NL8002866A - Verwarmingsinrichting. - Google Patents

Description

4

V

i V.0. 0528

Verwarmingsinrichting.

De uitvinding heeft betrekking op een verwarmingsinrichting. Er zijn reeds vele verwarmingsinrichtingen bekend. In de meeste, zo niet alle wordt brandstof verbrand en wordt de daardoor gevormde warmte benut. Een probleem daarbij is steeds een zo groot mogelijke benutting van de 5 gevormde warmte te bereiken en te vermijden dat veel warmte verloren gaat, bijvoorbeeld doordat die warmte met de verbrandings- of rookgassen via de schoorsteen wordt afgevoerd.

Doel van de uitvinding is een inrichting te verschaffen waarin zoveel mogelijk van de gevormde warmte kan worden opgevangen, opgeslagen 10 en voor gewenste doeleinden benut. Dit doel wordt bereikt met een inrichting die is voorzien van een ovengedeelte waarin een vuur kan worden aangelegd en een zich aangrenzend aan het ovengedeelte bevindende warmteopslaggedeelte, door welk warmteopslaggedeelte betrekkelijk lange leidingen voor rookgassen verlopen tussen het ovengedeelte en een zich 15 boven of naast het warmteopslaggedeelte bevindende schoorsteen, terwijl voorts middelen zijn voorzien voor het afvoeren van in het warmteopslaggedeelte opgeslagen warmte.

Door volgens de uitvinding een warmteopslaggedeelte direct aangrenzend aan een ovengedeelte op te stellen en de afvoer van de rookgas-20 sen uit het ovengedeelte te laten geschieden door betrekkelijk lange leidingen, die door het warmteopslaggedeelte lopen, wordt zoveel mogelijk warmte uit die rookgassen in het warmteopslaggedeelte opgeslagen, van waaruit die warmte weer voor verdere benutting kan worden afgevoerd. Het rendement van een aldus geconstrueerde inrichting is zeer groot. De 25 plaats van het warmteopslaggedeelte ten opzichte van het ovengedeelte maakt in beginsel niet uit. Voor een doelmatige afvoer van rookgassen evenwel kan het warmteopslaggedeelte op geschikte wijze boven het ovengedeelte zijn opgesteld.

Bij een geschikte uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de 30 uitvinding bestaan de rookgas leidingen uit een groot aantal pijpen met geringe binnendiamter die aan een uiteinde zijn aangesloten aan of in een pijpplaat die de afscheiding vormt tussen het ovengedeelte en het warmteopslaggedeelte, terwijl de pijpen aan het andere uiteinde zijn bevestigd in of aan een pijpplaat die de schoorsteen afgrenst van het 35 resterende deel van de inrichting.

800 2 8 66 -2- ψ **

Bij voorkeur zijn daarbij de pijpen omgeven door een materiaal met goede warmteopslag-eigenschappen, terwijl het geheel van pijpen en warmteopslagmateriaal is omgeven door wanden van plaatmateriaal. Als materiaal met goede warmteopslageigenschappen kan zand dienen. Andere 5 materialen, zoals bepaalde zouten, kunnen ook worden toegepast.

Bij een bepaalde uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding omvatten de middelen voor het afvoeren van in het warmte-opslaggedeelte opgeslagen warmte een aantal pijpen, die door het warmteopslaggedeelte verlopen tussen een eerste ruimte waarin een 10 wazmtetransportmedium kan worden aangevoerd en een tweede ruimte waaruit. het warmtetransportmedium na doorlopen van de pijpen kan worden af gevoerd. Het varmtetransportmedium. kan ieder geschikt medium zijn. In veel gevallen zal lucht kunnen-worden toegepast.Ook kan gedacht worden aan vloeibare zouten voor afvoer van de warmte uit het opslaggedeelte.

15 ; Bij voorkeur bevinden daarbij de eerste en tweede ruimte zich I tussen twee op afstand van elkaar opgestelde pijpplaten, waarbij de ! eerste pijpplaat de afscheiding vormt tussen het warmteopslaggedeelte | en de ruimten en de tweede pijpplaat de afscheiding vormt tussen de ; ruimten en de schoorsteen, en de ruimten onderling gescheiden worden 2q door een wand die zich uitstrekt van de eerste pijpplaat naar de tweede pijpplaat, terwijl de pijpen voor afvoer van de opgeslagen warmte een U-vonn hebben en met beide uiteinden in of aan de eerste pijpplaat zijn bevestigd met een uiteinde in verbinding staand met de eerste ruimte en met het andere uiteinde in verbinding staand met de tweede ruimte, 22 terwijl de rookgasleidingen door de eerste pijpplaat en door een van beide ruimten lopen en zijn bevestigd in of aan de tweede pijpplaat, daarbij in verbinding staande met de schoorsteen.

Een andere constructie dan deze voorkeursuitvoeringvorm is evenwel ook mogelijk, bijvoorbeeld een constructie waarbij twee verzamel-2q kamers zich aan weerszijden van het warmteopslaggedeelte bevinden, waarbij die verzamelkamers met elkaar zijn verbonden door middel van leidingen die dwars door het warmteopslaggedeelte lopen.

Bij toepassing van de uitvoeringsvorm met CJ-vormige pijpen kunnen deze geheel verlopen in het warmteopslaggedeelte en zijn omgeven door 22 het warmteopslagmateriaal. Op voordelige wijze kunnen evenwel de U-vor-mige pijpen ook door de pijpplaat zijn gevoerd die het ovengedeelte afscheidt van het warmteopslag-gedeelte, zodanig dat de basis van de U door het ovengedeelte loopt. In dat geval zal een warmtetransport-800 2 8 66 * i -3- medium dat door de ü-vormige pijpen wordt geleid in het basisgedeelte van de ü rechtstreeks warmte van het vuur in het ovengedeelte kunnen opnemen.

De rookgaspijpen in de inrichting volgens de uitvinding hebben 5 bij voorkeur een binnendiameter in de orde van 20-35 mm, terwijl het aantal, pijpen in de orde van 40-60 bedraagt per vierkante meter van een vlakke doorsnede door het warrateopslaggedeelte loodrecht op de as van de pijpen. De warmteafvoerpijpen hébben bij voorkeur eveneens een binnen-diamter in de orde van 20-35 mm en het aantal van dergelijke pijpen be-10 draagt bij voorkeur in de orde van 10-20 per vierkante meter van een vlakke doorsnede door het warmteopslaggedeelte loodrecht op de as van de benen van de ü-vormige pijpen.

Het zal duidelijk zijn dat inplaats van in hoofdzaak rechte pijpen of Ü-vormige pijpen voor het af voer en van de warmte ook anders verlopende 15 pijpen kunnen worden toegepast, bijvoorbeeld in een spiraal door het warmteopslaggedeelte lopende pijpen. Dergelijke pijpen verdienen evenwel niet de voorkeur omdat zij een grotere weerstand hebben voor een daardoor te voeren transportmedium.

De inrichting volgens de uitvinding kan zijn ingebouwd in een 20 woning of ander gebouw, maar kan ook los daarin zijn opgesteld. De inrichting is bijzonder geschikt voor het verwarmen van grotere objecten, zoals warenhuizen op tuinderijen en dergelijke. Γη verband met de beschrijving dient het begrip ,Tovergedeelte'T ruis gezien te worden. Met name dient daaronder oom begrepen te worden geacht een ruimte waarin niet rechtstreeks 25 een vuur wordt onderhouden, maar waarin hete rookgassen afkomstig van bijvoorbeeld een verbrandingsmotor worden aangevoerd.

De uitvinding wordt toegelicht aan de hand van de tekening, waarin: figuur 1 een weergave in doorsnede is door een uitvoeringvorm van de inrichting volgens de uitvinding, en 30 figuur 2 een weergave in doorsnede is door een deel van een andere uitvoeringsvorm volgens de uitvinding.

.De in fig. 1 weergegeven uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding omvat een ovengedeelte 1, een boven het ovengedeelte 1 opgesteld warmteopslaggedeelte 2 en een boven hèt warmteopslaggedeelte 2 35 opgesteld schoorsteengedeelte 3. De gehele inrichting kan zijn opgesteld in of ingebouwd in een woning of ander te verwarmen gebouw. Het is uiteraard ook mogelijk de inrichting in een afzonderlijk verwarmingsge- 800 28 66 -h- bouw op te stellen en de van de inrichting afkomstige warmte via leidingen te transporteren naar een te verwarmen gebouw of installatie, waarin de warmte wordt benut.

Het ovengedeelte 1 bestaat uit een ovenruimte 4 waarin een vuur 5 kan worden aangelegd. Het aanleggen van het vuur kan op iedere geschikte wijze geschieden. Zo kan bijvoorbeeld een vaste brandstof, zoals hout, turf of kolen voor het vuur worden gebruikt. Ook is het mogelijk in de ovenruimte 4 gas- of oliebranders op te stellen voor het onderhouden van . een vuur daarin. De ovenruimte 4 is op voor ovens gebruikelijke wijze 10 omgeven door wanden 5. Bij voorbeeld van steen of beton en voorzien van een vloer 6 van soortgelijk materiaal. De wanden en vloer kunnen aan de. binnenzijde zijn bekleed met zogenaamd vuursteen. Aan de bovenzijde wordt de ovenruimte 4 begrensd door een pijpplaat 7, die het ovengedeelte 1 scheidt van het warmteopslaggedeelte 2. De pijpplaat 7 bestaat bijvoor-15 beeld uit staal en heeft een dikte van bijvoorbeeld 20 mm. Het ovengedeelte kan op geschikte wijze zijn voorzien van middelen om te voorkomen dat als als er geen vuur brandt» een natuurlijke trek van buiten via de ovenruimte naar en door het warmteopslaggedeelte plaats vindt, aangezien een dergelijke natuurlijke trek in verband met daardoor optredende afkoeling van het 20 warmteopslaggedeelte, ongewenst is. Bedoelde middelen kunnen bijvoorbeeld bestaan uit een doseerklep in de ovendeur, welke klep automatisch of handbediend kan zijn. Als een vuur in het ovengedeelte brandt wordt via de doseerklep de luchttoevoer beheerst, zodat een optische verbranding met zo groot mogelijke warmteproductie wordt bereikt. Indien het vuur is ge-25 doofd dient de klep gesloten te zijn om iedere trek te vermijden.

Het warmteopslaggedeelte 2 heeft wanden 8, bijvoorbeeld van staal. Op enige afstand rond de wanden 8 is een omhulling 9 van een warmte-isolerend materiaal opgesteld, zodanig dat een luchtruimte 10 tussen de wanden 8 en de omhulling 9 bestaat. Het warmteopslaggedeelte 2 wordt aan 30 de bovenzijde afgesloten door een pijplaat 11, die de benendenbegrenzing vormt van een tweetal ruimten 12 en 13. De ruimtei12 en 13 worden aan de bovenzijde begrensd door een pijpplaat 14, terwijl tussen de pijp-platen 11 en 14 een wand 15 is opgesteld, die ruimte 12 afscheidt van de ruimte 13. De pijpplaten 11 en 14 en dewand 15 bestaan bijvoorbeeld uit 35 staal met een dikte van circa 4-5 mm.

De ovenruimte 4 staat in verbinding met de verzamelkamer 16 van het schoorsteengedeelte 3 boven de pijpplaat 14 door middel van een groot aantal pijpen 17. De pijpen 17 zijn aan het benedeneinde bevestigd in of aan de pijpplaat 7. Onder bevestigd aan kan bijvoorbeeld worden ver- 300 2 8 66 ^ ·«* -5- staan bevestigd aan pijpstompen die op de pijpplaat 7 zijn bevestigd of daarvan deel uitmaken. De pijpen 17 zijn aan de bovenzijde gevoerd door de pijpplaat 11 en monden uit in de pijpplaat 14 of zijn daaraan bevestigd. Door deze constructie kunnen rookgassen uit de ovenruimte 4 via 5 } de pijpen 17 worden afgevoerd naar de verzamelkamer 16. van het schoor- j i steengedeelte 3 en vandaar via de schoorsteen 18 naar buiten.

f j De pijpen 17 worden gekozen in afhankelijkheid van het materiaal ! waarmee het ovengedeelte. 1 wordt gestookt. Bij de meeste brandstoffen zullen koperen pijpen voldoen. Bij toepassing van gas als brandstof zul-10 len roestvrij stalen pijpen meer geschikt zijn. De pijpen hebben bijvoorbeeld een binnendiameter van 28 mm en een wanddikte van bijvoorbeeld 2 mm. Het aantal pijpen dat wordt toegepast is relatief groot en bedraagt bij voorbeeld bij een warmteopslaggedeelte 2, dat een. horizontale doorsnede heeft van 0,7 x 1,5 m, 50 stuks.

15 Binnen het warmteopslaggedeelte 2 bevinden zich behalve de pijpen 17 ook een aantal U-vormige pijpen 19. De U-vormige pijpen 19 zijn met hun uiteinden bevestigd in of aan. de pijpplaat 11 en wel zodanig dat van iedere u-vormige pijp 19 een uiteinde in verbinding staat met de ruimte 12 en het andere uiteinde met de ruimte 13. Op deze wijze zijn de 20 ruimten 12 en 13 via de ü-vormige pijpen 19 met elkaar verbonden. De pijpen 19 kunnen evenals de pijpen 17 van koper of van roestvrij staal zijn vervaardigd. Het aantal U-vormige pijpen is bij voorkeur geringer dan het aantal pijpen 17. Bij de bovengenoemde afmetingen van het warmteopslag gedeelte 2 bedraagt het aantal U-vormige pijpen 19 25 bijvoorbeeld 14.

Het warmteopslaggedeelte 2 is vrijwel geheel gevuld met zand 20 of een ander medium met goede warmteopslag-eigenschappen, bijvoorbeeld een geschikt -zout.

In bedrijf wordt in de ovenruimte 4 van het ovengedeelte 1 een vuur 30 gestookt. De ontwikkelde rookgassen worden via de pijpen 17 afgevoerd naar de verzamelkamer 16 en vandaar via de schoorsteen 18 naar buiten.

Dit is in figuur 1 door middel van pijlen aangegeven. De aanvankelijk hete rookgassen staan hun warmte af aan de wanden van de pijpen 17 en deze warmte wordt via die wanden overgebracht naar het warmteopslag-35 medium 20. Door toepassing van een betrekkelijk hoog warmteopslaggedeelte 2, bijvoorbeeld een hoogte van circa 5 meter wordt vrijwel alle warmte uit de rookgassen opgeslagen in het warmteopslagmedium 20.

Bij een uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding met de boven als voorbeeld gegeven afmetingen en de genoemde aantallen oij-800 2 8 66 -6- pen bleek na zeer intensief stoken gedurende meer dan 4 uur de wand 21 van de verzamelkamer 16 nog slechts handwarm te zijn. Het warmteop-slagmedium 20, in dit geval zand bleek daarentegen een temperatuur van enkele honderden graden Celsius te hebben.

5 Het benutten van de in het warmteopslaggedeelte 2 opgeslagen warmte geschiedt als volgt. Een warmtetransportmedium wordt van de ruimte 12 via de U-vormige pijpen 19 gevoerd naar de ruimte 13 en vandaar voor verdere benutting afgevoerd. Op geschikte wijze kan lucht als transportmedium worden gebruikt. De lucht kan bijvoorbeeld door de pijpen 19 10 worden geblazen door een in een toevoerleiding of toevoeropening naar de ruimte 12 opgestelde ventilator of pomp. Op de ruimte 13 kunnen geschikte leidingen zijn aangesloten voor afvoer van de in de pijpen 19 verhitte lucht. De verhitte lucht kan rechtstreeks voor verwarmingsdoeleinden worden gebruikt, bijvoorbeeld in een hete-lucht-verwarmingssysteem.

15 Ook is het mogelijk met de hete lucht een ander medium, bijvoorbeeld water in een warmtewisselaar te verhitten en dat andere medium voor é verwarmingsdoeleinden of anderszins te benutten. Uiteraard kan het warmtetransportmedium, bij gebruik van een warmtewisselaar voor overdracht van de opgenomen warmte, in een gesloten circuit worden rondgevoerd: van de 2o ruimte 12 via de pijpen 19 naar de ruimte 13 en vandaar via geschikte leidingen en de daarin opgenomen warmtewisselaar weer naar de ruimte 12. De ventilator zal in een dergelijk circuit zijn opgenomen in dat geval.

In figuur 2 is een doorsnede weegegeven door een gedeelte van een andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding. De 25 onderdelen, die overeenkomen met de in figuur 1 weergegeven onderdelen zijn met dezelfde verwijzingsgetallen aangeduid. Bij de in figuur 2 weergegeven uitvoeringsvorm zijn de U-vormige pijpen 19 ook door de pijpplaat 7 gevoerd, zodat de basis van de U van de pijpen 19 zich bevindt in de ovenruimte 4. In bedrijf wordt bij deze uitvoeringsvorm het transport-30 medium dat door de pijpen 19 wordt gevoerd rechtstreeks door het vuur in de ovenruimte 4 verhit.

Het zal duidelijk zijn dat andere uitvoeringsvormen dan de in de figuren weergegeven uitvoeringsvormen mogelijk zijn. Dergelijke andere uitvoeringsvormen worden geacht onder de algemene uitvindingsge-35 dachte begrepen te zijn.

800 2 8 66

Claims (9)

1. Verwarmingsinriching, gekenmerkt door een. ovengedeelte waarin een vuur kan worden aangelegd en een zich aangrenzend aan het ovengedeelte bevindende warmteopslaggedeelte, door welk warmteopslaggedeelte hetrekkelijk lange leidingen voor rookgassen verlopen tussen het 5 ovengedeelte en een zich boven of naast het warmteopslaggedeelte bevindende schoorsteen, terwijl voorts middelen zijn voorzien voor het afvoeren van in het warmteopslaggedeelte opgeslagen warmte.

2. Verwarmingsinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de rookgasleidingen bestaan uit een groot aantal pijpen met geringe 10 binnendiamter die aan een uiteinde zijn aangesloten aan of in een pijpplaat die de afscheiding vormt tussen het ovengedeelte en het warmteopslaggedeelte, terwijl de pijpen aan het andere uiteinde zijn bevestigd in of aan een pijpplaat die de schoorsteen afgrenst van het resterende deel van de inrichting.

3. Verwarmingsinrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de pijpen zijn omgeven door een materiaal met goede warmteopslag eigenschappen, terwijl het geheel van pijpen en warmteopslagmateriaal is omgeven door wanden van plaatmateriaal.

4. Verwarmingsinrichting volgens conclusies 1-3, met het kenmerk, 20 dat de middelen voor het afvoeren van in het warmteopslaggedeelte opgeslagen warmte bestaan uit een aantal pijpen die door het warmteopslaggedeelte verlopen tussen een eerste ruimte waarin een warmte-transportmedium kan worden aangevoerd en een tweede ruimte waaruit _ het warmtetransportmedium na doorlopen van de pijpen kan worden af- 25 gevoerd.

5. Verwarmingsinrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk dat de eerste en tweede ruimte zich bevinden tussen twee op afstand van elkaar opgestelde pijpplaten, waarbij de eerste pijpplaat de afscheiding vormt tussen het warmteopslaggedeelte en de ruimten en de tweede 30 pijpplaat de afscheiding vormt tussen de ruimten en de schoorsteen, en de ruimten onderling gescheiden worden door een wand die zich uitstrekt van de eerste pijpplaat naar de tweede pijplaat, terwijl de pijpen voor afvoer van de opgeslagen warmte een U-vorm hebben en met beide uiteinden in of aan de eerste pijpplaat zijn bevestigd met een 800 2 8 66 -8- uiteinde in verbinding staand met de eerste ruimte en met het andere uiteinde in verbinding Staand met de tweede ruimte, terwijl de rookgas-leidingen door de eerste pijpplaat en door een van beide ruimten lopen en zijn bevestigd in of aan de tweede pijpplaat, daarbij in verbinding 5 staande met de schoorsteen.

6. Verwarmingsinrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de U-vormige pijpen geheel verlopen in het warmteopslaggedeelte en zijn omgeven door het warmteopslagmateriaal.

7. Verwarmingsinrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de 10 U-vormige pijpen door de pijpplaat zijn gevoerd die het ovengedeelte afscheidt van het warmteopslaggedeelte, zodanig dat de basis van de U door het ovengedeelte loopt.

8. Verwarmingsinrichting volgens conclusies 2-7, met het kenmerk, dat de rookgaspijpen een binnendiamter hebben in de orde van 20-35 mm en 2 15 het aantal pijpen in de orde van 40-60 bedraagt per m van een vlakke doorsnede door het warmteopslaggedeelte loodrecht op de as van de pijpen.

9. Verwarmingsinrichting volgens conclusies 4-8, met het kenmerk, dat de warmteafvoerpijpen een binnendiamter hebben in de orde van 2 20-35 mm en het aantal pijpen in de orde van 10-20 bedraagt per m van 20 een vlakke doorsnede door het warmteopslaggedeelte loodrecht op de as van de benen van de U-vormige pijpen. 800 2 8 66