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Die Erfindung bezieht sich auf einen Heizkessel, insbesondere für Zentralheizungen, zur wahlweisen Verfeuerung fester Brennstoffe in gepresster Form (z. B. Strohballen, Kartonagen, Papierabfälle) oder loser Form (z. B. Holz, Kohle), mit einem zur Aufnahme von Strohballen grossräumigen, durch eine stirnseitige Fülltüre beschickbaren Feuerraum, der unten von einem vom Heizwasser durchströmten Rost begrenzt ist, unter dem sich ein Aschenraum befindet, und mit vom Heizwasser durchströmten, einen Mantel des Heizkessels bildenden Räumen, deren Wände von den vom Feuerraum über einen Rauchgaskanal zu einem Rauchabzug strömenden Rauchgasen bestrichen werden.
Solche Heizkessel sind bekannt (DE-OS 2553279 und Prospekt "Loibl-Allesbrennerheizkessel").
Die bekannte Konstruktion hat jedoch verschiedene Nachteile, wozu vor allem eine unvollkommene Ausnutzung der von den Rauchgasen abgeführten Wärme zählt, weiters eine verhältnismässig grosse Grundrissfläche des Heizkessels, die nicht überall und immer zur Verfügung steht, zumal der Feuerraum des Heizkessels infolge der Anforderung, auch Strohballen verfeuern zu können, ohnedies schon grossräumig ist. Dieser Nachteil ergibt sich dadurch, dass an die hintere Stirnwand des Heizkessels ein mäanderförmig verlaufender Rauchgaskanal angeschlossen ist.
Von der hinteren Stirnfläche dieses Rauchgaskanals kann ferner Wärme in den Raum, in welchem der Heizkessel steht, ungenutzt abstrahlen, was den Gesamtwirkungsgrad des Heizkessels verringert, und, wenn der Heizkessel mit dieser Stirnwand der Kaminwand benachbart ist, nur eine Aufheizung der ohnedies schon warmen Kaminwand bewirkt.
Die Erfindung setzt sich zur Aufgabe, diese Nachteile zu vermeiden und insbesondere den Gesamtwirkungsgrad des Heizkessels, unabhängig vom gerade verfeuerten Brennstoff, gegenüber der bekannten Konstruktion zu steigern und die vom Heizkessel benötigte Grundrissfläche zu verringern. Die Erfindung löst diese Aufgabe bei einem Heizkessel der eingangs beschriebenen Art dadurch, dass die von Heizwasser durchströmten Räume, in an sich bekannter Weise, oberhalb des Feuerraumes übereinanderliegend angeordnete Heiztaschen aufweisen, die übereinanderliegende Züge des Rauchgaskanals begrenzen, und dass die unterste Heiztasche in Abstand von der hinteren Stirnwand des Feuerraumes endet und dort eine einen Ausbrandraum bildende Öffnung begrenzt, von der der unterste Zug des Rauchgaskanals ausgeht,
wogegen die darüber liegende Heiztasche in Abstand von der Kesselvorderwand endet, wobei die Heiztaschen und der Rost an die seitlichen heizwasserführenden Mantelräume des Heizkessels angeschlossen sind und die Heiztaschen beidseitig von ihrer Mitter zu diesen Mantelräumen geringfügig ansteigen. Dadurch ergibt sich eine besonders gute Ausnutzung der im Feuerraum erzeugten Wärme sowie auch eine Ausnutzung jener Wärme, welche von den im Rauchgaskanal strömenden Rauchgasen mitgeführt wird. Da die Heiztaschen oberhalb des Feuerraumes angeordnet sind, wird die Grundrissfläche des Heizkessels, die ja infolge des zur Aufnahme von Strohballen grossräumigen Feuerraumes verhältnismässig gross sein muss, durch die Heiztaschen und den Rauchgaskanal nicht noch weiter vergrössert.
Da der Rauchgaskanal zur Gänze von den wasserdurchströmten Mantelräumen des Heizkessels umgeben ist, wird die gesamte von seinen Wänden abgegebene Wärme nutzbar verwertet, so dass der Gesamtwirkungsgrad des Kessels gegenüber der eingangs beschriebenen bekannten Konstruktion wesentlich gesteigert wird. Ferner ist von Vorteil, dass der Rauchgaskanal vom hinteren Ende des Feuerraumes ausgeht und dass ohne konstruktiven Mehraufwand ein Ausbrandraum für die in den Rauchgaskanal strömenden Rauchgase geschaffen wird. Schliesslich wird der Vorteil einer besonders günstigen Zirkulation des Heizwassers erzielt, da das erwärmte Heizwasser durch die Neigung der Heiztaschen von selbst aus diesen in die beiden seitlichen Mantelräume abströmt und neues, kälteres Heizwasser nachströmt.
Die Anordnung in einem Feuerraum übereinanderliegender, wasserführender Heiztaschen ist aus dem Prospekt "Fischer GUNTAMATIC, der wirtschaftliche Boilerheizkessel" bekannt.
Eine besonders günstige Ausführungsform im Rahmen der Erfindung besteht darin, dass unterhalb der den Ausbrandraum begrenzenden Öffnung schlitzförmige Öffnungen im Boden des Feuerraumes angeordnet sind, die den Feuerraum mit dem Aschenraum verbinden. Dadurch ergibt sich auf konstruktiv besonders einfache Weise eine günstige Luftzufuhr zur Nachverbrennung im Feuerraum bzw. im Ausbrandraum und somit eine besonders günstige Ausnutzung desselben.
Im Rahmen der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass an der Umlenkstelle des U-förmigen Rauchgaskanals eine diesen mit dem Feuerraum verbindende Öffnung vorhanden ist. Durch diese
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Öffnung können einerseits Schwelgase aus dem Feuerraum in den Rauchgaskanal gelangen, anderseits erfolgt durch diese Öffnung eine Sekundärluftzufuhr, so dass im Rauchgaskanal bisher noch nicht verbrannte Rauchgasanteile verbrennen können.
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt. Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen kleineren Heizkessel, wogegen Fig. 2 einen Längsschnitt und Fig. 3 einen Querschnitt eines grösseren Heizkessels zeigt.
Der erfindungsgemässe Heizkessel ist an seinen Wänden --2-- aussen mit einer 3 cm starken Isolierschicht --3-- versehen, die, ausgenommen am Boden von. einer lackierten Blechverkleidung --31-- abgedeckt ist. Durch werden wesentliche Wärmeverluste vermieden. Der zur Aufnahme von Strohballen mit einem entsprechend grossen Feuerraum --26-- versehene Heizkessel hat im wesentlichen rechteckige Form und steht auf Füssen --14--. Die eckige Bauform ermöglicht die beste Ausnutzung des Heizraumes bei der Aufstellung des Kessels.
Der ebenfalls rechteckige Feuerraum --26-- ermöglicht eine höchstmögliche Beschickungsmenge. Er geht nach oben am Hinterende des Kessels in einen genügend grossen Ausbrandraum - für die Flammen über. Unten ist der Feuerraum --26-- durch einen Rost --23-- abgeschlossen, der von geringfügig schräg angeordneten wasserführenden Kanälen --4-- gebildet ist.
Das Verhältnis der freien Rostfläche zur gesamten Rostfläche entspricht dem Bedarf bei Verheizung der vorstehend angeführten Brennstoffe. An der Vorderseite des Feuerraumes --26-- befindet sich ein wasserdurchströmter keilförmiger Raum --5--, der ein Austreten des Glutbettes nach vorne verhindert. Am Hinterende des Feuerraumes --26-- ist ein Schamottepolster --13-- vorgesehen, das nach Erreichung einer entsprechenden Temperatur als Zündquelle und zur Gluterhaltung dient.
Unter dem Rost --23-- befindet sich ein Aschenraum --12--, der so reichlich dimensioniert ist, dass er die Aschenmenge von etwa einer Woche Brenndauer aufnehmen kann. Die Asche wird durch eine an der Vorderwand des Heizkessels angeordnete Aschentüre --11-- entfernt. Für die Verfeuerung von Kartonagen in gepressten Ballen, wobei sich ein sehr hoher Aschenanteil ergibt, ist es von Vorteil, eine ausziehbare, nicht dargestellte Aschenlade unter dem Rost --23-- vorzusehen.
Zur Reinigung des an den Aschenraum --27-- angeschlossenen, U-förmig gekrümmten Rauchgaskanals --29-- dient eine an der Frontwand des Kessels oben angeordnete Türe --8--. An der
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abzugkasten, in welchem sich eine Absetzkammer für die Flugasche befindet. Im runden Rauchabzugstutzen sitzt eine verstellbare Regelklappe mit dem vorgeschriebenen Sicherheitsquerschnitt.
Selbstverständlich ist es auch möglich, den Rauchabzug --7-- seitlich oder nach oben weisend anzuordnen und rechts oder links mit einer Putztüre zu versehen.
Innerhalb der Wände --2-- befindet sich ein vom aufzuheizenden Wasser durchströmter Mantelraum --30--, dem das Heizwasser über einen Rücklaufstutzen --16-- zugeführt wird und aus welchem das erwärmte Wasser über einen Vorlaufstutzen --17-- zu den Heizkörpern strömt. Diese
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Der Mantelraum --30-- umgibt den gesamten Feuerungs- und Rauchabzugsbereich und steht mit zwei den Rauchgaskanal --29-- bildenden, übereinander angeordneten Heiztaschen --6-- sowie mit den Kanälen --4-- des Rostes --23-- und dem keilförmigen Raum --5-- in Strömungsverbindung. Die Heiztaschen --6-- sind geringfügig V-förmig ausgebildet, so dass ihre an den Mantelraum --30-- angeschlossenen Aussenränder etwas höher liegen als der Mittelbereich. Durch diese Schräglage der Heiztaschen --6-- sowie der Kanäle --4-- des Rostes --23-- ergibt sich eine ausreichende automatische Zirkulation des aufzuheizenden Wassers im Mantelraum --30--, die noch dadurch unterstützt wird, dass der Rücklaufstutzen --16-- an der Hinterwand des Kessels angeordnet ist und der Vorlaufstutzen --17-- an der Deckwand des Kessels.
Durch diese räumliche Trennung zwischen Rücklaufstutzen --16-- und Vorlaufstutzen --17-- ergibt sich eine gute Verteilung des aufzuheizenden Wassers über den gesamten Mantelraum --30--, so dass sogenannte tote Zonen ausgeschlossen sind.
Die Beschickung des Heizkessels erfolgt durch die an seiner Stirnwand angeordnete Füll-
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türe --9--, die verstellbar mit dem Kesselkörper verbunden ist. Beim Öffnen der Fülltüre --9-ist die Beschickungsöffnung über die gesamte Kesselbreite frei, so dass sperrige Brennstoffe, z. B. gepresste Strohballen, problemlos in den Feuerraum --26-- eingeschoben werden können.
Im Feuerraum-. 26- sich befindende restliche Brennstoffe werden dabei nach hinten gegen das Schamottepolster --13-- zu geschoben. Ein Austritt von Rauch oder Flammen durch die Fülltüre - wird weitgehend dadurch vermieden, dass eine schlitzförmige Öffnung --19-- oberhalb der
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werden sich im Feuerraum bildende Rauchgase über den Ausbrandraum --27-- in den Rauchgas- kanal --29-- geführt.
In der Fülltüre --9-- ist eine kleinere Türe --10-- eingebaut, die zur Beschickung des Heizkessels mit kleinstückigem Brennstoffmaterial, z. B. Kohle, sowohl als Beobachtungsöffnung dient. In dieser Türe --10-- ist ein Vorbelüftungsschieber --25-- angeordnet, mit welchem ein rascher Abzug von Rauchgasen vor dem Öffnen der Türe --10-- erzielt werden kann und der auch als Sekundärluftöffnung dienen kann.
Zur Erreichung des optimalen Verbrennungsbildes für verschiedene feste Brennstoffe ist es erforderlich, dass die Luftzuführung nicht nur richtig angeordnet, sondern auch querschnittsmässig richtig dimensioniert ist. Da durch das Einbringen grossräumiger fester Brennstoffteile, z.B. Strohballen, der untere flächige Rost --23-- zumindest teilweise abgedeckt werden kann, muss zur Zuführung ausreichender Verbrennungsluft durch weitere, seitlich und vorne angeordnete Luftzuführungsöffnungen gesorgt werden. Hiezu sind zusätzlich zum Rost --23-- weitere seitlich und vorne stehend angeordnete, rostähnliche Luftzufuhrmöglichkeiten vorgesehen.
Grundsätzlich erfolgt der Eintritt der Verbrennungsluft in Richtung des Pfeiles 20 durch eine Öffnung der Aschen- türe --11--, welche Öffnung mittels einer Regelklappe --32-- in ihrer wirksamen Grösse verstellbar ist. Diese Regelklappe --32-- kann mechanisch oder thermisch automatisiert sein. Die in den Aschenraum --12-- eintretende Verbrennungsluft verteilt sich unter dem Rost --23-- und tritt in den Feuerraum --26-- durch die zwischen den wasserführenden Kanälen --4-- des Rostes - verbleibenden Schlitze ein. Zur Nachverbrennung der Flammen beim Eintritt in den Ausbrandraum --27-- wird Luft durch schlitzförmige Öffnungen --24-- an der Rückwand des Kessels
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--12-- hinterRauchgaskanals --29-- in diesen bzw. in die an der Umlenkstelle angeordnete Entspannungskammer --28-- als Sekundärluft ein.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 sind diese Lufteinlassschlitze --22-- in der Fülltüre --9-- oberhalb der kleineren Türe --10-- angeordnet und erhalten ihre Luft aus dem vorderen Teil des Aschenraumes --12-- über Kanäle --33-- in der Frontwand des Kessels bzw. in der Fülltüre --9--.
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--10-- angeordnete- eintreten kann. Durch diesen Vorbelüftungsschieber --25-- wird Verbrennungsluft auch dann noch in den Feuerraum --26-- eingelassen, wenn die Regelklappe --32-- wegen Erreichung der Betriebstemperatur schliesst und keine Hauptluftzuführung über den Aschenraum --12-- mehr zulässt.
Durch die vollständige Öffnung des Vorbelüftungsschiebers --25-- kann dann so viel Luft in den Feuerraum --26-- zugeführt werden, dass eventuell vorhandene Schwelgase durch die Öffnung --19-- bzw. den Ausbrandraum --27-- in den Rauchgaskanal --29-- abgezogen werden. Dadurch werden Verpuffungen oder Rauchaustritte beim Öffnen der Fülltüre --9-- bzw. der kleineren Türe --10-- vermieden.
Die Führung der Rauchgase zum Rauchabzug --7-- erfolgt, wie bereits erwähnt, in einem U-förmig gebogenen Rauchgaskanal-28-, der von den beiden übereinanderliegenden Heiztaschen
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- begrenzt wird. Dadurch werden die aus dem Feuerraum --26-- abströmenden Rauchgase zweimal in ihrer Richtung umgelenkt, so dass der Heizkessel eine Dreizugsystem hat. Durch die lange Strecke, die die Rauchgase im Rauchgaskanal --29-- bis zum Rauchabzug --7-- durchströ- men müssen, wird ein optimaler Ausbrand der Rauchgase und ein guter Wärmeaustausch über die
Abgabe der in den Rauchgasen enthaltenen Wärme an das in den Heiztaschen --6-- strömende
Wasser erreicht.
Die Verbrennung beginnt auf Grund der vorne im Heizkessel durch die Einlassöffnungen --21-- und die Lufteinlassschlitze --22-- erfolgenden Luftzufuhr von unten bzw. von vorne und auch durch die durch den Rost --23-- hindurch zugeführte Luft im vorderen Teil des Feuerraumes - -26--. Die Flammen werden im Ausbrandraum --27-- umgelenkt und in den unteren horizontalen
Zug des Rauchgaskanals --29-- geleitet. Im Bereich des Ausbrandraumes --27-- erfolgt die erste Zufuhr von Nachverbrennungsluft über die Öffnungen --24--. Die zur Entspannungskammer - gelangenden Rauchgase erhalten dort weitere Sekundärluft durch die schlitzförmige Öffnung --19--- von unten zugeführt, so dass noch unverbrannte Bestandteile der Rauchgase ausbrennen können.
Dies wird auch dadurch gefördert, dass an der Innenseite der Türe --8-- ein Schamottepolster vorgesehen ist, das nach Erreichen der Betriebstemperatur heiss ist. Die in der Folge aus der Entspannungskammer --28-- in den oberen Zug des Rauchgaskanals --29-- gelangenden Rauchgase gelangen schliesslich,.. nachdem sie bereits wesentlich abgekühlt sind, über den Rauchabzug --7-- in den Kamin.
Wie ersichtlich, benötigt die Kesselkonstruktion kein rechtes oder linkes Modell, soferne der Rauchabzug --7-- nicht seitlich erfolgen muss. Lediglich die Türen --8, 9,10, 11-- können wahlweise rechts oder links angeschlagen werden.
Die Ausführungsform nach Fig. 1 eignet sich für Leistungen bis zu 24 kW Stroh, 71 kW Holz bzw. 82 kW Kohle, wogegen die Ausführungsform nach den Fig. 2 und 3 sich für grössere Leistungen als die vorgenannten eignet.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Heizkessel, insbesondere für Zentralheizungen, zur wahlweisen Verfeuerung fester Brennstoffe in gepresster Form (z. B. Strohballen, Kartonagen, Papierabfälle) oder loser Form (z. B. Holz, Kohle), mit einem zur Aufnahme von Strohballen grossräumigen, durch eine stirnseitige Fülltüre beschickbaren Feuerraum, der unten von einem vom Heizwasser durchströmten Rost begrenzt ist, unter dem sich ein Aschenraum befindet, und mit vom Heizwasser durchströmten, einen Mantel des Heizkessels bildenden Räumen, deren Wände von den vom Feuerraum über einen Rauchgaskanal zu einem Rauchabzug strömenden Rauchgasen bestrichen werden, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Heizwasser durchströmten Räume in an sich bekannter Weise oberhalb des Feuerraumes (26)
übereinanderliegend angeordnete Heiztaschen (6) aufweisen, die übereinanderliegende Züge des Rauchgaskanals (29) begrenzen und dass die unterste Heiztasche (6) in Abstand von der hinteren Stirnwand des Feuerraumes (26) endet und dort eine einen Ausbrandraum (27) bildende Öffnung begrenzt, von der der unterste Zug des Rauchgaskanals (29) ausgeht, wogegen die darüberliegende Heiztasche (6) in Abstand von der Kesselvorderwand endet, wobei die Heiztaschen (6) und der Rost (23) an die seitlichen, heizwasserführenden Mantelräume (30) des Heizkessels angeschlossen sind und die Heiztaschen (6) beidseitig von ihrer Mitte zu diesen Mantelräumen (30) geringfügig ansteigen.