-
Heizkessel für Sammelheizungsanlagen Die Erfindung betrifft einen
Heizkessel für Saminelheizungsanlagen mit stehendem Wassermantel, einem oder mehreren
Feuerräumen und diesen nachgeschalteten Heizflächen als Wärmetauscher mit Heizgas-
oder Wasserrohren.
-
Bei einem Kessel dieser Art ist der Wärmetauscher über- und außerhalb
des Feuerraumes angeordnet. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Heizkessel
zu schaffen, bei dem gegenüber dem Bekannten der Wirkungsgrad des Wärmetauschers
verbessert wird.
-
Demgemäß bringt die Erfindung in Vorschlag, daß der nachgeschaltete
Wärmetauscher im wesentlichen senkrecht und wenigstens über einen Teil seiner Höhe
in dem oder einem der Feuerräume oder in einem diesen nachgeschalteten Sturzzug
des Kessels auswechselbar und derart angeordnet ist, daß die Heizgase den Wärmetauscher
außen von oben nach unten und innen in umgekehrter Richtung beaufschlagen, und daß
der Wärmetauscher in der Weise an dem Kesselwasserumlauf angeschlossen ist, daß
in ihm Wasser und Heizgase in bekannter Weise wenigstens durch einen Teil seiner
Höhe im Gleichstrom strömen.
-
Dadurch, daß der Wärmetauscher wenigstens über einen Teil seiner Höhe
in dem oder einem der Feuerräume angeordnet ist, wird seine Mantelfläche im Bereich
des oder der Feuerräume von den Abgasen beaufschlagt (umspült). Die Heizfläche des
Wärmetauschers ist gegenüber der bei der bekannten Ausführung größer, so daß der
Wirkungsgrad ebenfalls größer wird. Dieser Vorteil ist bei dem bekannten Heizkessel
mit über- und außerhalb des Feuerraumes angeordnetem Wärmetauscher nicht gegeben,
da der Wärmetauscher nicht in den Feuerraum hineinragt, so daß auch seine Mantelfläche
außen von den Abgasen nicht beaufschlagt (umspült) werden kann.
-
Der Heizkessel nach der Erfindung kann sowohl in großen als auch in
kleinen Sammelheizungsanlagen mit gleichem Vorteil eingesetzt werden.
-
Die Erfindung schlägt weiterhin vor, daß der stehende Wassermantel
und der Wärmetauscher in bekannter Weise je einen Wasserumlauf aufweisen, die an
die Vor- und Rücklaufleitung derart einstellbar angeschlossen sind, daß die Temperatur
des Vorlaufwassers zwecks Herabsetzens der Rauchgastemperatur niedriger oder höher
als die Wassertemperatur im Wassermantel gehalten werden kann.
-
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind bei Zusammenanordnung
von zwei oder mehr mit je einem Feuerraum versehenen Heizkesseleinheiten, die einzeln
oder gemeinsam befeuert werden können, die Kesseleinheiten mit ihren Heizgaszügen
und nachgeschalteten Wärmetauschern derart zusammenschaltbar, daß zwei oder mehr
gleichzeitig über den Wärmetauscher parallel geschaltete Feuerräume so miteinander
verbunden werden können, daß bei Befeuerung einer der Kesseleinheiten auch die Wärmetauscher
der angeschlossenen Kesseleinheiten von den Heizgasen beaufschlagt werden.
-
Dadurch, daß man gemäß dieser Ausführungsform in einer Kesseleinheit
heizen und die Heizgase durch alle Feuerräume der zusammen angeordneten Kesseleinheiten
strömen lassen kann, ergibt sich der Vorteil einer großen Heizfläche, die etwa der
Heizfläche aller gleichzeitig in Betrieb befindlichen Kesseleinheiten entspricht.
Die Heizgase werden somit weitgehender ausgenutzt, als es nur in einer Kesseleinheit
der Fall wäre.
-
In weiterer Ausbildung der Erfindung sind zwischen den verschiedenen
Feuerräumen mit Schieb-ern od. dgl. versehene Verbindungsleitungen von solchem Durchmesser
angeordnet, daß der Widerstand in den Verbindungsleitungen kleiner als der Widerstand
der nachgeschalteten Wärmetauscher ist.
-
Schließlich schlägt die Erfindung vor, daß bei ausgebautem, nachgeschaltetem
Wärmetauscher das Wasser weiter nach dem Wassermantel dieser Kesseleinheit geleitet
wird, während die Heizgase des Feuerraumes dieser Kesseleinheit nach dem Feuerraum
einer benachbarten Kesseleinheit strömen.
-
Durch diese Ausführungsformen wird ermöglicht, daß man für Instandsetzungs-,
Entrußungs- und ähnliche Arbeiten eine Kesseleinheit in einfacher Weise abstellen
und die übrigen in Betrieb halten kann und der Heizwasserumlauf nicht unterbrochen
wird. Die
betreffende Kesseleinheit wird hierfür durch Schließen
des einen oder anderen Schiebers od. dgl. in den zwischen den Feuerräumen vorgesehenen
Verbindungsleitungen abgestellt.
-
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigt Fig. 1 einen Heizkessel im senkrechten Mittelschnitt nach der Linie
1-I in Fig. 2, Fig. 2 einen waagerechten Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1,
F ig. 3 eine gegenüber Fig. 1 abgeänderte Bauart im senkrechten Schnitt nach der
Linie III-III in Fig. 4, Fig. 4 mehrere nebeneinander angeordnete Heizkesseleinheiten
im waagerechten Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3, Fig. 5 ein gemeinsames Saugzuggebläse
für die Rauchgase, Fig. 6 eine gegenüber den Fig. 1 und 2 oder 3 und 4 abgeänderte
Bauart eines Heizkessels im senkrechten Schnitt, Fig. 7 eine weitere Bauart eines
Heizkessels, insbesondere für kleinere Anlagen, im senkrechten Schnitt, Fig. 8 einen
Heizgasschieber im Schnitt und Fig. 9 den Anschluß der Vor- und Rücklaufrohre bei
nebeneinander angeordneten Heizkesseleinheiten in schematischer Darstellung im Grundriß.
-
Wie Fig. 1 zeigt, ist zwischen dem Feuerraum 1 und dem Heizgaszug
2 eine feuerbrückenartige, wasserführende Wand 3 mit einer Durchtrittsöffnung 4
oben für die Verbrennungs- oder Heizgase angeordnet. Der Wassermantel
6, 7, 8 und die wasserführende Wand 3 können in an sich -bekannter Weise
auch aus Wasserrohren bestehen. Die Vor- und Rücklaufleitungen des Kessels sind
mit 12, 13 bezeichnet. In dem Heizkessel kann fester, flüssiger oder gasförrniger
Brennstoff verfeuert werden. Für die Verfeuerung von festem Brennstoff kann in an
sich bekannter Weise eine Kohlenbeschickungsvorrichtung 14 und ein Kettenrost 14a
vorgesehen werden, wie in den Fig. 1 bis 3 angedeutet ist.
-
Der stehende Wassermantel 6, 7, 8 und die Wand 3 umschließen den Feuerraum
l und den nachgeschalteten Heizgas- oder Sturzzug 2. Gemäß den Fig. 1 bis 5 und
7 ist ein Wärmetauscher 9 wenigstens über einen Teil seiner Höhe im wesentlichen
senkrecht in di:m Sturzzug 2 angeordnet. Der Wärmetauscher 9 besteht aus Heizgasrohren
in einem Mantel 15, der als zylindrischer Behälter das die Heizgasrohre umgebende
Kesselwasser aufnimmt. Dieser Wasserraum besitzt unten einen Wassereinlaßstutzen
17 und oben einen Wasserauslaßstutzen 18, die an die Rück- oder Vorlaufleitungen
13 und 12 der Sammelheizungsanlage angeschlossen und in ihrem Durchtrittsquerschnitt
derart einstellbar sind, daß die Temperatur des Vorlaufwassers zwecks Herabsetzens
der Rauchgastemperatur niedriger oder höher als die Wassertemperatur im Wassermantel
gehalten werden kann.
-
Der Weg der Heizgase ist mit Pfeilen angedeutet. Der Wärmetauscher
ruht mit einem Flansch oder einem Vorsprung 16 auf der Kante der Einbauöffnung
des Kessels. Die Wasseranschlußstutzen 17 und 18 sind mit Schraubverbindungen versehen,
die gelöst werden können, wenn die vor- oder nachgeschalteten Absperrvorrichtungen
20, 21 geschlossen sind. Der an den Wärmetauscher oben angeschlossene Rohrkrümmer
15a oder das in Fig. 3 strichpunktierte dargestellte, gerade Rohr 15 b ist ausbaubar.
Diese Rohre ausgebaut, kann der Wärmetauscher, z. B. zwecks Instandstezung und/oder
Umtausch, vom Kessel abgehoben werden. Hierdurch wird gegenüber den bekannten Kesseln
der Vorteil erreicht, daß der Kessel für einen solchen Umtausch nur kurze Zeit außer
Betrieb zu nehmen ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß nach dem Ausbau des
Wärmetauschers das Kesselinnere leicht zugänglich ist.
-
Für größere Anlagen können zwei oder mehrere Heizkesseleinheiten zusammen
angeordnet werden, wie Fig. 4 und 5 zeigen. Wie die einzelnen Kesseleinheiten im
übrigen angeordnet sind, geht aus Fig.3 hervor. Ein Kennzeichen solcher zusammen
angeordneten Kesseleinheiten besteht darin, daß die Feuerräume einschließlich der
Heizgaszüge derart züatmmenschaltbar sind, daß die Heizflächen sämtlicher Kesseleinheiten
ausgenutzt werden können. unabhängig davon, welcher oder welche Kesseleinheiten
geheizt werden. Die Verbindungsleitungen 23 (Fig. 4) zwischen den Feuerräumen 1
der Kesseleinheiten sind mittels Schiebern22 od. dgl. absperrbar. Ein solcher Schieber
22 ist in Fig. 8 dargestellt, welche einen senkrechten Schnitt durch die Verbindungsleitung
23 zeigt.
-
Gemäß Fig. 3 können die Heizgasrohre des Wärmetauschers am Mantel
15 über den Rohrkrümmer 15a oder über ein gerades Rohrstück 15 b an ein Saugzuggebläse
25 am Schornsteinanschluß 26 angeschlos sen sein.
-
Bei der Anordnung nach Fig.5 sind die Mäntel 15 mehrerer Wärmetauscher
in an sich bekannter Weise an ein gemeinsames Saugzuggebläse 25 angeschlossen. Wahlweise
können der Mantel oder die Mäntel an einen Schornstein angeschlossen sein, dessen
Selbstzug für den Kessel genügt, so daß das Gebläse wenigstens in gewissen Fällen
entfallen kann.
-
Wenn beispielsweise eine seitliche' Kesseleinheit der Anordnung nach
den Fig.4 und 5 befeuert wird, werden die Heizgase im wesentlichen gleichmäßig auf
alle vier Wärmetauscher 15 verteilt, was darauf beruht, daß die Verbindungsleitungen
23 einen solchen Durchmesser besitzen, daß der Widerstand in den Verbindungsleitungen
23 im Verhältnis zum Widerstand in den Rohren der Wärmetauscher klein ist.
-
Die Wasserräume jedes Feuerraumes, jedes Heizgaszuges und jedes Wärmetauschers
zusammen angeordneter Kesseleinheiten sind je für sich absperrbar.
-
In Fig. 9 sind die Strömungsrichtungen des umlaufenden Heizwassers
mit Pfeilen angedeutet. Von diesen zweigen zwei nach den Mänteln 15 der Wärmetauscher
und zwei nach je einer der Kesseleinheiten ab. Die Rücklaufleitung ist mit R und
die Vorlaufleitung mit S bezeichnet. Durch die Aufteilung der Wasserräume kann die
Wassertemperatur in den Wärmetauschern den gestellten Anforderungen angepaßt und
dadurch die Heizgastemperatur unterhalb gewisser Grenzen unabhängig von der Wassertemperatur
in den Vor- und Rücklaufleitungen gehalten werden. Die Wassertemperatur im Wasserumlauf
der Wärmetauscher kann z. B. unabhängig von der Belastung konstant gehalten werden.
-
Der Erfindungsgedanke kann auch bei Heißwasser-und Dampfkesseln angewandt
werden. Anstatt der Heizgasrohre in dem Mantel 15 können selbstverständlich auch
Wasserrohrregister eingesetzt werden. Der Wärmetauscher kann ferner von der Seite
her in den Kessel eingeführt werden.