälters zu gewährleisten, sie berücksich- od. dgl. an den inneren und äußeren Boilerwandun-

tigt jedoch nicht die besonderen Verhältnisse und gen erwünscht ist.

Schwierigkeiten, die sich in Verbindung mit einem Die Längslaschen mit den beiden anliegenden

Einbau in einen Kessel ergeben; denn mit der Behäl- Kesselwandunssausprägungen oder mit den geloch-

terabsteifung allein ist es nicht getan, vielmehr sind 50 ten Stahlblechkappen begrenzen somit die möeliche

auch noch die Einbauverhältnisse zu berücksichtigen, Längenausdehnung des Boilers und gewährleisten

die einen weiteren Kosten- und Fertigungsaufwand eine bestimmte Elastizität des Boilermantels bei den

darstellen, und ferner auch die äußeren Druck- zum Teil erheblichen Schwankungen des Inn_endruk-

beanspruchungen, die auf den Boilern ruhen, sofern kes, wenn Brauchwasser ausströmt und der Druck

der Boiler wie im vorliegenden Fall im wasserführen- 55 abfällt .-

den Teil eines Kessels oder eines besonderen Boiler- Die erfindungsgemäße Ausbildung des Kessels und

gehäuses eingebaut sein soll. der Boilerhalterung stellt gewissermaßen ein Korsett

Stützelemente sind auch beim Warmwasserbereiter dar, dessen Stützwirkung sich nicht nur auf den nach dem deutschen Gebrauchsmuster 1 752 161 be- Boilerbehälter, sondern auch auf fesen umgebspc¹; kannt, bei dem es sich um mehrfach ineinander- 60 Kessel- bzw. Gehäusewandungen erstreckt, wobei geschobene Behälter handelt, wobei die stegartigen vorteilhaft durch die erfindungsgemäße Doppelfunk-Stützelemente lediglich als Führungsschienen dienen. tion des Korsetts und die Einbeziehung der Kessel-Ähnliche Stützelemente sind auch nach der USA.- wandungen in dieses Korsett der Kosten- und Ferti-Patentschrift 2 007 426 bekannt, die jedoch nur gungsaufwand selbst bei Verwendung korrosionsbodenseitig den Behälter eines Warmwasserbereiters 65 beständigen Materials für den Boiler in vertretbaren unterfassen bzw. umfassen, aber nicht zur Abstützung Grenzen gehalten ist.

der Behälterwände gegen Innen- und Außendruck Weitere Merkmale im Rahmen der Erfindung sind

beitragen können. in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch den in einen Kesselmantel eingebauten Boiler,

F i g. 2 einen Querschnitt durch den Boiler längs Linie ΙΙ-Π in F i g. 1 und

Fig. 3 und 4 weitere Ausführungsformen des Boilers.

Gemäß Fig. 1 besteht der Boilerbehälter 1 aus einer gewellten, zylindrischen Boilerwandung 2, deren Innenraum durch entsprechende Boilerböden 3, 4 verschlossen ist. Der Boilerbehälter 1 weist im gezeigten Beispiel im Boilerboden 3 eine verschließbare Reinigungsöffnung 5 und Zu- und Ableitungen 6, 7 für das Brauchwasser auf,

Der aus dünnwandigen, korrosionsfesten Blechen ausgeführte an sich bekannte Behälter würde jedoch den an ihn zu stellenden Festigkeitsanforderungen mit Rücksicht auf die verwendeten Wandstärken und mit Rücksicht auf die aufzubringenden Kesselprüfdrücke im Bereich hoher Drücke nicht genügen. Deshalb ist für einen derartigen Behälter eine besondere Versteifungskonstruktion vorgesehen.

Diese Versteifung, die gleichzeitig als Boilerhalterung dient und in die beim gezeigten Ausführungsbeispiel Ausprägungen 8, 8' der benachbarten Kesselwandungen 9,9' mit einbezogen sind, besteht aus zwei Tragelementen, wie Stützringe 10,10' od. dgl., die in geeigneter Weise an den Kesselwandungen 9,9' befestigt sind. Auf den Boilerumfang bzw. Ringumfang verteilt sind Längsachsenil angeordnet, deren Enden mit den Tragelementen in fester Verbindung stehen. Diese Längsachsen 11 sind gegenüber der Boilerwandung konkav profiliert (siehe Fig. 2), wodurch sie einerseits eine größere Steifigkeit erhalten, andererseits aber nur mit einem Bruchteil ihrer Fläche an der Boilerwandung anliegen, so daß diese bei Bewegung in Längsrichtung so wenig wie möglich behindert wird.

Die Einbeziehung der Kesselwandungen 9, 9' in das Stützkorsett erspart nicht nur ein besonderes Halteelement, beispielsweise in bekannter Kappenform, sondern ergibt auch eine vorteilhafte Anbringungsmöglichkeit für die Boileranschlüsse. Sofern nämlich besondere Kappen oder sonstige Zwischenelemente vorgesehen sind, muß für die Anschlüsse der Zwischenraum zwischen Kappen und benachbarten Kesselböden überbrückt werden, wofür besonders Rohrzwischenstücke erforderlich sind.

Derartige Maßnahmen sind bei der vorliegenden Lösung nicht erforderlich. Die Kesselwand 9 wird hierbei mit zwei Öffnungen 12 versehen. Da der Boilerboden 3 unmittelbar an der Ausprägung 8 anliegt, kann er gleichzeitig bei seiner Herstellung mit zwei relativ kurzen Ansatzbunden 13 versehen werden, die die Öffnungen 12 durchgreifen und an die sich dann Anschlußstutzen 14 anbringen lassen.

Um mit Rücksicht auf die Anlage der Ausprägungen 8, 8' an die Boilerböden 3, 4 auch in diesen Bereichen eine Wasserzirkulation zu gewährleisten, ist mindestens einer der Böden mit Kanalausprägungen 15 versehen, wie sie gestrichelt in den F i g. 1 und 2 angedeutet sind. Ebenfalls mit Rücksicht auf die Wasserzirkulation sind die Stützringe 10,10' mit Durchbrechungen 16 versehen.

Das gleiche Prinzip kann auch angewendet werden bei im Kessel vertikal angeordnetem Boiler. Die linke Seite der Anordnung gemäß F i g. 1 bleibt die gleiche, und die Kessel wandung 9 bildet dann die Kesseldecke. Die Längslaschen können bei dieser Ausführungsform direkt an der Kesseldecke befestigt werden, während ihr unteres Ende mit einem Srützxing verbunden ist, der in seiner Profilierung etwa dem Randbereich des Boilerbodens 4 angepaßt ist, um diesen zum Teil unterfassen zu können. :

Will man auf die Kesselwandausprägung selbst verzichten, so können gemäß F i g. 3 unter Beibehaltung von Stützringen und Längslaschen die Boiterböden durch gelochte Stahlblechkappen 17,17'verstärkt werden, die im Bereich der Lochkarten mit den Boilerböden fest verbunden sind. Die Längslaschen haben auch dabei lediglich Verbindung mit den Stützringen, so daß auch hierbei der Boiler mit seinen verstärkten Böden zwischen Stützringen und Längslaschen liegt. Da diese Kappen mit Löchern versehen sind, wird der Wärmeübergang im Bereich der Boilerböden nur unbeträchtlich gemindert.

Gleiches gilt für die Ausführungsform gemäß F i g. 4, bei der die Stahlblechkappen 18,18' fest mit den Stützringen verbunden sind, die untereinander wieder durch Längslaschen in Verbindung stehen. Hierbei ist es auch möglich, die Funktion des Stützringes unmittelbar der Stahlblechkappe 18 und den benachbarten Laschenbereichen zuzuordnen, und zwar in der Weise, daß die Längslaschen unmittelbar, wie in F i g. 4 rechts unten angedeutet, mit der Stahlblechkappe 18 verbunden und bis zur Kesselwandung weitergeführt werden. Der Stützring wird dann gewissermaßen vom Randbereich der Stahlblechkappe gebildet.

Eine weitere Ausführungsform hinsichtlich der Abstützung der Boilerböden insbesondere gegen Außendruck, der bei leerem Boiler wirksam wird, besteht darin, daß die Ausputzöffnung des Boilers auf der einen Seite und die Brauchwasseranschlüsse im gegenüberliegenden Boilerboden angeordnet und mit der benachbarten Kesselwandung fest verbunden werden, wodurch dieser Boden eine feste Halterung bekommt und sich bei Außendruck nicht einbeulen kann.

Claims

Patentansprüche:

1. Heizkessel mit Boiler zur Erzeugung und Speicherung von warmem bzw. heißem Brauchwasser, bestehend aus einem im Kesseteehäuse angeordneten, mit Zu- und Ableitungen versehenen und mit Stützelementen umgebenen, dünnwandigen Boilerbehälter aus korrosionsfestem Material, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützgerüst des Boilerbehälters (1) aus mindestens einer dem Boilerboden (3, 4) benachbarten, als Stützkappe ausgebildeten Ausprägung (8, 8') der Kesselwandung (9, 9') und aus mindestens einem Stützring (10,10') gebildet ist, wobei parallel zur Boilerachse, über den Boilerumfang verteilte und die Boilerwandung (2) berührende Längslaschen (11) angeordnet sind, die mindestens mit einem Stützring (10,10') und/oder der Ausprägung (8, 8'J der jeweils benachbarten Kesselwandung (9, 9') in fester Verbindung stehen.

2. Heizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche der Ausprägungen (8, 8') an den Kesselwandungen (9, 9') kleiner ist als die Fläche der Boilerböd'en (3, 4).

3. Heizkessel nach jedem der Ansprüche 1 und

2, dadurch gekennzeichnet, daß die Längslaschen (11) in bezug auf die Boilerwandung (2) und mindestens in ihrem Anlagebereich an die Boilerwandung konkav profiliert sind.

4. Heizkessel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützringe (10,10') mit Durchbrechungen (16) versehen sind.

5. Heizkessel nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Boilerböden (3, 4) mindestens im Anlagebereich der Ausprägungen (8,8') zum Durchlaß des Heizmediums in Strömungsrichtung verlaufende Kanalausprägungen (15) aufweisen.

6. Heizkessel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der anschlußseitigen Ausprägung (8) der Kesselwandung (9) öffnungen (12) für die Ansatzbunde (13) der Anschlußstutzen (14) angeordnet sind.

7. Heizkessel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Boilerbehälter (1) mit an sich bekannten, quer zur Behälterachse verlaufenden Wellungen versehen ist.

8. Heizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stahlblechkappe (17,17') mit dem ihm benachbarten Stützring fest verbunden ist.

9. Heizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Randbereich der Stahlblechkappe (18,18') gleichzeitig als Stützring ausgebildet ist und fest mit den Längslaschen (11) in Verbindung steht, die bis zu den benachbarten Kesselwandungen (9, 9') durchgeführt sind.

10. Heizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boilerboden (4) im Bereich der Ausputzöffnung und der die Anschlußstutzen (14) enthaltende gegenüberliegende Boilerboden (3) mit den benachbarten Kesselwandungen (9, 9') verbunden ist.

11. Heizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der der Ausputzöffnung gegenüberliegende Boilerboden (4) mindestens in seinem Zentrumsbereich mit der benachbarten Kesselwandung in fester Verbindung steht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen