DE8912866U1

DE8912866U1 - Heizkessel zum Verbrennen flüssiger oder gasförmiger Brennstoffe

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Publication number: DE8912866U1
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Authority: DE
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Current assignee: Individual
Priority date: 1989-10-31
Filing date: 1989-10-31
Publication date: 1991-05-08
Anticipated expiration: 1999-11-01
Also published as: WO1991006813A1; ES2038521T3; DE59000793D1; CA2044282A1; EP0451234A1; EP0451234B1

Description

Brennstoffe

Die Neuerung betrifft einen Heizkessel zum Verbrennen flüssiger oder gasförmiger Brennstoffe gemäß Oberbegriff des Hauptanspruches.

Heizkes-sel der genannten Art sind allgemein bekannt und in im Detail unterschiedlichen, im Prinzip aber gleichen Konstruktionsformen in Benutzung, so daß es diesbezüglich keines besonderen druckschriftlichen Nachweises bedarf. Im Prinzip gilt diese bekannte Kesselausbildung sowohl für Heizkessel aus Stahlblech als auch aus Guß, wobei die Gußheizkessel aus relativ schmalen, in einem Stück und im Kernguß hergestellten Einzelgliedern bestehen, die, im Bereich relativ kleiner Überströmöffnungen wasserseitig vernippelt, zu einem aus einer Vielzahl von Einzelgliedern bestehenden Block zusammengefügt werden. Um die Herstellung von Gußkesseln dieser Art einer einigermaßen rationellen Serienfertigung zugängig zu machen, muß ein beträchtlicher technischer Aufwand getrieben werden, und zwar insbesondere auch in Rücksicht darauf, daß die Einzelteile bzw. die Gußglieder in Kernguß hergestellt werden müssen. Die

Bindemittel für das Binden des Formsandes der Kerne, die für die Ausbildung der Hohlräume in einem Kesselglied erforderlich sind, sind zum Teil hochgiftig. Der nach dem Guß nicht mehr verwendbare Kernformsand kann in der Regel deshalb nicht ohne weiteres auf einer normalen Deponie abgelagert und muß auf einer Sonderdeponie verbracht werden, was mit hohen Kosten und mit erheblichen Umständen verbunden ist. Durch die Ausbildung von Gußkesseln aus einer Vielzahl von in sich bis auf die kleinen zu vernippelnden Öffnungen geschlossenen herzustellenden Einzelgliedern wird außerdem der Gußmaterialaufwand relativ groß, d.h., derartige Gußkessel haben zwangsläufig ein beträchtliches Gewicht.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, einen Heizkessel der eingangs genannten Art zu verbessern und zu schaffen, der bezüglich seiner wesentlichen, den Feuerraum bildenden Teile aus bezüglich der Kondensatresistenz plinstigem Material zu fertigen sein soll, wobei aber diese Teile, soweit sie aus Guß gebildet sind, kernlos gießbar und damit fertigungsrationell und umweltschonend herstellbar sein sollen und zwar mit den weiteren Maßgaben, einen solchen Kessel aus nur wenigen Teilen mit geringem Montageaufwand zusammenfügen und auf Grund des Ausbilaungsprinzips fUr die den Feuerraum begrenzenden Teile auch Keramikmaterial in Be-

tracht ziehen zu können.

Diese Aufgabe ist mit einem Heizkessel der eingangs genannten Art nach der Erfindung durch die in Kennzeichen des Hauptanspruches angeführten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich nach den Unteranspriichen.

Im Gegensatz zu bisherigen Gußheizkesseln, die aus einer in sich in einem Stück mit Kernen gegossenen, miteinander wasserseitig zu vernippelnden, relativ schmalen Einzelgliedern bestehen, ist der neuartige Heizkessel aus geometrisch sehr einfachen Teilen gebildet, die auf einfache Weise und ohne Vernippelung abdichtbar zusammengefügt den Feuerraum bilden, während der das wasserführende Gehäuse nach außen abschließende Mantel einfach aus Stahlblech gebildet wird. Die auf Grund ihrer einfachen geometrischen Gestaltung kernlose Ausformbarkeit der Elemente läßt nicht nur den ganzen Kerngieß- und Entsorgungsaufwand für den Formsand entfallen, sondern sie läßt auch problemlos eine wesentlich größere Breitenbemessung der einzelnen Glieder im Vergleich zur heute üblichen Breitenbemessung von Gußgliedern zu. Der kernlose Guß der neuartigen Glieder läßt außerdem problemlos und vorteilhaft besondere und

weiterbildende Formgebungen an den Gliedern zu, die insbesondere in Richtung ausreichend druckfester Gestaltung, möglichst dünnwandiger Ausbildung der Wände und einfacher und prinzipiell gleicher Ausbildung der Endglieder zielen, was noch näher erläutert wird und was in einem Teil der Unteransprüche erfaßt ist.

Die neuartige Ausbildung des Heizkessels bezüglich der Glieder hat auch noch den großen Vorteil, daß trotz der Gliederbauweise ein nicht durch enge und kleine Uberströmöffnungen unterteilter, wasserführender Innenraum vorliegt, sondern ein Innenraum, der praktisch dem eines "normalen" Stahlheizkessels entspricht. Dadurch ist es möglich, unter Verwendung immer der gleichen Ringe und entsprechender Endglieder diese zu Kesseltypen unterschiedlicher Länge zusammenfügen zu können. Wesentlich ist dabei in Rücksicht auf die "Grün - Ausformbarkeit", daß in der Gießform vertikal orientierte Flächen eine entsprechende Konizität haben müssen, um bei der Herstellung der Gießform aus Sand das Positivmodell ziehen zu können. Auf Grund der geometrisch einfachen Form der Ringe ist aber auch die Voraussetzung geschaffen, diese Ringe aus Keramikmaterial bilden zu können.

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Der neuartige Heizkessel und vorteilhafte Weiterbildungen werden nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von AusfUhrungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigt schematisch

Fig.l einen Längsschnitt durch den Heizkessel;

Fig.2 einen Querschnitt durch den Heizkessel und

Fig.3 vergrößert einen Detailschnitt gemäß Kreis A in Fig.l.

Der Heizkessel besteht aus einem wasserführenden, mit Vor- und Rücklaufanschlüssen 1,2 versehenem Gehäuse 3, das von einem Feuerraum durchgriffen ist, dessen beidendige öffnungen 5 mit Verschlüssen 6,7 versehen sind, von denen der eine 6 die Einsatzöffnung 8 für den Brenner 9 und der andere die Abgasführung enthält.

Für diesen Heizkessel ist nun wesentlich, daß das wasserführende Gehäuse 3 aus zwei Endgliedern 10, ferner aus mindestens zwei, die Feuerraumwand 4' bildenden Ringen 11 und aus einem den wasserführenden Innenraum

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13 nach außen abschließenden Stahlmantel 12 gebildet ist. Der Stahlmantel 12 und die Ringe 11 sind dabei mittels den Innenraum 13 durchgreifenden, an den Endgliedern 10 abgedichtet befestigten, auf den Umfang gleichmäßig verteilten Spannstäben 14 zwischen den Endgliedern 10 verspannt angeordnet. Die Art der Abdichtung und Befestigung der Spannstäbe 14 ist dabei aus der vergrößerten Detaildarstellung in Fig. 3 besser erkennbar. Ferner sind alle Stoßsteilen zwischen dem Stahlmantel 12 und den Endgliedern 10, zzwischen den Endgliedern 10 und den Ringen 11 und zwischen den Ringen 11 selbst mit Dichtungseinrichtungen 15 versehen. Auch dies ist deutlicher erkennbar in Fig. 3 dargestellt, d.h., die Dichtungseinrichtungen 15 sind in Form von Nut und Federn ausgebildet und in den Nuten 16 sind Dichtungsringe 17 angeordnet. Bei der dargestellten Ausführungsform handelt es sich bei den Ringen 11 und den beiden Endgliedern 10 um Gußteile, wobei die Ringe 11 feuerraumseitig mit Längsrippen 18 versehen sind. Wesentlich für diese Gußteile ist dabei ihre schwach konische Formgebung, und zwar in den Bereichen, für die das problemlose Ziehen des Positiv-Formmodelles aus dem Formsand gewährleistet sein muß, was keiner näheren Erläuterung bedarf. Wie ohne weiteres ersichtlich und vorstellbar kommt man auf jeden Fall bei der Herstellung der Gießform sowohl für die Ringe 11 als auch die beiden Endglieder ohne den Einatz von Formkernen

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aus, da diese Elemente keine Hohlräume aufweisen,

Um den brennerseitigen Verschluß 6 in Form einer den Brenner 9 tragenden Verschlußtlir bequem aufsetzen und den daran befestigten Isolationsblock 6* unterbringen zu können, ist das brennerseitige Endglied 10, wie dargestellt mit einem Anschlußringbund 19 versehen, welcher Ringbund 19, wie ersichtlich, ebenfalls im Querschnitt schwach konisch ausgeformt ist. Das andere abzugssei-tige Endglied 10, das den Abzugsanschlußstutzen 20 aufweist, ist im wesentlichen als schwach gewölbte Scheibe, wie dargestellt ausgebildet. Hierbei ist lediglich der Anschlußstutzen 20 bezüglich seiner Wand schwach konisch ausgebildet sofern dies Gußungenauigkeiten verlangen, sind die an Stoßstellen beteiligten Elemente in diesen Bereichen spahnabhebend bearbeitet.

Die Anordnung der Spcnnstäbe 14, wie in Fig. 1 dargestellt, reicht an sich aus, um den wasserführenden Innenraum 13 sowohl nach innen zum Feuerraum 4 hin als auch nach außen abzudichten, was einfach durch Verspannen der beiden Endglieder 10 mittels der Spannstäbe erfolgt, da natürlich die Spannstäbe ihre Spannwirkung sowohl auf die Ringe 11 als auch den mit einer Längsschweißnaht endlos gemachten Stahlblechmantel ausUben.

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Es ist aber auch ohne weiteres möglich, die Spannstäbe 14 in radialer Richtung näher an die Ringe heranzurücken, und zusätzlich, wie gestrichelt angedeutet, äußere Spannstäbe 14 ^l anzuordnen, wofür allerdings die Endglieder 10, wie gestrichelt dargestellt im Durchmesser vergößert werden müssen, um über den Stahlblechmantel 12 hinausragende Umfangsränder (siehe auch Fig. 2) zu erhalten, an denen dann die Spannstäbe 14', angesetzt werden können. Abgesehen davon lassen sicvh aber auch ohne weiteres nur Anschlußfortsätze 22 (siehe Fig. 2) mit -angießen, die dann als Widerlager für die äußeren Spannstäbe 14^% dienen.

Da die Anbindung der Vor- und Rücklaufanschlüsse 1,2 am Stahlmantel 12 am einfachsten ist, werden diese, wie ebenfalls gestrichelt dargestellt, bevorzugt am Stahlmantel 12 angesetzt.

Da die Ringe 11 eine denkbar einfache geometrische Form haben und da ferner ein sehr einfaches Zusammenfügungeprinzip der Ringe durch Verspannen zwischen den beiden Endgliedern 10 vorliegt, ist damit auch die Möglichkeit eröffnet, diese Ringe 11 aus Keramikmaterial zu bilden, das ja bekanntlich bezüglich Kondensatfestigkeit noch wesentlich günstigere Eigenschaften aufweist als Gußei-

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sen. Sofern solche Keramikteile bzw. Keramikringe nicht im StrangpreBverfahren, sondern im Formpreßverfahren hergestellt werden, ist natürlich auch eine ausreichende Konizität erforderlich.

Das beschriebene Bauprinzip ist natürlich auch für sogenannte vertikal aufgestellte Sturzbrennerheizkessel anwendbar, die keine Brennkammer 23 aufweisen, sondern einen nach unten offenen Brennkammereinsatz. Dafür bedarf es· lediglich einer entsprechenden Umgestaltung der Endglieder 10, da hierbei die abzuführenden Rauchgase im Bereich des brennerseitigen Endgliedes 10 abgeführt werden, nachdem sie im Bereich des anderen und dann unten angeordneten Endgliedes 10 lediglich um und in den im Querschnitt ringförmigen Heizgaszug nach oben umgelenkt werden.

Claims

III » · (16 262) SchutzansprUche:

1. Heizkessel zum Verbrennen flüssiger oder gasförmiger Brennstoffe, bestehend aus einem wasserführenden, mit Vor- und Rücklaufanschlüssen (l_r2) versehenen Gehäuse (3), das von einem Feuerraum (4) durchgriffen ist, dessen beidendige Öffnungen (5) mit Verschlüssen (6,7) versehen sind, von denen der eine (6) die Einsatzöffnung (8) für den Brenner (9) und der andere (7) die Abgasabführung enthalt,

dadurch gekennzeichnet,
daß das wasserführende Gehäuse (3) aus zwei Endgliedern (10), ferner aus mindestens zwei die Feuerraumwand (4^l) bildenden Ringen (11) und aus einem den wasserführenden Innenraum nach außen abschließenden Stahlmantel (12) gebildet ist, wobei der Stahlmantel (12) und die Ringe (11) mittels den Innenraum (13) durchgreifenden, an den Endgliedern (10) abgedichtet befestigten, auf den Umfang gleichmäßig verteilten Spannstäben (14) zwischen den Endgliedern (10) verspannt angeordnet sind, das alle Stoßstellen zwischen dem Stahlmantel (12) und den Endgliedern (10), zwischen den

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Endgliedern (10) und den Ringen (11) zwischen den Ringen (11) mit Dichtungseinrichtungen (15) versehen sind.

2. Heizkessel nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungseinrichtungen (15) in Form von Nut- und Federn ausgebildet und in die Nuten (16) Dichtungsringe (17) angeordnet sind.

3. Heizungskessel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Endglieder (19) aus Guß und die Ringe (11) aus Guß- oder Keramikmaterial gebildet sind.

4. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe (11) feuerraumseitig mit Längsrippen (18) versehen sind.

5. Heizkessel nach einem der Ansprüche i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das brennerseitige Endglied (10) mit einem Anschlußringbund (19) für den Anschluß des Heizkesselverschlusses (6) versehen ist.

6. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das abzugsseitige Endglied (10) als mit dem Abzugsanschlußstutzen (20) versehene, im wesentlichen schwach gewölbte Scheibe gebildet ist.

7. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Endglieder (10) auch außerhalb des zwischen diesen verspannten Stahlmantels (12) mit Spannstangen (IV) verbunden und dieser an überstehenden Rändern (21) oder Anschlußfortsätzen (22) der Endglieder (10) befestigt sind.

8. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Endglieder (10) und die Ringe (11) in ihrer Formgebung "grün - ausformbar" ausgebildet sind.

9. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vor- und Rücklaufanschlüsse (1,2) am Stahlmantel (12) angeschlossen sind.