DE3310072C2 - Heizgaszugausbildung an Heizungskesseln - Google Patents

Abstract

Die Heizgaszugausbildung ist für Heizkessel zum Verbrennen flüssiger oder gasförmiger Brennstoffe bestimmt und besteht aus mindestens einer wasserführenden Wand, an der den gesamten Zugquerschnitt in Einzelkanäle gliedernd Rippen angeordnet sind. Die Rippenprofile (1) sind als mindestens einsträngig U-förmig ausgebildete Profile ausgebildet und decken mit ihren Basisstegen (2) die ganze Wand (3) ab. In Teilbereichen sind die Rippenprofile mit der Wand (3) derart wärmeleitend verbunden, daß die Wärmeleitquerschnitte der gebildeten Wärmeleitbrücken zur Abgasseite des Kessels hin abnehmen.

Description

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hend verbessert werden, daß unter Berücksichtigung F ig. 2 einen Blechzuschnitt für die Rippenprofile;

der Korrosionsschutzbedürfnisse der Zielsetzung, sol- Fi g. 3 einen Längsschnitt durch den Heizungskessel;

ehe Heizungskessel auch als Niedertemperaturkessel F i g. 4 im Schnitt die Rippenprofile nach Anbringung

mit gleitender Temperatur bei höheren Leistungsberei- auf dem noch planen BlechzuschniU;

chen betreiben zu können, Rechnung getragen werden 5 F i g. 5 im Schnitt die Rippenprofile gemäß F i g. 4

kann. Diese Aufgabe ist mit einer K^izgaszugausbil- nach ihrer Verformung;

dung der eingangs genannten Art nach der Erfindung F ig. 6 eine besondere Ausführungsform hinsichtlich

durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches ange- der Zugrichtung der Rippenprofile gemäß Fig.5 in

führten Merkmale gelöst Vorteilhafte Weiterbildungen Draufsicht und

ergeben sich nach den Unteransprüchen. io F ig. 7—11 im Schnitt besondere und bevorzugte

Obgleich Anlaß für diese Ausbildung die vorerwähn- Ausführungsformen der Rippenprofile und ihrer gegen-

ten Grenzen waren, soll dies nicht ausschließen, daß das seitigen Zuordnung an allein oder beidseitig wasserfüh-

erfindungsgemäße Lösungsprinzip nicht auch für Hei- renden Zugwänden.

zungskessel mit kleineren Leistungsbereichen zur An- Der Heizungskessel gemäß F i g. 3 ist nur ein Beispiel

Wendung kommen kann. Das erfindungsgemäße Ausbil- 15 und -besteht in bekannter Weise aus einem wasserfüh-

dungsprinzip ist auch nicht nur für Züge anwendbar, die renden Gehäuse 22, dessen Vorder- und Rückwand 23,

nur eine wassergekühlte Wand haben, sondern auch für 24 flüssigkeitsdicht von der rohrförmig ausgeformten

solche, die sich gegenüberstehende wassergekühlte Wand 3 durchgriffen werden, wobei die überstehenden

Wände aufweisen, & L·, beide gegenüberstehenden Enden mit Deckeln oder Türen verschlossen sind. Der

Wände können mit den Rippenprofilen besetzt sein. 20 hintere Deckel 25 ist mit einem Rauchgasabzugsstutzen

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung sind die U- 26 versehen. Im von der Wand 3 gebildeten Rohr ist Profile einerseits zur Ausbildung der Heizgaszüge her- brennerseitig (Brenner nicht dargestellt) die Umlenkangezogen, andererseits bilden aber deren Basisstege kammer 27 angeordnet Im Freiraum zwischen den gleichzeitig, da dicht an dicht aneinander angeordnet Heizgaszügen 8 sitzt die topfartige Brennkammer 28, eine weitgehend kondensatverhindernde Doppelwand 25 und dahinter befindet sich die Rauchgassammeikammer an der wasserführenden Zugwand, wobei, was noch nä- 28'.

her erläutert wird, ein gezielt dosierter Wärmeübergang Dieser Kesselaufbau ist nicht unbedingt zwingend, zur Wand erfolgt was bei Anfahrvorgängen aber auch genausowenig wie die Brennkammer 28 zylindrisch im Betrieb, insbesondere im Niedertemperaturbereich, sein muß und die Heizgaszüge 8 im Ringverband angedes Kessels die Wirkung hat daß sich die zur Abzugssü- 30 ordnet sein müssen. Gegebenenfalls können hinter der te hin liegenden Bereichen wegen des dort geringen Brennkammer 28 bzw. den Heizgaszügen 8 zusätzliche Wärmeüberganges schneller aufwärmen können, wo- Nachschaltheizflächen angeordnet werden. Ferner köndurch einem Kondensatanfall entgegengewirkt bzw. nen auch die Wände der Brennkammer als wasserfühdieser weitgehend unterbunden wird. Da bei dieser Lö- rende Doppelwände ausgebildet sein, deren Innenraum sung nur Profilstreifen zu verarbeiten sind, können mit 35 mit dem anderen Innenraum des Gehäuses 22 in geeigdieser auch größervolumige Kessel der erwähnten Art neter Weise .verbunden ist Dies wäre der Fall, bei dem in dieser Weise ausgebildet werden. Die Anbringung die Heizgaszüge 8 beidseitig von wassergekühlten Wänder Profile ist denkbar einfach, da diese, von bestimmten den 3,3' begrenzt werden (F i g. 9).
Ausführungsformen abgesehen, mit ihren Basisstegen Die Blechzuschnitte für die Rippenprofile 1 sehen vor unmittelbar nebeneinander auf die zu bestückende Zug- 40 der Verformung bspw. so aus, wie in F i g. 2 dargestellt, wand aufgelegt und an ihren Basisstegen angeschweißt Die seitlichen Schlitze dienen zum Ausgleich von Wärwerden, medehnungen, sind aber nicht unbedingt erforderlich.

Danach werden bei einer bestimmten Ausführungs- Nach dem Hochkanten der die freien Schenkel 29

form jeweils die Schenkel eines Profiles aufeinander zu- bildenden Flächen werden die so gebildeten Rippenpro-

sammengedrückt, was mit einem geeigneten keilförmi- 45 file im Sinne der F i g. 4 auf die später das Rohr bildende,

gen Werkzeug erfolgt, das zwischen die freien Schenkel noch planen oder schwach vorgewölbten Blechzu-

zweier benachbarter Profile eingedrückt wird, wobei schnitt der Wand 3 dicht nebeneinander aufgelegt und

ggf. auch dafür Sorge getragen werden kanu, daß die im Bereich der Längsschweißschlitze 16 mit der Wand

sich ergebenden Zugkanäle zur Abzugsseite hin in An- verschweißt

passung an das abnehmende Gasvolumen verengen. Bei 50 Wie aus F ig. 2 erkennbar, nimmt die Länge dieser

diesem Herstellungsvorgang (nach Anbringung der Schlitze 16 nach hinten ab, während ihre Distanz zuein-

Profile wird die Zugwand zu einem Rohr oder Teürohr ander zunimmt, d. h, es entstehen in Verbindung mit

gerundet und mit einer Längsschweißnaht geschlossen) dem Blechzuschnitt Wärmeleitbrücken 5 unterschiedli-

entsteht rings um die später einzusetzende topfartige eher Größe. Dies gilt auch für alle noch nachfolgend zu

Brennkammer eine Vielzahl von Heizgaszügen mit etwa 55 beschreibenden Ausführungsbeispiele,

dreieckigen Querschnitten, die jeweils abwechselnd mit Zwischen die freien Schenkel 9 jeweils zweier be-

ihren basisfernen Spitzen gegen die Brennkammer und nachbarter Profile 1 wird ein keilförmiges Werkzeug

gegen die Wand gerichtet sind Das erfindungsgemäße (als Dreieck vereinfacht dargestellt) eingedrückt so daß

Lösungsprinzip läßt sich jedoch noch, insbesondere was sich danach die Profile im Querschnitt, wie aus F i g. 5

die Ausbildung von im Querschnitt U-förmigen Zugka- eo bzw. F i g. 1 ersichtlich, darstellen. Gegebenenfalls kön-

nälen betrifft, durch mehrere Ausführungsvarianten im nen in den sich bildenden Zwickeln 30' (F i g. 5) zusätz-

Sinne der Unteransprüche 3 bis 12 verwirklichen. lieh Längsschweißnähte verlegt werden. Ferner ist es

Die erfindunj^gemäße Heizgaszugausbildung und möglich, die Abwinkelung der Schenkel im Sinne der

deren verschiedene Ausführungsmöglichkeiten werden F i g. 6 vorzunehmen.

nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von 65 Vorteilhaft kann am hinteren Ende des Rohres eine

Ausführungsbeispielen näher erläutert Es zeigt sehe- ringförmige Schale 30 entweder ganz oder, wie darge-

matisch stellt, zum Teil frei herausragend im Bereich der Rauch-

F i g. 1 einen Querschnitt durch einen Heizungskessel; gassammelkammer 28' angeordnet werden, für die aber

wesentlich ist, daß diese mit ihrem inneren Rand mit den Rippenprofilen 1 verschweißt wird, um einen Wärmefluß aus den Rippenprofilen 1 in die Schale 30 zu gewährleisten, so daß sich auch diese schnell aufheizen kann.

Unter der Angabe »in Teilbereichen wärmeleitend verbunden« ist einmal die vorbeschriebene Schlitzschweißverbindung zu verstehen, zum anderen ist es aber auch möglich, und dies wird auch wegen des wesentlich geringeren Aufwandes bevorzugt, die Basisste- to ge 2 mit bspw. einer Wolframelektrode (d. h. ohne Zufuhr von Zusatzschweißwerkstoff) anzuschweißen bzw. anzuschmelzen. Die Anbringung von Schlitzen 16 unterschiedlicher Größe und Distanz kann dabei entfallen, und die Anheftung geschieht dabei in der Weise, daß der Heftbereich bzw. die sich ergebende Wärmeleitbrücke 5 von vorn nach hinten schmaler bzw. geringer wird. Dies läßt sich ohne weiteres und einfach durch entsprechend geregelte Stromzufuhr zur Elektrode bewerkstelligen, wobei ggf. auch die Möglichkeit besteht, die Schweiß- oder Heftnaht im Sinne der unterschiedlichen Distanz der Schlitze gemäß F i g. 2 zu unterbrechen.

Unter Bezugnahme auf die Fig.7—11 werden nunmehr die bevorzugten Ausführungsformen beschrieben.

Gemäß F i g. 7 werden hier die im Querschnitt U-förmigen Strömungskanäle des Heizgasabzuges durch rechtwinklige Rippenprofile 10 gebildet, d. h. zwei benachbarte Profile 10 ergänzen sich jeweils zu einem U-Profil. Gleiches gilt für ebenfalls verwendbare T-förmige Profile 11 gemäß F i g. 11.

Gemäß F i g. 8 können aber auch U-förmige Rippenprofile 1 mit Abstand zueinander angeordnet werden, wobei die freibleibenden Flächen der Wand 3 mit entsprechend breiten Zwischenstegen 12 abgedeckt werden, um das Doppelwandprinzip in allen Flächenbereichen aufrechtzuerhalten.

Bei den Profilen gemäß F i g. 7, 8 werden vorteilhaft beim Pressen der Profile in den Übergangsbereichen 13 der Schenkel 9 zu den Basisstegen 2 Profilkröpfungen

14 vorgesehen, die zur Aufnahme der Anschlußränder

15 benachbart angeordneter Basisstege 2 bzw. der Zwischenstege 12 dienen. Dies ist vorteilhaft, um ein Hochwölben beim Schweißen der Basisstege 2 bzw. der Zwischenstege 12 zu verhindern.

Die Schenkel 9 der Rippenprofile 1, 10, 11 können, wie in F i g. 7 angedeutet, in Abständen mit fahnenartigen Ausbiegungen 19 versehen werden. Mit 3" ist in diesen F i g. 7, 8 übrigens die Wand der in diesem Fall nicht wassergekühlten Brennkammer 28 bezeichnet Wenn die Brennkammer im Gegensatz zu F i g. 3 eine wassergekühlte Wand hat, so entsteht (derartige Kessel sind bekannt) auch eine wassergekühlte zusätzliche Wand 3' für den Heizgaszug (F i g. 9), in dem nun die beschriebenen Profile an beiden Wänden 3,3' nach dem gleichen Prinzip angeordnet und festgelegt werden. Je nach freiem Querschnitt einer derartigen Zuges und je nach Länge der Schenkel 9 kann die Anordnung derart erfolgen, daß die Längsränder 17 der sich gegenüberstehenden Profi.e 1,10,11 etwa in der gleichen Zwischenebene enden oder etwas m den Zwischenraum 18 der jeweils anderen Profile einragen. Vorteilhaft wird jedoch eine Anordnung gemäß F i g. 9 derart gewählt, daß die Längsränder 17 dicht über den geschweißten Stellen der Wärmeleitbrücke 5 verlaufen.

Da sich diese Längskanten 17 beim Wiederanfahren bzw. generell bei Betrieb im Niedertemperaturbereich des Kessels sehr schnell aufheizen, jedenfalls wesentlich schneller als die der Kühlung unterliegenden Wärmeleitbrücken, kann sich die Aufheizung der Längskanten 17 via Strahlung auch auf etwa an den Wärmeleitbrükken gebildetes Kondensat auswirken, so daß dieses schneller verdampft.

Wie aus Fig. 10 erkennbar, können auch mehrere Schenkel 9 einen gemeinsamen Basissteg 2 haben, und das Ganze bspw. auch als Strangpreßprofil mit geeigneter Wandstärke ausgebildet sein.

In den F i g. 7 bis 11 ist die Zugausbildung in gerader Erstreckung dargestellt, die je nach den konstruktiven Gegebenheiten am Heizkessel selbstverständlich auch in dieser Form zur Anwendung kommen kann. Es sei aber darauf hingewiesen, daß Züge in dieser Ausbildung orientiert an modernen Heizkesselkonstruktionen in der Regel mehr oder weniger stark gekrümmte Wände 3 bzw. 3' aufweisen, d. h, die gezeigten Ausführungsbeispiele gelten auch für solche gekrümmten Flächen.

Wesentlicher Gesichtspunkt bei den ganzen Heizgaszugausbildungen, wie beschrieben, ist also zusammenfassend gewissermaßen eine Trockenlegung heizgasführender Bereiche dahingehend, daß weitgehend eine Kondensatbildung verhindert wird, andererseits ist aber dafür gesorgt, daß etwaige Kondensatniederschläge beim Wiederanlaufen des Kessels schnellstmöglich verdampft werden. Mit derartigen Zugausbildungen versehene und über längere Zeitspanne betriebene Versuchskessel haben gezeigt, daß diese Forderungen absolut zufriedenstellend erfüllt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

1 2 durch gekennzeichnet, daß die Anwinkelung der Patentansprüche: freien Schenkel (9) gegeneinander von der Anström seite aus von 0° ab zunehmend ausgebildet ist

1. Heizgaszugausbildung an Heizkesseln zum Ver- (F i g. 6).

brennen flüssiger oder gasförmiger Brennstoffe, be- 5 11. Ausbildung nach Anspruch 3, dadurch gekena-

stehend aus mindestens einer wasserführenden zeichnet, daß bei Verwendung von T-Profilen (U)

Wand, an der, den gesamten Zugquerschnitt in Ein- mindestens an einem Längsrand (20) des Basissteges

zellängskanäle gliedernd, Rippen angeordnet sind, (2) zur Ausbildung von abgestuft wirksamen Wär-

dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen meleitbrücken(5)Randausnehmungen(21)vorgese-

als mindestens einsträngige, im Querschnitt winklige io hen sind.

Rippenprofile (1) ausgebildet und diese mit ihren 12. Ausbildung nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

Basisstegen (2X die ganze Wand (3) abdeckend, auf zeichnet, daß die Basisstege (2) mit der Wand (4)

dieser aufgesetzt angeordnet und in Teilbereichen durch schweißmaterialzusatzfreie Schweißanhef-

mit der Wand (3) derart wärmeleitend verbunden tung unter Ausbildung einer von vorn nach hinten

sind, daß die Wärmeleitquerschnitte der gebildeten 15 abnehmenden Wärmeleitbrücke (5) verbunden sind.

Wärmeleitbrücken (5) zur Abzugsseite des Kessels 13. Ausbildung nach Anspruch 12, dadurch ge-

hin abnehmea kennzeichnet, daß die Wärmeleitbrücke (5) mit Heft-

2. Ausbildung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Unterbrechungen versehen ist
zeichnet, daß die freien Schenkel (6) jedes Rippenprofils (1) derart aufeinander zu gerichtet angewin- 20

kelt sind, daß die Querschnitte (7) der dadurch gebildeten Heizgaszüge (8) sowohl zwischen den Schenkeln (9) eines Profiles als auch zwischen den Sehen- Die Erfindung betrifft die Heizgaszugausbildung an kein (9) zweier benachbarter Profile etwa dreieckig Heizungskesseln gemäß dem Oberbegriff des Hauptansind. 25 Spruches.

3. Ausbildung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Derartige Heizgaszugausbildungen an Heizungskeszeichnet, daß die Einzellängskanäle durch die Sehen- sein sind nach der DE-PS 29 48 864 bekannt Der weitekel (9) jeweils zweier benachbart angeordneter re Stand der Technik wird durch die DE-OS 15 01 676 Rechtwinkel (10), U- oder T-Profile (11) begrenzt und DE-OS 20 25 472 repräsentiert Beim Gegenstand sind. 30 der DE-OS 15 01 676 handelt es sich um ein Innenrip-

4. Ausbildung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- penrohr aus mehreren, mit jeweils mehreren Längsripzeichnet, daß die Basisstege (2) zweier U-förmiger pen besetzten und miteinander verschweißten Mantel-Rippenprofile (1) etwa um die Breite eines Basisste- streifen, die im Strangpreßverfahren hergestellt werden ges (2) distanziert voneinander angeordnet und zwi- und die, in Längsrichtung zusammengeschweißt, in gesehen jedem Basissteg (2) ein rippenfreier Zwischen- 35 bogener Form selbst das Innenrohr bilden, wobei die steg (12) angeordnet und dieser ebenfalls in Teilbe- Längsrippen die Heizgaszüge begrenzen. Gleiche Verreichen mit abgestuft wirksamen Wärmeleitbrücken hältnisse liegen beim Gegenstand der DE-OS 20 25 472 (5) mit dem Rohr verbunden ist vor mit dem Unterschied, daß hierbei ein Blechzuschnitt

5. Ausbildung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch zu rippenartigen Gebilden gefaltet und dieser, rund gegekennzeichnet, daß im Übergangsbereich (13) der 40 bogen, endlos gemacht ist Gemäß der vorerwähnten Rippen zum Basissteg (2) eine Profilkröpfung (14) DE-PS 29 48 864 ausgestattete Heizungskessel haben vorgesehen und in dieser der Anschlußrand (15) des sich gut bewährt und auf dem Markt eingeführt. Solche benachbart angeordneten Basissteges (2) bzw. Zwi- Heizungskessel werden heute mit sogenannt gleitender schensteges (12) angeordnet ist Temperatur gefahren, werden deshalb als Niedertempe-

6. Ausbildung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, 45 raturkessel bezeichnet und sind in modernster Ausfühdadurch gekennzeichnet, daß mittig in den Basisste- rung ganz abschaltbar und mit einer Korrosionsschutzgen (2) der Profile (1) Längsschweißschlitze (16) zur einlage versehen, die aus einem Gußkörper besteht, Ausbildung der abgestuft wirksamen Wärmeleit- welcher in den rohrförmigen Einsatz aus Stahlblech einbrücken (5) zur Abzugsseite des Kessels hin längen- gepreßt bzw. eingeschrumpft ist Wie sich gezeigt hat und/oder breitenmäßig abnehmend und im Abstand 50 haben derartige Heizungskessel nach oben eine deutlizueinander größer werdend ausgebildet sind. ehe Leistungsgrenze, d. h., der Rohrzug bzw. insbeson-

7. Ausbildung nach einem der Ansprüche 1 —6, da- dere der eingepaßte Gußeinsatz lassen sich wirtschaftdurch gekennzeichnet, daß die freien Längsränder Hch nur bis zu einem maximalen Durchmesser herstellen

(17) sich an Zugwandungen gegenüber angeordne- und, wenn dieser überschritten wird, ergibt sich ein Mißten Rippenprofile (1) jeweils in den Zwischenraum 55 verhältnis zwischen den Zugheizflächen (Nachschalt-

(18) der Rippenprofile (1) der anderen Seite einra- heizflächen) und dem Brennkammervolumen.

gend angeordnet sind. Diese Grenzen liegen in der Größenordnung zwi-

8. Ausbildung nach Anspruch 7, dadurch gekenn- sehen etwa 40—60 cm des Durchmessers und bezüglich zeichnet, daß die freien Längsränder (17) der in die der Leistung bei etwa 29—41 KW. Will man also einer-Zwischcnrä'umc (IS) der jeweils gegenüberstehen- 50 seits das Bauprinzip von Heizungskessel" der eingangs den Rippenprofile (1) eingreifenden Schenkel (9) in genannten Art beibehalten, andererseits aber konstrukunmittelbarer Nähe über den Schweißstellen (5) der tionsbedingte Leistungsgrenzen und damit Größenab-Basisstege (2) verlaufend angeordnet sind. messungen überschreiten, so verlangt dies das Beschrei-

9. Ausbildung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ten anderer Wege, insbesondere was die Ausbildung der dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen der Rip- 65 Heizgaszüge betrifft.

penprofile (1,10,11) mit fahnenartigen Ausbiegun- Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrun-

gen (19) versehen sind. de, dieses Problem zu lösen, d. h., es soll eine Heizgas-

10. Ausbildung nach Anspruch 1 und/oder 2, da- zugausbildung der eingangs genannten Art dahinge-