CH489761A - Heizkessel für Warm- oder Heisswassererzeugung - Google Patents

Description

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    Heizkessel   für Warm- oder    Heisswassererzeugung   Die gebräuchlichsten Ausführungsformen von Dampf- und Heizkesseln sind    Flammrohr-Rauchrohr-      Kessel   bzw. eine Brennkammer aufweisende Rauchrohr-Kessel, bei denen die    Feuerungsgase   nach Verlassen der Brennkammer in einem oder mehreren parallel zur Längsachse des Kessels gerichteten Zügen durch ein System von Rauchrohren geführt werden, mit dem Zweck,    dass   sie ihre Wärme an das sich um die Rauchrohre befindliche Wasser abgeben und schliesslich abgekühlt, mit einer entsprechend wirtschaftlich erstrebenswerten Abgastemperatur. in den Rauchfuchs bzw. den Schornstein des Kessels gelangen. 



  Diesen Kesseln haftet jedoch ein grosser Mangel an; jene Rohrplatte, in der die Rauchrohre eingewalzt oder    eingeschweisst   sind und welche als erste von den aus der Brennkammer strömenden Heizgasen bestrichen bzw. durchströmt wird. ist infolge des Umstandes. dass die Heizgase an dieser Stelle die höchste Anfangstemperatur auf dem folgenden Abkühlungsprozess auf dem    Serömun2swege   durch die Rauchrohre besitzen, thermisch am höchsten    beaufschlagt.   was häufig zur    überhitzune   und    Cberbeanspruchung   des Materiales dieser Rohrplatte und der darin einmündenden Rohrenden führt. Es entstehen, insbesondere bei Dreizugkesseln, die bekannten und gefürchteten    Stegrisse,   deren Behebung umfangreiche und kostspielige Reparaturen erfordert. 



  Bei Dampfkesseln ist die    vorgeschilderte   Gefahr einer Überhitzung geringer als bei Heizkesseln für Warm- oder    Heisswassererzeugung,   da der wasserseitige    Wärmeübergang,   wegen der durch die aufsteigenden Dampfblasen entstehenden heftigen Turbulenz,    ausserordentlich   hoch ist und daher der hohen    feuer-      seith_en      Beaufschlagunu   eine entsprechend hohe Wärmeabfuhr wasserseitig gegenübersteht. 



  Anders ist dies bei    Grosswasserraum-Heizkesseln   für Warm- oder    Heisswasser:   obwohl das im Kessel erwiirntte    Heizwasser   meist mittels einer Pumpe von der    Kessel-Vorlaufleitung   über die Wärmeverbraucher    ab-      "ekiililt   dem    Ke;

  sel      wieder      durch   die    Riicklaufleitun@a   zugeführt wird, ist die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers im Kessel bzw. an den Heizflächen des Kessels, insbesondere bei Kesseln grösserer Dimensionen, so niedrig, dass praktisch der geringe Wärmeübergang wie von ruhendem Wasser an Heizflächen vorliegt und, mangels genügender    wasserseitiger   Kühlung, die Rohrplatte des der Verbrennungskammer folgenden ersten Rauchzuges überhitzt wird. 



  Ausserdem besteht die Möglichkeit, dass bei Kesseln, die unter niederem statischen Wasserdruck arbeiten und deren Vorlauftemperaturen nahe dem Siedepunkt des Wassers liegen, das Wasser an dieser Stelle infolge seiner    geringen      Bewegung.   zur Verdampfung kommt. Die Folge    da%on   ist. dass sich besonders an dieser Stelle. bei nicht einwandfrei aufbereitetem Kesselwasser. Kesselstein und Schlamm absetzen. wodurch sich der    wasserseitige   Wärmeübergang noch weiter wesentlich verschlechtert und die Überhitzung der Rohrplatte mit den Rohrenden ein Ausmass erreicht, bei dem die Festigkeit des    Nilatriales   so stark    abgemin-      dert   wird, dass es zu den vorerwähnten Schäden kommt.

   Dazu kommt noch. dass bei Heizkesseln, die mit öl- oder Gasfeuerung betrieben werden, zur Regelung der Wärmeleistung die Brenner meist    intermittie-      rend   arbeiten.    wodurch   einer    Cberhitzung   der Rohrwand während des Betriebes eine Abkühlung bei abgestelltem Brenner folgt, was zu einer    unerwünschten   Wechselbeanspruchung, insbesondere der erwähnten Rohrplatte und der    dazugehörigen   Rohrenden, führt und den    Zerstörungsprozess      b:schleunigt.   



  Die Erfindung bezweckt nun, bei einem Heizkessel zur Warm- oder    Heisswassererzeugung   mit einem Flammrohr oder einer Brennkammer und Rauchrohren, die in Rohrplatten    befestigt   sind, insbesondere für öl- oder Gasfeuerung, wobei der Rücklauf des durch eine Pumpe in Bewegung gehaltenen Wasserstromes von oben in den    Wasserraum   des Kessels einmündet, jene gefährdete    Rohrplatte,   welche von den aus der    Brennkantmer      strömenden   Heizgasen als erste bestrichen bzw.    durchströmt      wird,      vor   Überhitzung und was- 

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    serseitiger   Ablagerung schützen zu können.

   Dies erfolgt erfindungsgemäss dadurch, dass der Rücklauf in eine Kammer mündet, die mit dem Wasserraum in Verbindung steht und die im Bereich jener Rohrwand angeordnet ist, an der die Heizgase in der Rauchrohre strömen. 



  Die Kammer kann durch eine    Schottwand      abgeteilt   sein, durch die die Rauchrohre unter Freilassung von Spiel für den    Wasserdurchtritt      hindurchgeführt   sind. Bei Kesseln mit einem zylindrisch ausgebildeten    Flamm-      rohr   bzw.

      mit   einer zylindrisch ausgebildeten    Brenn-      kammer   kann die    Schottwand   um diese bis in den unteren Teil des Wasserraumes herumgeführt werden und kann dort eine    Durchtrittsöffnung   für das    Wasser   frei    lassen.   Es genügt, die Kammer in dem    Querschnittsbe-      reich   des Wasserraumes anzuordnen, der Rauchrohre aufnimmt, wobei die Kammer unten eine    Durchtritts-      öffnung   für Wasser aufweisen kann. 



  Der zwangsläufig durch die Pumpe in Bewegung gehaltene Wasserstrom des    Rücklaufwassers   aus dem Heizsystem wird bei dem erfindungsgemässen Kessel so an die Rohrplatte herangeführt, dass der feuerseitig höchstbelasteten Heizfläche wasserseitig, durch eine hohe Strömungsgeschwindigkeit, in Verbindung mit der niedersten im Kessel vorkommenden Wassertemperatur, ein höchstes    Mass   von Abkühlung gegenübersteht. Ausserdem wird an dieser Stelle eine Ablagerung von Kesselstein und Schlamm dadurch vermieden, dass durch die Bewegungsenergie des Wasserstromes Schlammablagerungen laufend weggespült werden, die Kristallisation von Kesselstein verhindert werden können und ein grösstmögliches Temperaturgefälle zum Siedepunkt des Kesselwassers erzielt werden kann, so dass die Entstehung von Dampfblasen unmöglich ist. 



  Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der Zeichnung erläutert, die zwei beispielsweise Ausführungsformen von Heizkesseln mit Rauchrohren schematisch und beispielsweise darstellt. Es zeigt:    Fig.   1 eine Einzelheit der einen Ausführungsform im Längsschnitt und    Fig.@2   eine Einzelheit der zweiten Ausführungsform im Längsschnitt. 



  Der    Zweizug-Kessel   gemäss    Fig.l   ist mit einer    zylindrischen   Brennkammer 3 versehen. Eine    vorteil-      hafterweise   in Scharnieren gelagerte Heizungstüre 13 trägt den öl- oder Gasbrenner 2, welcher das Brennstoff-Luft-Gemisch im wesentlichen achsparallel in die zylindrische Brennkammer 3 einbläst.

   Die Feuergase sind    gezwungen.   am hinteren Boden der Brennkammer umzukehren und entlang der    Brennkammerwand,   entgegen der    Einblasrichtung   nach vorne zu strömen, wo sie in einer vorderen Umkehrkammer 15 um 180  umeelenkt werden und durch die Rauchrohre 6, welche konzentrisch um die zylindrische Brennkammer 3 angeordnet sind, nach hinten in der Längsrichtung den Kessel durchströmen, in eine Rauchkammer gelangen und durch eine nicht dargestellte    Rauchabzugsöffnung   in den Kamin geleitet werden. Ausserhalb der    Brenn-      kammer   3 und um die Rauchrohre 6 befindet sich das    Kesselwasser.   an welches die Rauchgase die Wärme abgeben.

   Die Rohrplatte 5 erfährt die höchste    W'ärme-      beaufschlaeun2,   da die. Heizgase, die Brennkammer 3 verlassend. im heissesten Zustand diese Wand 5 bestreichen bzw. durchströmen. Das erhitzte Kesselwasser    verliissc   im Vorlauf den Kessel.

   wird durch eine Pumpe durch dir 11    ärmcverbrau      eher   geleitet und ge- langt durch die    Rücklaufleitung   11 abgekühlt wieder in den    Kessel.   Gemäss der Erfindung wird der Wasserstrohs    im   Bereich der thermisch    höchstbeaufschlagten   Rohrwand 5 in eine    Wasserkammer   20 geleitet, so dass die hoch    beaufschlagte   Heizfläche oder Rohrwand 5 mit hoher Wassergeschwindigkeit und relativ niedriger Wassertemperatur gekühlt    wird.   Die Kammer 20 ist durch eine    Schottwand   19 abgeteilt,

   die um die    Brenn-      kammer   3 herumgeführt ist und unten eine    Durchtritts-      öffnung   21 für das in den Wasserraum    zurückgeführte   Wasser    freilässt.   Das Wasser strömt auch entlang der    mit   Spiel durch die    Schottwand   19 hindurchgeführten Rauchrohre 6 aus der Wasserkammer 20 in den Wasserraum des Kessels. 



  In    Fig.2   ist ein Kessel veranschaulicht, bei dem die Heizgase aus der Brennkammer 3 in eine Umkehrkammer 4 strömen, in welcher sie im Sinne der strichhert gezeichneten Pfeile umgelenkt werden, die Rohrplatte 5 bestreichen und die in diese mündenden Rauchrohre 6 in Richtung nach vorne durchströmen. Auch bei dieser Ausführungsform ist durch eine    Schottwand   19 eine Wasserkammer 20 abgeteilt, in die der Rücklauf 11 mündet, um die Rohrwand 5 zu kühlen. Die Rauchrohre 6 sind durch die Schonwand 19 mit Spiel hindurchgeführt. Die Kammer 20 erstreckt sich über den    Querschnittsbereich   des Wasserraumes, in welchem die Rauchrohre 6 angeordnet und nach unten hin offen sind. 



  Statt der Brennkammer kann in beiden    vorbe-      schriebenen   Ausführungsbeispielen auch ein    Flamm-      rohr   vorgesehen werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Heizkessel zur Warm- oder Heisswassererzeugung mit einem Flammrohr oder einer Brennkammer und Rauchrohren, die in Rohrplatten befestit sind, insbesondere für Öl- oder Gasfeuerung, wobei- der Rücklauf des durch eine Pumpe in Bewegung gehaltenen Wasserstromes von oben in den Wasserraum des Kessels einmündet, dadurch gekennzeichnet. dass der Rücklauf (11) in eine Kammer (20) mündet. die mit dem Wasserraum in Verbindung steht und die im Bereich jener Rohrwand (5) angeordnet ist, an der die Heizgase in die Rauchrohre (6) strömen. UNTERANSPRÜCHE 1. Kessel nach Patentanspruch. dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (20) durch eine Schottwand (19) abgeteilt ist, durch die die Rauchrohre (6) unter Freilassung von Spiel für den Wasserdurchtritt hindurchgeführt sind. 2.

   Kessel nach Patentanspruch und dem Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet. dass die Schottwand (19) um ein zylindrisch ausgebildetes Flammrohr bzw. eine zylindrisch attsgebildete Brennkammer bis in den unteren Teil des Wasserraumes herumgeführt ist. 3. Kessel nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet. dass zwischen der Schottwand und dem Flammrohr bzw. der Brennkammer eine Durchtrittsöffnung (2) für Wasser freigelassen ist. 4. Kessel nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet. dass die Kammer (20) in dem Ouerschnitts- bereich des Wasserraumes angeordnet ist. der Rauchrohre (6) aufnimmt. <Desc/Clms Page number 3> 5.

   Kessel nach Patentanspruch und dem Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (20) unten eine Durchtrittsöffnung für Wasser aufweist.