DE3004601A1

DE3004601A1 - Solid fuel continuous combustion stove - has vertical shaft containing heat exchanger supplying central-heating and hot water systems

Info

Publication number: DE3004601A1
Application number: DE19803004601
Authority: DE
Inventors: Paul 7201 Kolbingen Hipp; Gottfried Müller
Original assignee: Schako Metallwarenfabrik Ferdinand Schad KG
Current assignee: Schako KG
Priority date: 1980-02-08
Filing date: 1980-02-08
Publication date: 1981-08-13

Abstract

The continuous combustion stove for solid fuels has a firebox enclosed by a grate on the underside, an adjustable opening for combustion air, and a regulating damper in the flue. To allow use as an economical heater, the stove has a shaft (20) extending upwards from the firebox (10), and connected at the top to the flue (22). The shaft contains a heat-exchanger, comprising three vertical coaxial tubular walls (34,36,38), forming between them an inner (40) and an outer (42) chamber. One chamber (42) is connected to the piping (52,54) of a central-heating system, and the other (40) to that (44,46) of a hot-water system.

Description

Durchbrandofen Burn through furnace

Die Erfindung betrifft einen Durchbrandofen für feste Brennstoffe mit einem nach unten durch einen Rost abgeschlossenen Verbrennungsraum, mit einer verstellbaren Verbrennungsluftöffnung und mit einem mit einer Regulierklappe versehenen Abgasrohr.The invention relates to a burn-through furnace for solid fuels with a combustion chamber closed at the bottom by a grate, with a adjustable combustion air opening and one with a regulating flap Exhaust pipe.

Durchbrandöfen dieser bekannten Art werden als Einzelheizung oder Mehrraumheizung verwendet. Entsprechend der gewünschten Art der Heizung können sie als eiserne Ofen oder als Kachelöfen ausgebildet sein.Burnout ovens of this known type are used as individual heating or Multi-room heating used. Depending on the type of heating you want, you can be designed as an iron stove or as a tiled stove.

Zur Erzeugung von Warmwasser für Warmwassersammelheizungen und als Brauchwasser werden öl feuerungen oder Feuerungen mit festen Brennstoffen verwendet, die einen Heizkessel großer Kapazität aufweisen. Dementsprechend ist der Brennstoffverbrauch dieser Feuerungen groß.For the generation of hot water for hot water collection heating systems and as Industrial water, oil firings or firing systems with solid fuels are used, which have a large capacity boiler. The fuel consumption is accordingly these firings are great.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit möglichst geringem Brennstoffverbrauch sowohl eine Raumheizung als auch eine Brauch-Warmwasserbereitung zu erreichen.The invention is based on the object with the lowest possible fuel consumption to achieve both space heating and domestic hot water preparation.

Diese Aufgabe wird erfindui8;gemäß dadurch gelöst, daß der Durchbrandofen der eingangs genannten Gattung zur Verwendung als Sparheizgerät einen sich nach oben an den Verbrennungsraum anschließenden vertikalen Schacht aufweist, in dessen oberes Ende das Abgasrohr einmündet, daß in dem Schacht ein Wärmetauscher angeordnet ist, der aus drei koaxialen, vertikalen Rohrwandungen besteht, die zwischen sich eine äußere und eine innere Rohrkammer einschließen, und daß die eine Rohrkammer in das Rohleitungssystem einer Warmwasserheizung und die andere Rohrkammer in eine Brauchwasserleitung eingeschaltet sind.According to the invention, this object is achieved in that the burn-through furnace of the type mentioned above for use as an economy heater has at the top of the combustion chamber adjoining vertical shaft, in which The upper end of the exhaust pipe opens that a heat exchanger is arranged in the shaft is, which consists of three coaxial, vertical pipe walls between them include an outer and an inner tube chamber, and that the one tube chamber into the pipeline system of a hot water heating system and the other tube chamber into one Hot water pipes are switched on.

Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous embodiments and developments of the invention are specified in the subclaims.

Der erfindungsgemäße Durchbrandofen eignet sich hervorragend als Sparheizgerät, da er die Funktionen eines herkömmlichen Einzelofens oder Mehrraumofens mit den Funktionen der Kesselfeuerung einer Warmwasser-Sammelheizung vereinigt.The burn-through furnace according to the invention is ideally suited as an economy heater, since it has the functions of a conventional Single oven or multi-room oven combined with the functions of boiler firing of a hot water collective heating system.

Der Verbrauch an festen Brennstoffen ist dabei gegenüber einer Kesselfeuerung einer Sammelheizung ganz erheblich und auch gegenüber einem herkömmlichen Einzelofen noch wesentlich reduziert.The consumption of solid fuels is compared to a boiler a collective heating quite considerably and also compared to a conventional single oven still significantly reduced.

Bei herkömmlichen Durchbrandöfen ist der Füllraum für die Brennstoffe sehr groß, so daß eine große Menge von Brennstoffen bei jedem Füllvorgang eingebracht wird. Dies führt zu einer sehr großen momentanen Hitzeentwicklung, die einen schlechten Wirkungsgrad bei der Ausnutzung der Brennstoffe bedeutet und im allgemeinen die erforderliche Heizleistung weit überschreitet, so daß ein großer Teil der Hitze ungenutzt entweicht. Die Verkleinerung des Verbrennungsraumes bei dem erfindungsgemäßen Durchbrandofen hat zur Folge, daß mit wesentlich geringeren Brennstoffmengen eine gleichmäßige Hitze-erzeugung und eine optimale Heizleistung erreicht wird.In conventional burn-through furnaces, the filling space is for the fuels very large, so that a large amount of fuel is introduced with each filling operation will. This leads to a very large momentary heat build-up, which is bad Efficiency in the utilization of the fuels means and in general the required heating power far exceeds, so that a large part of the heat escapes unused. The reduction in size of the combustion chamber in the case of the invention Burnout furnace has the consequence that with much smaller amounts of fuel a uniform heat generation and optimal heating performance is achieved.

Durch die Anordnung des Wärmetauschers in dem sich oben an den Verbrennungsraum anschließenden Schacht wird der Durchbrandofen gleichzeitig zur Warmwassererzeugung verwendet. Die Ausbildung von zwei Rohrkammern ermöglicht es dabei, gleichzeitig eine kleinere Warmwasserheizungsanlage mit beispielsweise ein bis drei Radiatoren zu betreiben und den Bedarf an warmem Brauchwasser abzudecken.Due to the arrangement of the heat exchanger in the top of the combustion chamber In the subsequent shaft, the burn-through furnace is used to generate hot water at the same time used. The formation of two tubular chambers makes it possible at the same time a smaller hot water heating system with, for example, one to three radiators to operate and to meet the demand for hot domestic water.

Aufgrund der langgestreckten rohrförmigen Gestalt des Wärmetauschers streichen die Flammen und die heißen Abgase über eine lange Zeitdauer und große Fläche an dem Warmetauscher entlang, wobei sie sowohl im Inneren des Wärmetauschers mit der inneren Rohrkammer als auch am Außenumfang des Wärmetauschers mit der äußeren Rohrkammer in Berührung kommen. Sowdi das Brauchwasser in der inneren Rohrkammer als auch das Heizwasser in der äußeren Rohrkammer werden daher unmittelbar durch die Flammen und die heißen Abgase erhitzt.Due to the elongated tubular shape of the heat exchanger the flames and the hot exhaust gases sweep over a long period of time and for a long time Surface along the heat exchanger, being both inside the heat exchanger with the inner tubular chamber and on the outer circumference of the heat exchanger with the outer one Come into contact with the tube chamber. As well as the domestic water in the inner tube chamber as well as the heating water in the outer tube chamber are therefore immediately through heated the flames and the hot exhaust gases.

Da die äußere Rohrkammer und die innere Rohrkammer nur durch die mittlere Rohrwandung voneinander getrennt sind, besteht zwischen dem Brauchwasser in der inneren Rohrkammer und dem Heizwasser in der äußeren Rohrkammer ein direkter Wärmeaustausch. Bei einer hohen Brauchwasserentnahme erfolgt dadurch ein schnelles Aufheizen des nachströmenden kalten Brauchwassers in der Rohrkammer, da diese an ihrer inneren Mantelfläche mit den heißen Abgasen und ihrer äußeren Mantelfläche mit dem heißen Heizwasser der äußeren Rohrkammer in wärmeleitendem Kontakt steht.Since the outer tube chamber and the inner tube chamber only through the middle Pipe wall are separated from each other, exists between the domestic water in the inner tube chamber and the heating water in the outer tube chamber a direct heat exchange. If there is a large amount of hot water being drawn off, the will heat up quickly incoming cold service water in the pipe chamber, as this is at its inner Jacket surface with the hot exhaust gases and its outer jacket surface with the hot The heating water of the outer tube chamber is in thermally conductive contact.

Umgekehrt wird in Zeiten geringer Brauchwasserentnahme das Heizwasser in der äußeren Rohrkammer zusätzlich durch das heiße Brauchwasser der inneren Rohrkammer aufgeheizt, so daß die Heizleistung verbessert wird. Der unmittelbare wärmeleitende Kontakt zwischen der äußeren und der inneren Rohrkammer und der damit verbundene gute Wärmeaustausch zwischen dem Heizwasser und dem Brauchwasser hat somit zur Folge, daß die in jeder der Rohrkammern gespeicherte Wärme jeweils auch dem Wasser in der anderen Rohrkammer zur Verfügung steht. Auch bei einem verhältnismäßig kleinen Volumen der Rohrkammern wird daher eine hohe Wärmespeicherkapazität erhalten.Conversely, the heating water is used in times of low domestic water consumption in the outer tube chamber additionally through the hot service water of the inner tube chamber heated so that the heating performance is improved. The immediate thermally conductive one Contact between the outer and inner tubular chambers and the one connected to them good heat exchange between the heating water and the domestic water thus has to Episode, that the heat stored in each of the tube chambers also corresponds to the water in the other tubular chamber is available. Even with a relatively small volume the tube chambers will therefore have a high heat storage capacity.

Der erfindungsgemäße Durchbrandofen kann als Einzelofen oder Mehrraumofen verwendet werden, wobei der Mantel des Ofens erhitzt wird und durch Stuhlung oder Konvektion unmittelbar die umgebende Raumluft erwärmt. Der Durchbrandofen kann dabei als eiserner Ofen oder als Kachelofen ausgebildet sein. In diesem Fall werden ein oder mehrere Räume durch den Ofen unmittelbar beheizt, während durch das in dem Wärmetauscher erhitzte Heizwasser Heizkörper in entfernter liegenden Räumen betrieben werden können.The burn-through furnace according to the invention can be used as a single furnace or as a multi-room furnace can be used, with the jacket of the furnace being heated and by framing or Convection directly heats the surrounding room air. The burn-through furnace can do this be designed as an iron stove or as a tiled stove. In this case it will be a or several rooms directly heated by the furnace, while by the in the Heat exchanger heated heating water radiators operated in distant rooms can be.

Der erfindungsgemäße Durchbrandofen kann außerdem auch als Sparheizgerät zusätzlich zu einer herkömmlichen Etagen-oder Haussammelheizung verwendet werden. In diesem Fall wird der Durchbrandofen neben der Feuerung der herkömmlichen Sammelheizung angeordnet und z.B. in den Ubergangszeiten, in denen nur eine geringere Heizleistung erforderlich ist, an deren Stelle eingesetzt.The burn-through furnace according to the invention can also be used as an economy heater can be used in addition to conventional floor or house heating. In this case, the burn-through furnace is used in addition to the conventional central heating system arranged and e.g. in the transitional periods in which only a lower heating output is required, used in their place.

In diesem Fall kann mit Vorteil ein Anschlußkasten verwendet werden, der zwei Eintrittsöffnungen und eine Austrittsöffnung aufweist. An die Eintrittsöffnungen werden die Abgasrohre einerseits der herkömmlichen Heizung und andererseits des erfindungsgemäßen Durchbrandofens angeschlossen.In this case a junction box can be used with advantage, which has two inlet openings and one outlet opening. At the inlet openings the exhaust pipes are on the one hand the conventional heating and on the other hand of Connected burn-through furnace according to the invention.

Die eine Austrittsöffnung dient zum Anschluß an den Kamin.One outlet is used for connection to the chimney.

Die Eintrittsöffnungen sind bei diesem Anschlußkasten mit Regulierklappen versehen. Der Anschlußkasten bietet die Möglichkeit, den erfindungsgemäßen Ofen und die herkömmliche Heizung parallel zu installieren und wahlweise zu betreiben, ohne daß die vorhandene herkömmliche Heizungsfeuerung geändert werden muß.The inlet openings in this connection box are with regulating flaps Mistake. The connection box offers the possibility of the furnace according to the invention and to install the conventional heating in parallel and to operate it optionally, without having to change the existing conventional heating system.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 einen Durchbrandofen gemäß der Erfindung im Vertikalschnitt, Figur 2 diesen Durchbrandofen in der Draufsicht und Figur 3 diesen Durchbrandofen im Horizontalschnitt mit den daran angeschlossenen Wasserinstallationen.In the following an embodiment of the invention is based on the Drawing explained in more detail. FIG. 1 shows a burn-through furnace according to the invention in vertical section, FIG. 2 this burn-through furnace in plan view and FIG. 3 this burn-through furnace in horizontal section with the water installations connected to it.

Der Durchbrandofen weist einen Verbrennungsraum 10 auf, der nach unten durch einen Rost 12 abgeschlossen ist. Der Verbrennungsraum kann durch eine Tür 14 mit festem Brennstoff beliebiger Art, wie Holz, Anthrazit, Koks, Steinkohle, Briketts usw. beschickt werden. Unterhalb des Rostes 12 befindet sich ein Raum zur Aufnahme eines Aschekastens 16, der eine Tür 18 aufweist, die die Entnahme und Entleerung des Aschekastens 16 ermöglicht. In der Tür 18 ist eine nicht dargestellte verstellbare Verbrennungsluftöffnung vorgesehen. Der Offnungsgrad dieser Verbrennungsluftöffnung und damit die Menge der zugeführten Verbrennungsluft wird entsprechend der gewünschten Hitzeerzeugung eingestellt.The burn-through furnace has a combustion chamber 10, which is downward is completed by a grate 12. The combustion chamber can be accessed through a door 14 with solid fuel of any kind, such as wood, anthracite, coke, coal, Briquettes etc. are loaded. Below the grate 12 is a space for Including an ash box 16, which has a door 18, the removal and emptying of Ashtray 16 allows. In the door 18 is an adjustable one, not shown Combustion air opening provided. The degree of opening of this combustion air opening and thus the amount of combustion air supplied is according to the desired Heat generation stopped.

Der Verbrennungsraum 10 weist nur eine geringe Höhe auf, die im wesentlichen der erforderlichen Füllhöhe für den eingeschütteten Brennstoff entspricht.The combustion chamber 10 has only a small height, which is essentially corresponds to the required fill level for the poured fuel.

Oben an den Verbrennungsraum 10 schließt sich ein vertikaler Schacht 20 an, dessen Querschnitt im dargestellten Beispiel etwa zwei Drittel der Querschnittsfläche des Verbrennungsraumes 10 aufweist. Die Höhe des Schachtes 20 beträgt etwa das Doppelte der Höhe des Verbrennungsraumes 10.A vertical shaft closes at the top of the combustion chamber 10 20, whose cross-section in the example shown is about two-thirds of the cross-sectional area of the combustion chamber 10. The height of the shaft 20 is about twice that the height of the combustion chamber 10.

Der Mantel des Verbrennungsraumes 10 und des Schachtes 20 kann je nach den Umständen ein Eisenmantel oder eine Kachelummantelung sein.The jacket of the combustion chamber 10 and the shaft 20 can each be an iron coat or a tile coat depending on the circumstances.

In die obere Deckfläche des Schachtes 20 mündet ein Abgasrohr 22. Das Abgasrohr 22 ist an eine von zwei Eintrittsöffnungen 24 eines Anschlußkastens 26 angeschlossen. An die zweite in Figur 2 freie Eintrittsöffnung 24 kann das Abgasrohr einer vorhandenen herkömmlichen Heizungsfeuerung angeschlossen werden. Der Anschlußkasten 26 mündet mit einer Austrittsöffnung 28 in einen Kamin 30.An exhaust pipe 22 opens into the upper cover surface of the shaft 20. The exhaust pipe 22 is connected to one of two inlet openings 24 of a connection box 26 connected. The exhaust pipe can be connected to the second free inlet opening 24 in FIG can be connected to an existing conventional heating system. The junction box 26 opens into a chimney 30 with an outlet opening 28.

In den Eintrittsöffnungen 24 ist jeweils eine Regulierklappe 32 angeordnet, die einerseits dazu dient, die Eintrittsöffnung 24 der Feuerung abzuschließen, die jweils nicht in Betrieb ist, und die andererseits eine Zugregulierung, vorzugsweise mittels eines Bimetallzugreglers, der Feuerung zuläßt, die jeweils in Betrieb ist.A regulating flap 32 is arranged in each of the inlet openings 24, which serves on the one hand to close the inlet opening 24 of the furnace that in each case is not in operation, and on the other hand a tension control, preferably by means of a bimetallic draft regulator that allows firing that is in operation.

Der Anschlußkasten 26 stellt zusätzlich eine wärmeabgebende Oberfläche dar, die zu einer weiteren Ausnutzung der Abgaswärme beiträgt.The junction box 26 also provides a heat-emitting surface which contributes to a further utilization of the exhaust gas heat.

In dem vertikalen Schacht20 ist ein Wärmetauscher angeordnet, der aus drei vertikalen koaxialen Rohrwandungen 34, 36, 38 besteht, deren axiale Länge nahezu der Höhe des Schachtes 20 entspricht. Zwischen der inneren Rohrwandung 34 und der mittleren Rohrwandung 36 wird eine innere Rohrkammer 40 und zwischen der mittleren Rohrwandung 36 und der äußeren Rohrwandung 38 eine äußere Rohrkammer 42 gebildet. Die Rohrkammern 40 und 42 sind jeweils an ihren oberen und unteren Stirnflächen geschlossen. Die Flammen des Verbrennungsraumes 10 und die heißen Abgase strömen einerseits zentral durch die innere Rohrwandung 34 und andererseits außen um die äußere Rohrwandung 38 nach oben. Die innere Rohrwandung 34 dient somit als Wärmetauscherfläche zwischen den heißen Abgasen und der inneren Rohrkammer 40, die äußere Rohrwandung 38 dient als Wärmetauscherfläche zwischen den heißen Abgasen und der äußeren Rohrkammer 42 und die mittlere Rohrwandung 36 dient als Wärmetauscherfläche zwischen den zwei Rohrkammern 40 und 42.In the vertical shaft 20 a heat exchanger is arranged, the consists of three vertical coaxial tube walls 34, 36, 38, the axial length of which corresponds almost to the height of the shaft 20. Between the inner pipe wall 34 and the middle tube wall 36 is an inner tube chamber 40 and between the middle tube wall 36 and the outer tube wall 38 an outer tube chamber 42 educated. The tube chambers 40 and 42 are respectively at their upper and lower end faces closed. The flames of the combustion chamber 10 and the hot exhaust gases flow on the one hand centrally through the inner pipe wall 34 and on the other hand around the outside outer pipe wall 38 upwards. The inner tube wall 34 thus serves as a heat exchanger surface between the hot exhaust gases and the inner tube chamber 40, the outer tube wall 38 serves as a heat exchange surface between the hot exhaust gases and the outer tubular chamber 42 and the middle tube wall 36 serves as a heat exchange surface between the two Tube chambers 40 and 42.

Der inneren Rohrkammer 40 wird über eine Rohrleitung 44, deren Eintrittsöffnung im unteren Bereich der Rohrkammer 40 liegt, kaltes Brauchwasser zugeführt. Das Brauchwasser wird in der Rohrkammer 40 erhitzt und steigt nach oben, wo es über eine Rohrleitung 46 entnommen werden kann.The inner tubular chamber 40 is via a pipe 44, the inlet opening is in the lower region of the tube chamber 40, cold service water is supplied. The domestic water is heated in the tube chamber 40 and rises to the top, where it is via a pipeline 46 can be found.

Die äußere Rohrkammer 42 steht mit einem Warmwasserheizungssystem in Verbindung. Durch dieses Warmwasserheizungssystem werden zwei Radiatoren 48 betrieben. Das kalte Rücklaufwasser der Radiatoren 48 wird über ein mit einem Ausdehnungsgefäß 50 versehenes Rücklaufrohr 52 in die äußere Rohrkammer 42 geleitet. Das Rücklaufrohr 52 mündet im unteren Bereich der Rohrkammer 42. Das durch die Rücklaufleitung 52 zugeführte kalte Heizwasser wird in der äußeren Rohrkammer 42 erhitzt und steigt nach oben. Dort wird es durch ein Vorlaufrohr 54 entnommen und über eine Umwälzpumpe 56 wieder den Radiatoren 48 zugeführt.The outer tubular chamber 42 is connected to a hot water heating system in connection. Two radiators 48 are operated by this hot water heating system. The cold return water from the radiators 48 is supplied with an expansion tank 50 provided return pipe 52 passed into the outer pipe chamber 42. The return pipe 52 opens in the lower region of the tubular chamber 42 supplied cold heating water is heated in the outer tube chamber 42 and rises up. There it is removed through a flow pipe 54 and via a circulation pump 56 fed back to the radiators 48.

In die äußere Rohrkammer 42 ist ein Uberhitzungsthermostat 58 eingesetzt, durch den die Umwälzpumpe 56 gesteuert werden kann. Uberschreitet die Wasser-temperatur in der äußeren Rohrkammer 42 einen vorgegebenen Wert, so wird die Umwälzpumpe 56 durch den Überhitzungsthermostaten 58 in Betrieb gesetzt. Das sich in der äußeren Rohrkammer 42 befindende Heizwasser wird dadurch in dem Heizungssystem umgewälzt und auf einen für die Betriebssicherheit zulässigen Wert abgekühlt.An overheating thermostat 58 is inserted into the outer tubular chamber 42, by which the circulation pump 56 can be controlled. Exceeds the water temperature a predetermined value in the outer tubular chamber 42, the circulation pump 56 activated by the overheating thermostat 58. That is in the outer Heating water located in the pipe chamber 42 is thereby circulated in the heating system and cooled to a value that is permissible for operational safety.

Da das sich in der inneren Rohrkammer 40 befindende Brauchwasser über die mittlere Rohrwandung 36 mit dem Heizwasser in der äußeren Rohrkammer 42 in wärmeleitendem Kontakt steht, wird auf diese Weise auch eine Uberhitzung des Brauchwassers in der inneren Rohrkammer 40 zuverlässig verhindert.Since the domestic water located in the inner tube chamber 40 over the middle pipe wall 36 with the heating water in the outer pipe chamber 42 in heat-conductive If there is contact, this will also result in overheating of the domestic water in the inner tubular chamber 40 reliably prevented.

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Claims

PATENT CLAIMS Burnout furnace for solid fuels with an after Combustion chamber closed at the bottom by a grate, with an adjustable one Combustion air opening and with an exhaust pipe equipped with a regulating flap, characterized in - that the burn-through furnace for use as an economy heater a vertical shaft adjoining the combustion chamber (10) at the top (20), in the upper end of which the exhaust pipe (22) opens, - that in the Shaft (20) a heat exchanger is arranged, which consists of three coaxial vertical Pipe walls (34, 36, 38) consists of an inner (40) and a include outer (42) tube chamber, and - that the one tube chamber (42) in the pipeline system (52, 54) a hot water heater and the other tube chamber (40) in a service water line (44, 46) are switched on.

2. Burnout furnace according to claim 1, characterized in that the Combustion chamber (10) has a low height, which is about half the height of the shaft (20) or less.

3. Burnout furnace according to claim 1, characterized in that the Exhaust pipe (22) communicates with a connection box (26) which has two inlet openings (24) and an outlet opening (28), wherein the exhaust pipe (22) in one of the Inlet openings (24) opens.

4. Burnout furnace according to claim 3, characterized in that the Inlet openings (24) of the connection box (26) each with a regulating flap (32) are provided.

5. Burnout furnace according to claim 1, characterized in that in at least one of the tube chambers (40, 42) is provided with an overheating thermostat (58) which controls a circulation pump (56) of the hot water heater.

6. Burn-through furnace according to claim 1 or 4, characterized in that that the regulating flap (32) is adjustable by a bimetallic draft regulator.