DE2538211C3 - Heizungskessel - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Heizungskessel mit einem von RicMchgasrohren durchsetzten Wasserbehälter und einer Rauchgas- Sammelkammer, in der ein mit dem Wasserbehälter verbundener Zusatzbehälter angeordnet ist

Heizungskessel lassen sich gewöhnlich in zwei Arten einteilen, nämlich solche, bei denen das Wasser ganz oder teilweise in Rohren oder einer Umhüllung auftritt, die außen von den Flammen oder den Rauchgasen bestrichen werden, und die sogenannten Rauchrohroder Rauchgasrohrkessel, bei denen das Wasser in einer Umhüllung enthalten ist, durch die von den Rauchgasen durchströmte Rohre hindurchlaufen. Bei beiden Arten treten die Rauchgase noch mit verhältnismäßig hoher Temperatur in den Abzug ein. Die damit abgeführte Wärmeenergie ist verloren.

Man hat zwar bereits versucht, einen Teil dieser Energie dadurch zurückzugewinnen, daß man in den Abzug einen Wärmetauscher bringt, durch den das Kesselwasser vorgewärmt wird, jedoch beträgt die dadurch erzielte Verbesserung des Wirkungsgrades nur einige Prozent, während die in den Rauchgasen beim Verlassen des Kessels enthaltene Wärmeenergie in der Größenordnung von 20 bis 40% derjenigen liegt, die im Kessel an das Wasser abgegeben wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den wesentlichen Teil der beim Verlassen des Heizungskessels in den Rauchgasen normalerweise enthaltenen Energie zurückzugewinnen.

Diese Aufgabe ist bei einem Heizungskessel der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Zusatzbehälter von infolge Nachverbrennung an den Mündungen der Rauchgasrohre auftretenden Flammen beheizbar ist.

Aus den USA-Patentschriften 20 59 128 und 13 55 686 sind zwar bereits als Rauchgasrohrkessel ausgebildete Dampfkessel bekannt, bei denen sich in einer Rauchgas-Sammelkammer ein mit dem Wasserbehälter des Kessels verbundener Zusatzbehälter befindet, doch nimmt dieser Zusatzbehälter im einen Fall von den Rauchgasrohrmündungen einen so großen Abstand ein, daß er kaum von an den Rauchgasrohrmündungen auftretenden Flammen bestrichen werden kann, während er im anderen Fall zwar dicht genug an den Rauchgasrohrmündungen angeordnet ist, jedoch als kleinvolumiger reiner Dampfüberhitzer nicht von solchen Flammen bestrichen werden kann, ohne Schaden zu leiden. Es ist also im letzteren hall die Feuerung so einzustellen, daß an den Rauchgasrohrmündungen keine Nachverbrennung auftritt Demzufolge wird in beiden Fällen der erfindungsgemäße

is vorteilhafte Effekt nicht erreicht.

Die Erfindung macht sich das Prinzip des sogenannten Bunsenbrenners zu Nutze und insbesondere die dabei einstellbare blaue Flamme, wie sie auch bei Schweißbrennern zu finden ist und die sehr energiereich ist. Eine solche Flamme bildet sich nur unter besiimmten Bedingungen, so z. B. bei zusätzlicher Luftzufuhr, am Ende eines Rohres, wenn an dessen anderem Ende eine Verbrennung irgend eines festen, flüssigen und/oder gasförmigen Brennstoffes stattfindet

Der Erfindung liegt die Beobachtung zugrunde, daß bei Rauchgasrohrkesseln die normalerweise die Rauchgasrohre mit einem Abgasstutzen verbindende Rauchgas-Sammelkammer häufiger Beschädigungen aufweist, die auf eine Flammeneinwirkung hindeuten. Durch die Erfindung wird diese bislang nur sporadisch aufgetretene und als störend empfundene Nachverbrennung bewußt herbeigeführt und im Sinne der gestellten Aufgabe genutzt

Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten der Erfindung an. Nachfolgend ist ein entsprechendes Ausführungsbeispiel anhand der Figuren beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Miitellängsschnitt durch einen stehenden Heizungskessel, etwas schematisiert,

■»o Fig. 2, Fig. 3 und Fig. 4 je einen Querschnitt entsprechend der Linie H-II, IJH-III ty-d IV-IV in F i g. 1.

Der dargestellte Heizungskessel hat an seinem unteren Ende eine Brennkammer t, umgeben von einer doppelwandigen Umhüllung 2, deren Zwischenraum 3 Kesselwasser enthält. Dieser Zwischenraum 3 steht in Verbindung mit dem eigentlichen Heizungskessel 4, der in diesem Beispiel zylindrisch ausgebildet ist. Mit la—Ie sind die weiteren Elemente der Kesselfeuerung bezeichnet, die in diesem Falle als Kohlenfeuerung ausgebildet ist, nämlich die Brennkammertür la, der Rost Ib,die Feuerbrücke leder Aschenraum ldund die Aschenraumtür Ie. Es versteht sich indessen, daß die Erfindung gleichermaßen auch für Heizungskessel mit anderen Feuerungen geeignet ist.

Die Kreuzschraffur bezeichnet in dem betrachteten Beispiel die auf dem Rost befindliche Kohle, auf der primäre Flammen angedeutet sind. Die Verbrennung erzeugt Gase, die durch die Rauchgasrohre 5 innerhalb des Heizungskessels 4 nach oben strömen. Der Übersichtlichkeit halber sind in F i g. 1 nur zwei solche Rauchgasrohre dargestellt, während bereits Fig.3 deutlich macht, daß erheblich mehr davon auftreten werden.

Bei herkömmlichen derartigen Heizungskesseln mün-

h~> den die Rauchgasrohre in eine Rauchgas-Sammelkammer, die mit dem Abzug in Verbindung steht. Die Aufheizung des Wassers, das durch den Rücklauf-Stutzen 6 zugeführt wird, erfolgt dabei durch die

Rauchgasrohre 5 sowie die Brennkammerwand, durch die das eintretende Wasser zunächst vorgewärmt wird. Beim Verlassen der Rauehgasrohn; 5 haben die Rauchgase noch eine hohe Temperatur, so daß bei genügender Luftzufuhr für eine vollständige Verbrennung des verwendeten Brennstoff» an der Mündung der Rauchgasrohre spontan nach dem Prinzip des Bunsenbrenners Sekundärflammen 7 blauer Färbung auftreten, die eine hohe Wärmeleistung besitzen und in Fig. 1 gleichfalls schematisch dargestellt sind.

Die den Sekundärflammen 7 eigene Wärmeleistung wird erfindungsgemäß zur Heizung bzw. Überhitzung des Wassers ausgenützt, das sich in einem Zusatzbehälter 8 über der Mündung der Rauchgasrohre 5 befindet, der mit dem Heizungskessel 4 kommuniziert. Der Zusatzbehälter 8 ist von einer Umhüllung 9 umgeben, die so dimensioniert ist, daß sich die Flammen 7 frei ausbilden können und ihre Abgase ungehindert Zutritt zu dem üblichen Abgasstutzen 10 finden, wie dies durch gestrichelte Pfeile in F i g. 1 angedeutet ist. Das heiße Wasser verläßt den Zusatzbehälter 8 durch den Vorlauf-Stutzen !1 mit höherer Temperatur als beim Verlassen des Heizungskesseis 4, weshalb man den Zusatzbehäiter auch als Boiler bezeichnen kar..i.

In den Querschnitten der F i g. 3 und 4 erscheint der gezeigte Heizungskessel in herkömmlicher Weise ausgebildet, während Fig. 2 wiederum die Anordnung des Zusatzbehälters 8 in der Umhüllung 9 zeigt. Dieser Behälter hat in dem gezeigten Beispiel die Form eines bikonvex abgeflachten Ballons, um den in ihm auftretenden Druckkräften am besten widerstehen zu können, jedoch kommt gewünschtenfalls auch eine andere Form in Frage.

Bei normalem Betrieb weist der Abgasstutzen 10 eine erheblich niedrigere Temperatur auf als bei einem herkömmlichen Heizungskessel gleicher Leistung unter

ίο der Annahme gleicher Wasseraustrittstemperatur. Dies hängt damit zusammen, daß mit der Erfindung der verwendete Brennstoff 20 bis 30% besser ausgenutzt wird.

Naturgemäß beschränkt sich die Erfindung nicht auf Kessel der gezeigten Form, sondern kann auf sämtliche als Rauchgasrohrkessel ausgebildete Heizungskessel, seien es vertikale oder horizontale, solche mit oder ohne Kesselwasservorwärmung an der Feuerraumwand, solche mit einfachem oder doppeltem Feuerraum, solche mit einfachem oder gemischtem Wasserkreislauf (Frischwasser neben Heizwasser) und solche für beliebige andere Brennstoffe, Anw.idung finden. Im Falle eines Kessels für Zentralheiz'/npsanlagen kann dieser in bekannter Weise an dem Wassereintritt ein Ventil für die Rückführung des Heizungswassers ebenso wie beliebige andere Mischventile, seien es automatische oder handgesteuerte, aufweisen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche;

1. Heizungskessel mit einem von Rauchgasrohren durchsetzten Wasserbehälter und einer Rauchgas-Sammelkammer, in der ein mit dem Wasserbehälter verbundener Zusatzbehälter angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzbehälter (8) von infolge Nachverbrennung an den Mündungen der Rauchgasrohre (5) auftretenden Flammen (7) beheizbar ist

2. Heizungskessel nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzbehälter (8) als Oberhitzer ausgebildet ist.

3. Heizungskessel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzbehälter (8) mit Abstand in einer an die Wand des Heizungskessels (4) anschließenden, mit einem Abgasstutzen (10) verbundenen Umhüllung (9) angeordnet ist

4. Heizungskessel nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet daß der Zusatzbehälter (8) die Form eines bikonvex abgeflachten Ballons aufweist.

5. Heizungskesse! nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftzufuhr der Kesselfeuerung auf eine an den Mündungen der Rauchgasrohre (5) auftretende blaue Färbung der Flammen (7) eingestellt ist.