Heizkessel

Abstract

 Heizkessel für flüssige und gasförmige Brennstoffe mit einem zylinderförmigen Wärmeträgermantel der eine Brennkammer aufweist, sowie eine an die Bennkammer mittelbar oder unmittelbar anschließende Abhitzezone besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß in der Abhitzezone nacheinander angeordnete Wirbelscheiben mit Zwischenräumen angeordnet sind, die mit Hilfe der auf der Wärmeträgerseite der Brennkammer und des Abhitzezone fest verbundene Rippen, wenigstens eine, zur Wärmeübertragung aufweist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen Heizkessel gemäß den Ausführungsbegriff nach den Ansprüchen 1 bis 4.

[0002] Ein Heizkessel mit glatten Heizflächen ist zum Beispiel aus der DE 2028253 bekannt. Bei diesem bekannten Heizkessel ist der ringförmige Abgaszug von der glatten Innenseite eines wassergekühlten Zylinders durch einen zur Brennkammer hin verschlossenen und nach unten zum Abgasabzug hin offenen Einbauzylinder ausgefüllt.

[0003] Die Einbuchtungen am Einbauzylinder lassen aber keine Gasmischung zu. Das Gas wird bei dem erwähnten Einbauzylinder in einem kleinen Querschnitt schnell zum nächsten Ringspalt geführt. Dies ist dort auch gewollt um Ablagerungen auf den Rippen zu vermeiden. Das Gewicht eines solchen Einbauzylinders erschwert die immer notwendige Reinigung erheblich. Zudem führt der nicht gekühlte Einbauzylinder mit großer Wärmekapazität beim Stillstand des Brenners zu ungünstigen Rückstrahlungen und Stillstandsverlusten.

Erfindung:

[0004] Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gemacht, durch eine kostengünstige Heizkesselgestaltung einerseits und andererseits eine möglichst gute Ausnutzung der von den Brennstoffen kommenden Wärme, bei weitgehenster Schonung der Umwelt zu erreichen. Die Lösung dieser Aufgabe wird in den Ansprüchen 1 bis 4 beschrieben.

[0005] Die Wirbelscheiben bewirken, daß sich die Abgase vor und in den Zwischenräumen, der Wirbelscheiben, ungehindert verteilen und mischen können, um danach über einen geringen Widerstand zum nächsten Zwischenraum zu strömen. Während der verhältnismäßig langen Aufenthaltszeit in den Zwischenräumen geben die Abgase dabei ihre Wärme an den Wärmeträger ab. Dieser Vorgang wird durch die große Oberfläche der Rippen auf der Wärmeträgerseite der Brennkammer-und der Abhitzezonenwand begünstigt. Es findet dadurch ein besonders günstiger Wärmeübergang vom warmen Abgas zum Wärmeträger statt. Die Wirbelscheiben werden von geeigneten Vorrichtungen, vorzugsweise mittig und mit geringem Raumverlust, in Strömungsrichtung günstigster Position gehalten.

[0006] Zu Wartungs- und Reinigungszwecken können die Wirbelscheiben, besonders wenn sie in Pakete zusammengefaßt werden, leicht entnommen und danach wie-der in richtiger Position eingesetzt werden. Die Wärmeübertragerflächen sind bei entnommenen Wirbelscheiben, auf der Innenseite der Brennkammerwand und der Abhitzezonenwand gut einsehbar und können so leicht geprüft werden und sind für eine Reinigung gut zugänglich. Alle möglicherweise vom Abgaskondensat berührten Teile sind beschichtet und aus Normalstahl gefertigt, um giftige Schwermetallaustragungen zu vermeiden.

[0007] Die erfindungsgemäßen Heizkesselausbildungen werden anhand der Zeichnung näher erläutert und zwar zeigt:

Fig.1

[0008] Ein Ausführungsbeispiel eines Heizkessels in vertikaler Bauweise mit einer Brennkammer und einer darunterliegenden Abhitzezone in senkrechtem Längsschnitt.

Fig.2

[0009] Ein Ausführungsbeispiel eines Heizkessels in horizontaler Bauweise mit einer Brennkammer und einer dahinter liegenden Abhitzezone in senkrechtem Längsschnitt.

Fig. 3

[0010] Ein Ausführungsbeispiel eines Heizkessels in horizontaler Bauweise mit voneinander getrennter Brennkammer und Abhitzezone in horizontalem Querschnitt. Im senkrechten Querschnitt ist die Abhitzezone mit Kondensat- sowie Abgasableitung dargestellt.

Bezugszeichenliste:

[0011] 

1.

Brenner oder andere Wärmequelle

2.

Brennkammer

3.

Abhitzezone

4.

Überleitungskanal

5.

Wirbelscheibe

6.

Zwischenraum

7.

Rippe oder Rippen

8.

Kondensatabscheider

9.

Abgasrohr

10.

Rücklaufanschluss

11.

Vorlaufanschluss

12.

Kondensatanschluss

13.

Brennkammerwand

14.

Wärmeträger

15.

Abhitzezonenwand

16.

Isolierung

17.

Auflage

18.

Abstandhalter

19.

Flansch

20.

Halterung

21.

Zentrierhalter

22.

Halter

23.

Abgas- und Kondensatableiter

24.

Brennkammertür

25.

Abhitzezonentür

26.

Wärmeträgermantel

[0012] Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Heizkessels in vertikaler Bauweise. Der Brenner (1) brennt dabei senkrecht in die Brennkammer (2). An diese Brennkammer (2) anschließend und darunter ist die Abhitzezone (3) angeordnet. Die Wirbelscheiben (5) mit ihren Zwischenräumen (6) sorgen über die umlaufenden Rippen (7), die mit der Brennkammerwand (13) und der Abhitzezonenwand (15) auf der Wärmeträgerseite fest verbunden sind, für einen guten Wärmerübergang an den Wärmeträger (14). Die abgekühlten Abgase verlassen danach den Heizkessel über den Kondensatabscheider (8) und das Abgasrohr (9). Anfallendes Abgaskondensat wird über den Kondensatanschluß (12) abgeleitet. Die Wärmeträgerflüssigkeit tritt über den Rücklaufanschluß (10) in den Wärmeträgerraum ein und tritt beim Vorlaufanschluß (11) von diesem wieder aus. Der Kondensatabscheider (8) wird mit dem Flansch (19) am Heizkessel befestigt. Eine Halterung (20) sorgt für die mittige und sichere Auflage des Abstandhalter (18) der Wirbelscheiben (5). Eine Auflage (17) bewirkt, daß der Abstandhalter (18) wie vorgesehen in die Halterung (20) eintauchen kann. Einstellbare Zentrierhalter (21) im oberen Bereich der Abhitzezone (3) sorgen für eine genaue Zentrierung der Wirbelscheiben (5). Mindestens die erste Wirbelscheibe (5) nach der Brennkammer (2) ist ganzflächig mit einer Isolierung (16) versehen, um die vom Brenner (1) oder einem anderen Gerät kommende Wärme abzuleiten.

[0013] Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Heizkessels in horizontaler Bauweise. Ein Brenner (1) oder eine andere Wärmequelle brennt in die Brennkammer (2). An diese Brennkammer (2) schließt die Abhitzezone (3) an. Die Wirbelscheiben (5) mit ihren Zwischenräumen (6) sorgen über die Rippen (7), die mit der Brennkammerwand (13) und der Abhitzezonenwand (15) auf der Wärmeträgerseite fest verbunden sind, für einen guten Wärmeübergang an den Wärmeträger (14). Die abgekühlten Abgase verlassen danach den Heizkessel über den Kondensatabscheider (8) und das Abgasrohr (9). Anfallendes Abgaskondensat wird über den Kondensatanschluß (12) abgeleitet. Die Wärmeträgerflüssigkeit tritt über den Rücklaufanschluß (10) in den Wärmeträgerraum ein und tritt beim Vorlaufanschluß (11) aus diesem wieder aus. Der Kondensatabscheider (8) wird mit dem Flansch (19) am Heizkessel befestigt. Eine Halterung (20) sorgt für die mittige und sichere Auflage des Abstandhalters (18) der Wirbelscheiben (5). Eine Auflage (17) bewirkt, daß der Abstandhalter (18) wie vorgesehen in die Halterung (20) eintauchen kann. Einstellbare Zentrierhalter (21) im vorderen Bereich der Abhitzezone (3) sorgen für eine genau Zentrierung der Wirbelscheiben (5). Mindestens die erste Wirbelscheibe (5) nach der Brennkammer (2) ist ganzflächig mit einer Isolierung (16) versehen, um die vom Brenner (1) oder von einem anderen Gerät kommenden Wärme abzuleiten. Die Zentrierhalter (21) verhindern bei horizontaler Bauweise der Abhitzezone (3) gleichzeitig und mit Hilfe der Halter (22) ein ungewolltes verschieben der Wirbelscheiben (5).

[0014] Fig.3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Heizkessels in horizontaler Bauweise mit voneinander getrennter Brennkammer (2) und Abhitzezone (3). Ein Überleitungskanal (4) führt die Heißgase aus der Bennkammer (2) in die mittelbar anschließende Abhitzezone (3). In der Abhitzezone (3) geben die Abgase in bekannter Weise, wie beschrieben, ihre Wärme an den Wärmeträger (14) ab. Die Anordnung der Wirbelscheiben (5) mit den Zwischenräumen (6) ist bei dieser Konstruktion identisch mit der in der Fig. 2 beschriebenen, horizontalen Ausführung. Die Wirbelscheiben (5) werden in diesem Fall jedoch vom Überleitungskanal (4) her mit Wärme beaufschlagt. Die Abhitzezone (3) ist an ihrem vorderen Ende mit einer Tür (25) verschlossen. Die abgekühlten Abgase verlassen über den Abgas- und Kondensatableiter (23) die Abhitzezone (3). Diese gelangen über den Kondensatabscheider (8) zum Abgasrohr (9) und verlassen den Kessel. Anfallendes Abgaskondensat wird über den Kondensatanschluß (12) abgeleitet. Die Wärmeträgerflüssigkeit tritt über den Rücklaufanschluß (10) im vorderen Bereich der Abhitzezone (3) in den Wärmeträgerraum ein und tritt beim Vorlaufanschluß (11) im vorderen Bereich der Brennkammer (2) oben wieder aus. Vorne ist im Bereich der Türen. Der Kondensatabscheider (8) wird mit dem Flansch (19) am Heizkessel befestigt.

Ansprüche

1. Heizkessel für flüssige und gasförmige Brennstoffe mit einem zylinderförmigen Wärmeträgermantel (26) der eine Brennkammer (2) aufweist sowie, eine an die Brennkammer mittelbar oder unmittelbar anschließende Abhitzezone (3) besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß in der Abhitzezone (3) nacheinander angeordnete Wirbelscheiben (5) mit Zwischenräumen (6) angeordnet sind, die mit Hilfe der auf der Wärmeträgerseite der Brennkammer (2) und der Abhitzezone (3) fest verbundene Rippen (7), wenigstens eine, zur Wärmeübertragung aufweist.

2. Heizkessel nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Wirbelscheiben (5) in Strömungsrichtung der Abgase mit einer isolierenden Auflage versehen sind.

3. Heizkessel nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelscheiben (5) aus temperaturbeständigem Material gefertigt sind und die Abgase im Gleichstrom entgegen der Fließrichtung des Wärmeträgers (14) geführt werden.

4. Heizkessel nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärme auch von einem anderen, dem Heizkessel vorgeschalteten Gerät stammen kann.

Zeichnung