<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung bezieht sich auf einen Heizkessel, insbesondere für Zentralheizungen, für verschiedene feste Brennstoffe, mit einem unten durch einen Rost abgeschlossenen Füllschacht, der durch einen Fülldeckel und bzw. oder eine Fülltüre mit dem Brennstoff beschickbar ist und durch eine Wand von einer nachgeschalteten Brennkammer getrennt ist, die über eine oberhalb des Rostes befindliche Durchlassöffnung mit dem Füllschacht verbunden ist, wobei dem Rost von unten über einen Luftkanal Primärluft zuführbar ist und dem Unterteil der Brennkammer durch eine Sekundärluftöffnung Sekundärluft zur Nachverbrennung zuführbar ist.
Derartige Heizkessel finden insbesondere für Zentralheizungen Anwendung und haben sich im wesentlichen bewährt. Sie ermöglichen die Verfeuerung verschiedener fester Brennstoffe wie Kohle, Koks oder Holz, erlauben es jedoch auch, die Heizung mit Öl oder Gas durchzuführen, wenn ein an den Füllschacht angeschlossener gesonderter Brennraum für das Öl bzw. Gas vorgesehen wird.
Die Erfindung setzt sich zur Aufgabe, einen Heizkessel der eingangs geschilderten Art noch weiter zu verbessern, insbesondere hinsichtlich des Wirkungsgrades, der Raucharmut und niederer Emissionswerte. Die Erfindung besteht hiebei im wesentlichen darin, dass vom Luftkanal eine Abzweigung zu einer oberhalb des Rostes liegenden Wandstelle des Füllschachtes führt, in der in an sich bekannter Weise zumindest eine seitliche Luftzufuhröffnung für durch diese Abzweigung zuströmende Verbrennungsluft vorgesehen ist, wobei im Weg der zum Füllschacht strömenden Luft ein Regelorgan vorhanden ist, mit dem das Verhältnis der im Luftkanal und in der Abzweigung strömenden Luftmengen, vorzugsweise stufenlos, einstellbar ist.
Die Erfindung geht hiebei von der Erkenntnis aus, dass verschiedene Brennstoffe verschiedene Arten der Luftzufuhr erfordern, um mit grösstmöglichstem Wirkungsgrad und möglichst raucharm verbrannt werden zu können. Die Erfindung gibt nun die Möglichkeit, die Verbrennungsluft dem Brennstoff nicht nur von oben, etwa in bekannter Weise durch eine Vorbelüftungsöffnung der Fülltüre, zuzuführen, sondern auch von unten durch den Rost hindurch und seitlich in den Füllschacht durch die seitliche Luftzufuhröffnung.
Da das Verhältnis der drei erwähnten Zufuhrwege für die Verbrennungsluft änderbar ist, kann man sich an die jeweils vorliegende Brennstoffqualität anpassen, wobei eine weitere Anpassungsmöglichkeit über eine Regelung der Sekundärluftzufuhr besteht. Dadurch lässt sich jeder Brennstoff auf die günstigste Art verbrennen. Koks benötigt z. B. verhältnismässig wenig Primärluft von oben und verhältnismässig wenig Verbrennungsluft durch den horizontalen Rost hindurch, hingegen verhältnismässig mehr seitlich in den Füllschacht zugeführte Verbrennungsluft. Die Sekundärluftzufuhr kann fast oder ganz unterbleiben. Kohle (vor allem Trockenkohle) benötigt hingegen eine ausreichende Sekundärluftzufuhr und im Vergleich zu Koks mehr Verbrennungsluft von oben.
Holz, Holzabfälle und Holzspäne benötigen viel Verbrennungsluft von oben und auch viel Verbrennungsluft von unten durch den horizontalen Rost hindurch. Diesen Anforderungen lässt sich nun, wie bereits erwähnt, der erfindungsgemässe Heizkessel weitgehend anpassen, wobei auch bei laufendem Betrieb eine Änderung der Luftzufuhrverhältnisse möglich ist, wenn man bemerkt, dass die getroffene Einstellung nicht optimal ist. Hiezu braucht lediglich das Regelorgan entsprechend verstellt zu werden, was insbesondere bei Ausbildung als Schieber problemlos von aussen möglich ist.
Seitlich in den Füllschacht führende Luftzufuhröffnungen sind an sich bekannt (FR-PS Nr. 1. 143. 192). Dadurch soll eine Querdurchströmung des Füllschachtes durch Verbrennungsluft ermöglicht werden. Da die seitliche Luftzufuhr jedoch praktisch die einzige ist, kann eine Einstellung der Verbrennungsluftzufuhr auf den jeweils zu verbrennenden festen Brennstoff bei der bekannten Konstruktion nicht erfolgen.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die an die Abzweigung angeschlossenen seitlichen Luftzufuhröffnungen an der der Durchlassöffnung gegenüberliegenden Wand des Füllschachtes angeordnet. Dadurch ergeben sich symmetrische Verhältnisse im Füllschacht, so dass alle in ihm befindlichen Brennstoffbereiche gleichmässig von der über die seitlichen Luftzufuhröffnungen zugeführten Luft erreicht werden.
Vorzugsweise ist im Rahmen der Erfindung die Anordnung so getroffen, dass die an die Abzweigung angeschlossenen seitlichen Luftzufuhröffnungen durch einen stehenden Rost gebildet sind, der eine Wand des Füllschachtes bildet und die Abzweigung abschliesst. Dadurch wird in einfacher Weise eine Ausbildung der seitlichen Luftzufuhröffnungen erzielt, ohne dass der im Füllschacht befindliche Brennstoff in den die Abzweigung bildenden Luftkanal eintreten kann.
Ausserdem ergibt
<Desc/Clms Page number 2>
sich dadurch die erfindungsgemässe vorteilhafte Möglichkeit, dass die Stäbe des Rostes durch vom aufzuheizenden Medium, insbesondere Wasser, durchströmte Taschen unterbrochen sind, die an einen in an sich bekannter Weise den Füllschacht und die Brennkammer umgebenden, ebenfalls vom aufzuheizenden Medium durchströmten Mantelraum angeschlossen sind. Dadurch ergibt sich eine intensive Aufheizung dieses Mediums mit besonders gutem Wirkungsgrad.
Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung ist das Regelorgan im Luftkanal angeordnet. Dadurch wird die, in Strömungsrichtung der Luft gesehen, vor dem Regelorgan vom Luftkanal abzweigende Abzweigung vom Regelorgan freigehalten. Dies ist vorteilhaft, weil im Bereich unterhalb des horizontalen Rostes verhältnismässig viel Platz zur Verfügung steht, wogegen im Bereich oberhalb des horizontalen Rostes an Platz gespart werden muss. Eine besonders vorteilhafte Konstruktion ergibt sich erfindungsgemäss dann, wenn an der den seitlichen Luftzufuhröffnungen gegenüberliegenden Wand des Füllschachtes, zumindest ein Schwelgaskanal angeordnet ist, der den Oberteil des Füllschachtes mit der Durchlassöffnung verbindet.
Auf diese Weise lässt sich die durch die seitlichen Luftzufuhröffnungen eingebrachte Horizontalkomponente der Verbrennungsluftführung auch zur Abfuhr der Schwelgase ausnutzen, welche, gegebenenfalls mit durch eine Vorbelüftungsöffnung zugeführter Luft vermischt, durch die Durchlassöffnung in die Brennkammer geführt werden. Hiebei ist es besonders vorteilhaft, wenn erfindungsgemäss zwischen mehreren Schwelgaskanälen Taschen angeordnet sind, die die Brennkammer quer durchsetzen, vom aufzuheizenden Medium durchströmt und an den Mantelraum angeschlossen sind. Auf diese Weise lässt sich auch im Schwelgaskanalbereich sowie im Brennkammerbereich eine intensive Aufheizung des zu erwärmenden Mediums erzielen.
In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand an Hand von Ausführungsbeispielen sche- matisch dargestellt. Fig. l zeigt einen Vertikalschnitt durch eine erste Ausführungsform eines Kessels. Die Fig. 2 und 3 sind Vertikalschnitte nach den Linien II-II bzw. III-III der Fig. 1. Fig. 4 ist ein Horizontalschnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 1. Fig. 5 zeigt im Vertikalschnitt ähnlich Fig. 1 eine weitere Ausführungsform der Erfindung.
Das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 4 zeigt einen Zentralheizungskessel für die Aufheizung des Warmwassers. Der Kessel-l-hat einen Füllschacht --2--, der von oben durch einen
EMI2.1
diese Öffnungen --5-- hindurch zugeführte Verbrennungsluftmenge regelbar ist. Der Füllschacht - ist unten durch einen Rost --6-- abgeschlossen, der aus horizontal verlaufenden Roststäben --7-- gebildet ist, die zusammen eine muldenförmig verlaufende Rostfläche ergeben.
Der Füllschacht --2-- ist ferner durch eine Feuertüre --8-- mit einem nicht dargestellten Stehrost zugänglich und steht über eine Durchlassöffnung --9-- mit einer Brennkammer --10-- in Verbindung, die zu einem Rauchgaskanal-11-- führt, der über eine Öffnung --12-- an den Kamin anschliessbar ist. Der Rauchgaskanal --11-- und die Brennkammer --10-- sind durch eine mit einem nicht dargestellten Putzdeckel verschliessbare Putzöffnung --13-- zugänglich.
Der im Bereich der Durchlaössffnung --9-- liegenden Ausbrandzone wird durch die zwischen den Roststäben --7-- befindlichen Zwischenräume Sekundärluft von einem Sekundärluftkanal --14-- von unten zugeführt, der an eine in der Frontwand des Kessels befindliche Sekundärluftöffnung angeschlossen ist, die mittels einer Scheibe stufenlos regelbar ist. Seitlich hat die Kesselwand eine Zugregleröffnung --15--, die mittels einer Klappe --16-- stufenlos regelbar ist. Von der Zugregleröffnung --15-- führt ein Luftkanal --17-- von unten zum Rost --6--, so dass Verbrennungsluft dem Rost --6-- und damit dem im Füllschacht --2-- befindlichen Brennstoff von unten zugeführt werden kann.
Im Luftkanal --17-- ist eine Zwischenwand --18-- stehend angeordnet, in der eine Öffnung --19-- vorhanden ist, die durch einen Schieber --20-- stufenlos regelbar ist. Der Schieber - hat einige Öffnungen --21-- (Fig.3), durch die auch bei mittels des Schiebers --20-- abgeschlossener Öffnung --19-- Luft von unten zum Rost --6-- strömen kann. Der Schieber --20-- ist in Führungen --22-- so geführt und von aussen betätigbar, dass die Öffnung --19-- leicht auf die gewünschte Grösse einstellbar ist.
Die Zwischenwand --18-- bildet den Anfang der Wand einer vom Luftkanal --17-- nach oben
<Desc/Clms Page number 3>
wegführenden Abzweigung --23--, die einen weiteren Luftkanal bildet, der zu in der Seitenwand des Füllschachtes --2-- oberhalb des Rostes --6-- angeordneten seitlichen Luftzufuhröffnungen --24-führt, durch die Verbrennungsluft seitlich in den Füllschacht --2-- eingeleitet werden kann.
Die Luftzufuhröffnungen --24-- sind von den Zwischenräumen zwischen den Stäben --25-- eines stehenden Rostes --26-- gebildet, der etwa die untere Hälfte derjenigen Wand des Füllschachtes --2-- bildet, die der Durchlassöffnung --9-- gegenüberliegt. Die Stäbe --25-- sind hiebei von schräg verlaufenden Platten gebildet, die gegeneinander schuppenartig so versetzt sind, dass das im Füllschacht --2-befindliche Brennstoffmaterial nicht. in den von der Abzweigung --23-- gebildeten Luftkanal gelangen kann. Oben ist dieser Luftkanal durch eine schräge Deckwand --27-- abgeschlossen.
Auf diese Weise lässt sich die Zuführung der für die Verbrennung nötigen Primärluft und Sekundärluft stufenlos regeln, wobei die Primärluft auf drei Arten in den Füllschacht --2-- geleitet werden kann : Erstens durch die Vorbelüftungsöffnungen --5-- hindurch, von wo sie von oben auf das im Füllschacht --2-- befindliche Brennstoffmaterial trifft, zweitens seitlich durch die Luftzufuhröffnungen --24-- hindurch und drittes von unten durch die Zwischenräume des Rostes --6-hindurch. Das Verhältnis der seitlich bzw. von unten in den Füllschacht --2-- eingeleiteten Luftmengen ist mittels des Schiebers --20-- veränderbar, wodurch eine Anpassung an verschiedene Brennstoffe leicht möglich ist.
An der dem Rost --26-- gegenüberliegenden Wand --28-- des Füllschachtes --2-- sind mehrere
EMI3.1
--29-- vorgesehen,gaskanäle --29-- liegen zwischen Heiztaschen --30--, die an einen den Füllschacht --2-- sowie die Brennkammer --10-- und den Rauchgaskanal --11-- umschliessenden Mantelraum --31-- strömungsmässig angeschlossen sind. In diesem Mantelraum --31-- sowie in den Taschen --30-- kann Wasser als aufzuheizendes Medium zirkulieren, das über einen Rücklaufstutzen --32-- dem Mantelraum - zugeführt wird und nach Erwärmung über einen Vorlaufstutzen --33-- der Vorlaufleitung der Zentralheizung zugeführt wird. Der Mantelraum --31-- ist durch eine horizontale Zwischenwand --34-- in zwei Ringräume unterteilt, die miteinander über die Taschen --30-- verbunden sind.
Das über den Rücklaufstutzen --32-- zugeführte Wasser strömt daher zunächst im unteren Ringraum des Mantelraumes --31--, von diesem über Öffnungen --35-- in die Taschen --30-- und von diesen über weitere Öffnungen --36-- in den oberen Ringraum --31--, aus dem es über den Vorlaufstutzen - austritt. Die Strömungsrichtung des Wassers ist daher annähernd im Gegenstrom zur Strömung der Rauchgase im Rauchgaskanal --11-- gerichtet, so dass eine bestmöglichste Ausnutzung der von den Rauchgasen mitgeführten Wärme erzielt wird.
Weitere Taschen --37-- für das aufzuheizende Medium befinden sich im Bereich des Rostes --26-und unterteilen dessen Stäbe --25-- in einzelne Abschnitte (Fig. 3). Auch diese Taschen --37-- sind über Öffnungen --38, 38-- an die beiden übereinander angeordneten Ringe des Mantelraumes --31-angeschlossen.
Auch die Roststäbe --7-- können hohl ausgebildet und an den Mantelraum --31-- angeschlossen sein, so dass in den Hohlräumen --40-- der Roststäbe --7-- ebenfalls Wasser zirkuliert.
Der Raum unterhalb des Rostes --6-- ist durch eine Aschentüre --41-- zugänglich.
Die hochgelegenen Abschnitte des muldenförmigen Rostes --6-- liegen im Bereich der seitlichen Luftzufuhröffnungen --24-- und im Bereich der Schwelgaskanäle --29-- bzw. der Durchlassöffnung Dadurch wird das am Rost --6-- liegende Material näher zur Rostmitte geführt.
Im die Öffnung --12-- bildenden Stutzen, der zum Kamin führt, ist zweckmässig eine Regelklappe und ein Messloch vorgesehen.
Die Ausführungsform nach Fig. 5 zeigt einen Heizkessel, der ausser für feste Brennstoffe auch für die Verfeuerung von flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen geeignet ist. Hiezu hat der Kessel-l-noch eine zusätzliche Brennkammer --42--, die durch eine Brennertüre --43-- mit Stehrost zugänglich ist. Durch ein Schauloch --44-- kann der Brand des nicht dargestellten Öl-bzw.
Gasbrenners überwacht werden. Die Brennkammer --42-- ist durch eine Zwischenwand --45-- vom
<Desc/Clms Page number 4>
Füllschacht --2-- getrennt, welche Zwischenwand --45-- hohl ausgebildet ist und an den Mantel- raum --31-- sowie an die Taschen --37-- angeschlossen ist. Die Brennerkammer --42-- ist unten durch einen Topf --46-- angeschlossen. Die Zugregleröffnung --15-- mit der Klappe-16-- kann hier auf der Frontwand des Ofens angeordnet sein.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Heizkessel, insbesondere für Zentralheizungen, für verschiedene feste Brennstoffe, mit einem unten durch einen Rost abgeschlossenen Füllschacht, der durch einen Fülldeckel und bzw. oder eine Fülltüre mit dem Brennstoff beschickbar ist und durch eine Wand von einer nachgeschalteten Brennkammer getrennt ist, die über eine oberhalb des Rostes befindliche Durchlassöffnung mit dem Füllschacht verbunden ist, wobei dem Rost von unten über einen Luftkanal Primärluft zuführbar ist und dem Unterteil der Brennkammer durch eine Sekundärluftöffnung Sekundärluft zur Nachverbrennung zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass vom Luftkanal (17) eine Abzweigung (23) zu einer oberhalb des Rostes (6) liegenden Wandstelle des Füllschachtes (2) führt,
in der in an sich bekannter Weise zumindest eine seitliche Luftzufuhröffnung (24) für durch diese Abzweigung (23) zuströmende Verbrennungsluft vorgesehen ist, wobei im Weg der zum Füllschacht (2) strömenden Luft ein Regelorgan (20) angeordnet ist, mit dem das Verhältnis der im Luftkanal (17) und in der Abzweigung (23) strömenden Luftmengen, vorzugsweise stufenlos, einstellbar ist.