NO820561L - Oppvarmingssystem - Google Patents

Abstract

Et oppvarmingssystem for overføring av varme fra en varmekilde i et forbrenningsrom til et varmeveksler-fluidum omfatter et innelukket kammer (2) som tjener som et reservoar for varmevekslerfluidet og en rørformet varmevekslermanifold (14) som kommuniserer med kammeret og som strekker seg derfra inn i forbrenningsrommet over og ved siden av varmekilden. I et oppvarmingssystem for hus omfatter manifolden (14) to siderør (15,. 16) som i alt vesentlig strekker seg horisontalt fra den nedre del av en bakenfor beliggende kjele (1) , med et flertall av skråstilte, tverrgående rør (17,18,19) som forbinder siderørene (15,16) med hverandre, hvilke siderør kommuniserer med kjelekammeret (2). Et av siderørene (16) kommuniserer med en "lavmotstandssone"(23). inne i kammeret, hvilken sone er tilveiebrakt ved hjelp av en strømningslederplate (22) som også virker som en skillevegg som strekker seg vertikalt fra den nedre del (8) av kammeret til nær kammerets øvre avgrensning (7). og som forbinder kammerets frontvegg (6) og bakvegg (5). Kammeret kan være utformet slik at dette omgir et avtrekk (60) for forbrenningsgass. I bruk fyres det på en fyrrist(46) plassert under den rørformede manifold (14), men brensel i fast form kan også plasseres mellom og pa toppen av manifoldrørene. Systemet kan også benyttes i forbindelse med en industriell dampkjele (85) eller en ovn (105) for oppvarming av hus.

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et oppvarmingssystem for overføring av varme fra en varmekilde til et varmeveksler-fluidum. Spesielt vedrører foreliggende oppfinnelse et oppvarmingssystem for hus av den type som inkluderer en bakenforlig-gende bakkjeie. Systemet fremviser forbedrede varmeveksleregen-skaper og forbedret bevegelse av varmevekslervæsken gjennom systemet.

Opptil nå har oppvarmingssystem av hus vært basert på

en bakkjele som er beregnet på å passe inn i et ildsted idet bakkjelen omgir den bakre del og/eller sidene på ildstedet. Husholdningskjeier av den type som har et bakkammer med to si-dekammere innbyrdes forbundet ved hjelp av en serie av tverrgående rør for dermed å tilveiebringe en fyrrist er kjent, f.eks. beskrevet i irsk patent 26 285 og 40 706 og i britisk patent 820 210 og 946 744. Britisk patent 1 137 482 beskriver et annet arrangement hvor en bakkjele for husbruk er utstyrt med en rørformet rist som strekker seg horisontalt ut fra den nedre del av bakkammeret under fyringsristen. Fyringsrister utstyrt med et rørarrangement i form av en varmevekslermanifold for husbruk er også beskrevet i britisk patent 230 536 og 1 543 529

og i internasjonal patentsøknad nr. PCT/EP80/00121 (publika-sjons nr. W081/01324).

Et av problemene som oppstår med bakkjeler og varmevekslere utstyrt med en serie med rør som virker som fyringsrist er at varmevekslervæsken i varmeveksleren og bakkjelen ikke sirku-lerer tilstrekkelig. Dette kan resultere i at temperaturen i væsken overstiger dens kokepunkt, hvorved damp produseres, noe som generelt sett bør unngås. Mer effektiv sirkulasjon kan oppnås ved at rørenes utløp løper inn i en delvis lukket sone inne i kjelekammeret, som beskrevet i britisk patent 946 744. For imidlertid å trekke mer varme ut av et ildsted i et hus er det ønskelig å øke-arealet på de primære varmevekslingsoverflater, dvs. de overflater som utsettes direkte for hete forbrennings-gasser, mens generering av damp i varmevekslingsrørene må unngås . Varmevekslere av den vanlige type som er beregnet på å ligge fullstendig under varmekilden, tilveiebringer ikke i det hele tatt effektive primærvarmevekslingsoverflater, noe som re-sulterer i et effekttap.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt et oppvarmingssystem for overføring av varme fra en varmekilde

til et varmevekslingsfluidum, som omfatter i kombinasjon:

a) Et innelukket kammer som fungerer som et reservoar for varmevekslingsfluidet, b) en rørformet varmevekslingsmanifold, hvilken manifold kommuniserer med kammeret og som strekker seg ut fra

kammeret over og ved siden av varmekilden.

Hvis varmekilden er basert på fast brensel, kan manifolden med fordel være beliggende på en slik høyde at det faste brensel kan være anbrakt mellom og på toppen av manifolden og også i mellomrommet mellom rørene i manifolden, slik at varme fra det brennende brensel overføres direkte til manifolden.

Ifølge et aspekt ved foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt et oppvarmingssystem for hus som overfører varme fra en varmekilde til et varmevekslingsfluidum, omfattende et innelukket kammer som funksjonerer som et reservoar for varmeveks-lingsf luidet , en varmevekslingsmanifold som kommuniserer med kammeret og som er anbrakt ved den nedre del av kammeret, slik at manifolden strekker seg forover fra kammeret over og ved siden av varmekilden, idet manifolden omfatter et første og et andre siderør som strekker seg ut fra kammeret og et flertall av tverrgående rør som innbyrdes forbinder nevnte siderør. Begge siderør kommuniserer fortrinnsvis med kammeret via respektive røråpninger i kammerveggen. Det er imidlertid tilstrekkelig om den andre av nevnte siderør kommuniserer med kammeret gjennom manifoldutløpet, idet dette siderør er beliggende på mot-satt side av manifolden i forhold til en innløpsledning koblet til det første av nevnte siderør.

Innstrømningsledningen er normalt koblet til en innstrøm-ningsåpning i kammeret som fortrinnsvis er beliggende ved siden av en røråpning som kommuniserer med det første av nevnte rør ved en manifolds innløp.

Manifoldens siderør skiller seg fra sidetankene i en konvensjonell kjele ved at rørene er plassert ved den nedre en-de av kammeret og har en høyde som er vesentlig mindre enn halve høyden på kammeret, eksempelvis rundt en fjerdedel av høyden på kammeret.

Manifolden strekker seg fortrinnsvis i alt vesentlig horisontalt fra kammeret, men med manifoldens midtplan skrånende nedover mot fronten med en liten vinkel (f.eks. 5 til 15°).

Ifølge en særlig foretrukket utførelse har manifolden tre i alt vesentlig parallelle tverrgående rør som forbinder de to siderør som på sin side begge kommuniserer med kammeret via deres respektive åpninger. I det minste de tverrgående rør kan med fordel ha et polygonisk tverrsnitt i særdeleshet et trekantet eller firkantet tverrsnitt, fortrinnsvis i form av et parallellogram som har to større og to mindre sider og som inkluderer vinkler mellom omtrent 95° og 85°. Hvert av de tverrgående rør kan med fordel ha en større overflate som er skråstilt omkring 20°-30° i forhold til vertikalen.

Innstrømningsåpningen kan med fordel være plassert ved siden av det første siderørs åpning, dvs. manifoldens innstrøm-ningsåpning. Alternativt kan innstrømningsåpningen være plassert i nærheten av det andre siderørs åpning, dvs. manifoldens utløp.

Ifølge den særlig foretrukne utførelse av oppfinnelsen er det videre tilveiebrakt en anordning som avgrenser endel av volumet av kammeret som en sone med lav væsketetthet når oppvarmet fluidum sirkuleres gjennom kammeret. Anordningen omfatter fortrinnsvis en i alt vesentlig vertikal ledeplate som strekker seg fra den nedre del av kammeret til nær toppen av kammeret og som forbinder fronten og baksiden av kammeret. Nevnte vertikale plate avgrenser delvis en sone med lav væsketetthet i kammeret direkte over en åpning i kammeret hvor kammeret kommuniserer med manifoldens utløp.

Kammeret avgrenser fortrinnsvis en første røkgasskanal beliggende mellom den bakre vegg og ildstedet, i hvilket den er installert og den bakre del av kammeret idet tilstrekkelig plass er tilveiebrakt' mellom manifolden og den nedre del av ildstedet for å oppta en standard fyrrist hvorpå kull eller annet fast brennstoff plasseres.

Ifølge en annen utførelse av oppfinnelsen omgir kammeret en røkgasskanal. Røkgasskanalen har fortrinnsvis en frontvegg, en bakvegg og to sidevegger, idet en av sideveggene fortrinnsvis faller sammen med nevnte ledeplate.

Om ønskelig kan kull eller annet fast brensel plasseres på og mellom manifoldrørene, men brenslet bør ikke tillates å forhindre trekken av luft forbi rørene når brenslet brenner.

Ifølge et ytterligere aspekt ved foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt et industrielt dampkjelesystem som har et sentralt forbrenningsrom og røkgasskanal som på fire sider er omgitt av et omliggende kammer. Kammeret inkluderer en inn-løps- og en utløpsåpning, en rørformet varmevekslingsmanifold som kommuniserer med kammeret og som er festet til den nedre del av kammeret, slik at denne strekker seg i alt vesentlig horisontalt inn i forbrenningsrommet over og rundt varmekilden. Manifolden omfatter et første og et andre siderør som strekker seg ut fra kammeret og et flertall av tverrgående rør som forbinder siderørene.

I det industrielle kjelesystem er det anordnet en anordning som avgrenser endel av volumet av kammeret som en sone med lav væsketetthet. Denne anordning omfatter to i alt vesentlig vertikale og parallelle ledeplater som strekker seg fra den nedre del av kammeret til nær toppen av kammeret og som forbinder den indre og den ytre vegg i kammeret.

Fire utførelser av oppfinnelsen vil nå bli beskrevet i detalj under henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 viser et horisontalsnitt gjennom en første utfø-relsesform av oppfinnelsen sett langs linjen A-A på fig. 2;

fig. 2 viser et vertikalt frontsnitt langs linjen B-B på fig. 1, fig. 3 viser et vertikalt sidesnitt gjennom oppvarmingssystemet plassert in situ i et ildsted sett langs linjen C-C på fig. 1, fig. 4 viser et horisontalsnitt av en andre utførelse av foreliggende oppfinnelse langs linjen D-D på fig. 5, fig. 5 viser et vertikalt sidesnitt langs linjen E-E på fig. 4, fig. 6 viser et horisontalsnitt gjennom en tredje utførelse av oppfinnelsen sett langs linjen F-F på fig. 7, fig. 7 viser et vertikalt sidesnitt av den tredje utførelse av oppfinnelsen, og fig. 8 viser i perspektiv oppvarmingssystemet ifølge foreliggende oppfinnelse installert i en husholdningsovn.

Fig. 1 til 3 viser et oppvarmingssystem for husbruk basert på fast brensel, idet systemet omfatter en bakkjele 1 som er utstyrt med et innelukket kammer 2 dannet av sidevegger 3,4, en bakvegg 5, en frontvegg 6 samt en topplate 7. Den nedre del av kammeret 2 omfatter en flat del 8 samt en hellende skråpla-te 9.

En utløpsåpning 10 kommuniserer med den øvre del av kammeret 2 gjennom sideveggen 3. En innløpsledning 11 er forgre-net til to innløpstilførselsrør 12,13, hvor tilførselsrøret 12 kommuniserer med den nedre del av kammeret 2 gjennom en innløps-åpning i sideveggen 3, mens tilførselsrøret 13 kommuniserer med et første siderør 15 på manifolden 14.

Manifolden 14 er dannet av hule rør med i alt vesentlig rektangulært tverrsnitt og er oppstilt foran bakkjelen 1, idet manifolden strekker seg fra den skråstilte del 9 på den nedre del av kjelekammeret 2. Manifolden rager inn i forbrenningsrommet.

Manifolden 14 omfatter et første og et andre siderør 15, 16 anordnet på hver side av kjelen og innbyrdes forbundet ved

hjelp av tre tverrgående rør 17,18,19. Hvert av de tverrgående rør har generelt en rektangulær tverrsnittsform og er skrånende forover, slik at en av rørenes to største flater på hvert krys-sende rør opptrer som primærvarmevekslingsoverflate som danner en vinkel mellom 20°"og 40°, fortrinnsvis rundt 20° til 30° med vertikalen. Rørenes kanter er avrundede. Siderørene 15,16

er blokkert ved deres ytre ender, men kommuniserer med den nedre del av kammeret 2 gjennom rørenes respektive åpninger 20, 21, idet siderørene er fastsveiset til kjelen 1. Det ytterste tverrgående rør 17 har et tverrsnitt som er lik tverrsnittet på siderørene 15,16. Åpningen 20 er manifoldens innløpsåpning mens åpningen 21 er manifoldens utløpsåpning.

Manifolden skrår nedover mot fronten med en liten hel-ning (rundt 10°) med horisontalen som vist på fig. 3.

Skråstillingen av de tverrgående rør og helningen på manifolden er fortrinnsvis for å avbøye en horisontal lufttrekk rundt hver av de tverrgående rør i tur og orden. Alternativt kan de tverrgående rør være arrangert slik at de er skråstilt bakover eller med et av rørene skrånende bakover mens de de resterende rør skråner forover som vist på fig.4 og 5. Når kull eller annet fast brensel brennes, understøttes brenslet på og innimellom manifoldrørene, noe som forårsaker en økt turbulens av trekken rundt manifoldrørene. Brensel kan .også understøttes av en konvensjonell fyrrist 46 plassert under manifolden. Om kull imidlertid er tettpakket rundt manifoldrørene, kan effek-ten av økt turbulens reduseres vesentlig med en tilsvarende re-duksjon i effektivt primær varmevékslingsoverflate.

Kammeret 2 inkluderer en ledeplate 22 som strekker seg vertikalt fra den nedre del av kammeret til nær kammerets topp 7 og som forbinder frontveggen 6 og bakveggen 5 på kammeret for delvis å avdele en sone 23 inne i kammeret 2, heretter benevnt "lavmotstandssonen". Ledeplaten 22 er plassert nær opptil sideveggen 4 i kammeret, men plassert i avstand fra denne for å tillate manifoldutløpsåpningen 21 på siderøret 16 å kom-munisere med sonen 23.

Fig. 3 viser en bakkjele 1 arrangert på plass i et ildsted som omfatter vegger 4 4 av ildfast materiale og med et ho-vedpipeløp 43. En standard fyrrist 46 er plassert under manifolden 14 med en normal gnistfanger 4 7 som inkluderer trekk-kontroll. Gnistfangeren er plassert foran fyrristen 46. Manifolden 14 strekker seg inn i ildstedets brennrom. Bakkjelen 1 er plassert i avstand fra den bakre vegg av ildstedet for å tilveiebringe en røkgasskanal 48 mellom bakveggen av kjelen og bakveggen på ildstedet. Bakkjelen 1 er montert på plass og understøttes av sidestøtter 49,50 som er dannet av plater sveiset til den nedre del av kjelen 1.

Ildfaste fliser 49a og 50a er fortrinnsvis plassert på hver side av kjelekammeret for å tilveiebringe vertikale sider i forbrenningsrommet. Flisene 4 9a,50a er arrangert slik at de hviler mot manifoldens siderør 15,16.

Vann benyttes fortrinnsvis som varmevekslingsvæske og systemet er konstruert for å holde omtrent 7 gallon (eller 32 liter) med vann, men dette kan varieres avhengig av antall radiatorer som betjenes av systemet. Vann som strømmer inn gjennom innløpsledningen 11 forgrenes inn i to strømmer gjennom tilførselsrørene 12,13. Vann som strømmer gjennom tilførsels-røret 12 passerer direkte inn i kammeret 2, mens vann som strøm-mer gjennom tilførselsledningen 13 ledes inn i manifolden 14 gjennom siderørene 15, de tverrgående rør 17,18,19, siderøret 16 og tilbake til kammeret 2 via manifoldens utløpsåpning 21, som indikert med de stiplede piler på fig. 1 og 2. Vann strøm-mer også inn i manifolden via manifoldinnløpsåpningen 20 direkte fra kammeret 2. Om ønskelig kan tilførselsledningen 13 ute-lates, slik at alt vann passerer gjennom manifoldens innløpsåp-ning 20. Vann som kommer inn i kammeret 2 gjennom manifoldens utløpsåpning 21,strømmer Oppover gjennom "lavstrømningssonen"

23 i kammeret. Uten en ledeplate 22 vil vann som kommer ut fra manifolden gjennom åpningen 21 i de tilfelle hvor dette vann har en høyere temperatur enn vannet i kammeret 2, møte en strøm-ningsmotstand forårsaket av det tettere, kaldere vann i kammeret. Ledeplaten 22 tjener derfor til å dele av en sone 23 in-nen kammeret 2 hvor blanding av relativt tettere og kjøligere vann i kammeret med relativt mindre tett vann med en høyere temperatur som kommer fra manifolden begrenses.

"Lavmotstandssonen" øker sirkulasjonen av vann gjennom kjelen. Også det faktum at manifolden heller noe nedover og det faktum at manifolden tilføres væske separat gjennom til-førselsledningen 13, tilveiebringer en bedret sirkulasjon gjennom manifolden. Fig. 1 til 3 viser stiplede piler som angir den normale vannsirkulasjon gjennom kjelen og manifolden.

Et glidbart anordnet spjeld i form av en plate 52 kan være anbrakt over topplaten 7 på kjelen for derved å regulere flommen av røkgass gjennom den bakre røkgasskanal 48. Spjeldet kan være laget av støpejern. Når den bakre røkgasskanal 48 er stengt, vil frontveggen 6 på kjelen fungere som en primær varme-vekslingsoverflate.

Manifolden er fortrinnsvis sveiset til den nedre del av kjelen. Manifolden kan være sveiset ved hjelp av den såkalte "root and cap" metoden, hvor endeflatene som skal sammensveises sveises samtidig på hver side.

Et andre utførelseseksempel av oppfinnelsen vil nå bli beskrevet under henvisning til fig. 4 og 5. Ifølge dette utfø-relseseksempel omgir kjelekammeret et røkgassrør 60 som har en innløpsåpning 58 i veggen 9 på kjelen og en utløpsåpning 59 beliggende ved kammerets topplate 7. Røkgassrøret 60 har en bakvegg 61, en frontvegg 62 og to sidevegger 63,64. Sideveggen 64 utgjøres av ledeplaten 22, idet en del 65 av denne er forlenget opp til kjelens topplate 7, men allikevel er utstyrt med åpninger 102,103 på forsiden og baksiden av røkgassledningen 60. Nevnte åpninger kommuniserer med "lavmotstandssonen" 23.

Røkkanalens 60 vegger 61,62,63,64 virker som primære varmevekslingsoverflater. Hovedmengden av vann i kjelekammeret er følgelig utsatt for et høyere primært varmevekslingsoverflate-areal enn ifølge det første utførelseseksempel. Deler av ledeplaten 22 kan med fordel være utformet på en slik måte at sideveggen 64 i røkgasskanalen også utgjør en primær varmevekslings- overflate og at dette bevirker at vann beholdes i "lavmotstandssonen" ved en høyere temperatur, noe som forbedrer den oppad-rettede strøm av vann gjennom "lavmotstandssonen".

For å gjøre kjelen mer tilpasset for bruk kan et alternativt innløpsrør 68 og en alternativ utløpsåpning 69 være anordnet i kjelens sidevegg 4. Når kjelen blir installerti et ildsted, har en valgfrihet til å tilkoble et utløpsrør enten på utløpsåpningen 10 i sideveggen 3 eller utløpsåpningen 69 i sideveggen 4 og likeledes et returstrømningsrør enten på inn-løpsrøret 11 i sideveggen 3 eller innløpsrøret 68 i sideveggen 4. De åpninger 10,69 og rør 11,68 som ikke er i bruk kan plugges igjen.

Det alternative innløpsrør 68 kommuniserer direkte med kjelekammeret gjennom en åpning i ledeplaten 2 2 ved den nedre del av kammeret mellom bakveggen 61 på røkgasskanalen 60 og den bakre vegg 5 i kammeret.

Siden vannet som kommer fra returtilførselsrøret som er festet til den alternative innløpsledning 68,vil ha en relativt lav temperatur, er det nødvendig å isolere ledningen 6 8 fra varmt vann i "lavmotstandssonen" om temperaturen på vannet i den nedre del av "lavmotstandssonen" skal kunne forbli upåvir-ket. Dette er oppnådd ved hjelp av plater 70,71 som danner en tunnel ved den nedre del av kjelen.

Som vist på fig. 5 er det tverrgående rør 19 skrådd bakover, mens de tverrgående rør 17,18 er skrådd forover slik som beskrevet i forbindelse med den første utførelse. Dette inne-bærer to fordeler: a) Avstanden mellom toppen av røret 18 og røret 19 blir større og muliggjør på den måte oppsetting av brensel ved å tillate kull på en enklere måte å kunne bli plassert på fyrristen 46 under manifolden, og b) den bakover skrånende stilling på røret 19 bidrar til å avbøye lufttrekken rundt rørets største overflate og å nedsette strømningshastig-heten på nevnte trekk før den kommer inn i røkgassavtrekket 60. Gapene mellom den nedre ende av ved siden av hverandre liggende tverrgående rør forblir fremdeles i alt vesentlig like: Kjelen som er vist på fig. 5,kan monteres inn i et ildsted på en slik måte at det dannes et bakre røkgassavtrekk 4 8 mellom den bakre vegg 5 på kjelen og den bakre vegg 44 påfyr-risten, som vist på fig. 3, om ønskelig.

Som vist på fig. 4 og 5 kan gnistfangeren 4 7 og fyrristen 46 være spesielt avpasset til dimensjonene på manifolden. I særdeleshet kan gnistfangeren være rettvinklet ved sine ende-kanter for derved å omgi fronten på. manifolden som i praksis strekker seg ut fra ildstedet selv om hoveddelen av manifolden er plassert inne i forbrenningsområdet på ildstedet. Fig. 6 og 7 viser et tredje utførelseseksempel av oppfinnelsen, hvilket utførelseseksempel er benyttet i forbindelse med en industriell kjeletype. Forbrenningsområdet 84 er på fire sider omgitt av en kjele 85 som har fire indre vegger 86, 87,88,89 og fire ytre vegger 90,91,92,93. Ved den nedre del av veggene 91,86, dvs. fronten på kjelen, er det anordnet en åpning for innføring av brensel i forbrenningsområdet, hvilken åpning er stengt ved hjelp av en dør 82. En rørformet manifold omfatter siderør 9 4 og tverrgående rør 95 som strekker seg ut fra veggen 88 og inn i forbrenningsområdet 84 idet rørene er plassert i avstand fra den nedre del av kjelen for derved å gjøre plass for en rist eller en fyrgang 83 under manifolden. Siderørene 94 kommuniserer med kjelekammeret ved sine respektive åpninger 96,97. Åpningen 96 kommuniserer direkte med en "lavmotstandssone" 98 som er dannet av to ledeplater 99 som deler av kjelerommet og som forbinder kjeleveggene 88 og 93 og som strekker seg fra den nedre del av kjelen til nær dens topp. En innløpskanal 100 er plassert i kjeleveggen 93 ved siden av åpningen 97, mens en utløpskanal 101 er plassert nær toppen av kjelen i veggen 93 over nivået på toppen av ledeplatene 99. Pilene, indikerer retningen på strømningen av vann gjennom kjelen og manifolden. Fig. 8 viser en ytterligere anvendelsesform av oppvarmingssystemet ifølge foreliggende oppfinnelse benyttet for oppvarming av husholdningsovn 105. I dette tilfelle er kjelekammeret, manifolden og fyrristen montert på innsiden av et avluk-ket forbrenningsområde i ovnen. En demonterbar dør 106 er anordnet ved ovnens front for å muliggjøre tilgang til forbrenningsområdet for innføring av brensel. Luftinntaket til forbrenningsområdet kan kontrolleres ved hjelp av et perforert, glidbart og justerbart spjeld 107.

En har funnet ut at den mest fordelaktige strømning av varmevekslingsvæske gjennom systemet kan oppnås ved en nøye jus-tering av følgende faktorer:

1) Høyden på ledeplaten eller platene som strekker seg opp fra den nedre del av kjelekammeret til nær toppen av kammeret. 2) Volumet av den delvis atskilte sone definert av ledeplaten eller platene som ovenfor er benevnt som "lavmotstandssonen" . 3) Volumet av en andre sone på toppen av kjelekammeret mellom et horisontalt plan som faller sammen med toppen av ledeplaten (e) og toppen på kjelen.

Høyden 1) på ledeplaten bestemmer volumene 2) og 3) som angitt ovenfor. Volumet 2) av "lavmotstandssonen" er fortrinnsvis gjort slik at det omtrentlig er lik volumet av manifoldrø-rene. Ifølge utførelseseksemplet vist på fig. 5<q>g 6 har f. eks. manifolden og "lavmotstandssonen" fortrinnsvis hver en kapasitet på omtrent 0,7 gallon (3,2 liter), mens det totale volum av kammeret pluss manifolden er omtrent 7 gallon (32 liter). Forholdet mellom volumet av manifolden og volumet av "lavmotstandssonen" kan med fordel variere fra omtrent 0,7 : 0,5 til 0,7 : 1,0.

Volumet av den andre sone 3) er fortrinnsvis omtrentlig lik 25% av det totale volum av kjelekammeret, eksklusive volumet av manifoldrørene.

Ifølge utførelseseksemplet vist på fig. 5 og 6 er disse faktorer tilfredsstillende ivaretatt når høyden 1) på ledeplaten er mellom 13" og 14" (31 og 33 cm), noe som gir en høyde på kjelen på 17" (41 cm).

Vannet i manifoldrørene når en temperatur på omtrent 180°F (82°C), mens vann med en temperatur på omtrent 170°F (76 C) blandes med kaldere vann i kjelekammeret ved toppen av ledeplatene under optimale arbeidsforhold.

På grunn av økt avgitt effekt i oppvarmingssystemet iføl-ge foreliggende oppfinnelse kan sirkulasjonen av vann gjennom radiatorene koblet til systemet økes ved å benytte sirkulasjons-rør med en diameter på 1 1/4" (3,2 cm) istedenfor de normalt benyttede rør med diameter 1" (2,5 cm).

De følgende testresultater er kun gitt som eksempler for å illustrere den avgitte effekt og effektiviteten av et oppvarmingssystem for husbruk i forbindelse med utførelseseksemplet vist på fig. 5 og 6 beskrevet ovenfor.

TESTRESULTATER

Test 1 - Spjeldåpning 3mm

Manifolden plassert i forbrenningsområdet over fyrristen tilveiebringer et vesentlig areal med primæroppvarmet overflate gjennom hvilket varme transporteres til vannet. Systemet ifølge oppfinnelsen utnytter varme som ofte ikke utnyttes i et ildsted og som øker kvantumet av varme overført til vannet pr. enhet med energi disponibel fra ildstedet. Den øker kjeleytelsen sammenlignet med konvensjonelle bakkjeier og reduserer installa-sjonskostnadene sammenlignet med de som normalt sett foreligger for større kjeler.

Det er tydelig at radiatorer som mates fra kjelen ifølge oppfinnelsen begynner å utstråle varme meget tidligere enn hva som er vanlig i konvensjonelle bakkjelesystemer.

Oppvarmingssystemets kjelekammer og manifold kan være laget av bløtt stål, rustfritt stål, kobber, bronse eller et hvilket som helst annet egnet metall, selvom bløtt stål er å foretrekke. Deler som utsettes for direkte kontakt med varmekilden, bør ha en tykkelse på 6 mm, mens de resterende deler kan ha en tykkelse på 4 mm.

Systemet ifølge oppfinnelsen kan tilpasses for bruk i forbindelse med andre brennstoffer enn fast brennstoff, såsom f.eks. olje eller gass. Olje- eller gassbrennere kan f.eks. plasseres direkte under hver!; tverrgående rør i den rørformede manifold for derved å tilveiebringe en varmekilde.

Claims (10)

1. Et oppvarmingssystem for overføring av varme fra en varmekilde til et varmevekslingsfluidum, omfattende i kombinasjon: a) et innelukket kammer (2) som tjener som et reservoar for varmevekslingsfluidet, b) en rørformet varmevekslingsmanifold (14), hvilken manifold kommuniserer med kammeret (2) og som strekker seg fra kammeret over og ved siden av varmekilden.

2. Et oppvarmingssystem ifølge krav 1, hvor den rørformede varmevekslingsmanifold (14) er montert på den nedre del av kammeret (2), slik at manifolden strekker seg fremover fra kammeret over og ved siden av varmekilden, hvilken manifold omfatter et første (15) og et andre (16) siderør som strekker seg fra kammeret (2) og et flertall tverrgående rør (17,18,19) som innbyrdes forbinder siderø rene (15,16).

3. Et oppvarmingssystem ifølge krav 2, hvor rørene (15-19) har et i det vesentlige rektangulært tverrsnitt.

4. Et oppvarmingssystem ifølge krav 3, hvor de tverrgående rør (17-19) er skråstilt, slik at de større flater på hvert rør danner en vinkel fra 20° til 30° med vertikalen.

5. Et oppvarmingssystem ifølge et av kravene 1-4, hvor manifolden (14) strekker seg fra kammeret med en vinkel fra 5° til 15° med horisontalen.

6. Et oppvarmingssystem ifølge et av de foregående krav, hvilket system inkluderer en anordning for å avgrense en del av volumet i kammeret for dannelse av en sone med lav væsketetthet, hvor oppvarmet væske sirkuleres gjennom kammeret.

7. Et oppvarmingssystem ifølge krav 6, hvor anordningen for avdeling av volumet i kammeret som en sone med lav væsketetthet (23) omfatter en eller flere i alt vesentlig vertikale skilleplater (22) som delvis deler av sonen med lav væsketetthet (23) direkte over en åpning (21) i kammeret, hvor kammeret kommuniserer med et manifoldutløp.

8. Et oppvarmingssystem ifølge krav 6, hvor nevnte del av volumet av kammeret (23) er omtrent lik volumet av manifoldrø-rene (15-19).

9. Et oppvarmingssystem ifølge et av de foregående krav, hvor kammeret omgir en røkgasskanal (60).

10. Et oppvarmingssystem ifølge krav 1, hvilket system har et sentralt beliggende forbrenningsområde (84) og røkgasskanal omgitt av et innelukket kammer (85), en rørformet varmevekslingsmanifold som kommuniserer med kammeret og som er montert ved den nedre del av kammeret, slik at dette strekker seg i alt vesentlig horisontalt over og ved siden av varmekilden, idet manifolden omfatter et første og et andre siderør (94) som strekker seg fra kammeret og et flertall med tverrgående rør (95) som innbyrdes forbinder siderørene (94).