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PATENTANSPRÜCHE
1. Zentralheizungskessel mit einem äusseren Gehäuse und einem darin angerodneten, ein Wärmeträgermedium enthaltenden Rohrleitungssystem aus miteinander strömungsverbundenen Rohren, von welchem Teile entlang wenigstens den grösseren Flächen der Innenwandung des Gehäuses angeordnet sind, sowie mit einem Brenner zum Erhitzen des Wärmeträgermediums, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse des Brenners und damit im Betrieb die von diesem erzeugte Flamme im wesentlichen lotrecht abwärts gerichtet ist und dass das Rohrleitungssystem (3 bis 9) eine Rohrschlange (16) enthält, deren Längsachse im wesentlichen in der gleichen Richtung verläuft wie die Düse des Brenners, und welche dessen Flamme umgibt.
2. Kessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrschlange (16) die Form eines mit dem schmalen Ende dem Brenner abgewandten Kegelstumpfs hat.
3. Kessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse ein niedriges, kastenförmiges Vorderteil (1) und ein höheres, kastenförmiges hinteres Teil (2) jeweils mit ebenen und parallelen Seiten aufweist, und dass das Vorderteil die Rohrschlange (16) enthält und auf seiner Oberseite (14) den Brenner trägt.
4. Kessel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrleitungssystem eine Anzahl von Rohrwänden aufweist, welche, unter Freilassung der Oberseite (14) des Vorderteils (1) und der notwendigen Öffnungen für Rauchgasabzug und Russentfernung, waagerechte Rohre (3, 4) entlang dem Boden des Gehäuses und der Oberseite des hinteren Teils (2) und senkrechte Rohre (5 bis 9) entlang allen Seiten enthalten.
5. Kessel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die hinter der Vorderseite des hinteren Teils (2) angeordnete Rohrwand (9) so weit abwärts (10) erstreckt, dass oberhalb der Boden-Rohrwand (3) nur eine untere Öffnung für die Ofengase verbleibt.
6. Kessel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der senkrechten Rohrwand (9) hinter der Vorderseite des hinteren Teils (2) und der hinteren senkrechten Rohrwand (8) eine zu den beiden Rohrwänden parallele, senkrechte Zwischen-Rohrwand (11) angeordnet ist, welche sich von der Boden-Rohrwand (3) aufwärts bis zu einer Höhe (12) erstreckt, dass unterhalb der waagerechten oberen Rohrwand (4) ein zweiter Ofengasdurchlass gebildet ist, und dass die Zwischen-Rohrwand an ihrer der hinteren senkrechten Rohrwand zugewandten Seite mit einer sich bis zur gleichen Höhe erstreckenden undurchlässigen Platte versehen ist.
7. Kessel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass am oberen Ende der senkrechten Zwischen-Rohrwand (11) ein horizontaler, zylindrischer Heisswasserbehälter (13) angeordnet ist, dessen zylindrischer Mantel von den an der der undurchlässigen Platte abgewandten Seite der Zwischen-Rohrwand aufsteigenden und nach Umströmung des Heisswasserbehälters (13) an der der Zwischenrohrwand abgewandten Seite der undurchlässigen Platte abwärts zu einem Auslass (19) am unteren Ende der hinteren Rohrwand (8) strömenden heissen Ofengasen bestrichen wird.
Die Erfindung bezieht sich auf einen Zentralheizungskessel mit einem äusseren Gehäuse, einem darin angerodneten Rohrleitungssystem aus miteinander strömungsverbundenen und ein Wärmeträgermedium enthaltenden Rohren, welches entlang wenigstens den grösseren Flächen der Innenwandung des Gehäuses angeordnet ist, und mit einem Brenner, beispielsweise einem Ölbrenner, zum Erhitzen des Wärmeträgermediums.
Durch die Erfindung soll ein Kessel der genannten Art geschaffen werden, bei welchem der Energieverbrauch zum Erhitzen des Wärmeträgermediums beträchtlich verringert ist, was gleich bedeutend ist, den Wirkungsgrad des Kessels beträchtlich zu verbessern. Dies wird bei einem eingangs definierten Heizkessel durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil erreicht.
Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematisierte Vorderansicht eines Zentralheizungskessels gemäss der Erfindung,
Fig. 2 eine schematisierte Seitenansicht des Kessels,
Fig. 3 eine schematisierte Draufsicht auf den Kessel,
Fig. 4 eine vergrösserte Seitenansicht des Kessels nach Fig. 2 mit einem darin enthaltenen Rohrleitungssystem,
Fig. 5 eine Schrägansicht des Rohrleitungssystems von vorn links,
Fig. 6 eine Schrägansicht des Rohrleitungssystems von links hinten und
Fig. 7 eine Schrägansicht des Rohrleistungssystems von rechts hinten.
Fig. 1 bis 3 zeigen ein äusseres Gehäuse eines Zentralheizungskessels, mit einem niedrigen, kastenfönnigen Vorderteil 1 und einem höheren, kastenförmigen hinteren Teil 2. Beide Teile haben ebene und parallele Seiten und bilden zusammen eine einstückige Einheit. Entlang wenigstens dem grössten Teil der Innenflächen des Gehäuses ist ein vorzugsweise aus Kupfer gefertigtes Rohrleitungssystem angeordnet. Dieses ist im einzelnen in Fig. 4 bis 7 dargestellt. Es hat einen entlang den äusseren Kanten verlaufenden Rahmen aus Rohren relativ grossen Durchmessers und in den Rahmen eingesetzte Rohre kleineren Durchmessers. Alle Rohre sind miteinander strömungsverbunden.
In den auf diese Weise gebildeten senkrechten Rohrwänden verlaufen die Rohre senkrecht, in einer am Boden angeordneten Rohrwand und in einer oberen Rohrwand verlaufen die Rohre quer von einer Seite zur anderen. In Fig. 4 bis 7 erkennt man eine Boden-Rohrwand 3, eine obere Rohrwand 4 des hinteren Teils 2, eine vordere Rohrwand 5 des Vorderteils 1 sowie eine linke, eine rechte und eine hintere Rohrwand 6 bzw. 7 bzw. 8 des Rohrleitungssystems.
Eine vordere Rohrwand 9 des hinteren Teils 2 erstreckt sich abwärts bis an eine Stelle 10 nahe oberhalb der Boden Rohrwand 3, so dass dort ein unterer Ofengasdurchlass freibleibt (Fig. 5). Eine senkrechte Zwischen-Rohrwand 11 ist zwischen den Rohrwänden 8 und 9 parallel zu diesen angeordnet (Fig. 6). Die senkrechten Rohre der Zwischen-Rohrwand 11 erstrecken sich von der Boden-Rohrwand 3 aufwärts bis an eine Stelle 12 nahe unterhalb der oberen Rohrwand 4, so dass dort ein oberer Ofengasdurchlass freibleibt (Fig. 5).
An der Rückseite der Zwischen-Rohrwand 11 ist in geringem Parallelabstand zu dieser eine (nicht gezeigte) undurchlässige Platte eingesetzt, welche sich bis an die Stelle 12 erstreckt. Am oberen Ende der Zwischenrohrwand 11 und der Platte ist ein horizontaler zylindrischer Heisswasserbehälter 13 angeordnet (Fig. 4), welcher mit dem Rohrleitungssystem strömungsverbunden ist und eine von kaltem Wasser durchströmte Rohrschlange umgibt, so dass das kalte Wasser von dem heissen Wasser im Behälter erwärmt wird. Zwischen dem Behälter 13 und der oberen Rohrwand 4 ist ein Durchlass für die an der Vorderseite des Behälters aufsteigenden und an seiner Rückseite wieder abwärts strömenden Ofengase vorhanden
Auf die Oberseite 14 des Vorderteils 1 ist ein abwärts gerichteter, beispielsweise mit Öl betriebener Brenner aufgesetzt.
Unterhalb der Oberseite ist ein Raum für waagerecht angeordnete Rohre 15 vorhanden (Fig. 4). Diese sind jedoch wegen des für den Brenner benötigten Raums ziemlich kurz und können, wie in Fig. 5 bis 7 dargestellt, auch weggelassen
werden. Konzentrisch mit der Düse des Brenners ist unterhalb der Oberseite 14 des Vorderteils eine senkrecht ausgerichtete Rohrschlange 16 in Form eines mit dem schmaleren Ende abwärts gerichteten Kegelstumpfs angeordnet. Die Rohrschlange 16 ist mit den oberen und unteren Rahmenrohren 17 bzw. 18 der vorderen Rohrwand 5 strömungsverbunden.
Im Betrieb bestreicht die Flamme des Brenners die Rohrschlange 16, wobei ein grosser Anteil der Wärme durch Strahlung von der Flamme auf die Rohrschlange 16 übertragen wird. Anschliessend bestreichen die heissen Ofengase die Oberflächen des Rohrleitungssystems und geben dabei den grössten Teil ihrer Wärme durch Konvektion an dieses ab.
Dank der Strahlungswärme wird jeglicher Russ auf der Rohrschlange 16 abgebrannt. Vom Brenner aus strömen die Ofengase unter der vorderen Rohrwand 9 des hinteren Teils 2 hindurch, steigen dann zwischen der Rohrwand 9 und der Zwischen-Rohrwand 11 auf, umströmen den Heisswasserbehälter 13 und strömen dann zwischen der an der Rückseite der Zwischen-Rohrwand 11 angeordneten, undurchlässigen Platte und der hinteren Rohrwand 8 abwärts zu einem am unteren Ende derselben vorhandenen Auslass 19. In der linken seitlichen Rohrwand 6 sind zwei Reinigungsöffnungen 20, 21 geformt.
Mit einem Prototyp des erfindungsgemässen Kessels unternommene Versuche ergaben im Vergleich zu herkömmlichen Kesseln eine erheblich verbesserte Brennstoffausnützung. Die Versuche zeigten, dass eine Verringerung des Brennstoffverbrauchs um wenigstens 50% möglich ist.
Der Prototyp war für die Verwendung in einer grossen Villa bestimmt und hatte die folgenden Abmessungen: Breite = 325 mm, Gesamttiefe = 650 mm, wovon 325 mm auf das Vorderteil 1 entfielen, Höhe des Vorderteils = 400 mm, Höhe des hinteren Teils = 800 mm. Die Grösse der Heizfläche betrug 3,7 mm2 und das Fassungsvermögen des Rohrleitungssystems 17 Liter. Zur Erzielung eines noch wirtschaftlicheren Brennstoffverbrauchs müssen die Abmessungen eines Kessels für ein normales Wohnhaus wahrscheinlich noch weiter verringert werden.
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PATENT CLAIMS
1. Central heating boiler with an outer housing and a piping system containing a heat transfer medium and flowed into it Nozzle of the burner and thus in operation the flame generated by it is directed essentially perpendicularly downwards and that the piping system (3 to 9) contains a pipe coil (16), the longitudinal axis of which extends essentially in the same direction as the nozzle of the burner, and which surrounds its flame.
2. Boiler according to claim 1, characterized in that the pipe coil (16) has the shape of a truncated cone facing away from the burner with the narrow end.
3. Boiler according to claim 1, characterized in that the housing has a low, box-shaped front part (1) and a higher, box-shaped rear part (2) each with flat and parallel sides, and that the front part contains the pipe coil (16) and carries the burner on its upper side (14).
4. Boiler according to claim 3, characterized in that the piping system has a number of pipe walls, which, leaving the top (14) of the front part (1) free and the necessary openings for flue gas extraction and soot removal, along horizontal pipes (3, 4) the bottom of the housing and the top of the rear part (2) and vertical tubes (5 to 9) included along all sides.
5. Boiler according to claim 4, characterized in that the pipe wall (9) arranged behind the front of the rear part (2) extends so far downwards (10) that above the bottom pipe wall (3) only a lower opening for the Oven gases remain.
6. Boiler according to claim 5, characterized in that between the vertical tube wall (9) behind the front of the rear part (2) and the rear vertical tube wall (8) arranged a parallel intermediate tube wall (11) parallel to the two tube walls which extends from the bottom pipe wall (3) up to a height (12) that a second furnace gas passage is formed below the horizontal upper pipe wall (4) and that the intermediate pipe wall faces the rear vertical pipe wall Side is provided with an impermeable plate extending to the same height.
7. A boiler according to claim 6, characterized in that at the upper end of the vertical intermediate tube wall (11) a horizontal, cylindrical hot water tank (13) is arranged, the cylindrical jacket of which rises from the side of the intermediate tube wall facing away from the impermeable plate and after flowing around the hot water tank (13) on the side of the impermeable plate facing away from the intermediate tube wall, hot furnace gases flowing downward are passed to an outlet (19) at the lower end of the rear tube wall (8).
The invention relates to a central heating boiler with an outer housing, a piping system made of pipes which are flow-connected to one another and contain a heat transfer medium and which is arranged along at least the larger surfaces of the inner wall of the housing, and with a burner, for example an oil burner, for heating the Heat transfer medium.
The invention is intended to provide a boiler of the type mentioned, in which the energy consumption for heating the heat transfer medium is considerably reduced, which is equally important for considerably improving the efficiency of the boiler. In the case of a boiler defined at the beginning, this is achieved by the features in the characterizing part.
In the following an embodiment of the invention is explained with reference to the drawing. Show it:
1 is a schematic front view of a central heating boiler according to the invention,
2 is a schematic side view of the boiler,
3 is a schematic plan view of the boiler,
4 is an enlarged side view of the boiler of FIG. 2 with a piping system contained therein,
5 is an oblique view of the piping system from the front left,
Fig. 6 is an oblique view of the piping system from the left rear and
Fig. 7 is an oblique view of the pipe power system from the rear right.
1 to 3 show an outer housing of a central heating boiler, with a low, box-shaped front part 1 and a higher, box-shaped rear part 2. Both parts have flat and parallel sides and together form an integral unit. A pipe system, preferably made of copper, is arranged along at least most of the inner surfaces of the housing. This is shown in detail in FIGS. 4 to 7. It has a frame made of pipes of relatively large diameter running along the outer edges and pipes of smaller diameter inserted into the frame. All pipes are fluidly connected to each other.
In the vertical pipe walls formed in this way, the pipes run vertically, in a pipe wall arranged on the bottom and in an upper pipe wall, the pipes run transversely from one side to the other. 4 to 7 show a bottom tube wall 3, an upper tube wall 4 of the rear part 2, a front tube wall 5 of the front part 1 and a left, a right and a rear tube wall 6 or 7 or 8 of the piping system.
A front pipe wall 9 of the rear part 2 extends downward to a point 10 close above the bottom pipe wall 3, so that a lower furnace gas passage remains free there (FIG. 5). A vertical intermediate tube wall 11 is arranged between the tube walls 8 and 9 parallel to these (Fig. 6). The vertical tubes of the intermediate tube wall 11 extend from the bottom tube wall 3 up to a point 12 close below the upper tube wall 4, so that an upper furnace gas passage remains free (FIG. 5).
On the back of the intermediate tube wall 11, a non-permeable plate (not shown) is inserted at a small parallel distance from it, which extends to the point 12. At the upper end of the intermediate pipe wall 11 and the plate, a horizontal cylindrical hot water tank 13 is arranged (FIG. 4), which is connected to the flow with the piping system and surrounds a pipe coil through which cold water flows, so that the cold water is heated by the hot water in the tank . Between the container 13 and the upper tube wall 4 there is a passage for the furnace gases rising at the front of the container and flowing down again at its rear
On the top 14 of the front part 1, a downward burner, for example oil-operated, is placed.
Below the top is a space for horizontally arranged pipes 15 (FIG. 4). However, these are quite short because of the space required for the burner and, as shown in FIGS. 5 to 7, can also be omitted
will. Concentrically with the nozzle of the burner, a vertically oriented pipe coil 16 in the form of a truncated cone with the narrower end is arranged below the top 14 of the front part. The pipe coil 16 is fluidly connected to the upper and lower frame pipes 17 and 18 of the front pipe wall 5.
In operation, the flame of the burner sweeps the coil 16, with a large proportion of the heat being transmitted by radiation from the flame to the coil 16. The hot furnace gases then coat the surfaces of the piping system and give off most of their heat to it by convection.
Thanks to the radiant heat, any soot on the coil 16 is burned off. From the burner, the furnace gases flow under the front pipe wall 9 of the rear part 2, then rise between the pipe wall 9 and the intermediate pipe wall 11, flow around the hot water tank 13 and then flow between the one arranged on the rear of the intermediate pipe wall 11, impermeable plate and the rear pipe wall 8 down to an outlet 19 present at the lower end thereof. Two cleaning openings 20, 21 are formed in the left lateral pipe wall 6.
Attempts made with a prototype of the boiler according to the invention resulted in significantly improved fuel utilization compared to conventional boilers. The tests showed that a reduction in fuel consumption by at least 50% is possible.
The prototype was intended for use in a large villa and had the following dimensions: width = 325 mm, total depth = 650 mm, of which 325 mm was for the front part 1, height of the front part = 400 mm, height of the rear part = 800 mm . The size of the heating surface was 3.7 mm2 and the capacity of the piping system was 17 liters. To achieve an even more economical fuel consumption, the dimensions of a boiler for a normal residential building will probably have to be reduced even further.