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Kessel
Die Erfindung betrifft einen Kessel, bei welchem zwei in voneinander getrennten, äusseren Systemen strömende Flüssigkeiten, z. B. Brauchwasser und Wasser für eine Zentralheizung, über von der Flamme oder von den Verbrennungsgasen bestrichen Flächen erwärmt werden und bei welchem innerhalb des Kessels liegende, den Warmeaustausch zwischen den beiden Flüssigkeiten ermöglichende Wärmeaustauschflächen vorgesehen sind.
Heizkessel zur gleichzeitigen Erhitzung des Warmeträgers für Zentralheizungen und von Brauchwasser sind durchaus bekannt, jedoch wird in den bekannten Konstruktionen lediglich der Wärmeträger für das Zentralheizungssystem durch die in unmittelbarer Berührung mit den Heizgasen stehenden Heizfläcnen erwärmt, während das Brauchwasser seinerseits die Warme erst von jenem Wärmeträger erhält, u. zw. durch Vermittlung von Wärmeübertragungsflächen zwischen diesen beiden Flüssigkeiten.
Die Übertragung der Warme vom Wasser oder einem andern Wärmeträger der Zentralheizung auf das Brauchwasser ist von einem Temperaturabfall begleitet, u. zw. in Abhängigkeit von der Wirksamkeit der Wärmeübertragung, so dass das Brauchwasser - in Abhängigkeit vom Verbrauch - immer eine geringere Temperatur aufweist als der Warmetrager der Zentralheizung. Dies ist aber häufig unerwunscht und das Brauchwasser muss zusätzlich durch weitere elektrisch oder mit Gas betriebene Boiler erwärmt werden. Weiters sind sehr gro- sse Oberflächen in den Wärmeaustauschern erforderlich, um den Temperaturabfall zwischen dem Wärmeträger der Zentralheizung und dem Brauchwasser möglichst niedrig zu halten. Wenn Heisswasser nur während weniger Stunden am.
Tage gebraucht wird, so werden in vielen Wohnungen grosse Speicher angebracht, welche während der Nachtstunden betrieben werden und verhältnismässig geringe Heizflächen aufweisen.
Zusätzlich zu den Isolierungsverlusten dieser Speicher treten auch erhebliche Verluste infolge der grossen äusseren Oberfläche auf. Die Speicher müssen so ausgelegt werden, dass sie den grössten, erforderlichen Tagesverbrauch zu liefern vermögen mit dem Ergebnis, dass im Speicher sehr oftheisses Was- ser gespeichert wird, für welches kein Bedarf an jenem Tage vorliegt, an welchem der Speicher gefüllt und beheizt worden ist, wodurch der Geschmack dieses durch eine Vielzahl von Stunden stehenden Wassers sehr zu wünschen übrig lässt.
Bei andern bekannten Konstruktionen ist die Heizfläche in der Form von kleinen Heizschlangen aus Rohren von geringem Durchmesser ausgebildet. Wenn das Verwendung findende Wasser hart ist, so bilden sich schon nach kurzer Zeit auf der Innenseite dieser Rohre Niederschläge, welche Wärme Verluste hervorrufen. Durch diese Niederschlage ergeben sich häufig auch Verstopfungen der Rohre mit allen gefährlichen Folgen. Seit dem Aufkommen der Ölfeuerungen leiden die bekannten Heizeinrichtungen auch an den Folgen der Korrosion, welche sich durch die Kondensationsniederschläge der Abgase ergibt. Diese Niederschläge treten insbesondere an Heizflächen auf, welche durch das kalte, rücklaufende Wasser gekühlt werden ; Kessel aus Gusseisen oder aus Stahl können durch diese Korrosionserscheinungen innerhalb weniger Jahre zerstört werden.
Hauptzweck der Erfindung ist es, eine Konstruktion vorzusehen, um in einem einzigen Kessel das Brauchwasser und das Wasser oder einen andern Warmeträger für die Zentralheizung zu erwärmen, wobei aber die Nachteile der bisher bekannten Systeme vermieden werden.
Gemäss der Erfindung ist bei einem Kessel der eingangs angegebenen Art in an sich bekannter Weise ein doppelwandiges Flammrohr vorgesehen, welches sich innerhalb eines topfartig ausgebildeten Rauchzuges befindet ; die Kesselwandung ist doppelwandig ausgebildet, wobei eine von dem durch den Doppelmantel der Kesselwandung gebildeten Raum zum Hohlraum des Flammrohres führende Verbindung vorge-
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sehen ist, und an der Innenseite der Kesselwandung ist ein nur über einen Teil der Länge desselben rei- chender Wärmetauschermantel angeordnet, wobei der von der Innenwand des Kessels und dem Wärme- tauschermantel umschlossene Raum durch eine Öffnung mit dem Kesselinnenraum in Verbindung steht, wobei die doppelwandige Kesselwandung, die Verbindung und das hohle Flammrohr vom Heizungswasser,
der vom Wärmeaustauschermantel und der Innenseite der Kesselwandung umschlossenen Raum und der
Kesselinnenraum vom Brauchwasser durchflossen werden.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung genauer erläutert, welche ein Ausführungs- beispiel im Längsschnitt zeigt.
Hiebei bezeichnet 1 denBrennerflansch, 2 den durch Scharniere gehaltenen Endabschluss und 3 einen
Zulaufstutzen, an welchem Einrichtungen mit einem Rücklaufinjektor zum Vermischen kalten Wassers mit bereits erwärmtem abfliessendem Wasser vorgesehen sein können. 4 bedeutet einen Rauchzug und 5 einen Wärmetauschermantel.
Dieser Wärmetauschermantel kann aus sehr dünnem, galvanisiertem Stahl bestehen und zur leichten
Demontage eingerichtet sein.
Die zweiHauptaufgaben dieses Wärmetauschermantels sind einerseits das Vorwärmen des kalten Was- sers, bevor dieses unmittelbar durch die Verbrennungsgase erhitzt wird, und anderseits der Schutz des
Kessels vor Korrosion durch das zugeführte Frischwasser.
In fast jedem Lande gibt es Gebiete, in welchen das Wasser korrodierende Bestandteile enthält : Was- sertanks können durch diese Beimengungen in kurzer Zeit zerstört werden. Dies kann durch entsprechen- de Behandlung des Wassers mittels chemischer Zusätze verhindert werden, jedoch erhöht sich hiedurch der
Aufwand. Bei der Konstruktion des gezeigten Heizkessels ist der Mantel 5 derjenige Teil, welcher am stärksten der Korrosion ausgesetzt ist. Dieser Teil ist jedoch leicht auswechselbar und keineswegs kost- spielig. Selbst wenn dieser Mantel 5 zur Gänze zerstört ist, besteht keinerlei Gefahr für die übrigen Teile des Heizkessels, welcher voll weiterverwendbar bleibt.
Im Falle der Mantel 5 zerstört ist, verlässt das
Wasser, welches durch den Stutzen 13 eintritt, den Kessel durch den Stutzen 12, ohne erwärmt worden zu sein, wodurch sofort bemerkbar wird, dass der Mantel 5 durchgerostet ist, welchem Umstand durch Ersatz des Mantels leicht und mit geringen Kosten Rechnung getragen werden kann.
Vom Mantel 5 gelangt das Wasser in den Raum 14, u. zw. durch die mit einem Thermostaten 15' versehene Öffnung 15 ; es ist hiebei meist schon heiss genug, um keinen Anlass für die Bildung von Kon- densat-Niederschlägen auf dem Rauchzug 4 mehr zu geben.
Wärmeaustauschflächen bestehen auch zwischen der Zufuhr für das Zentralheizungs-Wasser, dem Brauchwasser-Raum 14. und dem Mantel 5 ; diese Warmeaustauschflächen sind durch die Innenseite 6 der doppelwandig ausgebildeten Kesselwandung gebildet. Wann kein Brauchwasser benötigt wird, geht die Wärme, die von der Brennerflamme und von den Verbrennungsgasen an das Brauchwasser im Raum 14 abgegeben worden ist, in den rückwärtigen Teil des Kessels, den Mantel 5 und in'den vorderen Teil des Mantels oder der Wandung 6 über und gelangt dort in das Wasser der Zentralheizung. Wenn kein Bedarf an Wasser für die Zentralheizung vorliegt, jedoch Brauchwasser verwendet wird, so wird die Wärme, die von den Verbrennungsgasen in das konische Flammrohr 9, welches Zentralheizungs-Wasser enthält, übergegangen ist, durch die Wandung 6 in das Brauchwasser übergehen.
Der Kessel kann mit einem Isoliermantel 7 umgeben sein.
Das Wasser für die Zentralheizung gelangt von dem von der doppelten Kesselwandung umschlossenen Raum über ein Rohr 8, welches mit dem Fuss des Kessels zusammengebaut sein kann, zum Flammrohr 9.
Das Flammrohr 9 und der ebenfalls konisch ausgebildete Rauchzug 4 ergeben eine bessere Wärmeausnützung und eine bessere, vollständigere Verbrennung im Kessel. Am engeren Ende der Austrittsseite des Flammrohres 9 können schräge Flügel 10 vorgesehen sein, welche verursachen, dass die Verbrennungsgase in Drehung versetzt und auf diese Weise durcheinandergemischt werden und eine bessere Verbrennung ergeben, dass die Stabilität der Flamme erhöht wird, der Wärmeübergang verbessert und Kondensationserscheinungen vermieden werden.
Die Nachteile der bekannten Heizkessel, wie sie zuvor dargelegt worden sind, konnten beim beschriebenen und dargestellten Kessel vermieden werden. Bei diesem Kessel kann das Brauchwasser, da es unmittelbar durch die in Berührung mit den Verbrennungsgasen stehende Heizfläche erwärmt wird, auf die gleiche Temperatur gebracht werden wie das Wasser für die Zentralheizung oder, wenn dies erwünscht sein sollte, sogar auf eine noch etwas höhere Temperatur. Weiters weisen die Heizflächen bessere Eigenschaften hinsichtlich des Wärmeüberganges auf, welche praktisch unabhängig sind von den Wassertemperaturen.
Der Heizkessel nach der Erfindung vermag die gewünschten Warmwassermengen mit einem geringeren Speichervolumen und mit einer geringeren Heizfläche zu erzeugen als bisherige Konstruktionen.
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Infolge des Unterschiedes zwischen den Koeffizienten für den Wärmeübergang von Verbrennungsgasen auf Eisen und von Eisen auf Wasser vermindert Kalkansatz die Brauchwasserleistung in geringerem Ausmasse, als dies bei den üblichen Kesseln der Fall ist, welche Wärmeaustauschflächen zwischen dem Wärmeträger für die Zentralheizung und dem Brauchwasser als einzige Warmequelle für das Brauchwasser aufweisen.
Wenn weiters die zu erwärmenden Flüssigkeiten vor ihrer eigentlichen Erhitzung durch die jeweils andere Flüssigkeit vorgewärmt werden, kühlen die mit der Flamme und den Verbrennungsgasen in Berührung stehenden Heizflächen die Verbrennungsgase nicht mehr unter deren Taupunkt ab, so dass erfindungsgemässe Kessel frei von Kondensationserscheinungen sind trotz der niedrigen Temperaturen der Verbrennungsgase und hiedurch Korrosion vermieden wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Kessel, bei welchem zwei in voneinander getrennten, äusseren Systemen strömende Flüssigkeiten, z. B. Brauchwasser und Wasser für eine Zentralheizung, über von der Flamme oder von den Verbrennunggasen bestrichene Flächen erwärmt werden und bei welchem innerhalb des Kessels liegende, den Wärmeaustausch zwischen den beiden Flüssigkeiten ermöglichende Warmeaustauschflächen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass in an sich bekannter Weise ein doppelwandiges Flammrohr (9), welches sich innerhalb eines topfartig ausgebildeten Rauchzuges (4) befindet, vorgesehen ist, dass die Kesselwandung doppelwandig ausgebildet ist, wobei eine von dem durch den Doppelmantel der Kesselwandung gebildeten Raum zum Hohlraum des Flammrohres (9) führende Verbindung (8) vorgesehen ist, dass an der Innenseite (6)
der Kesselwandung ein nur über einen Teil der Länge desselben reichender Wärmetauschermantel (5) angeordnet ist und dass der von der Innenwandung des Kessels und dem Wärmetauschermantel (5) umschlossene Raum durch eine Öffnung (15) mit dem Kesselinnenraum (14) in Verbindung steht, wobei die doppelwandige Kesselwandung, die Verbindung (8) und das hohle Flammrohr (9) vom Heizungswasser, der vom Wärmetauschermantel (5) und der Innenseite (6) der Kesselwandung umschlossene Raum und der Kesselinnenraum (14) vom Brauchwasser durchflossen werden.
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