DE8326842U1 - Heizkessel mit maeanderfoermigem heizregister - Google Patents

Description

Heizkessel mit mäanderförmigem Heizregister

Die Neuerung betrifft einen Heizkessel mit einem Brennraum mit einem daran anschließenden Rauchzug und wenigstens einem den Rauchzug als Heizregister umgebenden Mantel für ein Wärmeabführmedium, der ale doppelwandige Lamelle ausgebildet ist.

Es sind Gas-Heizkessel bekannt, bei denen die doppelwandige Lamelle des Heizregisters in Form einer Spirale aufgewickelt ist. Im Zentrum des Heizregisters ist der Brennraum angeordnet, von dem aus ein Rauchgaskanal spiralförmig zwischen den Spiralgängen des Heizregisters verläuft und am oberen Ende in einen Rauchgassammelkanal eintritt, im Gegenstrom zum Fluß der Rauchgase wird ein Wärmeabführmedium im Heizregister geführt, wodurch ein intensiver Wärmeaustausch zwischen den Rauchgasen und dem Wärmeabführmedium erreicht wird.

Ersichtlicherweise kommt die spiralförmige Rauchgasführung dem Bestreben der erhitzten Rauchgase nach oben zu steigen, nicht entgegen, Da zusätzlich durch den Gegenstrom des Wärmeabführmediums eine starke Abkühlung der Rauchgase erfolgt, müssen die Rauchgase durch einen Ventilator am Ende des Rauchgaskanals abgezogen werden.

Es hat sich weiterhin gezeigt, daß die Herstellung eines spiralförmigen Heizregisters ziemlich aufwendig ist.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Heizkessel anzugeben/ bei dem die Rauchgase im Heizregiater besonders strömungsgünstig geführt wenden, wobei aber weiterhin ein guter Wärmeaustausch zwischen Rauchgasen und Wärmeabführmedium gegeben ist. Das Heizregister des Heizkessels soll ferner einfach aufgebaut und so gestaltet sein, daß eine vollautomatische Fertigung des Kessels möglich ist.

Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß bei dem Heizkessel zumindest der oberhalb des Brennraumes angeordnete Teil der Heizregisterlamelle mäanderförmig gebogen ist.

In einer Ausführungsform des neuerungsgemäßen Heizkessels besteht das Heizregister oberhalb des Brennraumes aus gleichförmigen und im wesentlichen horizontal angeordneten Lagen von Mäarderschlingen, in denen der Fluß des Wärmeabführmediums im Querstrom zum Rauchgasfluß erfolgt. Um einen intensiven Wärmeaustausch zwischen Rauchgasen und Wärmeaustauschmedium zu erzielen, werden bei dem Heizkessel und Wärmeaustauschmedium im Gegenstrom geführt, wobei Rauchgasstrom und der Strom des

Wärmeaustauschmediums im Heizregister mäanderförmig verlaufen. Diese Rauchgasführung kommt dem Bestreben der heiten Rauchgase nach oben, in kältere Zonen des Kessels cu steigen, entgegen. Gleichzeitig ist der Rauchgaskanal genügend lang und bietet grofte Wärmeaustauschifachen, um einen guten Wärmeübergang zwischen den Rauchgasen und dem Wärmeaustauschmedium zu ermöglichen.

Die mäanderförmige Rauchgasführung zwischen den horizontalen Lagen der Mäanderschlingen des Heizregisters wird dadurch erreicht, daß jede zweite horizontale Lage an einem Leitblech einer inneren Auskleidung des Heizkessels derart dichtend anliegt, daß die Rauchgase zwischen den benachbarten Mäanderschlingen im Gegenstrom geführt sind.

Eine fertigungstechnisch besonders einfache Ausbildung des Heizregisters ist dadurch gegeben, daß das Heizregister zweiteilig aus seitlich ineinander verschieb·* baren Noppenblechen aufgebaut ist, wobei weiterhin vorgesehen ist, daft die Noppenbleche im Randbereich einander überlappend gefalzt und im Überlappungsbereich verschweißt sind. Über die Noppen stützen sich die einzelnen Lagen der Heizregisterlamellen gegenseitig aneinander ab. Die Noppen, die den Rauchgaskanal durchsetzen, sorgen zudem für eine optimale Verwirbelung der

Rauchgase und somit für einen guten Wärmeaustausch zwischen den Rauchgasen und den Wärmeaustauschwänden des Rauchgaskanals.

Aufgrund der zweiteiligen Ausbildung des Heizregisters ist es möglich, eine Wärmeaustauschschlange zur Brauchwassererhitzung in das Heizregister einzubauen. Vorteilhaft ist dabei vorgesehen, daß die Wärmeaustauechschlange den gesamten, das Wärmeabführmedium führenden Raum des Heizregisters durchsetzt. Aufgrund ihrer Länge verfügt die Wärmeaustauschschlange über einen erhebliche Speicherkapazität die eine Ausrüstung des Heizkessels mit einem Boiler überflüssig macht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 eine Vorderansicht des neuerungsgemäßen Heizkessels mit abgenommener Frontverkleidung,

Figur 2 einen Schnitt durch den Kessel der Figur 1,

wobei die Verkleidung von Front- und Rückseite des Kessels vom Heizregister abgesetzt ist,

Figur 3 eine Ansicht der Heizregisterteile,

Figur 4 eine Ansicht einer mäanderförmig gebogenen Wärmeaustauschschlange des Heizregisters,

Figur 5 einen Schnitt durch das Heizregister mit eingesetzter Wärmeaustauschschlange und

Figur 6 einen Schnitt durch eine horizontale Lage der Heizregisterlamelle mit der Noppenanordnung auf der Lamellenaußenseite.

In Figur 1 ist das Heizregister eines neuerungsgemäßen Heizkessels mit einer äufteren Wärmeisolierung 9 und einer Seitenverkleidung 8 dargestellt. Das Heizregister besteht aus einer doppelwandigen Lamelle 2, die oberhalb einer Brennkammer 1 des Kessels mäanderförmig gebogen ist. Der mäanderförmige Teil des Heizregisters bildet den oberen Abschluß der Brennkammer 1. Dieser Teil geht nach unten in einen halbzylinderförmigen Abschnitt über, der die Seitenbegrenzung und den Boden der Brennkammer 1 bildet. Die Mäanderschlingen der Heizregisterlamelle 2 sind gleichförmig ausgebildet und bilden horizontal angeordnete Lagen. Die horizontalen Lagen der Mäanderschlingen stützen sich gegenseitig durch Noppen 4 ab, die in die Heizregisterlamellenwandung eingeprägt sind.

Der Zutritt des Wärmeaustauschmediums, z. B. Wasser, in das Heizregister erfolgt am Anfang 6 der ersten Mäanderschlinge, der Austritt des erwähnten Wärmeaustauschmediums am Ende 5 des halbzylinderförmigen Abschnitts,
der die Brennkammer 1 umfaßt. Die Fließrichtung des
Wärmeaustauschmediums ist in Figur 1 durch Pfeile 7
angedeutet.

Der Raum zwischen den horizontalen Lagen der Heizregisterlamelle bildet einen Rauchgaskanal 3, durch den die Rauchgase im Querstrom zum Fluß des Wärmeaustauschmediums geführt werden. Der Rauchgaskanal 3 ist zu beiden
Seiten durch die plattenförmige Seitenverkleidung 8 des Heizkessels begrenzt, die an den Rundungen der Mäanderschlingen der Heizregisterlamellen dichtend anliegt. Im Bereich der Rundungen weist die Heizregisterlamelle
keine Noppen auf. Die Verkleidung 8 stellt gleichzeitig die Verbindung zu der Wärmeisolierung 9 des Heizkessels her, die wie im Ausführungsbeispiel aus geschäumten
Kunststoffmaterial bestehen kann.

Wie aus Figur 2 ersichtlich ist, weisen die vordere und die hintere Verkleidung 18, 19 des Heizkessels auf ihrer zum Heizregister gerichteten Innenseite Leitbleche 20
bzw, 21 auf, die die vordere bzw. hintere Begrenzung des Rauchgaskanals 3 bilden. In die Leitbleche 20 und 21

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sind im Querschnitt halbkreisförmige Vertiefungen 14 und 15 eingeprägt, die unterschiedliche Tiefe aufweisen. Die Vertiefungen 14 und 15 verlaufen parallel zu den horizontalen Lagen der Heizregisterlamelle. Bei einem fertig montierten Heizkessel liegt der Rand jeder zweiten Lage der Heizregisterlamelle in einer der Vertiefungen 14 der Leitbleche 20 und 21 und ist gegen die Blechwandung durch einen Dichtstreifen, z. B. aus Asbestschnur, abgedichtet. Die Vertiefungen 15 liegen nicht an der Heizregisterlamelle an und schaffen somit einen Kanal, der benachbarte, horizontale Abschnitte des Rauchgaskanals 3 miteinander verbindet. Da die Vertiefungen 14 und 15 der Leitbleche 20 und 21 so versetzt zueinander angeordnet sind, daß eine Vertiefung 14 des Leitbleches 20 eine Vertiefung 15 des Leitbleches 21 gegenübersteht und umgekehrt, verläuft der Rauchgaskanal 3 von !er Brennkammer 1 aus mäanderförmig durch die Mäanderschlingen des Heizregisters. Der Rauchgaskanal 3 mündet am oberen Ende des Heizregisters in einem Rauchgassammeikanal, an den ein Abgasventilator 17 mit Austrittsstutzen angesetzt ist.

Wie aus dem vorstehenden ersichtlich ist, werden die Rauchgase, deren Weg in Figur 2 durch große Pfeile gekennzeichnet ist, und das Wärmeaustauschmedium im Gegenstrom geführt, wodurch ein intensiver Wärmeaus-

tausch erreicht wird. Da die Rauchgase bis unter ihren Taupunkt abgekühlt werden, fällt im oberen Bereich des Rauchgaskanals 3 Kondensat an, das, wie durch die kleinen pfeile in Figur 2 angedeutet, dem Rauchgasstrom entgegengesetzt in Richtung Brennkammer ablaufen kann. Da mit den Rauchgasen ständig Wasserdampf aus dem Kessel abgeführt wird, kann auf eine spezielle Kondensatabführung verzichtet werden.

Der Figur 2 ist auch zu entnehmen, daß der Brenner 12 des Heizkessels im unteren Bereich der Brennkammer i angeordnet ist. Bei dieser Anordnung wird der brennbare Anteil des Heizgases besonders gut ausgenutzt, und es wird ferner erreicht, daß die unterste Lage der Heizregisterlamelle in die heißeste Zone der Brennkammer eintaucht. Der Brennkammer 1 wird über Öffnungen 11 in der vorderen und hinteren Verkleidung 18, 19 des Heizkessels Frischluft zugeführt. Ein Teil 13 der vorderen Verkleidung 18 kann ferner herausgenommen werden, wodurch eine Wartungs- und Reinigungsöffnung für den Brennraum bzw. den Brenner geschaffen wird. Falls eine Reinigung des Heizregisters des Kessels erforderlich ist, kann auch die gesamte vordere Verkleidung des Heizkessels abgenommen werden.

Gemäß Figur 3 ist die Heizregisterlamelle 2 zur Verein-

fachung ihrer Herstellung aus zwei Teilstücken 2· und 2" aufgebaut. Die Teilstücke 2¹ und 2" bestehen aus einseitig genoppten Edelstahlblechen, die schon in der späteren Gestalt dee Heizregisters vorgeformt vorliegen. Die Ränder der Bleche 2' und 2" sind so gefalzt/ daß bei seitlich ineinander geschobenen Teilen die gefalzten Randbereiche einander Überlappen und anschließend an der Stößkante im Überlappungsbereich verschweißt werden können.

In dem mäanderförmig vorgeformten Bereich der Teilstücke 2" und 2* liegen in den horizontalen Abschnitten zwei Blechlagen mit Noppen 4 derart Übereinander, daß die Moppen der oberen Blechlage in die Zwischenräume zwischen den Noppen der unteren Blechlage eingreifen. Die genaue Anordnung der Noppen 4 auf den Blechen ist aus Figur 6 ersichtlich, innerhalb eines horizontalen Rauchgaskanalabschnittes 3 weist die untere Blechlage 3 zu den Blechrändern parallele Noppenreihen mit sieben Noppen und die obere Blechlage versetzt dazu drei parallele Reihen mit sechs Noppen auf. Die Noppen 4 sind als Konusnocken gestaltet und liegen an der gegenüberliegenden Blechwandung an. In Figur 3 sind die Noppen 4 der Übersichtlichkeit wegen bei dem Teilstück 2' weggelassen. Noppen auf der Oberseite des Teilstückes 2' können, wie in Figur 1 gezeigt, auch als Verstärkungs-

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und Halteelemente für die Kesselisolierung dienen. Ferner können die Teilstücke 2' und 2" auch im halbzylinderförmig gebogenen Bereich Noppen aufweisen, die als Abstandehalter und Verstärkung dieses Heizregisterlamellenbereichs dienen.

Die in Figur 3 mit dem Bezugszeichen 3 gekennzeichneten horizontalen Abschnitte des Rauchgaskanals sind bei den Teilstücken 2' und 2" des Heizregisters so angeordnet, daft bei ineinandergeschobenen Teilstücken diese Abschnitte wechselweise einmal vom Teilstück 2¹ und der nächste vom Teilstück 2" gebildet werden« Insgesamt weist also ein aus den Teilstücken 2* und 2" zusammengesetztes Heizregister 9 derartige Abschnitte auf.

In der Figur 4 ist eine Wärmeaustauschschlange 10 gezeigt, die in das Heizregister des Heizkessels zur Brauchwasseraufheizung eingebaut werden kann und aufgrund ihrer Länge ein Warmwasser-Reservoir mit großer Speicherkapazität darstellt. Die Wärmeaustauschschlange 10, die aus Kupferrohr oder anderen geeigneten Materialien bestehen kann, ist in einem Stück als Register aus mehreren, mäanderförmig gebogenen Lagen gebogen. In dieser Ausbildung durchsetzt die Wärmeaustauschschlange 10, wie aus Figur 5 ersichtlich ist, im mäanderförmig gebogenen Teil des Heizregisters den das Wärmeabfuhrme-

dium führenden Raum. Kaltwasserzulauf und Warmwasserablauf der Wärmeaustauschschlange 10 sind koaxial im Inneren des Rücklauf- bzw. Vorlauf-Rührstutzens 6 und 5 des Heizregisters angeordnet. Die Wärmeaustauschschlange 10 wird als fertig gebogenes Register vor dem Ineinanderschieben zwischen die Teilstücke 2* und 2" des Heizregisters gelegt«

In weiterer Ausgestaltung ist es möglich, daft die Wärmeaustauschschlange auch in dem halbzylinderförmig gebogenen Teil des Heizregisters verläuft, wobei gegebenenfalls die Wärmeaustauschschlange 10 die Abstandhaltefunktion der Noppen 4 in diesem Bereich übernehmen kann.

Aufgrund seiner Ausbildung eignet sich der neuerungsgemäße Heizkessel für eine vollautomatische Kesselfertigung.

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Claims (8)

-Al- Schutzansprüche t

1. Heizkessel mit einem Brennraum mit einem daran anschließenden Rauchzug und wenigstens einem den Rauchzug des Heizregisters umgebenden Mantel für ein Wärmeabführmedium, der als doppelwandige Lamelle ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der oberhalb des Brennraumes (1) angeordnete Teil der Heizregisterlamelle (2) mäanderförmig gebogen ist.

2. Heizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, deJi das Heizregister oberhalb des Brennraumes (1) aas gleichförmigen und im wesentlichen horizontal angeord-neten Lagen von Mäanderschlingen besteht, in denen der Fluß des Wärmeabführmediums im Querstrom zum Rauchgasfluß erfolgt.

3. Heizkessel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede zweite horizontale Lage der Mäanderschlingen an einem Leitblech (20, 21) einer inneren Auskleidung des Heizkessels derart dichtend anliegt, daß die Rauchgase zwischen benachbarten Mäanderschlingen im Gegenstom geführt sind.

- A 2 -

4. Heizkessel nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizregister zweiteilig aus seitlich ineinander verschiebbaren Noppenblechen (2¹, 2") aufgebaut ist.

5. Heizkessel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Noppenbleche (2¹, 2") im Randbereich einander überlappend gefalzt und im Überlappungsbereich verschweißt sind.

6. Heizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizregister eine Wärmeaustauschschlange (10) zur Brauchwassererhitzung aufweist.

7. Heizkessel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeaustauschschlange (10) den gesamten das Wärmeabführmedium führenden Raum des Heizregisters durchsetzt.

8. Heizkessel nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeaustauschschlange (10) einteilig ausgebildet ist und ein Register aus mehreren, mäanderförmig gebogenen Lagen bildet.