DE3018308A1 - Heisswasserbereiter, insbesondere zentralheizungskessel - Google Patents
Heisswasserbereiter, insbesondere zentralheizungskesselInfo
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Description
SELF-CLIMAT, Societe Anonyme, 6 Rue de La Justice,
93160 Noisy-le-Grand, Frankreich
Die Erfindung betrifft einen Heißwasserbereiter, insbesondere Zentralheizungskessel, für feste Brennstoffe,
vorzugsweise HoIz7 oder flüssige oder gasförmige Brennstoffe,
mit einer zur Aufnahme des festen Brennstoffes bestimmten großen Kammer in Gestalt eines im wesentlichen
mit horizontaler Achse angeordneten Zylinders, die seitlich und an ihrem hinteren Ende durch Doppelwände
begrenzt ist, zwischen denen das zu erwärmende Wasser in Form einer dünnen Wasserschicht durchströmt,
wobei an dem vorderen Ende der Kammer eine Feuerungstür angeordnet ist.
Heizkessel dieser Art werden seit mehreren Jahren mit dem Ziel hergestellt, insbesondere die Verbrennung auch
von Holzscheiten mit einer Länge von ca. 1 m zu gestatten, d.h. der Länge, auf die Brennholz nach der Fällung
normalerweise zugeschnitten wird. Die zur Aufnahme dieser Holzscheite bestimmte zylindrische Kammer weist
deshalb eine Länge auf, die etwas oberhalb eines Meters liegt. Bei diesem bekannten Heizkessel ist die für die
Aufnahme des Brennholzes bestimmte zylindrische Kammer seitlich von zwei koaxialen Mantelschüssen, sowie an
einem Ende von zwei im Abstand zueinander angeordneten Scheiben begrenzt, die an die Mantelschüsse angeschweißt
sind. Der zwischen den beiden Mantelschüssen und den beiden Scheiben vorhandene Raum ist von dem zu erwärmenden
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Wasser durchströmt. Die Verbrennung des Holzes geschieht im Inneren dieser Kammer, die durch einen
horizontalen Rost in zwei Abteile unterteilt ist. Das obere Abteil bildet die eigentliche Verbrennungskammer,
während das untere Abteil als Aschenkammer dient. Die zum Schüren dienende Feuerungstür ist
mit einer Zuführungseinrichtung für die Verbrennungsluft
versehen, während das obere Abteil einen Stutzen zum Anschluß der Verbrennungskammer an einen Kamin
aufweist.
Bei diesen bekannten Heizkesseln vfirkt deshalb lediglich der innere Mantelschuß und die innenliegende
Scheibe als Heizfläche. Darüber hinaus können eigentlich lediglich ein Teil des inneren Mantelschusses
und der innenliegenden Scheibe, d.h. der oberhalb des Rostes sich befindende Teil, wirksam an dem
Wärmeaustausch zwischen den Flammen und Verbrennungsgasen sowie dem Wasser, teilnehmen. Der Zustrom der
Verbrennungsluft geschieht in der Regel durch einen Lufteinlaß, der in der Feuerungstür oberhalb des
Rostes derart angeordnet ist, daß das unterhalb des Rostes befindliche Abteil als Zuführung für die Verbrennungsluft zu dem auf dem Rost liegenden Holz,
sowie als Aschenkasten, dient. Die von der Verbrennung des auf dem Rost liegenden Holzes herrührenden Flammen
und Gase treten nach oben zu durch den Anschlußstutzen in den Kamin aus, nachdem sie den oberen Teil
des innenliegenden Mantelschusses und der innenliegenden Scheibe, der sich oberhald des Rostes erstreckt,
beheizt haben.
Es wurde schon versucht, die unterhalb des Rostes liegenden Teile des innenliegenden Mantelschusses
und der innenliegenden Scheibe ebenfalls als Heizfläche auszunützen, indem in der Tür eine Zuführung
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der Verbrennungsluft oberhalb des Rostes vorgesehen wurde, mit dem Ziel eine Verbrennung mit
umgelenkten Flammen zu erzielen, d.h. mit Flammen, die durch den Rost nach unten gehen, um damit auch
den Teil des Mantelschusses und der Scheibe zu beheizen, die unterhalb des Rostes liegen. Trotz einem
in diesem Falle in dem oberen Teil der Verbrennungskammer angeordneten Ablenkelement, das die Aufgabe
hat, einen unmittelbaren Austritt der Flammen und der Verbrennungsgase in den Kamin zu verhindern,
ist es bei dieser bekannten Anordnung wegen des Anschlusses der Kammer an den Kamin nicht möglich, eine
echte umgelenkte Verbrennung zu erzielen, die im Fall von Holz gewährleistet, daß die Dämpfe, Ruß- und
Teerteilchen, die brennende Glut durchstreichen, um damit eine vollständige und einwandfreie Verbrennung
des Holzes zu gewährleisten. Darüber hinaus ist der Wärmeaustausch zwischen den Flammen und den Verbrennungsgasen sowie dem unterhalb des Rostes liegenden Teil des
inneren Mantelschusses und der innenliegenden Scheibe wegen des Vorhandenseins der Asche beträchtlich herabgesetzt,
die sich auf dem als Aschenkasten dienenden unteren Teil des inneren Mantelschusses ansammelt.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Warmwasserbereiter, insbesondere einen Zentralheizungskessel, der eingangs
genannten Art zu schaffen, der den beschriebenen Nachteilen der bekannten Heizkessel abhilft und bei gleicher
Größe eine zumindest verdoppelte Heizleistung, sowie eine vollständige Verbrennung des Holzes gewährleistet,
und zwar ohne Gefahr der Verrußung des Kessels und des Kamines, sowie des Auftretens von
Kaminbränden.
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Außerdem ist es Aufgabe der Erfindung, einen
Heißwasserbereiter anzugeben, der es gestattet, in einfacher und schneller Weise von der HoIzheizung
auf die Heizung mit flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen überzugehen, und zwar ohne
daß der eigentliche Heißwasserbereiter abgeändert werden müßte.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei dem erfindungsgemäßen Heißwasserbereiter die Doppelwände, zwischen
denen das zu erwärmende Wasser in Gestalt einer dünnen Wasserschicht zirkuliert, im Bereiche des
tiefsten Teiles der Seitenfläche der Kammer durch eine oder mehrere,mit einem oder mehreren Rost(en)
versehene öffnung(en) durchbrochen, durch die eine Verbindung zwischen dem Innenraum der Kammer und
einer darunterliegenden Kammer hergestellt ist. Die Außenwand der Doppelwände ist im Abstand von
einer äußeren Wand umgeben, durch die gemeinsam mit der Außenwand ein mit der unteren Kammer und
einem Kaminanschlußstutzen in Verbindung stehender Kanal gebildet ist. In der Feuerungstür ist eine
in die Kammer mündende Luftzufuhreinrichtung angeordnet.
Die Anordnung von dem oder den Rost(en) in einer oder mehreren in dem untersten Teil der Seitenfläche
der zylindrischen Kammer die Doppelwand durchbrechenden öffnung(en) bewirkt, daß der Aschenkasten außerhalb der Kammer derart angeordnet ist, daß die
gesamte Innenwand der Kammer an dem Wärmeaustausch mit dem Wasser teilnimmt. Der die Außenwand der
Kammer umgebende Gaskanal gestattet es, auch diese Außenwand in gleichem Maße an dem Wärmeaustausch mit dem Wasser teilhaben zu lassen.
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Weil schließlich der Kanal in den Kamin mündet und die Verbrennungsluft in die Kammer einströmen
lassen wird, ist eine Verbrennung des auf den Roststäben liegenden Holzes mit umgekehrten
Flammen gewährleistet.
In der zylindrischen Kammer erfolgt eine Verkohlung des Holzes; deren freigesetzte Wärme die Innenwand
aufheizt. Die eigentliche Verbrennung mit umgekehrten Flammen, d.h. die Verbrennung der in dem Holz
enthaltenen flüchtigen Stoffe, die bei der Verkohlung freigesetzt werden, geschieht im Verlaufe
und nach dem Durchgang der Gase durch die auf dem Rost liegende brennende Glut, d.h. praktisch außerhalb
der zylindrischen Kammer, über den die Außenwand der Kammer umgebenden Kanal umstreichen sodann
die Flammen und die heißen Gase diese Außenwand, wobei sie über die Außenwand ihre Wärme an das in
der Doppelwand der zylindrischen Kammer zirkulierende Wasser abgeben. Die eigentliche Verbrennung mit
umgekehrten Flammen geschieht deshalb, genau besehen, auf dem Rost und in der unter dem Rost liegenden
Kammer, die über den genannten Kanal mit dem Kaminanschlußstutzen in Verbindung steht.
Um eine Verteilung der Gase über die gesamte Oberfläche der Außenwand zu gewährleisten, ist es vorteilhaft,
in dem Kanal vorzugsweise zwei Umlenkplatten anzuordnen, die sich etwa in der Höhe der Mitte
der zylindrischen Kammer von der hinteren Außenwand bis zu einem Abstand von der Feuerungstür im
wesentlichen horizontal erstrecken. Um die Verbrennung zu verbessern, ist es daneben zweckmäßig,
die jeweils mit dem Rost versehene(n) öffnung(en)
der Doppelwand der zylindrischen Kammer mit jeweils einer Brennschale zu versehen, die nach unten
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zu in die darunterliegende Kammer konvergierende Wände aufweist.
Der neue Heißwasserbereiter weist mit Vorteil an seinem vorderen Ende eine Feuerungstür auf, die
den Zutritt nicht nur zum Innern der zylindrischen Kammer/ sondern auch zu dem diese Kammer umgebenden
Kanal gestattet. Auf dieser Feuerungstür ist eine Schürtür gelenkig gelagert/ die Zutritt zu der
zylindrischen Kammer gibt und eine Zufuhreinrichtung für die Verbrennungsluft enthält. Um
leicht von der Holzheizung auf eine Heizung mit einem flüssigen oder gasförmigen Brennstoff überzugehen
ist es vorteilhaft, einen öl- oder Druckgasbrenner auf einer Hilfstüre anzuordnen, die
durch eine einfache Schwenkbewegung an die Stelle der Holz-Sehürtür gebracht werden kann, wobei die
zylindrische Kammer in diesem Falle dann die eigentliche Verbrennungskammer bildet. Die Flammen und die
Verbrennungsgase durchströmen, nachdem sie die Innenwand der zylindrischen Kammer beheizt haben, die
untenliegenden Öffnungen, um anschließend die Außenwand der zylindrischen Kammer zu bestreichen, bevor
sie in den Kamin entweichen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 einen Heizkessel gemäß der Erfindung, im axialen Schnitt in einer Seitenansicht,
Fig. 2 den Heizkessel nach Fig. 1, in einer Ansicht längs des Teiles II der Fig. 1, und
Fig. 3 den Heizkessel nach Fig. 1, geschnitten längs
der Linie III/III der Fig. 1,in einer Seitenansicht.
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Der in der Zeichnung dargestellte Zentralheizungskessel weist eine im wesentlichen in Gestalt eines
Zylinders mit horizontaler Achse ausgebildete,untere Kammer 1 auf. Die Kammer 1 ist seitlich durch
eine zylindrische Wand 2 und an dem hinteren Ende oder dem Boden durch eine scheibenförmige Wand 3
begrenzt. Die Wand 2 und die Wand 3 sind im Abstand von einer zylindrischen Außenwand 4 und einer scheibenförmigen
Außenwand 5 umgeben, wobei die Wände 2,3, wie auch die Außenwände 4,5, miteinander verschweißt
sind. An der gegenüberliegenden Vorderseite sind die Wand 2 und die Außenwand 4 durch
einen aufgeschweißten Ring 6 miteinander verbunden. Die Wände 2,4 und 3,5 begrenzen zwischen sich einen
Raum, der zum Durchtritt des aufzuheizenden Wassers bestimmt ist. Die Außenwand 4 weist in der Nähe
ihres hinteren Endes einen unteren Anschluß 7 auf, an den die Rücklaufleitung der Heizkörper der Zentralheizungsanlage
angeschlossen ist, während in der Nähe ihres vorderen Endes ein oberer Anschluß 8 vorgesehen
ist, der für den Vorlauf des heißen Wassers zu den Heizkörpern der Zentralheizungsanlage dient.
Die zylindrische Außenwand 4 ist zu ihrer oberen Hälfte im Abstand von einer halbzylindrischen außenliegenden
Wand 9 umgeben, die auf beiden Seiten vertikal nach unten verlängert ist. In ähnlicher Weise ist
im Abstand zu der Außenwand 5 eine äußere Wand 10 an an die äußere Wand 9 angeschweißt. Die äußere Wand
trägt einen Anschlußstutzen 11, der zum Anschluß des Kessels an einen Kamin bestimmt ist.
Die äußeren Wände 9e 10 sind von einem Isoliermantel
12 umgeben.
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ORIGINAL, JNSPECTHD
ORIGINAL, JNSPECTHD
An dem dem offenen Ende der Kammer 1 entsprechenden vorderen Ende des Heizkessels ist eine Tür 13 mit
vertikaler Schwenkachse 14 angeordnet. Die Tür 13 enthält
eine mittige öffnung 15, die es gestattet, die Kammer 1 mit Holzscheiten zu beladen. Die
öffnung 15 der Tür 13 ist durch eine Feuerungstür
16 verschlossen, die bezüglich der Tür 13 um eine Vertikalachse 17 schwenkbar gelagert ist. Die
Feuerungstür 16 weist eine Primärluftklappe 18 auf, die eine Primärlufteintrittsöffnung 19 unter der
Einwirkung eines Zugreglers 20 steuert, welcher die Wassertemperatur beim Vorlauf zu den Heizkörpern
der Zentralheizungsanlage mißt.
Die zylindrische Doppelwand 2,4 der Kammer 1 weist
in ihrem tiefsten Bereich eine verhältnismäßig lange aber schmale öffnung auf, in die eine Brennschale
21 mit nach unten zu zusammenlaufenden Wänden eingesetzt ist, die an ihrem oberen Ende einen
der Gestalt der Wand 2 angepaßten Ringflansch trägt.· In das obere Ende der Brennschale 21 ist ein Rost
eingesetzt, der die gleiche Krümmung wie die Wand aufweist.
Die ganze Kammer 1 ist mittels nicht dargestellter Einrichtungen oberhalb von einem feuerbeständigen
Boden 23 derart gehaltert, daß zwischen dem unteren Teil der zylindrischen Außenwand 4 und dem Bodenteil 23 eine Kammer 24 ausgebildet ist, die seitlich
von den vertikalen Teilen der äußeren Wand 9 begrenzt ist. Eine Tür 25, die unterhalb der Tür
vorgesehen ist, gestattet von vorne her den Zugang zu der Kammer 24.
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Zwei horizontale Umlenkplatten 26 erstrecken sich in einer im wesentlichen durch die Achse der Kammer
verlaufenden Horizontalebene zwischen der äußeren Wand 9 und der Außenwand 4, und zwar etwa von der
Mitte der Längserstreckung der Kammer 1 bis zu der äußeren Wand 10.
Aus den Figuren 1 und 2 ist zu ersehen, daß ein Öl- oder Uberdruckgasbrenner 27 auf einer Tür
angeordnet ist, die die gleiche Größe wie die Tür 16 aufweist und um eine Vertikalachse 29 mittels
zweier horizontaler Arme 30 schwenkbar gelagert ist, die ihrerseits um Vertikalachsen 31 verschwenkbar
sind, welche der Schwenkachse 14 der Tür 13 gegenüberliegend an der vorderen Stirnseite
des Heizkessels aufeinander ausgerichtet vorgesehen sind. Die Tür 28 mit dem Brenner 27 kann
durch entsprechende Verschwenkung anstelle der Tür 16 auf die Tür 13 aufgesetzt werden»
Im Folgenden wird die Betriebsweise des oben beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten
Heizkessels erläutert:
Der Heizkessel ist insbesondere zur Beheizung mittels Holzscheiten eingerichtet, deren Länge
beispielsweise 1 m beträgt. Die Scheite werden durch die öffnung 15 der Tür 13, nachdem diese
von der Tür 16 freigegeben wurde, horizontal in die Kammer 1 eingelegt.
Unter der Wirkung des Zugs in dem Kamin,an den der Anschluß stutzen 11 angeschlossen ist, und
des Zutritts von Primärluft durch die von der Klappe 18 gesteuerte öffnung 19 - wodurch ein
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-ORIGINAL INSPECTED
nach unten gerichteter Zug durch den Rost 22 hindurch erzeugt wird - erfährt das in der Kammer
1 enthaltene Holz eine Verkohlung, wobei die im Verlaufe dieser Verkohlung freiwerdenden
flüchtigen Stoffe nach Aufheizung der Innen·^
wand 2/3 von oben nach unten durch den Rost 22 und die auf diesem Rost liegenden brennbaren
Glutteile hindurchtreten. Die Verbrennung dieser flüchtigen Stoffe geschieht beim Durchtritt durch
die erwähnte Glut, was bedeutet, daß die von der Verbrennung herrührenden Flammen nach unten zu
durch die Brennschale 21 hindurch brennen. Die Flammen und die Verbrennungsgase steigen durch
die untere Kammer 24 nach oben, die gleichzeitig als Aschenbehälter dient, wobei sie an den Außenwänden
4,5 der Kammer 1 entlangstreichen, um schließlich durch den Anschlußstutzen 1 in den
Kamin auszutreten, wobei die Umlenkplatten 26 die Verbrennungsgase über die gesamte Oberfläche
der Außenwände 4,5 leiten.
Die Verbrennung mit in den Unterteil der Kammer und in die untere Kammer 24 umgelenkten Flammen
gewährleistet eine vollständige Verbrennung der durch die Verkohlung des Holzes freigesetzten
flüchtigen Stoffe, was es gestattet, einen optimalen Anteil der Wärmeenergie des Holzes auszunutzen
, während gleichzeitig eine Verrußung des Heizkessels und auch des Kamins vermieden wird,
die sich häufig bei Holz-Heizkesseln mit einer Verbrennung mit nicht umgelenkten Flammen einstellt,
d.h. bei einer unvollständigen Verbrennung,
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INSPECTED
Dadurch daß die beiden Wände der Kammer 1 an dem Wärmeaustausch teilnehmen, kann nicht nur die Nutzleistung
bezüglich eines Heizkessels gleicher Größe mit einfacher Heizfläche verdoppelt werden, sondern
es wird darüber hinaus noch sichergestellt, daß die vollständig verbrannten Gase über den Anschlußstutzen
11 in den Kamin mit einer erniedrigten Temperatur austreten, wodurch zusammen mit dem
Fehlen von Dämpfen, Rußteilen oder Teeranteilen die Gefahren des Entstehens eines Kaminbrandes
ausgeschaltet werden.
Zum Betrieb mit öl oder mit Gas unter Gebläseüberdruck
genügt es, die Tür 16 zu öffnen und auf die öffnung 15 der Tür 13 die den Brenner 27 tragenden
Tür 28 aufzusetzen, wobei dann die Kammer 1 als Verbrennungskammer dient, deren Innenwände
2 und 3 durch Strahlung, und deren Außenwände 4,5 durch die Verbrennungsgase aufgeheizt werden,
welche nach dem durch den Rost 22 erfolgenden Austritt aus der Kammer 1 nach oben steigen, um
schließlich durch den Anschlußstutzen 11 nach außen zu treten, nachdem sie die Außenwände 4,5
bestrichen haben. Auch in diesem Falle gestattet dieser Weg der Verbrennungsgase eine optimale
Ausnutzung des Heizwertes des Brennstoffes.
Selbstverständlich können zahlreiche Abwandlungen und Änderungen an der beschriebenen und in der
Zeichnung dargestellten Ausführungsform vorgesehen werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu
verlassen. So kann z.B. die Kammer 1 eine andere Gestalt als zylindrisch aufweisen. Auch wäre es
möglich, den Außenwänden 4,5 und den äußeren
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Wänden 9,10 eine etwas andere Gestalt zu geben, so daß der sie trennende Zwischenraum eine nicht
gleichmäßige Querschnittsgestalt aufweist. Die Umlenkplatten 26 könnten auch anders angeordnet
sein, unter der Voraussetzung natürlich, daß sie eine gleichmäßige Verteilung der Verbrennungsgase
über die Außenwände 4,5 gewährleisten.
Entsprechend der Länge der Holzscheite wäre es möglich, das Verhältnis Durchmesser/Länge der
Kammer 1 zu verändern» die im übrigen entweder
aus Stahlblech in Monoblock-Konstruktion oder durch Montage aus einer größeren oder kleineren
Anzahl von Elementen, beispielsweise aus Guß-,
material, zusammengesetzt sein kann, wodurch die Herstellung von Heizkesseln mit unterschiedlichen
Heizleistungen beträchtlich erleichtert würde.
Schließlich kann der neue Heizkessel gleichermaßen
auch zur Verbrennung von anderen festen Brennstoffen als Holzscheiten verwendet werden, insbesondere
von Holzabfallen, Stroh, Torf, etc.
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Leerseite
Claims (5)
1. .Heißwasserbereiter, insbesondere Zentralheizungskessel, für feste Brennstoffe, vorzugsweise Holz,
oder flüssige oder gasförmige Brennstoffe, mit einer zur Aufnahme des festen Brennstoffes bestimmten
großen Kammer in Gestalt eines im wesentlichen mit horizontaler Achse angeordneten Zylinders,
die seitlich und an ihrem hinteren Ende durch Doppelwände begrenzt ist, zwischen denen
das zu erwärmende Wasser in Form einer dünnen Wasserschicht durchströmt, wobei an dem vorderen
Ende der Kammer eine Feuerungstür angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Doppelwände (2,3;
4,5) im Bereiche des tiefsten Teiles der Seitenfläche der Kammer (1) durch eine oder mehrere
mit einem oder mehreren Rost(en) (22) versehene öffnung (en) durchbrochen sind, durch die eine Verbindung
zwischen dem Innenraum der Kammer (1) und einer darunter liegenden Kammer (24) hergestellt
ist, daß die Außenwand (4,5) der Doppelwände im Abstand von einer äußeren Wand (9,10) umgeben ist,
durch die gemeinsam mit der Außenwand (4,5) ein mit der unteren Kammer (24) und einem Kaminanschlußstutzen
(11) in Verbindung stehender Kanal gebildet ist, und daß in der Feuerungstür (13) eine in die
Kammer (1) mündende Luftzufuhreinrichtung (19) angeordnet ist.■
— Δ —
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2. Heißwasserbereiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die öffnung oder jede der öffnungen in der Doppelwand (2,4) eine Brennschale
(21) enthält, deren Wände nach unten zu in der unteren Kammer (24) konvergierend ausgebildet
sind.
3. Heißwasserbereiter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kanal, etwa in
der Mitte der Höhe der Kammer (1); von der äußeren hinteren Wand (10) bis zu einem Abstand von der
Feuerungstür (13) reichende, im wesentlichen horizontale ümlenkplatten (26) angeordnet sind.
4. Heißwasserbereiter nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die an dem Ende der Kammer (1) angeordnete Feuerungstür
eine den Zugang zu der Kammer (1) und zu dem Kanal freigebende erste Tür (13) und eine
zweite Tür (16) aufweist, durch die eine Feuerungsöffnung (15) in der ersten Tür (13) abgedeckt ist.
5. Heißwasserbereiter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß er eine dritte,einen öl- oder
Gasüberdruckbrenner (27) tragende Tür (16) aufweist, die anstelle der zweiten Tür mit dem
Brenner (27) auf die Feuerungsöffnung (15) der ersten Tür (13) aufsetzbar ist.
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8141 | Disposal/no request for examination |