CH373162A - Heizkessel für Zentralheizungen - Google Patents

Description

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 Heizkessel    für      Zentralheizungen   Die Erfindung bezieht sich auf einen Heizkessel für Zentralheizungen mit einem von einem Wassermantel umgebenen Feuerraum zur Verbrennung fester Brennstoffe auf einem Rost und einem oberhalb des Rostes in den Feuerraum einmündenden horizontalen Brenner für flüssige Brennstoffe. Bei bekannten Heizkesseln dieser Art, die zur wahlweisen oder auch gleichzeitigen Verwendung von festen und flüssigen Brennstoffen eingerichtet sind, mündet der Brenner für den flüssigen Brennstoff schräg in den Feuerraum ein und ist gegen den Rost nach unten gerichtet. Diese Ausführung hat den Nachteil, dass bei Betrieb mit festem Brennstoff allein der Ölbrenner verschmutzt und durch Verkokung des in ihm befindlichen Brennstoffs sich verstopfen kann.

   Ausserdem besteht der Nachteil, dass bei Betrieb mit flüssigem Brennstoff der Weg der Rauchgase innerhalb des Kessels    zu   kurz ist, um eine genügende    Aus-      nützung   derselben und damit einen günstigen Wirkungsgrad des Kessels zu    gewährleisten.   



  Es ist auch bekannt, einen horizontalen Ölbrenner über dem Füllraum mittels eines an den Wassermantel des Kessels angesetzten kurzen Feuerzylinders    tangential   in den Feuerraum einmünden zu lassen, so dass die Verbrennungsgase bei Ölbetrieb im Feuerraum rotieren und die Innenwand des Wassermantels intensiv bestreichen. Eine solche Rotationsströmung entsteht jedoch nicht bei Betrieb mit festem Brennstoff. Bei dieser Ausführung ist bei Betrieb mit festem Brennstoff kein genügender Schutz des Ölbrenners gegen Verschmutzung und Verstopfung gegeben. Auch ist von Nachteil, dass die Flamme des Ölbrenners nicht gegen den Rost gerichtet ist, so dass bei Betrieb mit festem Brennstoff ein Anheizen mittels des Ölbrenners nicht möglich ,ist. 



  Die Erfindung vermeidet diese Nachteile und besteht darin, dass bei einem Heizkessel für Zentral-    heizungen   mit einem von einem Wassermantel umgebenen Feuerraum zur Verbrennung fester Brennstoffe auf einem Rost und einem oberhalb des Rostes in den Feuerraum einmündenden horizontalen Brenner für flüssige Brennstoffe die Hauptachse des Brenners oder deren Verlängerung, innerhalb des Feuerraumes mit Abstand von einem im Feuerraum liegenden Mantel umgeben ist und der von diesem Mantel umgebene Raum nach unten mit dem Feuerraum in Verbindung steht.

   Durch diese Anordnung wird erreicht, dass der Brenner geschützt liegt und bei Betrieb des Kessels mit festem Brennstoff nicht verschmutzt und nicht durch Verkokung des in ihm befindlichen Brennstoffs infolge unzulässiger Erwärmung verstopft    wird   und trotzdem die Flamme bei Betrieb mit flüssigem Brennstoff gegen den Rost gerichtet ist und im übrigen die Rauchgase eine derartige Führung erfahren, dass, wie praktische Versuche gezeigt haben, ein hoher Wirkungsgrad des Kessels, insbesondere bei Betrieb mit    flüssigem   Brennstoff, erzielt wird, auch jede gewünschte Art ,von Kombination von Heizung mit festem oder flüssigem    Brennstoff   ohne weiteres und ohne wirtschaftliche Nachteile möglich ist, z.

   B. bei Betrieb mit festem Brennstoff das    Anheizen   mit    flüssigem   Brennstoff erfolgen kann. 



  Besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn der die    Brennerachse   oder deren Verlängerung umgebende Mantel von einem Wassermantel gebildet wird, dessen Wasserraum mit dem Wasserraum des Wassermantels des Kessels in Verbindung steht. Hierbei wirkt sich der die    Brennerachse   oder deren Verlängerung umgebende Wassermantel noch als Vergrö- sserung der    Heizfläche   des Kessels entsprechend günstig aus. Weiter kann in diesem Falle der dem Raumgasabzug zugewendete Teil dieses Wassermantels im wesentlichen eben ausgebildet und vertikal bis un- 

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    gefähr   zur Unterkante des den Feuerraum umgebenden Wassermantels verlaufen, wobei die Wasserräume der beiden Wassermäntel nahe der tiefsten Stelle miteinander verbunden sind.

   Zur Gewährleistung einer guten Wasserzirkulation in dem im Feuerraum liegenden Wassermantel werden ausserdem vorteilhaft die unteren Teile dieses Wassermantels, welche seine nach unten gerichtete Öffnung umgeben, durch wasserführende Rohrstutzen verbunden. 



  Für den Fall, dass im oberen    Teil   des Kessels ein    Brauchwassererhitzer   angeordnet ist, in welchem sich ein vom    Heizwasser      beheizter      Wärmeaustauscher   befindet, kann der vom    Heizwasser   durchströmte Raum des    Wärmeaustauschers   unmittelbar mit dem Wasserraum des im Feuerraum liegenden Wassermantels verbunden sein. Dadurch wird durch das in diesem Wassermantel erhitzte Wasser das Brauchwasser unmittelbar aufgeheizt, was sich insbesondere bei unterbrochenem Betrieb dadurch günstig auswirkt, dass immer wieder rasch warmes Brauchwasser bereitsteht. 



  In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der    Erfindung   schematisch dargestellt, und zwar zeigt    Fig.   1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Heizkessels im    Axialschnitt,      Fig.2   einen Schnitt nach der Linie    11-II   der    Fig.   1,    Fig.   3 ein Detail aus    Fig.   1 in abgeänderter Ausführung,    Fig.4   ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem der    Fig.2   entsprechenden Schnitt nach der Linie    IV-IV   der    Fig.   5,

      Fig.   5 einen Schnitt nach der Linie    V-V   der    Fig.   4 und    Fig.   6 ein Detail im Schnitt nach der Linie    VI-VI   der    Fig.   4. 



  Bei den verschiedenen Ausführungsformen sind gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. 



  Beim Ausführungsbeispiel nach    Fig.   1 und 2 weist der Heizkessel einen glockenförmigen Wassermantel 1 auf, der den Feuerraum 2 umschliesst. Unten ist der Rost 3 üblicher Art für feste Brennstoffe vorgesehen. Die Aschentüre ist mit 4, die    Einfülltüre   mit 5 und das    Rauchgasabzugsrohr   mit 6 bezeichnet. Im letzteren befindet sich eine Regelklappe 7. 



  Etwa in der Höhe der    Einfülltüre   5 ist der Ölbrenner 8 mit seiner Hauptachse 9 horizontal angeordnet. Die Verlängerung 9' der Hauptachse 9 des Ölbrenners 8 ist innerhalb des Feuerraumes 2 von einem den    ölverbrennungsraum   11 umgebenden Wassermantel 10 umgeben. Der Wasserraum des Wassermantels 10 steht mit dem Wasserraum des Wassermantels 1 des Heizkessels durch einen Rohrstutzen 15 und ein    Steigerohr   22 in Verbindung. Der vom    Wassermantel   10 umgebene Raum 11 setzt sich nach unten in einem Kanal 12 mit einer Austritts- öffnung 12' fort, der durch im wesentlichen parallele Wände 14 und 25 gebildet und von wasserführen- den Rohrstutzen 13 durchsetzt ist. Durch die Rohrstutzen 13 wird die Wasserzirkulation innerhalb des Wassermantels 10 ermöglicht. 



  Der Ölbrenner 8 ist aussen am Kessel montiert und ragt in ein den Feuerraum durchsetzendes Rohr 26 hinein, welches auf dieser Seite mit seinem Flansch 26' den Raum 11 gegen den Feuerraum 2 abschliesst. Der Raum 11 ist an der dem Brenner 8 gegen- überliegenden Seite durch eine Wand 27, die vorzugsweise aus Keramikmaterial besteht, abgeschlossen. Der dem    Rauchgasabzugsrohr   6 zugewendete rückseitige Teil des Wassermantels 10 ist eben ausgebildet und erstreckt sich bis angenähert zum tiefsten Punkt des Wassermantels 1, wo dessen Wasserraum mit dem Wasserraum des Wassermantels 10 durch den Rohrstutzen 15 verbunden ist. 



  Im oberen Teil des Heizkessels befindet sich ein    Brauchwassererhitzer   16 unmittelbar auf der oberen Stirnfläche 20 des Wassermantels 1. Der Heizkessel ist mit Hilfe eines    Isoliermantels   17 gegen Wärmeverluste geschützt. Der    Wärmeaustauscher   des    Brauch-      wassererhitzers   wird durch eine Anzahl von Rohren 18 gebildet, die unten an den Wasserraum des Wassermantels 1 des Kessels, oben an einen Wasserraum 21 anschliessen, der von der oberen Stirnwand 28 des    Brauchwassererhitzers   16 und einem unter der Stirnwand 28 liegenden Zwischenboden 19 begrenzt ist.

   Der Wasserraum 21 ist ausserdem über das    ;Steigerohr   22, das am unteren Ende an den Wasserraum des Wassermantels 10 anschliesst und mit dem oberen Teil in eines der Rohre 18 hineinragt, mit dem Wassermantel 10 verbunden, wodurch ein durch die Pfeile 32 veranschaulichter Wasserumlauf bewirkt wird. Der Zulauf des    Brauchwasser-      erhitzers   ist mit 23, dessen Ablauf mit 24 bezeichnet. Der Vorlauf des Heizungskessels ist mit 33, der Rücklauf mit 34 bezeichnet. 



  Die Funktionsweise ist aus    Fig.   1 am besten zu entnehmen. Durch Pfeile 31 ist der Weg der Flamme bzw. der Verbrennungsgase angedeutet, die durch den Kanal 12 und dessen Öffnung 12' aus dem Innenraum 11 des Wassermantels 10 mit hoher Geschwindigkeit in Richtung gegen den Rost 3 austreten. Auf diesem Wege findet infolge der hohen Temperaturen und hohen Gasgeschwindigkeiten ein intensiver Wärmeübergang zum Wasserinhalt des Wassermantels 10 statt. Wie aus der Zeichnung zu ersehen ist, umstreichen die Abgase anschliessend noch den Wassermantel 10 auf einem langen Weg von aussen, so dass die Wärme der Abgase weitestgehend nutzbar gemacht wird. Bei Betrieb des Kessels mit festem Brennstoff nehmen die Abgase denselben Weg um den Wassermantel 10 herum, und es wird daher ebenfalls ein guter Wirkungsgrad erzielt.

   Hierbei wird der Ölbrenner 8 nicht verschmutzt, weil dieser lediglich mit dem Raum 11 in Verbindung ist, in welchem bei dieser Betriebsart keine Abgasströmung stattfindet. Es sei noch erwähnt, dass für die dargestellte Anordnung des Ölbrenners ohne Schwierigkeit zwei einander gegenüberliegende Rohre 26 vorgesehen 

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 werden können, so dass der Brenner wahlweise links oder rechts am Kessel angeordnet werden kann, wobei das dem Brenner gegenüberliegende Rohr 26 durch eine Wand 27 und zweckmässig aussen durch einen Flansch abgedeckt wird. 



  Die    Ausführung   nach    Fig.3   unterscheidet    sich   von der nach    Fig.   1 und 2 nur dadurch, dass der Kanal zwischen dem Innenraum 11 des Wassermantels 10 durch eine in Richtung der ausströmenden Verbrennungsgase liegende wasserführende Wand 29 in zwei parallele Kanäle 12a und 12b mit    Aus-      strömöffnungen   12a' und 12b' geteilt ist. Die wasserführende Wand 29 ist unten und oben durch wasserführende Rohrstutzen 13a und 13b beidseitig mit den Wänden 14 und 25 des Wassermantels 10 verbunden. Diese    Ausführung   bewirkt eine Vergrösserung der wärmeaufnehmenden Fläche im Bereich hoher Abgastemperatur. 



  Bei der Ausführungsform nach    Fig.   4 bis 6 ragt der Ölbrenner 8 mit seinem Teil 8' in den vom Wassermantel 10 umgebenen Raum 11 hinein. 



  Der Raum 11 ist an seinen beiden Stirnseiten durch Wände 27 und 26' abgeschlossen. Nach unten mündet der Raum 11 über eine    Ausströmöffnung   12" und einen Kanal 12 in den Feuerraum 2. Der Kanal 12 ist durch die beiden vertikalen Teile 10' und 10" des Wassermantels 10 gebildet. 



  Zur    Verlängerung   des Abgasweges innerhalb des Raumes 11 ist der vor der Brenneröffnung liegende Teil des Raumes 11 nach unten durch eine Platte 30 abgeschlossen. Die Abgase sind daher gezwungen, wie durch Pfeile 31 angegeben, an der Platte 27 um l80  umzukehren, und können erst durch den von der Platte 30 offengelassenen Teil 12" des Kanals 12 nach unten abströmen. Der Ölbrenner ist überdies innerhalb des Raumes 11 exzentrisch nach unten versetzt und reicht über die    Ausströmöffnung   12" hinaus, so dass die Abgase auch nicht den kürzeren Weg unmittelbar nach unten nehmen können, sondern gezwungen werden, den oberen Teil des Wassermantels 10 möglichst über die ganze Länge intensiv zu bestreichen. 



  Der Schutz des Brenners gegen Verkokung des in ihm enthaltenen Brennstoffes bei Betrieb mit festem Brennstoff, der erfolgt, indem verhütet wird, dass der    Brenner   eine zur Verkokung des Brennstoffs und damit zur Verstopfung der    Brennerdüse   führende hohe Temperatur annehmen kann, wird bei der Ausführungsform nach    Fig.   4 bis 6 dadurch verbessert, dass der Brenner in den vom Wassermantel 10 umschlossenen Raum 11 hineinragt und die aus diesem Raum nach unten in den Feuerraum führende    Ausströmöffnung   nur über einen Teil der axialen Länge des Wassermantels 10 reicht und die Brennerdüse durch die Platte 30 gegen den    Feuerraum   2 abgeschirmt ist.

   Durch diese Ausbildung werden ausserdem die Verbrennungsgase gezwungen, an dem dem Brenner gegenüberliegenden Ende des Raumes 11 ihre Strömungsrichtung um 180  umzukehren. Vor dem Austritt werden die Verbrennungsgase dann nochmals um 90  nach unten umgelenkt. Dadurch wird der Weg der Abgase innerhalb des    Heizkessels   vergrössert und der Wirkungsgrad des Kessels bei Betrieb mit flüssigem Brennstoff    wesentlich   verbessert.

   Hierfür ist es besonders vorteilhaft, wenn - wie beim    Ausführungsbeispiel   der    Fig.4   bis 6 - der in den Raum 11 ragende Teil des Brenners länger ist als die nach unten in den Feuerraum führende    Aus-      strömöffnung   12" und    ferner   die    Brennerachse   aus der Mitte des Raumes 11 nach der    Ausströmöffnung   12" hin versetzt angeordnet ist. Beides sind Massnahmen, um den Weg der Abgase vor Austritt nach unten    möglichst   zu verlängern. 



  Durch die Anordnung der    Abdeckplatte   30 in Höhe der    Ausströmöffnung   12" über dem Kanal 12 wird trotz der    Verlängerung   des Abgasweges innerhalb des den Brenner umschliessenden Raumes 11 praktisch die ganze durch den    Abströmkanal   12 gebildete    Heizfläche   voll ausgenützt. Bei dieser Ausbildungsform wirkt sich die verbesserte Abgasführung unmittelbar auch durch einen erhöhten Wärmeübergang zum Wassermantel 10 im Bereich oberhalb des Brenners aus, weil hier ebenfalls, eine intensive Abgasströmung praktisch über die    ganze   Länge stattfindet.

   Die    Abdeckplatte      kann   aus einer Platte aus feuerfestem Material, aber auch aus einer wasserführenden Verbindung der beiden vertikalen Teile 10' und 10" des Wassermantels 10 bestehen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Heizkessel für Zentralheizungen mit einem von einem Wassermantel umgebenen Feuerraum zur Verbrennung fester Brennstoffe auf einem Rost und einem oberhalb des Rostes in den Feuerraum einmündenden horizontalen Brenner für flüssige Brennstoffe, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptachse (9) des Brenners (8) oder deren Verlängerung (9') innerhalb des Feuerraumes (2) mit Abstand von einem im Feuerraum liegenden Mantel (10) umgeben ist und der von diesem Mantel umgebene Raum (11) nach unten mit dem Feuerraum (2) in Verbindung steht. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Heizkessel nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der die Hauptachse (9) des Brenners (8) oder deren Verlängerung (9@ umgebende Mantel (10) aus einem offenen Wassermantel besteht, dessen Wasserraum mit dem Wasserraum des Wassermantels (1) des Heizkessels in Verbindung steht. 2.

   Heizkessel nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Rauchgasabzug (6) zugewendete Teil des die Brennerachse (9) oder deren Verlängerung (9') umgebenden Wassermantels (10) im wesentlichen eben ist, vertikal bis ungefähr zur Unterkante des den Feuerraum umgebenden Wassermantel (1) verläuft und die Wasserräume der beiden Wassermäntel (10, 1) nahe der tiefsten Stelle miteinander verbunden sind. <Desc/Clms Page number 4> 3.

   Heizkessel nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung des Raumes (11), der von dem im Feuerraum (2) liegenden Wassermantel (10) umgeben ist, mit dem Feuerraum aus mindestens einem vertikalen Kanal (12) besteht, der von den vertikalen Teilen des offenen Wassermantels (10) gebildet wird, sich in Richtung der Brennerhauptachse (9) im wesentlichen über die ganze Länge des Wassermantels (10) erstreckt und von einzelnen querverlaufenden, wasserführenden Rohrstutzen (13) durchsetzt ist. 4.

   Heizkessel nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (12) durch eine in Strömungsrichtung der Abgase des Brenners liegende, wasserführende Wand (29) geteilt ist, welche oben und unten über einzelne wasserführende Rohrstutzen (13a, 13b) mit den den Kanal bildenden vertikalen Teilen des im Feuerraum (2) liegenden Wassermantels (10) verbunden ist. 5.

   Heizkessel nach Unteranspruch 1, mit einem in seinem oberen Teil angeordneten Brauchwassererhitzer, in welchem sich ein vom Heizwasser beheizter Wärmeaustauscher befindet, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizwasser führende Teil (18) des Wärmeaustauschers unmittelbar mit dem Wasserraum des im Feuerraum (2) liegenden Wassermantels (10) verbunden ist. 6. Heizkessel nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Brenner (8) in den Raum (11), der von dem im Feuerraum (2) liegenden Mantel (10) umgeben ist, hineinragt und die aus diesem Raum (11) nach unten in den Feuerraum (2) führende Ausströmöffnung (12") nur über einen vom Brenner (8) überbrückten Teil der axialen Länge dieses Raumes (11) reicht. 7.

   Heizkessel nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der die Ausströmöffnung (12") überbrückende Teil des Brenners (8) länger ist als die Ausströmöffnung (12"). B. Heizkessel nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennerachse aus der Mitte des Raumes (11), der von dem im Feuerraum (2) liegenden Mantel (10) umgeben ist, nach der Aus- strömöffnung (12") hin versetzt angeordnet ist. 9. Heizkessel nach Unteransprüchen 6 bis 8, bei dem der im Feuerraum liegende Mantel.

   aus einem offenen Wassermantel besteht, dessen Wasserraum mit dem Wasserraum des den Feuerraum umgebenden Wassermantels in Verbindung steht und die Verbindung des von dem offenen Wassermantel umgebenen Raumes mit dem Feuerraum aus mindestens einem nach unten sich erstreckenden und von den beiden vertikalen Teilen des offenen Wassermantels gebildeten Kanal besteht, dessen Breite im wesentlichen über die ganze axiale Länge des offenen Wassermantels reicht, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abdeckplatte (30) in Höhe der Ausströmöffnung (12") über dem Kanal (12) angeordnet ist. 10.

   Heizkessel nach Unteranspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckplatte (30) aus einer wasserführenden Verbindung der beiden vertikalen Teile (10', 10") des offenen Wassermantels (10) besteht.