DE3508936A1

DE3508936A1 - Heizkessel

Info

Publication number: DE3508936A1
Application number: DE19853508936
Authority: DE
Inventors: Marten Strömsnäsbruk Johansson; Arne Ljungby Thuvander
Original assignee: CTC AB
Current assignee: CTC AB
Priority date: 1984-03-30
Filing date: 1985-03-13
Publication date: 1985-10-10
Also published as: SE8401755L; FR2562215A1; EP0166703B1; DK140785A; NO851299L; EP0166703A3; EP0166703A2; DE3565173D1; SE8401755D0; DK140785D0; NO851300L; SE441778B

Description

-A-

A 7 PG 110 Frankfurt am Main

11 .3.1985

CTC LJUNGBY AB

S-341 00 LJUNGBY (Schweden)

Heizkessel
Beschreibung:

Die Erfindung bezieht sich auf einen Heizkessel mit einem hohlzylindrischen Wassertank, welcher eine Außenwandung und eine Innenwandung aufweist und eine zylindrische Brennkammer mit um diese herum angeordneten Abgaszügen einschließt, an welche Umkehrkammern für die Abgase angeschlossen sind. Die Abgaszüge werden von im wesentlichen kanalförmigen langgestreckten Platten gebildet, welche über den Umfang in gleichem Abstand voneinander um die Innenwandung des Wassertanks angeordnet sind und eine radiale Erstreckung aufweisen, welche im wesentlichen gleich dem Abstand zwischen der Innenwandung und der Brennkammer ist.

Es besteht schon lange das Ziel, die Wärme der Abgase in einem Heizkessel möglichst vollständig zu nutzen. Dies stellt besondere Anforderungen an sogenannte Niedrigtemperatur-Kessel, da die Kondensationsprobleme bei dieser Art von Kesseln berücksichtigt werden müssen. Versuche dieser Art sind beispielsweise in der DE-OS 1 778 880 und der DE-AS 2 613 186 beschrieben. Die dortigen Lösungen sind jedoch verhältnismäßig aufwen-

KEIL& SCHAAFHAUSEN

PATENTANWÄLTE - 5 -

dig in ihrer Konstruktion und auch herstellungstechnisch schwierig.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Niedrigtemperatur-Kessel vorzuschlagen, welcher einen einfachen Aufbau besitzt und leicht herzustellen ist.

Diese Aufgabe wird mit der Erfindung im wesentlichen dadurch gelöst, daß die Brennkammer des Kessels eine Röhre aufweist, welche an ihrem Brennerende mit einer axialen Aussparung an ihrem Boden und an ihrem gegenüberliegenden Ende mit einer Endwand sowie auf ihrer Außenseite mit vier radialen Platten ausgestattet ist, welche längs Mantellinien dei Röhre angeordnet sind und eine radiale Erstreckung haben, welche im wesentlichen gleich dem Abstand zwischen der Brennkammer und der Innenwandung ist. Die Platten teilen die Abgaszüge in vier Gruppen um den Wassertank herum, eine Gruppe am Boden, eine an der Oberseite, und eine auf jeder Seite von diesem. Die untere Zuggruppe ist mit dem Innenraum der Brennerröhre über die axiale Aussparung und mit den seitlichen Zuggruppen über eine erste Umkehrkammer benachbart dem gegenüberliegenden Ende der Röhre verbunden, die seitlichen Zuggruppen sind mit der oberen Zuggruppe über eine zweite Umkehrkammer benachbart dem Brennerende der Röhre verbunden und die dritte Zuggruppe ist mit dem Abzugkanal mittels Führungsplatten verbunden, welche benachbart dem gegenüberliegenden Ende der Röhre vorgesehen sind.

Weitere vorteilhafte Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung.

Es zeigt:

'ί ς Π R q Ί R ^KEIL& SCUWHAL'SEN

OO Üb α OD PATENTANWÄLTE

Fig. 1 einen Längsschnitt des Kessels,

Fig. 2 einen Querschnitt des Kessels entsprechend der Schnittlinie 2-2 von Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht der Brennkammerröhre, und

Fig. Ah

bis 4E die gleiche Röhre in verschiedenen Schnitten entsprechend den Schnittlinien A-E von Fig. 3.

Fig. 1 veranschaulicht einen Niedrigtemperatur-Kessel mit einem hohlzylindrischen Wassertank 1 , welcher zwischen einer Außenwandung 2 und einer Innenwandung 3 eingeschlossen ist. Der Kessel ist mit einer Isolation 17 außerhalb der Außenwandung und einer Isolation 18 außerhalb der Endwände 13 und 15 ausgestattet. Langgestreckte Platten 26 sind über den Umfang in gleichem Abstand voneinander längs der Innenseite der Innenwandung 3 angeordnet. Die Platten 26 sind im wesentlichen kanalförmig und haben eine radiale Erstreckung, die im wesentlichen gleich dem Abstand zwischen der zylindrischen Brennkammer 4 und der Innenwandung 3 ist. Dadurch werden axiale Abgaszüge 5 gebildet.

Die zylindrische Brennkammer weist eine Röhre 4 auf, welche an einem Ende mit einer Endwand 15 versehen ist, welche eine Öffnung 16 für die Aufnahme des Brenners hat. An dem gegenüberliegenden Ende der Röhre 4 ist eine vollständige Endwand 7 vorgesehen. Am Brennerende ist die Röhre an ihrem Boden mit einer axialen Aussparung 6 versehen. An der Außenseite der Brennerröhre 4 sind vier Platten 8 längs Mantellinien der Röhre vorgesehen. Die radiale Erstreckung der Platten 8 ist im

ο c η ο η ο r KEIL& SCHAAFHAUSEN

Jo UoyJb

PATE N T AN V', A LT E — 7 —

wesentlichen gleich dem Abstand zwischen der Brennkammerröhre 4 und der Innenwandung 3.

Mittels dieser Platten werden die axialen Abgaszüge 5 in vier Gruppen unterteilt. Eine Zuggruppe 19 ist am Boden des Wassertanks, eine Zuggruppe 20 an jeder Seite und eine Zuggruppe 21 auf der Oberseite des Wassertanks vorgesehen. Dies ist in Fig. 4d veranschaulicht. Wie sich aus den Fig. 4b bis 4e ergibt, ist die Innenwandung 3 des Wassertanks um die Brennkammerröhre 4 herum angeordnet. Die beiden unteren der Platten 8 erstrecken sich insgesamt von der Brennerinnenwand 15 bis zu der gegenüberliegenden Endwand 7. Die beiden oberen Platten 8 erstrecken sich bis zu der vollständigen Endwand 7, jedoch nicht bis zur Brennerendwand 15, wo sie mit einer Aussparung 10 versehen sind. Außerhalb der vollständigen Endwand 7 ist eine V-förmige Platte 11 vorgesehen, deren Spitze auf der Achse der Brennkammerröhre liegt; die radiale Erstreckung ihrer Schenkel fällt mit derjenigen der beiden oberen Platten 8 zusammen. Die beiden unteren Platten 8 sind längs Mantellinien der Brennkammerröhre 4 vorgesehen, welche mit den axialen Kanten 22 der Aussparung 6 an dem Boden der Röhre 4 zusammenfallen. Dadurch ist eine Verbindung zwischen dem Innenraum der Brennkammerröhre 4 und der unteren Abgaszuggruppe 19 geschaffen.

Wenn der Brenner in der Öffnung 16 der Endwand 15 aufgenommen ist, schlagen die Brenngase von dem Brenner auf die Endwand 7 in der Röhre 4 und werden dann zurück zu der Aussparung 6 und durch letztere hindurch (Fig. 4c) zu den Abgaszügen 19 der unteren Zuggruppe (Fig. 4d) geführt. Die Abgase werden durch diese Züge zu einer Umkehrkammer geführt, welche den Raum unter der V-förmigen Platte 1 1 und zwischen der Endwand 7 und der Endwand 13 der Innenwandung 3 einnimmt. In der Kammer werden die Gase aufwärts in die seitlichen Zuggruppen 20 (Fig.

KE1L& SCHAAFHAUSEN

O O Uo y Jb PATENTANWÄLTE

4e) gefördert. Die Abgase werden dann durch die seitlichen Züge 20 zu einer zweiten Umkehrkammer geführt, welche benachbart der Brennerendwand 15 durch die Aussparung 10 in den beiden oberen Platten 8 gebildet ist. Dadurch ist eine Verbindung zwischen den seitlichen Zuggruppen 20 und der oberen Zuggruppe 21 geschaffen, wie aus Fig. 4b ersichtlich. Die obere Zuggruppe fördert die Abgase zurück in die rückwärtige Endwand und danach in den Raum oberhalb der V-förmigen Platte 11 (Fig. 4e) . Dieser Raum steht mit dem Abzugskanal 12 (Fig. 1) in Verbindung.

Durch die beschriebene Anordnung der sich längs erstreckenden Platten 8 werden somit die heißesten Abgase in Berührung mit dem kältesten Teil des Wassertanks 1 gebracht, d.h. dem Bodenabschnitt; dort geben sie Hitze an diesen Teil des Wassers ab. Die etwas abgekühlten Abgase werden dann in Berührung mit dem leicht erwärmten mittleren Abschnitt des Wassertanks gebracht. Schließlich werden die noch weiter abgekühlten Abgase in Berührung mit den am meisten erhitzten Abschnitten des Wassertanks gebracht, d.h. dem oberen Abschnitt.

Durch diese Aufteilung der Abgaszüge in Gruppen wird die Wärmeenergie der Abgase mit hohem Wirkungsgrad genutzt. Hierdurch könnte es jedoch geschehen, daß die Temperatur der Abgase im Abzugskanal so niedrig werden, daß die Gefahr einer Kondensation auftritt. Für den Fall, daß der Abzugkanal bzw. Kamin derartige niedrige Abgastemperaturen nicht verkraften kann, muß zur Vermeidung einer Korrosion des Abzugskanals letztere erhöht werden. Dies ist mit der vorliegenden Konstruktion ebenfalls möglich. Die Endwand 7 gegenüber der Brennerendwand kann nämlich doppelwanding ausgebildet sein mit einem äußeren stationären Teil, an welchem die V-förmige Platte 11 angebracht ist, und einem inneren axial verschieb-

_Λ KEIL& SCHAAFHAUSEN

lichen Teil 27. Der innere Teil ist üblicherweise versetzt gegenüber dem äußeren Teil in Richtung des Brenners hin, um einen vorbestimmten Abstand zwischen dem äußeren und dem inneren Teil vorzusehen. In der Brennkammerröhre ist dann die Temperatur niedriger in dem Bereich zwischen den beiden Teilen als in anderen Bereichen. Die abgegebenen Abgase haben dadurch in dem rückwärtigen Abschnitt der Abgaszuggruppe 21 eine niedrigere Temperatur. Wenn man feststellt, daß die Temperatur der Abgase im Kamin zu niedrig ist, wird der innere Teil 27 von dem Brenner weg in Richtung des äußeren Teils bewegt, wodurch die Temperatur in dem rückwärtigen Abschnitt der Brennkammerröhre ansteigt. Die Abgase werden dadurch im rückwärtigen Abschnitt der Abgaszuggruppe 21 wieder erwärmt, wodurch die Temperatur der Abgase im Kamin ansteigt.

Die beschriebene Vorrichtung arbeitet somit sehr zufriedenstellend. Außerdem hat sie einen sehr einfachen mechanischen Aufbau und ist leicht und kostengünstig herzustellen. Die Vorrichtung ist auch einfach zu warten. Zum Zwecke der Reinigung wird beispielsweise die Endwand 15 abgenommen, wonach die Brennkammerröhre 4 des Kessels abgenommen werden kann. Nach dem Reinigen wird die Röhre wieder eingesetzt und die Endwand 15 angeschraubt. Der Kessel ist dann wieder betriebsbereit.

Claims

CTC LJUNGBY AB S-341 00 LJUNGBY (Schweden) Heizkessel Patentanspprüche:

1. Heizkessel mit einem hohlzylindrischen Wassertank (1) mit einer Außenwandung (2) und einer Innenwandung (3), welche eine zylindrische Brennkammer mit um sie herum angeordneten Abgaszügen (5) umgibt, an welche Umkehrkammern für die Abgase angeschlossen sind, wobei die Abgaszüge von im wesentlichen kanalförmigen langgestreckten Platten (26) gebildet sind, welche in Umfangsrichtung in gleichem Abstand voneinander um die Innenwandung (3) des Wassertanks angeordnet sind und eine radiale Erstreckung haben, die im wesentlichen gleich dem Abstand zwischen der Innenwandung und der Brennkammer ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkammer eine Röhre (4) aufweist, welche an ihrem brennerseitigen Ende mit einer axialen Aussparung (6) an ihrem Boden und an ihrem gegenüberliegenden Ende mit einer Endwand (7) sowie auf ihrer Außenseite mit vier radialen Platten (8) ausgestattet ist, welche längs Mantellinien der Röhre angeordnet sind und eine radiale Ausdehnung haben, die im wesentlichen gleich ist dem Abstand zwischen der Brennkammer (4) und der Innenwandung (3), wobei die Platten die Abgaszüge in vier Gruppen um den Wassertank herum unter-

KEIL& SCHAAFHAUSEN

PATENTANWÄLTE - 2 -

teilen, eine Grupp am Boden, eine an der Oberseite, und jeweils eine auf der Seite von ihm, wobei die untere Zuggruppe mit dem Innenraum der Brennerröhre über die axiale Aussparung (6) und mit den seitlichen Zuggruppen über eine erste Umkehrkammer (9) benachbart dem gegenüberliegenden Ende der Röhre verbunden sind, wobei die seitlichen Zuggruppen mit der oberen Zuggruppe über eine zweite Umkehrkammer (10) benachbart dem Brennerende der Röhre verbunden sind, und wobei die dritte Zuggruppe mit dem Abzugkanal (12) mittels Führungsplatten (11) verbunden ist, welche benachbart dem gegenüberliegenden Ende der Röhre vorgesehen sind.

2. Heizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden unteren der radialen Platten längs Mantellinien der Röhre (4) angeordnet sind, welche mit den axialen Kanten der Aussparung (6) am Boden der Röhre zusammenfallen.

3. Heizkessel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsplatten an der Außenseite der Endwand der Röhre vorgesehen sind und eine V-förmige Platte (11) aufweisen, deren Spitze an der Achse der Röhre (4) liegt und deren Schenkel eine radiale Erstreckung haben, welche mit den beiden oberen der radialen Platten (8) zusammenfallen.

4. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Umkehrkammer den Raum unterhalb der V-förmigen Platte und zwischen der gegenüberliegenden Endwand (7) der Röhre und einer Endwand (13) der Innenwandung des Wassertanks einnimmt.

5. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden oberen der radialen Platten (8) mit Aussparungen (10) benachbart der Brennerendwand (15) der

^Keil& Schaafhausen

PATENTANWÄLTE
- 3 -

Röhre vorgesehen sind, wobei die zweite Umkehrkammer den Raum zwischen der Röhre (4) und der Innenwandung (3) des Wassertanks benachbart dieser Endwand einnimmt.

6. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 5 , dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüberliegende Endwand der Röhre zwei Teile aufweist, einen äußeren stationären Teil, an welchem die V-förmige Platte (11) angebracht ist, und einen inneren Teil (27), welcher axial in der Röhre verschiebbar ist, wobei der Abstand zwischen den beiden Teilen in Beziehung zur Temperatur der Abgase in dem Abzugkanal steht.