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Heizkessel In einem Heizkessel für eine Warmwasserheizungsanlage wird
(die günstigste Wärmeausnutzung erzielt, wenn das zu erwärmende Wasser) im Gegenstrom
zu den Heizgasen geführt wird. Wird der Wärmeaustausch gegenüber aufsteigenden Heizgasen
bewirkt, so muß das zu erwärmende Wasser, wenn es den Heizgasen entgegen nach unten
geführt werden soll, zur Überwindung des infolge der Erwärmung einsetzenden Auftriebs
durch eine besondere Fördervorrichtung in Bewegung gehalten werden. Läuft andererseits
das Wasser durch eigenen Auftrieb um, so bewegt es sich in. dem Kessel von unten
nach oben, und man muß zur Durchführung des Gegenstromprinzips in diesem Falle das
Heizmittel entgegengesetzt, also zwangsläufig von oben nach unten führen. Man hat
infolgedessen die Erwärmung im Gegenstromprinzip bei Heizkesseln bisher nur teilweise
oder unvollkommen durchführen können, und zwar beispielsweise so, daß die Verbrennungsgase
zunächst bis zum oberen Teil des Kessels aufwärts und dann an den äußeren Seitenwänden
der Wasserräume entlang nach unten geleitet und dann durch einen unter dem Kessel
angeordneten Fuchs abgeführt wurden. In diesem Falle streichen die Verbrennungsgase
nur etwa auf halbem Wege zur Strömungsrichtung des Wassers im Gegenstrom und, da
die Verbrennungsgase entgegen ihrem natürlichen Auftrieb nach unten geführt werden,
muß zur Überwindung des Auftriebs ein entsprechend stärkerer Zug angewendet werden.
Erfindungsgemäß werden bei einem Heizkessel einer Warmwasserheizungsänlage, bei
dem das Wasser in flachen Windungen geleitet wird, die quer zur Richtung der senkrecht
aufsteigenden Heizgase liegen, die Bahnen derart geneigt angeordnet, daß zwei in
der Höhe aufeinanderfolgende Bahnen entgegengesetzte Neigung besitzen und jeweils
an den auseinanderstrebenden Enden miteinander verbunden werden.
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In der Zeichnung sind einige Ausführungsformen der Ernndung beispielsweise
veranschaulicht.
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Die Fig. z veranschaulicht eine Ausführungsform, bei welcher das Wasser
in einer Rohrschlange strömt.
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In Fig. a ist eine Ausführungsform der Erfindung in senkrechtem Längsschnitt
veranschaulicht, und zwar im Schnitt in Richtung A-B nach Fig. 3.
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Die F ig. 3 zeigt einen Schnitt in Richtung C-D der Fig. z.
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In Fig. q. ist eine andere Ausführungsform der Erfindung im Schnitt
dargestellt, und zwar im Schnitt in Richtung C-D nach Fig. 5.
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In Fig. 5 ist ein Schnitt in Richtung A-B der in Fig. q. veranschaulichten
Ausführungsform. gezeigt.
Die F ig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform
der Erfindung, geschnitten in Richtung A-B und C-D der Fig. 7.
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Die Fig.7 zeigt einen Schnitt in Richtung E-F von Fig. 6.
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Bei dem Kessel gemäß Fig. i tritt das Wasser bei 2 in die Rohrschlange
ein und bei 3 wieder aus. Die geradlinigen Windungsstrecken 4-5, 6-7, 8-9, 1o-11
und 12-I3 sind geneigt angeordnet und an dem auseinanderstrebenden Ende durch Bogen
miteinander verbunden. Hierbei zeigt sich die Erscheinung, daß das Wasser die Rohrschlange
von 2 in Richtung 4, 5, 6, 7, 8, 9, 1o, i i, 12 und 13, also im Gegenstrom zu den
Heizgasen durchströmt und bei 3 austritt. Die Beheizung erfolgt durch einen Gasbrenner
14, und die Heizgase verlassen den durch einen Mantel i eingeschlossenen Feuerungsraum
bei 17.
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Diese Erscheinung beruht darauf, daß der Auftrieb in den quer zur
Strömungsrichtung der Abgase liegenden, schwach aufsteigenden Windungen der Rohrleitung
größer ist als der Auftrieb in den Verbindungsstellen zwischen den auseinanderstrebenden
Enden der Leitung, so daß das erwärmte Wasser entgegen den aufsteigenden Heiz- oder
Verbrennungsgasen nach unten fließt.
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In den Fig.2 und 3 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung
veranschaulicht. In einem Heizraum 18 mit einer oberen Öffnung 19 für den Austritt
der Abgase sind flache Kammern 2o, 21, 22, 23, eingebaut. Die Kammern sind, wie
aus der Zeichnung zu ersehen ist, schwach geneigt. Sie besitzen Durchtrittsöffnungen
24 und 25 für die Heizgase, die zweckmäßig gegeneinander versetzt sind, um die Heizgase
zum besseren Wärmeaustausch über einen möglichst langen Weg und möglichst große
Oberflächen zu leiten, und sie haben einen Zulauf und am unteren Ende einen Ablauf
für das Wasser.
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Die einzelnen Kammern 2o, 21, 22 und 23 sind an ihren auseinanderstrebenden
Enden durch Verbindungsstücke, -- beispielsweise Krümmer 28, miteinander verbunden,
so daß eine geschlossene Leitung erhalten wird.
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Die Heizvorrichtung kann durch eine geeignete Heizquelle, beispielsweise
durch einen Gasbrenner 29 oder durch feste, flüssige Brennstoffe, erhitzt werden,
und die Verbrennungsluft kann im Gegenstrom zu den Heizgasen vorgewärmt werden,
indem sie beispielsweise bei 3o in einen Mantel 31 eintritt, sich hier vorwärmt
und durch Öffnungen 32 zu dem Heizmittel zutritt. Der Wassereintritt erfolgt bei
26 und der Austritt bei 27.
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In den Fig.4 und 5 ist eine andere Ausführungsform der Erfindung dargestellt.
Der Heizkessel ist aus einzelnen Elementen 33, 34, 35, 36 und 37 zusammengesetzt,
die Kaminern 38, 39, 40, 41, 42 und 43 enthalten. In diese Kammern sind Rohre 44,
45, 46, 47 und 48 schräg so eingewalzt, daß das Wasser quer zur Heizgasrichtung
auf langen Wegen schwach ansteigt und in den Verbindungskammern 38, 39, 40, 41,
42 und 43 abfällt. Die Rohre können beispielsweise durch Öffnungen 49 eingebracht
bzw. gereinigt werden, die durch Stopfen 50 verschlossen werden können. Der
Eintritt des Wassers erfolgt durch die Öffnung 51 der Kammer 41 und verläßt den
Kessel durch. die Kammer 4o und die Austrittsöffnung 52. Die Erwärmung kann durch
einen Gasbrenner 53 oder eine andere Heizquelle vorgenommen werden. Die Abgase steigen
entgegen dem Wasserstrom nach oben und verlassen den Kessel durch die Abzugsöffnung
54.
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Auch die Verbrennungsluft kann in diesem Falle im Gegenstrom zu den
Abgasen vorgewärmt werden. Sie kann bei 55 in einen Mantel 56 eintreten,
so daß sie sich im Gegenstrom zu den Heizgasen vorwärmen kann, und tritt bei 57
in den Verbrennungsraum ein. Zur besseren Ausnutzung des Wärmeinhalts der Verbrennungsgase
können gegeneinander versetzte Trennwände 58, 59, 6o und 61 zwischen den einzelnen
Rohrgruppen 48, 47, 46, 45 und 44 eingebaut werden.
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In den Fig. 6 und 7 ist eine Ausführungsform der Erfindung für Kohlen-
oder Koksheizung bei einem Gliederkessel veranschaulicht. Die Glieder können am
oberen Teil bei 63 die Eintrittsöffnungen und bei 62 eine Austrittsöffnung für das
Wasser enthalten: Der untere Teil der Heizglieder ist zweckmäßig zu einem Rost 64
ausgebildet.
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Der Heizkessel hat eine Füllöffnung 65 mit einem schrägen Fülltrichter
66, durch den der Brennstoff in einen Füllschacht 67 in den Feuerraum 68 gelangt.
Der Feuerraum kann mit einer Schüröffnung 69, einem Aschenfall 70 und einer
Aschentür 71 ausgestattet sein.
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In dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel sind die Heizglieder
in der Nähe des Füllschachts 67 zweckmäßig so ausgebildet, daß die Wasserräume 72
eine solche Form, beispielsweise obere, nach dem Füllschaft zu geneigte Wandungen
73 und am unteren Teil einen Fortsatz 74 besitzen, so daß die durch den Füllschacht
wandernden festen Brennstoffe je nach dem gegebenen Böschungs- a winket auf den
nach dem Füllschacht zu liegenden Teil der oberen Flächen 73 der Wasserräume 72
liegen und nicht über die einzelnen Glieder seitlich hinausfallen können. Die Feuergase
dagegen können durch die zwischen dem Brennstoff vorhandenen Zwischenräume hindurch
nach oben in den
Abzug 75 hindurchziehen. Das Wasser tritt in die
Öffnung 63 ein, steigt bis 76, fällt auf, dem- Wege 76-77, steigt quer zu
den Heizgasen in Richtung 77-78, fällt entgegen den Heizgasen in Richtung
78-79, steigt in der Richtung 79-8o, fällt in der Verbindungsstelle 8o-82,
steigt in Richtung 8z-82, fällt in der Richtung 82-83 und steigt in der heißesten
Zone quer zu den Verbrennungsgasen in Richtung 83-62, wo das Wasser den Kessel verläßt.
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Die einzelnen Glieder bzw. Windungen können, wie aus Fig. 7 zu ersehen
ist, in den einzelnen Ebenen durch Leitwände o. dgl. 84 so abgeteilt sein, daß die
Verbrennungsgase auf möglichst langen Wegen an sämtlichen zu erwärmenden Oberflächen
herumgeführt werden.
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In Fig. 6 ist noch dargestellt, daß die einzelnen Windungen des Wasserraums
an ihren oberen Stellen mit Entlüftungsstutzen 87 zu versehen sind, damit die im
Wasser enthaltene Luft beim Anheizen abgelassen werden kann.
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Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen oder dargestellten Ausführungsformen
beschränkt; auch können an Stelle- von Wasser auch andere Medien erhitzt werden.