DE3327354A1 - Heizungskessel - Google Patents

Description

• Heizungskessel
• Die Erfindung betrifft einen Heizungskessel gemäß Oberbegriff des Hauptanspruches.
• Heizkessel der genannten Art sind allgemein bekannt und in Benutzung. Moderne Heizkessel bestehen dabei insbesondere für den niederen und mittleren Leistungsbereich, abgesehen von diversen Konstruktionsvarianten im wesentlichen darin, daß das wasserführende Gehäuse von einem im Durchmesser mehr oder weniger großen Rohr durchgriffen wird, das die Bereiche Umlenkkammer, Heizgaszüge mit im zentrischen Freiraum angeordneter Brennkammer und Rauchgassammelkammer umfaßt. Die Gliederung in Einzelheizgaszüge, gleichmäßig um die Brennkammer herum verteilt, erfolgt dabei in der Regel durch Längsrippenbesatz der Innenwand des Rohres.
• Ganz allgemein und nicht nur bezogen auf dieses moderne Konstruktionsprinzip liegen die heizungs- und strömungsfunktionellen Verhältnisse so, daß im anströmseitigen Bereich der NachschaltheizflSchen hohe Temperaturen, große Gasvolumina und demzufolge entsprechend hohe Strömungsgeschwindigkeiten vorliegen, wobei sich dann zur Abströmseite hin für alle drei Parameter entsprechende Reduktionen ergeben.
• Um die Strömungsgeschwindigkeit trotz abnehmendem Gasvolumens auch im abströmseitigen Bereich zumindest aufrechtzuerhalten, ist es bereits bekannt, in die Heizgaszüge querschnittamindernde Einsätze anzuordnen, womit allerdings die Wärmeübertragung in diesem Bereich nicht verbessert werden kann, die nach wie vor von vorn nach hinten schlechter wird, womit aber in Rücksicht auf die gesamte verfügbateWärmetauschfläche, die praktisch vom das Gehäuse durchgreifenden Rohr dargestellt wird, auch eine ungleichmäßige Beaufachlagung des wasserführenden Gehäuses verbunden ist.
• Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, einen Heizungakessel der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß abströmseitig in den Nachschaltheizflächen der Wrmeflbergsng bei Aufrechterhaltung sngenähert der gleichen StrUmungsgeschwindigkeit erhöht wird und damit die Restwärme der Rauchgase im abstrdmseitigen Bereich besser abgeführt und damit ausgenutzt werden kann.
• Diese Aufgabe ist mit einem Heizkessel der eingangs genannten Art nach der Erfindung durch das im Kennzeichen des Hauptanspruches Erfaßte gelöst, Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich nach den Untersnsprüchen.
• Diese Lösung schließt die Möglichkeiten ein, daß in den anströmseitigen Heizgaszugbereichen also Uberhaupt keine, die Wärmeübertragungsflächen vergrdBernden Elemente vorhanden sind, aber auch die, daß die Dichte der Anordnung oder aber auch die Querschnittsgr5ße solcher Elemente im Anströmbereich zum Abstrdmbereich zunimmt.
• Die Anordnung derartiger, die Wärmeübertragungsfläche vergr5ßernder Elemente ist natürlich zwangsläufig mit einer Querschnittsminderung des Zugquerschnittes verbunden, so daß damit gewissermaßen automatisch auch die Forderung der Aufrechterhaltung zumindest der gleit chen Strßmungsgeschwindigkeit auch in diesem Bereich erfüllt ist.
• Wesentlich ist also die Anordnung wErmeübertragungsflächenvergrößernder Elemente im Abströmbereich und zwar vergrößernd in Bezug auf die anatrömseitige iBrmeübertragungsfläche.
• Diese Maßnahme mit ihren vorteilhaften Folgen fUr eine verbesserte isrmeumsetzung in diesem Bereich ist natürlich auch anwendbar für sogenannte Tief- JqlLls/J Niedertemperaturkessel und zwar unabhängig davon, mit welchen konstruktiven Maßnahmen eine solche Betriebsweise verwirklicht ist. Sind derartige Kessel aus Gründen einer Kondensatverhinderung bzw.
• Unschädlichmachung bspw. zweischalig ausgebildet, so steht nichts entgegen, gasseitig die innere Schale mit entsprechenden, wärmeübertragungsflSchenvergrEBernden Elementen zu besetzen.
• Der erfindungsgemSße Heizkessel wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
• Es zeigt schematisch Fig. 1,2 Draufsichten auf Ausführungsbeispiele von WärmeübertragungaflSchen; Fig. 3 in Seitenansicht eine besondere Ausfuhrungsform; Fig. 4 in Strömungsrichtung gesehen eine weitere Ausführungsform; Fig. 5 das Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 in Seitenansicht und Fig. 6 in Seitenansicht eine weitere Ausführungsform.
• Bei den Ausfflhrungsbeiapielen nach Fig. 1,2, die eine Abwicklung des rohrförmigen, das nicht dargestellte wasserführende Gehäuse durchgreifenden Einsatzes darstellen, sind die den gesamten Übertragungabereich in Strömungsrichtung durchlaufenden Längsrippen mit 4 bezeichnet, wobei jedoch im abströmseitigen Bereich 2 zwischen diesen Rippen 4 weitere Rippen 4' oder gemäß Fig. 2 Warzen bzw.
• Zapfen 4" direkt wärmeleitend auf der gasseitigen Fläche 8 des Einsatzes angeordnet sind, die also auch den Zugquerschnitt reduzieren.
• Die Maßgabe, die wärmeGbertragende Fläche im Anströmbereich 2 zu vergröBern, kann aber auch dadurch erzielt werden, daß man gemäß Fig. 3 die Zwischenrippen 4' bspw. von Null an nach hinten in ihrer Hdhe größer werdend ausbildet.
• Die Ausfflhrungsbeispiele nach Fig. 4 bis 6 nehmen Bezug auf doppelachalige NachschaltheizflSchen, wobei vorab bemerkt sei, daß eine solche Zweischaligkeit konstruktiv in bekannter Weise auf die verschiedenste Art erreicht werden kann, bspw.
• durch einen ggf. ringförmig geteilten Gußeinsatz, durch eine an die wasserseitige Schale 6 angepaßte Blechschale oder durch Rippanprofilleisten, deren Anschlußschenkel die wasserseitige Schale 6 ganz bzw. weitgehend ganz abdecken.
• Sofern Blechschalen oder Blechproiilleisten verwendet werden, sind diese bzw. die Anschlußschenkel der Leisten durch mittels Schweißung hergestellte Wärmeleitbrücken mit der wasserseitigen Schale 6 direkt verbunden.
• Davon ausgehend kann nun die Maßgabe der Obertragungsflächenvergrößerung im Abströmbereich 2 ebenfalls in verschiedener Art verwirklicht werden.
• Abgesehen davon, daß einem Besatz bzw. einer Ausbildung der gasseitigen Schale 6 im Sinne der Fig. 1 - 3 nichts entgegensteht, ist es auch möglich,unter Bezug auf Fig. 4,5 den im Abströmbereich 2 befindlichen Teil der inneren Schale 5 mit Rippen bzw. Wellenfaltungen 5' zu versehen, wobei die Faltungen anströmseitig natürlich geschlossen ausgebildet sein sollten. Die im Anstrdmbereich befindlichen Zuggliederungarippen 4 sind in Fig. 4 gestrichelt angedeutet.
• Mit 9 ist in den Fig. 3 bis 6 die Wand der bspw.
• topfför-migen Brennkammer (ansonsten nicht dargestellt) bezeichnet, die im Freiraum zwischen den Heizgaszügen 1 angeordnet ist. In diesem Zusammenhang sei aber nochmals darauf hingewiesen, daß das Prinzip der Vergr5ßerung der Wermeübertragungsflächen natürlich auch im Abströmbereich eines Heizkessels ganz allgemein auch dann verwirklicht werden kann, wenn die Heizgaszüge nicht unmittelbar auch von der Brennksmmerwsnd 9 mit begrenzt werden, wenn sich also die Heizgaszüge bspw. taschenartig an die Brennkammer anschließen. Selbstverständlich ist es bei einer solchen Heizgaszugausführung bekannt, diese mit wSrmeUbertragungsflächenvergr5ßernden Elementen zu versehen, dies allerdings ohne Differenzierung der Anordnung bezüglich der an-und abströmseitigen Bereiche 3,2 der HeizgaszUge.
• Fig. 6 nimmt ebenfalls Bezug auf eine doppelschalige Ausbildung des gaafflhrenden Teiles eines Heizkessels, wobei die wärmeleitende Verbindung in Form von durch Schweißung erzielter Wärmeleitbereiche 7 von vorn nach hinten gleichbleibend oder nur wenig reduziert angelegt ist und nicht, wie bisher üblich von vorn nach hinten reduziert, so kommt das Ganze dadurch gewissermaßen wieder in Balance, daß durch Anordnung zusStzlicher Rippen 4' od. dgl. wirksamer Elemente im abströmseitigen Bereich 2 zusätzlich Wärme aufgenommen wird, die einer Kondensatbildung bei Betrieb im Nieder-bzw. Tieftemperaturbereich entgegenwirkt.

Claims (5)

1. Patentansprüche: S Heizungakessel, bestehend aus einem wasserführenden Gehäuse mit Vor- und Rücklaufanschlüssen und von der Brennkammer zum Rauchgasabzug geführten Heizgaszügen, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t, daß die wärmeUbertragungswirksame Fläche der Heizgaszüge (1) im abatrömseitigen Bereich (2) größer bemessen ist als im davor befind-1i-chensnstrmseitigen Bereich (3) der Heizgaszüge.
2. 2. Heizkessel nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Vergrdßerung der wärmeübertragungswirksamen Fläche im abstrdmseitigen Bereich (2) durch LSngsrippen, Warzen, Zapfen od. dgl. gebildet ist.
3. 3. Heizkessel nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß bei Anordnung von den Gesamtheizgaszugquerschnitt in Einzelzüge gliedernden LSngsrippen (4) von diesen mindestens die halbe Anzahl (4) zur Abströmseite hin mit zunehmender Höhe ausgebildet ist.
4. 4. Heizkessel nach Anspruch 1 und/oder 2, mit doppelschaliger Ausbildung der Trennwand der Heizgaszüge zum wasserführenden Innenraum des wasserführenden Gehäuses, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t, daß die VergröBerung der wärmeübertragungswirksamen Fläche im abströmseitigen Bereich (2) durch auf die gasseitige Schale (5) aufgesetzte Rippen, Warzen, Zapfen od. dgl., bzw. durch Rippen-oder Wellenfaltung (5') der gasseitigen Schale (5) gebildet ist.
5. 5. Heizkessel nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zwischen der gasseitigen und der wasserseitigen Schale (5,6) über dem Anstrdm- und Abströmbereich (3,2) Wärmebrücken(7) gleich bemessen und ausgebildet sind.