<Desc/Clms Page number 1>
Titel : Ketel met een met water gevulde, door een brander verhitte warmtewisselaar
De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een ketel met een met water gevulde, door een brander verhitte warmtewisselaar volgens de kop van de onafhankelijke conclusie.
Dergelijke ketels hebben in de regel in de eerste plaats een ketelwatertemperatuursonde, die deel uitmaakt van een voorlooptemperatuurregeling, waarbij de actuele ketelwatertemperatuur door de sonde wordt waargenomen, wordt vergeleken met een nominale waarde, en aan de hand van de regelafwijking wordt de brander modulerend of in zijn puls-pauze verhouding bestuurd om de voorlooptemperatuur meer of minder te doen toenemen resp. te doen afnemen.
Verder zijn bekende ketels ook voorzien van een veiligheidstemperatuursonde die de ketelbrander vergrendelend uitschakelt als de ketelwatertemperatuur door falen van de zojuist genoemde actuele waarde sonde een niet toelaatbare waarde aanneemt of overschrijdt, waarbij dan de ketel allen maar door een manuele, de vergrendeling opheffende ingreep van een deskundige weer in bedrijf kan worden genomen.
In de toekomst wordt wegens normwijzigingen voor
<Desc/Clms Page number 2>
dergelijke ketels een veiligheid tegen watertekort vereist, d. w. z. dat de brander moet worden uitgeschakeld als de temperatuur in de warmtewisselaar ontoelaatbaar hoge waarden aanneemt, omdat de ketel slechts ontoereikend met water is gevuld. Dat geval komt vaker voor dan men geneigd is aan te nemen en wel tengevolge van lekken in het op de ketel aangesloten verwarmingssysteem. Zo worden b. v. ketels na afloop van de winterperiode dikwijls voor de zomerperiode stilgelegd, omdat er geen vraag is naar warmte en als gevolg van lekken in het verwarmingssysteem, bijvoorbeeld bij thermostaatkleppen of lekkende buisleidingen, loopt het verwarmingssysteem min of meer leeg.
Als dan in de herfst het verwarmingssysteem bij de eerste koele nachten weer in gebruik wordt genomen, dan is de ketel niet meer voldoende met water gevuld, waardoor reeds brandschade is opgetreden.
Nu laat de norm volledig toe, dat de aanwezige veiligheidstemperatuurbegrenzer in zijn functie ook wordt gebruikt voor de tot stand te brengen beveiliging tegen watergebrek. Hierbij wordt er bij het testen van de eigenschappen van de veiligheid tegen watergebrek voor gezorgd, dat de ketel één keer met water wordt gevuld, men dan het water laat weglopen, en dan zonder wateraansluiting wordt opgewarmd. Hierbij moet de veiligheid tegen watergebrek in werking treden.
De onderhavige uitvinding heeft ten doel een veiligheid tegen watertekort tot stand te brengen met gebruik van de beschikbare veiligheidstemperatuurbegrenzer.
De oplossing bestaat volgens de uitvinding voor een ketel van de in de inleiding nader aangegeven stand van de techniek uit de karakteristieke kenmerken van de onafhankelijke conclusie.
Door het verschaffen van de zak gelukt het een niet af te voeren watervolume te verschaffen, dat bij brandende brander zeer snel wordt opgewarmd en verdampt. De damp stelt dan de veiligheidstemperatuurbegrenzer in werking.
Verdere uitvoeringsvormen en bijzonder gunstige verdere ontwikkelingen van de uitvinding zijn onderwerp van
<Desc/Clms Page number 3>
de volgconclusies resp. volgen in meer bijzonderheden uit de onderstaande beschrijving van twee uitvoeringsvoorbeelden van de uitvinding.
Zo toont Fig. 1 een schematische doorsnede door een uit geledingen samengestelde gietijzeren ketel en Fig. 2 een schematische doorsnede door een uit staalplaat vervaardigde, gelaste ketel.
In beide Figuren staan de zelfde verwijzingscijfers steeds voor dezelfde details.
De uit geledingen samengestelde gietijzeren ketel 1 is voorzien van een warmtewisselaar 2, die is samengesteld uit enige geledingen 3 van de gietijzeren ketel.
Hierbij vormen de geledingen 3 van de gietijzeren ketel tezamen een verbrandingskamer 4, die door een oliebrander 5 wordt verhit. De buitenwand 16 van de verbrandingskamer wordt hierbij aan alle kanten omgeven door een waterkamer 10 van alle geledingen van de gietijzeren ketel, waarbij de voor-en achterwand worden gevormd door de betreffende eindgeledingen van het ketelblok. Elke geleding 3 van de gietijzeren ketel heeft aan de onderkant voeten 6 en aan de bovenkant steunorganen 7. Boven verbrandingskamer 4 en onder de steunorganen 7 bevinden zich verscheidene trekkanalen voor afgewerkt gas 8 en 9, waardoor de afgewerkte gassen van de brander worden getrokken, alvorens ze de ketel via een buisstomp voor afgewerkt gas verlaten.
De waterkamers 10 van alle ketelgeledingen staan via een terugloopaansluiting 11 en een voorloopaansluiting 12 met elkaar in verbinding, waarbij in de laatstgenoemde een warmtesonde 13 is ondergebracht. Deze warmtesonde is uitgevoerd in de vorm van een dompelhuls, die gevuld is met een door warmte uitzetbaar medium en die aangesloten is op een capillaire buisleiding 14, die leidt naar een stuurarmatuur 15. Armatuur 15 is via een werkverbinding 21 met brander 5 verbonden.
De warmte- of temperatuursonde 13 is in de waterbaan van ketel 1 opgesteld, en wel in de baan, die het water volgt, nadat het door wand 16 van de verbrandingska-
<Desc/Clms Page number 4>
mer en de trekken 8,9 voor afgewerkte gassen is opgewarmd, voordat het in de eigenlijke voorloopleiding 12 komt. Naast deze temperatuursonde kunnen nog één of meer andere temperatuursondes aanwezig zijn, bijvoorbeeld voor een aparte veiligheidstemperatuurbegrenzer of voor een voorlooptemperatuursonde in de zin van een regeling. Deze temperatuursonde maakt deel uit van een veiligheid voor watertekort en kan ook deel uitmaken van de veiligheidstemperatuursonde.
Een aan wand 16 van de verbrandingskamer grenzende watervoerende wand is voorzien van aangegoten ribben 17, die waterzakken 18 vormen, die extra in de waterbaan van elke ketelgeleding zijn aangevormd. De ribben dienen er toe in de rechtop staande stand van de ketel volgens Fig. 1 niet te ledigen waterzakken te vormen, die ook dan met water gevuld blijven als de ketel via een onderliggende, niet getekende aansluiting van water wordt ontdaan.
Als de ketel een tekort aan water heeft, dan blijven de waterzakken 18 met water gevuld, zodat bij in bedrijf stelling van brander 5 dat water betrekkelijk snel verdampt. Het verdampende water trekt als damp door de tussen de trekken aanwezige waterbanen 19 naar boven en komt bij de voorloopaansluiting, waar het langs temperatuursonde 13 strijkt. Het volume in temperatuursonde 13 zet uit en draagt deze instelbaan via capillaire leiding 14 op armatuur 15 over. Hier wordt de waarde vergeleken met een nominale waarde 20 en wordt de nominale waarde bereikt of overschreden, dan schakelt armatuur 15 brander 5 vergrendelend uit.
Fig. 2 toont een ketel 1 als gelaste ketel van staalplaat, waarvan de warmtewisselaar 2 op overeenkomstige wijze, maar uit één stuk verbrandingskamer 4 omgeeft. Brander 5 is hierbij uitgevoerd als atmosferische gasbrander. Het is echter essentieel, dat waterkamer 10 verbrandingskamer 4 aan alle kanten omhult. Aan de bovenkant 20 van de verbrandingskamer zijn in de warmtewisselaar de ribben 17 opgesteld aan de kant van het water, zodat tussen zieh de beide ribben waterzak 18 uitstrekt, die ook dan met
<Desc/Clms Page number 5>
water gevuld blijft, als het totale water van de warmtewisselaar wordt afgelaten. Temperatuursonde 13 is zo opgesteld, dat hij direkt boven de waterzak is opgesteld.
Hij is via de capillairen 14 verbonden met armatuur 15, op welks nominale waarde aanwijzer 20 de kritische nominale waarde voor het uitschakelen van de ketel is ingesteld.
Het is overigens ook mogelijk de ribben 17 zijdelings aan wand 16 van de verbrandingskamer aan te brengen ; het is alleen maar essentieel, dat ze zodanig zijn aangebracht dat ze zo dicht mogelijk bij brander 5 zitten.
Voor het geval men aan bestaande ketels niet door wijziging van het gietgereedschap waterzakken wil aanvormen, bestaat nog de mogelijkheid een voorwerp, waarmee de waterzak kan worden gevormd, derhalve bijvoorbeeld een blikken schaal, in een waterbaan boven der verbrandingskamer of zijdelings van de verbrandingskamer op te nemen.