DE718590C - Vorrichtung zur Verbesserung des Fluessigkeitsumlaufes in Heizungsanlagen mit keiner oder nur geringer natuerlicher Steighoehe - Google Patents

Description

• υ 13863

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verbesserung des Flüssigkeitsumlauf es in Heizungsanlagen mit keiner oder nur geringer natürlicher Steighöhe durch abwechselnde Über- und Unterdruckbildung.

Bei Zentralheizungsanlagen wird bekanntlich der Umlauf der wärmeübertragenden Flüssigkeit gewöhnlich durch das verschiedenartige spezifische Gewicht der Flüssigkeit in den einzelnen Teilen des RöhrensystemSi in dem sich die Wärmequelle befindet, herbeigeführt. In den \^Ton der erwähnten Wärmequelle abgezweigten Röhren steigt die warme Flüssigkeit nach oben und fließt nach Abgabe ihrer Wärme in einem sog. Element (Heizkörper o. dgl.) in den zur Wärmequelle führenden Röhren wieder zurück. Ein solcher Umlauf erfordert eine bestimmte Steighöhe in dem über der Wärmequelle liegenden Leitungskreis. ao

Man hat nun schon zur Beschleunigung des Umlaufs in Heizungsanlagen abwechselnde Über- und Unterdrucke durch Dampfbildung oder -Verdichtung verwendet, und zwar mit Hilfe eines unteren geschlossenen, mit einer Beheizungseinrichtung versehenen Gefäßes und eines höher gelegenen Expansionsgefäßes, die miteinander durch doppelte Rohrleitungen verbunden sind. Ein besonderes Wasserverdrängungsgefäß oder ein Pulsator und gegebenenfalls ein Kondensator erzeugen die Treibkraft für die den Warmwasserumlauf schaffende Pulsierung durch Dampfzuführung und -verdichtung.

Die Erfindung bezweckt, in einfacher Weise — ohne Verwendung verwickelter mechanischer oder anderer Vorrichtungen, wie motorbetriebener Pumpen, Wasserverdrängungsgefäße, Pulsatoren o. dgl. — den Umlauf auch in den Fällen zu bewirken, wo die Steighöhe im Wärmeleitungssystem gering oder sogar negativ ist, so daß keine nennenswerte Selbstzirkulation entstehen kann, wenn ίο z. B. das wärmeabgebende Element (der Heizkörper) unterhalb der Wärmequelle angeordnet ist. Die Vorrichtung nach der Erfindung besteht aus einem mit einer Heizvorrichtung versehenen geschlossenen Kessel, der durch eine Abschirmvorrichtung, die in einem geeigneten Abstand von der Heizfläche des Kessels angebracht ist, in zwei Zonen oder kommunizierende Räume mit beim Erwärmen verschiedenen Flüssigkeitstemperatüren unterteilt ist, von denen die kältere Zone jenseits der Abschirmung in die Rohrleitung der Heizungsanlage eingeschaltet ist und die zwischen der Abschirmung und der Kesselheizfläche gegebene Zone diesseits der Abschirmung der Beheizung ausgesetzt ist, so daß Flüssigkeit von der kälteren Zone in die Rohrleitung gedrückt oder gesaugt bzw. von der Rohrleitung in diese Zone gesaugt oder gedrückt wird.

Ein zweiter als Expansionsgefäß dienender Kessel ist an das Leitungsnetz so angeschlossen, daß die umlaufende Flüssigkeit von dem einen Kessel zu dem anderen, aber nicht in der entgegengesetzten Richtung strömen kann. Der Expansionskessel kann entweder in die Saugleitung oder in die Druckleitung des Umlaufrohrnetzes eingeschaltet sein.

Wenn das Erhitzungsgefäß wie bei den bekannten Vorrichtungen unterteilt ist, werden zwar Dampfbildung und Überdruck im Gefäß erhalten, aber es ist in diesem Falle eine Emulsion von Dampf und Flüssigkeit bei Dampfbildungstemperatur, die zu den Leitungen und den wärmeabgebenden Körpern strömt, um in diesen zu kondensieren. Es ist daher unmöglich, die Temperatur des ausgehenden Gemisches in genügender Weise zu regeln, und die Heizung kann nicht mit den in Wohnungszimmern u. dgl. erwünschten niedrigen Temperaturen vor sich gehen.

Die Unterteilung des Erhitzungsgefäßes mittels einer Abschirmvorrichtung gemäß der Erfindung hat zur Folge, daß der Flüssigkeit im Raum zwischen der Beheizungsfläche des Gefäßes und der Abschirmung, der in der Regel viel kleiner als der andere Teil des Gefäßes ist, beim Erwärmen der größte Teil der Wärme zugeführt wird, während die Flüssigkeit im anderen Raum nur in geringem Grad, hauptsächlich durch Konvektion und Dampf vom wärmeren Raum, erwärmt wird. In der wärmeren Zone tritt dabei eine schnelle Dampfbildung und damit Überdruck im ganzen geschlossenen Gefäß ein. Die gebildeten Dampf blasen drücken eine dem Rauminhalt der Blasen entsprechende Menge Flüssigkeit zum anderen Raum des Gefäßes und von diesem entweder zum zweiten Gefäß oder zu einem Teil der Umlaufleitung. Diese Flüssigkeit ist kalter als die Flüssigkeit im wärmeren Raum und deshalb für Heizzwecke mehr geeignet als Flüssigkeit bei Dampfbildungstemperatur.

Sobald eine Dampfblase sich von der wärmeren Zone nach der kälteren Zone entfernt, z. B. um die Kante der Abschirmung herum oder durch ein Ventil in dieser, stürzt in demselben Augenblick verhältnismäßig kalte Flüssigkeit aus der kälteren Zone hinein, um den Raum hinter der Blase zu füllen, gleichzeitig wie die Blase selbst in der verhältnismäßig kalten Flüssigkeit in der kälteren Zone abgekühlt und verdichtet wird. Hierbei werden andere in Bildung bzw. im Einleiten oder Anwachsen begriffene Dampfblasen in der wärmeren Zone abgekühlt, so daß sich auch der Dampf in' dieser Zone praktisch augenblicklich ganz oder |eilweise verdichtet. Die Folge ist ein sehr schnell eintretender Unterdruck im Gefäß. Durch das fortgesetzte Erwärmen des Gefäßes werden aufs neue Dampfblasen in der wärmeren Zone gebildet, und der Vorgang wiederholt sich abermals mit schnell entstehenden, abwechselnden Über- und Unterdrücken. Das Erhitzungsgefäß wirkt also wie eine kolbenlose Pumpe mit auf thermischem Wege zugeführter Energie. Je nachdem, wie die verschiedenen Elemente der Vorrichtung aneinander iod angeschlossen sind, d.h. wie die letztere insgesamt ausgeführt ist, wird der Umlauf dabei entweder hauptsächlich durch Druck- oder Saugwirkung oder sowohl durch Druck- als auch Saugwirkung herbeigeführt. Der Umlauf wird folglich durch mittels zugeführter Wärme im Erhitzungsgefäß selbst hervorgerufene abwechselnde Über- und Unterdrucke und ohne Hilfe eines besonderen Pulsators oder einer ähnlichen Vorrichtung bewirkt.

Die Beheizung kann auch mittelbar durch leicht kondensierbare Dämpfe oder Gase, z. B. aus Wasser, Spiritus o. dgl., stattfinden. Beim Einleiten und Verdichten des Dampfes oder Gases im Gefäß werden dabei in derselben Weise, wie oben angegeben, die für den Umlauf der Flüssigkeit erforderlichen Druckänderungen gleichzeitig mit einer Erwärmung der Flüssigkeit erzielt.

Die Pumpenwirkung, welche gemäß der Erfindung erhalten wird, kann außer zur Hervorbringung des unmittelbaren Umlaufs in

der angegebenen Weise zur Pumpenförderung auf mittelbarem Wege, z. B. mit Hilfe einer Biegehaut, eines Balges o. dgl., bei anderen Flüssigkeiten, z. B. Petroleum für die 'Brennervorrichtung, zum Umlauf von Flüssigkeiten in Wärmeleitungs- oder Kühlanlagen oder zu anderen Zwecken Anwendung finden.

In der Zeichnung sind im senkrechten Schnitt verschiedene Aüsführungsformen der ίο Vorrichtung nach der Erfindung veranschaulicht, und zwar alle mit einem Heizkörper als wärmeabgefoendes Organ.

Die Abb. i, 2, 7 und 8 zeigen Vorrichtungen für vereinigte Saug- und Druckwirkung und die Abb. 4 eine Vorrichtung' hauptsächlich für Druckwirkung.

Die Abb. 3, S, 6 und 7 zeigen verschiedene Ausführungsformen einer Abschirmung, die nahe der Erhitzungsfläche im Erhitzungsgefäß angeordnet ist, um die Bildung von großen Dampfblasen und damit große Druckschwanküngen im Gefäß hervorzurufen.

Abb. 8 zeigt eine zusätzliche Beheizungsvorrichtung unter dem Erhitzungsgefäß für die in diesem befindliche Flüssigkeit.

Abb. ι zeigt eine Vorrichtung mit einem geschlossenen Erhitzungsgefäß 1 und einem höher gelegenen, offenen Gefäß 2, das aber auch geschlossen sein kann, um etwaigen nichtverdichteten Dampf am Entweichen aus dem System zu hindern und damit Verlust von Flüssigkeit aus dem System während des Umlaufs zu vermeiden. Von der Leitung 3, 4 und 5 zwischen den beiden Gefäßen ist der ³S Teil 4 als Wärmeelement ausgebildet, das aber durch mehrere getrennte Elemente ersetzt werden kann. Ein Verbindungsrohr 6 zwischen den Gefäßen 1 und 2 ist an. die obere Wand 11 des Gefäßes 1 angeschlossen und an seinem oberen, in das Gefäß 2 ragenden Ende mit einer oder mehreren öffnungen 13 versehen, die oberhalb des Flüssigkeitsspiegels im Gefäß 2 liegen; die Beheizung des Gefäßes ι erfolgt durch einen Brenner oder durch eine andere Wärmequelle 7. Wasser oder eine andere Flüssigkeit füllt das obere Gefäß 2 bis zu einer bestimmten Höhe, ferner die Leitung 3, 4, 5 sowie das untere Gefäß vollständig und steigt im Verbindungsrohr 6 so zu derselben Höhe wie außerhalb von diesem im Gefäß 2 an. Infolge seiner Anordnung dient das Rohr 6 also als Flüssigkeitsabsperreinrichtung zwischen den beiden Gefäßen. Die Flüssigkeit kann deshalb vom oberen Gefäß 2 durch die Leitung 3, 4, 5 zum Gefäß 1 strömen und von diesem zum Gefäß 2 gelangen, aber nicht vom Gefäß 2 zurück zum Gefäß 1 durch das Rohr 6.

Wenn sich die Flüssigkeit im Verbindungsrohr 6 in derselben Höhe mit der Flüssigkeit im oberen Gefäß 2 befindet, so erfolgt „kein Strömen λ'οη Flüssigkeit in der einen oder der anderen Richtung in der Leitung 3,4, 5. Wird dagegen das Gefäß 1 erhitzt, so daß Dampf in der Flüssigkeit dieses Gefäßes gebildet oder Dampf oder Gas von einer äußeren Quelle eingeführt wird, so wird, bis der Überdruck aufhört, eine dem Rauminhalt der Dampfblasen entsprechende Menge Flüssigkeit aus dem Gefäß 1 durch das Rohr 6 in das Gefäß 2 hinaufströmen, wodurch dessen Flüssigkeitsstand erhöht wird. Bei richtig bemessener Erhitzung des Gefäßes 1 werden die Dampfblasen bei der Berührung mit Flüssigkeit vnr< niedrigerer Temperatur als der bei der Erhitzungsfläche herrschenden ganz oder teilweise verdichtet (kondensiert), wodurch Unterdruck im Gefäß 1 entsteht. Der früher von den Dampfblasen eingenommene Rauminhalt wird nun durch Flüssigkeit ersetzt, am einfachsten · natürlich aus dem Rohr 6, wo eine äußerst schnelle Senkung des Flüssigkeitsstandes, unter Umtänden bis zum Gefäß 1 herunter, eintritt. In diesem Augenblick wird der von der Flüssigkeitssäule im Rohr 6 und Gefäß 1 stammende Druck in der Öffnung 15 im Einlaß zum Gefäß 1 geringer als der Druck der durch die Leitung 3, 4, 5 wirksamen Flüssigkeitssäule von der Oberfläche im Gefäß 2 bis zur Öffnung 15, so daß Flüssigkeit durch den Auslauf 14 des Gefäßes 2 und die Leitung 3, 4, 5 in das Gefäß 1 hineinströmt, was zur Folge hat, daß der Unterdruck im Gefäß 1 durch dessen Wiederfüllung und die des Rohres 6 aufhört und somit die Strömung in dieser Richtung endet. Der erhöhte Flüssigkeitsstand im Gefäß 2 und die Saugung in der Öffnung 15 wirken auch mit, den Umlauf der Flüssigkeit durch die Vorrichtung zu verstärken. Durch die fortgesetzte Erwärmung des Gefäßes 1 wird darauf der Vorgang mit sich abwechselnden Überdrucken und Unterdrucken wiederholt. Die Anzahl ganzer Perioden in der Minute beläuft sich im allgemeinen auf 15 bis 60, kann aber auf 120 oder mehr gesteigert werden. Die Zeit für jede Druckänderung wird so verhältnismäßig kurz. Besonders die durch die Verdichtung bewirkte Druckerniedrigung verläuft sehr schnell.

Die Abschirmung 8 wird zweckmäßig in einem gegebenenfalls regelbaren Abstand von der Erhitzungsfläche des Gefäßes angeordnet. Wenn das Gefäß durch den Boden hindurch erhitzt oder Dampf aus anderer Quelle eingeleitet wird, so wird die Abschirmung in einem Abstand vom Boden angebracht, vorzugsweise in Form einer ebenen oder schwach gekrümmten Scheibe, konischen oder kalotteförmigen Platte o. dgl., obwohl bei Dampfeinleitung auch eine andere Anordnung mög-Hch ist. Die Abschirmung kann auch mit öffnungen, z. B. runden Löchern, radialen oder

zirkulären Schlitzen ο. dgl., versehen sein, durch welche die Dampfblasen von dem abgeschirmten Raum zwischen der Erhitzungsfläche und der Abschirmung zum anderen kälteren Raum entweichen können und ferner Flüssigkeit von diesem anderen Raum zum abgeschirmten Raum strömen kann. Diese Öffnungen werden vorzugsweise symmetrisch zur Mitte der Abschirmung angebracht. Bei

ίο einer Abschirmung ohne Löcher o. dgl. hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die erstere mit einer oder mehreren Erhebungen zu versehen, z. B. in Form von wulstförmigen Ringen oder mit an ihrer äußeren Begrenzung angebrachten Leisten, die für den bei der Erhitzung der Flüssigkeit unter der Abschirmung entstehenden ader zugeführten Dampf als Sammelraum dienen- der Dampf wird hierdurch zu großen Blasen angesammelt. Große Dampf-

ao blasen haben nämlich den Vorteil, daß die Druckänderungen größer und damit der Flüssigkeitsumlauf kräftiger werden.

Das Verhältnis zwischen dem Inhalt des abgeschirmten Raumes und dem des übrigen

as Raumes im Erhitzungsgefäß hat einen großen Einfluß auf den Verlauf der Dampfbildung und somit auf die Wirksamkeit des Flüssigkeitsumlaufs, so daß bei einem bestimmten Verhältnis eine günstigste Strömung bei einer bestimmten Wärmezufuhr erzielt wird. Dieses A^erhältnis ist jedoch von der Form und Größe des Gefäßes abhängig und kann darum nicht ganz allgemein festgelegt werden. Bei Gefäßen mit Erhitzung durch den Boden hat es sich erwiesen, daß, wenn zwischen der Abschirmung 8 und dem Boden 9 ein geeigneter Abstand eingehalten wird (z. B. 0,5 bis 6 mm Abstand, bei kleineren Gefäßen, d. h. bei Gefäßen mit einem Durchmesser bis zu 250 mm, gewöhnlich jedoch nur 0,5 bis 3 mm Ab-' stand), nur eine geringe Anzahl sehr großer Dampfblasen unter der Abschirmung gegenüber einer Unzahl kleiner Blasen bei Gefäßen ohne Abschirmung gebildet wird. Zur Erzielung· einer vollständigen Kondensation der Dampfblasen aus dem Gefäß 1 kann die Verbindung 6 gegebenenfalls mit einer Kühlvorrichtung ausgestattet werden.

Wird z.ur Erhitzung eine andere Fläche als der Boden benutzt, z. B. ein innerer Zylinder, in welchem Kohle oder Koks verbrannt wird, so muß die Abschirmung in einem Abstand von der Zylinderfläche und von den Wänden des Gefäßes bei den Außenkanten angebracht und gegebenenfalls mit Löchern oder Schlitzen zur Erleichterung des Flüssigkeitszutritts für die Abkühlung im abgeschirmten Raum versehen- werden. In diesem Falle wird zweckmäßig zur Erleichterung der Bildung von großen Dampfblasen zwischen der Erhitzungsfläche und der Abschirmung eine Rohrspirale o. dgl. eingelegt, längs welcher die gebildeten kleinen Dampfblasen nach oben heraufgleiten und sich im oberen Teil des abgeschirmten Raumes zu größeren Blasen sammeln.

Die Abschirmung kann aus einem wärmeisolierenden Stoff, wie Asbest, Eternit o. dgl., ausgeführt oder an der einen Seite oder beiderseits mit einem derartigen Stoff belegt sein. Hierdurch wird die Wärmeübertragung vom abgeschirmten Raum zum anderen Raum im Erhitzungsgefäß erniedrigt und die Dampfbildung im ersterwähnten Raum begünstigt.

Der Flüssigkeitsumlauf wird auch gefördert, wenn in der Einlaßleitung zum Erhitzungsgefäß ι nahe der Öffnung 15 ein Rückschlagventil 16 zur Verhinderung des Zurückströmens der Flüssigkeit aus dem Gefäß in diese- Leitung angebracht wird. Praktisch wird dabei die gesamte Druckabnahme im Gefäß ι bei der Kondensierung der großen Dampfblasen mit Flüssigkeitszufuhr aus dem Rohr 6 ausgeglichen, wodurch der Druckunterschied zwischen der Flüssigkeit außerhalb und innerhalb des Rohres 6 und damit die Strömung aus dem Gefäß 1 in die Leitung 3 hinein' vergrößert wird. Je kleiner der Durchmesser des Rohres 6 ist, desto größer kann seine Länge gehalten werden und desto kräftiger wird folglich die Umlaufströmung. Die Temperatur der zum Gefäß 2 strömenden Flüssigkeit, die, wie erwähnt, bedeutend niedriger ist als dieDampfbildungstemperatur der Flüssigkeit, hängt hauptsächlich von der Abkühlung in den Leitungen und im Heizkörper 4 ab. Sie kann, falls erwünscht, noch weiter dadurch herabgesetzt werden, daß man eine bestimmte Menge Flüssigkeit von der Eingangsleitung 5 durch eine zweckmäßig mit einem Regelventil 19 versehene Nebenleitung 17 zum Gefäß 2 strömen läßt.

Die Vorrichtung gemäß Abb. 2 stimmt mit derjenigen nach Abb. 1 grundsätzlich überein. Hier wird jedoch die Absperrung im Rohr 6 ">5 gegen Einsaugen aus dem Gefäß 2 durch das Erhitzungsgefäß 1 bei Unterdruck im letzteren anstatt durch einen Flüssigkeitsverschluß durch ein Druckventil 21 bewirkt, das Flüssigkeit aus dem Gefäß 1 zum Gefäß 2 bei 1» Überdruck im Gefäß 1 durchläßt. Außerdem ist in der Einlaßleitung 5 zum Gefäß 1 ein Saugventil 16 eingesetzt, das der Flüssigkeit gestattet, bei Unterdruck im Gefäß 1 aus der Leitung in das Gefäß hereinzuströmen und sie daran hindert, bei Überdruck im Gefäß in der entgegengesetzten Richtung zu strömen. Wenn Überdruck im Gefäß 1 entsteht, wird das Ventil 21 gehoben, und Flüssigkeit strömt aus dem Raum über der Abschirmung 8 in das Gefäß 2 hinauf. Diese Flüssigkeit hat je nach der Größe der Strömung und der Ab-

kühlung in der Umlaufleitung 3, 4, 5 gewöhnlich eine Temperatur zwischen 40 und go° C. Wenn der Überdruck aufhört, schließt sich das Ventil 2r, und hei der darauffolgenden schnellen Kondensierung der Dampfblasen sowohl über als auch unter der Abschirmung wird das Ventil 16 vom entstehenden Unterdruck geöffnet und eine der Volumenabnahme im Gefäß 1 entsprechende Flüssigkeitsmenge sehr schnell aus dem Leitungssystems, 4, 5 und somit aus dem Gefäß 2 eingesaugt. Der erhöhte Flüssigkeitsstand im Gefäß 2 wirkt dabei mit, die Strömung von verhältnismäßig heißer Flüssigkeit aus dem Gefäß 2 zum Gets faß ι durch die Leitung 3, das Element 4 und die Leitung S zu verstärken. Im nächsten Augenblick hört der Unterdruck auf, das Ventil 16 wird geschlossen, und eine neue Drucksteigerung tritt durch die Bildung neuer

ao Dampfblasen im abgeschirmten Raum ein, da aufs neue heiße Flüssigkeit in das Gefäß 2 hinaufgedrückt wird usw. Zur Ausgleichung der Druckänderungen· in der Leitung S ist in diesem Falle ein Windkessel 50 in Verbindung mit. der Leitung angebracht.

Der Vorteil der Vorrichtung nach Abb. 2 gegenüber der Vorrichtung mit Flüssigkeitsverschluß nach Abb. 1 ist, daß der Kraftverbrauch durch Hinundhergiehen der Flüssigkeitssäule im Rohr 6 vermieden wird und daß also der Unterdruck im Gefäß 1 für die Förderung der Umlaufflüssigkeit besser ausgenutzt wird. Hinzu kommt, daß die Gefahr eines Kochens im Gefäß 1 wegen der Herabminderung der Temperatur in diesem vermindert wird.

In Abb. 2 ist auch eine Vorrichtung zum Pumpen von Petroleum oder anderem Brennöl aus einem Vorratsbehälter (Zisterne usw.) zu einem zum Brenner 7 gehörigen Brennstoffbehälter 22 gezeigt, wodurch die Umlaufvorrichtung während einer langen Zeit ohne Wartung gelassen werden kann, da der Brennstoffvorrat im Behälter 22 selbsttätig auf gleicher Höhe erhalten werden kann. Durch die Leitung 23 werden die Druckänderungen im Erhitzungsgefäß auf einen Balg 24 oder auf eine andere ähnliche Pumpenanordnung übertragen, die sich mit den Druckerhöhungen

go und Druckverminderungen im Gefäß erweitert bzw. zusammenzieht. Der Balg ist in einem Behälter 25 mit dem Einlaßventil 26 angeordnet, der sich in der Vorratszisterne 30 für Brennöl befindet. Von dem Druckventil 27 wird das Öl durch eine Leitung 28 zum Behälter 22 des Brenners 7 geführt. Der ölstand im Behälter 22 wird mittels eines Überlaufs immer in gleicher Höhe gehalten.

Die angegebene Pumpvorrichtung kann

g₀ außer zum Pumpen von Brennöl auch zu anderen Zwecken verwendet werden, z. B. zum Fördern von Flüssigkeit für andere Heizoder Kühlvorrichtungen o. dgl. bzw. zur Auslösung anderer mechanischer Wirkungen.

Die Vorrichtung gemäß Abb? 4 weicht von den vorher erörterten dadurch ab, daß der Flüssigkeitsumlauf hauptsächlich durchDruckwirkung herbeigeführt wird. Das Erhitzungsgefäß ι ist bei dieser Ausführungsform mit dem Gefäß 2 durch das mit dem Saugventil 31 versehene Rohr 6 verbunden. Das Ventil 31 wird hier durch eine Feder 32 in seiner Lage gehalten. \^rom Gefäß 1 geht außerdem eine mit dem Druckventil 34 versehene Leitung 33 aus/ die durch die Leitung 3°, das Wärmeelement 4 iund die Leitung 5^a mit dem Gefäß 2 in Verbindung steht, zweckmäßig durch ein oberhalb der Flüssigkeitsoberfläche in das Gefäß 2 mündendes Rohr 35 oder ein unterhalb der Oberfläche mündendes Rohr 36.

Wenn durch die Dampfbildung Überdruck im Gefäß 1 entsteht, so wird das Ventil 34 gehoben, und Flüssigkeit strömt aus dem Gefäß ι durch die Leitung 3°, 4, 5«, 35 oder 36 zum Gefäß 2. Wenn der Überdruck aufhört, schließt sich, das Ventil 34 wieder, und das Ventil 31 wird durch den darauf schnell eintretenden Unterdruck geöffnet, wobei der leere Raum nach der Verdichtung der Dampfblasen mit Flüssigkeit aus dem Gefäß 2 gefüllt wird. Falls ein Windkessel zum Ausgleich der Druckschwarfkungen verwendet wird, wind dieser am zweckmäßigsten zwischen dem Gefäß 2 und dem Saugventil 31 angeschlossen.

Die Vorrichtung nach Abb. 4 bietet gegenüber den in Abb. 1 und 2 gezeigten Ausführungsformen den Vorteil, daß die Flüssigkeit im Gefäß 2 eine niedrigere Temperatur erhält. Demzufolge wind die Verdunstung im Gefaß 2 von der Flüssigkeitsoberfläche und etwaigen freien Strahlen in diesem geringer, weshalb es nur selten erforderlich ist, Flüssigkeit als Ersatz in die Vorrichtung nachzufüllen.

In den Abb. 3, 5 und 6 sind einige besondere Ausfüfirungsformen der Abschirmung gezeigt. Die Abb. 3 veranschaulicht eine Abschirmung, die mit einem Loch 51 versehen ist, das durch eine Platte 52 aus Metall, Gummi, Asbest oder anderem geeigneten Stoff abgedeckt ist. Die Platte wind mittels einer Feder o. dgl. in ihrer Lage gehalten; sie dient dabei als Ventil, das bei Überdruck im Raum unter der Abschirmung gehoben wird und den dort angesammelten Dampfblasen einen freien und schnellen Durchlaß durch das Loch S1 zum oberen Raum im Erhitzungsgefäß 1 ermöglicht. Der leere Raum nach der Verdichtung der Blasen wird dabei schnell mit an einer Stelle des äußeren Randes der Abschirmung und gegebenenfalls auch durch das

Loch 5i einströmender Flüssigkeit gefüllt; hierdurch wird eine kräftige Strömung bewirkt. In Abb. 5 ist links eine Abschirmung gezeigt, die am Umfang mit einem Dampfsammelraum in Form einer wulstförmigen Erhöhung41 versehen ist; rechts ist ein derartiger Raum dadurch gebildet, daß die Abschirmungsplatte 8 am Rande mit einer Leiste 42 versehen ist. Eine Platte 43 aus wärmeisolierendem Stoff, z. B. Asbest oder Eternit, ist auf der abschirmenden Metallplatte 8 angebracht, die in einem bestimmten Abstand vom Boden 9 durch einen Absatz oder eine Zwischenlage 44 mit bestimmter Höhe gehalten wird. In Abb. 6 ist eine kalottenförmige Abschirmung 8^a wiedergegeben, bei der die Dampfansammlung oben in der Kuppel stattfindet. Der Abstand der Abschirmung vom Boden kann in diesem Falle mittels der Schraube 44^e geregelt werden.

In Abb. 7 ist eine Vorrichtung mit einer besonderen Form der Abschirmung gezeigt, die als eine mit einem Ventil 103 ausgerüstete Biegehaut 8^& ausgeführt ist und das Erhitzungsgefäß 1 in zwei getrennte Räume teilt, einen unteren durch den Boden 9 erhitzten warmen Raum 101 und einen oberen kälteren Raum 102. Der letztgenannte Raum ist mit dem Gefäß 2 sowohl durch die unmittelbare Verbindung 6 als auch durch das Leitungssystem 3, 4, 5 in Verbindung gebracht. Die Biegehaut 8⁶ kann durch ein anderes bewegliches Organ, wie einen Balg, Kolben o. dgl., ersetzt werden oder aus wärmeisolierendem Stoff ausgeführt bzw. mit solchem Material belegt sein. Durch das Ventil 103 kann eine Verbindung zwischen den beiden Räumen im Gefäß ι zustande kommen. Das Ventil 103 ist mit einer Stange 104 verbunden, auf weleher sich ein Ring 108 verschiebt, dessen Verschiebungen durch die Anschläge io5^a und 1O5⁶ an der Stange begrenzt werden. Gewöhnlich wird das Ventil gegen seinen Sitz 111 in der Biegehaut mittels zweier Blattfedern +5 109 o. dgl., die zwischen dem genannten Ring and zwei an der Biegehaut befestigten Stützen 110 eingespannt sind, angepreßt gehalten. Zwischen dem Ring 108 und dem Boden 9 im Gefäß ι ist eine Spiralfeder 107 o. dgl. mit So anschließendem Bügel 106 eingesetzt. Feste Anschläge 112 im Gefäß 1 begrenzen die Bewegung des Ringes 108 nach unten. Eine Feder 113 o. dgl. hält gewöhnlich die Biegehaut in der in der Abb. 7 gezeigten Lage und wird bei der Aufwärtsbewegung der Biegehaut durch den bei der Erwärmung der Flüssigkeit im Raum unter der Biegehaut entstehenden Überdruck zusammenpreßt, wobei sie eine anwachsende Gegenkraft auf die Biegehaut ausübt. Die Biegehaut ist mit einer Wärmeisolierung 114 versehen. Die Stange T04 mit den Anschlägen 105« und 105* sowie der Ring 108 samt den Federn 109 und 107 bilden eine Hebe- und Zurückführungsvorrichtung für das Ventil 103, die bei bestimmten Lagen der Biegehaut die Richtung der Resultierenden der auf das Ventil wirkenden Kräfte schnell wechselt; hierdurch wird ein schnelles Öffnen und Schließen des Ventils herbeigeführt.

Abb. 8 zeigt ferner eine Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung, bei der eine besondere Zusatzerhitzung für die Flüssigkeit im Erhitzungsgefäß 1 vorgesehen ist, um eine verhältnismäßig hohe Temperatur der in das Leitungssystem gelangenden Flüssigkeit zu erreichen. Die Zusatzerhitzungseinrichtung besteht hier aus einem ringförmigen Rohr 60, das in einer derartigen Lage gegenüber dem Erhitzungsgefäß 1 angebracht ist, daß es von der Flamme des Brenners 7 und seinen Verbrennungsgasen unmittelbar berührt wird. Durch eine Anzahl Ansatzrohre 61 strömt 'die im Rohr 60 erwärmte Flüssigkeit in den verhältnismäßig kalten Raum 102 über der Abschirmung 8 nach oben und wird durch verhältnismäßig kalte Flüssigkeit aus diesem Raum ersetzt. Die Erhitzungsanordnung kann natürlich auch eine andere Form als die dargestellte haben, z. B. ein Spiralrohr, eine Rohrschlange, ein Flachrohr o. dgl. sein. Ein Schirm bzw. Mantel o. dgl. aus Metall, Asbest oder anderem geeigneten Stoff veranlaßt die Verbrennungsgase aus dem Brenner 7, das Rohr 60 und die Außenwand 10 sowie die obere Begrenzung des Gefäßes 1 zu bestreichen. Der Flüssigkeit in dem erwähnten Raum 102 wird so in der einen oder anderen Weise bzw. auch in doppelter Weise zusätzliche Wärme außer der durch den Boden des Gefäßes zugeführten geliefert. Es hat sich erwiesen, daß durch die Anbringung einer solchen Zusatzerhitzungseinrichtung die Wirkung der gesamten Vorrichtung um 20⁰Z₀ oder mehr erhöht werden kann. Die Erwärmung der Flüssigkeit im Raum 102 darf aber nicht so weit getrieben werden, daß Kochen in diesem Raum eintritt, da sonst die Druckänderungen im Gefäß und damit auch der Flüssigkeitsumlauf im System erschwert no wird.

In sämtlichen Abbildungen ist das Gefäß 2 über dem Gefäß 1 angeordnet; die Gefäße können aber auch jede andere beliebige gegenseitige Lage haben. Es ist jedoch vorteilhaft, die beiden Gefäße in einer größeren Höhe als das Wärmeelement zu lagern.

Statt mit einem Wärmeleitungssystem kann die Erfindung auch mit Vorteil dazu benutzt werden, eine Flüssigkeit ziu anderen Zwecken, z. B. zum Kühlen, zu befördern; hierbei wird beispielsweise die strömende Flüssigkeit nach

dem Austritt aus dem Gefäß 2 erst kräftig gekühlt und nimmt dann in einem anderen Element wieder Wärme auf, d. h. führt eine Kühlung im letzteren Element herbei. In solchen Fällen wird am besten eine Flüssigkeit mit niedrigerem Siedepunkt, z. B. Spiritus, verwendet.

Claims (13)

1. Patentansprüche:

   i. Vorrichtung zur Verbesserung des Flüssigkeitsumlaufes in Heizungsanlagen mit keiner oder nur geringer natürlicher Steighöhe durch abwechselnde Über- und Unterdruckbildung, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem mit einer Heizvorrichtung versehenen geschlossenen Kessel (i) besteht, der durch eine Abschirmvorrichtung (8), die in einem geeigneten Abstand von der Heizfläche (9) des Kessels angebracht ist, in zwei Zonen oder kommunizierende Räume mit beim Erwärmen verschiedenen Flüssigkeitstemperaturen unterteilt ist, von denen die kältere Zone jenseits der Abschirmung in die Rohrleitung (3, 4, S) der Heizungsanlage eingeschaltet ist und die zwischen der Abschirmung und der Kesselheizfläche gelegene Zone diesseits der Abschirmung der Beheizung ausgesetzt ist, so daß Flüssigkeit von der kälteren Zone (in die Rohrleitung gedrückt ader gesaugt bzw. von der Rohrleitung in diese' Zone gesaugt oder gedrückt wird.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen dem Inhalt des kälteren Raums und dem des wärmeren Raums derartig abgemessen ist, daß Dampfblasen, die vom wärmeren Raum in den kälteren Raum einlangen, im letzteren kondensiert werden.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kessel (1) unmittelbar an einen Generator zur Erzeugung von leicht verdichtbarem bzw. kondensierbarem Gas oder Dampf, z. B. aus Wasser oder Spiritus o. dgl., angeschlossen ist, aus welchem Generator das Gas oder der Dampf zwecks Erzeugung der Druckänderungen und Erhitzung der Umlaufflüssigkeit in die wärmere Zone des Kessels hineingeleitet werden kann.
4. 4. Vorrichtung nach den Ansprüchen I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der geschlossene Kessel (1) mit einem als Ausdehnungsgefäß dienenden, zweckmäßig offenen und höher gelegenen Gefäß (2) durch eine Leitung (3, 4, 5) verbunden ist, die der umlaufenden Flüssigkeit gestattet, durch die Leitung selbst von einem Gefäß zum anderen, aber nicht in der entgegengesetzten Richtung zu strömen, wobei die Leitung ganz oder teilweise sowie das Ausdehnungsgefäß selbst in die Rohrleitung einbegriffen sein kann.
5. 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, diadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung als ebene bzw. schwach gekrümmte oder konische Platte ausgeführt und gegebenenfalls mit Schlitzen oder Löchern versehen ist und zweckmäßig eine solche Größe im Verhältnis zum Kessel (1) besitzt, daß das Zurückströmen von Flüssigkeit zum abgeschirmten Teil des Gefäßes aus dem anderen Teil schnell vor sich gehen kann.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung mit einer oder mehreren Erhöhungen oder mit bei ihrer äußeren Begrenzung angebrachten Leisten (42) versehen ist, die für die bei der Erhitzung der Flüssigkeit unter der Abschirmung entstehenden oder zugeführten Dampfblasen als Sammelraum dienen und deren Anwachsen zu großen Blasen bedingen.
7. 7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung aus einem wärmeisolieren-Stoff, z. B. Asbest, Eternit o. dgl., ausgeführt oder mit einem derartigen Stoff auf der einen Seite oder auf beiden Seiten zur Erniedrigung der Wärmeübertragung vom abgeschirmten Raum zum anderen Raum im Erhitzungsgefäß und damit zur Begünstigung der Dampfbildung bzw. der Bildung großer Dampfblasen im abgeschirmten Raum belegt ist.
8. 8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, .daß die Abschirmung mit einem Loch, zweckmäßig in der Mitte, versehen ist, welches durch eine gegebenenfalls mit Steuer- oder Rückführungseinrichtung (z. B. in Gestalt einer Feder) ausgerüstete Platte aus Metall, Asbest, Gummi oder anderem geeigneten Material bedeckt wird, welche ihrerseits von einem Überdruck unter der Abschirmung gehoben werden kann und den im abgeschirmten Raum gesammelten Dampf- »» blasen freien Durchgang zum anderen Teil des Erhitzungsgefäßes ermöglicht.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung als bewegliches Organ, z. B. in ¹¹S Form einer Biegehaut, eines Balgs, Kolbens o. dgl., ausgebildet ist, welches den Kessel (1) in zwei getrennte Räume unterteilt und mit einem Ventil versehen ist, welches eine Verbindung zwischen dem ^1J"> wärmeren Raum und dem kälteren Raum im Gefäß ermöglicht, wobei der letztere

   Raum mit dem zweiten Gefäß (2) sowohl durch die unmittelbare Verbindung (6) als auch durch das Leitungssystem (3, 4, 5) in Verbindung steht.
10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Organ im kälteren Raum durch eine zusammendrückbare Feder belastet ist, die beim Aufhören des Drucks vom wärmeren Raum auf das Organ dieses in seine Ausgangslage zurückführt, und daß das Ventil im Organ mit einer derartig beschaffenen Hebe- und Rückführungseinrichtung ver» bunden ist, daß das Ventil in bestimmten Lagen des Organs praktisch augenblicklich geöffnet bzw. geschlossen wird.
11. 11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß an die Umlaufvorrichtung eine Pumpeinrichtung o. dgl. mit einem Kolben, Balg oder einer Biegehaut als bewegliches Organ angeschlossen ist, mittels dessen die Druckänderungen in der erwähnten Vorrichtung in Form von mechanischer Arbeit ausgenutzt werden können.
12. 12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis ir, dadurch gekennzeichnet, (daß der Kessel (ι) und gegebenenfalls die Zusatzerhitzungseinrichtung von einem derart angeordneten Mantel, Schirm o. dgl. umgeben ist, daß die Verbrennungsgase aus dem Brenner oder Herd mit den Außenflächen des Erhitzungsgefäßes und gegebenenfalls mit der Zusatzerhitzungseinrichtung in innige Berührung gebracht werden.
13. 13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zusatzerhitzungseinrichtung (60) für die umlaufende Flüssigkeit, z. B. in Form einer Rohrschlange, Rohrspirale o. dgl., in einer derartigen Lage zu dem Kessel (1) angebracht ist, daß diese mit der Flamme bzw. den Verbrennungsgasen aus dem für die Beheizung des Gefäßes angeordneten Brenner (7) oder Herd in Berührung kommt und durch ein oder mehrere Rohre (61) o. dgl. mit dem Innern des Kessels (1) in Verbindung steht, so daß die in der Zusatzerhitzungseinrichtung erwärmte Flüssigkeit in das Erhitzungsgefäß bzw. seinem kälteren Raum Γιοι) aufsteigen und so zur Erhitzung der Flüssigkeit in diesem mitwirken kann.

    Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

    RERUN. GEtIRlXKT IN I)EB