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Die ■ gewöhnlichen Warmwasserheizungen besitzen trotz der vielen und großen Vorzüge gegenüber anderen Heizungsarten den Nachteil, daß die Wärmeübertragung vom Kessel nach den Heizkörpern eine sehr langsame ist, ferner daß sie verhältnismäßig große Rohrleitungen nötig machen, außerdem daß Heizkörper, welche auf gleicher Höhe oder tiefer als der Kessel stehen, sehr schwer WärmeThe ■ ordinary hot water heating systems have, in spite of their many and great advantages compared to other types of heating the disadvantage that the heat transfer from the boiler after the radiators it is a very slow one, furthermore that they have relatively large pipelines make necessary, in addition, that radiators, which are at the same level or lower than the boiler, very difficult to heat

ίο zugeführt erhalten, und endlich den Nachteil eines durch die weiten Rohre und weiten Regulierhähne bedingten hohen Preises der Anlage. Diese Übelstände werden nur hervorgerufen durch die geringe Wassergeschwindigkeit in den Rohrleitungen, und diese Wassergeschwindigkeit kann nicht ohne weiteres gesteigert werden, da sie nur durch die Gewichtsdifferenz der warmen Vorlauf- und der kalten Rücklaufwassersäule hervorgebracht wird.ίο get fed, and finally the downside a high price of the system due to the wide pipes and wide regulating taps. These inconveniences are only caused by the low water speed in the pipelines, and this water velocity cannot easily can only be increased by the difference in weight of the warm flow and the cold return water column is produced.

Es sind schon mehrfach Versuche gemacht worden, welche darauf hinauslaufen, eine größere Wassergeschwindigkeit dadurch zu erzielen, daß dem Steigerohre des Vorlaufes auf eine bestimmte Strecke Dampfbläschen zugemischt werden, sei es, daß diese Dampfbläschen im Warmwasserkessel selbst oder in einem besonderen Kessel erzeugt werden, um ein Gemisch von Dampf und Wasser zu erzielen, welches spezifisch leichter als Wässer ist. Hieraus ergibt sich, daß alle diese Heizungen nur Schwerkraftheizungen sind, deren Betriebskraft im wesentlichen die Gewichtsdifferenz der beiden Wassersäulen ist.Several attempts have already been made which amount to one to achieve greater water speed by having the riser pipes of the flow Steam bubbles are mixed in over a certain distance, be it that these steam bubbles are generated in the hot water boiler itself or in a special boiler to achieve a mixture of steam and water, which is specifically lighter than water. It follows that all of these Heaters are only gravity heaters whose operating power is essentially the difference in weight of the two columns of water.

Obwohl durch diese Dampfzumischung eine etwas größere Wassergeschwindigkeit erreicht wird, so leiden doch auch diese Heizungen an neuen Übelständen, indem der zugemischte Dampf auf einer bestimmten Stelle wieder niedergeschlagen werden muß und hierdurch Geräusche verursacht, ferner, da die Zirkulation des Wassers keine zwangläufige ist, werden ungünstig gelegene Heizkörper nicht sicher warm.Although this admixture of steam achieves a slightly higher water speed but these heating systems also suffer from new problems, in that the mixed Steam has to be precipitated again at a certain point and thereby causes noise, furthermore, there The circulation of water is not inevitable, radiators are unfavorably located not sure warm.

Diesen Übelständen soll durch die den Gegenstand der Erfindung bildende Warmwasserpulsionsheizung abgeholfen werden.The hot water pulse heating, which is the subject of the invention, is intended to address these inconveniences be remedied.

Dieselbe ist in Fig. 1 in Verbindung mit zwei Heizkörpern dargestellt. Fig. 2 und 3 veranschaulichen ein in die Rücklaufleitung eingeschaltetes Gesperre im Längs- und Querschnitte. Fig. 4 bis 10 sind schematische Darstellungen der Heizanlage, aus welchen sich an Hand der Beschreibung die verschiedenen Arbeitsvorgänge erklären. . Mit 4 ist der Warmwasserkessel bezeichnet, der durch eine mittels eines Kreuzstückes α verbundene Rohrleitung 1 mit Heizkörpern 5 in Verbindung steht. Von den Heizkörpern 5 führt eine durch ein Kreuzstück b verbundene Leitung 2 zum Kessel 4 zurück, in die nahe an letzterem ein Gesperre 3 (Fig. 2 und 3) eingebaut ist, das sich nur nach dem Kessel hin öffnet, so daß in der Leitung 2 das Wasser nur in der Riehtung der Pfeile zirkulieren kann.The same is shown in Fig. 1 in connection with two radiators. FIGS. 2 and 3 illustrate a locking mechanism connected to the return line in longitudinal and cross sections. FIGS. 4 to 10 are schematic representations of the heating system, from which the various work processes can be explained on the basis of the description. . 4 with the hot water boiler is designated, which is connected to radiators 5 by a pipe 1 connected by means of a cross piece α. From the radiators 5 a line 2 connected by a cross piece b leads back to the boiler 4, in which a locking mechanism 3 (Fig. 2 and 3) is installed close to the latter, which opens only towards the boiler, so that in the line 2 the water can only circulate in the direction of the arrows.

Von dem Kreuzstücke b der Rücklaufleitung 2 zweigt eine Steigleitung 8 ab, dieA riser 8 branches off from the cross piece b of the return line 2, which

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zum offenen Expansionsgefäße 6 führt und in welcher sich das Wasser während des Betriebes der Heizung bald auf- bald abwärts bewegen kann (Fig. i). Von dem Kreuzstücke α der Leitung ι -zweigt eine Leitung 9 ab, an deren in das Gefäß 6 einmündendem Ende sich ein belastetes Gesperre 7 befindet. Die Bewegung des Wassers in den Rohrleitungen ι und 2 ist eine zwangläufige und beschleunigte. Zwangläufig ist die Warmwasserpulsionsheizung deshalb, weil in die Rücklaufleitung· 2 eine entlastete Sperrvorrichtung 3 eingeschaltet ist, welche dem Wasser die Bewegung nur nach einer Richtung, und zwar vom Rücklaufe nach dem Kessel 4 gestattet. Die größere Geschwindigkeit des Wassers in den Rohrleitungen 1 und 2 wird durch drei unabhängig voneinander wirkende Kräfte erzielt, und zwar a) und b) durch Schwerkraft und c) durch Druck.leads to the open expansion vessel 6 and in which the water can soon move upwards and downwards during operation of the heater (Fig. i). A line 9 branches off from the cross piece α of the line ι, at the end of which opens into the vessel 6 there is a loaded locking mechanism 7. The movement of the water in the pipes ι and 2 is inevitable and accelerated. The hot water pulse heating is inevitable because a relieved locking device 3 is switched on in the return line 2, which allows the water to move in only one direction, namely from the return to the boiler 4. The greater speed of the water in the pipes 1 and 2 is achieved by three independently acting forces, namely a) and b) by gravity and c) by pressure.

a) . Durch Schwerkraft, hervorgerufen durch die Gewichtsdifferenz des Vorlauf- und Rücklaufwassers.a). By gravity, caused by the difference in weight of the flow and return water.

b) Durch Schwerkraft, hervorgerufen durch Mitströmen von Dampfbläschen in dem Vorlaufe 1 auf eine beliebige Strecke desselben. Die Dampfblasen bilden sich in dem Wasser des Warmwasserkessels selbst oder in einem Teile des Vorlaufes, haben die Temperatur des mitfließenden Wassers und schrumpfen allmählich zusammen.b) By gravity, caused by the entrainment of steam bubbles in the Run 1 on any stretch of the same. The vapor bubbles form in the The water of the hot water boiler itself or in part of the flow have the same temperature of the flowing water and gradually shrink.

c) Durch in längeren oder kürzeren Zeitintervallen entstehenden Druck, erzeugt durch Bildung von Dampfbläschen in einem kleinen Teile des Kessels oder des Vorlaufes. Dieser Druck bewirkt ein Schließen der Sperrvorrichtung 3 in dem Rücklaufe und ein zwangläufiges Fortströmen des Wassers nach dem Vorlaufe 1 durch die Heizkörper 5 und nach der Vereinigung im Punkte b und durch das Rohr 8 hindurch nach dem offenen Expansionsgefäße 6. In letzterem steigt das Wasser je nach Größe der Anlage höher, bis es dem Drucke der Dampfblasen das Gleichgewicht hält. Da die Dampf blasen jedoch mit dem aus dem Kessel 4 fortströmenden Wasser in der · Vorlaufleitung 1 fortwandern, verringern sie durch allmähliche Kondensation ihr Volumen, bis sie endlich ganz verschwinden. Mit dem Verschwinden der Dampfblasen verschwindet auch der von ihnen ausgeübte Druck. Nunmehr kommt die im Expansionsgefäße 6 erzeugte Höhe zur Geltung, dieselbe bewirkt ein Öffnen des Sperr-. organes 3 in der Rücklauf leitung 2 und läßt das nach dem Expansionsgefäße 6 gedrückte Wasser durch die Rücklaufleitung, die durch das Kreuzstück b führt, .auf dem kürzesten Wege, also nicht erst durch die Heizkörper 5 in den Kessel 4 einströmen, bis wieder Gleichgewicht herrscht und derselbe Vorgang sich durch Neubildung von Dampfblasen wiederholt. c) Pressure generated in longer or shorter time intervals, generated by the formation of steam bubbles in a small part of the boiler or the flow. This pressure causes the locking device 3 in the return flow to close and the water to inevitably flow away after the flow 1 through the radiator 5 and after the union at point b and through the pipe 8 to the open expansion vessel 6. In the latter, the water rises each time higher according to the size of the system, until it keeps the pressure of the vapor bubbles in equilibrium. However, since the steam bubbles travel along with the water flowing out of the boiler 4 in the supply line 1, they reduce their volume through gradual condensation until they finally disappear completely. As the vapor bubbles disappear, so does the pressure they exert. Now the height generated in the expansion vessel 6 comes into play, the same causes an opening of the barrier. organs 3 in the return line 2 and lets the water pressed after the expansion vessels 6 through the return line, which leads through the cross piece b , .on the shortest route, so not only through the radiator 5 into the boiler 4, until equilibrium prevails again and the same process is repeated through the formation of new vapor bubbles.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung erklärt sich aus den schematisch dargestellten Fig. 4 bis 10 wie folgt:The mode of operation of the device is explained by the schematically illustrated FIG. 4 up to 10 as follows:

Ist die Anlage mit Wasser gefüllt und wird der Kessel 4 angeheizt, so dehnt sich das Wasser im Kessel aus. Dabei schiebt es das in der Leitung vorhandene Wasser vor sich her in das Expansionsgefäß 6. Es muß dabei den Weg durch die Leitung i^a, i^ft, Heizkörper 5, Teil des Rücklaufes 2 und Steigeleitung 8 nehmen, da das Rohr 9 am oberen Ende durch das belastete Gesperre 7 geschlossen ist und der andere kürzere Weg vom Kessel 4 durch Gesperre 3, Teil des Rücklaufes 2 und Steigeleitung 8 durch das sich schließende Gesperre 3 verlegt wird, wie es Fig. 5 zeigt.If the system is filled with water and the boiler 4 is heated, the water in the boiler expands. It pushes the water present in the line in front of it into the expansion vessel 6. It must take the way through the line i ^a , i ^ft , radiator 5, part of the return line 2 and riser line 8, since the pipe 9 at the upper end is closed by the loaded locking mechanism 7 and the other shorter path from the boiler 4 through locking mechanism 3, part of the return 2 and riser line 8 is laid through the locking mechanism 3, as shown in FIG.

Sind auf diese Weise Kessel 4 und die Steigeleitung i^a mit heißerem Wasser gefüllt worden als Leitung i^h und Heizkörper 5 enthalten, so beginnt eine Zirkulation des Wassers. Die Zirkulation erfolgt in dem Sinne der in> Fig. 6 angegebenen Pfeile vom Kessel 4 aus durch die Leitung i^a, i¹, Heizkörper 5, Leitung" 2 und durch das geöffnete Gesperre 3 hindurch, zurück nach dem Kessel 4.If the boiler 4 and the riser pipe i ^a have been filled with hotter water than the pipe i ^h and radiator 5 contain, the water begins to circulate. The circulation takes place in the sense of the arrows indicated in> FIG. 6 from the boiler 4 through the line i ^a , i ¹ , radiator 5, line 2 and through the opened locking mechanism 3, back to the boiler 4.

Erreicht beim Weiterheizen des Kessels das Wasser darin allmählich immer höhere Temperaturen, dehnt es sich also immer mehr aus, so wird der sehr langsam vor sich gehende Volumenzuwachs während der Zirkulation in das Expansionsgefäß geschoben (Fig. 7).As the boiler continues to heat up, the water in it gradually increases Temperatures, so if it expands more and more, it becomes very slow in front of you going volume increase pushed into the expansion vessel during the circulation (Fig. 7).

Erreicht das Wasser im Kessel den Siedepunkt und verwandelt sich in Dampf, so tritt schnell eine erhebliche Volumenvermehrung ein. Der sich im Kessel 4 oder zu Anfang der Leitung i^a bildende Dampf schiebt ein gleiches Volumen heißes Wasser in der Leitung vorwärts nach dem Expansionsgefäße zu. Das kann nach Fig. 5 wiederum nur auf dem. durch die Pfeile angegebenen Wege durch Leitung i^a und i⁶, Heizkörper 5, Teil der Leitung 2 und Steigeleitung 8 geschehen, da der andere kürzere Weg durch Gesperre 3, Rücklaufleitung 2 und Steigeleitung 8 durch das sich schließende Gesperre 3 verlegt wird.If the water in the boiler reaches the boiling point and turns into steam, a considerable increase in volume quickly occurs. The steam forming in the boiler 4 or at the beginning of the line i ^a pushes an equal volume of hot water in the line forward to the expansion vessel. According to FIG. 5, this can only be done on the. Paths indicated by the arrows through line i ^a and i ⁶ , radiator 5, part of line 2 and riser line 8 happen, since the other shorter path through locking mechanism 3, return line 2 and riser line 8 is laid through locking mechanism 3 which is closing.

Dieses zwangläufige Vorwärtstreiben des' heißen Wassers vom Kessel aus durch die Heizleitung, welches der sich bildende Dampf bewirkt, bildet den. Hauptgegenstand der vorliegenden Erfindung. Das heiße Wasser muß in der angegebenen. Richtung vorwärts dringen. Es wird· auch dann noch durch den Druck des sich bildenden Dampfes befördert, wenn es der Schwerkraft entgegen bewegt wird, wie es der Fall sein muß, wenn nachThis inevitable propulsion of the 'hot water from the boiler through the The heating line, which causes the steam that forms, forms the. Main subject of the present Invention. The hot water must be in the specified. Advancing Direction. It is · even then through the The pressure of the steam that forms is conveyed when it moves against gravity will, as must be the case, if after

Fig. 8 der Heizkörper 5 so viel tiefer als der Kessel 4 steht, daß die aufsteigende Wassersäule schwerer als die herabsinkende ist.Fig. 8 the radiator 5 is so much lower than the boiler 4 that the rising water column heavier than the sinking one.

Da die entstandene Dampfblase leichter ist als das verdrängte Wasser, wird bei der Zirkulation durch Schwerkraftwirkung nach Fig. 6 der Gewichtsunterschied zwischen aufsteigender und herabsinkender Wassersäule noch vermehrt, so daß in bekannter Weise die Zirkulation beschleunigt wird. Dadurch und durch den eigenen. Auftrieb im umgebenden Wasser wird die Dampfblase rasch von dem Orte ihres Entstehens hinweggeführt und ihr Platz durch kälteres aus der Rücklaufleitung 2 durch das Gesperre 3 in den Kessel 4 nachdringendes Wasser eingenommen. Dieses Wasser muß zunächst durch die Feuerung auf Siedetemperatur. gebracht ■ werden, ehe wieder Dampfbildung eintreten kann. Inzwischen wird aber die Dampfblase bei ihrem Aufsteigen durch Wärmeabgabe an das umgebende Wasser und die Rohrwandungen kondensiert. Die dabei eintretende Volumenverminderung muß durch das Zuströmen von Wasser ausgeglichen werden. Das geschieht nach Fig. 9 dadurch, daß der Atmosphärendruck das Wasser aus dem Expansionsgefäße 6 durch die Leitung 8 und 2, das Gesperre 3 und den Kessel 4 an die Stelle der verschwindenden Dampfblase drückt. Auf dem anderen möglichen Wege aus dem Expansionsgefäße 6 durch Leitung 8 und 2, Heizkörper 5, Leitung I^s und i^a hindurch wird entsprechend seinem viel größeren Reibungswiderstande nur ein entsprechend kleiner Teil des Wassers befördert, was sicli bei der niemals ganz unterbrochenen Zirkulation im Sinne von Fig. 6 nur in einer geringen: Geschwindigkeitsverminderung' des strömenden Wassers äußern wird.Since the resulting vapor bubble is lighter than the displaced water, the weight difference between the rising and falling water column is increased in the circulation by the action of gravity according to FIG. 6, so that the circulation is accelerated in a known manner. Through this and through your own. Buoyancy in the surrounding water, the vapor bubble is quickly carried away from its place of origin and its place is taken up by colder water penetrating from the return line 2 through the locking mechanism 3 into the boiler 4. This water must first be brought to the boiling point through the furnace. ■ be brought before steam can build up again. In the meantime, however, the vapor bubble is condensed as it rises by giving off heat to the surrounding water and the pipe walls. The resulting decrease in volume must be compensated for by the influx of water. This happens according to FIG. 9 in that the atmospheric pressure pushes the water out of the expansion vessels 6 through the lines 8 and 2, the locking mechanism 3 and the boiler 4 in place of the disappearing steam bubble. On the other possible route out of the expansion vessel 6 through lines 8 and 2, radiators 5, lines I ^s and i ^a , only a correspondingly small part of the water is conveyed according to its much greater frictional resistance, which sicli in the sense of the never completely interrupted circulation of Fig. 6 will express only in a slight 'speed reduction' of the flowing water.

Da die Dampfblase bei ihrer Kondensation also kaltes Rücklaufwasser in den Kessel saugt, ist erneute Dampfbildung noch weiter hinausgeschoben, . bis auch die hinzugekommene Wassermenge wieder Siedetemperatur erlangt hat. Dann erst tritt wiederum Dampfbildung ein und der beschriebene Vorgang' wiederholt sich.Since the steam bubble sucks cold return water into the boiler when it condenses, renewed steam formation is postponed even further,. until the added amount of water has reached the boiling point again. Only then does the formation of steam occur again and the process described is repeated.

Wie ersichtlich, hängt die Dauer der Periode hauptsächlich ab von der Temperatur des Rücklaufwassers und der Geschwindigkeit der Wärmezuführung. Erreicht das Rücklaufwasser fast Siedetemperatur und ist die Wärmezuführung im Kessel so energisch, daß die in. den Kessel geführte Rücklaufwassermenge rasch zum Sieden gebracht wird und schon Dampf bildet, ehe die erste Dampfblase vollkommen verschwunden ist, dann hört die periodisch beschleunigte zwangläufige Bewegung, die Pulsation, auf und es bleibt nur die Schwerkraftzirkulation nach Fig. 6 übrig, die allerdings auch durch die in der Steigeleitung vorhandenen Dampfblasen beschleunigt wird, bei noch stärkerer Dampfentwicklunghört auch diese Bewegung auf, und es tritt kontinuierliche Dampfbildung ein, welche den Kreislauf des Wassers ganz unterbricht. As can be seen, the length of the period depends mainly on the temperature the return water and the speed of the heat supply. The return water reaches almost boiling temperature and is the heat supply in the boiler so vigorously that the amount of return water fed into the boiler is brought to the boil quickly and forms steam before the first Vapor bubble has completely disappeared, then the periodically accelerated inevitable stops Movement, the pulsation, and only the gravity circulation according to FIG. 6 remains, which, however, is also caused by the in vapor bubbles present in the riser are accelerated, with even stronger vapor development this movement also occurs, and the continuous formation of steam takes place, which completely interrupts the circulation of the water.

Wird der Heizkörper 5 geschlossen, wenn das Wasser im Kessel kocht, so entweicht der sich bildende Dampf nach Fig. 10 durch die Steigeleitung 9, deren als Sicherheitsventil dienendes Gesperre 7 sich öffnet, wenn der der Wasserhöhe entsprechende Druck überschritten wird. Die Dampfbildung und Kondensation des Dampfes findet nicht kontinuierlich, "sonderni stets periodisch statt, wenn' der Kessel 4 dem Steigerohre 1 gegenüber keine nennenswerte Querschnittserweiterung aufweist, wie dies bei einem Schlangenrohrkessel oder Heizspirale der Fall ist. Bei einem Großwasserraumkessel dagegen, wo eine bedeutende Querschnittserweiterung gegenüber der ' Steigeleitung 1 stattfindet, hat die Dampfbildung, um periodisch auf zutreten, nicht im Kessel 4 selbst, sondern in einem Teile des Steigerohres 1 zu geschehen, welche letztere durch geeignete Kesselkonstruktion oder durch geeignet geführte Feuerzüge oder der Steigeleitung 1 leicht erreicht werden kann.If the heating element 5 is closed when the water is boiling in the kettle, it escapes the forming steam according to FIG. 10 through the riser 9, which acts as a safety valve Serving locking mechanism 7 opens when the pressure corresponding to the water level is exceeded. The steam formation and Condensation of the steam does not take place continuously, "but always periodically, if 'the boiler 4 does not have any significant cross-sectional enlargement compared to the riser pipes 1 has, as is the case with a coiled tube boiler or heating coil. at a shell boiler, on the other hand, where there is a significant expansion of the cross-section opposite the 'riser 1 takes place, the steam formation has to occur periodically, not to happen in the boiler 4 itself, but in part of the riser pipe 1, which the latter by suitable boiler construction or by suitably guided Fire trains or the riser 1 can be easily reached.

Claims

Patent claim:

Hot water heating, characterized by the union of the two facilities, that instead of the flow (1) the return (2) with the expansion vessels (6) is brought into open connection (pipe 8), and that in the return line (2) a downstream of the boiler (4) opening lock (3) is switched on.

1 sheet of drawings.