SE428397B

SE428397B - OPEN EAT FOR GENERATING THE WATERCURED HEAT

Info

Publication number: SE428397B
Application number: SE7707756A
Authority: SE
Inventors: Lars Tjernstrom
Original assignee: Lars Tjernstrom
Priority date: 1977-07-04
Filing date: 1977-07-04
Publication date: 1983-06-27
Also published as: SE7707756L

Description

7707756- 8 staden 1 tas lämpligen utifrån fria atmosfären och ledes in till spisen 10via en kanal ü, såsom pilen 5 visar. Kanalen Ä mynnar i ett utrymme, frískluft- kanalen 3, mellan förlängningen av den bakre väggen 6 i eldstaden och en ut- anför denna belägen yttre vägg 7. Vid spisens 10 botten mynnar friskluftkana- len 3 i ett rum 8, vilket står i förbindelse med eldstaden 1, Friskluften passeras således genom friskluftkanalen 3 in i rummet 8 och vidare till eld~ staden 1 såsom pilarna 9 visar. Från eldstaden löper rökgaskanalen 2 upp till den fria atmosfären. Spisen 10 är lämpligen utförd i plåt med lämplig isöle' ring och tegelinfodring i eldstaden. The city 1 is suitably taken from the free atmosphere and led into the stove 10 via a channel ü, as the arrow 5 shows. The duct Ä opens into a space, the fresh air duct 3, between the extension of the rear wall 6 in the fireplace and an outer wall 7 located outside it. At the bottom of the stove 10, the fresh air duct 3 opens into a room 8, which is connected with the fireplace 1, The fresh air is thus passed through the fresh air duct 3 into the room 8 and on to the fireplace ~ 1 as the arrows 9 show. From the fireplace, flue gas duct 2 runs up to the free atmosphere. The stove 10 is suitably made of sheet metal with suitable insulating and brick lining in the fireplace.

Eldstadensöppning mot det rum, i vilket spisen befinner sig kan i huvudsak lätt tillslutas av två dörrar 11,12. Dörrrarna är företrädesvis utförda i värmetålïgt glas. l I anslutning till nämnda eldstad förefinns en värmeväxlare 13, till vilken lågorna i eldstaden-avger värme. Värmeväxlaren innefattar ett antal rör lä företrädesvis utförda i stål och försedda med en mattsvart yta. Rörens lä nedre ändar mynnar i ett för dessa gemensamt första slutet kärl, till vilket en tillvattenledning 15 är ansluten.Rörens 1# övre ände mynnar iettför dessa gemensamt andra slutet kärl 16, till vilket en frånvattenledning 17 är an- sluten.Fireplace opening to the room in which the stove is located can mainly be easily closed by two doors 11,12. The doors are preferably made of heat-resistant glass. In connection with said fireplace there is a heat exchanger 13, to which the flames in the fireplace emit heat. The heat exchanger comprises a number of pipes, preferably made of steel and provided with a matt black surface. The lower ends of the pipes open into a first closed vessel common to them, to which a supply water line 15 is connected. The upper end of the pipes 1 # opens into these common second closed vessels 16, to which a drainage water pipe 17 is connected.

När den öppna spisen lﬂ och värmeväxlaren 13 är i funktion strömmar avkylt vatten såsom pilen 18 visar in till värmeväxlarent Vattnet uppvärms därefter i rören 1% under dess strömning till det andra slutna kärlet 16, varefter vattnet i uppvärmt tillstånd strömmar såsom pilen 19 visar från värmeväxlaren genom frånvattenledningen 17.When the fireplace 1 and the heat exchanger 13 are in operation, cooled water flows as the arrow 18 points to the heat exchanger. The water is then heated in the pipes 1% during its flow to the second closed vessel 16, after which the water flows as the arrow 19 shows from the heat exchanger. through the drainage line 17.

Nämnda värmeväxlare 13 är via nämnda ledningar 15,17 ansluten till ett värme- växlandeysyystem, exempelvis av den typ; som nedan beskrivesi samband med fi_g._3.Said heat exchanger 13 is connected via said lines 15,17 to a heat exchange deysy system, for example of the type; as described below in connection with fi_g._3.

Som nämnts har den ovan beskrivna anordningen en hög verkningsgrad. Försök eldstaden utvecklas cza » har visat att verkningsgraden är så hög att då det | 25 kw överförs 10 kw till vattnet i rören.' 1 nämnda friskluftkanal 3,ä förefinns ett spjäll 19 av lämplig känd typ, företrädesvis ett vridspjäll, sådant att en cirkulär skiva är lagrad på en axel 20 nära den cylindriska kanalens H mynning. Spjället 19 är anordnat vridbart där spjällets läge manövreras av ett temperaturkännande organ, all- mänt betecknat med siffran 21 i fig. 1 och 2. Spjällets 19 axel 20 är meka 7707756-8 niskt kopplad till en axel 22 tillhörig det temperaturkännade organet 21. Den mekaniska kopplingen kan bestå av en stång och enled eller en wire eller dy- likt. Det temperaturkännade organet 21 innefattar företrädesvis en termostat 23 av vaxtyp, d.v.s. den typ som ofta förefinns i bilmotorers kylsystem. Ter- mostaten 23 är så anordnad att vid en förutbestämd temperatur, exempelvis SOOQ tryckes axeln 22 ut från termostatens temperaturkännande enhet ZÅ i sådan grad att en platta 25 kommer att anligga mot ett stopp 26 i yttre änden av en cy~ lindrisk hylsa 27, som är fästad i termostaten 23. Vid en lägre temperatur drages axeln 22 in i termostaten 23 till ett läge motsvarande det som visas i fig. 2.As mentioned, the device described above has a high efficiency. Try the fireplace developed cza »has shown that the efficiency is so high that then it | 25 kw is transferred 10 kw to the water in the pipes. ' In said fresh air duct 3, ä there is a damper 19 of suitable type, preferably a rotary damper, such that a circular disk is mounted on a shaft 20 near the mouth of the cylindrical duct H. The damper 19 is rotatably arranged where the position of the damper is operated by a temperature sensing means, generally indicated by the number 21 in Figs. 1 and 2. The shaft 20 of the damper 19 is mechanically coupled to a shaft 22 belonging to the temperature sensing means 21. the mechanical coupling can consist of a rod and a joint or a wire or the like. The temperature sensing means 21 preferably comprises a wax type thermostat 23, i.e. the type often found in car engine cooling systems. The thermostat 23 is arranged so that at a predetermined temperature, for example SOOQ, the shaft 22 is pushed out of the thermostat's temperature sensing unit SO to such an extent that a plate 25 will abut against a stop 26 at the outer end of a cylindrical sleeve 27, which is attached to the thermostat 23. At a lower temperature, the shaft 22 is pulled into the thermostat 23 to a position corresponding to that shown in Fig. 2.

Den slaglängd, som axeln 22 sålunda har är utväxladmedelstnämnda mekaniska koppling till spjällets 19 axel 20 så att spjället 19 då termostaten har en temperatur under nämnda förutbestämda temperatur i huvudsak helt öppnar frisk- luftkanalen 3,ﬁ och så att spjället 19 då termostaten har en temperatur över den förutbestämda temperaturen tillsluter friskluftkanalen 3,4 i sådan grad att elden i eldstaden endast erhåller syre för att hållas vid liv.The stroke which the shaft 22 thus has is geared by the said mechanical coupling to the shaft 20 of the damper 19 so that the damper 19 when the thermostat has a temperature below said predetermined temperature substantially completely opens the fresh air duct 3, ﬁ and so that the damper 19 when the thermostat has a temperature above the predetermined temperature, the fresh air duct 3,4 closes to such an extent that the fire in the fireplace only receives oxygen to be kept alive.

Termostaten 23 är medelst byglar 28 fastsatt i ett lock 29 till en hålighet 3D i nämnda andra slutna kärl 16, vilken hålighet 30 är sluten mot nämnda kärls 16 inre, i vilket vatten 31 strömmar. Locket 29 uppbärande termostaten 23 är medelst bultar 32,33 fastsatt i kärlet 16.The thermostat 23 is fixed by means of stirrups 28 in a lid 29 to a cavity 3D in said second closed vessel 16, which cavity 30 is closed against the interior of said vessel 16, in which water 31 flows. The lid 29 supporting the thermostat 23 is fixed in the vessel 16 by means of bolts 32, 33.

Det i kärlet 16 förbiströmmande vattnets 31 temperatur leds således till ter- mostaten 23, varigenom termostatensaxel22 kommer att intaga olika lägen re- lativt locket 29 beroende på vattnets 31 temperatur. Den förutbestämda tempe- raturen väljes exempelvis till 80°C, vilket medför att spjället 19 stryper frisklufttíllförseln till eldstaden 1, då vattentemperaturen överstiger 8000 och öppnar frísklufttillförseln då vattentemperaturen understiger 8006. Denna luftreglering förutsätter att dörrarna 11,12 är stängda, enär elden annars suger luft genom dörröppningarna. Luftreglering, som åstadkommas på ovan an- givet sätt innebär att kokningsrísk i värmeväxlaren 13 undvikes, speciellt om det till värmeväxlaren anslutna värmeväxlande systemet avger en liten energimängd från vattnet. Luftregleringen innebär även att förbränningsma- terialet i eldstaden räcker utan påfyllning under en längre tid än om luft- tillförseln ej reglerades.The temperature of the water 31 bypassing in the vessel 16 is thus led to the thermostat 23, whereby the thermostat shaft 22 will occupy different positions relative to the lid 29 depending on the temperature of the water 31. The predetermined temperature is selected, for example, to 80 ° C, which means that the damper 19 restricts the fresh air supply to the fireplace 1, when the water temperature exceeds 8000 and opens the fresh air supply when the water temperature falls below 8006. This air control presupposes that the doors 11,12 are closed otherwise air through the doorways. Air control, which is achieved in the manner indicated above, means that the risk of boiling in the heat exchanger 13 is avoided, especially if the heat exchange system connected to the heat exchanger emits a small amount of energy from the water. The air regulation also means that the combustion material in the fireplace is sufficient without filling for a longer period of time than if the air supply was not regulated.

Det temperaturkännande organet kan i stället för en termostat 23 utgöras av en bimetallanordning eller ett temperaturkännande organ, vilket är anordnat 77077 S6- 8 r att manövrera en elektrisk motor för rörelse av spjället 19.The temperature sensing means may instead of a thermostat 23 be constituted by a bimetallic device or a temperature sensing means, which is arranged to operate an electric motor for movement of the damper 19.

Den öppna spisen 10 enl. föreliggande uppfinning är, som nämnts ansluten med dess värmeväxlare 13 till ett värmeväxlande system. Detta system innefattar enl. en utföringsform en konventionell panna för husuppvärmning och därtill anslutna radiatorer, såsom principiellt visas i fig. 3. lfig. 3 visas värme- växlaren 13 i symbolisk form. Det värmeväxlande systemet i fig. 3 innefattar en konventionell oljeeldad panna 3Å, till vilken en radiatorkrets symbolisk betecknad med siffran 35 är ansluten via ledningar 36,37. Radiatorkretsen innefattar lämpligen kända vattenradíatorer för värmeväxling mellan vattnet och luft. Vidare innefattar systemet en expansionsledning 38, ett expansions- kärl 39, en cirkulationsledning #0. en spilledning Ål och en shuntventil 42.The fireplace 10 acc. The present invention is, as mentioned, connected with its heat exchanger 13 to a heat exchanging system. This system includes acc. an embodiment a conventional boiler for house heating and radiators connected thereto, as shown in principle in Fig. 3. Figs. 3, the heat exchanger 13 is shown in symbolic form. The heat exchange system in Fig. 3 comprises a conventional oil-fired boiler 3Å, to which a radiator circuit symbolically designated by the numeral 35 is connected via lines 36,37. The radiator circuit suitably comprises known water radiators for heat exchange between the water and air. Furthermore, the system comprises an expansion line 38, an expansion vessel 39, a circulation line # 0. a waste eel and a shunt valve 42.

Värmeväxlaren 13 är ansluten till pannans Büvattenreservoarmedelst ledning- arna 15,17. En cirkulationspump 43 är ansluten till värmeväxlarens tillvat- tenledning 15. Vidare förefinns en backventil-Åh för att förhindra att varmt vatten från pannan strömmar in i spisens värmeväxlare då cirkulationspumpen h3ejameær.The heat exchanger 13 is connected to the boiler's Büvatten reservoir by means of the lines 15,17. A circulation pump 43 is connected to the heat exchanger's supply line 15. Furthermore, there is a non-return valve-Oh to prevent hot water from the boiler from flowing into the stove's heat exchanger when the circulation pump h3ejameær.

Cirkulationspumpen #3 är företrädesvis anordnad att arbeta endast då den öppna spisen eldas. En temperaturkänslig strömbrytare eller liknande före* finns i anslutning till eldstaden 1 eller i värmeväxlaren l3 för manövrering av pumpen #3.The circulation pump # 3 is preferably arranged to operate only when the fireplace is lit. A temperature-sensitive switch or similar before * is located in connection with the fireplace 1 or in the heat exchanger l3 for operating the pump # 3.

För vissa ändamål är det fördelaktigt att inkoppla en elektrisk temperatur- givare till det andra slutna kärlet 16, vilken givare är anordnad att medelst en lämplig känd styrkrets, exempelvis en tyristoriserad styrkrets, styra cir- kulationspumpens pumphastighet så att denna är hög då vattentemperaturen i kärlet 16 överstiger det förutbestämda värdet och är lägre då vattentempera- turen är lägre än det förutbestämda värdet.7 En expansionsledning ÄB förbinder värmeväxlarens 13 frånvattenledning till förstnämnda expanionsledning 38.For certain purposes it is advantageous to connect an electric temperature sensor to the second closed vessel 16, which sensor is arranged to control by means of a suitable known control circuit, for example a thyristorized control circuit, the pump speed of the circulation pump so that it is high when the water temperature in the vessel 16 exceeds the predetermined value and is lower when the water temperature is lower than the predetermined value.7 An expansion line ÄB connects the heat exchanger 13 of the heat exchanger 13 to the first-mentioned expansion line 38.

Det ovan beskrivna systemets funktion är följande. När spisen eldas värms,via spisens värmeväxlare 13 , pannans 3ä vatten upp, varvid pannans oljebrännare på känt sätt är anordnad att vara frânslagen. Det uppvärmda vattnet i pannan cirkulerar ut i radiatorkretsen 35 och återvänder till pannan 3% efter avkyl- ning. När spisen ej eldas värms vattnet i pannan 3h upp av nämnda oljebränna- re. Vid mycket högt effektuttag ur radiatorkretsen, som vid stark kyla utomhus, 7707756- 8 kan det förekomma att såväl spis som oljebrännare arbetar samtidigt.The function of the system described above is as follows. When the stove is fired, via the stove's heat exchanger 13, the water of the boiler 3a is heated up, whereby the oil burner of the boiler is arranged to be switched off in a known manner. The heated water in the boiler circulates in the radiator circuit 35 and returns to the boiler 3% after cooling. When the stove is not fired, the water in the boiler is heated for 3 hours by the said oil burner. At very high power outputs from the radiator circuit, such as in strong cold outdoors, it may happen that both the stove and the oil burner work at the same time.

Det är således tydligt att vid eldning i den öppna spisen 10, även då eldning- en sker för nöjes skull och även då dörrarna 11,12 eventuellt är öppnade sker ett stort energitillskott till husets uppvärmning genom spisens goda verknings- grad. Detta bidrager i hög grad till en minskad oljeförbrukning för uppvärm- ning.It is thus clear that when firing in the fireplace 10, even when the burning takes place for fun and even when the doors 11,12 are possibly opened, a large energy supplement is made to the heating of the house through the good efficiency of the stove. This greatly contributes to a reduction in oil consumption for heating.

Enl. en andra utföringsform av uppfinningen innefattar det värmeväxlande sys- temet âtminsone en värmeväxlare av lämplig känd typ, såsom exempevis en radia- tor, kopplad direkt till värmeväxlaren 13 i spisen, således utan en parallellt inkopplad panna. Denna utföringsform är attraktiv exempelvis för fritidshus utan annan uppvärmning eller eluppvärmning.According to. a second embodiment of the invention comprises the heat exchanging system at least one heat exchanger of a suitable known type, such as for example a radiator, connected directly to the heat exchanger 13 in the stove, thus without a boiler connected in parallel. This embodiment is attractive, for example, for holiday homes without other heating or electric heating.

Enl. en tredje utföringsform är rörens lä ändar borttagbart anslutna till det första resp. andra slutna kärlet, exempelvis skruvförslutna. Dettanedför attföre eller efter installation av spisen ett eller flera av rören lå kan bortkopplas från nämnda kärl och därvid inkopplas i andra värmeväxlande system, så att spisens värmeväxlare 13 således blir inkopplad till två eller flera värmeväx- lande system.According to. a third embodiment, the ends of the tubes are removably connected to the first resp. other closed vessel, for example screw-closed. This means that before or after installation of the stove one or more of the pipes were can be disconnected from said vessel and thereby connected in other heat exchanging systems, so that the heat exchanger 13 of the stove is thus connected to two or more heat exchanging systems.

För detta ändamål är spisen 10 utförd, så att flera rörgenomgångar än för de två visade rören 15,17 tillhörande värmeväxlaren kan erhållas enkelt genom spisens baksida eller sidoplâtar, även efter det att spisen installerats.For this purpose, the stove 10 is designed so that more pipe passages than for the two heat pipes 15,17 shown belonging to the heat exchanger can be obtained easily through the back or side plates of the stove, even after the stove has been installed.

Som framgår ovan medför föreliggande uppfinning en anordning, vilken ger ett avsevärt energitiilskott för uppvärmning av hus, byggnader etc., vilken är en- kel att inkoppla på befintliga system för husuppvärmning medelst oljeeldning.As can be seen from the above, the present invention provides a device which provides a considerable energy supplement for heating houses, buildings, etc., which is easy to connect to existing systems for house heating by means of oil heating.

Vidare är anordníngen enkel att installera i fritidshus eller liknande.Furthermore, the device is easy to install in holiday homes or the like.

Genom den öppna spisens beskaffenhet erhålles en hög verkningsgrad för den alstrade värmeenergins omsättning till värme i huset. Vidare erbjuder upp- finningen fördelen att medelst nämnda spjällanordning eldens intensitet reg- leras med hänsyn till effektuttaget ur det av spisen uppvärmda vattnet.Due to the nature of the fireplace, a high efficiency is obtained for the conversion of the generated heat energy to heat in the house. Furthermore, the invention offers the advantage that by means of said damper device the intensity of the fire is regulated with regard to the power output from the water heated by the stove.

Uppfinningen skall ej anses begränsad till ovan angivna utföringsformer.The invention should not be construed as limited to the above embodiments.

Sålunda kan värmeväxlarens 13 utformning, spisens utformning, liksom det värme- växlande systemets utformning varieras inom dess av bifogade patentkrav angivna FâlTl.Thus, the design of the heat exchanger 13, the design of the stove, as well as the design of the heat exchange system can be varied within its FâlT1 specified in the appended claims.

Claims

7707756-8 Patent claims

A fireplace for generating waterborne heat for heating houses, premises or the like, comprising a fireplace (1), a flue gas duct (2) and a fresh air duct (3, Ä) to the fireplace (1), and a heat exchanger (13) , intended for heating water, which is present in connection with the fireplace (1) and to which an inlet and an outlet water pipe are connected and connected to heat exchange systems, characterized in that an adjustable damper (19) is present in said fresh air duct (Ä), which damper is arranged to be operated by a temperature sensing means (21), which senses the water temperature at said exhaust water line (17) in order to obtain a control of the amount of fresh air to the fireplace (1) to achieve a combustion intensity in the fireplace corresponding to the desired temperature rise on Vâttllet.

2. Fireplace acc. claim 1, characterized in that said temperature sensing means (21) is constituted by a wax-type thermostat (23) placed in said second closed vessel (16), which thermostat (23) is mechanically connected to said damper (19), which is preferably a rotary damper.

3. Fireplace acc. claim 1 or 2, characterized in that said heat exchanger (13) comprises a number of vertically standing pipes (lä) located in the fireplace (1), which lower ends of pipes open into a closed vessel common thereto, to which a the water supply line (15) is connected and the upper ends of the water pipe open into a second vessel (16) which is jointly closed to them, to which a drainage water line (17) is connected. Å. Fireplace acc. claim 1, 2 or 3, characterized in that said heat exchanging system comprises a conventional boiler (3Ä) for house heating via radiators (35) connected thereto, wherein said supply (15) and off-water pipes (17) are connected to the water reservoir of the boiler (34).