NL8201276A - Haardkachel. - Google Patents

Description

Nw 3241

Titel: Haardkachel.

De uitvinding heeft betrekking op een z.g. open haardkachel, d.w.z. een kachel uitgerust met een of meer warintewisselaarelementen in de watertoevoerleiding van het normale c.v.-circuit, en welke warmte-wisselaarelementen eventueel ook, ®et of zonder mantel, kunnen zijn 5 opgesteld in een open haard.

De uitvinding heeft meer in het bijzonder betrekking op een open haard kachel, voorzien van een ten minste ten dele met isolatiemateriaal uitgeruste mantel, binnen welke een vlamkamer wordt begrensd door warmtewisselaarbuizen en wordt volgens de uitvinding.daardoor ge-10 kenmerkt, dat de vlamkamer wordt begrensd door een eerste horizontale buis, welke middels een aantal kleinere, in wezen horizontaal opgestelde buizen is verbonden met een U-vormige buis, een soortgelijk daarboven opgesteld tweede stel buizen, waarbij de eerste en de tweede U-vormige buizen met elkaar zijn verbonden door een groot aantal spiraalvormig ge-15 wonden buizen; een en ander zodanig, dat een aan de eerste horizontale buis toegevoerd fluïdum via de eerste groep kleinere buizen, de eerste U-vormige buis, de spiraalvormig gewonden buizen, de tweede U-vormige buis, de tweede groep kleinere buizen naar de tweede horizontale buis stroomt. De aldus verkregen inrichting vertoont een maximaal warmte-20 overdrachtsoppervlak, dat bovendien op een zo gering mogelijke afstand van de vuurhaard 'is gelegen. Bovendien wordt door het gebruik van spiraalvormige gewonden buizen, het optreden van metaalspanningen tot een minimum beperkt.

Een verdere verbetering van het rendement wordt verkregen 25 door boven het tweede stel buizen, een op de tweede horizontale buis aangesloten, verdeelkoker op te stellen, waarop boven elkaar een groot aantal kleine warmtewisselaarbuizen aansluiten, met een gemeenschappelijke afvoerbuis die kan zijn aangesloten op het c.v.-circuit.

Teneinde de fluidumstroming door de buizen van elke "fase" 30 gelijkmatig te doen verlopen en te waarborgen dat geen dode delen ontstaan, d.w.z. buizen met daarin een stilstaand fluïdum, waardoor oververhitting kan optreden, kunnen de kleinere buizen aan de stroomzijde telkens zijn voorzien van een restrictie.

De open haardkachel volgens de uitvinding kan aan de boven-35 zijde zijn afgesloten door een verdere warmtewisselaar, die is uitgevoerd in de vorm van een jaloezie, bestaande uit een U-vormige aanvoerbuis en 8201276 -2- een centraal opgestelde afvoerbuis, welke beide telkens met een groot aantal kleinere buizen zijn verbonden en welk aldus gevormd "rooster" is afgedekt door een instelbare plaat. De instelling van de plaat kan daarbij plaatsvinden öf met de hand öf middels een temperatuurvoeler, 5 opgesteld in de genoemde centraal opgestelde afvoerbuis.

Indien de temperatuur op de plaats van de temperatuurvoeler te hoog wordt, zal de schuif zodanig worden bewogen, dat het afvoerdoorsnede-oppervlak wordt vergroot en omgekeerd. De handregeling kan worden gebruikt in geval in de vlamruimte een zodanig sterke rook-10 ontwikkeling ontstaat, dat deze niet voldoende door de door de temperatuur geregelde afvoeropening kan worden afgevoerd.

Voorts kunnen de eerstgenoemde horizontale buis en de bijbehorende U-vormige buis middels, met bovenwaarts openende ventielen » uitgeruste buizen zijn verbonden met het daarboven opgestelde tweede 15 stel buizen. Hierdoor wordt voorkomen, dat in het buizenstelsel dode hoeken aanwezig zijn, waarin zich stilstaand water bevindt dan wel eventueel lucht kan verzamelen, hetgeen tot gevaarlijke situaties kan leiden.

Het gebruik van gewonden spiralen heeft niet alleen tot ge-20 volg, dat een maximaal warmteoverdrachtsoppervlak wordt verkregen, doch bovendien, dat een goede turbulentie wordt verkregen, waardoor enerzijds een goede menging is bereikt, terwijl anderzijds mede hierdoor een plaatselijke waterstilstand wordt voorkomen.

Het hiervoor beschreven systeem, bestaande uit een eerste 25 horizontale buis welke middels een aantal kleinere buizen is verbonden met een U-vormige buis, een soortgelijk daarboven opgesteld tweede stel buizen, waarbij het eerste en tweede stel buizen met elkaar zijn verbonden door spiraalvormige gewonden buizen, kan op zich ook als losse eenheid worden vervaardigd, in een bestaande open haard worden opgesteld 30 en opgenomen in het fluidumcircuit van een c.v.

Het zal duidelijk zijn, dat de hiervoor beschreven buizenstelsels op zich ook anders kunnen zijn uitgevoerd, resp. anders kunnen zijn geschakeld ten opzichte van elkaar, dus i.p.v. in serie geschakeld, parallel geschakeld.

35 In verdere uitwerking van de uitvinding kunnen, indien gewenkt, in het afvoer- dan wel het schoorsteenkanaal nog een aantal warmte-wisselaarpijpen zijn opgesteld, waardoorheen buitenlucht kan worden aangezogen, die rechtstreeks de te verwarmen ruimte wordt ingeblazen en in 8201276 -3- het schoorsteenkanaal nog warmte aan de rookgassen onttrekt.

Ter verduidelijking van de uitvinding zal thans, onder verwijzing naar de tekening, een uitvoeringsvoorbeeld van de open haardkachel worden beschreven.

5 In de tekening toont:

Fig. 1 een schematisch vooraanzicht van de open haardkachel volgens de uitvinding fig. 2 een aanzicht, overeenkomstig fig. 1 van uitsluitend het onderste gedeelte van de haardkachel volgens fig. 1, onder weg-10 lating van de deur; fig. 3 een zijaanzicht, deels in doorsnede van de inrichting volgens fig. 2; fig. 4 een doorsnede volgens de lijn IV-IV in fig. 2; fig. 5 een doorsnede volgens de lijn V-V in fig. 1 en 15 fig. 6 een doorsnede volgens de lijn VI-VI in fig. 1.

Volgens de tekening, zie in het bijzonder fig. 1, is een open haardkachel volgens de uitvinding in hoofdzaak voorzien van een drietal delen, nl. een onderste, een vlamkamer-begrenzend deel 1, een daarboven opgestelde warmtewisselaar 2 en een weer daarboven opgesteld, 20 jaloezievormig uitgevoerde, volgende warmtewisselaar. Deze laatste warmtewisselaar kan deel uitmaken van een niet weergegeven ommanteling van de delen 1 en 2. Boven de delen 1, 2 en 3 kan, b.v. vast in het schoorsteenkanaal en daarom in fig. 1 gestreepstippeld weergegeven, nog een verdere warmtewisselaar 4 zijn opgesteld, waarvan het doel en de 25 werking verderop nader zal worden beschreven.

Volgens de figuren 1-4 bestaat het de vlamkamer begrenzende deel 1 uit een eerste horizontale buis 5, een ongeveer in één horizontaal vlak daarmee gelegen eerste U-vormige buis 6, een daarboven opgestelde, tweede U-vormige buis 7 en een boven de eerste horizontale buis 30 5 opgestelde tweede horizontale buis 8, welke ongeveer in een horizon taal vlak is gelegen met de tweede U-vormige buis 7. De eerste horizontale buis 5 en de eerste U-vormige buis 6 zijn met elkaar verbonden middels een groot aantal buizen 9, terwijl de tweede U-vormige buis 7 en de tweede horizontale buis 8 met elkaar zijn verbonden middels een 35 groot aantal buizen 10. De beide hiervoor beschreven, elk uit een horizontale buis, een U-vormige buis en de daartussen opgestelde ver-bindingsbuizen bestaande buizenstelsels zijn met elkaar verbonden door een groot aantal spiraalvormig gewonden· buizen 11. Ter versteviging 8201276 -4- is ter plaatse van de hoeken van de boven elkaar opgestelde horizontale resp. U-vormige buizen telkens een steunbuis 12 aangebracht.

Zoals verder uit de tekening blijkt, is de eerste horizontale buis 5 voorzien van een watertoevoerstomp 13 en de tweede horizontale 5 buis 8 van een waterafvoerstomp 14.

In fig. 4 is met pijlen de stromingsrichting door de aldus gevormde, een vlamkamer begrenzende eerste warmtewisselaar aangegeven. Het door de wateraanvoerstomp 13 toegevoerde water stroomt achtereenvolgens door de buis 5, de buizen 9, de eerste,U-vormige buis 6, de 10 spiraalvormig gewonden buizen 11, de tweede U-vormige buis 7, de buizen 10, de tweede horizontale buis 8, en wordt vervolgens via de af-voerstomp 14 afgevoerd. Teneinde daarbij stilstand van water, alsmede luchtopeenhoping op enigerlei plaats te voorkomen, zijn in de steun-buizen 12, die in open verbinding staan met de beide boven elkaar 15 gelegen buizenstelsels, telkens naar boven toe openende ventielen aangebracht. Deze ventielen bestaan in het afgeheelde uitvoeringsvoor-beeld uit een korte pijp 15, die aan de bovenkant slechts een kleine ontluchtingsopening 16 bevat. Op de bovenzijde van de tweede U-vormige buis 7 is een op zichzelf bekend ontluchtingsventiel 17 aangebracht; 20 uiteraard kunnen meerdere van dergelijke ventielen op de inrichting aanwezig zijn.

Boven de hiervoor beschreven, de vlamkamer begrenzende eenheid, kan een tweede warmtewisselaareenheid zijn opgesteld, zoals afgeheeld in de figuren 1 en 5. Deze warmtewisselaareenheid bestaat 25 uit een verdeelkoker 22, die via een aansluitnippel 23 in verbinding staat met de waterafvoerstomp 14, op welke verdeelkoker een drietal afvoerbuizen 24 aansluit. Deze laatste zijn via een aantal buizen 25 met kleinere diameter aangesloten op een drietal buizen 26, die in diameter ongeveer overeenkomen met de buizen 24 en welke buizen 26 30 via een buis 27 uitmonden in een afvoerkoker 28.

Zoals in fig. 1 voor slechts één buis 25 is weergegeven, kan daarin een restrictie in de vorm van een vernauwing zijn ingebouwd.

Het zal echter duidelijk zijn, dat zowel in alle pijpen 25 alsook in alle andere pijpen waar dit nodig is, een dergelijke vernauwing kan 35 zijn ingebouwd, teneinde te waarborgen, dat door alle gelijksoortige buizen telkens een gelijke hoeveelheid water stroomt. Hierdoor wordt voorkomen, dat het water op enige plaats in het buizenstelsel stil- 8201276 -5- staat en bijgevolg overmatig wordt verwarmd.

Thans zal aan de hand van fig. 1 en fig. 6 de hiervoor reeds genoemde jaloezievormig uitgevoerde, in zijn algemeenheid met 3 aangeduide warmtewisselaar worden beschreven. De jaloezievormige warmte-5 wisselaar bestaat in hoofdzaak uit een U-vormige aanvoerbuis 41, een centraal daarin opgestelde afvoerbuis 42, welke beide buizen 41 en 42 door een groot aantal kleinere buizen 43 met elkaar zijn verbonden. De aanvoerbuis 41 is voorzien van een aanvoerbuisstomp 30, die via een buis 31 (zie fig. 1) is aangesloten op de verdeelkoker 22. De 10 afvoerbuis 42 is op haar beurt voorzien van een afvoerbuisstomp 32, aangesloten op de afvoerkolom 28. De stroming van het fluïdum door deze derde warmtewisselaar is in fig. 6 met pijlen aangegeven. De door de buizen 41 , 42 en 43 gevormde warmtewisselaar is aan de bovenzijde gedeeltelijk afgesloten door daarop aangebrachte platen 33. Het overige 15 gedeelte, van de openingen tussen de genoemde buizen 41, 42 en 43 kan worden afgedekt door een verschuifbare, van openingen 35 voorziene plaat 34. De verplaatsing van de plaat 34 kan worden geregeld met behulp van een z.g. dompelthermostaat 36, waarvan het meeteinde zich ongeveer in het midden in de afvoerbuis 42 bevindt. De 20 thermostaat draagt zorg voor het meer of minder afvoeren van de verbrandingsgassen, in afhankelijkheid van de op de meetplaats heersende temperatuur.

Een tweede regeling van de afvoeropeningen door de derde warmtewisselaar 3 kan plaatsvinden door draaien van een op een schroef-25 spil 37 aangebracht handwiel 38. De schroefspil is verbonden met de dompelthermostaat 36, terwijl op het handwiel 38 het ene einde rust van een strip 39, die vast is verbonden met de plaat 34. Een dergelijke handregeling kan noodzakelijk zijn, wanneer de haardkachel, waarin allerhande brandstof kan worden verstookt, een brandstof (b.v. nat 30 hout) wordt verstookt, welke een grote rookontwikkeling heeft.

Zoals uit de tekening verder blijkt kan het geheel bij gebruik als afzonderlijke kachel zijn uitgerust met een slechts ten dele weergegeven omhulsel 18, voetsteunen 19, een deur 21, en een asla 20. Het zal echter duidelijk zijn, dat de hiervoor beschreven constructie 35 zonder laatstgenoemde elementen ook als losse eenheid in een bestaande open haard kan worden geplaatst.

De hiervoor beschreven, in hoofdzaak uit drie warmtewisse-laarsystemen bestaande kachel kan worden opgenomen in de toevoerleiding 8201276 -6- van een gebruikelijk c.v.-systeem. Zij kan echter ook op andere wijze worden verbonden met een warmwatersysteem. Ook kan gebruik worden gemaakt van slechts een deel van het hiervoor beschreven systeem, en kunnen de systemen, op andere wijze dan bij het beschreven uitvoerings-5 voorbeeld met elkaar zijn gekoppeld.

Mocht blijken, dat in de afvoerrookgassen van het hiervoor beschreven systeem nog veel rest-warmte aanwezig is, dan kan in het afvoerkanaal van de schoorsteen, waar het systeem op aangesloten is, de warmtewisselaar 4 (zie fig. 1) worden aangebracht, bestaande uit 10 een groot aantal buizen 40 middels welke met behulp van b.v. een niet-weergegeven pomp rechtstreeks buitenlucht in de te verwarmen ruimte kan worden gevoerd.

In de praktijk is gebleken, dat het beschreven systeem een bgzonder hoog rendement heeft en waarbij reeds een z.g. gezelligheids-15 vuur brandstof-besparend is. In dit verband wordt nogmaals opgemerkt, dat de beschreven inrichting geschikt is voor het verstoken van allerhande brandstof. Doordat in het systeem geen plaatsen met stilstaand fluïdum aanwezig zijn, wordt het geheel voldoende gekoeld opdat geen overmatige verhitting optreedt.

20 Opgemerkt wordt verder, dat de dompelthermostaat 36 voorts nog kan zijn verbonden met een beveiligingsmechanisme teneinde te waarborgen dat, bij dreigende oververhitting van het systeem, b.v. als gevolg van het uitvallen van de pomp van de centrale verwarmingsketel, een hoeveelheid koud water aan het beschreven warmtewisselaarsysteem 25 wordt toegevoegd.

Het zal duidelijk zijn dat binnen het raam van de uitvin-dingsgedachte een groot aantal wijzigingen mogelijk zijn. Van wezenlijk belang is echter, bij gebruik van de inrichting als open haard-kachel, de aanwezigheid van de jaloezievorming uitgevoerde warmtewisselaar, die 30 waarborgt dat de warmte zo lang mogelijk in de kachel kan worden vastgehouden .

8201276

Claims (7)

1. Open haardkachel, voorzien van een ten minste ten dele met isolatiemateriaal uitgeruste mantel, binnen welke een vlamkamer wordt begrensd door warmtewisselaarbuizen, met het kenmerk, dat de vlamkamer wordt begrensd door een eerste horizontale buis, die middels een 5 aantal kleinere, in wezen horizontaal opgestelde buizen is verbonden met een U-vormige buis, een soortgelijk daarboven opgestelde tweede stel buizen, waarbij de eerste en tweede U-vormige buizen met elkaar zijn verbonden door een groot aantal spiraalvormig gewonden buizen.

2. Open haardkachel volgens conclusie 1, gekenmerkt door een 10 boven het tweede stel buizen, op de tweede horizontale buis aangebrachte aangesloten verdeelkoker, waarop boven elkaar een groot aantal warmtewisselaarbuizen aansluiten, met een gemeenschappelijke afvoerbuis.

3. Open haardkachel volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat deze aan de bovenzijde is afgesloten door een verdere warmte- 15 wisselaar, in de vorm van een jaloezie, bestaande uit een U-vormige aanvoerbuis en een centraal opgestelde afvoerbuis, welke zijn verbonden door een groot aantal kleinere buizen, en boven welk buizenstelsel een instelbare plaat is opgesteld.

4. Open haardkachel volgens conclusie 3, met het kenmerk, 20 dat de plaat kan worden ingesteld met behulp van een temperatuurvoeler, bijvoorbeeld een dompelthermostaat, opgesteld in de afvoerbuis (42).

5. Haardkachel volgens een of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat een of meer buizen zijn voorzien van een restrictie. 25

6. Kachel volgens een of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de eerste horizontale buis en de in één vlak daarmee gelegen U-vormige buis middels met bovenwaarts openende ventielen uitgeruste buizen zijn verbonden met de tweede horizontale buis en de in een horizontaal vlak daarmee gelegen tweede U-vormige buis. 30

7. Open haardkachel volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het afvoerkanaal is voorzien van een aantal warmtewisselaarpijpen, ingericht voor de doorvoer van lucht. yvw 8201276