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Zentralheizungskessel mit Gasfeuerung, insbesondere Etagenheizkessel
Die Erfindung bezieht sich auf einen Zentralheizungskessel mit Gasfeuerung, insbesondere Etagenheizkessel, der einen geschlossenen Verbrennungsraum besitzt und durch unmittelbar benachbarte Aus- mündung eines Zufuhrkanal für die Verbrennungsluft und eines Abfuhrkanals für die Abgase für Aussen- wandbetrieb eingerichtet ist. Solche Kessel haben Leistungen bis zu etwa 30000 kcal/h.
Bei einem bekannten Zentralheizungskessel dieser Art liegt ein einziger Kanal verhältnismässig grossen Querschnittes vor, durch den die Heizgase vom Verbrennungsraum ausgehend zum Abfuhrkanal strömen. Das Vorsehen eines solchen Kanals ist dabei auch für andere vorbekannte Heizgeräte, die für Aussenwandbetrieb eingerichtet sind, wie Durchlauferhitzer und Konvektoröfen, charakteristisch.
Erfindungsgemäss ist nun, abkehrend von der vorbekannten Bauform der Heizgeräte für Aussenwandanschluss, vorgesehen, dass eine Mehrzahl von Heizrohren vorgesehen ist, die vom Verbrennungsraum ausgehend durch den Wasserraum des Kessels hindurchführen und in eine Sammelkammer oberhalb des Wasserraumes münden, wobei der freie Strömungsquerschnitt der Rohre zusammengenommen kleiner ist, als die Hälfte des Strömungsquerschnittes des Verbrennungsraumes, von dem die Rohre ausgehen, dass oberhalb der Heizrohrenden eine als Prallwand wirksame Sammelkammerwand vorgesehen ist, an der die Heizgase eine Umlenkung von etwa 900 erfahren, dass der Zufuhrkanal für die Verbrennungsluft entlang des Wassermantels zur Luftvorwärmung geführt ist und dass gegebenenfalls in den Heizrohren Stauketten angeordnet sind.
Durch die erfindungsgemässen Massnahmen wird ein sehr guter Wärmewirkungsgrad und gleichzeitig ein stabiler und eine leichte Fertigung ermöglichender Aufbau erzielt.
Es sei erwähnt, dass es bei Zentralheizungskesseln für Kaminanschluss bekannt ist, die im Verbrennungsraum entstehenden Heizgase durch mehrere, durch den Wasserraum des Kessels hindurchführende Heizrohre zu leiten, die in eine Sammelkammer oberhalb des Wasserraumes münden ; auch ist es bei solchen Kesseln bekannt, die aus den Heizrohren nach oben austretenden Heizgase an einer Prallwand umzulenken sowie in den Heizrohren Stauketten anzuordnen. Desgleichen ist es bekannt, eine Vorwärmung der Verbrennungsluft vorzusehen. Bei diesen Kesseln liegen aber gegenüber den eingangs erwähnten Kesseln, auf welche letztere sich die Erfindung bezieht, völlig verschiedene Zug-und Abgasverhältnisse vor.
Bei hinreichendem, von einem Kamin herrührendem Zug ist der Wert des Strömungswiderstandes, der durch die Ausbildung der Heizgaswege im Kesselinneren hervorgerufen ist, für den Verbrennungvorgang und die Abfuhr der Heizgase von viel geringerer Bedeutung als bei Heizgeräten für Aussenwand - anschluss, bei denen kein Kaminzug zur Verfügung steht.
Dementsprechend wirkt auch eine Vergrösserung des Strömungswiderstandes, wie sie bereits durch ein im Zuge eines Aufteilen der Heizgase auf eine Mehrzahl von Kanälen, durch die Richtungsänderung und durch Prallvorgänge an zwischen diesen einzelnen Kanälen gelegene Wandteile, durch den grösseren Strömungswiderstand engerer Kanäle und durch Stau- und Prallerscheinungen beim Zusammenführen der einzelnen Kanäle zum Abgasanschluss
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des Kessels hin entsteht, bei Kesseln mit Kaminanschluss kaum auf den Verbrennungsvorgangund die Heizgasabfuhr ein, da auch der vergrösserte Strömungswiderstand vom Fremdzug (Kaminzug) leicht überwunden wird.
Bei Heizgeräten mit benachbarter Ausmündung von Zuluft- und Abgaskanal, also bei Heizgeräten für Aussenwandanschluss, fehlt ein solcher Fremdzug und es war ein Vorurteil, dass demzufolge mittels eines einzigen Strömungskanals für die Heizgase für einen möglichst geringen Strömungswiderstand gesorgt werden musste. Es wurde nun festgestellt, dass entgegen diesem Vorurteil eine Verbesserung des
Wirkungsgrades erreichbar ist, wenn die Heizgase auf eine Mehrzahl von Heizrohren aufgeteilt werden, die vom Verbrennungsraum ausgehend durch den Wasserraum des Kessels hindurchführen und danach in einer Sammelkammer oberhalb des Wasserraumes vereinigt werden, dort an eine Prallwand stossen und eine Umlenkung erfahren und weiter eine Vorwärmung der zuströmenden Verbrennungsluft angewendet wird sowie gegebenenfalls Stauketten in dem Heizrohren angeordnet werden.
Jede der erwähnten Massnahmen führt dabei eine Erhöhung des Strömungswiderstandes herbei. Dies kann dadurch erklärt werden, dass offenbar deshalb, weil durch diese Massnahmen ein wesentlicher Anteil des Strömungswiderstandes in jenem Bereich des Heizgerätes auftritt, an dem die Wärmeabgabe erfolgt, und demgegenüber Strömungswiderstände im Bereich der Ausmündungen, welch letztere ein ungünstiges Vermischen von Zuluft und Abgasen bewirken können, von geringerer Bedeutung sind als bei Heizgeräten mit geringem Strömungswiderstand im Inneren des Gerätes, bei denen naturgemäss dann den Widerständen im Ausmündungsbereich grössere Bedeutung zukommt.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird nachstehend an Hand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen Fig. 1 schematisch einen Längsschnitt durch den Kessel nach Linie A-A in Fig. 2, Fig. 2 einen Querschnitt nach Linie B-B in Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt durch den Mauerkasten nach Linie D-D in Fig. 4 und Fig. 4 einen Längsschnitt nach Linie C-C in Fig. 3.
Bei dem Gegenstand der Erfindung umgibt die durch den Auftrieb der warmen Abgase angesaugte Frischluft den Abfuhrkanal --7--, --10-- für die Abgase an drei Flächen, gelangt daher leicht vorgewärmt durch den Zuführkanal-l-für die Verbrennungsluft in den Brennerraum --3--. Die nun vom Brenner --2-- verbrauchte Luft tritt als Abgas durch die Heizrohre --5-- in die Sammelkammer --6--.
Von der Sammelkammer ziehen die Abgase durch den Abfuhrstutzen --7 ; --, --10-- und Mauerkasten ins Freie ab.
Da bei Etagenheizkesseln mit Kaminanschluss die Abgastemperatur nicht unter 1800 C sinken kann und bei dieser vorliegenden kaminlosen Ausführung die Abgas-Austrittstemperatur wesentlich geringer (nur 600 C) sein kann, ist eine beträchtliche Wärmeausnutzung zwecks Erhaltung des guten Wirkunggrades von entscheidender Wichtigkeit. Dieser Möglichkeit der Wirkungsgradsteigerung Rechnung tragend, sind bei der Erfindung in die im Kessel vertikal eingeschweissten Heizrohre-5-Stauketten eingelegt, die in der Länge, je nach Abgastemperatur erforderlich, änderbar sind. Diese eingelegten Stauketten bewirken gleichmässigeren und intensiveren Wärmeaustausch zwischen den Abgasen und Heizwasser.
Im Falle einer Kesselreinigung können die Ketten entfernt und wieder eingelegt werden.
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222 mm Innendurchmesser und 150 mm Höhe, zwölf Heizrohre --5-- mit einem Innendurchmesser von 47 mm und einer Länge von 330 mm vorgesehen, die oben in eine Sammelkammer -6- mit 100 mm Höhe münden. Der Brennerraum --3-- des Kessels hatte eine Höhe von 100 mm. In die Heizrohre --5-wurden zusätzlich Stauketten eingehängt. Der Abgasstutzen im Mauerkasten von 250 x 250 mm hatte einen Querschnitt von 100 X 200 mm. Die Nennleistung des Kessels war 12 000 Kalorien pro Stunde.