DE88428C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 36: Heizungsanlagen.

A. MÜHLE in BERLIN. Luftheizungsofen.

Patentirt im Deutschen Reiche vom ig. Februar 1895 ab.

Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet ein Heizapparat für Wohngebäude, welcher am vorteilhaftesten mit Gas geheizt wird und der zum Erwärmen von in einem Gebäude circulirender Luft oder von Luft und Wasser dient.

Der Zweck der Erfindung besteht darin, erstens in dem Heizapparat einen guten Zug und desgleichen Circulation der Gase zu schaffen und zweitens sowohl die freie als auch die gebundene Wärme des Brenngases nutzbar zu machen, indem man 1." eine hohe Säule brennenden Gases in einem Verbrennungsräume und einem diesen Verbrennungsraum fortsetzenden Abzugsrohre schafft, und indem man 2. eine Condensation und fortgesetzte Vermehrung der Schwere der Verbrennungsproducte in dem Mafse bewirkt, als sie durch Rohre oder Züge in der Heizkammer, in umgekehrter Richtung wie die einströmende und aufsteigende Luft, abwärts ziehen.

Die Wärme der nach abwärts strömenden und abziehenden Verbrennungsproducte wird von der aufwärts strömenden und in den Heizapparat einströmenden kalten Luft aufgenommen, so dafs der hohe Procentgehalt der in den Verbrennungsproducten enthaltenen Feuchtigkeit condensirt und die latente oder gebundene Wärme innerhalb des Heizapparates nutzbar gemacht wird, anstatt in den Schornstein zu entweichen, wie dies bisher stets geschah, um den nöthigen Zug zu schaffen. Die Verbrennungsproducte, die innerhalb des Heizapparates nicht condensirt werden, werden unmittelbar in die äufsere freie Luft befördert, ohne Anwendung eines Schornsteins oder einer Esse.

Die Condensation des hohen Procentgehaltes an Feuchtigkeit oder Wasserdampf in den Verbrennungsproducten, welche durch die einströmende kalte Luft bewirkt wird, schafft theilweise ein Vacuum, welches die Circulation dadurch unterstützt, dafs die nicht condensirbaren Producte durch die Heizrohre nach abwärts gezogen und dann durch das Austrittsrohr hinausgezogen werden.

Wenn man Gas zum Heizen des Apparates anwendet, treten verschiedene Schwierigkeiten auf, die bei gewöhnlichen, mit Kohlen beschickten Heizanlagen nicht vorhanden sind. Einige dieser Schwierigkeiten sind die folgenden :

Bei Heizanlagen mit aufwärts gerichtetem Zug haben die Verbrennungsproducte das Bestreben, schnell aufzusteigen und in den Schornstein zu entweichen, ohne hierbei einen entsprechenden Theil ihrer Wärme an die die zu erhitzende Luft oder das Wasser enthaltenden Rohre oder Kammern abzugeben.

Brenngase, wie Naturgas, Wassergas und Leuchtgas, haben einen hohen Procentgehalt an Wasserstoff und Wasserstoffverbindungen, wie Methylwasserstoff, der sich beim Brennen in Wasserdampf oder Wasser umsetzt. Dieses Wasser kann dann in die Atmosphäre ohne Schwierigkeit und ohne Verlust eines hohen Procentsatzes von Wärme nicht ausgestofsen werden. Die Verbrennungsproducte strömen

in den Schornstein mit niedriger Temperatur ein, weshalb der Wasserdampf, im Schornstein condensirt, die Mauern durchdringt und fleckig macht. Wenn in dem Heizapparat wenig Gas, z. B. bei warmem Wetter, gebrannt wird, condensirt der Dampf, ehe er den Heizapparat verläfst, und tropft bei gewöhnlichen Heizapparaten mit aufwärts gerichtetem Zuge auf den Brenner zurück. Bei den bisher gemachten Versuchen zur Abhülfe dieser Nachtheile wurden die wasserhaltigen Dämpfe an der Mündung des Schornsteins abgezogen, wodurch der Heizapparat einen grofsen Theil seiner Wirkung einbüfste und Verlust an Brennmaterial entstand.

Man verfuhr z. B. so, dafs man den Brennern mehr Luft, als die Verbrennung des Gases erforderte, zuführte, so dafs man die Temperatur des Schornsteins erniedrigte; aber da das Volumen der Verbrennungsproducte vermehrt wurde, war keine wirkliche Ersparnifs zu erzielen.

Man hat auch Luft in das Ausströmungsrohr des Heizapparates eingelassen, brachte aber dadurch auch nur das oben erwähnte Resultat, nämlich keine Ersparnifs an Brennmaterial, hervor. Letzteres kommt daher, dafs die Verbrennungsproducte, wenn sie der einströmenden Luft begegnen, eine genügend hohe Temperatur haben müssen, um das Gemisch (Verbrennungsproducte und Luft) so hoch zu erwärmen, dafs es aus der Mündung des Schornsteins ohne Condensation austritt.

Einige Heizapparate werden mit einem kleinen Raum für die Verbrennungsproducte gebaut, damit, wenn derartige Apparate bei warmem Wetter mit wenig Gas in Betrieb sind, die Verbrennungsproducte schnell und ohne Condensation entweichen können. Der Verlust bei kaltem Wetter ist bei diesen Heizapparaten sehr grofs, da die Verbrennungsproducte mit sehr hohen Temperaturen entweichen.

Alle gegenwärtig in Gebrauch befindlichen Heizapparate weisen nach Ansicht des Erfinders nicht allein diesen Verlust an freier Wärme auf, der mit den Verbrennungsproducten entführt wird, sondern auch den Verlust der in dem Dampf oder den wasserhaltigen Verbrennungsproducten enthaltenen gebundenen Wärme.

Bei dem neuen Heizapparat wird der Verlust an freier Wärme sehr herabgesetzt und alle gebundene Wärme ausgenutzt.

In den beiliegenden Zeichnungen stellt

Fig. ι einen senkrechten Schnitt des Luftheizapparates dar und

Fig. 2 einen horizontalen Schnitt nach Linie x-x der Fig. i.

Fig. 3 giebt einen senkrechten Schnitt eines combinirten Luft- und Wasserheizapparates, Fig. 4 eine Oberansicht bezw. einen Horizontalschnitt nach der Linie y-y der Fig. 3.

Der ganze Heizapparat ist mit dem Buchstaben A bezeichnet und besteht aus einer in der Mitte liegenden senkrechten Verbrennungskammer B, die durch das Rohr B' fortgesetzt ist, welches eine grofse, mittlere Säule zum Aufsteigen der Flamme und der hoch erhitzten Gase bildet. Die Verbrennungskammer besteht aus einem äufseren Eisenmantel E mit einem Futter aus feuerfesten Ziegeln, die durch den nach innen vorspringenden Rand des Flantsches e^x e^ getragen werden. Der untere Theil der Verbrennungskammer B besitzt vortheilhaft einen von unten nach oben kegelförmig verlaufenden Mantel, wie dies aus der Zeichnung ersichtlich ist. Der Eisenmantel E setzt die Verbrennungskammer nach oben hin fort und bildet so einen Führungskanal oder eine Säule B' für die heifsen Gase. Auf der äufseren Umfiäche ist das Rohr oder der Zug B' mit radial stehenden Rippen e (Fig. 2) versehen, um Wärme in die umgebende Heizkammer überzuleiten. Oben besitzt das Rohr B' eine Muffe e'. Diese Muffe dient zur Aufnahme des nach abwärts gerichteten Halses f, des Domes oder der Kappe F. An ihrem unteren Ende ist. die Verbrennungskammer B durch eine Platte b geschlossen und seitlich, über dem Brenner, mit einer Zündöffnung b' versehen. Diese Zündöffnung wird durch eine Thür ä geschlossen.

Der Dom oder die Kappe F des Heizapparates ist aufser mit dem Halse f noch mit anderen nach abwärts gerichteten Hälsen f ausgerüstet, welche in die Muffen g der in einem Kreise um das Rohr B' angeordneten, nach abwärts führenden Abzugsrohre G eingreifen. Diese Abzugsrohre G haben tiefe, radial stehende Nuthen oder Kanäle g', wie dies die Fig. 2 und 4 veranschaulichen; ferner sind die Abzugsrohre an ihrem unteren Ende mit einem Hals oder Ansatz g" ausgerüstet, der je in eine der Muffen h eines ringförmig gebogenen, horizontal liegenden Rohres H eingreift. Dieses ringförmige Rohr H ist an seiner unteren Seite mit Warzen η zur Befestigung von Beinen oder Säulchen N ausgerüstet (s. Fig. ι und 3), sowie mit einem schwanenhalsförmig gebogenen Ueberlaufrohr / zur Ableitung von Condensationswasser.

Der Dom F hat ein waagrecht liegendes Abzugsrohr f" mit einer Drosselklappe ρ", die in Anwendung kommt, wenn der Apparat angeheizt wird. Das untere Abzugsrohr H' und das obere Abzugsrohr f" für die Abzugsgase sind vortheilhaft mit dem grofsen Abzugsrohr P verbunden. Letzteres hat ebenfalls eine Drosselklappe p'. Das Abzugsrohr P wird in der Praxis mit seinem waagrecht liegenden Theile durch die Mauer hindurch nach der freien

Luft oder sonst wo hin geführt. Die Abzugsproducte können unmittelbar ohne die Anwendung eines Schornsteins in die freie Luft : geführt werden.

Der ganze Heizapparat wird von dem Heifsluftmantel K umgeben. Der Mantel K ruht mit seinem unteren Ende auf dem kreisförmigen Tragering k auf und hat an seinem oberen Ende Stutzen k', mittels derer er mit den Heizrohren verbunden wird. Am unteren Ende hat der Mantel K endlich noch eine weite Oeffhung m, damit man zu der Thür α der Verbrennungskammer B gelangen kann.

Soll in dem Heizapparat auch Wasser erhitzt werden, so wird über dem Dome F noch eine Heifswasserkammer L (Fig. 3) angebracht, deren Oberfläche mit radial laufenden Rippen n' zur Versteifung 'ausgerüstet ist (Fig. 4). Seitlich in die Kammer mündet ein Wassereintrittsrohr / und oben in die Kammer ein Wasseraustrittsrohr /' ein. Durch diese Rohre steht die Kammer mit einem Heizkörper oder anderen Wärmevertheiler in Verbindung, so dafs das erwärmte Wasser zwischen der Kammer L und jenem Heizkörper circuliren kann. Wenn gewünscht, können an die Kammer L noch mehrere solcher Circulationsrohre angeschlossen sein. Auf diese Weise kann also durch eine kleine Abänderung in der Construction der Luftheizapparat in einen Wasserheizapparat verwandelt werden.

Die kalte Luft wird in den Heizapparat am Fufse zwischen dem Tragering k und der Verbrennungskammer B in Richtung der Pfeile eingeführt. Die Construction des Heizapparates ist ganz einfach und können die einzelnen Theile desselben sehr schnell zum Gebrauch zusammengestellt werden.

Bei Anwendung dieses Apparates ist darauf zu achten, dafs das Gas mit so wenig Luft als möglich vollkommen verbrennt. Es wird zu dem Zwecke nur eine .begrenzte Menge Luft zugeführt und dabei die höchstmögliche Temperatur mit dem verbrannten Gasvolumen erreicht, wie dies im Nachstehenden genauer beschrieben ist.

Nachdem das Gas über dem Brenner entzündet ist, können die Verbrennungsproducte zuerst durch das obere Abzugsrohr f" entweichen, indem man die Drosselklappe^ öffnet, während die Drosselklappe p' in dem weiten Abzugsrohr P geschlossen bleibt. Nachdem ein starker Zug durch das mittlere weite Rohr B' hergestellt ist, schliefst man die Drosselklappep, öffnet dagegen die Drosselklappe ρ' und zwingt so die heifsen Gase, durch die Rohre G abwärts durch das kreisförmig gebogene Rohr H und dessen horizontalen Abzweig H' nach dem Abzugsrohr P zu strömen.

Die am unteren Ende in den Apparat einströmende kalte Luft streicht an den Rohren, in denen die den Heizapparat verlassenden Verbrennungsgase strömen, entlang und kühlt so diese Gase, ehe sie den Apparat verlassen haben, bis auf eine möglichst tiefe Temperatur ab. In dem Mafse, als die Luft aufsteigt, kommt sie mit immer heifseren Flächen in Berührung, um endlich um den Dom F herum zu fliefsen, welcher die höchste Temperatur hat, und dann in die Heizungsrohre einzutreten.

Die gröfste Heizfläche wird durch den Dom, die abwärts führenden Rohre G und das untere, ringförmige Rohr H gebildet,, so dafs die Condensation der in den Verbrennungsproducten enthaltenen Wasserdämpfe in den absteigenden Rohren beginnen und in dem unteren, ringförmigen. Rohre beendet werden mufs, da letzteres von der einströmenden kalten Luft zuerst getroffen wird. Indem die Condensation in eben beschriebener Weise bewirkt wird, übt sie auf die gute Wirkung des Heizapparates keinen nachtheiligen Einflufs aus, und das durch die Condensation entstehende Wasser kann nicht auf den Brenner zurücktropfen, sondern es wird in unschädlicher Weise durch das Ueberlaufrohr / oder irgend eine andere passende Vorrichtung abgeführt. Zur Aufnahme des Condensationswassers kann ein Rohr oder ein Behälter Anwendung finden.

Die erhitzten Gase können dadurch, dafs sie in den Rohren nach abwärts geführt werden, nach Ansicht des Erfinders von ihrer Wärme viel mehr an die letzteren abgeben, als dies der Fall sein könnte, wenn sie diese Rohre nach aufwärts durchströmten. Dies hat seinen Grund darin, dafs die heifsesten Gase das Bestreben haben, aufzusteigen und in dem oberen Theile desselben so lange zu verweilen, bis sie ihre Wärme abgegeben haben, worauf sie in den Rohren abwärts sinken. Dieses Herabsinken wird durch die Condensation und die durch letztere in dem unteren Theile der Rohre herbeigeführte Druckverminderung unterstützt. Die uncondensirbaren Producte werden schliefslich durch die in dem mittleren Rohre aufsteigende heifse .Gassäule herausgedrückt.

Der Brenner C hat vortheilhaft im Grundrifs runde Gestalt und besitzt einen so grofsen Durchmesser, dafs er die lichte Weite der Verbrennungskammer B ausfüllt, so dafs alle Verbrennungsluft durch den Brenner hindurchstreichen mufs.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   ι . Ein Lüftheizungsofen für Centralheizungen, gekennzeichnet durch eine mittlere Verbrennungskammer (B) mit daran schliefsendem, aufsteigenden Verbrennungsrohr (B'), welche Theile nach unten hin von. dem Gasbrenner (C) bis auf die Luftzutrittsöffnungen vollständig abgeschlossen werden und von einem Kranz von Heizrohren (G)

   umgeben sind, die oben durch, einen Dom (F), unten durch ein ringförmiges Abzugsrohr mit einander verbunden sind, und in' denen die Verbrennungsproducte hinabsteigen, wobei sie ihre Wärme an die innerhalb des Mantels (K) aufsteigende, die Rohre (G) umspülende kalte Luft abgeben.
2. 2. Eine Ausführungsform des Lufterhitzers nach Anspruch i, bei welcher behufs gleichzeitiger Erhitzung von Wasser oberhalb des Domes (F) noch eine Heifswasserkammer^Z-j, Fig. 3, angeordnet ist, welche mit Zu- und Abflufsrohren (I I') behufs Circulation des Wassers versehen ist.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.