DE6603127U

DE6603127U - Gasheizkessel.

Info

Publication number: DE6603127U
Application number: DE6603127U
Authority: DE
Inventors: Hans Viessmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1965-09-12
Filing date: 1965-09-12
Publication date: 1969-08-07

Description

till I ■

Patentanv/aW Dipl.-lng. Amthor Frankfurt a. M.

Mittelweg 12

Hans Vießmann, 20.9.1965

Battenberg/Eder, Im Hain 8757 III/H

Gasheizkessel

Die Erfindung betrifft einen Gasheizkessel mit bei Atmosphärendruck arbeitendem Brenner und bezieht sich insbesondere auf die Gestaltung der das Heizmedium führenden Teile.

Heizkessel und im weiteren Sinne Flüssigkeitserhitzer, die mit einem bei Atmosphärendruck betriebenen Gasbrenner beheizt werden, sind bekannt. Sie bestehen in der Regel aus einem Vertikal aufzustellenden zylindrischen Gehäuse mit wasserführendem Doppelmantel, in dessen unterem, mit der -^-tmöSphäre in Verbindung stehendem Bereich rost- oder ringförmige Gasbrenner angeordnet sind. Im oberen i'eil sitzen in ausreichender Distanz vom Flamcibe reich Wärmeübertragungselemente in verschiedenen Ausführungsformen, und zwar sind nicht-wasserführende Einsätze bekannt, die durch Wärmeübertragungsrippen mit den wasserführenden Wandungen in Verbindung stehen. Es sind auch Gasheizkessel mit wasserführenden Einsätzen bekannt, die als rohrförmige, sogenannte Hilfskessel durch entsprechend der gewünschten Wasserzirkulation angeordnet en Rohren mit dem wasserführenden Aussenmantel des Gasheizkessels in Verbindung stehen. Diese Hilfskessel sind vertikal im Kesselschacht angeordnet und weisen radial stehende Verrippungen auf, die bis sar Kesseli.'inÄnvsand reichen. Die reinen Flüssigkeitserhitzer

die in der Regel nur zur unmittelbaren Bereitung von Brauchwasser dienen, bestehen aus einem nicht-wasserführenden Gasführungsschacht, um den oder in dem wasserführende Heizregister in Form von Rohrschlangen oder Rohrpaketen angeordnet sind, deren Rohre mit beiden Enden in Verteilerkasten münden. Sie sind in der Lage, relativ schnell heisses Brauchwasser zu liefern, da die wärmeübertragenden Elemente ohne Zwischenschaltung eines Wassermantels im Flammbereich liegen, was bei den bekannten Gasheizkesseln, sofern sie überhaupt für die zusätzliche Bereitungsmöglichkeit von heissem Brauchwasser bestimmt sind, nicht der Fall ist.

Die vorliegende Erfindung resultiert aus der Aufgabenstellung einen Gasheizkessel zu schaffen, der in allen seinen Bereichen einen geringen Wasserinhait und damit kleine BäuäbmsFstmgen hat, um ein schnelles Aufheizen sowohl des Kessels als auch des Brauchwassers und eine schnelle Wasserzirkulation zu ermöglichen und um eine Schwitzwasserbildung weitgehend auszuschliessen, wobei die notwendige und in der Regel teure Kesselisolation auf ein Minimum reduziert sein soll.

Der Schwitzwasservermeidung ist gerade bei Gasheizkesseln deshalb Rechnung zu tragen, weil sie bei der Benutzung als Kleinneizkessel, beispielsweise in Etagenheizungen, meist nicht ständig in Betrieb gehalten, sondern häufig abgeschaltet werden.

Diese Aufgabenstellung ist mit einem Gasheizkessel gelöst, der aas einem vertikal angeordneten Gehäuse besteht, dessen

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wasserführende Doppelwandung auch den Brennerbereich umgibt und in dessen oberen Heizgasschacht querlaufende Heizregister und Einrichtung zur Bereitung von Brauchwasser angeordnet sind und der gemäss vorliegender Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, dass die Einmündungsbereiche aller Registerrohre im Tesseldoppelmantel, dessen Spaltbreite maximal dem Durchmesser eines Registerrohres entspricht gegenüber der Doppelmantelspaltbreite im restlichen Kesselbereich, erweitert sind, wie durch Einprägungen der inneren Kasselwand oder durch Erweiterung der äusseren Kesselwand in den Mündungsbereichen und dass das mittlere Rohr der in mehreren Lagen angeordneten Heizregisterrohre einen Durchmesser hat, der etwa der Höhe der Heizregisterrohrlage entspricht, wobei in diesem mittleren Rohr ein Brauchwasserbereiter, wie Durchflußspirale o. dgl. asgeer&aet ist.

Durch die an sich bekannte Ausbildung des Kesselgehäuses mit wasserführendes Doppelmantel, der gewissermassen als nach unten bis in den Brennbereich gezogener Verteilerkasten der RegistesTohre mit geringer Spaltbreite anzusehen ist und dessen damit gegebene Heizflächenvergrösserung nur sekundäre Bedeutung hat, kann die Kesselisolation relativ dünn gehalten werden, da das Wasser die seitlich von der Brennflamme abgestrahlte Wärme wegführt. Gleichzeitig ist damit die korrosionsfordernde Bildung von Schwitzwasser vermindert bzw. beseitigt. Vorteilhaft können aber durch die erfindungsgemässe Anordnung der Heizregisters die Abmessungen des Wassermantels klein gehalten werden, denn die spezielle Gestaltung der Rohrmündungsbereiche gestattet es, die Spaltbreite des Doppelmantels auf ein Minimum zu reduzieren. .

Durch die querliegende Anordnung der wasserführenden Registerrohre unmittelbar über dem Flammbereich, insbesondere aber auch des die Brauchwasserspirale enthaltenden Rohres im Zentrum des Registers, das vorteilhaft in weiterer Ausbildung einen zusätzlichen Einsatz enthalten kann, um im Sinne der Aufgabenstellung das Heizmediumvolumen in diesem Rohr ebenfalls zu reduzieren, ist eine optimale und schnelle Wärmeübertragung an das Heizmedium in diesem Bereich gewährleistet, das bereits vorgewärmt und schnell zirkulierend aus den unteren -Bereichen des Kesselmantels aufsteigt und die Rohre durchströmt. Vorteilhaft "besteht dabei die unterste Rohrlage in an sich bekannter Weise aus nickt berippten Rohren, und zwar aus folgendem Grund:

Mit Rücksicht auf eine schnelle Aufheizung ist das Volumen der Registerrohre ebenfalls klein gehalten. Die der Flamme zunächst liegenden Rohre sind thermisch am höchsten belastet. Wenn diese Rohre nun noch "berippt sind, wären sie aufgrund ihres relativ kleinen Volumens nicht in der Lage, die Wärme abzuführen, was eine starke Geräuschbildung und Verschleissbeanspruchung zur Folge hätte.

Durch leichte Schräglage der Registerrohre und des Brauchwasserbereitungsrohres wird die Abfuhr des Warmwassers in das Heizungssystem erleichtert, gleichzeitig ist damit aber auch vorteilhaft die Strömung innerhalb des Kesselmantels beeinflusst. Mit Rücksicht auf einerseits einen möglichst geringen Aussenumfang und andererseits auf noch vertretbare Ein- und Abströmöffnungen sind zwar die Rohrmündungen der Heglsterrohre

in Manteleinprägungen eingelassen oder der Aussenmantel ist in diesen Bereichen etwas erweitert (das Brauchwasserrohr ist bei Schräglage entsprechend schräg abgeschnitten), ihre Mündungsumfangkanten sind jedoch bei Schräglage der Rohre nicht schräg geschnitten, d.h. die auf der einen Seite tief liegenden Einströmöffnungen schneiden gewissermassen die Warmwasserströmung an, während sie abströmseitig nach unten gewissermassen die Strömung abschirmen.

Grundsätzlich ist mit dem erfindungsgemässen Gasheizkessel vorteilhaft erreicht, dass sowohl bei alleiniger Benutzung zur Brauchwasserbereitung als auch bei Heizungsbetrieb die Heizwassererwärmung sehr schnell vor sich geht und innerhalb des Kessels ein sehr schneller Wasserumtrieb erfolgen kann. Dieser Zielsetzung ist bei bekannten Gasheizkesseln nicht ausreichend Rechnung getragen, da deren Doppelmäntel zu voluminös gestaltet sind, und bei denen man beispielsweise, um eine schnelle Wasserzirkulatjon mit Rücksicht auf Vermeidung von Dampfblasenbildung zu erzielen, Wasserumlaufpumpen verwendet.

Einzelheiten des erfindungsgemässen Gasheizkessels werden nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.

In dieser Darstellung zeigt

Pig. 1 einen Längsschnitt durch den Gasheizkessel; Fig. 2 einen Teilschnitt durch den Bereich des Brauchwasserbereitungsrohres;
Fig. 3 einen Horizontalschnitt durch den Mündungsbereich

eines E.izregisterrohres usd

Pig. 4 einen Teilschnitt durch den Sessel im Bereich des Rohrregisters.

Der Kessel "besteht aus einem inneren 1 und einem äusseren Mantel 2, die den das Heizmedium führenden Saum 3 umschliessen. Der Mantel 1 ist unterhalb des Heizregisters vorzugsweise gewellt ausgebildet. Der durch die Mantel 1 und 2 gebildete Schacht 4 ist allseitig mit einer relativ dünnen Isolation 6 umgeben, die durch ein Blechgehäuse 7 verblendet ist· Da der Raum 3 bis in den Bereich des Brenners 8 heruntergezogen ist, kann die Isolation 6 relativ dünn gehalten werden, selbst mit Rücksicht darauf, dass die Ringbreite des Raumes 3 sehr klein gehalten ist, und zwar maximal dem Durchmesser eines Registerrohres 9 entsprechend.

Im unteren Kesselbereich 4' sind Zuströmöffnungen 10 für die erforderliche Verbrennungsluft vorgesehen. Im oberen ^-esselbereich 4", der in den Kamin 11 ausmündet, sind die vorzugsweise leicht gegen die Horizontale geneigten Heizregisterrohre angeordnet, von denen die untere Lage vorteilhaft unberippt ist.

Das mittlere Registerrohr 12 hat einen wesentlich grösseren Durchmesser als die übrigen Registerrohre 9. Wenn der im Rohr sitzende Brauchwasserbereiter 13, der in der- Fig. 2 als Heizspirale dargestellt ist, nicht angenähert den gesamten Innenraum des Rohres 12 einnimmt, so dass sich hier an sich ein relativ grosses Wasservolumen ergibt, so wird dem vorteilhaft gemäss Erfindung durch einen wasser- und hitze beständigen Einsatz 14, wie Korkeinsatz o. dgl. entgegengewirkt, der den vom Brauchwasserbereiter 13 freibleibenden Raum ausfüllt. ß A A O 1 O ¹^

Mit Rücksicht auf das angestrebte kleine Gesanitwasservolumen des Kessels sind für die Mündungsbereiche der Registerrohre 9 besondere Massnahmen getroffen. Aus fertigungstechnischen Gründen ist ein entsprechender Schrägabschnitt der Rohrenden nicht vorteilhaft, um dadurch einerseits auch in diesem Bereich eine kleine Ringbreite des Wasserraumes 3 und um andererseits ausreichende An- und Abströmquerschnitte an den Rohrmündunger zu erhalten.

Erfindungsgemäss wird deshalb die *-e ρ se linnenwand 1 entweder mit Einprägungen 15 versehen, so dass die Enden 9' der Rohre 9» insbesondere die der in den Randbereichen liegenden Rohre 9, nicht oder nicht wesentlich in den Raum 3 hineinragen, was an sich die Vergrösserung von dessen Ringbreite erfordert oder es ist auch möglich, ohne das Wasservolumen des Kessels wesentlich zu vergrössern, den Raum 3 in den Mündungsbereichen als einen ein wenig erweiterten Raum 3' auszubilden, so dass sich ausreichend grosse An- und Abströmquerschnitte an den Registerrohren ergeben (fig. 4).

Die senkrecht zu ihrer Achse geschnittenen Rohrenden haben aber auch bei geneigter Anordnung den Vorteil, dass der ^ütrömungsverlauf günstig beeinflusst wird (siehe Strömungsverlauf in Fig. 4).

Die Registerrohre 9» 12 und mindestens die innere Kesselwand sind vorzugsweise aus korrosionsbeständigem Material, wie Kupferblech O₀ dgl., gefertigt.

Claims

til III » » ί| ■·< t · I » ι · · I Ansprüche

1. Gasheizkessel mit bei Atmosphärendruck arbeitendem Brenner, bestehend aus einem vertikal stehenden Kesselgehäuse, dessen wasserführende Doppelwandung auch den Brennerbereich umgibt und in dessen oberen Heizgasschacht quer verlaufende Heizregister und Einrichtungen zur Bereitung von Brauchwasser angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Einmündung sber ei ehe aller Registerrohre (9) im Kesseldoppelmantel, dessen Spaltbreite maximal dem Durchmesser eines Registerrohres entspricht gegenüber der Doppelmantelspaltbreite im restlichen Kesselbereich erweitert sind, wie durch Einprägungen (15) der inneren Kesselwand oder durch Erweiterung (3¹) der äussereh Kesselwand (2) in den Mündungsbereichen und dass das mittlere Rohr (12) der in mehreren Lagen angeordneten Heizregisterrohre (9) einen Durchmesser hat, der etwa der Höhe der Heizregisterrohrlage entspricht, wobei in diesem mittleren Rohr (12) ein an sich bekannter Brauchwasserbereiter (13), wie Durchflußspirale ο. dgl. angeordnet ist.

2. Gasheizkeasel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass der vom Brauchwasserbereiter (13) nicht eingenommene Raum im mittleren Rohr (12) einen ihn zumindest angenähert ausfüllenden Isolierkörper (14) aus wasser- und hitzebeständigem Material, wie Kork ο. dgl., enthält.

3. Gasheizkessel nach Anspruch 1, und/oder 2, dadurch gekennzeichnet , dass die der Gasflamme zunächst liegenden Rohre (9) der ersten Lage in an sich bekannter Weise

eine glatte und die darüber angeordneten Rohre (9) eine an sich bekannte berippte Oberfläche aufweisen.