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Kessel mit Feuerung und Austauscher, dievoneinander trennbar
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sind.
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Die Erfindung betrifft einen insbesondere furr Zentralheizungen bestimmten
Kessel, insbesondere für die Heizung von Sinzelwohnungen, welche eine geringe Leistung
erfordern. Dieser Kessel kann mit Brennöl oder mit Gas beheizt werden und enthält
einen Umlauf eines Wärmeträgers. Perner hat er die Bauart mit einer Feuerung und
einem Austauscher, welche voneinander trennbar sind.
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Es sind Kessel dieser Art bekannt, bei welchen die Feuerung und der
Austauscher beide aus geschweisstem Stahl hergestellt sind.
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Im Betrieb liegt der Austauscher uber der Feuerung, von welcher er
einen rechteckigen Abschnitt verlagert, während der Brenner in dem unteren Teil
der Feuerung angeordnet ist. Die waagerecht gerichtete Plamme des Brenners trifft
auf die gegenüberliegende Seite der Feuerung.
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Ein derartiger Kessel besitzt den Nachteil eines bedeutenden Platzbedarfs
in lotrechter Richtung. Ferner macht die Rerstellung des Austauschers aus geschweisstem
Stahl diesen teuer und gestattet nur schwer , die für die gute
Strönung
der Verbrennungsgase günstigen abgerundeten Formen zu erhalten.
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Die Erfindung bezweckt die Herstellung eines gedrängten Kessels,welcherdie
obigen Hachteile nicht aufweist und leicht einzubauen und zu warten ist.
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Der erfindungsgemässe Kessel mit einer Peuerung und einem Austauscher,
welche voneinander trennbar sind, wobei der Austauscher aus Gusseisen hergestellt
ist und einen vollständig offenen Abschnitt der Peuerung übergreift, ist dadurch
gekennzeichnet, dass der Austauscher aus einem Stück besteht und einen Brenner trägt,
dessen Plamme sich von ihm entfernt, und dass die auf allen Seiten von dem Wärmeträger
umgebene Peuerung im Betrieb vollstandig geschlossen ist, mit Ausnahme des von dem
Austauscher übergriffenen offenen Abschnitts.
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Dieser Aufbau ernöglicht die Vereinfachung der Feuerung, deren Form
so gut den Kenngrössen der Verbrennung angepasst werden und eine günstigste Entwicklung
der Flamme gewährleisten kann. Er ermöglicht ferner, den Austauscher der Strahlung
der brennenden Gase weitgehend auszusetzen.
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Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung tritt durch
den Austauscher eine Reihe von von dem Wärmeträger umgebenen Peuerzügen, welche
einen von einem divergierenden Abschnitt gefolgten konvergierenden Abschnitt aufweisen
und in einen aussen an dem Austauscher angebrachten Rauchkasten münden.
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Die Flamme wird so auf sich selbst zurückgebogen, wodurch ihre Ausdehnung
verkleinert wird, was gestattet, einen möglichst geringen Platzbedarf z.B. in lotrechter
Richtung zu erhalten.
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Der Brenner kann ebenfalls lösbar angebracht sein und dicht durch
einen in den Austauscher ausserhalb des die Feuerzüge aufweisenden abschnitts ausgebildeten
Durchlass treten, was seine Zugänglichkeit verbessert.
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Ferner liegt der Austauscher vorzugsweise im Betrieb über der Feuerung,
was gestattet, den Brenner und den Kamin für den Abzug der Abgase an den oberen
Teil anzuordnen, und den Einbau und die Wartung erleichtert.
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Genäss einer besonderen Ausführungsform ist die
Feuerung
aus Gusseisen hergestellt, und hat eine etwa rechteckige Aussenform. Man erhält
so einen äusserst gedrängten Kessel, dessen Form seinen Einbau in die Ausstattung
einer Küche gestattet.
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Gemäss einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist die Feuerung
aus Stahlblech hergestellt, und ihre Innenwand weist einen praktisch zylindrischen
Teil auf, welcher durch einen gewölbten Boden abgeschlossen ist. Man erhalt so einen
leichten Kessel, welcher ebenfalls wenig sperrig und leicht in einer Wohnung unterzubringen
ist.
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Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung
beispielshalber erläutert.
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Fig. 1 ist eine längsder Mittellinie I-I der Fig.
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2 geschnittene Seitenansicht einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemässen
Kessels.
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Fig. 2 ist eine Draufsicht des Kessels der Fig. 1 unter Wegbrechung
von Teilen.
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Fig. 3, 4 und 5 zeigen Querprofile der Feuerung längs der Linien
III-III bzw. IV-IV bzw. V-V der Fig. 1.
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Pig. 6 ist eine Schnittansicht einer Einzelheit der Fig. 1 in einem
erheblich grösseren Maßstab.
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Fig. 7 ist eine langs der Linie VII-VII der Fig. 2 geschnittene Teilansicht
des Kessels der Pig. 1.
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Pig. 8 ist eine längs der Linie VIII-VIII der Fig.
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9 geschnittene Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform des ##############ssen
Kesels.
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Fig. 9 ist die Draufsicht des Kessels der Fig. 8 unter Wegbrechung
von Teilen.
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Fig. 10 ist eine vergrösserte Teilansicht der Fig.
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8, welche eine Einzelheit der Verbindung zwischen dem Austauscher
und der Peuerung zeigt.
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Bei der ausführung der Fig. 1 bis 7 enthält der erfindungsgemässe
Kessel 1 eine Peuerung 2 und einen Austauscher 3, welche beide mit dem Umlauf eines
Wärmeträgers arbeiten und miteinander lösbar und trennbar vereinigt sind. m)er aus
Gusseisen in einen einzigen Stück hergestellte Austauscher
3 übergreift
einen praktisch waagerechten Abschnitt 4, welcher an dem oberen Teil der Feuerung
2 ausgebildet und vollständig offen ist.
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Der Austauscher 3 trägt einen Brenner 5 üblicher Bauart, welcher
mit Gas oder Brenner arbeitet und so angeordnet ist, dass sich seine Flamme von
der Innenfläche des Austauschers 3 entfernt und gegen den Boden 6 der Feuerung 2
gerichtet ist. Dieser Boden ist von einem doppelwandigen Raun 7 für den Umlauf des
Wärmeträgers umgeben, welcher ihn auf allen umgibt.
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Seiten, mit Ausnahme der den Abschnitt 4 bildenden, ei der beispielshalber
dargestellten Ausführung umgibt der Raum 7 die Innenflachen und Seitenflachen der
Peuerung 1, und der schematisch bei 5 cargestellte Brenner arbeitet mit Brenner.
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Von oben gesehen, ist die Form des Austauschers 3 etwa rechteckig
mit einer der Schnittlinie I-I entsprechenden Längssymmetrieebene X1-X2.
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Der Austauscher 3 hat einen unsymmetrischen Aufbau. Auf einer Seite
enthält er einen in einer etwa waagerechten Wand 9 ausgebildeten kreisförmigen Durchlass
8. Der Brenner 5 ist in den Durchlass 8 so eingesetzt, dass die Flamme F zu Beginn
in lotrechter Richtung nach unten gerichtet ist. Der Brenner 5 ist an der Wand 9
durch nicht sichtbare Bolzen befestigt, welche in am Umfang des Durchlasses 8 ausgebildete
Gewindebohrungen 10 eingeschraubt sind.
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Ein lotrechter und sich leicht erweiternder Durch lass 11 verlängert
die Wand 9 nach unten und ungibt einen innerhalb des Kessels liegenden Teil 5a des
Brenners 5.
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Auf der anderen Seite tritt durch den Austauscher 3 eine Reihe (Fig.
2) von Flaimenzugen 12 mit etwa lotrechten Achsen und Rechteckquerschnitten mit
abgerundeten Ecken. Wie aus Fig. 1 und 2 hervorgeht, ist die Achse des Brenners
parallel zu den Achsen der Flammenzüge, welche parallel zu der Symmetrieebene X1-X2
der Feuerung 2 sind. Die Flammenzüge 12 weisen einen unteren konvergierenden Abschnitt
12a, eine mittlere, etwa auf der liöhe der Stand 9 liegende engste Stelle 12 und
b einen oberen divergierenden Abschnitt 12 auf.
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Mit überstehenden Kopf en 13a versehene Prallscheiben
13
ruhen auf den oberen Rändern der Plammenzüge 12 und sind innerhalb derselben entfernbar
aufgehängt.
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Ein mit einem Wämeträger gefüllter doppelwandiger Mantel 14 umCibt
die Plammenzüge 12 und erstreclrt sich bei 14a um den Durchlass 11 herum, welchen
er ebenfalls umgibt.
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Er besitzt eine etwas über der Höhe des Abschnitts 4 liegende untere
Plache 3a' welche fast die Gesamtheit der der Feuerung zugewandten Flache des Austauschers
bildet.
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Über dem Austauscher 3 ist ein Rauchkasten 15 angeordnet, in welchen
die Plammenzüge 12 münden. Er ist auf die etwa ebene Oberseite 3b aufgesetzt, welche
die oberen Ränder der Flammenzüge 12 umgibt, und an dieser durch Muttern 16 festgezogen,
welche auf Gewindebolzen 17 aufgeschraubt sind, welche ihrerseits in in der Flache
3b ausgebildete Gewindebohrungen eingeschraubt sind. Die Dichtigkeit wird durch
eine Umfangsdichtung, insbesondere aus Asbest, erhalten. Eine oeffnung 19 für den
Anschluss eines Kamins schliesst den Rauchkasten 15 an seinem oberen Teil ab. Gemäss
einer bevorzugten Ausführungsform sind die Plache 3b sowie die entsprechende Anlagefläche
des Rauchkastens 15 durch Bearbeitung abgerichtet.
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Die Feuerung 2 und der Austauscher 3 tragen in der Mitte ihrer kleinen
Seiten Festziehlappen 24 bzw. 25, in welche die durch die muttern 27 festgezogenen
Gewindebolzen 26 so eingreifen, dass sie zwei Dichtungsflächen 2a und 3c gegeneinander
drücken, welche im Betrieb etwa waager#cht liegen und an der Peuerung 2 an der Stelle
des offenen Abschnitts 4 bzw.
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an dem Austauscher 3 ausgebildet sind. Diese beiden Flächen 2a und
3c tragen einander gegenüberliegende Nuten 20 bzw. 21, in welche eine Dichtung######
22 eingelegt wird,z.B. ein Asbestwulst.
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Die Peuerung 2 hat im Grundriss einen Rechteckquerschnitt, welcher
dem des Austauschers 3 ähnlich ist und die gleiche Spmetrieebene X1-X2 hat. Sie
besitzt eine schalenförmige innere Wand 2b welche den Boden 6 enthält und eine die
Entwicklung der Flamme ermöglichende Brennkammer 27 abgrenzt, Die Kammer 27 besitzt
einen ersten Abschnitt 27a, welcher von dem Brenner 5, an dessen Stelle seine Breite
und Höhe gering
sind, bis zu einer in der Hähe der Plammenzüge
12 gehenden Mittelebene P geht. Der Querschnitt dieses Abschnitts 27a nimmt von
der Zone des Brenners 5 (Fig. 3) bis zu der Mittelebene P (Fig. 4) infolge der gleichzeitigen
Zunahme seiner Breite und Höhe zu.
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Der in Bezug auf das Fortschreiten der Flamme F strömungsabwärts
liegende Abschnitt 27b der Kammer 27, d.h. der Jenseits der Mittelebene P liegende,
behält eine konstante Breite bei, seine Höhe nimmt jedoch ab, wie dies aus dem Vergleich
der Fig. 4 und 5 hervorgeht.
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Beiderseits des schmalen Abschnitts des Volumens 27a sind ausserhalb
der Dichtungsflächen 2a und 3c zwei doppeltkonische und gegebenenfalls teilweise
geschlitzte Ringe 28 angeordnet, welche die doppelwandigen Wassermäntel 7 und 14a
miteinander verbinden. Fig. 7 zeigt den Einbau eines dieser Ringe 28, welcher in
zwei konische oeffnungen 29 und 30 eingepresst ist, welche einander gegenüber in
den etwa waagerechten Wänden der Feuerung 2 bzw. des Austauschers 3 ausgebildet
sind.
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Perner sind zwei Bohrungen 31 und 32 fur den Abgangbzw.den Rückfluss
des Wärmeträgers zu den Nutzapparaten oben an dem Austauscher 3 bzw. unten an der
Feuerung 2 ausgebildet.
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Bei der dargestellten Ausführung besitzt die Feuerung 2 noch vier
Flüsse 71 und eine im Betrieb durch eine entfernbare Platte 73 geschlossene Reinigungsöffnung
72.
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Der obige Kessel arbeitet folgendermassen Die von dem Brenner 5 kommenden
Verbrennungsprodukte bilden eine Flamme X, welche bei ihrem Entstehen mit einer
lotrechten Abwärtsbewegung in den Abschnitt 27a der Kammer 27 fortschreitet. Unter
der Wirkung der absteigenden gebogenen Form des Bodens 6 in dem Volumen 27a wird
die Richtung der Flamme F allmählich umgebogen, bis sie etwa waagerecht wird, wie
dies Fig. 1 zeigt.
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lEch iiassgabe der Entwicklung der Verbrennung trifft die Flamme
P auf wachsende Querschnite, welche ihre stetige Enticklung ermöglichen.
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An der Stclle der Ebene P ist die mittlere Richtung der Flamme F
etwa waagerecht. Sie hat dann ihre volle Entwicklung
erreicht.
Die Flamme P durchläuft dann das Volumen 27bs wobei sie nach oben in Richtung auf
die Flammenzüge 12 umgebogen wird, wobei sie Querschnitte konstanter Breite und
langsam abnehmender Höhe durchströmt, welche dem allmählichen Austritt der verbrannten
Gase entsprechen.
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Am Ende des Weges befinden sich die verbrannten Gase den Flammenzügen
12 gegenüber, welche sie unter Umströnung der Prallscheiben 13 durchlaufen, um schliesslich
in den Rauchkasten 15 zu gelangen.
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Der so verwirklichte Weg ermöglicht eine günstige Entwicklung der
Flamme F. Diese folgt nämlich einer Abwärtsbewegung während ihres Entstehens und
ihrer dynamischen Entwicklung, und einer natürlichen Aufwärtsbewegung, wenn sie
ihre volle Entwicklung erreicht hat. Dieser für die Verbrennung sehr günstige Zustand
wird in einen insbesondere der lIöhe nach seLr geringen Platzbedarf erhalten.
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Ferner besitzt der Austauscher gleichzeitig eine untere, der Wärmeübertragung
durch Strahlung der Flamme F unmittelbar ausgesetzte Fläche 3a und Flammenzüge 12
zum Auffangen der von den verbrannten Gasen durch Konvektion abgegebenen Kalorien,
wodurch der gedrängte Aufbau der Anordnung noch verbessert wird.
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Der obige Kessel ist übrigens sehr leicht zusammenzubauen, auseinanderzunehmen
und in Stand zu halten.
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Die durch die Peuerung 2, den Austauscher 3 und den Brenner 5 gebildeten
Elemente sind nämlich leicht transportierbar, selbst an schwer zugänglichen Stellen,
und können mit wenigen Werkzeugen zusammengebaut werden. An den eingebauten Kesseln
ermöglicht die gegen die Achse versetzte Stellung des Brenners 5 eine gute Zuganglichkeit
dieses heiklen Teils, und im Falle eines Schadens ist der Ausbau und der Ersatz
eines zerstörten Elements bequem.
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Ferner wird bein Zusarmenbau die richtige gegenseitige Stellung der
Feuerung 2 und des Austauschers 3 durch das Zusammenwirken der Ringe 28 und der
Öffnungen 29 und 30 gewährleistet.
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Dank dieser Vortcile bietet dieser Kessel eine ausgezeichnete Lösung
der Zentralbeheizung von Einzeiwohnungen.
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Bei der in FiG. 8 bis 10 dargestellten Ausführung besitzt der erfindungsgemasse
Kessel eine Feuerung 34 aus Stahlblech, welche auf allen Seiten von einem Wärmeträger
umgeben ist, mit Ausnahme eines oberen etwa waagerechten offenen Abschnitts 75,
welcher von einen Austauscher 35 aus Gusseisen aus einem einzigen Stück überdeckt
wird.
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Die Peuerung besitzt eine in der Betriebsstellung lotrechte Symmetrieachse
Y-Y. Ein äusserer Mantel 77 und ein innerer Mantel 78, welche vorzugsweise durch
Schweissen miteinander verbunden sind und einen unteren balligen konkaven Boden
79 bzw. konvexen Boden 80 besitzen, begrenzen den ringförmigen tZuntel 81 für sen
Umlauf des Wärmeträgers. Der Mantel 81 ist oben durch die Verbindung der abgerundeten
Randleiste 42 mit dem 1aiitel 77 abgeschlossen, welche vorsugsweise durch Schweissen
erfolgt.
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Der etwa kreisförmige Austauscher 35 ist an seiner Unterseite mit
einer Umfangsnut 39 (Fig. 10) und einer Zentrierrandleiste 37 versehen. Er wird
durch eine Rippe 36 gehalten, welche unter Zwischenschaltung einer Dichtung in diese
Nut 39 eingreift. Drei an einem Ende mit Gewinde versehene und an dem anderen Ende
hakenförmig umgebogene Zugstangen 63 vereinigen drei um 1200 gegeneinander versetzte
offene Lappen 66 an den Austauscher 35 mit drei den Lappen 66 gegenüber an dem Mantel
77 angeschweissten Blechen 65.
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Ein nach unten gerichteter Brenner 59 bekannter Bauart mit lotrechter
Achse sowie eine Reihe von konvergierenden und divergierenden lotrechten Flammenzügen
62 sind um die Achse Y-Y herum verteilt und treten durch den Austauscher 35. Die
Flammenzüge 62 münden in einen Rauchkasten 61, welcher mit dem Austauscher 35 verbolzt
und mit einer seitlichen Öffnung 82 für den Anschluss eines Kamins und mit einer
entfernbaren Platte 56 für die Reinigung versehen ist.
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Ein Raum 57 für den Umlauf des Wärmeträgers in de Austauscher 35
umgibt die Flammenzüge 62 und den in dem
Kessel liegenden unteren
Teil des Brenners 59, und ein gekröpfter Verbinder 83 setzt diesen Raum 57 mit dem
Umlaufmantel 81 der Feuerung 34 in Verbindung.
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Hierfür sind zwei Öffnungen 84 und 85 (Fig.iOY mit etwa waagerechter
bzw. lotrechter Achse in den Mantel 77 bzw. in dem unteren Teil eines seitlichen
Vorsprungs 35a des Austauschers 35 ausgebildet und dicht mit den beiden Enden des
Verbinders 83 mit Hilfe von verbolzten Flanschen und Dichtungen benannter Bauart
verbunden.
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Eine Leitung 58 für den Austritt des warmen Wärmeträgers zu der Benutzungsstelle
ist an dem oberen Teil des Austauschers 35 angebracht und steht mit dem Raum 57
in Verbindung, während eine Leitung 86 für den Rückfluss des abgekühlten sfärmeträgers
unten an dem Mantel 77 angeordnet ist und mit dem Mantel 81 in Verbindung steht.
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Während des Betriebes erzeugt der Brenner eine lotrecht nach unten
gerichtete Flamme F, welche sich allmählich nach IIassgabe der Verbrennung erweitert
und in der Peuerung 34 abwärtsgeht. Bei ihren Austritt aus der Flamme steigen die
verbrannten Gase ringförmig zu den Feuerzügen 62 auf, welche sie durchströmen, um
in den Rauchkasten 61 gelangen, um durch die seitliche Öffnung 82 in den Kamin abgeführt
zu werden.
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Man findet also hier die Vorteile eines geringen Platzbedarfs, einer
guten Entwicklung der Fiamme und eiher natürlichen Abfuhr der terbrannten Gase wieder.
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Ferner ermöglicht die Herstellung der Feuerung aus Stahl die Erzielung
eines geringen Gewichts, ohne weder die Herstellungskosten infolge der gewählten
einfachen Formen zu belasten, noch, wie oben ausgeführt, die Gute der Verbrennung
zu beeinträchtigen. Perner ermöglicht die Herstellung des Austauschers aus Gusseieen
die Erzielung der stetig reränderlichen Formen, welche tur Ermöglichung einer guten
Stromung der Gase, insbesondere in den Feuerzügen, erforderlich sind.
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Die Erfindung kant natürlich abgewandelt werden. So kann insbesondere
der offene Abschnitt der Peuerung lotrecht anstatt waagerecht angeordnet sein. Die
Achse des
Brenners und die Achsen der Feuerzüge liegen dann waagerecht,
und die Feuerung und der Austauscher sind un 900 verschwenkt.
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e e r s e i t e