DE4434620C1 - Gasheizkessel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Gasheizkessel, bestehend aus einem wärmeisolierten Gehäuse mit Abgassammelkammer und einer Brennkammer zur Aufnahme eines Flächenbrenners, wo­ bei die Brennkammer von wassergekühlten Wänden mit Vor- und Rücklaufanschlüssen begrenzt und die Abgassammelkam­ mer mit einem Abgasabzugsanschluß versehen ist.

Derartige Gasheizkessel sind bspw. nach der DE 42 29 146 C1 bekannt. Mit dieser Bauweise ent­ sprechen derartige Gasheizkessel der üblichen Kesselbau­ weise, nämlich im Gehäuse angeordnete Brennkammer, der Nachschaltheizflächen in Form von wasserführenden Taschen folgen, hinter denen sich eine Abgassammelkammer mit Ab­ gasanschluß anschließt. Das Gehäuse ist dabei wasserfüh­ rend ausgebildet. Was die Flächenbrenner betrifft, mit denen solche Gasheizkessel betrieben werden, so haben sich in jüngster Vergangenheit halbkugel- bzw. angenähert halbkugelförmige Flächenbrenner eingeführt, die sich, was insbesondere die Reduzierung des Schadstoffausstoßes be­ trifft, als außerordentlich günstig erwiesen haben und die auch schon beim Gasheizkessel nach der vorerwähnten DE 42 29 146 C1 u. a. vorgesehen sind.

Aufgrund der Konfiguration solcher halbkugelförmigen Flä­ chenbrenner ergeben sich jedoch zwangsläufig unterschied­ liche Distanzen zu den die Brennkammer begrenzenden Wänden, d. h., insbesondere zu den Nachschaltheizflächen, was zu unterschiedlichen Belastungen der Heizfläche führt. Außerdem steht die bisher übliche Nachanordnung von Taschen, die nur mit relativ großem Fertigungsaufwand in das wasserführende Gehäuse eingebaut werden können, einer für solche Heizkessel immer anzustrebende Kompakt­ bauweise entgegen.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, ausge­ hend von einem Gasheizkessel der gattungsgemäßen Art, diesen dahingehend zu verbessern, daß bei möglichst kom­ pakter Bauweise und trotz der Verwendung eines im wesent­ lichen halbkugelförmigen Flächenbrenners eine an allen Stellen weitgehend gleichmäßige Wärmebelastung der die Brennkammer begrenzenden wasserführenden Wände erfolgt, verbunden mit der Maßgabe, daß im Interesse einer mög­ lichst einfachen Fertigungsbauweise das Gehäuse insgesamt die Abgassammelkammer bildet.

Diese Aufgabe ist mit einem Gasheizkessel der gattungsge­ mäßen Art nach der Erfindung dadurch gelöst, daß im sowohl die Brennkammer als auch die Abgassammelkammer als einheitlichen Raum umfassenden, im wesentlichen glockenförmigen Gehäuse die wassergekühlten Wände in Form eines den Gehäuseinnenraum in Brennkammer und Abgassam­ melkammer gliedernden, Heizgasdurchgänge begrenzenden, in Draufsicht im wesentlichen kreisförmigen Taschenregisters mit untereinander in Verbindung stehenden Taschen ausge­ bildet sind, wobei die brennerseitigen Enden aller die Gesamtbrennerfläche des im wesentlichen halbkugelförmig ausgebildeten Flächenbrenners umfassenden Taschen von der Oberfläche des Flächenbrenners im wesentlichen gleiche Abstände haben.

Zu dieser erfindungsgemäßen Lösung sei ausdrücklich dar­ auf hingewiesen, daß hierbei das Gehäuse keineswegs zwin­ gend wassergekühlt sein muß, sondern eine solche Wasser­ kühlung, also Doppelwandigkeit des Gehäuses nur eine vor­ teilhafte Ausgestaltung dieser Lösung darstellt, was noch näher in Verbindung mit einer weiteren diesbezüglichen Ausführungsform erläutert wird.

Die nicht zwingende wasserführende Ausbildung des Gehäu­ ses mit seiner einfachen, glockenförmigen und damit in etwa an die Brennerform angepaßten Formgebung ist dadurch ermöglicht, daß die wesentliche Wärmeübertragung insge­ samt am in einfacher Weise in das Gehäuse einbaubaren Ta­ schenregister erfolgt, das den Flächenbrenner überall mit im wesentlichen gleichen Abstand umfaßt, womit bei extrem kompakter Bauweise die Zielsetzung einer möglichst gleichmäßigen Wärmebelastung der brennerseitigen Bereiche des Taschenregisters erreicht ist. Letztlich stellt der erfindungsgemäß ausgebildete Gasheizkessel im Gegensatz zu allen bisher bekannten Gasheizkesselbauformen eine Konstruktion dar, bei der die für einen Heizkessel we­ sentlichen Teile, nämlich Brenner, Brennkammer und Wärme­ übertragungsflächen in die Abgassammelkammer integriert sind, was sich noch deutlicher aus der speziellen Be­ schreibung ergeben wird.

Was das Taschenregister betrifft, so ist dieses vorteil­ haft in Form eines einzigen, spiralförmig und der Bren­ nerform entsprechend gewickelten Taschenstranges ausge­ bildet. Derartige, einsträngig und spiralförmig ge­ wickelte Wärmetauscher sind zwar bekannt, dies, soweit bekannt, aber nicht mit der Form des Brenners angepaßter, also in etwa kegelförmiger Formgebung und auch nicht als Bauelement, das allein die Brennkammer begrenzt.

Eine nach dem gleichen Lösungsprinzip gestaltete, und von einem halbkugelförmigen Brenner unabhängige Ausbildung des Gasheizkessels ergibt sich nach dem Nebenanspruch 3, die unter Beibehaltung des Durchmessermaßes des Gasheiz­ kessels nach Anspruch 1, aber entsprechender Verlänge­ rung, eine größere Leitungsbemessung des Gasheizkessels zuläßt.

Der erfindungsgemäße Gasheizkessel wird nachfolgend an­ hand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbei­ spielen näher erläutert.

Es zeigt schematisch

Fig. 1-3 Querschnitte durch den Gasheizkessel in unter­ schiedlichen Installationsanordnungen;

Fig. 4-6 Querschnitte durch den Gasheizkessel mit unter­ schiedlichen Ausführungsformen der Wärmeisola­ tion und

Fig. 7 perspektivisch die Ausführungsform des Gasheiz­ kessels gemäß Nebenanspruch 3.

Der Gasheizkessel besteht in bekannter Weise aus einem wärmeisolierten Gehäuse 1 mit Abgassammelkammer 2 und ei­ ner Brennkammer 3 zur Aufnahme eines Flächenbrenners 4, wobei die Brennkammer 3 von wassergekühlten Wänden 5 mit Vor- und Rücklaufanschlüssen 6, 7 begrenzt und die Abgas­ sammelkammer 2 mit einem Abgasabzugsanschluß 2′ versehen ist. Orientiert an den Fig. 1 bis 3, in denen die noch näher zu erläuternde Wärmeisolation nicht dargestellt ist, ist für einen solchen Gasheizkessel wesentlich, daß im sowohl die Brennkammer 3 als auch die Abgassammelkam­ mer 2 als einheitlichen Raum umfassenden, im wesentlichen glockenförmigen Gehäuse 1 die wassergekühlten Wände 5 in Form eines den Gehäuseinnenraum in Brennkammer 3 und Ab­ gassammelkammer 2 gliedernden, Heizgasdurchgänge 8 be­ grenzenden, in Draufsicht im wesentlichen kreisförmigen Taschenregisters R mit untereinander in Verbindung ste­ henden Taschen 9 ausgebildet sind, wobei die brennersei­ tigen Enden 9′ aller die Gesamtbrennerfläche F des im we­ sentlichen halbkugelförmig ausgebildeten Flächenbrenners 4 umfassenden Taschen 9 von der Brennerfläche F des Flä­ chenbrenners 4 im wesentlichen gleiche Abstände haben. Dargestellt ist dabei in den Fig. 1 bis 3 die bevorzugte Ausführungsform, bei der das Taschenregister R in Form eines einzigen, spiralförmig und der Brennerform entspre­ chend gewickelten Taschenstranges 10 ausgebildet ist.

Ohne am Konstruktionsprinzip etwas ändern zu müssen, aber unter Beachtung einer funktionsentsprechenden Verlegung der Vor- und Rücklaufanschlüsse 6, 7, wie gestrichelt in den Fig. 1 bis 3 angedeutet, kann ein solcher Gasheizkes­ sel horizontal (Fig. 1), vertikal (Fig. 2 mit Abzugsan­ schluß oben) oder ebenfalls vertikal (Fig. 3 mit Abzugs­ anschluß unten) installiert werden.

Da der Flächenbrenner 4 total vom Taschenregister, wie ersichtlich, abgeschirmt ist, wird von diesem die vom Brenner abgegebene Wärme per Strahlung und zwischen den Taschengängen per Konvektion aufgenommen, wobei das Ta­ schenregister, wie erwähnt, den Gesamtinnenraum des Ge­ häuses 1 in Brennkammer 3 und Abgassammelraum aufteilt, d. h., die Wand des Gehäuses 1 stellt insgesamt die äu­ ßere Begrenzung der Abgassammelkammer 2 dar. Es genügt also, diese Wand , wie in Fig. 4 dargestellt, mit einer geeigneten Feststoffisolation 11 (bspw. aus Mineralfa­ sern) herkömmlicher Art zu ummanteln.

Vorteilhaft kann eine solche Wärmeisolation WI, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist, durch die Ausbildung der Ge­ häusewand 12 als Doppelwand 12′ mit Vor- und Rücklaufan­ schlüssen 6′, 7′ für ein durchzuleitendes Wärmeträgerme­ dium ausgebildet werden, womit ein zweiter Wärmekreislauf mit geringerem Temperaturniveau geschaffen ist. Diese Ausführungsform verlangt dann eine weniger dicke äußere Wärmeisolation WI′ herkömmlicher Art.

Es ist aber auch möglich, und zwar ebenfalls unter Aus­ bildung einer Doppelwand 12′, diese als Vorwärmkanal für die dem Brenner bzw. der Brennkammer zuzuführende Luft auszunutzen, was voraussetzt, wie dies in Fig. 6 verein­ facht dargestellt ist, daß der Innenraum 13 der Doppel­ wand 12′ einerseits mit der Atmosphäre und andererseits mit der Gaszufuhr des Flächenbrenners in Verbindung steht. Bezüglich dieser Wärmeisolationsausführungsformen sei darauf hingewiesen, daß diese nicht jeweils an die in den Fig. 4 bis 6 dargestellten Installationsorientierun­ gen des Gasheizkessels gebunden sind.

Die Ausführungsform des Gasheizkessels nach Fig. 7 unter­ scheidet sich von der vorbeschriebenen im Prinzip nicht, wohl aber in der Form des Flächenbrenners 4, der als Halbzylinder bei entsprechender Anpassung des Gehäuses 1 ausgebildet ist und bei der ein gewickelter Taschenstrang nicht verwendet werden kann. Die Überleitungen 14 von Ta­ sche 9 zu Tasche 9 sind nur schematisch angedeutet, d. h., bei dieser Ausführungsform werden die oberen Taschenbe­ grenzungen 15 nach einer Seite oder, wie gestrichelt an­ gedeutet, zur Mitte hin leicht ansteigend ausgebildet, um dann dort die Übergänge 14 und insbesondere den Vorlauf der obersten Tasche anzuschließen.

Claims (6)

1. Gasheizkessel, bestehend aus einem wärmeisolierten Gehäuse (1) mit Abgassammelkammer (2) und einer Brennkammer (3) zur Aufnahme eines Flächenbrenners (4), wobei die Brennkammer (3) von wassergekühlten Wänden (5) mit Vor- und Rücklaufanschlüssen (6, 7) begrenzt und die Abgassammelkammer (2) mit einem Ab­ gasabzugsanschluß (2′) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß im sowohl die Brennkammer (3) als auch die Ab­ gassammelkammer (2) als einheitlichen Raum umfassen­ den, im wesentlichen glockenförmigen Gehäuse (1) die wassergekühlten Wände (5) in Form eines den Gehäu­ seinnenraum in Brennkammer (3) und Abgassammelkammer (2) gliedernden, Heizgasdurchgänge (8) begrenzenden, in Draufsicht im wesentlichen kreisförmigen Taschen­ registers (R) mit untereinander in Verbindung ste­ henden Taschen (9) ausgebildet sind, wobei die bren­ nerseitigen Enden (9′) aller die Gesamtbrennerfläche (F) des im wesentlichen halbkugelförmig ausgebilde­ ten Flächenbrenners (4) umfassenden Taschen (9) von der Brennerfläche (F) des Flächenbrenners (4) im we­ sentlichen gleiche Abstände haben.

2. Gasheizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Taschenregister (R) in Form eines einzigen, spiralförmig und der Brennerform entsprechend ge­ wickelten Taschenstranges (10) ausgebildet ist.

3. Gasheizkessel, bestehend aus einem wärmeisolierten Gehäuse (1) mit Abgassammelkammer (2) und einer Brennkammer (3) zur Aufnahme eines Flächenbrenners (4), wobei die Brennkammer (3) von wassergekühlten Wänden (5) mit Vor- und Rücklaufanschlüssen (6, 7) begrenzt sind und die Abgassammelkammer (2) mit ei­ nem Abgasabzugsanschluß (2′) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dadurch gekennzeichnet, daß im sowohl die Brennkammer (3) als auch die Ab­ gassammelkammer (2) als einheitlichen Raum umfassen­ den, im wesentlichen und im Querschnitt glockenför­ migen Gehäuse (1) die wassergekühlten Wände (5) in Form eines den Gehäuseinnenraum in Brennkammer (3) und Abgassammelkammer (2) gliedernden, Heizgasdurch­ gänge (8) begrenzenden, in Draufsicht im wesentlichen rechteckigen Taschenregisters (R) mit untereinander in Verbindung stehenden Taschen (9) ausgebildet sind, wobei die Brennerseitigen Enden (9′) aller die Gesamtbrennerfläche (F) des im wesentlichen halbzy­ lindrisch ausgebildeten Flächenbrenners (4) umfas­ senden Taschen (9) von der Brennerfläche (F) des Flächenbrenners (4) im wesentlichen gleiche Abstände haben.

4. Gasheizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeisolierung (WI) des Gehäuses (1) aus einer Feststoffisolation (11) gebildet ist.

5. Gasheizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeisolierung (WI) des Gehäuses (1) durch die Ausbildung der Gehäusewand (12) als Doppelwand (12′) mit Vor- und Rücklaufanschlüssen (6′, 7′) für ein durchzuleitendes Wärmeträgermedium ausgebildet ist.

6. Gasheizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeisolierung (WI) des Gehäuses (1) durch die Ausbildung der Gehäusewand (12) als Doppelwand (12′) ausgebildet ist, deren mindestens an einer Stelle zur Atmosphäre offener Innenraum (13) mit der Gaszufuhrkammer des Flächenbrenners (4) und/oder der Brennkammer (3) in Verbindung steht.