DE3419730C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Heizungskessel mit atmosphärischem Gasbrenner gemäß Oberbegriff des Hauptanspruches.

Heizungskessel der genannten Art sind bekannt bspw. nach dem DE-GM 80 02 621. Bei Gasheizkesseln dieser Art ist der Heizgasschacht in der Regel nach unten offen oder mit vom Brenner relativ weit nach unten entfernt angeordneten, gelochten Boden­ blechen versehen, über denen gegebenenfalls noch Kondensat­ sammelschalen unterhalb des Brenners angeordnet sind, um die Wärmestrahlung gegen den Aufstellbo­ den abzufangen (DE-GM 79 02 131). Zu diesem Zweck hat man auch schon vorgeschlagen, das Wasseraus­ dehnungsgefäß als Strahlungsschutz, mit seiner Was­ serkammer gegen den Brenner gerichtet, unter dem Brenner anzuordnen.

Alle diese vorbekannten Vorschläge sind insofern nicht befriedigend, als relativ aufwendige Blech­ konstruktionen und Halterungsanordnungen erforder­ lich sind und die durch Strahlung auf die Unter­ konstruktion der Brennkammer bzw. des Heizgas­ schachtes übertragene Wärme nur im begrenzten Um­ fang in das Wärmeträgermedium eingeleitet werden kann, das sich im wasserführenden Gehäuse, den Heizgasschacht umgebend, befindet.

Nach der DE-PS 1 40 206 und der FR 4 30 831 sind zwar Abschlüsse von Brennkammern nach unten bekannt, aber beim Gegenstand der DE-PS 1 40 206 besteht der Brenner aus einem Gaszufuhrrohr, dessen horizontale Öffnung in den Hohlraum des darauf aufgesetzten Brennerkopfes mündet. Der Brennerkopf entspricht dabei im Querschnitt nicht dem Schachtquerschnitt. Eine besondere Abschirmung zwischen Brennerkopf und Aufstellboden besteht nicht, abgesehen vom Boden­ sockel, auf dem der ganze Kessel steht.

Die FR 4 30 831 hat einen Gasheizkessel von insoweit beson­ derer Art zum Gegenstand, als hierbei der ebenfalls als Hohlkörper ausgebildete Brenner selbst in seinem Ge­ samtquerschnitt dem Schachtquerschnitt angepaßt ist. Diese spezielle Brennerausbildung ist, wenn an modernen Gasheizkesseln der ganze untere Bereich solcher Kessel einfacher gestaltet werden soll, nicht geeignet, gleich­ zeitig für eine Wärmeabschirmung nach unten bei gleich­ zeitiger Luftzufuhr nach oben zum Brenner zu sorgen, da diesem vorbekannten Stand der Technik nur entnommen werden kann, den Brenner selbst so zu bemessen und zu gestalten, daß er entweder nahezu (DE-PS 1 40 206) oder vollständig (FR 4 30 831) dem Querschnitt des Brenn­ schachtes in diesem Bereich entspricht. Dies würde dazu führen, daß der Heizkesselhersteller selbst oder sein Zulieferant für die Brenner Brennersonderanfertigungen jeweils in Anpassung an die konstruktiven Gegebenheiten des betreffenden Gasheizkessels vorsehen müßte.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, einen Heizungskessel der eingangs genannten Art (DE-GM 80 02 621) dahingehend zu verbessern, daß die untere Abschluß­ konstruktion des Heizgasschachtes wesentlich ver­ einfacht werden kann mit der Maßgabe, gleichzeitig dafür zu sorgen, daß damit die unvermeidbare Wärme­ strahlung weitgehend abgefangen und weitgehend nutz­ bar gemacht werden kann.

Diese Aufgabe ist mit einem Heizungskessel der ein­ gangs genannten Art nach der Erfindung durch das im Kennzeichen des Hauptanspruches Erfaßte gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich nach den Unteransprüchen.

Wesentlich hierbei ist der unmittelbare Anschluß des die Bodenschale bildenden Körpers an den unte­ ren Rand des Heizgasschachtes, der unmittelbar darüber noch wassergekühlt ist, so daß die Wärme der Bodenschale, in der auch der Gasbrenner sitzt, unmittelbar in die in Wärmeleitkontakt stehende Schachtwand abfließen kann. Die Zuluftöffnungen in der Bodenschale sind dabei nicht einfach als Wand­ durchbrüche ausgebildet, durch die Wärme nach unten strahlen könnte, sondern diese Öffnungen sind in Form durchmesserkleiner, bevorzugt nach unten sich verengender Kanäle ausgebildet, in denen sich die Wärmestrahlung fängt und zum größten Teil reflektiert wird, d. h., neben der Funktion der ganzflächig verteilten Luftzufuhr haben diese noch die Strahlungsreflexion innerhalb der räum­ lich äußerst kompakt zusammengefaßten Brennkammer.

Bevorzugt wird die Bodenschale in die Öffnung des Schachtes eingepreßt, wobei natürlich nichts ent­ gegensteht, für eine geeignete zusätzliche mecha­ nische Halterung zu sorgen.

Vorteilhaft wird die Bodenschale aus Grauguß oder aus feuerfestem Keramikfasermaterial hergestellt, wobei es die Verarbeitbarkeit dieser Materialien zuläßt, beim Ausformvorgang die Kanäle gleich mit einformen zu können. Außerdem sind diese Materia­ lien gegen Kondensatangriff weitgehend beständig.

Letztlich ist mit dieser erfindungsgemäßen Ausbil­ dung die bisher relativ aufwendige Gestaltung des Brennkammerbereiches derartiger Gasheizkessel ge­ wissermaßen auf eine Abdeckelung des Heizgasschach­ tes von unten reduziert, d. h., es liegt ein pro­ blemlos einbaubares Fertigteil vor.

Der erfindungsgemäße Heizkessel wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausfüh­ rungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt schematisch

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch den Heiz­ kessel;

Fig. 2 einen Horizontalschnitt durch den Kessel gemäß Fig. 1;

Fig. 3 einen weiteren Schnitt durch den Brenn­ kammerbereich in etwas anderer Ausfüh­ rungsform;

Fig. 4 einen Schnitt durch die Bodenschale in Graugußausführung und

Fig. 5 im Schnitt eine bevorzugte Ausführungs­ form.

Wie aus Fig. 1 erkennbar, besteht der ganze Kessel aus dem wasserführenden Gehäuse 9 mit entsprechen­ den Anschlußstutzen, das vom Brennschacht 2 durchgriffen ist. Die spezielle Gestaltung der Wär­ meübertragungsflächen ist für den vorliegenden Fall von geringerem Interesse, d. h., es können auch an­ dere Heizflächenvergrößerungselemente als die ange­ deuteten vorgesehen sein. Im oberen Bereich des Brennschachtes 2 befindet sich ein mehr oder we­ niger in diesen eingreifender, gestrichelt angedeu­ teter Gasverdrängungseinsatz 13, mit dem die aufstei­ genden Heizgase in den mit Rippen besetzten Ringraum des Brennschachtes 2 verdrängt werden und nach oben zum nicht dargestellten Abzugsanschluß strömen. Das ganze Gehäuse 9 mit dem Brennschacht 2 bzw. der zylindrischen Wandung 7 des Schachtes sitzt auf ei­ nem geeigneten Unterbau 14 aus Blech und ist mit dessen Boden 8 flüssigkeitsdicht verschweißt. Wie aus Fig. 1, 3 erkennbar, besteht die ganze Brenn­ kammer, d. h. der Bereich, in dem der atmosphärische Gasbrenner 3 angeordnet ist, lediglich aus der Bo­ denschale 4, die am unteren Rand 1 der Wandung 7 des Brennschachtes 2 an- bzw. eingesetzt angeordnet ist. Dies erfolgt am zweckmäßigsten durch Einpressen und durch zusätzliche Halteelemente, wie zwei oder drei Verschraubungen, für deren Anbringung es al­ lerdings erforderlich wäre, den Rand, wie darge­ stellt, etwas nach unten über den Boden 8 des Unter­ baues ragen zu lassen. Dieser Randüberstand ist je­ doch nicht zwingend erforderlich, allerdings zweck­ mäßig.

Die Bodenschale 4 bzw. 4′ muß natürlich mit einer seitlichen Öffnung 15 (siehe Fig. 4) versehen sein, um den Brenner 3 einbringen und auch ausbauen zu können.

Wie ebenfalls aus Fig. 1 erkennbar, sind über die gesamte Querschnittsfläche 5 der Bodenschale 4, die in Fig. 1 aus Grauguß gebildet ist, die Zuluftka­ näle angeordnet, die als nach unten konisch konver­ gierende Kanäle ausgebildet sind.

Um einerseits eine gewisse Länge dieser Kanäle 6 hinsichtlich der erwähnten Strahlungsreflexion zu erreichen und andererseits die Bodenschale be­ züglich ihrer Wandstärke möglichst dünnschalig halten zu können, sind die Öffnungen 11 der Bo­ denschale mit Bordrändern 12 versehen, die bei der Herstellung der Bodenschale 4 aus Guß auch problemlos oberseitig, d. h. brennerseitig mit vor­ gesehen werden können.

Dies ist demgegenüber nicht ohne weiteres prakti­ zierbar, wenn die Bodenschale gemäß Fig. 3 aus feuerfestem Keramikfasermaterial hergestellt wird, da dieses Material formgebend im Saugverfahren ausgeformt wird. Da insoweit auch nicht ohne wei­ teres die Konizität der Kanäle verwirklicht werden kann, können hierbei aber ohne weiteres die Bord­ ränder 12′ länger gehalten werden. Im übrigen gilt hierbei bezüglich des Einbaues und der Wirkungs­ weise dieser Bodenschale das gleiche wie zu Fig. 1 ausgeführt.

In Fig. 4 ist die Bodenschale 4 aus Grauguß im Schnitt etwas deutlicher dargestellt und außerdem ist hierbei auch die seitliche Öffnung 15 für den Einschub des Brennes 3 erkennbar. Am Gußkörper der Bodenschale 4 sind, wie ebenfalls erkennbar, Haltenasen 16 mit angegossen (drei Stück), mit denen die ganze, den Brennkammerbereich bil­ dende Bodenschale 4 an entsprechenden Halteelemen­ ten (nicht dargestellt) des Unterbaues fixiert werden kann. Die Einpaßfläche 17 der Bodenschale 4 für den unteren Rand 1 der Schachtwandung 7 ist zweckmäßig schwach angefast, so daß die Bodenscha­ le in den unteren Rand 1 der Schachtwand mit Wär­ meleitkontakt eingepreßt werden kann.

Bei der bevorzugten Ausführungsform nach Fig. 5 ist, wie erkennbar, die Schachtwand 7 bzw. deren unterer Rand 1 sehr weit und, ohne dort wasserge­ kühlt zu sein, bis unter den Brenner 3 herunterge­ zogen ausgebildet, wobei die Bodenschale zweitei­ lig ausgebildet ist und zwar in das ringzylindri­ sche Anschlußteil 18 und das gelochte, ebenflächi­ ge Teil 19, das lösbar und deckelartig den unteren Abschluß des gesamten Schachtes bildet und bei der Reinigung des Schachtes herausgenommen werden kann, so daß Schmutzteile auf ein ggf. angeordnetes Schmutzfangblech 20 fallen können, das natürlich eine zusätzliche Abschirmung gegen Wärmestrahlung zum Boden hin bildet.

Zweckmäßig ist bei der Ausbildung der Bodenschale 4′ aus saugverfestigtem Keramikfasermaterial der ebenflächige Teil der Bodenschale mit einer dün­ nen, entsprechend gelochten Blechabdeckung 21 versehen, die verhindert, daß das Keramikfaser­ material mit einem Reinigungswerkzeug durchstoßen werden kann.

Wie erkennbar, dient der Rand 22 der Blechabdec­ kung 21 als Ansatz für geeignete Halteelemente 23 (Bayonettanschluß) zur lösbaren Anbringung des ge­ lochten Teiles 19 der Bodenschale.

Die Zuluftkanäle 6 bzw. Zuluftöffnungen, die dann natürlich nicht konisch ausgebildet sein müssen, können natürlich auch allein oder in Ergänzung zu den in der Querschnittsfläche angeordneten Öffnungen in der Seitenwand der Bodenschale vorgesehen werden, was nur gestrichelt angedeutet ist.

Claims (9)

1. Heizungskessel mit atmosphärischem Gasbrenner, der im unteren Bereich eines vertikalen Brenn­ schachtes mit oberem Kaminanschluß angeordnet ist, wobei unterhalb des Kaminanschlusses die Wärmeübertragungsflächen und ein Gasverdrän­ gungseinsatz angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Rand (1) des wassergekühlten Brennschachtes (2) eine den gesamten unteren offenen Querschnitt des Brennschachtes (2) verschließende, in die­ sen eingepaßte und den Brenner (3) unterfassen­ de, ein- oder zweiteilige Bodenschale (4, 4′) angeordnet ist, über deren Querschnittsfläche (5) und/oder deren Seitenwand gleichmäßig verteilt mehrere Zuluftkanäle (6) angeordnet sind.

2. Heizungskessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung (7) des Brennschachtes (2) nach unten über den Boden (8) des wasserführenden Gehäuses (9) hin­ aus verlängert und in diese Verlängerung die Bo­ denschale (4, 4′) mit ihrem Anschlußrand (10) eingesetzt angeordnet ist.

3. Heizungskessel nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuluftkanäle (6) als nach unten ko­ nisch konvergierende Kanäle ausgebildet sind.

4. Heizungskessel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Zuluftkanäle (6) mindestens auf der Unterseite der Bodenschale (4, 4′) um ihre Öffnungen (11) herum mit verlängernden Bordrändern (12) versehen sind.

5. Heizungskessel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Bodenschale (4) aus Grauguß gebildet und dieser lediglich im äußeren An­ schlußbereich an dem unteren Schachtrand (1) bearbeitet ist.

6. Heizungskessel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Bodenschale (4′) aus feuer­ festem Keramikfasermaterial gebildet ist.

7. Heizungskessel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Bodenschale (4, 4′) mit ihrem Anschlußrand (10) mit wärmeleitendem Kontakt in den unteren Rand (1) der wassergekühlten Schachtwand (7) eingepreßt angeordnet ist.

8. Heizungskessel nach Anspruch 6 oder 7, da­ durch gekennzeichnet, daß mindestens der die Zuluftkanäle (6) aufweisen­ de Teil der Bodenschale (4′) zuluftströmsei­ tig mit einer entsprechend gelochten Blechab­ deckung (21) versehen ist.

9. Heizungskessel nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeich­ net, daß der Rand (1) des Brennschachtes (2) bis unter den Brenner (3) und die wasserge­ kühle Wand (7) heruntergezogen ausgebildet, in diesem Bereich der Anschlußteil (18) und darunter das gelochte Teil (19) der Bodenschale lösbar angeordnet ist.