Heizungskessel

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen Heizungskessel, bei dem eine durch eine Stirnwand geschlossene horizontale Brennkammer für die Anordnung eines Gas- oder Ölbrenners als ein mit Heizgaszügen einstückiger Gusseisenkörper ausgebildt ist, wobei die mit Rippen versehenen und sich in der Strömungsrichtung der Rauchgase verengenden Heizgaszüge parallel zu der Brennkammer angeordnet und über einen Rauchgassammler mit einem Rauchgasstutzen verbunden sind.

[0002] Heizungskessel sind für die Erwärmung von Brauchwasser vorgesehen. Bei der Steuerung der dafür massgeblichen Kesseltemperaturen ergibt sich ein bei etwa 45°C liegender kritischer Grenzwert, da ein Unterschreiten dieser Temperatur zu der Abscheidung eines sauren Kondensats aus den Rauchgasen führt und somit eine Korrodierung der Kesselwände verursacht. Um eine günstige Ausnutzung der eingesetzten Energie zu erhalten, sollten jedoch die Kesseltemperaturen niedriger als dieser kritische Grenzwert liegen. Es sind dann aber geeignete Gegenmassnahmen zur Verhinderung einer solchen Korrodierung der Kesselwände durch das saure Kondensat der Rauchgase zu treffen.

[0003] Bei den bekannten Heizungskesseln gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 (FR-A-2198 610) sind die Heizgaszüge an eine vordere Rauchgaskammer angeschlossen, in welcher die aus der Brennkammer zuströmenden Rauchgase unter Änderung ihrer Strömungsrichtung eine Umlenkung in die Heizgaszüge erfahren. Weil die Umlenkung der Rauchgase in dieser vorderen Rauchgaskammer unkontrolliert stattfindet, kommt es dabei insbesondere an den Einlassquerschnitten der Heizgaszüge zu einem mehr oder weniger grossen Stau der Rauchgase, womit an dieser Stelle eine Kondensatbildung mit einer entsprechend erhöhten Gefahr für eine Korrodierung der Kesselwände gefördert wird. Eine solche stärkere Kondensatbildung ergibt sich auch innerhalb der einzelnen Heizgaszüge, wenn in diesen zur Aufrechterhaltung einer bei diesen bekannten Heizungskessein bezweckten turbulenten Rauchgasströmung spiralförmig ausgebildete Rippen vorgesehen sind, wobei insoweit eine deshalb kritischere Korrosionsgefahr besteht, weil mit einem solchen spiralförmigen Verlauf der Rippen bzw. der dadurch geschaffenen turbulenten Rauchgasströmung eine Kondensatbildung an unregelmässig verteilten Stellen erhalten wird. Diese erhöhte Korrosionsgefahr besteht bei den bekannten Heizungskesseln insbesondere dann, wenn sie aus Gründen einer Energieeinsparung mit niedrigen Kesseltemperaturen betrieben werden.

[0004] Die Erfindung, wie sie in den Patentansprüchen gekennzeichnet ist, löst die Aufgabe, einen Heizungskessel bereitzustellen, der ohne die Gefahr der Bildung des sauren Kondensats der Rauchgase mit niedrigen Kesseltemperaturen arbeiten kann.

[0005] Die durch die Erfindung erreichten Vorteile liegen im wesentlichen darin, dass durch die mit einer Stirnwand geschlossene Ausbildung der Brennkammer ein die Brennkammer umgebender Hohlraum bereitgestellt werden kann, der für Füllzwecke mit Kühlwasser zur unmittelbaren Kühlung der Brennkammer zu nutzen ist. Die hauptsächlich mit dem Verlauf der Rippen und deren Abmessungen erreichbare völlige Vergleichmässigung der Rauchgasströmung ergibt weiterhin entlang des gesamten Strömungsweges völlig gleichbleibende Wärmeableitverhältnisse, so dass damit und mit der Vermeidung von örtlichen Stauwirkungen für die Rauchgase jede örtliche verstärkte Kondensatbildung unterdrückt wird und deshalb praktisch keine Gefahr für eine Korrodierung der Kesselwände besteht.

[0006] Es ist für Heizungskessel noch bekannt (DE-B-1 679 396),eineauchdabeifürdieAnordnungeines Gas- oder Ölbrenners vorgesehene horizontale Brennkammer durch eine Stirnwand geschlossen auszubilden. In den an eine vordere Überströmkammer, in denen parallel zu der Rauchgasströmung ausgerichtete wasserführende Rippenrohre angeordnet sein können, angeschlossenen Heizgaszügen, die wie die Brennkammer einen ovalen oder aber auch runden, sich in der Strömungsrichtung der Rauchgase stetig verengenden Querschnitt aufweisen, sind quer zu der Rauchgasströmung ausgerichtete und mithin eine Aneinanderreihung einzelner Prallflächen ergebende Rippen vorgesehen, die eine Vergleichmässigung der Rauchgasströmung verhindern. Bei einem weiteren bekannten Heizungskessel (DE-A-1 804 020) weisen die einzelnen auch dabei an eine Überströmkammer angeschlossenen Heizgaszüge einen längs des gesamten Strömungsweges der Rauchgase unveränderlichen rechteckförmigen Strömungsquerschnitt auf und sind an den querschnittslängeren Seitenflächen mit Rippen versehen, die in der zu der Achse der Brennkammer parallelen Strömungsrichtung der Rauchgase verlaufen.

[0007] Die Erfindung wird nachfolgend anhand der lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Stirnansicht eines Heizungskessels,

Fig. 2 eine Schnittansicht des Heizungskessels nach der Linie 11-11 in Fig. 1 und

Fig. 3 die Stirnansicht der Rückseite des Heizungskessels.

[0008] Der als ein einstückiger Gusseisenkörper 1 ausgebildete Heizungskessel weist eine mit Silizium angereicherte Gusshaut auf und ist mit einer horizontalen Brennkammer 2 versehen, deren Volumen im wesentlichen gleich dem Flammenvolumen eines in der Brennkammer mit der Befestigung an einer schwenkbar angeordneten Kesseltür (nicht dargestellt) angeordneten Öl- oder Gasbrenners sein sollte. Die axiale Länge dieser Brennkammer 2 entspricht dabei im wesentlichen der Tiefe des Gusseisenkörpers 1. Die Brennkammer 2 ist durch eine Stirnwand 3 geschlossen, an der eine spiralförmige Verrippung 4 ausgebildet ist, die eine zu der Längsachse der Brennkammer konzentrische Drallströmung der Rauchgase ergibt. Der restliche Bereich der Innenwand der Brennkammer 2 ist glatt ausgebildet.

[0009] Eine Vorderwand 5 des Gusseisenkörpers 1 ist mit zueinander parallelen, abstandsgleichen Rippen 6 versehen, die einen rechteckigen Vollquerschnitt aufweisen. Die Höhe dieser Rippen 6 ist gleich ihrem doppelten Abstand, um so unter Berücksichtigung der für die Rauchgase massgeblichen Grenzschichtdicke keine Beeinträchtigung der Rauchgasströmung zu ergeben und gleichzeitig einen optimalen Wärmetausch zu erhalten. Der Gusseisenkörper 1 umfasst weiterhin vier parallel zu der Brennkammer 2 angeordnete Heizgaszüge 7, die alle einen im wesentlichen rechteckigen Strömungsquerschnitt haben und sich in der Strömungsrichtung der Rauchgase verengen. Die Verengung ist dadurch erhalten, dass die obere Begrenzungswand 8 jedes Heizgaszuges 7 horizontal ausgerichtet ist und die untere Begrenzungswand 9 eine gegen die Vorderwand 5 abfallende Neigung aufweist, womit der Austrittsquerschnitt jedes Heizgaszuges 7 kleiner ist als dessen Eintrittsquerschnitt. Mit dieser stetigen Verengung der einzelnen Heizgaszüge 7 wird eine Vergleichmässigung der Rauchgasströmung in Abhängigkeit von der infolge einer entsprechend stetigen Abkühlung der Rauchgase stattfindenden Volumenminderung erhalten, wobei diese Vergleichmässigung der Rauchgasströmung weiterhin durch Rippen 10 unterstützt wird, die an den querschnittslängeren Seitenflächen der Heizgaszüge 7 abstandsgleich angeordnet sind und in der Strömungsrichtung der Rauchgase verlaufen. Da auch diese Rippen 10 wie die glatte Bodenfläche an der unteren Begrenzungswand 9 eine gegen die Vorderwand 5 abfallende Neigung aufweisen, wird alles Kondensat der Rauchgase, das sich evtl. nur beim Anheizen des Heizungskessels in diesen Heizgaszügen bilden kann, hin zu der regelmässig heisseren Brennkammer 2 abgeleitet, um dort sofort verdampft zu werden.

[0010] Die Heizgaszüge 7 enden an einer mit Rippen 11 versehenen Rückwand 12 des Gusseisenkörpers 1, die als Rauchgassammler ausgebildet ist. Weil die Temperatur der Rauchgase an dieser Rückwand 12 niedriger ist als an der Vorderwand 5, sind die Rippen 11 in einem von den Rippen 6 der Vorderwand 5 abweichenden Abstand unter Einhaltung desselben Verhältnisses zu der Rippenhöhe angeordnet. Die Höhe der Rippen 6 und der Rippen 11 an der Vorderwand 5 und an der Rückwand 12 sowie auch die Höhe der Rippen 10 der Heizgaszüge 7 ist gleich ihrem doppelten Abstand.

[0011] Mit dem durch die Rückwand 12 des Gusseisenkörpers 1 gebildeten Rauchgassammler ist noch ein Rauchgasstutzen (nicht dargestellt) verbunden. Weiterhin sind an dem unteren Ende des Gusseisenkörpers 1 noch ein Wasseranschluss 13 für die Zuleitung von Kühlwasser in den Kesselhohlraum sowie an dem oberen Ende zwei weitere Anschlüsse 14 und 15 zum Anschluss an das Vor- und Rücklaufsystem für das Brauchwasser vorgesehen.

Ansprüche

1. Heizungskessel, bei dem eine durch eine Stirnwand geschlossene horizontale Brennkammer (2) für die Anordnung eines Gas- oder Ölbrenners als ein mit Heizgaszügen (7) einstückiger Gusseisenkörper (1) ausgebildet ist, wobei die mit Rippen (10) versehenen und sich in der Strömungsrichtung der Rauchgase verengenden Heizgaszüge (7) parallel zu der Brennkammer (2) angeordnet und über einen Rauchgassammler mit einem Rauchgasstutzen verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizgaszüge (7) und ihre in Achsrichtung abstandsgleich angeordneten Rippen (10) in der Strömungsrichtung der Rauchgase eine zur Vergleichmässigung der Rauchgasströmung in Abhängigkeit von der infolge der stetigen Abkühlung stattfindenden Volumenminderung beitragende Verengung aufweisen, und dass auch die Vorderwand (5) und die Rückwand (12) des Heizungskessels mit zueinander parallelen, abstandsgleichen Rippen (6,11) versehen sind, wobei die Höhe aller Rippen (6, 10, 11) gleich ihrem doppelten Abstand ist und die Rückwand (12) als Rauchgassammler ausgebildet ist.

2. Heizungskessel nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gusseisenkörper (1) mit einer mit Silizium angereicherten Gusshaut versehen ist.

3. Heizungskessel nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizgaszüge (7) einen im wesentlichen rechteckförmigen Strömungsquerschnitt aufweisen, an dessen querschnittslängeren Seitenflächen die in der Strömungsrichtung der Rauchgase verlaufenden Rippen (10) angeordnet sind.

4. Heizungskessel nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenfläche (9) der Heizgaszüge (7) eine gegen die Vorderwand (5) abfallende Neigung aufweist.

5. Heizungskessel nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (11) der Rückwand (12) in einem von den Rippen (6) der Vorderwand (5) abweichenden Abstand angeordnet sind.

Claims

1. Boiler comprising a horizontal combustion chamber (2) closed by an end wall for the arrangement of a gas or oil burner and formed as a cast iron body (1) uniform with heating gas flues (7) whereby the heating gas flues (7) provided with ribs (10) and narrowing in the flow direction of the heating gases are arranged in parallel to the combustion chamber (2) and are connected via a flue gas collector with a flue gas socket, characterized in that the heating gas flues (7) and their ribs (10) as arranged in the axial direction with the same interspace are provided with a narrowing contributing in the flow direction of the flue gases to a uniformity of the flue gas flow dependent upon their decrease of volume taking place dueto the steady:cooling, and that also the front wall (5) and the back wall (12) of the boiler are provided with ribs (6, 11) arranged in parallel with the same spacing whereby the height of all ribs (6, 10, 11) is equal to the double spacing and whereby the back wall (12) is formed as a flue gas collector.

2. Boiler according to claim 1, characterized in that the cast iron body (1) is provided with a casting skin enriched with silicon.

3. Boiler according to claim 1 or 2, characterized in that the heating gas flues (7) have a substantially rectangular flow section the longer side surfaces of which are provided with the ribs (10) extending in the flow direction of the flue gases.

4. Boiler according to any of the claims 1 to 3, characterized in that the bottom surface (9) of the heating gas flues (7) has a slope sloping towards the front wall (5).

5. Boiler according to any of the claims 1 to 4, characterized in that the ribs (11) of the back wall (12) are arranged with a spacing different from the ribs (6) of the front wall (5).

Revendications

1. Chaudière dans laquelle une chambre de combustion (2) horizontale, obturée par une paroi frontale se présente sous forme d'un corps en fonte (1) en une seule pièce muni de carneaux de gaz chaud (7) et destiné à recevoir un brûleur à gaz ou à mazout, les carneaux de gaz chaud (7) munis d'ailettes (10) et se rétrécissant dans la direction de circulation des gaz de fumée étant disposés parallèlement à la chambre de combustion (2) et étant reliés par l'intermédiaire d'un collecteur de gaz de fumées à une buse de fumée, caractérisée en ce que les carneaux de gaz chaud (7) et leurs ailettes (10) qui sont disposées à distances égales en direction axiale présentent, dans la direction des gaz de fumée, un rétrécissement qui participe à l'uniformisation du courant de gaz de fumée en fonction de la diminution de volume due au refroidissement continu, et en ce que, également, la paroi avant (5) et la paroi arrière (12) de la chaudière sont munies d'ailettes (6, 11) disposées à distances égales, la hauteur de toutes les ailettes (6, 10, 11) étant égale à leur double distance et la paroi arrière (12) se présentant sous forme de collecteur de gaz de fumée.

2. Chaudière suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le corps en fonte (1) présente une peau de fonderie enrichie en silicium.

3. Chaudière suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les carneaux (7) présentent une section de passage substantiellement rectangulaire, dont les parois latérales les plus longues, en section, comportent les ailettes (10) disposées dans la direction de circulation de gaz de fumée.

4. Chaudière suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le fond (9) des carneaux de gaz chaud (7) présente une inclinaison en tombant vers la paroi avant (5).

5. Chaudière suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les ailettes (11 ) de la paroi arrière (12) sont disposées selon une distance différente de celle des ailettes (6) de la paroi avant (5).

Zeichnung