DE2028253C3 - Heizungskessel für flüssige oder gasförmige Brennstoffe - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Heizungskessel gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruchs 1. jo

Ein solcher Heizungskessel ist zum Beispiel aus der BE-PS 5 37 615 bekannt. Bei diesem bekannten Heizungskessel ist der ringförmige Heizgaszug innen von der glatten Außenseite einea wasserführenden Einbauzylinders begrenzt und sind zusätzlich zu dem J5 Heizgaszug mehrere den Einbauzyi.nder im Innern durchdringende Rauchgasrohre vorgesehen, so daß nur ein Teil der Verbrennunjjsgase den Heizgaszug zu durchströmen braucht, während ein wesentlicher Teil der Verbrennungsgase in mehreren Teilströmen die Rauchgasrohre durchströmt und in diesen die mit der Brennerfeuerung erzeugte Wärme an das Kesselwasser des Einbauzylinders abgeben kann.

Die Anordnung dieser Rauchgasrohre in dem wassergefüllten Einbauzylinder ist in der Herstellung aufwendig und teuer. Bei Brennerfeuerungen entstehen Druckschwingungen der Verbrennungsgase, die unangenehme hörbare Geräusche zur Folge haben. Derartige Druckschwingungen, die sich bei einem Heizungskessel mit Brennerfeuerung von der Brennkammer durch die Nachschaltheizzüge bis zum Rauchgasabzug des Heizungskessel fortpflanzen, setzen sich bei dem vorgenannten bekannten Heizungskessel bis in den angeschlossenen Kamin hinein fort, wo sie gleichfalls diese unerwünschten und störenden Geräusche verursachen.

Aus der FR-PS 10 55 484 ist es an sich bekannt, einen den ringförmigen Heizgaszug innen begrenzenden Verdrängerkörper auf seiner Außenseite mit ring- oder schraubenförmigen Wellungen zu versehen. Hierbei handelt es sich um einen Heizungskessel mit einem an der Unteren Stirnseite des Kessels angeordneten Brenner und einem am oberen Kesselende angeordneten Raüchgasabzüg, so daß' die Verbrennungsgase von unten nach oben strömen. Bei diesem Heizungskessel sind die entstehenden Asche^ und Rußpartikeln bestrebt, entgegen der Gasströmungsrichtung in dem Heizungskessel herunterzufallen, so daß bei diesem bekannten Heizungskessel die Gefahr besteht, daß die Düse und Zündelektroden und empfindlichsten Teile der Mischeinrichtung des Brenners durch die direkt in das Brennerrohr herunterfallenden Asche- und Rußpartikeln verschmutzt werden und Brennerstörungen hervorrufen.

Die Reinigungs- und Wartungsmöglichkeit des am unteren Kesselende angeordneten Brenners ist schwierig und eine Brennerausschwenkvorrichtung wird unpraktisch und kompliziert. Ferner werden sieh die herunterfallenden Asche- und Rußpartikeln auf der der Gasströmung abgekehrten Oberseite der ring- oder schraubenförmigen Wellungen mit nachteiliger Auswirkung auf die Ausnutzung der von der Brennerfeuerung erzeugten Wärme ablagern, wo sie zum Zwecke einer H=izungskesselreinigung nur nach Ausbau des Verdrängerkörpers aus dem Heizungskessel entfernt werden können.

Ausgehend von einem Heizungskessel der eingangs genannten Gattung hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, durch eine einfache und billige bauliche Kesselausgestaltung einerseits eine möglichst gute Ausnutzung der Wärme der Verbrennungsgase zu erreichen und dabei eine Verschmutzungsgefahr der an den Kesselfeuerraum sich anschließenden Nachschaltheizzüge zu vermeiden und andererseits vor allem die unangenehmen Flammengeräusche der Brennerfeurung zu unterdrücken und ene Geräuschfortpflanzung in den Kamin hinein zu verhindern.

Die Lösung dieser Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete erfindungsgemäße Kesselausgestaltung erreicht.

Der nach oben zur Brennkammer hin verschlossene und nach unten zum Rauchgasabzug hin offene Hohlraum des Einbauzylinders hat den überraschenden Vorteil und Effekt, daß er als Dämpfungskammer wirkt und von der Brennerfeuerung verursachte Druckschwingungen der Verbrennungsgase absorbiert, bpvor die Verbrennungsgase den Heizungskessel durch den Rauchgasabzug verlassen und in dei. angeschlossenen Kamin eintreten. Auf diese Weise werden unangenehme hörbare, in der Praxis als sehr störend empfundene Geräusche bereits im Heizungskessel gedämpft und vor allem auch in dem angeschlossenen Kamin verhindert Da die Gasströmung nach unten gerichtet ist und der Hohlraum nach unten offen ist, können keine Asche- und Rußpartikeln in den Hohlraum fallen und sich nicht darin ablagern, so daß der Hohlraum von keinen Verschmutzungen gereinigt zu werden braucht und die dauernde, volle Funktion des Hohlraumes als Druckschwingungen absorbierende Dämpfungskammer gewährleistet ist.

Obgleich im Innern des Einbauzylinders keine wärmeübertragenden Nachschaltheizzüge vorhanden sind und die gesamte Verbrennungsgasmenge den ringförmigen Heizgaszug auf der Außenseite des Einbauzylinders durchströmen muß, wird durch die mit den Wellungen geschaffenen Einbuchtungen und Vorsprünge auf der Außenseite des Einbauzylinders eine befriedigende Ausnutzung der durch die Brennerfeuerung erzeugten Wärme erreicht Die Vorsprünge, die nicht die lichte Weite des Heizgaszuges ausfüllen, sondern bis auf einen radialen Spalt an den den Heizgaszug außen begrenzenden Wassermantel heranreichen, und die Einbuchtungen bilden in Achsrichtung des Heizungskessels abwechselnd Engstellen und hohlraumartige Verbreiterungen und bewirken dadurch, daß die Verbrennungsgase bei axialer Durchströmung

des Heizgaszuges ständig abwechselnd verdichtet und beschleunigt beziehungsweise entspannt und verlangsamt werden. Hierdurch wird ein hoher Wärmeübergang zwischen den Verbrennungsgasen und dem Kesselwasser erzielt, so daß trotz einfacher und unkomplizierter Gasführung zwischen Brennkammer und Rauchgasabzug die Verbrennungsgase in hohem Maße ihre Wärme an das Kesselwasser abgeben.

Da bei der abwärts gerichteten Gasströmung die Oberseite der von den Wellungen gebildeten Vorsprünge, auf der sich herunterfallende Asche- und Rußpartikeln absetzen können, der Gasströmung zugekehrt ist und also die ankommende Gasströmung direkt auf die Oberseite der Vorsprünge auftrifft, werden etwaige auf die Oberseite der Vorsprünge herunterfallende Asche- und Rußpartikeln sogleich durch die auftreffende Gasströmung aufgewirbelt und von der Oberseite der Vorsprünge abgespült und reinigen sich dadurch die Vorsprünge und Einbuchtungen praktisch von selbst von Verschmutzungsablageningen.

Die erfindungsgemäße Kesselausbildung wird anhand der Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigt

F i g. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel im serJirechten Längsschnitt,

F i g. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel im senkrechten Längsschnitt,

F i g. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel teilweise im senkrechten Längsschnitt,

Fig.4 einen horizontalen Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3. iu

Der Heizungskessel der F i g. 1 besitzt einen senkrechten zylinderförmigen Wassermantel 1. der eine am oberen Ende des Heizungskessels liegende Brennkammer 2 umgibt Auf der oberen Stirnseite des Heizungskessels ist ein von oben her in die Brennkammer 2 einmündender Sturzbrenner 3 angeordnet An das dem Brenner gegenüberliegende Ende der Brennkammer 2 schließt sich ein abwärts gerichteter ringförmiger Heizgaszug 4 an, der die Verbrennungsgase zu einem am unteren Ende des Heizungskessels angeordneten Rauchgasabz^g 5 leitet Der Heizgaszug 4 ist außen von der Wand 7 des Wassermantels 1 und innen von einem hohlen Einbauzylinder 6 begrenzt Der Hohlraum 9 des Einbauzylinders ist an seinem der Brennkammer 2 zugekehrten oberen Ende durch eine Querwand 10 verschlossen und an seinem dem Rauchgasabzug 3 zugekehrten unteren Ende offen.

Dieser nicht von Verbrennungsgasen durchströmte Hohlraum 9 bildet eine Dämpfungskammer, die dank ihres großen Dämpfungsvolumens Druckschwingungen der Verbrennungsgase absorbiert, bevor die Verbrennungsgase durch den Rauchgasabzug 5 aus dem Heizungskessel austreten, und die infolgedessen eine Fortpflanzung von Druckschwingungen und unangenehmen hörbaren Geräuschen bis in den Kamin hinein verhindert Der Einbauzylinder 6 ist auf seiner Außenseite mit Wellungen versehen, die in Achsrichtung des Heizungskessels abwechselnd aufeinanderfolgende Einbuchtungen und Vorsprünge bilden und die je nach Ausbildung und Herstellung des Einbauzylinders w> ringförmig oder schraubenförmig sein können. Die Vorsprünge der Wellungen reichen nicht dicht an die Wand 7 heran, sondern halten einen spaltartigen radialen Abstand Von der Wand 7 ein. Die Verbrennungsgase werden bei axialer Durchströmung des b^r> Heizgaszuges ständig in den gebildeten Engstellen verdichtet und beschleunigt und in den gebildeten hohlraumartigen Verbreiterungen entspannt und verlangsamt Hierdurch wird nur mit dem Heizgaszug als Nachschaltheizkanal eine befriedigende Ausnutzung der Verbrennungsgaswärme erreicht, so daß der von dem Einbauzylinder eingenommene Innenraum des Heizungskessels nicht mit weiteren Nachschaltheizkanälen zum Beispiel in Gestalt von wassergekühlten Rauchgasrohren ausgebildet zu werden braucht, sondern entsprechend der Erfindung als Dämpfungskammer ausgebildet werden kann.

Bei Anwendung der an sich bekannten Wellungen in Verbindung mit der abwärts gerichteten Gasströmung wird der Vorteil erreicht, daß die den Heizgaszug durchströmenden Verbrennungsgase auf die der Gasströmung zugekehrten Oberseite der Vorsprünge der Wellungen auftreffen, so daß Asche- und Rußpartikeln, die in dem Heizgaszug auf die Oberseite der Vorsprünge herunterfallen, durch die Verbrennungsgase von der Oberseite der Vorsprünge abgetragen beziehungsweise abgespült werden und sich nicht in den Einbuchtungen auf der Oberseite der Vorsprünge ablagern beziehungsweise ansammel"-

Dsr Einbäuz^linder S kann ^ernäi^ der F ι °. 1 aus einer einfachen ungekühlten Blechtrommel bestehen, er kann gemäß der F i g. 2 auch durch einen Wasserraum It gekühlt sein. Auch beim Ausführungsbeispitl der F1 g. 2 i?'. der von dem wassergekühlten Einbauzylinder umgebene Hohlraum an seinem der Brennkammer zugekehrten oberen Ende durch die Querwand 10 verschlossen und nur an seinem unteren Ende offen, so daß durch die Querwand 10 den Verbrernungsgasen der Weg durch den Hohlraum hindurch versperrt ist und der Hohlraum als eine zum Rauchgasabzug 5 hin offene Dämpfungskammer wirkt

Bei dem Ausführungsbeispiel der F i g. 3 und 4 ist der Heizgaszug 4, der außen von einer Wand 60 des Wassermantels begrenz) wird, innen von einem Einbauzylinder begrenzt, der aus einer Mehrzahl aufeinandergestellter zylinderförmiger Ringe 70 besteht. Auf den obersten Ring ist eine Qu~rward 120 aufgelegt so daß der von den aufeinandergestellten Ringen 70 umgebene Hohlraum nach oben zur Bre jikammer hin verschlossen und nach unten zum Rauchgasabzug hin offen ist Die Wellungen auf der Außenseite des Einbauzylinders sind durch radial nach außen vorspringende Umlaufkragen 80 der Ringe 70 gebildet Diese Ausbildung des Einbauzylinders aus aufeinandergeschachtelten einzelnen Ringen hat den weiteren Vorteil, daß man die Leistung des Heizungskessels in einem weiten Bereich variieren und dabei gleichzeitig die Abgastemperatur optimal den geforderten Werten anpassen kann, indem man mehr oder weniger Ringe aufeinanderstellt Hierzu sind die Ringe 70 zweckmäßigerweise an einem ihrer Ränder mit einem Bund 90 versehen, der in den angrenzenden nächsten Ring eingreift wodurch die Ringe 70 gegeneinander zenfiert sind. Eine beliebige Anzahl von Ringen 70 kann durch Ankerschrauben 100 zu einem Paket verbunden und zusammengefaßt werden. Zweckmäßigerweise besitzen die Ringe 70 weiterhin auf ihrer Außenseite Nasen HO, mit deren Hilfe der gesamte Ringstapel gegenüber der Wand 60 zentriert ist

Ein weiterer Vorteil dieser Ausgestaltung des Einbauzylinders besteht darin, daß die einzelnen Ringe 70 aus Gußeisen hergestellt sein können. Dadurch bilden die Ringe einen ausgezeichneten Strahlungskörper, der aufgrund dei-kurzeh Distanz zur wassergekühlten Wand 60 sehr viel Wärme durch Strahlung abgibt. Außerdem hat die Anwendung von gußeisernen Ringen

den Vorteil, daß die Verhältnismäßig rauhe Oberfläche der Gußringe in einem gewissen Ausmaß geräuschdämpfend wirkt und dadurch die Wirkung der von dem Einbauzylinder gebildeten Dämpfungskammer unterstützt

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Heizungskessel für flüssige oder gasförmige Brennstoffe, mit einem Sturzbrenner auf einem senkrechten zylinderförmigen Wassermantel, der eine Brennkammer aufweist sowie einen an dem Brenner gegenüberliegenden Ende der Brennkammer angeordneten ringförmigen Heizgaszug, der außen von dem Wassermantel und innen von einem Einbauzylinder begren2:t ist, dadurch gekennzeichnet, daß der hohle Einbauzylinder (6) an seinem der Brennkammer (2) zugekehrten Ende durch eine Querwand (10) verschlossen und an seinem der Brennkammer (2) abgekehrten Ende offen ausgebildet ist sowie in an sich bekannter is Weise auf seiner Außenseite mit ring- oder schraubenförmigen Wellungen versehen ist

Z Heizungskessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einbauzylinder (6) aus aufeinander angeordneten zylinderförmigen, vorzugsweise gußeisernen Ringen (70) besteht, die mit vorspringenden Umlaufkragen (80) versehen sind.