DE3327354C2 - - Google Patents
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- DE3327354C2 DE3327354C2 DE19833327354 DE3327354A DE3327354C2 DE 3327354 C2 DE3327354 C2 DE 3327354C2 DE 19833327354 DE19833327354 DE 19833327354 DE 3327354 A DE3327354 A DE 3327354A DE 3327354 C2 DE3327354 C2 DE 3327354C2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H9/00—Details
- F24H9/0005—Details for water heaters
- F24H9/001—Guiding means
- F24H9/0026—Guiding means in combustion gas channels
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
- F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
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Description
Die Erfindung betrifft einen Heizungskessel gemäß Ober
begriff des Hauptanspruches.
Heizungskessel dieser Art sind allgemein be
kannt und in Benutzung. Moderne Heizungskessel bestehen da
bei insbesondere für den niederen und mittleren Lei
stungsbereich, abgesehen von diversen Konstruktionsva
rianten im wesentlichen darin, daß das wasserführende
Gehäuse von einem im Durchmesser mehr oder weniger
großen Rohr durchgriffen wird, das die Bereiche Umlenk
kammer, Heizgaszüge mit im zentrischen Freiraum ange
ordneter 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.
Hierzu ist bspw. auf den Gegenstand des DE-GM
80 13 368 zu verweisen, bei dem es sich allerdings um
einen Festbrennstoffheizungskessel handelt und bei dem der
ringförmige, durch Längsrippen gegliederte Heizgaszug
erst oberhalb einer Ausbrandstrecke ansetzt.
Ganz allgemein und nicht nur bezogen auf dieses moderne
Konstruktionsprinzip liegen die heizungs- und strö
mungsfunktionellen Verhältnisse so, daß im anströmsei
tigen Bereich der Nachschaltheizflächen hohe Temperatu
ren, große Gasvolumina und demzufolge entsprechend hohe
Strömungsgeschwindigkeiten vorliegen, wobei sich dann
zur Abströmseite hin für alle drei Parameter entspre
chende Reduktionen ergeben.
Um die Strömungsgeschwindigkeit trotz abnehmendem Gas
volumens auch im abströmseitigen Bereich zumindest auf
rechtzuerhalten, ist es bereits bekannt, in die Heiz
gaszüge querschnittsmindernde Einsätze anzuordnen, wo
mit 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 verfügbare Wärmetauschfläche, die
praktisch vom das Gehäuse durchgreifenden Rohr darge
stellt wird, auch eine ungleichmäßige Beaufschlagung
des wasserführenden Gehäuses verbunden ist. Hierzu ist
auf die FR-PS 23 20 504 zu verweisen, bei deren Gegen
stand im ringzylindrischen, nicht gegliederten Heizgas
zug ein Rippenband vermutlich nur an einigen Stellen
angeschweißt und offenbar mit schraubenlinienförmigem
Verlauf eingesetzt ist und allein der Erzeugung von in
tensiver Turbulenz dienen soll.
Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde,
einen Heizungskessel der eingangs genannten Art dahinge
hend zu verbessern, daß abströmseitig in den Nach
schaltheizflächen der Wärmeübergang bei Aufrechterhal
tung angenähert der gleichen Strömungsgeschwindigkeit
erhöht wird und damit die Restwärme der Rauchgase im
abströmseitigen Bereich besser abgeführt und damit aus
genutzt werden kann.
Diese Aufgabe ist mit einem Heizungskessel der eingangs ge
nannten Art nach der Erfindung durch die im Kennzeichen
des Hauptanspruches angeführten Merkmale gelöst. Vor
teilhafte Weiterbildungen ergeben sich nach den Un
teransprüchen.
Diese erfindungsgemäße Lösung sieht also vor, daß die
Dichte der Anordnung oder aber auch die Querschnitts
größe der Wärmeübertragungsflächen vom Anströmbereich
zum Abströmbereich hin zunimmt. Die Anordnung derarti
ger, die Wärmeübertragungsfläche vergrößernder Elemente
im Abströmbereich ist natürlich zwangsläufig mit einer
Querschnittsminderung des Zugquerschnittes verbunden,
so daß damit gewissermaßen automatisch auch die Forde
rung der Aufrechterhaltung zumindest der gleichen Strö
mungsgeschwindigkeit auch in diesem Bereich erfüllt
ist. Wesentlich ist also die Anordnung wärmeübertra
gungsflächenvergrößernder Elemente im Abströmbereich
und zwar vergrößernd in bezug auf die anströmseitige
Wärmeübertragungsfläche, die beim Gegenstand des vorer
wähnten DE-GM 80 13 368 insofern nicht vorliegen, da
hierbei der eigentliche Heizgaszug durchgehend von der
An- und Abströmseite hin mit gleichbleibenden Längsrip
pen versehen ist, d. h., zusätzliche Wärmeübertragungs
flächen zwischen den eigentlichen, in Form von Längs
rippen ausgebildeten Wärmeübertragungsflächen, liegen
hier nicht vor.
Die erfindungsgemäße Maßnahmen mit ihren vorteilhaften
Folgen für eine verbesserte Wärmeumsetzung im Abström
bereich ist natürlich auch anwendbar für sogenannte
Tief- und Niedertemperaturkessel und zwar unabhängig
davon, mit welchen konstruktiven Maßnahmen eine solche
Betriebsweise verwirklicht ist. Sind derartige Kessel
aus Gründen einer Kondensatverhinderung bzw. Unschäd
lichmachung bspw. zweischalig ausgebildet, so steht
nichts dagegen, gasseitig die innere Schale mit ent
sprechenden, wärmeübertragungsflächenvergrößernden Ele
menten zu besetzen.
Der erfindungsgemäße Heizungskessel wird nachfolgend
anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungs
beispielen näher erläutert.
Es zeigt schematisch
Fig. 1, 2 Draufsicht auf Ausführungsbeispiele von Wär
meübertragungsflächen;
Fig. 3 in Seitenansicht eine besondere Ausführungs
form;
Fig. 4 in Strömungsrichtung gesehen eine weitere
Ausführungsform;
Fig. 5 das Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 in Sei
tenansicht und
Fig. 6 in Seitenansicht eine weitere Ausführungs
form.
Bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 1, 2, die eine
Abwicklung des rohrförmigen, ein nicht dargestelltes
wasserführendes Gehäuse durchgreifenden Einsatz dar
stellen, sind die den gesamten Übertragungsbereich in
Strömungsrichtung durchlaufenden Längsrippen mit 4 be
zeichnet, wobei jedoch im abströmseitigen Bereich 2
zwischen diesen Längsrippen 4 weitere Wärmeübertragungsflä
chen 4′, 4′′ in Form von Rippen oder gemäß Fig. 2 in
Form von Warzen bzw. Zapfen direkt wärmeleitend auf der
gasseitigen Fläche 8 des Einsatzes angeordnet sind, die
also auch den Zugquerschnitt reduzieren.
Die Maßgabe, die Wärmeübertragungsfläche im abströmseitigen Be
reich 2 zu vergrößern, kann aber auch dadurch erzielt
werden, daß man gemäß Fig. 3 die Zwischenrippen bspw.
von Null an nach hinten in ihrer Höhe größerwerdend
ausbildet.
Die Ausführungsbeispiele nach Fig. 4 bis 6 nehmen Bezug
auf doppelschalige Nachschaltheizflächen, wobei vorab
bemerkt sei, daß eine solche Zweischaligkeit konstruk
tiv in bekannter Weise auf die verschiedenste Art er
reicht werden kann, bspw. durch einen ggf. ringförmig
geteilten Gußeinsatz, durch eine an die wasserseitige
Schale 6 angepaßte Blechschale oder durch Rippenprofil
leisten, deren Anschlußschenkel die wasserseitige
Schale 6 ganz bzw. weitgehend ganz abdecken. Sofern
Blechschalen oder Blechprofilleisten 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 Übertragungsflächen
vergrößerung im abströmseitigen Bereich 2 ebenfalls in verschie
dener 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 abströmseitigen Bereich 2 befindlichen Teil
der inneren Schale 5 mit Rippen bzw. Wellenfaltungen 5′
zu versehen, wobei die Faltungen anströmseitig natür
lich geschlossen ausgebildet sein sollten. Die im An
strömbereich befindlichen den Heizgaszug gliedernden Längsrippen 4 sind
in Fig. 4 gestrichelt angedeutet.
Mit 9 ist in den Fig. 3 bis 6 die Brennkammerwand der bspw. topf
förmigen Brennkammer (ansonsten nicht dargestellt) be
zeichnet, die im Freiraum zwischen den Einzelzügen 1
angeordnet ist. In diesem Zusammenhang sei aber noch
mals darauf hingewiesen, daß das Prinzip der Vergröße
rung der Wärmeübertragungsflächen natürlich auch im Ab
strömbereich eines Heizkessels ganz allgemein auch dann
verwirklicht werden kann, wenn die Heizgaszüge nicht
unmittelbar auch von der Brennkammerwand 9 mit begrenzt
werden, wenn sich also die Heizgaszüge bspw. taschenar
tig an die Brennkammer anschließen. Selbstverständlich
ist es bei einer solchen Heizgaszugausführung bekannt,
diese mit wärmeübertragungsflächenvergrößernden Elemen
ten zu versehen, dies allerdings ohne Differenzierung
der Anordnung bezüglich der an- und abströmseitigen Be
reiche 3, 2 der Heizgaszüge.
Fig. 6 nimmt ebenfalls Bezug auf eine doppelschalige
Ausbildung des gasführenden 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, denn dadurch kommt das Ganze gewissermaßen
wieder insofern in Balance, als durch Anordnung zusätz
licher Rippen od. dgl. wirksamer Elemente im abström
seitigen Bereich 2 zusätzlich Wärme aufgenommen wird,
die einer Kondensatbildung bei Betrieb im Nieder- bzw.
Tieftemperaturbereich entgegenwirkt.
Claims (4)
1. Heizungskessel, bestehend aus einem wasserführen
den Gehäuse mit Vor- und Rücklaufanschlüssen und
aus einem von der Brennkammer zum Rauchgasabzug
geführten ringzylindrischen Heizgaszug, der durch
Längsrippen (4) in mehrere Einzelzüge (1) geglie
dert ist, die nach innen durch die Brennkammer be
grenzt sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß die wärmeübertragungswirksame Fläche der Ein
zelzüge (1) im abströmseitigen Bereich (2) durch
Anordnung von zusätzlichen Wärmeübertragungsflä
chen (4′, 4′′) in Form von Längsrippen, Warzen oder
Zapfen zwischen den den Heizgaszug in die Einzelzüge
(1) gliedernden Längsrippen (4) vergrößert ausge
bildet ist.
2. Heizungskessel nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei Ausbildung der zusätzlichen Wärmeübertra
gungsflächen (4′) in Form von Längsrippen diese
zur Abströmseite hin mit zunehmender Höhe ausge
bildet sind.
3. Heizungskessel nach Anspruch 1 und/oder 2, mit
doppellagiger Ausbildung der Trennwand der Heiz
gaszüge zum wasserführenden Innenraum des wasser
führenden Gehäuses,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zusätzlichen Wärmeübertragungsflächen
durch auf die gasseitige Schale (5) aufgesetzte
Längsrippen, Warzen oder Zapfen oder durch Rippen-
oder Wellenfaltung (5′) der gasseitigen Schale (5)
gebildet sind.
4. Heizungskessel nach Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen der gasseitigen und der wasserseiti
gen Schale (5, 6) im An- und Abströmbereich (3, 2)
gleich bemessene Wärmebrücken (7) angeordnet sind.
Priority Applications (1)
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DE19833327354 DE3327354A1 (de) | 1983-07-29 | 1983-07-29 | Heizungskessel |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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DE3327354A1 DE3327354A1 (de) | 1985-02-14 |
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Family
ID=6205213
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19833327354 Granted DE3327354A1 (de) | 1983-07-29 | 1983-07-29 | Heizungskessel |
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Country | Link |
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DE (1) | DE3327354A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3822774A1 (de) * | 1987-07-10 | 1989-01-19 | Vaillant Joh Gmbh & Co | Brennerbeheizter gliederkessel |
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BE1002487A6 (nl) * | 1988-09-13 | 1991-02-26 | Stelrad Ideal | Verwarmingsketel. |
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DE8013368U1 (de) * | 1980-05-17 | 1982-01-21 | Vießmann, Hans, 3559 Battenberg | Heizungskessel zum verbrennen fester brennstoffe |
-
1983
- 1983-07-29 DE DE19833327354 patent/DE3327354A1/de active Granted
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DE3822774A1 (de) * | 1987-07-10 | 1989-01-19 | Vaillant Joh Gmbh & Co | Brennerbeheizter gliederkessel |
Also Published As
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DE3327354A1 (de) | 1985-02-14 |
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