AT510680B1 - Heizkessel - Google Patents

Abstract

Es wird ein Heizkessel mit einem über eine Beschickungstür (1) mit festem Brennstoff beschickbaren Füllraum (2), mit einem Wärmetauscher, der vertikale, von Rauchgasen durchströmte Wärmetauscherrohre (4) aufweist, mit in den Wärmetauscherrohren (4) axial verlagerbaren Putzeinsätzen (7) und mit einem Stelltrieb (8) für die Putzeinsätze (7) beschrieben, der eine Betätigungswelle (9) mit Schwenkarmen (10) zur Verlagerung der einzelnen Putzeinsätze (7) umfasst. Um eine vorteilhafte Wartung sicherzustellen, wird vorgeschlagen, dass die Betätigungswelle (9) über ein Gestänge (12) mit der Beschickungstür (1) antriebsverbunden ist.

Description

österreichisches Patentamt AT510 680B1 2012-08-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen Heizkessel mit einem über eine Beschickungstür mit festem Brennstoff beschickbaren Füllraum, mit einem Wärmetauscher, der vertikale, von Rauchgasen durchströmte Wärmetauscherrohre aufweist, mit in den Wärmetauscherrohren axial verlagerbaren Putzeinsätzen und mit einem Stelltrieb für die Putzeinsätze, der eine Betätigungswelle mit Schwenkarmen zur Verlagerung der einzelnen Putzeinsätze umfasst.

[0002] Bei Heizkesseln mit Wärmetauschern in Form von Wärmetauscherrohren, die mit den heißen Rauchgasen der Feuerung beaufschlagt werden, ist es notwendig, die Wärmetauscherrohre zu reinigen, um einen guten Wärmeübergang zwischen den heißen Rauchgasen und dem Kesselwasser auch über längere Zeitspannen zu sichern. Zu diesem Zweck ist es üblich, die Wärmetauscherrohre mit Putzeinsätzen, vorzugsweise Putzwendeln, zu versehen, die mit Hilfe einer Betätigungswelle über Schwenkarme innerhalb der Wärmetauscherrohre axial verlagert werden, um Anlagerungen von Rauchgasrückständen an den Rohrwandungen zu lösen. Erfolgt die Verlagerung der Putzeinsätze über die Betätigungswelle von Hand aus, so besteht die Gefahr, dass die Wärmetauscherrohre nicht in regelmäßigen Zeitabständen gereinigt und dann die Putzeinsätze in den Wärmetauscherrohren durch die Ablagerungen festgehalten werden, was größere Wartungsarbeiten nach sich zieht. Mit einer regelmäßigen Betätigung der Putzeinsätze über einen Antriebsmotor für die Betätigungswelle vergrößert sich jedoch der Konstruktionsaufwand erheblich.

[0003] Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Reinigung der Wärmetauscherrohre der Wärmetauscher von Heizkesseln in mehr oder weniger regelmäßigen Zeitabständen zu sichern, ohne hiefür einen Motorbetrieb vorsehen zu müssen.

[0004] Ausgehend von einem Heizkessel der eingangs geschilderten Art löst die Erfindung die gestellte Aufgabe dadurch, dass die Betätigungswelle über ein Gestänge mit der Beschickungstür antriebsverbunden ist.

[0005] Da bei Heizkesseln mit einem Füllraum für festen Brennstoff dieser Füllraum in mehr oder weniger regelmäßigen Zeitabständen mit festem Brennstoff beschickt werden muss, bedingt die Verwendung der Beschickungstür des Füllraums als Antriebsglied des Stelltriebs für die Putzeinsätze eine mit der Füllraumbeschickung gekoppelte Reinigung der Wärmetauscherrohre. Diese Zwangsreinigung beim Beschicken des Heizkessels mit festem Brennstoff bedarf eines vergleichsweise geringen Konstruktionsaufwands, weil ja lediglich die Betätigungswelle über ein Gestänge mit der Beschickungstür antriebsverbunden werden muss.

[0006] Besonders einfache Konstruktionsverhältnisse ergeben sich in diesem Zusammenhang, wenn das Gestänge einen an der Beschickungstür angelenkten, oberhalb des Füllraums verschiebbar geführten Zuganker aufweist, der mit einem Zughaken an einem Mitnehmerbolzen eines Betätigungsarmes der Betätigungswelle angreift. Wird die Beschickungstür im Öffnungssinn verschwenkt, so wird über den Zughaken des Zugankers der Betätigungsarm der Betätigungswelle über den Mitnehmerbolzen verschwenkt und die Putzeinsätze innerhalb der Wärmetauscherrohre axial angehoben. Mit dem Schließen der Beschickungstür ergibt sich eine gegensinnige Verlagerung der Putzeinsätze, allerdings mit dem Nachteil, dass die Verlagerungsgeschwindigkeit von der Schwenkgeschwindigkeit der Beschickungstür abhängt und daher die Gefahr besteht, dass zwar die Wärmetauscherrohre, nicht aber die Putzeinsätze selbst gereinigt werden. Aus diesem Grunde empfiehlt es sich, dem Zughaken des quer zur Betätigungswelle und quer zu seiner Längsrichtung verlagerbaren Zugankers eine Anlauffläche zum Abheben des Zughakens vom Mitnehmerbolzen des Betätigungsarms beim Öffnen der Beschickungstür zuzuordnen. In diesem Fall wird nämlich nach einer vorgegebenen Verlagerung der Putzeinsätze der Höhe nach der Zughaken vom Mitnehmerbolzen des Betätigungsarms gelöst, sodass die freigegebene Betätigungswelle ein schwerkraftbedingtes Fallen der Putzeinsätze mit der Wirkung ermöglicht, dass bei einem ruckartigen Bremsen der fallenden Putzeinsätze Ablagerungen von den Putzeinsätzen abfallen. Zu diesem Zweck kann in vorteilhafter Weise der Betätigungswelle ein Drehanschlag für die unterste Lage der Putzeinsätze in 1 /7 österreichisches Patentamt AT510 680B1 2012-08-15 den Wärmetauscherrohren zugeordnet werden. Dieser Drehanschlag kann allenfalls insbesondere zur Geräuschdämmung mit einer Dämpfung versehen werden.

[0007] Nach dem Freigeben des Mitnehmerbolzens des Betätigungsarms der Betätigungswelle durch den Zughaken des Zugankers muss beim Schließen der Beschickungstür das neuerliche Erfassen des Mitnehmerbolzens durch den Zughaken gewährleistet werden. Hiefür genügt es, den Zughaken mit einer Anlauffläche für den Betätigungsbolzen zu versehen, sodass bei der axialen Verlagerung des Zugankers während der Schließbewegung der Beschickungstür der Zughaken über die Anlauffläche auf den Betätigungsbolzen aufgleitet und dann beim Erreichen des Fangmauls am Betätigungsbolzen zugfest angreift, sodass beim neuerlichen Öffnen der Beschickungstür die Mitnahme des Betätigungsarms der Betätigungswelle durch den Zughaken des Zugankers sichergestellt ist.

[0008] Weist das Gestänge zur Antriebsverbindung zwischen der Betätigungswelle und der Beschickungstür eine Rutschkupplung oder eine Sollbruchstelle auf, so kann ein Klemmen eines Putzeinsatzes im zugehörigen Wärmetauscherrohr nicht dazu führen, dass die Beschickungstür nicht mehr geöffnet werden kann. Die Rutschkupplung bzw. die Sollbruchstelle erlaubt bei einer entsprechend höheren Kraftanwendung ein Öffnen der Beschickungstür, wobei zugleich angezeigt wird, dass eine zusätzliche Wartung erforderlich wird.

[0009] In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen [0010] Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Heizkessel in einer zum Teil aufgerissenen Draufsicht mit abgenommenem Wartungsdeckel, [0011] Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie ll-ll der Fig. 1 in einem größeren Maßstab und [0012] Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung des Heizkessels, jedoch mit geöffneter

Beschickungstür.

[0013] Der dargestellte Heizkessel weist in herkömmlicher Weise einen mit einer Beschickungstür 1 versehenen Füllraum 2 für feste Brennstoffe, insbesondere Holzscheite, auf. Die beim Verbrennen des festen Brennstoffs entstehenden heißen Rauchgase werden zum Erwärmen des Kesselwassers 3 genützt, wobei der zu diesem Zweck eingesetzte Wärmetauscher das Kesselwasser 3 vertikal durchsetzende Wärmetauscherrohre 4 umfasst, die von den heißen Rauchgasen durchströmt werden. Die Rauchgase treten nach der Wärmeabgabe an das Kesselwasser 3 über die Wärmetauscherrohre 4 in einem Sammelraum 5 ein, von wo sie über einen Rauchgasabzug 6 abgezogen werden.

[0014] Um die Wärmetauscherrohre 4 von sich an der Innenwand anlagernden, festen Rauchgasrückständen reinigen zu können, sind die Wärmetauscherrohre 4 mit Putzeinsätzen 7 versehen, die in Form einer Putzwendel ausgeführt sind, um zusätzlich eine den Wärmeübergang unterstützende Rauchgasströmung zu erreichen. Es können aber auch andere Putzeinsätze Verwendung finden, weil es ja in erster Linie um die Reinigung der Wärmetauscherrohre 4 durch ein axiales Verlagern der Putzeinsätze 7 geht. Zur axialen Verlagerung der Putzeinsätze 7 in den Wärmetauscherrohren 4 ist ein Stelltrieb 8 vorgesehen, der eine Betätigungswelle 9 mit Schwenkarmen 10 umfasst, die über Verbindungslaschen 11 an den Putzeinsätzen 7 angreifen, sodass bei einem Drehen der Betätigungswelle 9 die Putzeinsätze 7 innerhalb der Wärmetauscherrohre 4 axial verlagert werden.

[0015] Zum Drehen der Betätigungswelle 9 ist ein Gestänge 12 vorgesehen, das eine Antriebsverbindung zwischen der Betätigungswelle 9 und der Beschickungstür 1 herstellt, sodass mit dem Öffnen der Beschickungstür 1 eine Betätigung der Putzeinsätze 7 und damit eine mehr oder minder regelmäßige Reinigung der Wärmetauscherrohre 4 während des Heizbetriebs des Heizkessels erzwungen wird. Da das Gestänge 12 oberhalb des Füllraums 2 angeordnet ist, ergeben sich besonders einfache Konstruktionsverhältnisse, weil keine Durchführungen durch wasserführende Teile des Kesselgehäuses notwendig werden. Das Gestänge 12 wird durch einen Zuganker 13 gebildet, der mit Hilfe einer Anlenkachse 14 an der Beschickungstür 1 angelenkt ist und oberhalb des Füllraums 2 innerhalb eines Führungsbügels 15 mit Spiel geführt wird. An dem der Anlenkachse 14 gegenüberliegenden Ende ist der Zuganker 13 mit einem 2/7 österreichisches Patentamt AT510 680B1 2012-08-15

Zughaken 16 versehen, der mit einem Mitnehmerbolzen 17 eines Betätigungsarms 18 der Betätigungswelle 9 zusammenwirkt. Dieser Betätigungsarm 18 dient gemäß dem Ausführungsbeispiel auch als Schwenkarm 10 für einen Putzeinsatz 7, was jedoch nicht der Fall sein muss.

[0016] Wie den Fig. 2 und 3 entnommen werden kann, ist dem Zughaken 16 eine Anlauffläche 19 zugeordnet, die mit einem gehäusefesten Anschlag 20 des Heizkessels zusammenwirkt und beim Offnen der Beschickungstür 1 aus der in Fig. 2 dargestellten Schließlage in die Offenstellung nach der Fig. 3 auf den Anschlag 20 aufläuft. Der Zughaken 16 verschwenkt somit zunächst die Betätigungswelle 9 über den Betätigungsarm 18, wobei die Putzeinstäze 7 in den Wärmetauscherrohren 4 angehoben werden. Mit zunehmender Öffnung der Beschickungstür gleitet die Anlauffläche 19 zunehmend auf den Anschlag 20 auf, sodass der Zughaken 16 vom Mitnehmerbolzen 17 zunehmend abgehoben wird und in der Offenstellung der Beschickungstür 1 den Mitnehmerbolzen 17 freigibt. Die Freigabe des Mitnehmerbolzens 17 durch den Zughaken 16 bewirkt ein schwerkraftbedingtes Abfallen der Putzeinsätze 7 in den Wärmetauscherrohren 4. Dieses Abfallen wird durch einen Drehanschlag 21 für die Betätigungswelle 9 ruckartig gebremst. Die damit verbundene stoßartige Belastung der Putzeinsätze 7 bewirkt ein Abfallen der festen Rauchgasrückstände von den Putzeinsätzen 7, was eine zusätzliche Reinigungswirkung für die Putzeinsätze mit sich bringt. Der Drehanschlag 21 für die Betätigungswelle 9 kann dabei vorteilhaft durch einen Ansatz der Schwenkarme 10 gebildet werden.

[0017] Da durch das Abfallen der Putzeinsätze 7 die Antriebsverbindung zwischen dem Zuganker 13 und dem Betätigungsarm 18 gelöst wird, muss diese Antriebsverbindung beim Schließen der Beschickungstür 1 wieder hergestellt werden. Zu diesem Zweck weist der Zughaken 16 eine Anlauffläche 22 für den Mitnehmerbolzen 17 des Betätigungsarms 18 auf. Mit dem Schließen der Beschickungstür 1 wird der Zuganker 13 gegen den Mitnehmerbolzen 17 vorgeschoben, sodass der Zughaken 16 entlang der Anlauffläche 22 über den Mitnehmerbolzen 17 angehoben wird, um anschließend in die Fangstellung nach der Fig. 2 abzufallen. Mit dem Öffnen der Beschickungstür 1 wiederholt sich somit der geschilderte Putzvorgang.

[0018] Um einerseits die Drehbewegung der Beschickungstür 1 und anderseits die Höhenverlagerung des Zughakens 16 zu berücksichtigen, ist der Zuganker 13 auf der Anlenkachse 14 der Beschickungstür 1 begrenzt verschwenkbar zu lagern. Außerdem bedarf es im Bereich des Führungsbügels 15 eines ausreichenden Führungsspiels nicht nur der Seite, sondern auch der Höhe nach.

[0019] Damit ein mögliches Festklemmen eines Putzeinsatzes 7 in einem Wärmetauscherrohr 4 die Beschickung des Heizkessels mit Brennstoff nicht in Frage stellen kann, kann im Zuge des Gestänges 12 eine Rutschkupplung oder eine Sollbruchstelle vorgesehen werden, die bei einer vergrößerten Kraftaufwendung zum Öffnen der Beschickungstür 1 zur Wirkung kommt und den Heizbetrieb sichert, dann allerdings ohne Reinigung der Wärmetauscherrohre 4. Da der Sammelraum 5 mit dem Stelltrieb 8 für die Putzeinsätze 7 einen Wartungsbereich darstellt, wird dieser Sammelraum 5 vorteilhaft über einen Wartungsdeckel 23 zugänglich gemacht. Über den Wartungsdeckel 23 ist es außerdem möglich, den Zughaken 16 vom Mitnehmerbolzen 17 abzuheben, um im Notfall die Beschickungstür 1 auch dann Öffnen zu können, wenn keine Rutschkupplung oder Sollbruchstelle im Zuge des Gestänges 12 vorgesehen ist.

[0020] Wie den Fig. 2 und 3 entnommen werden kann, kann die Betätigungswelle 9 in einem nach oben offenen Führungslager 24 drehbar gehalten werden, was den Vorteil mit sich bringt, dass die Betätigungswelle 9 mit den Putzeinsätzen 7 werkzeuglos aus dem Kesselgehäuse durch die mit dem Wartungsdeckel 23 verschließbare Öffnung des Sammelraums 5 gehoben werden kann. 3/7

Claims (7)

1. österreichisches Patentamt AT510 680B1 2012-08-15 Patentansprüche 1. Heizkessel mit einem über eine Beschickungstür (1) mit festem Brennstoff beschickbaren Füllraum (2), mit einem Wärmetauscher, der vertikale, von Rauchgasen durchströmte Wärmetauscherrohre (4) aufweist, mit in den Wärmetauscherrohren (4) axial verlagerbaren Putzeinsätzen (7) und mit einem Stelltrieb (8) für die Putzeinsätze (7), der eine Betätigungswelle (9) mit Schwenkarmen (10) zur Verlagerung der einzelnen Putzeinsätze (7) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungswelle (9) über ein Gestänge (12) mit der Beschickungstür (1) antriebsverbunden ist.
2. 2. Heizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gestänge (12) einen an der Beschickungstür (1) angelenkten, oberhalb des Füllraums (2) verschiebbar geführten Zuganker (13) aufweist, der mit einem Zughaken (16) an einem Mitnehmerbolzen (17) eines Betätigungsarmes (18) der Betätigungswelle (9) angreift.
3. 3. Heizkessel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Zughaken (16) des quer zur Betätigungswelle (9) und quer zu seiner Längsrichtung verlagerbaren Zugankers (13) eine Anlauffläche (19) zum Abheben des Zughakens (16) vom Mitnehmerbolzen (17) des Betätigungsarms (18) beim Öffnen der Beschickungstür (1) zugeordnet ist.
4. 4. Heizkessel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungswelle (9) ein Drehanschlag (21) für die unterste Lage der Putzeinsätze (7) in den Wärmetauscherrohren (4) zugeordnet ist.
5. 5. Heizkessel nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zughaken (16) eine Anlauffläche (22) für den Betätigungsbolzen (17) aufweist.
6. 6. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gestänge (12) zur Antriebsverbindung zwischen der Betätigungswelle (9) und der Beschickungstür (1) eine Rutschkupplung oder eine Sollbruchstelle aufweist.
7. 7. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungswelle (9) stirnseitig in nach oben offenen Führungslagern (24) drehbar gelagert ist. Hierzu 3 Blatt Zeichnungen 4/7