DE8912866U1 - Boilers for burning liquid or gaseous fuels - Google Patents
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Description
BrennstoffeFuels
Die Neuerung betrifft einen Heizkessel zum Verbrennen flüssiger oder gasförmiger Brennstoffe gemäß Oberbegriff des Hauptanspruches.The innovation relates to a heating boiler for burning liquid or gaseous fuels according to the generic term of the main claim.
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. DieBoilers of the type mentioned are generally known and are used in designs that differ in detail but are essentially the same, so that no special written proof is required in this regard. In principle, this known boiler design applies to boilers made of sheet steel as well as cast iron, whereby the cast iron boilers consist of relatively narrow individual elements made in one piece and in core casting, which are joined together to form a block consisting of a large number of individual elements, nippled in the area of relatively small overflow openings on the water side. In order to make the manufacture of cast iron boilers of this type accessible to a reasonably efficient series production, a considerable technical effort must be made, especially in view of the fact that the individual parts or the cast elements must be made in core casting. The
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.Binding agents for binding the molding sand of the cores, which are required to form the cavities in a boiler section, are sometimes highly toxic. The core molding sand that can no longer be used after casting cannot therefore generally be disposed of in a normal landfill and must be disposed of in a special landfill, which is associated with high costs and considerable inconvenience. The formation of cast boilers from a large number of individual sections that are closed apart from the small openings that need to be sealed also means that the amount of casting material required is relatively high, i.e. such cast boilers are inevitably very heavy.
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-The invention is therefore based on the task of improving and creating a heating boiler of the type mentioned at the beginning, which should be made of a material that is plastic-like in terms of condensate resistance in terms of its essential parts forming the combustion chamber, but these parts, insofar as they are made of cast iron, should be able to be cast without a core and thus be manufactured in a way that is efficient in terms of production and environmentally friendly, with the additional requirements of assembling such a boiler from only a few parts with little assembly effort and, due to the design principle, also using ceramic material for the parts that delimit the combustion chamber.
tracht ziehen zu können.to be able to draw costumes.
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. This object is achieved with a heating boiler of the type mentioned at the outset according to the invention by the features listed in the characterizing part of the main claim. Advantageous further developments arise from the subclaims.
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 undIn contrast to previous cast iron boilers, which consist of relatively narrow individual elements cast in one piece with cores and connected to one another on the water side, the new type of boiler is made of geometrically very simple parts, which are simply joined together to form the combustion chamber without the need for nipples, while the casing that closes off the water-carrying housing to the outside is simply made of sheet steel. The coreless formability of the elements, due to their simple geometric design, not only eliminates the entire core casting and disposal effort for the molding sand, but also allows for a much larger width dimension of the individual elements compared to the width dimension of cast elements that is usual today. The coreless casting of the new type of elements also allows for special and advantageous
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.further developing the shapes of the members, which are aimed in particular at achieving sufficiently pressure-resistant design, the thinnest possible wall design and a simple and basically identical design of the end members, which will be explained in more detail and which is covered in some of the subclaims.
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.The new design of the boiler with regard to the sections also has the great advantage that, despite the section construction, there is a water-bearing interior that is not divided by narrow and small overflow openings, but an interior that is practically the same as that of a "normal" steel boiler. This makes it possible to use the same rings and corresponding end sections to combine them to form boiler types of different lengths. With regard to the "green moldability", it is important that vertically oriented surfaces in the mold have a corresponding conicity in order to be able to pull the positive model out of sand when making the mold. Due to the geometrically simple shape of the rings, the prerequisite is also created for these rings to be able to be made from ceramic material.
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Der neuartige Heizkessel und vorteilhafte Weiterbildungen werden nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von AusfUhrungsbeispielen näher erläutert.The new boiler and advantageous further developments are explained in more detail below using drawings of examples.
Es zeigt schematischIt shows schematically
Fig.l einen Längsschnitt durch den Heizkessel;Fig.l a longitudinal section through the boiler;
Fig.2 einen Querschnitt durch den Heizkessel undFig.2 a cross section through the boiler and
Fig.3 vergrößert einen Detailschnitt gemäß Kreis A in Fig.l.Fig.3 shows an enlarged detail section according to circle 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.The boiler consists of a water-carrying housing 3 provided with flow and return connections 1,2, through which passes a combustion chamber, the two-ended openings 5 of which are provided with closures 6,7, one of which 6 contains the insert opening 8 for the burner 9 and the other the exhaust gas duct.
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 InnenraumFor this boiler, it is essential that the water-carrying housing 3 consists of two end members 10, furthermore of at least two rings 11 forming the combustion chamber wall 4' and of a water-carrying interior
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It· &igr; ■ &igr;It· &igr; ■ &igr;
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 Formkernen13 is formed by a steel casing 12 that closes off to the outside. The steel casing 12 and the rings 11 are clamped between the end members 10 by means of tension rods 14 that penetrate the interior 13, are attached to the end members 10 in a sealed manner and are evenly distributed around the circumference. The type of sealing and fastening of the tension rods 14 can be seen more clearly from the enlarged detailed illustration in Fig. 3. Furthermore, all joints between the steel casing 12 and the end members 10, between the end members 10 and the rings 11 and between the rings 11 themselves are provided with sealing devices 15. This is also shown more clearly in Fig. 3, i.e. the sealing devices 15 are designed in the form of tongues and grooves and sealing rings 17 are arranged in the grooves 16. In the embodiment shown, the rings 11 and the two end members 10 are cast parts, whereby the rings 11 are provided with longitudinal ribs 18 on the combustion chamber side. The key feature of these cast parts is their slightly conical shape, namely in the areas for which the problem-free pulling of the positive mold model out of the molding sand must be ensured, which does not require any further explanation. As is readily apparent and imaginable, the manufacture of the casting mold for both the rings 11 and the two end members can be achieved without the use of mold cores.
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aus, da diese Elemente keine Hohlräume aufweisen,because these elements have no cavities,
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.In order to be able to conveniently place the burner-side closure 6 in the form of a closure plate carrying the burner 9 and to accommodate the insulation block 6* attached to it, the burner-side end member 10 is provided with a connecting ring collar 19, as shown, which ring collar 19, as can be seen, is also slightly conical in cross-section. The other end member 10 on the trigger side, which has the trigger connection piece 20, is essentially designed as a slightly curved disk, as shown. In this case, only the connection piece 20 is slightly conical in terms of its wall; if this is required by casting inaccuracies, the elements involved in the joints in these areas are machined with chip removal.
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.The arrangement of the tensioning rods 14, as shown in Fig. 1, is sufficient in itself to seal the water-carrying interior 13 both inwards towards the combustion chamber 4 and outwards, which is done simply by clamping the two end members 10 using the tensioning rods, since the tensioning rods naturally exert their tensioning effect on both the rings 11 and the sheet steel casing made endless with a longitudinal weld seam.
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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.However, it is also possible to move the tension rods 14 closer to the rings in the radial direction and, in addition, to arrange outer tension rods 14 ' as shown in dashed lines, for which the end members 10 must be increased in diameter as shown in dashed lines in order to obtain peripheral edges projecting beyond the sheet steel casing 12 (see also Fig. 2), to which the tension rods 14' can then be attached. Apart from that, however, it is also possible to simply cast in connecting extensions 22 (see Fig. 2), which then serve as abutments for the outer tension rods 14 ' .
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.Since the connection of the flow and return connections 1,2 to the steel casing 12 is easiest, these are preferably attached to the steel casing 12, as also shown in dashed lines.
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-Since the rings 11 have a very simple geometric shape and since there is also a very simple principle of joining the rings by clamping them between the two end members 10, this also opens up the possibility of forming these rings 11 from ceramic material, which, as is well known, has even more favorable properties than cast iron in terms of condensate resistance.
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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.If such ceramic parts or ceramic rings are not manufactured using the extrusion process but using the compression molding process, sufficient conicity is of course also required.
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.The construction principle described is of course also applicable to so-called vertically installed tumble burner boilers, which do not have a combustion chamber 23, but rather a combustion chamber insert that is open at the bottom. This only requires a corresponding redesign of the end members 10, since the flue gases to be discharged are discharged in the area of the burner-side end member 10 after they have simply been diverted upwards around and into the heating gas flue, which has an annular cross-section, in the area of the other end member 10, which is then arranged at the bottom.
Claims (9)
daß das wasserführende Gehäuse (3) aus zwei Endgliedern (10), ferner aus mindestens zwei die Feuerraumwand (4l) 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 dencharacterized,
that the water-conducting housing (3) is formed from two end members (10), furthermore from at least two rings (11) forming the combustion chamber wall (4 l ) and from a steel casing (12) closing off the water-conducting interior to the outside, wherein the steel casing (12) and the rings (11) are arranged between the end members (10) in a tensioned manner by means of tensioning rods (14) which pass through the interior (13), are fastened to the end members (10) in a sealed manner and are evenly distributed around the circumference, that all joints between the steel casing (12) and the end members (10), between the
dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungseinrichtungen (15) in Form von Nut- und Federn ausgebildet und in die Nuten (16) Dichtungsringe (17) angeordnet sind.2. Boiler according to claim 1,
characterized in that the sealing devices (15) are designed in the form of tongue and grooves and sealing rings (17) are arranged in the grooves (16).
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