DE2325497A1

DE2325497A1 - Kessel, insbesondere gasbeheizter zentralheizkessel

Info

Publication number: DE2325497A1
Application number: DE2325497A
Authority: DE
Inventors: Gerardus Johannes Giesen
Original assignee: BEONDU AG
Current assignee: BEONDU AG
Priority date: 1972-05-23
Filing date: 1973-05-19
Publication date: 1973-12-06
Also published as: FR2185777A1; ES415016A1; GB1410095A; LU67646A1; BE799751A; FR2185777B1; JPS4949236A; CH566531A5; ATA448073A; ZA733398B; IT985131B; US3857367A; NL7206921A

Description

Wuppertal, den 18. Mai 1973 11/w

P at entanmeldung

Anwaltsakte Nr. 5198

BEOMDU A. G. » Vaduz (Liechtenstein)

Kessel, insbesondere gasbeheizter Zentralheizkessel

Die Erfindung bezieht sieh auf einen Kessel, insbesondere einen gasbeheizten Zentralheizkessel*

Ein solcher Kessel, der insbesondere dazu bestimmt ist, in Wohneinheiten, also auch in schon bestehenden Wohnungen* angeordnet zu werden, soll einer Anzahl Anforderungen entsprechen.

Zunächst ist es wichtig, daß der Kessel' preiswert geliefert werden kann. Des weiteren soll seine Wartung einfach, sein Gewicht gering und seine Ausführung kompakt und möglichst symmetrisch sein; dies besonders im Hinblick auf die verschiedenartigen Einbaumöglichkeiten im Wohnungsbau, bei dem der verfügbare Raum, sowohl was die Abmessungen als auch die Form betrifft, stark varriiert. Die einfache und schnelle Wartung ist überdies auch ein wichtiger Punkt bei der Anordnung eines solchen Kessels in Privatwohnungen.

Die Erfindung schafft nunmehr -einen. Kessel, der allen vorgenann-

ORlSlNAL INSPECTED

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ten Bedingungen entspricht. Der erfindungsgemäße Kessel ist gekennzeichnet durch ein oder mehrere Flammrohre, die jeweils beidseitig von parallelgeschalteten Rohren für ein zirkulierendes, wärmeübertragendes Medium, z. B. Wasser, begrenzt werden, wobei die Trennwände zwischen Flammrohr und Wasserrohren durch aus einer Aluminiumlegierung einstückig gegossene Elemente gebildet werden, deren eine Seite einen zusammensetzenden Teil des

-■-.'■·.■.■- . - - · ' ■ ■ I Flammrohres und deren andere Seite einen zusammensetzenden Teil des Wasserrohres bildet.

Bei einer Einzug-Ausführung ist der Kessel daher versehen mit einem einzigen Zentralflammrohr und mit zwei Rohren für ein wärmezirkulierendes Medium.

Bei den bisher bekannten Kesseln werden die Kesselelemente oder -glieder aus Gusseisen oder Stahl hergestellt,.wobei man beim Gießen zur Bildung der Rohrhohlräume Kerne benutzt. Abgesehen davon, daß man dadurch in der Formgebung der verschiedenen Rohre beschränkt ist, weil man darauf Rücksicht nehmen muß, daß die dabei benutzten Kerne wieder gelöst werden können, ist es mög-. lieh, daß Sandfeste des Kerngußverfahrens in den Wasserrohren zurückbleiben und sich später nicht mehr entfernen lassen. Dadurch, daß man erfindungsgemäß die dafür in Betracht kommenden zusammenzusetzenden Teile des Kessels derart ausbildet, daß eine,, Seite dieser Teile einen zusammensetzenden Teil eines Flammrohres und die andere Seite einen zusammensetzenden Teil,eines Wasserrohres bildet, kann man die Wasserrohre und Flammrohre, _:

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mit einem Minimum an Gießkosten weitgehend, der in jedem Punkt gewünschten Wärmeübertragung anpassen. Die so hergestellten Elemente können später durch Verschweißen unter Bildung von Flammrohren und Wasserröhren miteinander verbunden werden. Vor dem Verschweißen sind jedoch alle Flächen derart zugänglich, daß jede beliebige Nachbearbeitung, z. B. zum Erreichen eines auf den gewünschten Wärmeaustausch gerichteten Rauhheitsgrades, durchgeführt werden kann. Das Gußverfahren ohne.Kerne eignet sich besonders für die Herstellung von Kesselelemten aus Leichtmetall, z. B. einer Aluminiumlegierung, die einen größeren Wärmeaustausch gewährleisten als eine aus Gußeisen oder ,Stahl hergestellte Trennwand zwischen einem Flammrohr und einem Wasserrohr.

Gemäß einer näheren Ausgestaltung der Erfindung können daher an jedem das Flammrohr begrenzenden Element an der Flammrohrseite Vorsprünge vorgesehen sein, deren Form und Anordnung auf die maximale Wärmeübertragung in einer Flammzone unmittelbar über einem Brennerbett bzw. in einer über der Flammzone liegenden Verbrennungsgaszone gerichtet sind.

So kann gemäß der Erfindung jede Flammrohrwand in, der Flammzone völlig mit pyramidenförmigen Vorsprüngen und in der Gaszone mit fingerförmigen Vorsprüngen besetzt sein, welch letztere gemäß einem Muster seitlich versetzter Horizontalreihen geordnet sind und sich bis zur Mitte des Flammrohres erstrecken. Weil diese Finger einander in der Mitte des Flammrohres berühren

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und quer zur Gasströmungsrichtung versetzt angeordnet sind, werden die Verbrennungsgase gezwungen, eine Labyrinthstrecke zu bilden, wobei Turbulenz auftritt, die eine gute Wärmeübertragung fördert.

Es zeigt sich, daß es bei dem erfindungsgemäßen Kessel z. B. möglich ist, -bei einer Flammtemperatur von etwa 1200 C eine Gastemperatur in dem Schornstein von weniger als 200 C zu erreichen..

Bei dem erfindungsgemäßen Kessel können die Finger im Querschnitt rautenförmig sein, wobei das Verhältnis der Diagonalen zwischen 1 : 2 und 1 : 4 liegt und vorzugsweise 1 : 3 ist. Die Finger können weiter mit der langen Diagonale in Strömungsrichtung stehen und in jeder Horizontalreihe mit einem gegenseitigen Abstand oder einer Teilung angeordnet sein, der bzw. die etwa der Länge der kurzen Diagonale gleich ist, wobei die Finger aufeinanderfolgender Reihen jeweils über etwa den Teilungsabstand versetzt sind.

Auch können sich die Finger, um ein gutes Lösen der Gußkörper aus der Gießform zu gewährleisten, von der Flammrohrwand zur Mitte hin, z, B. in einem Verhältnis 102/100, leicht verjüngen, wobei die-Länge der großen Diagonale am schmaleren Ende etwa ^λ 1/10 der Fingerlänge beträgt.

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Gemäß der Erfindung kann jede Flammrohrwand an der Wasserrohrseite mit einem System aus sich im wesentlichen horizontal erstreckenden Wänden gleicher Höhe versehen sein, die mit darauf befestigbaren Kesselwänden einen labyrinthförmigen, sich über praktisch die ganze Flammrohrwand erstreckenden Wasserkanal begrenzen.

Dabei kann erfindungsgemäß bei dea parallelgeschalteten Wasserrohren der Wassereinlass in halber Höhe erfolgen und die Wasserstrecke derart gewählt sein, daß das einströmende Wasser zunächst abwärts und sodann über eine Ziekzackbahn hoch^geführt wird.

Der erfindungsgemäße Kessel ist konstruktiv äußerst einfach: besteht nämlich aus einer geringen Anzahl, z. 1, aus vier Elementen; er hat eine geringe Breite und es genügt dabei eine zige Reihe Brenner, die zu Wartungszwecken äußerst einfach zugänglich sind. Trotzdem ist der Wirkungsgrad se,hr hoch durch die Anwendung von einem eine hohe Wärmeübertragung gewährlei^ stenden Leichtmetall und durch eine durch das spezifische zu befolgende Gußverfahren ermöglichte optimale Besetzung der Flammrohr- und Wasserrohrwände mit auf hohen Wärmeaustausch ge richteten Elementen, wobei die geschlossenen Kanäle durch äuße re Schweißbearbeitungen gebildet werden.

Durch die vollkommen symmetrische Ausführung des Kessels läßt sich dieser bei der Montage dem für ihn verfügbaren Raum gut anpassen.

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Bei einer Einzug-Ausführung des erfindungsgemäßen Kessels mit Kesselabmessungen von 60 χ 30 χ 22 cm kann eine Kapazität von 30000kcal/Stunde erreicht werden. >

Zur Klarstellung der Erfindung wird unter Hinweis auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel des Kessels beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht des Kessels (teilweise aufgebrochen und mit dem oberen Teil zum Betrachter geneigt dargestellt) und - - '

Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie II - II in Fig, 1, ■

Gemäß der Zeichnung (insbesondere nach Fig. 2) ist der Kessel im wesentlichen aus vier Elementen zusammengesetzt, die jeweils zu zweit spiegelbildlich zueinander aufgestellt sind. Diese Elemente sind äußere Abdeckplatten 1 und 2, zwischen denen symmetrisch aufgestellte Elemente 3 und 4 angeordnet sind.

Die aus Leichtmetall hergestellten Elemente 3: und 4, bilden Trennwände zwischen einem Zentrstlflaimmrohr 3 und zwei Wasser-', rohren 6 und 7.

Die untere Hälfte des Flammrohres β bildet eine Flammzone und darüber befindet sich eine Verbrennungsgaszone 9. In der Flammzone 8 sind die Wände des Flammrohres völlig mit pyramidenförmigen Vorsprüngen 10, 10' besetzt,, während sich in der Verbren-

nungsgaszone von jedem Element 6, 7 fingerförmige ν Vorsprünge 11, 11* zueinander hin erstrecken.

Die fingerförmigen Vorsprünge 11, 11' sind auf den betreffenden Flammrohrwänden gemäß einem Muster quer zu der Verbrennungsgasbewegung erstreckender Reihen angeordnet, wobei die Finger in zwei aufeinanderfolgenden Reihen jeweils etwa entsprechend dem Teilungsabstand in jeder Reihe zueinander versetzt sind. Wie insbesondere aus der Perspektivansicht (Fig. 1 oben) hervorgeht, sind die Finger im Querschnitt rautenförmig, wobei sich die lange Diagonale der Raute vertikal, also in Richtung der Verbrennungsgasströmung erstreckt. Der gegenseitige Abstand zwischen den Finger 11 und 11'- in jeder Reihe, also die Teilung, ist etwa der Länge der kurzen Diagonale gleich und die Finger 11 der abgebildeten oberen Reihe sind horizontal über diesen Teilungsabstand versetzt in bezug auf die Finger 11 in der darunter liegenden Horizontalreihe.

Die Finger 11 und 11' berühren einander in der Mitte des Flammrohres.

In den Wasserrohren 6 und 7 erstrecken sich Wände 12, die den Elementen 3 und 4 fest angeformt sind. Zusammen mit den Abdeckplatten 1und 2 umschließen die Wände einen labyrinth- oder zick-zack-artig verlaufenden Wasserkanal, in dem das Wasser im wesentlichen von unten nach oben gestaut wird. Die Zufuhr des Wassers erfolgt in der abgebildeten Ausführungsform über

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Einlasse 13» etwa in halber Höhe des Kessels, so daß es zunächst abwärts geführt wird und sodann der Schlängelbahn aufwärts folgt, wie mit den Pfeilen ¥ in Fig. 1 veranschaulicht ist. _N

Die Wasserzufuhr kann über ein T-Stück erfolgen. Unter dem Kessel erstreckt sich ein Brenner 14.

Es ist selbstverständlich, daß bei nichtgasbeheizten Kesseln auch der. Boden wassergekühlt ausgeführt werden kann.

Patentansprüche; - 9 -

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Claims

- 9 Patentansprüche;

Kessel, insbesondere gasbeheizter Zentralheizkessel, gekennzeichnet durch ein oder mehrere Flammrohre, die jeweils beidseitig von parallelgeschalteten Rohren für ein zirkulierendes* wärmeübertragendes Medium, | z. B* Wasser, begrenzt werden, wobei die Trennwände zwischen ; Flammrohr und Wasserrohren durch aus einer Aluminiumlegie- J rung einstückig gegossene Elemente gebildet werden, deren

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eine Seite einen zusammensetzenden Teil des Flammrohres und- j

deren andere Seite einen zusammensetzenden Teil des Wasser- j rohres bildet.
2. Kessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem das Flammrohr begrenzenden Element an der Flammrohrseite Vorsprünge vorgesehen sind, deren Form und Anordnung auf die maximale Wärmeübertragung in einer Flammzone unmittelbar über einem Brennerbett bzw. in einer über der Flammzone liegenden Verbrennungsgaszone gerichtet sind.
3. Kessel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Flammrohrwand in der Flammzone völlig mit. pyramidenförmigen Vorsprüngen besetzt ist.

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4. Kessel nach Anspruch 2 oder 3, dadurch g e -

k e η η ζ ei c h η e t , daß Jede Flammrohrwand in der Verbrennungsgaszone mit gemäß einem Muster seitlich versetzter Horizontalreihen geordneten, sich Ms zur Mitte des Flammrohres erstreckenden fingerförmigen-Vorsprüngen Taesetzt ist. _> .■■■"·'
5. Kessel nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Finger im Querschnitt rautenförmig sind und daß das Verhältnis der Diagonalen zwischen 1:2 und 1 : 4 liegt und vorzugsweise 1 : 3 ist.
6* Kessel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Finger mit der langen Diagonale in Strömungsrichtung stehen und in jeder Horizontalreihe mit einem gegenseitigen Abstand oder einer Teilung angeordnet sind, der bzw. die etwa der Länge der kurzen Diagonale gleich ist, wobei die Finger aufeinanderfolgender Reihen jeweils über etwa den Teilungsabstand versetzt sind.
7. Kessel nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß sich die Finger von der Flammrohrwand zur Mitte hin, z. B. in einem Verhältnis 102/100 leicht verjüngen, wobei die Länge der großen Diagonale am schmaleren Ende etwa 1/10 der Fingerlänge beträgt.

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8. !fessel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Flammrohrwand an der Wasserrohrseite mit einem System aus sich im wesentlichen horizontal erstreckenden Wänden gleicher Höhe versehen ist, die mit darauf befestigteren Kesselwänden einen labyrinthförmigen, sich über praktisch die ganze Flammrohrwand erstreckenden Wasserkanal begrenzen,
9. Kessel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei den parallelgeschalteten Wasserrrohren der Wassereinlaß in halber Höhe erfolgt und daß das einströmende Wasser zunächst abwärts und sodann über eine Zickzackbahn hocfck_geführt wird.

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