DE8630186U1

DE8630186U1 - Heizkessel mit Umkehrbrennkammer

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Publication number: DE8630186U1
Application number: DE19868630186
Authority: DE
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Priority date: 1986-11-11
Filing date: 1986-11-11
Publication date: 1987-01-02

Description

(15 629)

'« Hans Vießmann 3559 Battenberg Heizkessel mit Umkehrbrennkammer

Die Neuerung betrifft einen Heizungskessel gemäß Oberbegriff des Hauptanspruches.

Heizungskessel der genannten Art sind nach der DE-OS 34 03 225 bekannt. Aus Gründen der Energieeinsparung sind heute in der Regel für eine Betriebsweise im sogenannten Nieder- und Tieftemperaturbereich die Heizkessel dafür speziell gestaltet. Wie sich mittlerweile gezeigt hat, führt dies einerseits zwar zu den gewünschten Energieeinsparungen und diese Kessel sind auch weitgehend kondensatsicher, andererseits ergibt sich aber eine besondere abzugsseitige Problematik. Wenn man den vollen Nutzen der Niedertemperatur- und Tieftemperaturkessel im Hinblick auf niedrige Abgastemperatüren in Anspruch nehmen will, ist es, wie die Erfahrungen gezeigt haben, von Vorteil, wenn' man unter den jeweils gegebenen Bedingungen auf die Abgastemperatur Einfluß nehmen kann. Wenn eine ausreichend große Wärmeabnahme durch die Heizung und Warmwasserleitung erfolgt, sich ausreichend lange Laufzeiten für den Brenner ergeben und außerdem die installierte Kesselleistung nicht zu groß ist, kann man derartige Kessel ohne weiteres mit den vorgesehenen niedrigen Abgastemperaturen laufen lassen und hat einen optimalen Wirkungsgrad. Der Schornstein erhält dann auch ausreichend Wärme und auch die Heizfläche der Kessel, insbesondere die Heizgaszüge heizen sich

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genügend auf. Wenn jedoch die Wärmeabnahme geringer ist, wenn also bspw. die Bewohner eines Hauses, um Heizenergie zu sparen, die Heizkörperventile zudrehen oder drosseln, ergeben sich kürzere Brennerlaufzeiten, wodurch der Schornstein nicht genügend Wärme erhält und evtl. auch die Heizflächen sich nicht genügend aufheizen. DurchrJäesungsgefährdungen des Schornsteins in Verbindung mit obengenannter Betriebsweise können aber auch auftreten, wenn dieser nicht ausreichend isoliert ist oder wenn eine relativ lan" ge Distanz zwischen Kessel und Schornsteinanschluß, d.h. ein langes Abzugsrohr vorliegt. Beim Gegenstand der vorgenannten DE-OS ist diese Problematik in der Weise gelöst, daß im unteren Bereich der dämmblockseitigen Hälfte der Brennkammer mindestens eine öffnung angeordnet, diese öffnung mit einem Verschluß versehen und dieser als zu öffnender oder entfernbarer Verschluß ausgebildet ist. Unter "zu öffnender Verschluß" ist dabei zu verstehen, daß die betreffende öffnung im Bedarfsfall freigestellt werden kann, dann aber in diesem Freistellungszustand verbleibt. Grundsätzlich ist aber mit dieser vorbekannten Lösung die Möglichkeit geschaffen, die Brennkammer nicht von vornherein im Bereich des Dämmblockes, d.h. an ihrem hinteren Ende mit zusätzlichen und von vornherein offenen Abströmöffnungen zu versehen, sondern die für eine höhere Abgastemperatur sorgenden öffnungen mit ausreichend großem Querschnitt in Anpassung an die jeweiligen Verhältnisse einfach öffnan zu können. Diese Möglichkeit, die keine wesentliche Veränderung am Kessel erfordert, ist insofern

von großer Bedeutung, da sich herausgestellt hat, daß man ohne solche Zusatzeinrichtungen nicht in der Lage ist, mit der an sich wünschenswerten, relativ niedrigen Abgastemperatur moderner Öl/gasgefeuerter Kessel grundsätzlich zu operieren. In jahreszeitlichen Übergangszeiten, d.h., bei sehr kurzen Brennerlaufzeiten von nur ca. 4 bis 5 Minuten, erhält der Schornstein Abgase mit Temperaturen in der Gröfienordnung von nur ca. 100°C. Das System der Heizkessel mit seinen Heizflächen muß sich aber vollständig aufgeheizt haben und im Beharrungszustand sein, und es dauert etwa eine halbe Stunde, bis sich die maximale Abgastemperatur einstellt, d.h., also die vorgesehene Abgastemperatur für den Normalbetrieb. Je kürzer die Laufzeit des Brenners jedoch ist, desto niedriger ist die Abgastemperatur. Wenn der Kessel bspw. zu groß ausgelegt ist, oder zu stark Heizenergie eingespart wird, dann kann die Wärmeabnahme so gering sein, daß die Brenner nicht zu den notwendig längeren Laufzeiten kommen und sich nur kurzzeitig einschalten. Bei der Lösung nach der DE-OS kann ein gewisser Teil der Heizgase, ohne den vorderen Umlenkrand der Brennkammer passieren zu müssen, direkt in den bzw. die betreffenden unteren Heizgaszüge gelangen, d.h., diese Heizgase kühlen sich natürlich nicht so stark ab wie der Teil der Heizgase, die die Heizgaszüge auf volle Länge durchströmen müssen. Damit ist eine Erhöhung der Abgastemperatur, wie sich gezeigt hat, ohne weiteres möglich.

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Diese vorbekannten Bypassöffnungen nach der DE-CS haben & jedoch den Nachteil, daß sie standig offen bleiben, also

f auch dann Heizgase direkt unter Umgehuncr der Heizgaszüge

;■ In die Rauchgassammelkanuner gelangen, wenn dies gar nicht

mehr nötig ist. Hierzu ist es ebenfalls schon bekannt, den Heizkessel abzugsseitig mit Klappen auszustatten und diese Klappen mit einem Stellmotor bedarfsangepaßt zu öffnen und zu schließen, was jedoch einen beträchtlichen Aufwand darstellt und zwar insbesondere für Heizkessel mit kleineren Leistungsbereichen.

Der Neuerung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, einen Heizkessel der eingangs genannten Art hinsichtlich seiner Abgastemperaturregelung dahingehend zu vereinfachen und zu verbessern, daß der dafür erforderliche Aufwand wesentlich vereinfacht und reduziert werden kann.

Diese Aufgabe ist mit einem Heizkessel der eingangs genannten Art nach der Neuerung durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angeführten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und praktische Ausführungsformen ergeben sich nach den Unteransprüchen.

Bei dieser Lösung, die die an sich bekannte Verhaltensweise von Thermometall, sich unter Temperatureinfluß zu verbiegen, ausnutzt, bleibt die Bypassöffnung im kalten Zustand des Kessels offen. Beim Start des Brenners kann also

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ein Teilstrom der Abgase aus der Brennkammer direkt durch die Bypassöffnung abströmen, so daß der Schornstein sofort mit einer höheren Temperatur beaufschlagt und Kondensation im Schornstein vermieden wird. Wird dann im Laufe des Betriebes eine Rauchgastemperatur von etwa 140 bis 150°C erreicht, wird durch den mindestens zum Teil aus Thermobimetall bestehenden Halter der Öffnungsverschluß langsam auf die Bypassöffnung gestellt und diese damit verschlossen. Bei Abschaltung des Brenners und sich reduzierenden Temperaturen hebt sich dann der Verschluß wieder automatisch von der Bypassöffnung ab.

In praktischer Ausführungsform ist der Halter als Streifen ausgebildet, der mit seinem Befestigungsende am diagonal zur Anordnung der Bypassöffnung gegenüberliegenden Bereich des Brennkammerbodens befestigt ist. Zweckmäßig und vorteilhaft ist dabei die Bypassöffnung aus einem im Brennkammerboden eingesetzten und diesen durchgreifenden Rohrstuck mit trichterförmigem Öffnungsrand gebildet, wobei der Öffnungsverschluß an diesen Öffnungsrand formschlüssig angepaßt ausgebildet ist, um einen möglichst dichten Abschluß bei Anlage des Verschlusses am Öffnungsrand zu erreichen. Der streifenförmige Halter kann zwar insgesamt aus Bimetall gebildet werden, «s aber nicht zwingend notwendig ist, d.h. etwa das untere Drittel des streifenförmigen Halters kann durchaus auch nur aus Edelstahlblech gebildet und in geeigneter Weise mit dem anderen, aus Bi-

metall bestehenden Streifen verbunden sein.

Vorteilhaft ist im Stellbereich des Halters ein Niedricitemperaturausschiagbegrenzer angeordnet, der zweckmäßig als den Halter umfassender Anschlagbügel ausgebildet und dieser am Brennkammerboden angeordnet ist.

Bei dieser neuartigen Ausbildung sind also relativ aufwendig anzubringende Klappenverschlüsse und damit zu verbindende Stellglieder, wie Stellmotoren entbehrlich, da das Ganze vorteilhaft ein integrales Bauteil allein der in den Kessel einschiebbaren Umkehrbrennkammer ist und in einfachster Weise unmittelbar am Brennkammerboden selbst installiert werden kann.

Der neuartige Heizkessel wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Es zeigt schematisch

Fig. 1 einen Schnitt durch den hier interessierenden abzugsseitigen Bereich des Heizkessels und

Fig. 2 eine Ansicht des Brennkammerbodens in Pfeilrichtung &Aacgr;.

Wie aus Fig. 1 erkennbar, ist an der rauchgassammelkammerseitigen Rückwand der Umkehrbrennkammer 1 ein mindestens z.T. aus Thermobimetall bestehender Halter 2 angeordnet, der an seinem frei beweglichen, der Bypassöffnung 3 des Brennkammerbodens 8 gegenüberstehenden Bereich 4 mit einem Öffnungsverschluß 5 versehen ist. Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich, ist der Halter 2 als Streifen 6 ausgebildet, der mit seinem Befestigungsende 7 im diagonal zur Anordnung der Sypassöffnung 3 gegenüberliegenden Bereich des Brennkammerbodens 8 befestigt ist. Dar obere Teil (etwa 2/3 der Gesamtlänge) des Streifens 6 besteht dabei aus Thei-mobimetall 6'während das untere Drittel, an dem der öffnungsverschluß 5 in geeigneter Weise befestigt ist, aus Edelstahlblech 6" besteht.

Die Bypassöffnung 3 ist vorteilhaft aus einem im Brennkammerboden 8 eingesetzten und diesen durchgreifenden Rohrstück 9 mit trichterförmigem Öffnungsrand 10 gebildet, wobei der Uffnungsverschluß 5 an diesen Öffnungsrand 10 formschlüssig angepaßt ausgebildet ist, so daß sich dieser in Schließstellung, wie gestrichelt angedeutet, möglichst dicht passend an diesen Öffnungsrand 10 anlegen kann. Im Stellbereich des Halters 2 ist ferner ein Niedrigtemperatur-Anschlagbegrenzer 11 angeordnet, der als den streifenförmigen Halter 2 umfassender Anschlagbügel 12 ausgebildet ist und in einem Bereich, wie aus Fig. 1,2 ersichtlich, am Brennkammerboden 8 sitzt.

Diese Ausbildung ist zwar insbesondere für Heizungskessel mit kleinerem Leistungsbereich bestimmt, einer Anwendung dieses Prinzips für Heizkessel mit größeren Leistungsbereichen, soweit dies die konstruktiven Verhältnisse zulassen, steht jedoch nichts entgegen. Im übrigen ist dieses Prinzip selbstverständlich auch dann anwendbar, wenn
der betreffende Heizkessel keine einsetzbare, topfförmige Brennkammer aufweist, wohl aber eine von der Brennkammer
direkt zum Rauchgasabzug führende Bypassöffnung, die hinter den eigentlichen Heizgaszügen in die Rauchgassammeikammer bzw. direkt in den Rauchgasabzug mündet. Sollten an einem Kessel, wie vorbeschrieben, und zwar mit einsetzbarer,
topfförmiger Umkehrbrennkammer oder sonstiger Brennkammer mehrere Bypassöffnungen vorgesehen sein, so steht nichts
entgegen, erforderlichenfalls mehrere Halter 2 mit entsprechenden Verschlüssen 5 vorzusehen.

Claims

Patentanwälte Dipi -ing. Amthor Schutzansprüche: Dipi.ing. Wolf An der Malnbrflck· 6Ä50 Hawau

1. Heizkessel mit Umkehrbrennkammer, in deren Boden eine zur Rauchgassammeikammer führende, zu öffnende und zu schließende Abgasbypass-üffnung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß an der rauchgassaramelkammerseitigen Rückwand der Umkehrbrennkammer (1) ein mindestens zum Teil aus Thermobimetall bestehender Halter (2) angeordnet ist, der an seinem freibeweglichen, der Bypassöffnung (3> gegenüberstehenden Bereich (4) mit einem Öffnungsverschluß (5) versehen ist.

2. Heizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Halter (2) als Streifen (6) ausgebildet und dieser mit seinem Befestigungsende (7) im diagonal zur Anordnung der Bypassöffnung (3) gegenüberliegenden Bereich des Brennkammerbodens (8) befestigt ist.

3. Heizkessel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Bypassöffnung (3) aus einem im Brennkammerboden (8) eingesetzten und diesen durchgreifenden Rohrstück (9) mit trichterförmigem Öffnungsrand (10) gebildet und dtr Öffnungsverschluß (5) an diesen Öffnungsrand (10) formschlüssig angepaßt ausgebildet ist.

4. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, daft durch gekennzeichnet, daß im

Stellbereich des Halters (2) ein Niedrigtemperaturausschlagbegrenzer (11) angeordnet ist.

5. Heizkessel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Ausschlacbegrenzer (11) als den Halter (2) umfassender Anschlagbügel (12) ausgebildet und dieser am Brennkammerboden (8) angeordnet ist.