DE3111084A1

DE3111084A1 - Kamin

Info

Publication number: DE3111084A1
Application number: DE19813111084
Authority: DE
Inventors: Josef 5778 Meschede Schwefer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-03-21
Filing date: 1981-03-20
Publication date: 1982-03-04

Description

Die Erfindung betrifft einen Kamin nach dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1.
Bei einem bekannten Kamin mit Röhrenwärmetauscher zum Anschluß an einen Heizsystemkreislauf ist bereits aus der US-PS 40 46 320 bekannt. Im Falle der Überhitzunq öffnet bei dem bekannten Kamin ein Ventil, so daß das im Röhrenwärmetauscher befindliche Wasser in den Feuerraum austreten und die Glut löschen kann. Außerdem ist ein Umschaltventil im Heizsystemkreislauf vorgesehen, welches oberhalb einer bestimmten Temperatur den Heißwasserkreislauf über einen Wärmetauscher leitet.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, die Sicherheit gegen Überhitzung des im Brennraum des Kamins angeordneten Röhrenwärmetauschers mit relativ einfachen, überall zur Verfügung stehenden Mitteln zu verbessern.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß in dem Behälter eine Kühlschlange anqeordnet ist, welche über das Regelventil an einem Kühlmittelkreislauf angeschlossen ist. Dabei soll das eine Ende der Kühlschlange an eine Kaltwasserzuleitung angeschlossen sein, welche bevorzugt ständig unter Druck steht.
Das andere Ende der Kühlschlange ist zweckmäßig über das thermische Regelventil an eine Wasserabflußleitung angeschlossen.
Auf diese Weise wird-stets ein Teil des aus dem Röhrenwärmetauscher austretenden erhitzten Wassers durch den Sicherheitswärmetauscher geleitet, wobei es zuvor an den Wärmefühler vorbeiströmt. Das Kühlmittel in dem Sicherheitswärmetauscher besteht vorzugsweise aus Wasser, das vom normalen Wassernetz gespeist wird. Da die Kühlschlange über das Regelventil unmittelbar an das Wassernetz angeschlossen ist, steht das für die Sicherheit der Anlage erforderliche Kühlmittel ständig zur Verfügung und in Bereitschaft. Im Falle der Überhitzung öffnet das unmittelbar vom Wärmefühler beaufschlagt Regelventil, so daß nunmehr das eine Ende der Kühlschlange an einen normalen Wasserabfluß angeschlossen ist. Nunmehr strömt vom Kaltwasserzulauf das Leitungswasser durch die Kühlschlange zum Wasserabfluß, wobei das im Sicherheitswärmetauscher befindliche, zirkulierende Heißwasser abgekühlt und im gekühlten Zustand dem Röhrenwärmetauscher über den Rücklauf wieder zugeführt wird. Auf diese Weise wird eine Überhitzung des Röhrenwärmetauschers wirksam vermieden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Kühlschlange in einem Heizkessel angeordnet ist, der oberhalb des Röhrenwärmetauschers in der Abzugshaube angebracht ist. Auf diese Weise dient der Heizkessel zusätzlich zum Aufheizen des Heizsystemkreislaufs.
Aus Sicherheitsgründen bevorzugt ist es jedoch, wenn im Heizwasserrücklauf im Nebenschluß zum Heizsystemkreislauf der Wärmetauscher angeordnet ist. In diesem Falle befindet sich der Sicherheitswärmetauscher zweckmäßig außerhalb der Brennkammer des Kamins und in einem solchen Abstand von dieser, daß er nicht unmittelbar von der Strahlungswärme der Brennkammer beaufschlagt bzw. erhitzt wird.
Bevorzugt ist der Wärmetauscher ein zylindrischer Behälter, der oben an dem Wasservorlauf und unten an dem Wasserrücklauf des Röhrenwärmetauschers angeschlossen ist. Dabei soll der Wärmefühler in dem Rohr zwischen dem Vorlauf und dem Wärmetauscher angeordnet sein. Die Enden der Kühlschlange münden zweckmäßig oben an dem aufrecht stehenden Behälter. An der Unterseite des Behälters ist vorteilhafterweise ein Verbindungsrohr zum Rücklaufstutzen geführt.
Es ist bereits bekannt, den Röhrenwärmetauscher so auszubilden, daß sowohl der Rost als auch die Rückseite der Brennkammer durch Wasser führende Rohre gebildet sind (US-PS 40 46 320).
Diese Ausführung ist jedoch in der Herstellung aufwendig und neigt zu einer Verbiegung bzw. Verziehung der den Röhrenwärmetauscher bildenden Rohre. Zur Vermeidung dieses Nachteils schlägt die Erfindung vor, daß der Röhrenwärmetauscher drei quer verlaufende und parallel zueinander angeordnete Sammelrohre aufweist, von denen zwei nahe dem Boden im horizontalen Abstand voneinander in gleicher Höhe verlaufen und das dritte oben angeordnet ist und zwischen denen sich Rostrohre bzw. Vertikalrohre erstrecken.
Aufgrund dieser Ausbildung brauchen Wasser führende Rohre lediglich zwischen die Sammelrohre eingeschweißt zu werden, was herstellungsmäßig günstig ist. Außerdem hietet die Anordnung von drei parallel zueinander verlaufenden Sammelrohren eine gute Stabilität für den Röhrenwärmetauscher.
Die den Röhrenwärmetauscher tragenden Füße zweigen zweckmäßig von den beiden unteren Sammelrohren nach unten ab.
Ein Wasser führender Rost ist außer aus der US-PS 40 46 320 auch aus der Gebrauchsmusterschrift 79 18 655 an sich bekannt.
Es ist auch schon bekannt, oberhalb der Brennkammer im Bereich der Abzugshaube einen zusätzlichen Wärmetauscher vorzusehen, um auch die dort entlang ziehenden Rauchgase für die Wärmeübertragung auf das zu erhitzende Wasser auszunutzen (FR-PS 23 33 207;>FR-PS 23 43 205). Die Wärmekapazität der zusätzlichen Wärmetauscher der bekannten Kamine ist jedoch begrenzt, so daß sie sich nicht für die Speicherung größerer Wassermengen eignen.
Die Erfindung schafft hier Abhilfe, indem oberhalb des Röhrenwärmetauschers und der Brennkammer in der Abzugshaube ein Heizkessel angeordnet ist, der unten mit dem Wasserablauf des Röhrenwärmetauschers verbunden ist und oben einen aus der Abzugshaube austretenden Vorlaufstutzen aufweist.
Der Erfindungsgedanke ist also darin zu sehen, an den für eine sehr intensive Wasseraufheizung bestimmten Röhrenwärmetauscher oben noch einen normalen Heizkessel anzuschließen, welcher ebenfalls noch den heißen Abgasen aus der Brennkammer ausgesetzt ist. Da der Heizkessel jedoch ein erhebliches Volumen besitzt,dient er nicht nur dazu, das in ihm enthaltene Wasser weiter aufzuheizen sondern insbesondere auch zur Speicherung des erhitzten Wassers. Durch die am Heizkessel vorbeistreichenden Rauchgase wird die einmal auf das Wasser übertragene Wärme gehalten.
Für eine optimale Größe des Heizkessels und eine besonders wirkungsvolle Aufheizung sind die Merkmale der Ansprüche 2 bis 6 besonders vorteilhaft. Dies gilt besonders für die Ausführungsform nach Anspruch 6, wobei der Neigungswinkel der Vorderwand zur Vertikalen zweckmäßig 50 bis 300 und insbesondere 20 bis 250 betragen soll. Auch die Merkmale der Ansprüche 8 und 9 tragen zur guten Raumausnutzung und günstigen Heizmöglichkeit bei. Die aus der Brennkammer in die Abzugshaube austretenden Gase werden so gezwungen, an der Vorderwand des Heizkessels entlang zu streichen und dort Wärme zu übertragen.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn alle Wände des Heizkessels eben sind, weil hierdurch eine einfache Herstellung möglich ist, ohne daß die günstigen Wärmeübertragungswerte und die vorteilhafte Raumausnutzung beeinträchtigt werden.
Für eine die gute Wärmeübertragung begünstigende Führung der Rauchgase sind die Merkmale der Ansprüche 11 bis 15 von besonderer Bedeutung.
Besonders wichtig ist es, daß bei dem erfindungsgemäßen Kamin der Röhrenwärmetauscher und der Heizkessel sogar nachträglich mit geringstem Aufwand eingebaut werden können.
Hierzu dienen in erster Linie die Merkmale nach den Ansprüchen 16 bis 21. Aufgrund dieser Ausbildung braucht der Heizkessel lediglich von unten in die zumindest teilweise nach oben konisch zulaufende Abzugshaube eingesetzt und auf die Winkel aufgelegt zu werden, wobei die verschiedenen Stutzen aus der einen Seitenwand der Abzugshaube herausragen. Durch Befestigung dieser Stutzen an der Abzugshaube ist der Heizkessel bereits fixiert. Nun wird von unten mit den zwei seitlichen Stutzen der mittels des unteren Querrohres an den Seitenwänden der Brennkammer befestigte Röhrenwärmetauscher montiert. Es entsteht so eine aus dem Röhrenwärmetauscher und dem Heizkessel bestehende kompakte bauliche Einheit, welche sicher in dem Kamin fixiert ist.
Die Montage dauert aufgrund der vorteilhaften erfindungsgemäßen Ausbildung nur ca. 5 bis 10 Minuten. Auch der Ausbau bei eventuellen späteren Reparaturen kann ohne Schwierigkeiten durchgeführt werden, indem zunächst der Röhrenwärmetauscher und dann der Heizkessel abmontiert und aus dem Kamin herausgenommen werden. Eine Demontage des Kamins selbst ist hierbei nicht erforderlich. Dieser kann sogar nach dem Ausbau des Röhrenwärmetauschers und des Heizkessels weiterbenutzt werden, wobei lediglich die Befestigungsöffnungen abzudecken sind.
Besonders eignet sich der erfindungsgemäße Kamin auch für die Anordnung einer thermischen Ablaufsicherung, welche problemlos in bzw an dem Heizkessel angeordnet sein kann.
Die thermische Ablaufsicherung weist vorzugsweise eine in dem Heizkessel angeordnete Rohrschlange auf, deren Enden an seitliche Anschlußstutzen angeschlossen sind, die mit einem Kaltwasserzulauf bzw. über ein thermisches Sicherheitsventil mit einem Abfluß verbunden sind. Weiter weist die thermische Ablaufsicherung einen in den Heizkessel ragenden Wärmefühler auf, der mit dem Sicherheitsventil verbunden ist. Aus Gründen der einfachen Montage bzw. Demontage sollen die seitlichen Anschlußstutzen und der Wärmefühler auf der gleichen Seitenwand des Heizkessels bzw. der Abzugshaube austreten, wie der Vorlaufstutzen. Auf diese Weise können die weiteren Stutzen auch noch zur zusätzlichen Befestigung des Heizkessels an der Abzugshaube herangezogen werden.
Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt Fig. 1 eine Vorderansicht der erfindungsgemäßen Baueinheit aus einem Röhrenwärmetauscher und darauf aufgesetztem Heizkessel zum Einbau in den erfindungsgemäßen Kamin, Fig. 2 eine Vorderansicht des erfindungsgemäßen Kamins mit eingebauter Baueinheit nach Fig. 1, Fig. 3 eine Seitenansicht des Gegenstandes der Fig. 2., Fig. 4 eine perspektivische schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines bei dem erfindungsgemäßen Kamin verwendeten Röhrenwärmetauschers mit daran angeschlossenem Sicherheitswärmetauscher, Fig. 5 eine perspektivische Vorderansicht der weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kamins mit abgenommener Abzugshaube, Fig. 6 eine schematische Vorderansicht des bei dem erfindungsgemäßen Kamin verwendeten Röhrenwärmetauschers mit angeschlossenem Sicherheitswärmetauscher und Fig. 7 eine schematische Seitenansicht des Gegenstandes der Fig. 6, wobei jedoch der Röhrenwärmetauscher nicht mit dargestellt ist.
Nach den Fig. 2 und 3 weist der erfindungsgemäße Kamin eine im wesentlichen kubusförmige Brennkammer 12 auf, die durch eine nur schematisch angedeutete Bodenwand 38, zwei Seitenwände 28 und eine Rückwand 28' begrenzt ist. Nach vorn ist die Brennkammer 12 offen. Die Seitenwände 28 können auch nach hinten geringfügig nach innen zulaufen.
Wesentlich für die erfindungsgemäße Ausbildung des Kamins ist, daß die Rückwand 28' gemäß Fig. 3 eben und vertikal verläuft, also in ihrem oberen Bereich nicht nach innen abgewinkelt ist.
Oben auf die Brennkammer 12 und die Wände 28, 28' ist gemäß Fig. 2, 3 eine Abzugshaube 13 aufgesetzt, welche erfindungsgemäß eine in etwa mit der Rückwand 28' der Brennkammer 12 fluchtende ebene vertikale Rückwand 16 aufweist.
Weiter besitzt die Abzugshaube 13 nach Fig. 2 zwei schräg nach oben zusammenlaufende Seitenwände 17, deren Abstand unten dem Abstand der Seitenwände 28 entspricht und welche oben an ein Abzugsrohr 39 anschließen. Die Vorderwand 25 der Abzugshaube 13 ist nach Fig. 3 in einen unteren Bereich 25a und einen oberen Bereich 25b unterteilt. Der untere Bereich 25a ist gegenüber der Vertikalen 21 unter einem Winkel g von etwa 400 angeordnet, springt also wesentlich stärker nach innen vor, als die Seitenwände 17. Der obere Bereich 25b verläuft dagegen vertikal und geht dann über ein Anschlußstück 40 ebenfalls in das Abzugsrohr 39 über.
Die Bereiche 25aund 25b sind in der Ansicht der Fig. 3 im wesentlichen gleich lang.
Nach den Fig. 1 bis 3 besteht-die in den bisher beschriebenen Kamin einzubauende Wassererwärmungs-Baueinheit aus einem Röhrenwärmetauscher 11 und einem darüber angeordneten Heizkessel 14.
Der Röhrenwärmetauscher 11 besteht aus einem unteren und oberen Querrohr 41 bzw. 42. Das untere Querrohr 41 ist vorzugsweise als Spaltrohr ausgebildet. Zwischen den beiden Querrohren 41, 42 erstrecken sich in im wesentlichen vertikaler Richtung Steigrohre 43, welche in einer Fläche nebeneinander angeordnet sind.
Das untere Querrohr ist bei 44 an den Rücklauf eines nicht dargestellten Warmwasserkreislaufes angeschlossen. Der Rücklaufstutzen 44 dient gleichzeitig zur Befestigung des Röhrenwärmetauschers 11 an der einen Seitenwand 28. An der gegenüberliegenden Seitenwand 28 kann das untere Querrohr 41 zusätzlich durch einen die Wand 28 durchgreifenden Stift 45 befestigt sein.
Nach Fig. 3 sind die Steigrohre 43 etwa im oberen Viertel um ca. 450 nach vorne abgebogen, so daß das obere, als Sammelrohr ausgebildete Querrohr 42 bis zu etwa ein Drittel der Tiefe der Brennkammer 12 in diese vorspringt. Aufgrund dieser Ausbildung kommen die durch Pfeile f angedeuteten Rauchgase in einen besonders intensiven Kontakt mit dem oberen Bereich des Röhrenwärmetauschers 11.
Nach den Fig. 1 bis 3 zweigen von dem oberen Querrohr 42, schräg nach hinten und oben verlaufend, zwei Wasserablaufstutzen 15a, 15b ab, welche in den beiden seitlichen Endbereichen des Querrohrs 42 symmetrisch zur Mitte des Röhrenwärmetauschers 11 angeordnet sind. Über Verschraubungen 46 sind diese Wasserablaufstutzen mit Wassereintrittsstutzen 27a bzw. 27b verbunden, welche mit den Stutzen 15a, 15b gemäß den Fig. 1 bis 3 auf einer Linie liegen.
Die Wassereintrittsstutzen 27a, b münden unten in der schräg nach vorne geneigten Vorderwand 19 des erfindungsgemäßen Heizkessels 14, welcher innerhalb der Abzugshaube 13 auf einem an der Rückwand 16 angebrachten, nach innen etwas vorspringenden Winkel 26 ruht. Der Winkel 26 befindet sich nahe dem unteren Ende der Rückwand 16 der Abzugshaube 13.
Nach den Fig. 1 und 2 weist der Heizkessel 14 schräg nach oben zusammenlaufende Seitenwände 18 auf, die nach Fig. 2 den gleichen Winkelverlauf wie die Seitenwände 17 der Abzugshaube 13 haben. Bevorzugt liegen die Wände 18 innen an den Wänden 17 an.
In der Ansicht der Fig. 3 hat der Heizkessel 14 Trapezform, wobei die eine geringe Tiefe aufweisende Bodenwand 23 parallel zu der eine wesentlich größere Tiefe aufweisenden Deckenwand 22 verläuft. Die Rückwand 20 des Heizkessels 14 liegt an der Rückwand 16 der Abzugshaube 13 an.
Von besonderer Bedeutung für die Erfindung ist die gemäß Fig. 3 nach vorn geneigte Vorderwand 19 des Heizkessels 14 welche praktisch die bei bekannten Kaminen entsprechend geneigt angeordnete Rückwand ersetzt. Für die Erfindung ist also die senkrechte Anordnung der Rückwand 16 und die geneigte Anordnung der Vorderwand 19 des Heizkessels 14 von besonderer Bedeutung, weil hierdurch die Rauchgase den durch die Pfeile f in Fig. 3 angedeuteten Verlauf nehmen müssen, was nicht nur zu einer optimalen Aufheizung des Wassers in dem Röhrenwärmetauscher 11 sondern auch in dem Heizkessel 14 führt.
Der in der Abzugshaube 13 befindliche Abzugsraum 24 wird also durch die Vorderwand 19 des Heizkessels 14 düsenartig eingeengt, wodurch ein erheblicher Teil der Wärme der Abgase aus der Brennkammer 12 auf den Heizkessel 14 übertragen wird.
Nach oben erstreckt sich der Heizkessel 14 lediglich bis etwa 1/2 bis 3/4 der Gesamthöhe der Abzugshaube 13, wie das aus den Fig. 2 und 3 hervorgeht. Dort ist der Kessel durch eine ebene Deckenwand 22 abgeschlossen.
Ganz oben an der rechten Seitenwand 18 des Kessels 14 ist der Vorlaufstutzen 29 befestigt, welcher sich durch eine Öffnung in der rechten Seitenwand 17 der Abzugshaube 13 hindurch erstreckt. An dieser Stelle wird der Heizkessel 14 beispielsweise mittels einer geeignet geformten Verschraubung durch eine aufgeschraubte Mutter 48 befestigt. Die Auflage auf den nach Fig. 2 im seitlichen Abstand voneinander angeordneten Winkeln 26 und die Befestigung am Vorlaufstutzen 29 fixieren den Heizkessel 14 in Verbindung mit der Anordnung an dem Röhrenwärmetauscher 11 in voll ausreichender Weise.
Im Bereich des Vorlaufstutzens 47 ragt schräg von außen ein Regelthenze stat 49 in den Heizkessel 18.
Erfindungsgemäß ist in dem Heizkessel 14 auch noch eine thermische Ablaufsicherung 30 angeordnet, welche aus einer im Heizkessel 14 angeordneten Rohrschlange 31 und einem Wärmefühler 34 besteht, der ein thermisches Sicherheitsventil 35 steuert. Der Rohrschlange 31 wird durch einen unten in der rechten Seitenwand des Kessels 14 mündenden Anschlußstutzen 32 Kaltwasser über einen Anschluß 36 zugeführt. Die Rohrschlange 31 mündet in einem etwas weiter oben an der rechten Seitenwand vorgesehenen Anschlußstutzen 33. Dieser führt über das normalerweise geschlossene Sicherheitsventil 35 zu einem Abfluß 37.
Der Wärme fühler 34 durchgreift ebenfalls die rechte Seitenwand 18 des Kessels und ist über eine Leitung 49 mit dem Sicherheitsventil 35 verbunden. Der Stutzen 50 des Wärmefühlers 34 sowie die Anschlußstutzen 32, 33 können erfindungsgemäß ebenfalls zur Befestigung des Heizkessels 14 an der Abzugshaube 13 herangezogen werden, da sie alle entsprechende Bohrungen in der rechten Seitenwand 17 der Abzugshaube 13 durchgreifen.
Die Tatsache, daß der Heizkessel 14 über zwei Rohrstutzen 15, 27a bzw. 15, 27b mit dem Röhrenwärmetauscher 11 verbunden ist, hat nicht nur bauliche und festigkeitsmäßige Vorteile, sondern bedingt auch einen gewissen Wasseraustausch zwischen dem Röhrenwärmetauscher 11 und dem Heizkessel 14, was beispielsweise beim Aufheizen des kalten Kamins zu einer schnelleren Erhitzung des Wassers im Heizkessel 14 führt.
Bevorzugt wird erfindungsgemäß zunächst der Heizkessel 14 in der Abzugshaube 13 montiert, was ohne eine Zerlegung des Kamins möglich ist. Anschließend wird dann unten der Röhrenwärmetauscher 11 angesetzt.
Für den Einbau der erfindungsgemäßen Wärmetauschbaueinheit brauchen am Kamin selbst keine wesentlichen Änderungen vorgenommen zu werden.
Die Öffnungen für den Durchtritt der Stutzen 29, 32, 33, 50 in der Seitenwand 17 der Abzugshaube 13 sind vorteilhafterweise als sich nach oben erstreckender Schlitz ausgebildet, um ein zwangloses Einsetzen von unten zu ermöglichen. Der bzw. die Längsschlitze können bereits werksseitig in der Abzugshaube 13 vorgesehen sein.
Die Heizleistung des erfindungsgemäßen Kamins kann bei guter Holzqualität zwischen 16 und 25 kW betragen. Das entspricht dem Wärmebedarf eines Einfamilienhauses von 100 bis 140 qm Wohnfläche.
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 4 bis 7 ist oberhalb der Bodenwand 38 mit einem Abstand von dieser ein selbst als Wärmetauscher ausgebildeter Rost 49 angeordnet. Der Rost 49 erstreckt sich im wesentlichen parallel zu der Bodenwand 38 und weist vorzugsweise an seinen vier Ecken nach unten weisende Füße 50 auf, mit denen er auf der Bodenwand 38 ruht. Die Füße 50 definieren den gewünschten Abstand des Rostes 49 von der Bodenwand 38.
Das an den Heizungsrücklauf angeschlossene Sammelrohr 51 befindet sich an dem vorderen Ende des Rostes 49 und erstreckt sich parallel zur Bodenwand und zur Frontseite des Kamins. Von dem Sammelrohr 51 zweigen die einzelnen Rohre 53 des Rostes 49 im wesentlichen senkrecht und nach hinten ab. Das hintere Ende der parallel zur Bodenwand 38 verlaufenden, hohlen und wasserführenden Roststäbe 53 ist jeweils mit einem weiteren, parallel zum ersten (51) verlaufenden Sammelrohr 41 verbunden. Das Sammelrohr 41 bildet zusammen mit den Vertikalrohren 43 und einem weiteren quer verlaufenden Sammelrohr 42 den Röhrenwärmetauscher 11.
Bevorzugt sind die Wasser führenden Rostrohre (53) von hinten nach vorn verlaufend etwas gespreizt, wie das aus den Fig. 4 und 5 hervorgeht. Mit anderen Worten sollen die weiter außen liegenden Rostrohre 53 immer mehr den konischen Verlauf der Seitenwände 28 nach Fig. 5 angepaßt werden.
Nur die mittleren Rostrohre 53 erstrecken sich also im wesentlichen senkrecht zu den Sammelrohren 41, 51. Die seitlichen Rostrohre 53 weichen immer mehr von dieser senkrechten Position zu den Sammelrohren ab, um dann schließlich im Wandbereich parallel zu den Seitenwänden 28 zu verlaufen.
An dem Sammelrohr 51 sind nach den Fig. und 5 im wesentlichen nach oben weisende Haken 52 angebracht1 z.B. angeschweißt, um das auf dem Rost 49 lagernde Brenngut gegen Herausfallen nach vorn zu sichern. Die Haken 52 können gleichzeitig als Verzierungen dienen, die das Aussehen des Kamins verbessern.
Der Heizungsvorlauf ist nach Fig. 4 rechts, nach Fig. 5 links bei 45 an das vordere untere Sammelrohr 51 angeschlossen, während der Heizungsrücklauf 29 oben rechts (Fig. 4) bzw. links (Fig. 5) oben von dem Sammelrohr 42 abzweigt.
In dem unteren vorderen Sammelrohr 51 ist eine nicht dargestellte Drosselplatte (Spaltrohr) angebracht, um das zugeführte Kaltwasser gleichmäßig auf die einzelnen Rostrohre 53 zu verteilen.
Nach den Fig. 4 bis 7 ist im Nebenschluß zu dem eigentlichen Heizwasserkreislauf (10 in Fig. 4) eine Uberhitzungs-Uberwachungsanordnung 54 (Fig. 7) vorgesehen. Zu diesem Zweck erstreckt sich vom Heizungsvorlauf 29 ein Rohr 55 im wesentlichen senkrecht nach oben, in dessen Unterteil ein Wärmefühler 56 angeordnet ist. Oben mündet das Rohr 55 in einen als senkrecht stehender zylindrischer Behälter ausgebildeten Wärmetauscher 57. Oben an dem Rohr 55 ist außerdem noch ein automatischer Lüfter und ein Sicherheitsventil angebracht.
In den Sicherheitswärmetauscher 57 mündet eine Rohrschlange 58, deren eines Ende oben bei 59 an einem Kaltwasseranschluß angeschlossen ist. Ebenfalls oben an dem zylindrischen Behälter 57 mündet ein Austrittsstutzen 60, der über ein Ventil 61 zu einem Wasserabfluß, z.B. zu einem normalen Ausguß führt. Das Ventil 61 ist mit dem thermischen Fühler 56 wirkungsmäßig verbunden. Oberhalb einer bestimmten Temperatur am Fühler 56 öffnet das Regelventil 61 und ermöglicht so einen Kaltwasserstrom durch die Kühlschlange 58.
Das untere Austrittsrohr 62 des Wärmetauschers 57 ist zum Heizungsrücklauf 45 zurückgeführt, so daß vom Sammelrohr 42 über das Rohr 55, den Wärmetauscher 57, das Rohr 62, das Sammelrohr 51, den Rost 49 und den Röhrenwärmetauscher 11 ein thermischer Nebenkreislauf geschlossen ist.
Das beschriebene Überhitzungs-Überwachungsgerät 54 hat die Aufgabe, bei Ausfall einer Umwälzpumpe im Heizungskreislauf bzw. bei Nichtabnahme der produzierten und nicht überwachten Wärme die Anlage und den Betreiber der Anlage zu schützen.
Ein Aufheizen des Heizwassers bei Nichtabnahme der Wärme ist aufgrund der geringen Wassermenge sehr schnell erfolgt.
Die maximale Temperatur kann bis 110° ansteigen.
Durch den eingebauten thermischen Fühler bestehend aus dem Wärmefühler 56 wird bei Erreichen einer bestimmten Temperatur das thermische Sicherheitsventil 61 geöffnet und durch die eingebaute Kühlschlange eine Überhitzung bzw. Verdampfung verhindert. Dies kann z.B. erforderlich werden, wenn beispielsweise durch Stromausfall oder einen Umwälzpumpendefekt der Wärmeabfluß in das normale Heizsystem verhindert ist.
Die Kühlschlange 58 besteht vorzugsweise aus Kupfer, um einen guten Wärmeübergang zu gewährleisten. Wesentlich ist weiter, daß der Wärmefühler 56 am unteren Ende des seitlichen Steigrohres 55 angebracht ist, d.h. in der wärmsten Zone. Bei einem Temperaturanstieg über 95°C am Wärmefühler 56 wird so durch den Impuls des Fühlers 56 das Ablaufventil 61 (thermische Ablaufsicherung) geöffnet.
Beim Öffnen des Regelventils 61 strömt kaltes Wasser durch den eingebauten Wärmetauscher 57 hindurch. Das aufgeheizte Heizungswasser wird dadurch stark abgekühlt. Die dadurch Die dadurch entstehende thermische Zirkulation führt dazu, daß abgekühltes Wasser durch den Rost 49 und den Röhrenwärmetauscher 11 hindurchgeführt wird, wodurch diese gegen zu starke überhitzung empfindlichen Teile abgekühlt und somit geschützt werden. Die kühlende Zirkulation geht so lange vor sich, bis das auf dem Rost 49 angeordnete Brenngut verbrannt ist bzw. das normale Heizsystem wieder normal zirkuliert. Dann schließt das Regelventil 61 und der Wärmetauscher 57 ist nicht länger wirksam.
Soweit dies durch die vorstehenden Ausführungen noch nicht geschehen ist, wird der Offenbarungsinhalt der beiden Prioritätsanmeldungen P 30 11 004.4 und P 31 03 164.1 hiermit auch zum Offenbarungsinhalt der vorliegenden Anmeldung gemacht.
Leerseite

Claims

Kamin P. a t e n t a n s p r ü c h e 1. Kamin mit einer Brennkammer, die durch wenigstens eine, vorzugsweise zwei Seitenwände und eine Rückwand begrenzt ist und oben in einer Abzugshaube mündet , und mit einem nahe der Rückwand und im wesentlichen parallel zu ihr angeordneten Röhrenwärmetauscher, welcher unten einen Kaltwasservorlauf und oben einen Heizwasserrücklauf zum Anschluß an ein Heizsystem aufweist, bei dem der Heizwasserrücklauf einen Wärmetauscher, einen Wärmefühler und ein Regelventil besitzt, wobei im Falle der Überhitzung das Regelventil öffnet und das erhitzte Wasser zum Wärmetauscher gelangt sowie der Wärmetauscher ein vom Heizwasser durchströmter Behälter ist, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß in dem Behälter (14, 57) eine Kühlschlange (31, 58) angeordnet ist, welche über das Regelventil (35, 61) an einem Kühlmittelkreislauf angeschlossen ist.
2. Kamin nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß das eine Ende der Kühlschlange (31, 58) an eine Kaltwasserzuleitung (36, 59) angeschlossen ist.
3. Kamin nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Kaltwasserzuleitung (36, 59) ständig unter Druck steht.
4. Kamin nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das andere Ende der Kühlschlange (31, 58) über das Regelventil (35, 61) an eine Wasserabflußleitung (37) angeschlossen ist.
5. Kamin nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Kühlschlange (31) in einem Heizkessel (14) angeordnet ist, der oberhalb des Röhrenwärmetauschers (11) in der Abzugshaube (13) angebracht ist.
6. Kamin nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß im Heizwasserrücklauf im Nebenschluß zum Heizsystemkreislauf der Wärmetauscher (57) angeordnet ist.
7. Kamin nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß der Wärmetauscher ein zylindrischer Behälter (57) ist, der vorzugsweise mit vertikaler Achse angeordnet ist und oben an den Wasservorlauf (29) und unten an den Wasserrücklauf (45) des Röhrenwärmetauschers (11) angeschlossen ist.
8. Kamin nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß der Wärmefühler (56) in dem Verbindungsrohr (55) zwischen dem Vorlauf (29) und dem Wärmetauscher (57) angeordnet ist.
9. Kamin nach Anspruch 7 oder 8, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Enden der Kühlschlange (58) oben an dem aufrecht stehenden Behälter (57) münden.
10. Kamin nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß von der Unterseite des Behälters (57) ein Verbindungsrohr (62) zum Rücklauf stutzen (45) führt.
11. Kamin nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Röhrenwärmetauscher drei quer verlaufende und parallel zueinander angeordnete Sammelrohre (41, 42, 51) aufweist, von denen zwei nahe dem Boden im horizontalen Abstand voneinander in gleicher Höhe verlaufen und das dritte oben angeordnet ist und zwischen denen sich Rostrohre (53) bzw. Vertikalrohre (43) erstrecken.
12. Kamin nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß oberhalb des Röhrenwärmetauschers (11) und der Brennkammer (12) in der Abzugshaube (13) ein Heizkessel (14) angeordnet ist, der unten mit dem Wasserablauf (15a, b) des Röhrenwärmetauschers (11) verbunden ist und oben einen aus der Abzugshaube (13) austretenden Vorlaufstutzen (29) aufweist.
13. Kamin nach Anspruch 12,dadurch g e k e n n z e i c hn e t, daß der Heizkessel (14) an der vertikal ausgebildeten Rückwand (16) der Abzugshaube (13) angeordnet ist.
14. Kamin nach Anspruch 13,dadurch g e k e n n z e i c hn e t, daß die Rückwand (20) des Heizkessels (14) parallel zu der Rückwand (16) der Abzugshaube (13) verläuft.
15 Kamin nach Anspruch 13 oder 14, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß der Heizkessel (14) sich in seitlicher Richtung bis zu den Seitenwänden (17) der Abzugshaube (13) erstreckt.
16. Kamin nach Anspruch15, dadurch g e k e n n z e i c hn e t, daß die Seitenwände (18) des Heizkessels (14) an die vorzugsweise schräg nach oben zulaufenden Seitenwände (17) der Abzugshaube (13) angepaßt sind.
17. Kamin nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch g ek e n n z e i c h ne t, daß die Vorderwand (19) des Heizkessels (14) nach vorn geneigt ist7 wobei der Neigungswinkel 6 der Vorderwand (19) zur Vertikalen (21) zweckmäßigerweise 15 bis 300, insbesondere 20 bis 250, beträgt.
18. Kamin nach Anspruch 17, dadurch g e k e n nz e i c h n e t, daß die Tiefe der horizontalen Deckenwand (22) des Heizkessels (14) etwa zwei-bis viermal, insbesondere etwa dreimal so groß wie die der Bodenwand (23) ist.
19. Kamin nach einem der Ansprüche 17 oder 18,dadurch g ek e n n z e i c h n e t, daß die Deckenwand (22) des Heizkessels (14) von der Rückwand (16) der Abzugshaube (13) etwa bis zur Hälfte der Tiefe des Abzugsraumes (24) und vorzugsweise um 2 bis 6 % der Gesamttiefe darüber hinaus in den Abzugsraum (24) vorsteht.
20. Kamin nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch g ek e n n z e i c h n e t, daß alle Wände (17, 19, 20, 22, 23) des Heizkessels (14) eben sind.
21. Kamin nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch g ek e n n z e i c h n e t, daß die Vorderwand (25) der Abzugshaube (13) einen unten nach hinten geneigten Bereich (25a) und einen oberen vertikalen Bereich (25b) aufweist.
22. Kamin nach Anspruch -21, dadurch g e k e n n z e i c n e t, daß der untere Bereich Q5a) deutlich stärker geneigt ist, als die Vorderwand (19) des Heizkessels (14).
23. Kamin nach Anspruch 20 bis 21, dadurch g e k e n nz e i c h n e t, daß der Neigungswinkel () des unteren Bereiches (25a) zur Vertikalen (21) 30 bis 450, insbesondere 35 bis 400 beträgt.
24. Kamin nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch g ek e n n z e i c h n e t, daß der Heizkessel (14) sich im wesentlichen über die gesamte Höhe des geneigten Bereiches (25a) und noch ein Stück gegenüber dem oberen Bereich (25b) erstreckt.
25. Kamin nach Anspruch 24, dadurch g e k e n n z e i c n e t, daß der Heizkessel (14) sich um 20 bis 40 %, insbesondere etwa 30 % seiner Höhe gegenüber dem oberen Bereich (25b) der Vorderwand der Abzugshaube (13) erstreckt.
26. Kamin nach einem der Ansprüche 13 bis 25, dadurch g ek e n n z e i c h n e t, daß im unteren Bereich der Rückwand (16) der Abzugshaube (13) wenigstens ein nach innen vorspringender Winkel (26) als Auflage für den Heizkessel (14) befestigt ist.
27. Kamin nach Anspruch 26, dadurch g e k e n n z e i c n e t, daß auf beiden Seiten ein Winkel (26) vorgesehen ist.
28. Kamin nach Anspruch 26 oder 27, dadurch g e k e n nz e i c h n e t, daß er Winkel (26) nur geringfügig nach vorne vorspringt und der Heizkessel (14) vorn über zwei Wassereintrittsstutzen (27a, b) am Röhrenwärmetauscher (11) abgestützt ist.
29. Kamin nach Anspruch 28, dadurch g e k e n n z e i c hn e t, daß der Röhrenwärmetauscher (11) oben nach vorn abgewinkelt ist und von dem am weitesten von der Rückwand (28')der Brennkammer (12) vorstehenden Ende des Röhrenwärmetauschers (11) die Wasserablaufstutzen (15a, b) schräg nach oben und hinten abzweigen und in einer Linie mit den Wassereintrittsstutzen (27a, b) des Heizkessels (14) verbunden sind.
30. Kamin nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Röhrenwärmetauscher (11) außer am Heizkessel (14) lediglich unten seitlich an den Seitenwänden (28) der Brennkammer (12) befestigt ist.
31. Kamin nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß oben seitlich aus dem Heizkessel (14) der Vorlaufstutzen (29) austritt und durch die eine Seitenwand (18) des Heizkessels (14) nach außen geführt ist, wobei der Vorlaufstutzen (29) zur Halterung des Heizkessels an der Seitenwand (18) der Abzugshaube (13) befestigt ist.
32. Kamin nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß in bzw. an dem Heizkessel (14) eine thermische Ablaufsicherung (30) und ein Anschluß für einen Regelthermostat (49) angeordnet ist.
33. Kamin nach Anspruch 32, dadurch g e k e n n z e i c hn e t, daß die thermische Ablaufsicherung (30) eine in dem Heizkessel (14) angeordnete Rohrschlange (31) aufweist, deren Enden an seitliche Anschlußstutzen (32, 33) angeschlossen sind, welche mit einem Kaltwasserzulauf (36) bzw. über ein thermisches Sicherheitsventil (35) mit einem Abfluß (37) verbunden sind.
34.Kamin nach Anspruch 33, dadurch g e k e n n z e i c hn e t, daß die thermische Ablaufsicherung (30) einen in den Heizkessel (14) ragenden Wärmefühler (34) aufweist, der mit dem Sicherheitsventil (35) verbunden ist.
35.Kamin nach Anspruch 33 oder 34, dadurch g e k e n nz e i c h n e t, daß die seitlichen Anschlußstutzen (32, 33) und der Wärmefühler (34) aus der gleichen Seitenwand (17, 18) des Heizkessels (14) bzw. der Abzugshaube (13) austreten, wie der Vorlaufstutzen (29).