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Kombinierter Heiz- und Brauchwasser-Heizkessel, insbesondere für flüssige und gasförmige Brennstoffe Die vorliegende Erfindung betrifft einen insbesondere mit flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen be- schickbaren Heizkessel, der einen Brauchwasserbehälter und einen den Feuerraum umgebenden Heizwasserbe- hälter aufweist.
Die Aufgabe der Erfindung besteht im wesentlichen darin, einen kombinierten Heizkessel so zu gestalten, dass er einen genügend grossen Brauchwasservorrat aufweist, und dass sich das heisse Brauchwasser während Verbrauchspausen möglichst wenig abkühlt. Ferner soll der Brauchwasserbehälter keine gemeinsamen Wandungen mit dem Heizwasserbehälter aufweisen und auf einfache Weise auswechselbar sein.
Der Heizkessel gemäss der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der einen ringförmigen Brauchwas- serraum bildende Brauchwasserbehälter derart im ebenfalls ringförmigen Heizwasserbehälter angeordnet ist, dass letzterer durch den Brauchwasserbehälter in einen inneren und einen äusseren Heizwasserraum unterteilt ist, und dass diese beiden Heizwasserräume durch mehrere den ringförmigen Brauchwasserraum durchstos- sende Kanäle miteinander verbunden sind.
Weitere Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist. Es zeigt: Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen liegenden Heizkessel und Fig. 2 links der eingezeichneten Achse einen Querschnitt nach A-A in der Fig. 1 und rechts der eingezeichneten Achse einen Querschnitt nach B-B in der Fig. 1.
Gemäss Fig. 1 und 2 weist der liegende Heizkessel einen Feuerraum 11, einen Brauchwasserraum 12 und einen Heizwasserraum 13, 14 auf, der vom Brauchwas- serraum 12 in einen inneren 13 und einen äusseren 14 Heizwasserraum unterteilt ist. Der ringförmige Brauchwasserraum 12 wird von einem Behälter gebildet, der zylindrische Innen- und Aussenwandungen 15 und 16 an den Enden ringförmige Abschlusswände 17 und 18 aufweist. Der Brauchwasserraum ist von zahlreichen Kanälen 19 durchstossen, welche den innern und äus- sern Heizwasserraum 13 und 14 miteinander verbinden.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden diese Kanäle von Rohrabschnitten 20 gebildet, welche in radialer Richtung zwischen der Innenwandung 15 und der Aussenwandung 16 des Brauchwasserbehälters angeordnet sind. In der hintern ringförmigen Abschlusswand 18 sind unten das Kaltwasseranschlussrohr 21 und oben das Warmwasseranschlussrohr 22 eingesetzt.
Im innern Heizwasserraum 13 sind ferner zwei sich annähernd diametral gegenüberliegende, ungefähr horizontal verlaufende Heizwasser-Leitbleche 23 und 24 angeordnet, die unterhalb der horizontal verlaufenden Kanäle 19 längs der Innenwandung 15 des Brauchwas- serraumes 12 mit jener verbunden sind. Zwei analoge Heizwasser-Leitbleche 25 und 26 sind im äussern Heiz- wasserraum 14 oberhalb der horizontal verlaufenden Kanäle 19 angeordnet und mit der Aussenwandung 16 des Brauchwasserraumes 12 verbunden.
Die Heizwasser- Leitbleche 23 bis 26 können nach Bedarf Ausschnitte oder Löcher zur zwangsweisen Führung der Heizwasser- strömung aufweisen.
Die ebenfalls zylindrischen Innen- und Aussenwandungen 27 und 28 des ringförmigen Heizwasserraumes 13, 14 sind koaxial zum Brauchwasserraum 12 angeordnet. Die Innenwandung 27 umgibt dabei den Feuerraum 11. An der untern Aussenpartie der den Kesselmantel bildenden Aussenwandung 28 sind vier Füsse 29 befestigt. Das hintere Ende des Feuerraumes 11 und des Heizwasserraumes 13, 14 wird von der scheibenförmigen Kesselrückwand 30 abgeschlossen, die vorzugsweise mit den zylindrischen Wandungen 27 und 28 des Heizwasserraumes verschweisst ist.
Auf der Höhe der hintern untern Endpartie des Feuerraumes 11 ist ein nach aussen gerichteter Rauchrohrstutzen 31 in die Kesselrückwand 30 eingesetzt. Im Rauchrohrstutzen 31 ist eine mittels eines Hebels 32 verstellbare Rauchgasklappe 33 angeordnet, die eine Öffnung 34 aufweist.
In der Sohle des äussern Heizwasserraumes 1.4 ist
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das die Kesselrückwand 30 durchstossende und mit dieser verbundene Rücklaufrohr 35 angeordnet. Das Rücklaufrohr 35 weist an seinem nach aussen gerichteten Ende einen Flansch 36 auf zum Anschluss der nicht gezeichneten Heizwasser-Rücklaufleitung. Der ebenfalls einen Flansch 37 aufweisende Vorlaufstutzen 38 ist in der Nähe der Kesselrückwand 30 im Scheitel der Aussenwandung 28 des äussern Heizwasserraumes 14 eingesetzt.
Die Kesselrückwand 30 weist ferner zwei Bohrungen 39 und 40 auf, durch welche die Anschlussrohre für das Brauchwasser, nämlich das Kaltwasseranschluss- rohr 21 und das Warmwasseranschlussrohr 22 nach aussen geführt sind. Das Kaltwasseranschlussrohr 21 weist einen fest aufgesetzten, im Heizwasserraum 13, 14 liegenden Flansch 41 auf und einen zwischen diesem und der Kesselrückwand 30 angeordneten Flansch- Dichtungsring 42. Der Flansch 41 ist mittels Schrauben, deren Achsen 43 strichpunktiert gezeichnet sind, mit der Kesselrückwand 30 verschraubt. Das Warmwasseran- schlussrohr 22 ist auf analoge Weise mit der Kesselrückwand 30 verschraubt.
In radialer Richtung ist der Brauchwasserbehälter 12 auf zwei in der Sohlenpartie des äussern Heizwasserraumes 14 angeordneten Längsprofilen 44 und 45 abgestützt, deren Stege zur Ermöglichung der Heizwasserzirkulation gelocht sind. Zur Verminderung der Korrosionsgefahr ist der Brauchwasserbehälter vorzugsweise innen und aussen mit einem Oberflächen-Korrosionsschutz versehen, beispielsweise mit einer Verzinkung.
Den Abschluss des vordern Endes des Heizwasser- raumes 13, 14 und eines Teiles des Feuerraumes 11 bildet ein Kesselflansch 46. Der Kesselflansch 46 weist einen zentralen Ausschnitt 47, einen Zentrierring 48, sowie mehrere gegen das Innere des Heizkessels gerichtete Fühlerrohre 49, 50 auf, welch letztere zur Aufnahme nicht gezeichneter Temperaturfühler von ebenfalls nicht dargestellten Thermometern und Thermostaten dienen. Auf der Aussenseite des Kesselflansches 46 ist konzentrisch zum zentralen Ausschnitt 47 ein Brennerflansch 51 aufgesetzt und mittels Schrauben oder Bolzen, deren Lagen in Fig. 2 mit den Achsen 52 angedeutet sind, mit dem Kesselflansch 46 verschraubt.
Der Bren- nerflansch 51, in welchen ein nicht gezeichneter Öl- oder Gasbrenner eingesetzt ist, weist nicht dargestellte Vorrichtungen auf, welche ein seitliches Ausschwenken des Brenners ermöglichen. Der Zentrierring 48 zentriert den Kesselflansch 46 im Feuerraum 11 an der zylindri- schenInnenwandung27 des innernHeizwasserraumes 13.
Die im Innern des Heizkessels liegenden Enden der Fühlerrohre 49, 50 sind geschlossen. In der vordern ringförmigen Abschlusswand 17 des Brauchwasserrau- mes 12 ist zur Aufnahme des dem Brauchwasserraum 12 zugeordneten Fühlerrohres 50 eine koaxial zum letzteren angeordnete, ebenfalls einseitig geschlossene Aufnahmehülse 53 eingesetzt. Im möglichst engen Zwischenraum 54 zwischen dem Innern der Aufnahmehülse 53 und dem Äussern des eingeschobenen Fühlerrohres 50 sind vorzugsweise in Fig. 1 nicht dargestellte, federnde metallische Vorrichtungen angebracht, die einen möglichst guten Wärmeübergang zwischen den beiden koaxialen Rohren 50 und 53 zu gewährleisten haben.
Die vorderen Enden der zylindrischen Wandungen 27 bzw. 28 des Heizwasserraumes 13, 14 weisen gegeneinander gerichtete Flansche 55 bzw. 56 auf. Zwischen jedem dieser Flansche 55 bzw. 56 und dem Kesselflansch 46 ist je ein Dichtungsring 57 bzw. 58 angeordnet. Der Kesselflansch 46 ist mittels Schrauben, deren Lagen in Fig.1 durch die eingezeichnete Achse 59 angedeutet sind, mit den Flanschen 55 und 56 verschraubt.
Im Feuerraum 11 sind als zusätzliche Heizwasserkanäle drei Verbindungsrohre 60, 61 und 62 angeordnet, deren Enden im innern Heizwasserraum 13 münden und deren Endpartien je im Scheitel bzw. in der Sohle des Feuerraumes 11 liegen. Die oberen Enden der Verbindungsrohre 60 bis 62 liegen dabei näher bei der Kesselrückwand 30 als die untern Enden. In der hintern Partie des Feuerraumes 11 ist hinter dem hintersten Verbindungsrohr 62 eine ungefähr parallel zu diesem verlaufende Rauchgas-Umlenkplatte 63 angeordnet, welche eine Umlenkung der Rauchgase im Scheitel des Feuerraumes erzwingt.
Die Aussenwandung 28 des äussern Heizwasserraumes 14, sowie die Kesselrückwand 30 und der Kesselflansch 46 sind aussen vollständig mit einer Wärmeisolationsschicht 64 isoliert, die mit entsprechend geformten wegnehmbaren Mantelblechen 65 vor Beschädigungen geschützt ist.
Zur Veranschaulichung der Gebrauchs- und Wirkungsweise des erfindungsgemässen Heizkessels sind die sich im Betrieb voraussichtlich einstellenden Strömungen des Heizwassers und des Brauchwassers in Fig. 1 und 2 mit eingezeichneten Pfeilen angedeutet. Die ausgezogen gezeichneten Pfeile sind dabei dem Heizwasser und die gestrichelt gezeichneten dem Brauchwasser zugeordnet. Das sich in den Verbindungsrohren 60 bis 62 und im innern Heizwasserraum 13 befindende Heizwasser wird direkt von der vom Brennstoff abgegebenen Energie erwärmt. Die schräg eingesetzten zusätzlichen Verbindungsrohre 60 bis 62 und die Rauchgas-Umlenk- platte 63 bewirken dabei eine möglichst vollständige Ausnützung der heissen Rauchgase.
Infolge des bekannten Schwerkrafteffektes und bei eingeschalteter Raumheizung auch infolge der im nicht gezeichneten Heizwas- serkreis angeordneten Heizwasserpumpe, zirkuliert das Heizwasser etwa in Richtung der ausgezogen gezeichneten Pfeile. Die Heizwasser-Leitbleche 23 bis 26 bewirken dabei eine Durchströmung der den Brauchwas- serraum 12 durchstossenden Kanäle 19. Diese Durchströmung wechselt im untern Teil des Heizkessels jeweils von Kanalsektor zu Kanalsektor ihre Richtung.
Der eine grosse Oberfläche aufweisende Brauchwasserraum 12 wird daher allseitig intensiv vom Heizwasser umspült, so dass eine rasche übergabe der Heizwasser- wärme an das Brauchwasser erfolgt.
Zur Verhinderung unerwünschter Kalkablagerungen im Brauchwasserbehälter 12 wird vorzugsweise eine handelsübliche Wasserentkalkungs-Einrichtung in die zum Kaltwasseranschluss 21 führende Zuleitung geschaltet.
Der beschriebene erfindungsgemässe Heizkessel weist nennenswerte Vorteile bezüglich wirtschaftlichem Betrieb und wirtschaftlicher Herstellung auf. Da der Brauchwasserbehälter 12 auch aussen von einem Heiz- wassermantel umgeben ist, kühlt sich das heisse Brauchwasser langsamer ab. Infolge der grossen Oberfläche des Brauchwasserbehälters 12 und der intensiven Zirkulation des Heizwassers ist die Zeit zum Aufheizen des Brauchwassers sehr kurz. Die langsamere Abkühlung und die kurze Aufheizzeit bedeuten insbesondere im Sommer, bei abgeschalteter Raumheizung eine Einsparung an Brennstoff.
Durch eine Änderung der Anzahl der Verbindungsrohre 60 bis 62 kann die Leistung des Heizkessels bei gleichbleibenden Aussenabmessungen in
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gewissen Grenzen variiert und den Bedürfnissen ange- passt werden. Der Brauchwasserbehälter 12 kann sowohl innen als auch aussen einen Korrosionsschutz aufweisen. Infolge des auf einfache Weise entfernbaren Kesselflansches 46 kann ein defekter Brauchwasserbehälter 12 rasch ausgewechselt werden. Schliesslich erlauben die einfach geformten Einzelteile des Heizkessels eine wirtschaftlich günstige Herstellung.