Heizkessel

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Heizkessel in Gliederbauweise zum Verbrennen flüssiger oder gasförmiger Brennstoffe, bestehend aus einer horizontal orientierten Brennkammer mit sich daran anschließenden, vertikal orientierten Nachschaltheizflächen, wobei die Glieder jeweils einzeln an Vor- und Rücklaufsammler angeschlossen und die die Nachschaltheizflächen bildenden Glieder aus Leichtmetallguß mit eingegossenem Wasserführungssystem gebildet sind.

[0002] Derartige Heizkessel sind bspw. nach der DE-A-43 02 479 bekannt und zwar dort im Rahmen einer besonderen Ausführungsform, die eine solche spezielle Zuordnung von Brennkammer und Nachschaltheizflächen zeigt. Hierbei sind aber alle Einzelglieder parallel zur Brennkammerlängsachse nebeneinander angeordnet, d.h., derartige Einzelglieder sind nur für diese spezielle Bauweise geeignet und können nicht für eine Bauweise verwendet werden, bei der die Glieder quer zur Brennkammerlängsachse angeordnet sind, was ebenfalls nach der DE-A-43 02 479 bekannt ist. Abgesehen davon ist die Formgebung der Glieder bei Kesseln mit horizontal orientierter Brennkammer und vertikal orientierten Nachschaltheizflächen bzw. Heizgaszügen zwar machbar, aber doch relativ ungünstig und aufwendig und damit auch die Wasserführung innerhalb der Glieder.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Beibehaltung der Vorteile von Heizkesseln der eingangs genannten Art diese dahingehend zu verbessern und zu gestalten, daß die Glieder von Gestaltungsmaßnahmen zur Ausbildung der Brennkammer unberührt bleiben und diese, selbst ein Bauglied bildend, wie die anderen Glieder bzgl. ihrer Wasserführung auch, separat an die Vor- und Rücklaufsammler anschließbar ist.

[0004] Diese Aufgabe ist mit einem Heizkessel der gattungsgemäßen Art nach der Erfindung durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

[0005] Im Bereich der aus Leichtmetall, d.h. vorzugsweise Aluminium oder Aluminiumlegierung, gebildeten Einzelglieder ist durch das mit eingegossene Wasserführungssystem in diesem Teil des Heizkessels dafür gesorgt, daß die Aluminiumheizflächen nicht mit dem Kesselwasser in Berührung kommen können, also nicht dessen basischer Wirkung ausgesetzt sind, die zur Korrosion des Aluminiums führen würde. Um diesen Vorteil auch beim erfindungsgemäßen Heizkessel konsequent auszunutzen, besteht eine vorteilhafte Ausgestaltung darin, daß in der Brennkammer an deren wassergekühlten Wand eine diese abdeckende, ein- oder mehrteilige und mit dieser in Wärmeleitkontakt stehende Schale aus Leichtmetall angeordnet ist.

[0006] Mit Rücksicht auf den Anschluß der Brennkammer besteht eine weitere, vorteilhafte Ausgestaltung darin, daß das brennkammerseitige Glied in seiner Form gasseitig den Folgegliedern entspricht, aber brennkammerseitig von Wärmeübertragungsflächenvergrößerungen freigehalten und mit Brennkammeranschlußflächen versehen ist.

[0007] Das brennkammerfernste Glied, d.h., das Endglied muß natürlich, wie beim Heizkessel nach der DE-A-43 02 479 eine geschlossene Wand bilden, die im Bereich des dortigen Heizgaszuges ebenfalls mit Wärmeübertragungsflächenvergrößerungen wie die anderen Glieder auch versehen ist.

[0008] Abgesehen davon, daß die aus Leichtmetall bestehenden Glieder, da mit Öffnungen entsprechend dem Brennkammerquerschnitt versehen, auch ohne die vorgesetzte Brennkammer für einen nur aus solchen Gliedern bestehenden kleineren Heizkessel verwendet werden können (die Öffnungen bilden aneinandergereiht in diesem Fall die Brennkammer), stellt die erfindungsgemäße Heizkesselgestaltung ein äußerst übersichtlich und einfach zusammenzustellendes Baukastensystem dar, bei dem man es zudem noch in der Hand hat, die Brennkammerlänge problemlos an die jeweilige verbrennungstechnischen Erfordernisse anzupassen oder im Bedarfsfall problemlos auszutauschen.

[0009] Der erfindungsgemäße Heizkessel wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.

[0010] Es zeigt

Fig. 1

einen Längsschnitt durch den Heizkessel;

Fig. 2

einen Querschnitt durch den Heizkessel und

Fig. 3

etwas verkleinert und schematisch in Ansicht das Wasserführungssystem für ein Glied

[0011] Der Heizkessel in Gliederbauweise besteht in bekannter weise aus einer horizontal orientierten Brennkammer 1 mit sich daran anschließenden, vertikal orientierten Nachschaltheizflächen 2, wobei die Glieder G jeweils einzeln an Vor- und Rücklaufsammler 3, 4 angeschlossen und die die Nachschaltheizflächen 2 bildenden Glieder G₁ aus Leichtmetallguß mit eingegossenem Wasserführungssystem WS gebildet sind. Das Wasserführungssystem WS aus Stahlrohren bedarf keiner näheren Erläuterung, das in seiner Einbindung in Al-Gußglieder ebenfalls bekannt ist.

[0012] Für einen solchen Heizkessel ist nun wesentlich, daß das die Brennkammer 1 bildende Glied G in Form eines Gehäuses aus Stahlblech mit einem wasserführenden und an die Sammler 3, 4 angeschlossenen Doppelmantel 6 ausgebildet und am brennkammerseitigen Glied 7 angeflanscht ist, das und dessen quer zur Brennkammerlängsachse 8 angeordneten Folgeglieder 9 bis auf das Endglied 10 eine dem Brennkammerquerschnitt Q im wesentlichen entsprechende Öffnung 11 aufweisen.

[0013] Aus dem genannten Grund ist vorteilhaft in der Brennkammer 1 an deren wassergekühlten Wand eine diese abdeckende, ein- oder mehrteilige und mit dieser in Wärmeleitkontakt stehende Schale 13 aus Leichtmetall angeordnet. Vorzugsweise wird für die Schale 13 ein Al-Zylinder mit bspw. nur 2 mm Wandstärke benutzt, der bspw. durch Vorkühlung etwas in bezug auf sein Sollmaß, mit dem dieser hergestellt wurde, geschrumpft in die Brennkammer eingesetzt wird und sich bei Erwärmung wärmeleitend an die Wand 12 der Brennkammer fest anlegt. Durch den Einsatz eines solchen Al-Zylinders ist einerseits der Korrosionssicherheit auf der Gasseite Rechnung getragen, andererseits gelangt kein Kesselwasser an den Al-Zylinder, da die Stahlwand dazwischen angeordnet ist, d.h., es liegen auch für die Brennkammer die gleichen Vorteile vor, wie an den Gliedern G durch das dort eingegossene Wasserführungssystem aus Stahlrohren.

[0014] Das brennkammerseitige Glied 7 entspricht in seiner Form gasseitig den Folgegliedern 9, ist aber brennkammerseitig von Wärmeübertragungsflächenvergrößerungen freigehalten und mit Brennkammeranschlußflächen 15 versehen.

[0015] An allen Gliedern G₁ sind mit Rücksicht auf den Anschluß eines Abgassammelkastens 16 mit Abgasanschluß 17 Anschlußflansche 18 mit angegossen. Außer den Anschlüssen 19 zu den Sammlern 3, 4 bedarf der ganze Heizkessel keiner Flüssigkabdichtungen, da jedes Glied G, also auch die Brennkammer, eine in sich geschlossene Wasserführungseinheit bildet.

[0016] Zum gasdichten Verspannen der Glieder G untereinander dienen mit angegossene Ösen 20 und für das Anflanschen der Brennkammer 1 bzw. des Gehäuses 5 ist dieses mit einem überstehenden Flansch 21 versehen, der bis auf den Rücklaufanschlußbereich 22 ausreichend Platz für Verschraubungen 23 bietet.

[0017] Bezüglich der Schale 13 aus Al kann diese auch, wenn dies die Länge der Brennkammer 1 verlangen sollte, aus mehreren kürzeren Zylinderstücken bestehen, wobei allerdings wegen der Korrosionssicherheit für eine Spaltabdichtung gesorgt werden muß, was keiner Erläuterung bedarf, da dafür geeignete Maßnahmen bekannt sind.

[0018] Statt der Einbindung eines Wasserführungssystems aus Stahlrohren, dessen Herstellung ziemlich zeit- und damit kostenaufwendig wäre, da nicht ohne weiteres einer Automatisierung zugänglich, werden die Wasserführungssysteme WS für die Einzelglieder G₁ vorteilhaft und vorzugsweise gemäß Fig. 3 aus formverpreßten, dünnen Stahlblechschalen 24 gebildet, in die, wie dargestellt, vor- und rücklaufseitige Stahlrohre 25 mit eingebunden bzw. eingeschweißt sind. Dabei ist es aber auch möglich, den die Öffnung 11' umfassenden Strang 26 insgesamt aus Stahlrohr zu bilden.

Ansprüche

1. Heizkessel in Gliederbauweise zum Verbrennen flüssiger oder gasförmiger Brennstoffe, bestehend aus einer horizontal orientierten Brennkammer (1) mit sich daran anschließenden, vertikal orientierten Nachschaltheizflächen (2), wobei die Glieder (G) jeweils einzeln an Vor- und Rücklaufsammler (3, 4) angeschlossen und die die Nachschaltheizflächen (2) bildenden Glieder (G₁) aus Leichtmetallguß mit eingegossenem Wasserführungssystem (WS) gebildet sind,
wobei das die Brennkammer (1) bildende Glied (G) in Form eines Gehäuses aus Stahlblech mit einem wasserführenden und an die Sammler (3, 4) angeschlossenen Doppelmantel (6) ausgebildet und am brennkammerseitigen Glied (7) angeflanscht ist, das und dessen quer zur Brennkammerlängsachse (8) angeordneten Folgeglieder (9) bis auf das Endglied (10) eine dem Brennkammerquerschnitt (Q) im wesentlichen entsprechende Öffnung (11) aufweisen.

2. Heizkessel nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Brennkammer (1) an deren wassergekühlten Wand eine diese abdeckende, ein- oder mehrteilige und mit dieser in Wärmeleitkontakt stehende Schale (13) aus Leichtmetall angeordnet ist.

3. Heizkessel nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das brennkammerseitige Glied (7) in seiner Form gasabzugsseitig der Form der Folgeglieder (9) entspricht, aber auf seiner brennkammerseitigen Außenfläche von Wärmeübertragungsflächenvergrößerungen freigehalten und mit Brennkammeranschlußflächen (15) versehen ist.

4. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das in den Gliedern (G₁) eingegossene Wasserführungssystem (WS) aus formgepreßten und automatisch rundum verschweißten, dünnen Stahlblechschalen (24) gebildet ist, in die vor- und rücklaufseitig Stahlrohre (25) eingebunden sind.

Claims

1. A boiler of a section-type design for the combustion of liquid or gaseous fuel, comprising a horizontally oriented combustion chamber (1) having coupled thereto vertically oriented follow-up heating faces (2), with the sections (G) being respectively connected, individually, to forward and return flow collecting units (3,4) and the sections (G₁) forming the follow-up heating faces (2) being formed of cast light metal having cast therein the water-carrying system (WS), wherein the section (G) forming the combustion chamber (1) is in the form of a housing of steel plate having a water-carrying dual jacket (6) connected to the collecting units (3,4), and is flanged to the section (7) provided on the side of the combustion chamber, with the said section as well as the subsequent sections (9) arranged in a direction transverse to the longitudinal axis (8) of the combustion chamber (except for the final section (10)) being provided with an opening (11) substantially conforming to the cross-section (Q) of the combustion chamber.

2. A boiler according to claim 1, characterized in that arranged in the combustion chamber (1), on the water-cooled wall thereof, is a cup (13) of light metal formed of one or more parts , which covers the said wall and is in heat-conducting contact therewith.

3. A boiler according to claims 1 or 2, characterized in that the shaping of section (7) arranged on the side of the combustion chamber, conforms, on the gas discharge side, to the shaping of the subsequent sections (9), but on its outer face, on the side of the combustion chamber, is clear of expansions of heat transfer faces and is provided with combustion chamber connecting faces (15).

4. A boiler according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the water-carrying system (WS) cast in sections (G₁) is formed of compression-molded, thin steel plate cups (24) automatically welded circumferentially, into which are incorporated steel tubes (25) on the sides of the forward and return flows.

Revendications

1. Chaudière de chauffage construite en sections pour la combustion de combustibles liquides ou gazeux constituée par une chambre de combustion (1) orientée horizontalement avec des surfaces de chauffe intercalées à la suite (2) qui s'y rattachent qui sont orientées verticalement, les sections (G) étant raccordées respectivement individuellement au collecteur aller et retour (3, 4) et les sections (G1) qui forment les surfaces de chauffe intercalées à la suite (2) étant formées en métal léger coulé avec un système de conduction de l'eau (WS) coulé dedans et faisant corps,
la section (G) qui forme la chambre de combustion (1) étant configurée en forme d'un bâti en tôle d'acier avec une double enveloppe (6) conductrice d'eau et raccordée aux collecteurs (3, 4) et étant bridée à la section (7) côté chambre de combustion qui présente, ainsi que les sections qui la suivent (9) placées tranversalement par rapport à l'axe longitudinal de la chambre de combustion (8), à part la section d'extrémité (10), une ouverture (11) qui correspond substantiellement à la section de la chambre de combustion (Q).

2. Chaudière de chauffage selon la revendication 1,
caractérisée en ce
qu'il est placé dans la chambre de combustion (1), sur sa paroi refroidie par eau, une coque (13) en métal léger qui recouvre celle-ci, qui est en une ou plusieurs parties et qui est en contact thermoconducteur avec celle-ci.

3. Chaudière de chauffage selon la revendication 1 ou 2,
caractérisée en ce
que la section côté chambre de combustion (7) correspond, pour ce qui est de sa forme, côté évacuation du gaz à la forme des sections suivantes (9) mais est dégagée, sur sa face extérieure côté chambre de combustion, d'agrandissements de surface de transmission de chaleur et est pourvue de surfaces de raccord de chambre de combustion (15).

4. Chaudière de chauffage selon l'une des revendications 1 à 3,
caractérisée en ce
que le système de conduction d'eau (WS) coulé dans et faisant corps aux sections (G1) est formé de minces coques en tôle d'acier (24), moulées par compression et soudées automatiquement tout autour, dans lesquelles des tubes d'acier côté aller et retour (25) sont encastrés.

Zeichnung