DE3418921C2 - Rippenrohrausbildung für einen Heizungskessel für flüssige oder gasförmige Brennstoffe - Google Patents

Abstract

Der Heizungskessel ist für die Verbrennung flüssiger oder gasförmiger Brennstoffe bestimmt und besteht aus einem wasserführenden Stahlblechgehäuse, das von einem Stahlblechrohr durchgriffen wird, indem hintereinander Einsatzringe mit in Längsrichtung verlaufenden, radial nach innen gerichteten Rippen angeordnet sind. Um die Wärmeübergangsleistung an einem solchen Heizkessel zu verbessern und um ggf. gezielt auf den Wärmeübergang bestimmter Bereiche Einfluß nehmen zu können, sind die Rippen (1) der Einsatzringe (2) mindestens auf einer Seite verlängert über den betreffenden Ringrand (3) ragend ausgebildet. Die Bodenflächen (4) der überragenden Rippenteile (5) sind so bemessen und angeordnet, daß sie in der inneren Umfangsflächenebene (6) der Einsatzringe (2) verlaufend angeordnet sind.

Description

Rippen (1) der Einsatzringe (2) mindestens auf einer io Verlängerung der Rippen die wärmeaufnehmende Flä-Seite verlängert über dem betreffenden Ringrand (3) ehe jedes Ringes vergrößert, was an sich nur durch eine ragend ausgebildet und die Bodenflächen (4) der
überragenden Rippenteile (5) in der inneren Um-

fangsflächenebene (6) der Ringe (2) verlaufend angeordnet sind.

2. Rippenrohrausbildung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei Einsatzringen (2) mit überragenden Rippenteilen (5) ein Ring (2") angeordnet ist, dessen Rippen (V) mit einer engere Anordnung der Rippen möglich wäre, die sich aber aus den eingangs erwähnten Gründen nicht ohne weiteres verwirklichen läßt.

Je nach Breite der Ringe kann der Rippenüberstand durchaus der halben Ringbreite entsprechen. Außerdem kann man bezüglich des ganzen eingesetzten Ringpaketes auch in Betracht ziehen, den jeweils übernächsten Ring normal auszubilden, d. h., an diese Ringe keinen

Länge bemessen sind, die der Breite (B) dieses Rin- 20 Rippenüberstand vorsehen.

ges entspricht.

3. Rippenrohrausbildung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die überragenden Rippenteile (5) mit einer Länge bemessen sind, die der halben Breite (Sj des Ringes (2) entspricht.

4. Rippenrohrausbildung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die überragenden Rippenteile (5) mit einer Länge bemessen sind, die der Breitendes Ringes(2)entspricht.

Wie sich gezeigt hat, ist aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung eine ganz beträchtliche Steigerung der Wärmeiibergangsleistung zu erzielen. Die überragenden Rippenteile müssen bezüglich ihrer Bodenfläche so angelegt und bemessen werden, daß die überstehenden Rippenteile über die innere Umfangsfläche des jeweils benachbarten Rippenringes geschoben werden können.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung kann außer-

5. Rippenrohrausbildung nach Anspruch 1, da- 30 dem in Betracht gezogen werden, die Rippen am Einzeldurch gekennzeichnet, daß vor dem mindestens ei- ring ggf. sogar mit etwas größerem Abstand zueinander

nen abzugsseitig angeordneten, mit überragenden Rippenteilen (5) versehenen Ring (2'") Ringe (2") mit Rippen (V) angeordnet sind, die in ihrer Länge der Breite (B)dieses Ringes (2") entsprechen.

6. Rippenrohrausbildung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der überragenden Rippenteile (5) kleiner bemessen ist als die halbe Breite (Sj der Ringe.

als bisher anzuordnen, da der größere Abstand durch die einragenden Rippenteile des benachbarten Ringes wieder wettgemacht werden kann. Vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Maßnahme insbesondere auch für die abzugsseitig angeordneten, also die hinteren Ringe, da diese dann mehr Wärme aufnehmen können. Um dort, d.h. im kondensatkritischen Bereich, die aufgenommene Wärme besser halten zu können, kann minde-

7. Rippenrohrausbildung nach einem der Ansprü- 40 stens der letzte Ring bzgl. seiner Anlagefläche zum

ehe 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens der letzte der in der abzugsseitigen Hälfte des Stahlblechrohres (7) angeordnete Ring (2'") zur Anlagefiäche des Rohres (7) hin mit einer breitflächigen Nutausnehmung (8) versehen ist.

Stahlblechrohr reduziert werden, was einfach dadurch zu erreichen ist, daß man diese mit einer breitflächigen Nutausnehmung versieht, was noch näher erläutert wird.

Rippenrohrausbildungen der erfindungsgemäßen Art können sowohl an Heizkesseln für flüssige Brennstoffe mit horizontaler als auch Gasheizkesseln mit vertikaler Orientierung der Brennkammer zum Einsatz kommen. Eine zwingende Beschränkung der erfindungsgemäßen Ringausbildung in Form von Graugußringen besteht nicht, d. h., das erfindungsgemäße Prinzip könnte auch bei Ringen bzw. Ringsegmenten aus bspw. Walzstahlprofilen verwirklicht werden.
Die erfindungsgemäße Rippenrohrausbildung wird

Die Erfindung betrifft die Rippenrohrausbildung für einen Heizungskessel gemäß Oberbegriff des Hauptanspruches.

Heizungskessel der genannten Art sind nach der DE-PS 29 06 362 bekannt und haben sich sehr gut bewährt. Da die Einsatzringe aus Grauguß bestehen und

kernlos ausgeformt werden, kann man den Abstand der 55 nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von Rippen zueinander nicht sehr klein anlegen, d. h„ der Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt sche-Wärmeübertragungsleistung sind bei dieser vorbekannten Konstruktion gewisse Grenzen gesetzt. Ein Versatz
der Ringe zueinander derart, daß die Rippen des Folge-

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ringes jeweils auf Lücke der Rippen des davor angeordneten Ringes stehen, ist ebenfalls bekannt und bringt eine gewisse Verbesserung, da dadurch die Heizgasströme in den berippten Zügen aufgespaltet werden.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrun-

matisch Fig. 1 teilweise im Schnitt und in Teilansicht einen Blick in den heizgasführenden Inraum eines Heizungskessels;

F i g. 2 eine Ansicht in Pfeilrichtung A gemäß F i g. 1;

Fig. 3—6 Draufsichten auf Abwicklungen der innenberippten Wärmeübertragungsflächen und Fig. 7 einen Schnitt durch eine besondere Ausfüh-

de, eine Rippenrohrausbildung für einen Heizkessel der 65 rungsform.

eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, Wie aus Fig. 1 erkennbar, die lediglich einen Teilab-

daß die Wärmeübergangsleistung noch weiter erhöht

werden kann.

schnitt des das hier nicht dargestellte Gehäuse des Gcsamtheizkessels durchgreifenden Stahlblechrohres 7

dargestellt, sitzen in diesem Wärmeleitkontakt eingepreßt hintereinander mehrere Einzelringe 2, die mit radial nach innen gerichteten Rippen 1 versehen sind. Wie ferner erkennbar, haben diese Rippen 1 eine größere Länge als es der Breite B der Einzelringe entspräche, d. h., die Rippen 1 ragen mit Rippenteüen 5 über die betreffenden Ringränder 3 ihrer Ringe hinaus, wobei die Bodenflächen 4 der übertragenden Rippenteile 5 in der inneren Umfangsflächenebene 6 der Einzelringe 2 verlaufend angeordnet sind. Dies ist notwendig, um die überragenden Rippenteile 5 den jeweils benachbarten Einzelring 2 übergreifen lassen zu können. Mit einem Blick in Pfeilrichtung A gemäß Fig. 1 bietet sich der Heizungskessel im Sinne der F i g. 2 dar.

Die F i g. 3 bis 6 zeigen verschiedene Ausführungs- und Anordnungsmöglichkeiten der Rippen 1 bzw. Rippenteiie 5 in Verbindung mit ihren sie tragenden Einsatzringen 2 bzw. 2', 2", 2'". Nach F i g. 4 ist es bspw. möglich, zwischen zwei Einsatzringen 2 mit überragenden Rippenteüen 5 einen Ring 2" anzuordjen, dessen Rippen Γ mit einer Länge bemessen sind, die der Breite B dieses Ringes entspricht. Bei der Ausführungsform nach F i g. 3 beträgt die Länge der überragenden Rippenteile 5 nur einen Bruchteil der Breite B der Ringe, die insgesamt natürlich so einander zugeordnet sind, daß die Rippen 1 benachbarter Ringe jeweils auf Lücke zueinander stehen. Im Gegensatz dazu sind bei der Ausführungsform nach Fig.5 die überragenden Rippenteile 5 mit einer Länge bemessen, die der halben Breite B des Ringes 2 entspricht. Bei dieser Ausführungsform ergeben sich, wie dargestellt, durchlaufende Rippenzüge Bei einer Ringbreite von bspw. 10 bis 15 cm ist dies gußtechnisch ohne weiteres machbar. Im übrigen wäre es bei dieser Ausführungsform auch möglich, die Ringe entsprechend zu versetzen, so daß auch hierbei die Rippen I benachbarter Ringe auf Lücke stehen, wodurch eine noch stärkere Verwirbelung bzw. Aufteilung der Heizgasströme erreicht wird.

Bei den Einsatzringen 2 nach Fig. 6 sind die überragenden Rippenteiie 5 nur an einer Seite, d. h. an einem Ringrand 3 vorgesehen und können dabei eine Länge haben,die der Breite ßdes Ringes entspricht.

In einem für einen Heizkessel bestimmten Ringsatz lassen sich selbstverständlich alle die genannten und dargestellten verschiedenen Varianten der Einsatzringe kombinieren, so daß man gezielt auf die in bestimmten Bereichen des Kessels gewünschten Wärmeübergangsverhältnisse Einfluß nehmen kann. Beispielsweise ist in Fig. 7 der abzugsseitig letzte Ring 2'" dargestellt, der lediglich auf der Anströmseite (siehe Pfeilrichtung C) mit überragenden Rippenteüen 5 versehen ist und ferner zur Anlagefläche T des Stahlblechrohres 7 hin eine breitflächige Nutausnehmung 8 aufweist, wodurch der Wärmeübergang zum Stahlblechrohr T hin gedrosselt wird. Dadurch nimmt dieser letzte Ring 2'" dan!: seiner verlängerten Rippen 1 mehr Wärme auf als wenn er nur Rippen aufwiese mit einer seiner Breite entsprechenden Länge, und andererseits ist der Wärmeübergang zum Stahlblechrohr 7 dank der Nutausnehmung 8 gedrosselt. Selbstverständlich muß eine solche Maßnahme nicht auf eo den letzten Ring beschränkt bleiben, sondern je nach Länge des Slahlblechrohres und Anzahl der Ringe könnte auch der vorletzte Ring 2" entsprechend ausgebildet sein.

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Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Rippenrohrausbildung für einen Heizungskessel für flüssige oder gasförmige Brennstoffe, dessen wasserführendes Stahlblechgehäuse von einem StahJblechrohr durchgriffen wird, in dem hintereinander Einsatzringe mit in Längsrichtung verlaufenden, radial nach innen gerichteten Rippen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Diese Aufgabe ist mit einer Rippenrohrausbildung der eingangs genannten Art nach der Erfindung durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angeführten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich nach den Unteransprüchen.

Da bei dieser Lösung die Rippen der Einzelringe zwangsläufig zueinander auf Lücke stehen müssen, ist einerseits der Vorteil der Strömungsaufspaltung der Heizgase per se gegeben, andererseits ist aber durch die