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Steinerner Gas- oder Winderhitzer. Bei den bekannten Cowperschen Winderhitzern
erfolgt die Verbrennung der Heizgase in einem in dem Erhitzerschacht seitlich angeordneten
senkrechten Brennschacht; in welchem die Verbrennungsgase emporsteigen. Durch eine
am oberen Ende des Erhitzerschachtes angeordnete Kuppel wird die Gasrichtung umgekehrt,
und die heißen Rauchgase durchziehen die aus feuerfesten Steinen gebildeten Heizkanäle
von oben nach unten, um schließlich in einem Kamin wieder emporzusteigen. Der hohe
senkrechte Brennschacht ist für die Flammenentwicklung nicht notwendig. Er nimmt
vielmehr nur unnötig viel Raum in Anspruch und bedingt außerdem durch den langen
Flammenweg große Abkühlungsverluste. Ferner erfordert der Richtungswechsel der Rauchgase
und das Herabziehen derselben entgegen dem natürlichen Auftrieb einen starken Kaminzug
und infolgedessen einen hohen, kostspieligen Kamin.
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Es ist bereits versucht worden, Winderhitzer ohne senkrechten Brennschacht
zu bauen, bei welchen das Heizgas unmittelbar unter den senkrechten Heizkanälen
verbrannt wird, aufsteigend die Wandungen der Kanäle erhitzt und durch einen auf
dem Erhitzer stehenden Kamin abzieht. Diese Bauart hat sich jedoch nicht bewährt,
da die sich bildenden Stichflammen das Gewölbe, welches die Heizkanäle trägt, sehr
bald zerstören, wodurch der ganze Erhitzer zu Bruch geht. Ferner läßtsich indemauf
dem Erhitzer stehenden geschlossenen Kamin nur sehr schwer ein Verschluß anbringen,
welcher bei dem während der Windperiode herrschenden Druck dicht schließt.
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Gegenstand der Erfindung ist ein steinerner Gas- oder Winderhitzer
mit unterhalb der Heizkanäle angeordnetem Verbrennungsraum für die Heizgase, welcher
die geschilderten Mängel vermeiden soll. Die Erfindung besteht in erster Linie darin,
daß die Brenner seitlich und wagerecht angeordnet sind, derart, daß sie die Flammen
wagerecht in den Verbrennungsraum werfen. Besitzt der Erhitzer, wie üblich, einen
zylindrischen Querschnitt, so werden zweckmäßig mehrere, z. B. zwei wagerechte Brenner
tangential angeordnet, so daß die Flammen im Verbrennungsraum in wagerechter Ebene
kreisen.
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Durch die Erfindung wird erreicht, daß die Flammen sich in wagerechter
Richtung voll entwickeln, auf ihrem wagerechten Wege durch den Verbrennungsraum
ihre Geschwindigkeit verlieren und dann allein dem natürlichen Auftrieb folgend,
nach oben in die Heizkanäle emporsteigen. Die zerstörende Wirkung der Stichflammen
auf das die Heizkanäle tragende Gewölbe ist dadurch vollkommen vermieden. Durch
die tangentiale Anordnung der Brenner wird ferner eine innige Mischung von Gas und
Luft und damit eine vollständige Verbrennung innerhalb des Verbrennungsraums erreicht.
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Die Rauchgase durchziehen die Heizkanäle nur in einer Richtung, und
zwar von unten
nach oben. Sie werden nach dem Verlassen dieser Kanäle
durch eine in der den oberen Abschluß des Erhitzerschachtes bildenden Kuppel vorgesehene
Öffnung unmittelbar ins Freie geleitet. Infolge des Auftriebs der Gase ohne Richtungswechsel
ist von der Austrittsöffnung in der Kuppel genügend Druck vorhanden, um die Abgase
ohne Kaminzug ins Freie zu befördern. Es ist deshalb die Anordnung eines besonderen
Kamines auf dem Erhitzer nicht erforderlich; der Erhitzerschacht bildet vielmehr
vergleichsweise selbst einen Kamin, dessen Auftrieb durch die Widerstände in seinem
Inneren verbraucht wird. Durch den Fortfall eines Kamines werden zugleich die Schwierigkeiten,
welche der dichte Abschluß des Erhitzers während der Windperiode bereitet, vermieden.
Auf dem Erhitzer braucht lediglich ein kurzes Abzugrsohr angeordnet zu werden, das
leicht durch einen Deckel oder eine Klappe dicht verschlossen werden kann. Dieser
Abzugsstutzen dient zugleich als Eintrittsstutzen für den Kaltwind; er ist zu diesem
Zwecke mit der, mit einem Absperrschieber versehenen Kaltwindleitung verbunden.
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Bei den bekannten steinernen Winderhitzern wird der Heißwind in der
Regel durch einen besonderen Stutzen über dem Brenner abgeführt. Da der Heißwindschieber
niemals vollkommen dicht zu halten ist, so tritt während der Heizperiode heiße Luft
in den Verbrennungsraum und in die sich bildende Flamme, wodurch Stichflammen verursacht
werden. Gemäß der Erfindung wird der Heißwind durch die Luftkanäle der Brenner abgeführt,
an welche die mit einem Absperrschieber versehene Heißluftleitung angeschlossen
ist. Bei undichtem Heißluftschieber mischt sich die heiße Nebenluft mit der Verbrennungsluft
und tritt mit dieser gemeinsam in den Verbrennungsraum, wodurch unerwünschte Stichflammen
vermieden werden. Durch diese Anordnung wird ferner der Heißluftschieber selbst
während der Heizperiode leicht zugänglich, er kann leicht repariert und ausgebaut
werden, was bei den bekannten Winderhitzern nicht möglich ist.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
dargestellt, und zwar zeigen Fig. i einen senkrechten Achsenschnitt durch den Erhitzer,
Fig.2 einen wagerechten Schnitt nach der Linie A-B der Fig. i.
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Fig.3 einen wagerechten Schnitt nach der Linie C-D der Fig. i, und
Fig. 4 eine Einzelheit.
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a ist der in bekannter Weise aus einem ausgemauerten, gasdicht vernieteten
Blechmantel bestehende- und mit einer Kuppel b versehene Erhitzerschacht. Durch
eine im unteren Teile des- Schachtes eingebaute Kuppel c ist der Schacht in zwei
ungleich große Teile geteilt. Der untere kleinere Teil bildet die Verbrennungskammer
d, in deren Mitte eine die Kuppel c stützende Säule e angeordnet ist. Der Verbrennungsraum
ist zum Schutze des Mauerwerks und insbesondere der Kuppel c mit feuerfesten Steinen
f ausgekleidet, die auch die Säule d umgeben.
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Die aus konzentrisch ineinander angeordneten Luft- und Gasrohren m
und n bestehenden beiden seitlichen Brenner sind wagerecht und tangential zur Verbrennungskammer
d angeordnet. Die Luftrohre m münden ins geie und können durch Klappen o verschlossen
werden. Die Gasrohre stehen mit einer Speiseleitung P in Verbindung, in welche ein
Schieber q eingebaut ist.
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Der obere größere Teil des Schachtes a enthält die senkrechten Heizkanäle
g, welche aus im Querschnitt gitterförmig angeordneten feuerfesten Steinen bestehen,
die mittels Pfeiler und Brückensteine x von der Kuppel c getragen werden. Die Kanäle
sind von der Mitte nach dem Rande hin abgestuft, so daß die Rauchgase nach dem Verlassen
der Heizkanäle in der Kuppel b ungehemmten Durchgang nach der oben in der Kuppel
vorgesehenen Abzugsöffnung i haben. An die letztere ist ein kurzer Abzugsstutzen
k angeschlossen, durch welchen die Abgase unmittelbar ins Freie treten und die durch
einen Deckel l luftdicht abgeschlossen werden kann.
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Die Zuführung der zu erhitzenden Luft erfolgt ebenfalls durch den
Stutzen h, mit welchem zu diesem Zwecke die mit einem Absperrschieber v versehene
Kaltwindleiturig s verbunden ist. Die Abführung der erhitzten Luft erfolgt durch
die Luftrohre m der Brenner hindurch, an welche zu diesem Zwecke die Heiß- ; Windleitung
zi angeschlossen ist, die ebenfalls einen Absperrschieber t enthält.
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Während der Heizperiode werden die Schieber y und t geschlossen,
dagegen der Schieber q,
der Deckel L sowie die Klappen o geöffnet. Die beiden
Brenner werfen Luft und Gas wagerecht und in tangentialer Richtung in die Verbrennungskammer
d, wobei, wie ersichtlich, für jeden Brenner der hälbe Umfang der Kammer -zur Flammenentwicklung
zur Verfügung steht. Die Flammen entfalten sich in der wagerechten Ebene, wobei
sie um die Säule e kreisen und ihre Geschwindigkeit vollständig verlieren. Infolge
der tangentialen Anordnung der Brenner werden Luft und Gas innig gemischt, ebenso
mischen sich die Flammen, beider Brenner miteinander, wodurch eine vollkommene Verbrennung
der Gase innerhalb der Verbrennungskammer erzielt wird. Die Verbrennungsgase steigen
dann- lediglich ihrem natürlichen Auftrieb
folgend, d. h. ohne
künstliche Beschleunigung in gleichmäßiger Verteilung nach oben durch die Schlitze
ro der Kuppel c in die Heizgaskanäle und durchströmen diese in der Richtung von
unten nach oben. Sie sammeln sich nach dem Verlassen der Heizkanäle oben in der
Kuppel b und treten durch den Stutzen k ins Freie. Infolge des Auftriebes
ohne Richtungswechsel ist vor der Öffnung i genügend Druck vorhanden, um die Abgase
ohne Kaminzug ins Freie zu befördern.
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Wie ersichtlich, vermögen die Flammen keine zerstörende Wirkung auf
die die Heizkanäle tragende Kuppel c auszuüben, da sie sich in wagerechter Ebene
entfalten und vor dem Aufsteigen ihre Geschwindigkeit und Stichflammenwirkung verlieren.
Etwaige Undichtigkeiten des Heißluftschiebers vermögen ebenfalls keine unerwünschten
und schädlichen Wirkungen hervorzurufen; da die eintretende heiße Nebenluft sich
in den Luftröhren m mit der kalten Verbrennungsluft mischt und nur mit dieser gemeinsam
in die Verbrennungskammer eintreten kann.
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Während der Windperiode werden der Schieber q, der Deckel
t und die Klappen o geschlossen, dagegen die Schieber y und t geöffnet.
Der kalte Wind tritt dann durch den Stutzen k in den Erhitzer und durchströmt die
Heizkanäle g in Richtung von oben nach unten, d. h. im Gegenstrom zur Raucbgasrichtung.
Er verläßt als Heißwind den Erhitzer durch die Luftrohre m, ni der Brenner, um durch
die Heißwindleitung ac abgeführt zu werden. Deckel l und Klappen o gestatten während
der Windperiode einen dichten Abschluß des Erhitzers nach außen. Die Abführung des
Heißwindes durch die Luftzuführungsrohre der Brenner hat dabei noch den weiteren
Vorteil, daß man selbst während der Heizperiode zu dem Heißwindschieber gelangen,
ihn leicht reparieren und ausbauen kann.
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Ein weiterer Vorzug des neuen Erhitzers besteht darin, daß der Verbrennungsraum
nur eine verhältnismäßig geringe Höhe zu besitzen braucht. Daraus ergibt sich die
Möglichkeit einer Vergrößerung der Heizfläche in den Kanälen g und einer gedrängteren
Bauart des ganzen Erhitzers.
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Die Heizkanäle g können, wie bekannt, aus Form- .oder Normalsteinen
1a wabenartig aufgebaut werden (vgl. Fig.3). Um mit nur einer Steinform die Kanäle
in konzentrischen Ringen aufbauen zu können, erhalten die Steine die in Fig. 4.
dargestellte flache Form mit einer Gehrung von 45' an einer der Seitenkanten. Die
Steine werden teils in Kreise, teils radial stehend aufgebaut, wobei immer je zwei
im Winkel zueinander stehende Steine mit ihren schrägen Kanten aneinanderstoßen,
während die radialen Steine sich mit ihrer geraden Kante gegen die im Kreise stehenden
Steine des vorhergehenden Ringes stützen. Durch die schrägen Kanten treten die Steine
in einen festen Verband, so daß sie nicht umfallen können. Es ist nun nicht mehr
nötig, die radialen Steine genau auszurichten, wie dies bisher geschah. Es kann
vielmehr jeder Ring unabhängig vom anderen aufgebaut werden, wobei in jedem Ringe
die gleichen Steine benutzt werden. Dadurch wird im Gegensatz zu den bekannten Bauarten,
bei welchen die radialen Steine in den verschiedenen Ringen genau ausgerichtet werden
mußten, wodurch nach außen hin die Kanäle immer größer werden, erreicht, daß die
Kanäle in allan Ringen den gleichen Querschnitt haben, indem die Zahl der Kanäle
in den einzelnen Ringen von innen nach außen zunimmt, während bisher die Kanalzahl
in allen Ringen die gleiche blieb.