"Inrichting voor het verwarmen van water voor centrale verwarmingsinstallaties of huishoudelijk gebruik, door middel van een haard of kachel".
De uitvinding betreft een op een centrale verwarmingsinstallatie aangesloten zelfbeveiligende en zelfregelende inrichting opgesteld in een open haard of een kachel gestookt met vaste, vloeibare of gasachtige brandstoffen en waarbij het vuur niet automatisch door een thermostaat of andere regelapparatuur kan worden gedoofd.
Gekend zijn inrichtingen bestaande uit een watercircuit dat aangesloten is op een centrale verwarmingsinstallatie
met waterpomp en is opgesteld in een open haard of kachel, van <EMI ID=1.1>
Zo kan dit circuit bestaan uit een spiraalvormige betrekkelijk dikke buis of uit een dubbelwandig plaatvormig element waarvan
de afstand tussen de wanden betrekkelijk groot is te noemen.
Een belangrijk nadeel van deze inrichtingen is dat wanneer op een bepaald ogenblik, om de één of andere reden, de opwarming van het water te groot wordt, er door het betrekkelijk groot doorstromingsoppervlak van het watercircuit, geleidelijk en bij tussenpozen stoombellen in het watercircuit worden gevormd waardoor de druk hierin toeneemt. Door de steeds toenemende druk in de installatie gaan water en stoom via de overdruk- of de veiligheidsklep van de installatie wegstromen. Het gevaar bestaat hierbij dat de installatie met een onvoldoende hoeveelheid water gaat werken of zelfs zonder water kan vallen, zodat de vitale onderdelen van de installatie kunnen worden beschadigd. Erger nog i dat zelfs een explosie kan optreden wanneer de veiligheidsklep, bijvoorbeeld door kalkafzetting, niet tijdig zou opengaan.
Om hieraan te verhelpen is volgens het voornaamste kenmerk der uitvinding een inrichting verwezenlijkt bestaande uit
een warmtewisselaar die wanneer de temperatuur van het water
in het watercircuit te hoog oploopt, toelaat voldoende water
op korte tijd en ononderbroken volledig in stoom om te zetten. Hierdoor wordt een stoomkolom gevormd waarvan de weerstand groter is dan de opvoerhoogte of het drukvermogen van de waterpomp die het water in het watercircuit rondstuurt, zodat op dit ogenblik
de watercirculatie stilvalt en de vitale onderdelen van de installatie niet zonder water vallen waardoor beschadiging zou kunnen optreden, waarna wanneer door een minder heet vuur of een opnieuw verbeterde afkoeling van het verwarmingsoppervlak van de radiatoren, konvektoren of andere, de stoom wegtrekt in het circuit en hierin afkoelt en kondenseert, zodat het water door het wegvallen van de stoomkolom en de weerstand ervan, automatisch opnieuw gaat cirkuleren. Deze inrichting volgens de uitvinding is dus volledig zelfregelend en zelfbeveiligend.
Als voorbeeld, zonder enig begrenzend karakter, volgt hierna een uitvoerige beschrijving van een verkozen uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding toegepast in een open haard. Deze beschrijving verwijst naar bijgevoegde tekeningen, waarin :
fig. 1 een dwarsdoorsnede van een open haard met de inrichting volgens de uitvinding weergeeft; fig. 2 er een achteraanzicht van weergeeft.
In deze figuren bemerkt men dat de rug van de open
haard 1, waarvan het vuur niet automatisch kan worden gedoofd, bestaat uit een bij voorkeur gietijzeren akkumulatieplaat 2
die voldoende warmte-energie kan vasthouden en dus ter beschikkinc houdt en waarvan de achterzijde een groot aantal evenwijdige onder elkaar lopende horizontale groeven 3 heeft met boogvormige dwarsdoorsnede. In deze groeven zijn in dit geval onder elkaar derwijze vier reeksen spiraalvormig verlopende verwarmingspijpen
<EMI ID=2.1>
mogelijk kontaktoppervlak tussen de verwarmingspijpen 4 en de gietijzeren akkumulatieplaat � wordt bekomen. Voor een doeltreffende werking van de inrichting kan de gezamenlijke lengte van deze verwarmingspij pen bijvoorbeeld 50 meter en de binnendiameter ervan 6 mm bedragen. De diameter van de verwarmingspijpen is zo klein mogelijk gekozen om verhoudingsgewijs een zo groot mogelijk verwarmingsoppervlak en een zo klein mogelijk doorstromingsoppervlak van de pijpen te bekomen waardoor op korte tijd stoom kan worden gevormd. Het spreekt vanzelf dat
in de plaats van verwarmingspijpen met cirkelvormige dwarsdoorsnede eveneens kan gebruik gemaakt worden van pi j pen met een ovale of andere dwarsdoorsnede evenals van geribde pijpen. De ingang van elke reeks verwarmingspijpen 4 is op een gemeenschappelijke ingangskollektor 5 en de uitgang ervan op een gemeenschappelijke uitgangskollektor 6 aangesloten die vertikaal
<EMI ID=3.1>
uitgangskollektor 6 is groter dan deze van de ingangskollektor 5 en steekt boven deze laatste kollektor uit, zodat hierin lucht kan worden verzameld. De ingangskollektor 5 is aangesloten op de retourleiding 7 van de centrale verwarmingsinstallatie, op welke leiding eveneens de verwarmingsradiatoren zijn aangesloten. Op
<EMI ID=4.1>
opvangen van overtollige vloeistof, een veiligheidsklep 9 met
<EMI ID=5.1>
waterpomp 13 aangesloten, welke kranen worden dichtgedraaid wanneer aan de pomp moet worden gewerkt. De uitgangskollektor 6
is aangesloten op de stijgleiding 14 van de centrale verwarmingsinstallatie. Op het bovenste einde van de uitgangskollektor 6 is een ontluchtingspijp 15 aangesloten die eindigt op een ontluchtings'
<EMI ID=6.1>
warmingsinstallatie, wordt de temperatuur van het water in de reeksen spiraalvormig verlopende verwarmingspijpen 4 derwijze verhoogd door het vuur van de haard en de beschikbare warmte
<EMI ID=7.1> op korte tijd volledig en in een voldoende hoeveelheid in stoom wordt omgezet. De in één maal gevormde en in de uitgangskollektor 6 en eventueel de stijgleiding 14 opgevangen hoeveelheid stoom is hierbij zo groot dat een vertikale stoomkolom
in de uitgangskollektor 6 en eventueel in ds stijgleiding 14 wordt gevormd, waardoor de pomp 13 niet meer in staat is het
<EMI ID=8.1>
stilstand komt, terwijl in alle op de installatie aangesloten apparaten, zoals bijvoorbeeld de pomp en de C.V. ketel water aanwezig blijft, zodat deze niet kunnen worden beschadigd. Deze kompakte stoommassa kondenseert en trekt slechts weg na voldoende afkoeling maar blijft aanwezig en belet de watercirkulatie zolang er geen afkoeling komt. Na het wegvallen van de stoomkolom is de kracht van de pomp opnieuw voldoende om het water opnieuw in beweging te brengen in de verwarmingsinstallatie. Door de reserveruimte in het expansievat 8 15 % groter te kiezen dan het volume van de in de installatie aanwezige watermassa in opgewarmde toestand, wordt voorkomen dat de veiligheidsklep � moet opengaan. Hierdoor kan dan ook waterverlies worden vermeden, waardoor de installatie zou kunnen worden beschadigd.
Het spreekt vanzelf dat de hiervoor beschreven onderdelen zouden kunnen worden vervangen door andere die hetzelfde doel nastreven en dat de onderlinge opstelling, de afmetingen, de vorm en het materiaal van deze onderdelen eveneens kunnen verschillen. Zo ook zou de hiervoor beschreven inrichting in een kachel van gelijk welk soort kunnen worden aangebracht en zou de inrichting eveneens kunnen worden toegepast voor het verwarmen van huishoudwater in een gesloten circuit.
"Device for heating water for central heating installations or household use, by means of a fireplace or stove".
The invention relates to a self-protecting and self-regulating device connected to a central heating installation arranged in a fireplace or a stove fired with solid, liquid or gaseous fuels and in which the fire cannot be automatically extinguished by a thermostat or other control equipment.
Devices consisting of a water circuit connected to a central heating installation are known
with water pump and is installed in a fireplace or stove, of <EMI ID = 1.1>
For example, this circuit may consist of a relatively thick spiral tube or of a double-walled plate-shaped element
the distance between the walls can be called relatively large.
An important drawback of these devices is that if at one time or another, for some reason, the heating of the water becomes too great, steam bubbles in the water circuit are gradually and intermittently formed due to the relatively large flow area of the water circuit. which increases the pressure in this. Due to the ever-increasing pressure in the installation, water and steam flow away via the overpressure or safety valve of the installation. There is a risk that the installation will operate with an insufficient amount of water or even fall without water, so that the vital parts of the installation can be damaged. Even worse, even an explosion can occur if the safety valve, for example due to limescale, does not open in time.
According to the main feature of the invention, a device consisting of
a heat exchanger which when the temperature of the water
too high in the water circuit, allows sufficient water
can be completely converted into steam in a short time and without interruption. This creates a steam column whose resistance is greater than the head or the pressure capacity of the water pump that circulates the water in the water circuit, so that at this time
the water circulation comes to a standstill and the vital parts of the installation do not run out of water, which could lead to damage, after which when a less hot fire or a further improved cooling of the heating surface of the radiators, convectors or others, the steam drains into the circuit and cools and condenses in it, so that the water automatically recirculates due to the loss of the steam column and its resistance. This device according to the invention is therefore completely self-regulating and self-protecting.
As an example, without any limiting character, hereinafter follows a detailed description of a preferred embodiment of the device according to the invention used in a fireplace. This description refers to attached drawings, in which:
Fig. 1 shows a cross-section of a fireplace with the device according to the invention; Fig. 2 shows a rear view of it.
In these figures it is noted that the back of the open
fireplace 1, the fire of which cannot be extinguished automatically, consists of a preferably cast iron accumulation plate 2
which can retain sufficient heat energy and thus keeps it available and the rear of which has a large number of parallel horizontal grooves 3 running one below the other with an arc-shaped cross section. In this groove, in this case, there are four series of heating pipes running in a spiral manner one below the other
<EMI ID = 2.1>
possible contact surface between the heating pipes 4 and the cast iron accumulation plate � is obtained. For effective operation of the device, the combined length of these heating pipes can be, for example, 50 meters and their inner diameter 6 mm. The diameter of the heating pipes is chosen as small as possible in order to obtain the largest possible heating surface and the smallest possible flow area of the pipes, so that steam can be formed in a short time. It goes without saying that
instead of circular cross section heating pipes, use can be made of oval or other cross section pipes as well as ribbed pipes. The input of each series of heating pipes 4 is connected to a common input collector 5 and its output to a common output collector 6 which is vertically
<EMI ID = 3.1>
output collector 6 is larger than that of input collector 5 and protrudes above the latter collector, so that air can be collected therein. The input collector 5 is connected to the return line 7 of the central heating installation, to which line the heating radiators are also connected. On
<EMI ID = 4.1>
collecting excess liquid, a safety valve 9 with
<EMI ID = 5.1>
water pump 13 connected, which valves are closed when working on the pump. The output collector 6
is connected to the riser 14 of the central heating system. At the top end of the output collector 6, a vent pipe 15 is connected, which ends with a vent
<EMI ID = 6.1>
heating installation, the temperature of the water in the series of spiral heating pipes 4 is thus increased by the fire of the fireplace and the available heat
<EMI ID = 7.1> is quickly and completely converted into steam in a sufficient amount. The quantity of steam formed in one go and collected in the output collector 6 and possibly the riser 14 is so large that a vertical steam column
is formed in the output collector 6 and possibly in the riser 14, so that the pump 13 is no longer able to
<EMI ID = 8.1>
comes to a standstill, while all devices connected to the installation, such as the pump and the C.V. boiler water remains so that it cannot be damaged. This compact steam mass condenses and withdraws only after sufficient cooling, but remains present and prevents the water circulation as long as there is no cooling. After the loss of the steam column, the power of the pump is once again sufficient to start the water moving again in the heating system. By choosing the reserve space in the expansion vessel 8 15% larger than the volume of the water mass present in the installation in the heated state, the safety valve � should open. This can also prevent water loss, which could damage the installation.
It goes without saying that the parts described above could be replaced by others pursuing the same purpose and that the mutual arrangement, dimensions, shape and material of these parts may also differ. Likewise, the above-described device could be arranged in a stove of any kind and the device could also be used for heating domestic water in a closed circuit.