Trennwand für Heizungskessel

Abstract

 Die Trennwand ist für Heizungskessel bestimmt, nämlich als Feuerraumwand (9) oder als Heizgaszugrohr, die die Wasser­seite von der gasführenden Seite im Kesselgehäuse trennt, und auf der gasseitigen Wärmeübertragungsflächenvergrößerung in Form von aus einem Blechzuschnitt (12) gefalteten Längsrippen angeordnet sind, und der Blechzuschnitt mit der Feuerraumwand (9) wärmeleitend verbunden ist, wobei die Rippenfaltungen (8) an ihren Fußbereichen mit der inneren Fläche der Feuerraum­wand (9) Hohlraumzwickel (1) begrenzen. Um den Wärmeübergang einer Feuerraumwand, insbesondere im Bereich der Hohlraum­zwickel zu optimieren, ist die Trennwand nach der Erfindung derart ausgebildet, daß die Hohlraumzwickel (1) mit einem wärmeleitenden Material ausgefüllt sind, das den Hohlraum (2) mindestens teilsweise ausfüllt und mindestens teilweise mit den den Hohlraum (2) begrenzenden Wandungsteilen (3) wärme­leitend in Kontakt stehen ausgebildet ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Trennwand für Heizungskessel, näm­lich Feuerraumwand oder Heizgaszugrohr, die die Wasserseite von der gasführenden Seite trennt und auf der gasseitig Wärme­übertragungsflächenvergrößerungen in Form von aus einem Blech­zuschnitt gefalteten Längsrippen angeordnet sind und der Blechzuschnitt mit der Feuerraumwand wärmeleitend verbunden ist, wobei die Rippenfaltungen in ihrem Fußbereich mit der in­neren Fläche der Feuerraumwand Hohlraumzwickel begrenzen.

[0002] Derart ausgebildete Trennwände sind hinlänglich bekannt, so daß es diesbezüglich keines besonderen druckschriftlichen Nachweises bedarf. Diese Ausgestaltung der Trennwände, die sowohl für die Umschließung des Feuerraumes aber auch für die Ausbildung von Heizgaszugrohren in Frage kommen, haben sich gut bewährt, da sie neben ihrer Funktion als gasseitige Wärmeübertragungsflächenvergrößerungen auch einen Korrosions­schutz hinsichtlich anfallenden Kondensats darstellen. Die wärmeleitende Verbindung zwischen dem zu Längsrippen aufgefal­teten Blechzuschnitt und der umschließenden Wand, die in der Regel ein mehr oder weniger durchmessergroßes Rohr darstellt, je nachdem, ob die Trennwand einen Feuerraum umschließen soll oder einen Heizgaszug, wird entweder durch Preßsitz und/oder partielle Verschweißung erreicht.

[0003] Aus fertigungstechnischen Gründen ist es bei der Vorbereitung bzw. Auffaltung des Blechzuschnittes, will man den Fertigungs­aufwand in vernünftigen Grenzen halten, praktisch nicht mög­lich, die Rippenfaltungen im Fußbereich derart scharfkantig anzulegen, daß keine Hohlraumzwickel entstehen, d.h., je groß­zügiger man mit der Faltung in diesem Bereich verfährt, desto größer werden die Hohlraumzwickel an der Basis der Rippenfal­tungen. Da diese Rippenfaltungen untereinander relativ geringe Abstände haben, summieren sich die Breiten der Hohlraumzwickel an der Basis der Rippenfaltungen zu einer nicht unbeträchtli­chen Breite auf, die nicht unmittelbar für einen direkten Wär­meübergang nutzbar gemacht werden kann, weil die die jeweili­gen Hohlraumzwickel begrenzenden Wandungsteile des Blech­zuschnittes zwangsläufig nicht mit der Wand in wärmeleitenden Kontakt zu bringen sind, auf der der Blechzuschnitt sitzt. Ab­gesehen davon, daß dies sowieso nicht im Sinne eines optimalen Wärmeüberganges liegt, ist diese konstruktive Gegebenheit der an sich vorteilhaften Rippenausbildung durch Faltung insbeson­dere dann nachteilig, wenn derartig ausgebildete Trennwände in Verbindung mit die eingentliche Brennkammer umschließenden Wän­den benutzt werden, was in der Regel der Fall ist, und wobei aus bestimmten Gründen die Brennkammerwand mit den Enden der Rippen ebenfalls in wärmeleitendem Kontakt steht, um die von der Brennkammerwand aufgenommene Wärme unmittelbar in die Rip­pen einzuleiten. Hierbei machen sich die vorbeschriebenen und unvermeidbaren Hohlraumzwickel nachteilig bemerkbar, da deren Flächen am Wärmeübergang mehr oder weniger unbeteiligt sind, d.h. die von der Brennkammerwand zusätzlich eingeleitete Wärme kann ebenfalls nur über die Flächen abgeführt werden, die in unmittelbarem Wärmeleitkontakt stehen. Dies zeigt sich bspw. ganz deutlich in entsprechenden "Wärmemarkierungen" auf der Wasserseite der Trennwand.

[0004] Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Trenn­wand der eingangs genannten Art dahingehend auszubilden, daß der reduzierte Wärmeübergang im Bereich der Hohlraumzwickel mit einfachen Mitteln intensiviert werden kann.

[0005] Diese Aufgabe ist mit einer Trennwand der eingangs genannten Art nach der Erfindung durch die im Kennzeichen des Haupt­ anspruches angeführten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiter­bildungen und praktische Ausführungsformen ergeben sich nach den Unteransprüchen.

[0006] Abgesehen davon, daß damit die verfügbare Wärmeübertra­gungsfläche bzw. der Wärmedurchgang insgesamt optimiert ist, hat die erfindungsgemäße Ausbildung der Trennwand besondere Bedeutung für den Fall, bei dem die Rippen Wärme nicht nur aus den vorbeiströmenden Heizgasen aufnehmen, sondern auch direkt und unmittelbar aus mit den Enden der Rippen wärmeleitend ver­bundenen Wandungen, denn nur auf diese Weise kann die in die Rippen eingeleitete große Wärmemenge auch tatsächlich abge­führt werden.

[0007] Für die praktische Verwirklichung der neuartigen Trennwand stehen verschiedene Ausführungsformen zur Verfügung. So kann das wärmeleitende Material in Form von Füllprofilen ausgebil­det sein, die im Querschnitt zumindest angenähert dem Zwickel­querschnitt angepaßt sind. Da die Rippenfaltungen maschinell hergestellt werden, ist ohne weiteres davon auszugehen, daß die Biegeradien des Blechzuschnittes am Fuße der Rippenfal­tungen weitestgehend gleich sind. Insofern wäre es ohne wei­teres möglich, die Füllprofile von vornherein als Stangenmate­rial vorzusehen, das im Querschnitt dem Zwickelquerschnitt entspricht. Wie sich gezeigt hat, verbessern auch schon grob angepaßte Füllprofile den Wärmeübergang ganz wesentlich. Es kann für die Füllprofile auch relativ weiches, metallisches Material verwendet werden, das sich bei Anwendung ausreichen­der Verformungskräfte an den Zwickelquerschnitt anpaßt. Derar­tig eingesetzte Profile versteifen natürlich nebenbei auch die gesamte Trennwandkonstruktion, so daß Rippenverformungen im Fußbereich der Faltrippen aufgrund zu starker Wärmeeinwirkung praktisch nicht mehr auftreten.

[0008] Insbesondere für Feuerraumumgebungswände ist es bekannt, diese Wände aus mehr oder weniger großen Strangpreßprofilen zusam­ menzusetzen, bei deren Strangverpressung die Rippen sogleich mit ausgeformt werden. Davon ausgehend, ist es für den vorlie­genden Fall möglich, statt der Rippen an den Strangpreßprofi­len kleine Längsrippen mit auszuformen, deren Querschnitt dem Querschnitt der Hohlraumzwickel entspricht, die an einem Blechzuschnitt mit aufgefalteten Rippen, wie beschrieben, vor­liegen, d.h., bei einer derartigen Ausbildung der Feuerraum­wand ist das wärmeleitende Material in Form von dem Zwickel­querschnitt zumindest angenähert entsprechend am Strang­preßprofil mitausgeformten Längsrippen ausgebildet.

[0009] Eine weitere vorteilhafte Ausführungsmöglichkeit besteht darin, daß im Bereich der feuerraumwandseitigen Hohlraum­zwickel jeder Rippenfaltung die Feuerraumwand in den Hohlraum hinein, das wärmeleitende Material bildende, an den inneren Fußbereich der Rippenfaltungen angeformt ausgebildet ist, was mit geeigneten Verformungswerkzeugen problemlos bewerkstelligt werden kann. Dabei kann durchaus in Betracht gezogen werden, ggf. die Stärke des Blechzuschnittes größer zu halten als die Stärke der eigentlichen Umschließungswand.

[0010] Eine weitere Möglichkeit besteht darin, das wärmeleitende Ma­terial einfach in Form einer wärmeleitenden Füllmasse in den Zwickelhohlräumen anzuordnen, wobei je nach den Eigenschaften solcher wärmeleitenden Füllmassen vorgesehen werden kann, die offenen Enden der Zwickel mit einer Blende zu verschließen.

[0011] Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dar­gestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

[0012] Es zeigen schematisch:

Fig. 1 im Schnitt und perspektivisch einen Abschnitt der Trennwand mit noch nicht ausgefüllten Hohl­raumzwickeln;

Fig. 2 - 6 verschiedene Ausführungsformen der Trenn­wand und

Fig. 7 einen Schnitt durch die Trennwand in zylindrisch gerundeter Form für den Einbau als Feuerraum in ein Heizkesselgehäuse.

[0013] Da die Trennwand sowohl als Feuerraumumschließung als auch in Form von mehr oder weniger durchmesserkleinen Heizgaszugrohren verwendet werden kann, und hier nur die besondere Zwickelaus­bildung von Interesse ist, ist ein Heizkessel, der mit einer solchen Trennwand ausgestattet wird, nicht besonders darge­stellt, zumal diesbezüglich die unterschiedlichsten Heizkesselkonstruktionen, die dafür infragekommen, hinlänglich bekannt sind. Die Wasserseite einer derartigen Trennwand ist in Fig. 1 mit W und die Gasseite mit G bezeichnet. Der Blech­zuschnitt 12, der mit den Rippenfaltungen 8, wie dargestellt, versehen ist, sitzt dabei wärmeleitend verbunden auf der Feu­erraumwand 9. Bei der Herstellung der Rippenfaltungen 8 ist es dabei nicht möglich, die Ausbildungen von Hohlraumzwickeln 1 im Fußbereich 13 zu vermeiden, was zwangsläufig damit verbun­den ist, daß die Wandungsteile 3, wie in Fig. 1 angedeutet, nicht bzw. nur in sehr beschränktem Maße an der Wärmeübertra­gung teilnehmen können, die im wesentlichen nur über die senk­recht schraffierten Bereiche erfolgen kann. Da in der Regel eine Trennwand eine Vielzahl solcher Rippenfaltungen 8 auf­weist, liegt eine entsprechende Anzahl von Hohlraumzwickeln 1 vor, deren Flächen sich in nicht unbeträchtlichem Umfange zu einer Gesamtfläche aufaddieren, die am direkten Wärmeübergang nicht unmittelbar beteiligt ist. Besonders kritisch wird dies, wenn, wie in Fig. 2 angedeutet, eine Trennkammerwand 14, die die einzelnen Heizgaszüge 15 nach oben begrenzt, ebenfalls in direktem wärmeleitenden Kontakt mit den Rippenfaltungen 8 steht und durch die, wie vorerwähnt, eine zusätzliche Wärme­menge in die Rippenfaltungen 8 eingeleitet wird. Aus diesem Grunde sind die Hohlraumzwickel 1 mit einem wärmeleitenden Ma­ terial ausgefüllt, das den Hohlraum 2 mindestens teilsweise ausfüllt und mindestens teilweise mit den den Hohlraum 2 be­grenzenden Wandungsteilen 3 wärmeleitend in Kontakt stehend ausgebildet ist.

[0014] Gemäß Fig. 2 ist das wärmeleitende Material in Form von Füll­profilen 4 ausgebildet, die im Querschnitt zumindest angenä­hert dem Zwickelquerschnitt angepaßt sind. In Fig. 2 ist dabei das Füllprofil 4 in seiner einfachsten Ausführungsform darge­stellt, d.h., mit einem in etwa angepaßten Dreiecksquer­schnitt.

[0015] Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3, bei dem die Feu­erraumwand aus Strangpreßprofilen 5 gebildet ist, ist das wär­meleitende Material in Form von dem Zwickelquerschnitt zumin­dest angenähert entsprechenden, am Strangpreßprofil mit ausge­formten Längsrippen 6 ausgebildet. Mehrere solche Strang­preßprofile 5 werden dann durch Verschweißung zu einem zy­lindrischen Körper zusammengesetzt, der die Feuerraumwand bil­det. In diesen Körper wird dann der mit den Rippenfaltungen 8 versehene und ebenfalls zylindrische Blechzuschnitt 12 mit ge­eigneten Hilfswerkzeugen eingepreßt.

[0016] Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ist ebenfalls kein zu­sätzliches wärmeleitendes Material erforderlich, denn hierbei ist die Trennwand derart ausgebildet, daß im Bereich 7 der feuerraumwandseitigen Hohlraumzwickel 1 jede Rippenfaltungen 8 die Feuerraumwand 9 in den Hohlraum 2 hinein, das wärmelei­tende Material bildend, an dem inneren Fußbereich der Rippen­faltungen 8 angeformt ausgebildet ist. Auch diese Ausbildung der Trennwand erfolgt mit anpreßdruckgeeigneten Hilfswerkzeu­gen.

[0017] Gemäß Fig. 5, 6 ist es aber auch möglich, das wärmeleitende Material in Form einer wärmeleitenden Füllmasse 10 in die Hohlräume 2 einzubringen, wobei, wie vorerwähnt, die offenen Enden der Hohlraumzwickel 1, falls dies die Füllmasse aufgrund ihrer Eigenschaften erfordert, mit einer Blende 11 verschlos­sen sein können.

[0018] Fig. 7 stellt der Vollständigkeit halber die zu einem zy­lindrischen Rohrzug gerundete Trennwand dar, wie sie entweder als Feuerraum oder entsprechend durchmesserreduziert und in erforderlicher Anzahl in ein wasserführendes Kessgelgehäuse eingesetzt wird.

Ansprüche

1. Trennwand für Heizungskessel, nämlich Feuerraumwand oder Heizgaszugrohr, die die Wasserseite von der gasführenden Seite trennt und auf der gasseitig Wärmeübertragungsflä­chenvergrößerungen in Form von aus einem Blechzuschnitt gefalteten Längsrippen angeordnet sind, und der Blech­zuschnitt mit der Feuerraumwand wärmeleitend verbunden ist, wobei die Rippenfaltungen an ihren Fußbereichen mit der inneren Fläche der Feuerraumwand Hohlraumzwickel be­grenzen,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Hohlraumzwickel (1) mit einem wärmeleitenden Mate­rial ausgefüllt sind, das den Hohlraum (2) mindestens teilsweise ausfüllt und mindestens teilsweise mit den den Hohlraum (2) begrenzenden Wandungsteilen (3) wärmeleitend in Kontakt stehend ausgebildet ist.

2. Trennwand nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das wärmeleitende Material in Form von Füllprofilen (4) ausgebildet ist, die im Querschnitt zumindest angenä­hert dem Zwickelquerschnitt angepaßt sind.

3. Trennwand nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei Ausbildung der Feuerraumwand aus Strang­preßprofilen (5) das wärmeleitende Material in Form von dem Zwickelquerschnitt zumindest angenähert entsprechen­den, am Strangpreßprofil mit angeformten Längsrippen (6) ausgebildet ist.

4. Trennwand nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Bereich (7) der feuerraumwandseitigen Hohlraum­zwickel (1) jeder Rippenfaltung (8) die Feuerraumwand in den Hohlraum (2) hinein, das wärmeleitende Material bil­dend, an den inneren Fußbereich der Rippenfaltungen (8) angeformt ausgebildet ist.

5. Trennwand nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das wärmeleitende Material in Form einer wär­meleitenden Füllmasse (10) im Hohlraum (2) angeordnet ist.

6. Trennwand nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die offenen Enden der Hohlraumzwickel (1) mit einer Blende (11) verschlossen sind.

Zeichnung