Gliederheizkessel

Abstract

 Die Kesselglieder für Kessel mit atmosphärischen Gasbrennern bestehen aus kernlos geformt und abgegossenen Schalen (1, 2), wobei eine der beiden Schalen (2) mit einer umlaufenden Abwinklung (7) in eine zugeordnete Nut (6) an der anderen Schale (1) eingreift und unter Zwischenfügung einer Dichtung (4) flüssigkeitsdicht mit dieser verspannt ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Gliederheizkessel nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

[0002] Ein solcher Heizkessel gehört zum altbekannten Stand der Technik. Die Kesselglieder bilden dabei taschenförmige Wasserräume mit dazwischen liegenden Heizgasschächten. Die Heizgase strömen von den atmosphärischen Gasbrennern ausgehend vom unteren Brennraum durch die Heizgasschächte zum oberen Abgassammler oder zu einer Strömungssicherung. Auf dem Weg durch die Heizgasschächte geben sie ihre Wärme an das Kesselwasser ab, was noch durch Rippen oder Noppen auf der Wärmetauscherfläche unterstützt werden kann.

[0003] Die Kesselglieder zur Ausbildung der taschenförmigen Wasserräume werden seit Jahrzehnten in bekannter Weise im Kernguß hergestellt. Dieses Gießverfahren mit einem in einem Formhohlraum einzulegenden Kern ist einfach und hat sich bewährt. Dabei ist es nötig, den Kern zu erstellen und zu entfernen, sowie den Kernsand zu entsorgen. Das kann zu gewissen Problemen führen.

[0004] Der Aufwand zur Erstellung der speziellen Kesselglieder soll entscheidend verringert werden. Dabei sollen die Probleme, die sich durch die Verwendung der Kerne ergeben können, völlig beseitigt sein. Insbesondere soll ein umweltfreundlicher Produktionsprozeß angestrebt werden.

[0005] Die erfindungsgemäßen Kesselglieder besitzen die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 genannten Merkmale.

[0006] Es wird bewußt auf den bisher praktizierten und bewährten Kernguß verzichtet. Die Kesselglieder bestehen vielmehr aus kernlos geformt und abgegossenen Schalen, die nach dem Abdichten und Verspannen die taschenförmigen Wasserräume bilden.

[0007] Die Schalen bestehen vorzugsweise aus dem geeigneten Werkstoff Gußeisen, aus dem man bisher die Kesselglieder nur mit einem verlorenen Kern gefertigt hat. Es waren wohl schon Überlegungen angestellt worden, Kesselglieder aus Metallguß-Schalen zu erstellen und diese Schalen dann umlaufend miteinander zu verschweißen (DE-U-86 00 853 und DE 36 22 266 A1). In diesen Schriften wird die Anwendung von Gußeisen für diesen Zweck als ungeeignet bezeichnet. Eine Abdichtung durch eine zwischengefügte Dichtung hat man gar nicht in Erwägung gezogen.

[0008] Von wesentlicher Bedeutung ist eine einwandfreie und dauerhafte Abdichtung. Gemäß einem besonderen Kennzeichen der Erfindung erfolgt dieses dadurch, daß eine der beiden Schalen mit einer umlaufenden Abwinklung in eine angegossene Nut an der anderen Schale eingreift. Dadurch ergibt sich eine exakte Führung und ein verschiebesicherer Halt der Schalen. Die Abdichtung erfolgt am Grund der umlaufendne Nut. Somit entsteht ein gußeisernes Kesselglied, das einen geschlossenen, taschenförmigen Wasserraum bildet, und zwar ohne den Einsatz von Kernen während der Fertigung aber auch ohne ein kompliziertes Schweißverfahren, was nur bei Metallguß erfolgversprechend angewandt werden kann.

[0009] In bekannter Weise können entlang den Längskanten vertikale Dichtleisten an die Schalen angegossen werden. Auch das Angießen von Ripppen und Noppen sowie ggfs. einer stabilisierenden Verrippung ist möglich. Dabei können sich die heizgasseitigen Rippen benachbarter Glieder aufeinander abstützen, um die äußere Verspannung der Schalen zu untersützten und die hohen wasserseitigen Innendrücke abzufangen.

[0010] Auch Nabenpartien können ohne weiteres an die Schalen angegossen werden, die sich dann zu einer gemeinsamen längs verlaufenden Nabe verbinden. Für einen schwitzwasserfreien Kessel empfiehlt es sich, nur eine einzige, obere Nabe vorzusehen, an die der Vor- und der Rücklauf angeschlossen sind. Es ergibt sich eine intensive Vermischung der Wasserströme. Das Unterkühlen der Heizgase durch zu kaltes Rücklaufwasser unterbleibt.

[0011] Die beigefügte Zeichnung stellt Ausführungsbeispiele der Erfindung dar. Es zeigt:

Fig. 1: Einen Schnitt durch ein Kesselglied,

Fig. 2: Einen vertikalen Schnitt durch zwei zusammengefügte Kesselglieder,

Fig. 3: Den Schnitt A-A aus Fig. 2,

Fig. 4: Die Vorderansicht eines Kessels ohne vordere Verkleidung,

Fig. 5: Den Schnitt B-B aus Fig. 4 als Kessel mit vier Kesselgliedern,

Fig. 6: Den vergrößerten Schnitt C-C aus Fig. 4 und

Fig. 7: Einen speziellen Schnitt durch den unteren Gliederbereich.

[0012] Jedes Kesselglied besteht aus zwei gußeisernen Schalen 1 und 2, die kernlos abgeformt und abgegossen sind und die über geeignete Elemente 3 miteinander verspannt sind. Eine zwischengefügte, umlaufende Dichtung 4 sorgt für die Schaffung eines einwandfrei abgedichteten Wasserraumes 5. Für eine exakte Führung und Abdichtung sorgt eine an der einen Schale 1 umlaufend angegossene Nut 6 in welche eine umlaufende Abwinklung 7 der anderen Schale 2 eingreift. Durch die wählbare Höhe der Abwinklung 7 kann die Tiefe des Wasserraumes 5 nach Wunsch festgelegt werden. Selbstverständlich ist es möglich, sowohl auf der Wasserseite als auch auf der äußeren Heizgasseite eine stabilisierende Verrippung oder ein Rippen- oder Noppenprofil zur Verbesserung des Wärmeaustausches anzugießen.

[0013] Gemäß Fig. 2 und 3 besitzt die Schale 1 auf ihrer der Nut 6 gegenüberliegenden Fläche entlang der vertikalen Längskanten angegossene Dichtleisten 8. Diese reichen bis zur Schale 2 des Nachbargliedes und greifen dort in angegossene Führungsnute 9 ein, wobei auch hier Dichtungen zwischengefügt sein können. Auf einfachste Weise ist somit ein vertikaler Heizgasschacht 10 gebildet, durch den die vom Brennstab 11 her aufsteigenden Heizgase nach oben strömen können. Es können beliebig viele Kesselglieder dieser Art zu einem gemeinsamen Kesselblock zusammengefügt werden, wobei sich dann jeweils eine Schale 1 mit vertikalen Dichtleisten 8 und umlaufender Nut 6 und eine Schale 2 mit umlaufender Abwinklung 7 und vertikalen Führungsnuten 9 abwechselt. Zur äußeren Begrenzung des Endgliedes sind Schalen ohne Dichtleisten bzw. Führungsnute einzusetzen.

[0014] Eine bevorzugte Kesselausführung zeigt Fig. 4 und 5. Es sind vier Kesselglieder parallel zueinander angeordnet, die jeweils aus den Schalen 1 und 2 zusammengefügt sind und Wasserräume 5 und Heizgasschächte 10 bilden. Die Heizgase steigen von den Brennstäben 11 im Brennraum 12 zum oberen Abgassammler 13 bzw. zu einer Strömungssicherung auf. Auch eine anschließende Abwärtsströmung mit einem weiteren Wärmetausch zur Erzeugung eines Brennwertkessels ist möglich. Die Schalen 1 und 2 sind in der beschriebenen Weise umlaufend abgedichtet. Die Heizgasschächte 10 sind nur an den Längskanten der Kesselglieder durch vertikale Dichtleisten begrenzt.

[0015] Gemäß Fig. 6 münden die Wasserräume 5 in eine obere Nabe 14 ein, die als Fortsetzung der Schalen 1, 2 gestaltet ist. Die Wasserräume benachbarter Kesselglieder werden durch angegossene Rohrstutzen 15, die in eine Ringnut 19 dichtend eingreifen, miteinander verbunden. Selbstverständlich wäre es auch möglich, einzelne Glieder zu erstellen und diese mit Nippeln zu verbinden. Die dargestellte Nabe 14 ist bewußt großvolumig gestaltet und besitzt einen Vor- und Rücklaufanschluß 16, 18 sowie einen Sicherheitsvorlauf 17. Diese Anschlußart ermöglicht einen schwitzwasserfreien Kessel, da eine interne, Wasservermischung entsteht. Es könnte auch in bekannter Weise eine obere und untere Nabe vorgesehen werden. Entscheidend ist die Gestaltung der Kesselglieder.

[0016] Fig. 7 zeigt eine spezielle Gestaltung des unteren Gliedbereiches. Die Schalen 1, 2 sind so gestaltet, daß der Verbindungsbereich neben den Brennstäben 11 liegt und deshalb nicht von den heißen Flammen direkt beaufschlagt wird. Es sind Rippen 20 angedeutet, die in ähnlicher Form auch über die komplette Höhe der Schalen 1, 2 verteilt sein können.

[0017] Die spezielle Gestaltung der Schalen erlaubt es, auf einfachste Weise Beschichtungen zur Beeinflussung des Wärmedurchgangs bzw. zur Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit anzugießen bzw. nachträglich aufzubringen.

Ansprüche

1. Gliederheizkessel für atmosphärische Gasbrenner, bestehend aus oberhalb eines Brennraumes (12) angeordneten, gegossenen Kesselgliedern zur Ausbildung von taschenförmigen Wasserräumen (5) mit dazwischen liegenden, aufwärts durchströmten Heizgasschächten (10),
dadurch gekennzeichnet, daß jedes Kesselglied aus zwei kernlos geformt und abgegossenen, unter Zwischenlage einer Dichtung (4) flüssigkeitsdicht miteinander verspannten Schalen (1, 2) besteht.

2. Gliederheizkessel nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Schalen (2) mit einer umlaufenden Abwinklung (7) in eine an der anderen Schale (1) angegossene Nut (6) eingreift, wobei in die Nut die Dichtung (4) eingefügt ist.

3. Gliederheizkessel nach den Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der beiden Schalen (1 oder 2) auf ihrer der Abwinklung (7) bzw. Nut (6) gegenüberliegenden Fläche entlang den vertikalen Längskanten angegossene, bis zum Nachbarglied reichende, vertikale Dichtleisten (8) besitzt.

4. Gliederheizkessel nach den Ansprüchen 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtleisten (8) in angegossene, vertikale Führungsnute (9) an der zugeordneten Schale des Nachbargliedes eingreifen, wobei in die Führungsnute Dichtungen für eine heizgasseitige Abdichtung eingefügt sind.

5. Gliederheizkessel nach den Ansprüchen 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schale (2) mit der umlaufenden Abwinklung (7) auf ihrer gegenüberliegenden Fläche die vertikalen Führungsnute (9) und die Schale (1) mit der umlaufenden Nut (6) auf ihrer gegenüberliegenden Fläche die vertikalen Dichtleisten (8) trägt.

6. Gliederheizkessel nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß sich über die Länge des Heizkessels jeweils die unterschiedlich gestalteten Schalen (1 und 2) abwechseln, wobei die Wasserräume (5) der Endglieder durch Sonderschalen mit nur einseitig umlaufender Abwinklung (7) bzw. Nut (6) begrenzt sind.

7. Gliederheizkessel nach den Ansprüchen 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schalen auf ihren Flächen eine stabilisierende Verrippung und auf der Heizgasseite ein Rippen- oder Noppenprofil tragen.

8. Gliederheizkessel nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß an die Schalen (1, 2) Nabenpartien in Form von Rohrstutzen (15) und Ringnuten (19) angegossen sind, die sich durch das Zusammenzügen der Schalen zu einer gemeinsamen, längs durchlaufenden Nabe (14) verbinden.

9. Gliederheizkessel nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Nabenpartien (15, 19) an den oberen Bereich der Schalen (1, 2) zur Erzeugung einer einzigen, den Vor- und Rücklaufanschluß (16, 18) tragenden, oberhalb der gebildeten Wasserräume (5) längs verlaufenden Nabe (14) angegossen sind.

10. Gliederheizkessel nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die einzige obere Nabe (14) seitlich versetzt zu den Kesselgliedern angeordnet ist und wahlweise durch Nippelverbindung der Glieder entsteht.

Zeichnung