Heizkessel

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen Heizkessel, insbesondere zur Verwendung mit einem mehrstufigen oder modulierenden Brenner, mit einem Wärmetauschraum, einem diesen umgebenden Wassermantel, der eine Aussenwandung an eine Innenwandung aufweist, und einem im Wärmetauschraum angeordneten weiteren Wassermantel der sich über einen Teil der Länge des Warmetauschraums erstreckt und so einen Zwischenraum bildet und einen Innenraum ummantelt.

[0002] Die französische Patentschrift 2,154,347 beschreibt einen Heizkessel, bei welchem zwei zylindrische Wassermäntel konzentrisch zueinander angeordnet sind. Dabei bildet der vom inneren Wassermantel ummantelte Innenraum den Brennerraum währenddem der Zwischenraum zwischen den Wassermänteln als Rauchgaskanal dient. In diesem Rauchgaskanal befindet sich ein schraubenförmiger Einsatz. Dieser Heizkessel ist relativ kompliziert im Aufbau. Die Fertigung ist daher relativ teuer, und die Servicearbeiten sind schwierig auszuführen und zeitaufwendig. Besonders nachteilig ist die Gefahr von Kaltstellen, beim denen bei reduzierter Brennerleistung eine Kondensation von Schadstoffen aus den Rauchgasen erfolgen kann, was dann zu Korrosionsproblemen führt. Dieser Heizkessel eignet sich daher schlecht zum Betrieb mit einem mehrstufigen Brenner. Auch sieht der vorbekannte Heizkessel keine Mittel zur Warmwasserbereitung, d.h. zur sogenannten Brauchwasserbereitung vor.

[0003] Es ist wichtig, dass die Leistung von Heizkessel und Brenner aufeinander abgestimmt sind. Es waren somit bisher im unteren Leistungsbereich in Abstufungen von etwa 5 KW verschiedene Kesselgrössen notwendig.

[0004] Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen konstruktiv einfachen und preiswerten Heizkessel mit hohem thermischen Wirkungsgrad zu schaffen. Der Heizkessel sollte sich auch zur Verwendung mit einem mehrstufigen oder modulierenden Brenner eignen, ohne dass die Gefahr von Korrosion besteht. Weiter sollte der Heizkessel geringe Stillstandsverluste aufweisen und sich möglichst auch zur Aufbereitung von Warmwasser eignen.

[0005] Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe bei einem Heizkessel der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, dass zusätzlich zu dem aus dem Zwischenraum führenden Auslass ein aus dem Innenraum führender Auslass für Rauchgase vorgesehen ist und dass Mittel zur Regelung eines Rauchgasstromes aus dem Auslass des Zwischenraums und/oder zur Regelung eines Rauchgasstromes aus dem Auslass des Innenraums vorgesehen sind. Wenn die Mittel zur Regelung der Rauchgasströme einen Rauchgasstrom sowohl aus dem Zwischenraum als auch aus dem Innenraum zulassen, kann der Heizkessel mit Vollast gefahren werden. Die Rauchgase können dann sowohl durch den Zwischenraum zwischen beiden Wassermänteln als auch durch den Innenraum des weiteren Wassermantels strömen und dabei soviel Wärme an diese Wassermäntel übertragen, dass sie den Heizkessel mit einer relativ niedrigen Abgastemperatur verlassen. Wird jedoch der Heizkessel nur mit Teillast gefahren, die beispielsweise dreissig Prozent der Vollast betragen kann, so wird der Auslass aus dem Zwischenraum verschlossen, so dass die Rauchgase nur noch durch den Innenraum strömen können. Es besteht dann keine Gefahr, dass sie sich zu stark abkühlen und im hinteren Teil des Kessels Kondensationsprobleme auftreten. Der Heizkessel eignet sich daher gut für die Verwendung mit einem zweistufigen Brenner. Es wäre aber auch möglich, einen modulierenden Brenner zu verwenden, der stufenlos von Minimallast zu Vollast geregelt werden kann. In diesem Falle ist es zweckmässig, einen Motorantrieb für die Rauchgasklappe zu wählen, damit auch diese stufenlos geregelt werden kann. Es ist also möglich, die Grösse des durch den Zwischenraum fliessenden Rauchgasstroms zu regeln. Die vorliegende Erfindung hat auch den Vorteil, dass die gleiche Kesselgrösse für einen relativ grossen Leistungsbereich anwendbar ist. Bei der Verwendung des Heizkessels mit einstufigem Brenner kann die gleiche Kesselgrösse für einen relativ grossen Leistungsbereich verwendet werden. Es müssen somit wesentlich weniger verschiedene Heizkesselgrössen gefertigt und an Lager gehalten werden als dies bisher notwendig war. Dies ermöglicht eine erhebliche Reduzierung der Produktions- und Lagerhaltungskosten. Bei der Installation eines Heizkessels mit einem einstufigen Brenner genügt es, die Mittel zur Regelung der Rauchgasströme entsprechend der Brennerleistung bzw. der optimalen Abgastemperatur von Hand einzustellen.

[0006] Zweckmässigerweise ist als Mittel zur Regelung des Rauchgasstroms eine Rauchgasklappe vorgesehen. Dabei kann vorgesehen werden, dass die Auslässe in ein gemeinsames Rauchrohr münden und dass die Rauchgasklappe so angeordnet ist, dass sie beim Schliessen des aus dem Zwischenraum führenden Auslasses den aus dem Innenraum führenden Auslass öffnet. Für maximale Brennerleistung kann die Rauchgasklappe somit in eine Mittelstellung gebracht werden und für minimale Brennerleistung wird der Auslass aus dem Zwischenraum verschlossen. In der Mittelstellung hat die Rauchgasklappe praktisch keine Drosselwirkung für die beiden Auslässe. Mit einem Motorantrieb ist es aber auch möglich, die Rauchgasklappe in eine Stellung zu bringen, in welcher sie auf einen der Auslässe eine Drosselwirkung ausübt.

[0007] Vorteilhaft ist der den Wärmetauschraum umgebende Wassermantel ein Doppelmantel mit einem inneren und einem äusseren Mantelraum, die durch eine Mittelwandung voneinander getrennt sind. Bei dieser Ausgestaltung wird bei der Inbetriebnahme des Heizkessels das Wasser im inneren Mantelraum rascher erwärmt als das Wasser im äusseren Mantelraum. Infolgedessen besteht bei Kaltstart lediglich für eine sehr geringe Zeit eine Gefahr von Kondensatbildung. Ferner kann das im Betrieb des Heizkessels zurückströmende relativ kühle Rücklaufwasser die innere Wandung nicht beaufschlagen. Vielmehr wirkt das im inneren Mantelraum enthaltene Wasser als Puffer gegen eine übermässige Auskühlung der Innenwandung. Dies ist von besonderem Vorteil bei Niedertemperaturheizungen, wo die Rücklauftemperatur relativ tief ist. Infolgedessen besteht keine Gefahr der Bildung von unerwünschten Kondensaten, welche Korrosion zur Folge haben können. Ein weiterer gewichtiger Vorteil der beschriebenen Ausführung besteht darin, dass Stillstandverluste stark reduziert werden. Das Wasser im inneren Mantelraum wirkt bei Stillstand des Brenners als Isolation für den äusseren Mantelraum.

[0008] Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, den Abstand zwischen der Innenwandung und der Mittelwandung des Doppelmantels relativ gering zu halten, vorzugsweise 5 bis 15 mm. Dadurch wird einmal Temperaturschichtung des Wasser im inneren Mantelraum vermieden. Es erfolgt also eine gute Temperaturverteilung. Ferner werden Siedegeräusche vermieden. Der Wasserinhalt des inneren Mantelraums ist relativ klein. Dies hat den Vorteil, dass im Betrieb eine rasche Aufheizung des Wassers im inneren Mantelraum erfolgt, wodurch einerseits Korrosionsprobleme vermieden werden und andererseits bei Bedarf dieses Wasser zur raschen Aufladung eines Boilers benutzt werden kann. Dieser Boiler kann daher relativ klein dimensioniert werden, weil er bei grossem Warmwasserbedarf praktisch wie ein Durchlauferhitzer Warmwasser abgeben kann.

[0009] Da der Wasserinhalt des inneren Mantelraums klein ist, geht durch die Abkühlung dieses Wassers nach der Aufladung des Boilers relativ wenig Wärme durch Stillstandverlust verloren. Die Warmwasseraufbereitung erfolgt daher auch im Sommer mit einem sehr hohen Gesamtwirkungsgrad. Dies ist in markantem Gegensatz zu bekannten Heizkesseln, deren Gesamtwirkungsgrad im Sommer notorisch tief ist, so dass allgemein Elektroaufheizung für den Sommer vorgeschlagen wird.

[0010] Zweckmässigerweise ist der Abstand zwischen der Mittelwandung und der Aussenwandung des Doppelmantels wesentlich grösser als der Abstand zwischen der Innenwandung und der Mittelwandung. Dadurch ergibt sich ein ausreichendes Volumen für das beispielsweise für eine Raumheizung benötigte Kesselwasser.

[0011] Die Ausführung des Heizkessels erfolgt vorteilhaft so, dass der weitere Wassermantel etwa halb so lang ist wie der erstgenannte Wassermantel. So entsteht brennerseitig ein Brennraum mit grossem Durchmesser, der sich speziell für moderne Vergasungsbrenner mit stark expandierender Flamme eignet. Stark expandierende Flammen haben eine günstige Flammentemperatur, bei welcher die Bildung von Stickoxiden sehr gering ist.

[0012] Der weitere Wassermantel ist vorteilhaft an der Rückwand des Wärmetauschraums befestigt. Dies ergibt eine einfache Konstruktion des Heizkessels, bei dem das Innere gut zugänglich ist, um Reinigungsarbeiten durchzuführen.

[0013] Vorteilhaft wird in dem vom weiteren Wassermantel umschlossenen Innenraum ein Kernkörper unter Bildung eines Zwischenraums angeordnet. Dieser Zwischenraum erlaubt eine die Wärmeübertragung fördernde Führung der Rauchgase. Vorteilhaft werden die verschiedenen Komponenten des Heizkessels zylindrisch ausgeführt. Dies ermöglicht eine rationelle und preisgünstige Fertigung des Heizkessels, insbesondere wenn die verschiedenen Elemente koaxial zueinander angeordnet werden. Der Heizkessel kann beispielsweise als geschweisste Stahlkonstruktion realisiert werden. Auch kann der weitere Wassermantel und der Kernkörper von einem etwa schraubenförmigen Rauchgaskanal umgeben sein. Solche Rauchgaskanäle stellen einen relativ langen Weg für die Rauchgase dar, so dass ein optimaler Wärmeaustausch erfolgt. Alle Wärmtaustauschflächen werden gleichmässig von den Rauchgasen bestrichen. Dies hat auch den Vorteil, dass die Gefahr einer Kondenswasserbildung aus den Rauchgasen noch weiter reduziert wird. Die Dimensionierung der Rauchgaskanäle erfolgt zweckmässigerweise so, dass der Heizkessel mit einem Ueberdruck im Brennraum von etwa 0,5 bis 6 mm Quecksilbersäule arbeitet, vorzugsweise 2 mm. Dies setzt die Verwendung von Mitteln zur Erzeugung des Ueberdrucks voraus, z.B. eines Gebläsebrenners. Eine solche Kombination arbeitet sehr geräuscharm. Die Rauchgaskanäle können durch einen Einsatz aus einem schraubenförmig gewundenen Blechstreifen gebildet werden. Dies ermöglicht eine äusserst billige Ausführung der Rauchgaskanäle. Weiter hat diese Ausführung den Vorteil, dass zur Reinigung des Heizkessels der aus einem schraubenförmig gewundenen Blechstreifen gebildeter Einsatz einfach herausgezogen werden kann.

[0014] Vorteilhaft nimmt der Querschnitt der Rauchgaskanäle von vorn nach hinten ab. Weil die Rauchgase sich auf dem Weg nach hinten abkühlen, nimmt ihr Volumen ab, so dass hinten der Querschnitt kleiner als vorn dimensioniert werden kann. Diese Verminderung des Querschnitts hat den Vorteil, dass die Länge des Rauchgaskanals grösser gemacht werden kann. Von besonderem Vorteil ist, dass durch den Rauchgaskanal eine starke Geräuschdämpfung erfolgt. Der sich ändernde Querschnitt verhindert nämlich die Bildung von resonanten Schwingungen. Die progressive Verminderung des Querschnitts kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Steigung des schraubenförmig gewundenen Blechstreifens von vorn nach hinten abnimmt. Da ein schraubenförmig gewundener Blechstreifen relativ wenig stabil ist, sind zweckmässigerweise die Windungen des Blechstreifens mit Distanzhaltern miteinander verbunden. Dadurch kann der gewünschte Abstand zwischen je zwei Windungen festgelegt werden.

[0015] Vorteilhaft ist der Kernkörper hohl. Dabei können beispielsweise im Mantel Oeffnungen vorgesehen werden. Der Hohlraum im Kernkörper wirkt vibrationsdämpfend. Insbesondere kann das Gasvolumen im Kernkörper Druckunterschiede aufnehmen, welche durch den sogenannten Anfahrtsschock beim Zünden der Flamme entstehen. Der Kernkörper wirkt somit als Schalldämpfer. Besonders gute Schalldämpfeigenschaften werden erzielt, wenn der Hohlraum locker mit Mineralfasern, z.B. Steinwolle, gefüllt ist. Durch diese Füllung wird auch ein unerwünschter Wärmetransfer weitgehend verhindert.

[0016] Vorteilhaft ist der weitere Wassermantel mit dem inneren Mantelraum des Doppelmantels in Serie geschaltet. Dadurch wird bewirkt, dass heisses Wasser aus dem inneren Mantelraum in den weiteren Wassermantel strömt, so dass dieser rasch über den Taupunktbereich gebracht wird, wo keine Kondensation mehr erfolgen kann. Zweckmässigerweise ist zwischen dem weiteren Wassermantel und dem inneren Mantelraum eine Pumpe angeordnet. Dadurch wird eine gute Zirkulation erreicht, welche ihrerseits eine gute Temperaturverteilung bewirkt. Da das Wasservolumen relativ klein ist und daher rasch umgewälzt werden kann, wird die Wärme rasch abgeführt und Siedegeräusche werden vermieden. Es kann noch ein Ventil vorgesehen werden, um die Ladung eines Boilers zu bewirken.

[0017] Zweckmässigerweise sind der Vorlauf und der Rücklauf des Heizkreises an den äusseren Mantelraum des Doppelmantels angeschlossen. Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Vorlauf an einem Ende des Doppelmantels und der Rücklauf am anderen Ende des Doppelmantel angeschlossen sind.

[0018] Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Sie zeigt
schematisch einen Heizkessel und seine Verwendung in einer Heizanlage mit einem zweistufigen oder einem modulierendem Brenner und

[0019] Die Heizanlage zeigt einen Heizkessel 10, der von einem mehrstufigen, z.B. zweistufigen, oder einem modulierenden Brenner 11 befeuert wird. Der Wärmetauschraum 13 ist von einem Wassermantel 15 umgeben. Der Wassermantel 15 ist als Doppelmantel mit einem inneren Mantelraum 17 und einem äusseren Mantelraum 19 ausgebildet. Der innere Mantelraum 17 ist vom äusseren Mantelraum 19 durch eine Mittelwandung 21 getrennt. Der Abstand zwischen der Innenwandung 23 und der Mittelwandung 21 ist relativ gering, z.B. 10 bis 15 mm. Bei einem Heizkessel mit 25 KW Leistung wird das Wasservolumen im inneren Mantelraum auf etwa fünf Liter gehalten. Der Abstand zwischen der Mittelwandung 21 und der Aussenwandung 25 ist je nach Bedarf wesentlich grösser als der Abstand zwischen der Innenwandung 23 und der Mittelwandung 21. Da die Schadstoffemissionen beim Start und beim Abstellen am grössten sind, müssen kurze Brennerlaufzeiten vermieden werden. Dementsprechend ist das Wasservolumen des äusseren Mantelraums zu bemessen. Das relativ kleine Wasservolumen des inneren Mantelraums 17 kann rasch auf Betriebstemperatur gebracht werden. Konzentrisch zum vorzugsweise zylindrischen Doppelmantel 15 ist ein weiterer zylindrischer Wassermantel 27 angeordnet. Der innere Mantelraum 17 ist mit dem Wassermantel 27 über eine Leitung 28 in Serie geschaltet, um Kondenswasserbildung und Korrosionsprobleme zu vermeiden. Der Wassermantel 27 ist an der Rückwand 29 des Wärmeaustauschraums 13 befestigt und erstreckt sich nur über einen Teil der Länge, z.B. der Hälfte, des Wärmeaustauschraums 13. Der vordere Teil 31 des Wärmeaustauschraums 13 stellt daher einen Brennraum mit relativ grossem Durchmesser dar, der sich speziell für moderne Vergasungsbrenner mit stark expandierender Flamme eignet. Der Zwischenraum zwischen dem Doppelmantel 15 und dem weiteren Wassermantel 27 besitzt hinten einen Rauchgasauslass 33, der durch eine Rauchgasklappe 39 verschliessbar ist. Der vom weiteren Wassermantel 27 umgebene Innenraum 35 besitzt einen Rauchgasauslass 37. Dem Antrieb der Rauchgasklappe 39 dient ein Solenoid oder ein Motor 41. Bei der Verwendung des Heizkessels mit einem einstufigen Brenner ist ein Antrieb überflüssig. Die Rauchgasklappe wird dann manuell in die Lage gebracht, in welcher die Abgastemperatur den optimalen Wert aufweist. Konzentrisch zum weiteren Wassermantel 27 ist ein hohlzylinderförmiger Kernkörper 43 angeordnet. Dieser ist vorn durch eine Platte 45 aus feuerfestem Material verschlossen. Bei einem Zerstäuberbrenner dient die Platte 45 als Verbrennungshilfe. An der heissen Oberfläche können etwaige auftreffende Oeltröpfchen verdampfen, worauf das entstehende Gas praktisch ohne Bildung von Schadstoffen verbrennt. Auch der hintere Teil ist vorteilhaft durch eine Scheibe 47 abgeschlossen. Im Mantel 49 befindet sich eine Vielzahl von Oeffnungen 51. Im Hohlraum 50 befindet sich eine Füllung 52 aus Steinwolle oder dergleichen. Dadurch wird eine Schalldämpfung erreicht und ein unerwünschter Wärmetransfer zum Auslass 33 weitgehend verhindert. Sowohl im Zwischenraum 53 als auch im Zwischenraum 55 ist ein schraubenförmiger Rauchgaskanal 54 bzw. 56 ausgebildet. Diese Rauchgaskanäle 54, 56 bestehen aus einem schraubenförmig gewundenen Blechstreifen, welcher die Form eines Einsatzes hat. Die Steigung des schraubenförmig gewundenen Blechstreifens nimmt von vorn nach hinten ab, so dass auch der Querschnitt des Rauchgaskanals von vorn nach hinten abnimmt. Die Windungen des Blechstreifens sind mit Distanzhaltern, z.B. Stäbe (nicht ein-gezeichnet), miteinander verbunden.

[0020] Aus der Figur ist auch die Verwendung des Heizkessels 10 in einer Heizanlage ersichtlich. Vom vorderen Ende des äusseren Mantelraums 19 führt der Vorlauf 59 zu einem Mischventil 61 und von dort über die Umwälzpumpe 63 zu den Verbrauchern 65. Der Rucklauf 67 wird am hinteren Ende des Heizkessels des äusseren Mantelraums 19 zugeführt. Ein Bypass 70 führt vom Rücklauf 67 zum Mischventil 61.

[0021] Vom weiteren Wassermantel 27 führt eine Vorlaufleitung 71 zur Wärmetauscherschlange 73 des Boilers 75. Die Rücklaufleitung 77 von der Wärmetauscherschlange 73 führt über das Ventil 79 und die Pumpe 81 zum inneren Mantelraum 17. Von der Vorlaufleitung 71 ist ein Bypass 83 zum Ventil 79 vorgesehen.

[0022] Mit der Bezugsziffer 85 ist schematisch eine Steuereinrichtung dargestellt, welche die Heizungsanlage steuert.

[0023] Es sind verschiedene Aenderungen möglich, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. So ist beispielsweise auch eine Kesselkonstruktion mit vertikaler Bauweise möglich.

[0024] Zur Wirkungsweise der Heizanlage wird noch folgendes bemerkt:

[0025] Bei der Kesselaufladung läuft der Brenner mit Vollast. Relativ kühles Wasser wird von der Pumpe 81 in den inneren Mantelraum 17 gepumpt und über den ganzen Mantelraum ziemlich rasch und gleichmässig verteilt. Es findet eine rasche Vorerhitzung statt, worauf das Wasser in den inneren Wassermantel 27 strömt, dort weiter erhitzt wird und zurück zur Wärmetauschschlange 73 des Boilers 75 fliesst. Im Boiler 75 wird Wärmetausch das Brauchwasser erhitzt. Wenn die Steuerung 85 Wärmeerzeugung für die Raumheizung verlangt, läuft die Pumpe 81 auch, wenn der Boiler 75 nicht aufgeladen werden muss. Da aber das im inneren Wassermantel erhitzte Wasser über den Bypass 83 strömt, gelangt es ohne merklichen Wärmeverlust in den inneren Mantelraum 17. Von dort wird die Wärme, welche aus dem inneren Mantelraum 17 stammt oder aus dem Wärmetauschraum 13 direkt auf die Innenwandung 23 übertragen wird, über die Mittelwandung 21 auf den äusseren Mantelraum 19 übertragen, in welchem wegen des Betriebs der Umwälzpumpe 63 Zirkulation herrscht, welche den Wärmeaustausch begünstigt.

Ansprüche

1. Heizkessel, insbesondere zur Verwendung mit einem mehrstufigen oder modulierenden Brenner, mit einem Wärmetauschraum (13), einem diesen umgebenden Wassermantel (15), der eine Aussenwandung (25) und eine Innenwandung (23) aufweist, und einem im Wärmetauschraum (13) angeordneten weiteren Wassermantel (27), der sich über einen Teil der Länge des Wärmetauschraums (13) erstreckt und so einen Zwischenraum (53) bildet und einen Innenraum ummantelt, und einem aus dem Zwischenraum (53) führenden Auslass (33) für Rauchgase, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu dem aus dem Zwischenraum führenden Auslass ein aus dem Innenraum führender Auslass (37) für Rauchgase vorgesehen ist und dass Mittel zur Regelung eines Rauchgasstroms aus dem Auslass des Zwischenraums und/oder zur Regelung eines Rauchgasstromes aus dem Auslass des Innenraums vorgesehen sind.

2. Heizkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Mittel zur Regelung des Rauchgasstroms eine Rauchgasklappe vorgesehen ist.

3. Heizkessel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslässe in ein gemeinsames Rauchrohr münden und dass die Rauchgasklappe so angeordnet ist, dass sie beim Schliessen des aus dem Zwischenraum führenden Auslasses den aus dem Innenraum führenden Auslass öffnet.

4. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Motorantrieb für die Rauchgasklappe vorgesehen ist.

5. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der den Wärmetauschraum (13) umgebende Wassermantel (15) ein Doppelmantel mit einem inneren und einem äusseren Mantelraum (17, 19) ist, die durch eine Mittelwandung (21) voneinander getrennt sind.

6. Heizkessel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen der Innenwandung (23) und der Mittelwandung (21) des Doppelmantels (15) relativ gering, vorzugsweise 5 bis 15 mm, ist.

7. Heizkessel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen der Mittelwandung (21) und der Aussenwandung (25) des Doppelmantels (15) wesentlich grösser ist als der Abstand zwischen der Innenwandung (23) und der Mittelwandung (21).

8. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Wassermantel (27) etwa halb so lang ist wie der erstgenannte Wassermantel (15).

9. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Wassermantel (27) an der Rückwand des Wärmetauschraums (13) befestigt ist.

10. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in dem vom weiteren Wassermantel (27) umschlossenen Innenraum (50) ein Kernkörper (43) unter Bildung eines Zwischenraumes (53) angeordnet ist.

11. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauschraum (13) zylindrisch ist.

12. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Wassermantel (27) zylindrisch ist.

13. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Kernkörper (43) zylindrisch ist.

14. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Wassermantel (27) koaxial im Wärmetauschraum (13) angeordnet ist.

15. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Kernkörper (43) koaxial im weiteren Wassermantel (27) angeordnet ist.

16. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Wassermantel (27) von einem etwa schraubenförmigen Rauchgaskanal (54) umgeben ist.

17. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Kernkörper (43) von einem etwa schraubenförmigen Rauchgaskanal (56) umgeben ist.

18. Heizkessel nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige schraubenförmige Rauchgaskanal (54, 56) durch einen Einsatz aus einem schraubenförmig gewundenen Blechstreifen gebildet ist.

19. Heizkessel nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch kennzeichnet,dass der Querschnitt des jeweiligen Rauchgaskanals (54, 56) von vorn nach hinten abnimmt.

20. Heizkessel nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet,dass die Steigung des schraubenförmig gewundenen Blechstreifens von vorn nach hinten abnimmt.

21. Heizkessel nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Windungen des Blechstreifens mit Distanzhaltern miteinander verbunden sind.

22. Heizkessel nach einem der Ansprüche 10 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Kernkörper (43) einen Hohlraum (50) aufweist.

23. Heizkessel nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Kernkörper (43) Oeffnungen (51) aufweist.

24. Heizkessel nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (50) mit Mineralfasern, z.B. Steinwolle (52), gefüllt ist.

25. Heizkessel nach einem der Ansprüche 5 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Wassermantel (27) mit dem inneren Mantelraum (17) des Doppelmantels (15) in Serie geschaltet ist.

26. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem weiteren Wassermantel (27) und dem inneren Mantelraum (17) eine Pumpe (81) angeordnet ist.

27. Heizkessel nach Anspruch 26 mit einem Boiler, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ventil (79) zur Ladung des Boilers (75) mit einer Pumpe (81) vorgesehen ist.

28. Heizkessel nach einem der Ansprüche 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorlauf (59) und der Rücklauf (67) eines Heizkreises (65) an den äusseren Mantelraum (19) des Doppelmantels (15) angeschlossen sind.

29. Heizkessel nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorlauf (59) an einem Ende des Doppelmantels (15) unten und der Rücklauf (67) am anderen Ende des Doppelmantels (15) oben angeschlossen ist.

30. Heizkessel nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abschnitt des inneren Mantelraums (17) mit einem anderen Abschnitt des inneren Mantelraums (17) über die Pumpe (81) verbunden ist.

31. Heizkessel nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Abschnitt des inneren Mantelraums (17) über die Pumpe (81) mit dem oberen Abschnitt des inneren Mantelraums (17) verbunden ist.

Claims

1. A heating boiler, more particularly for use with a multi-stage or modulating burner, with a heat-exchange chamber (13), a water jacket (15) surrounding the same and comprising an outer wall (25) and an inner wall (23), and having another water jacket (27) disposed in the heat-exchange chamber (13) and extending over part of the length thereof so as to form an intermediate chamber (53) and enclose an inner chamber, and having an outlet (33) for flue gases, such outlet leading out of the intermediate chamber (53), characterised in that in addition to the outlet leading out of the intermediate chamber an outlet (37) for flue gases is provided which leads out of the inner chamber and in that means are provided to control a flow of flue gas from the intermediate chamber outlet and/or to control a flow of flue gas from the inner chamber outlet.

2. A heating boiler according to claim 1, characterised in that a flue gas valve is provided as means for controlling the flue gas flow.

3. A heating boiler according to claim 2, characterised in that the outlets lead into a common smoke tube and in that the flue gas valve is so disposed that it opens the outlet leading out of the inner chamber on closure of the outlet leading out of the intermediate chamber.

4. A heating boiler according to any one of claims 1 to 4, characterised in that a motor drive is provided for the flue gas valve.

5. A heating boiler according to any one of claims 1 to 4, characterised in that the water jacket (15) surrounding the heat-exchange chamber (13) is a double jacket having an inner and outer jacket space (17, 19) separated from one another by a middle wall (21).

6. A heating boiler according to claim 5, characterised in that the distance between the inner wall (23) and the middle wall (21) of the double jacket (15) is relatively small, preferably 5 to 15 mm.

7. A heating boiler according to claim 6, characterised in that the distance between the middle wall (21) and the outer wall (25) of the double jacket (15) is much larger than the distance between the inner wall (23) and the middle wall (21).

8. A heating boiler according to any one of claims 1 to 7, characterised in that the additional water jacket (27) is about half as long as the first water jacket (15).

9. A heating boiler according to any one of claims 1 to 8, characterised in that the additional water jacket (27) is fixed to the back wall of the heat-exchange chamber (13).

10. A heating boiler according to any one of claims 1 to 9, characterised in that a core member (43) is disposed in the inner chamber (50̸) enclosed by the additional water jacket (27) so as to form an intermediate chamber (53).

11. A heating boiler according to any one of claims 1 to 10̸, characterised in that the heat-exchange chamber (13) is cylindrical.

12. A heating boiler according to any one of claims 1 to 11, characterised in that the additional water jacket (27) is cylindrical.

13. A heating boiler according to any one of claims 1 to 12, characterised in that the core member (43) is cylindrical.

14. A heating bolier according to any one of claims 1 to 13, characterised in that the additional water jacket (27) is disposed coaxially in the heat-exchange chamber (13).

15. A heating boiler according to any one of claim 1 to 14, characterised in that the core member (43) is disposed coaxially in the additional water jacket (27).

16. A heating boiler according to any one of claims 1 to 15, characterised in that the additional water jacket (27) is surrounded by a substantially helical flue gas duct (54).

17. A heating boiler according to any one of claims 1 to 16, characterised in that the core member (43) is surrounded by a substantially helical flue gas duct (56).

18. A heating boiler according to claim 16 or 17, characterised in that the respective helical flue gas ducts (54, 56) are formed by an insert consisting of a helically wound sheet-metal strip.

19. A heating boiler according to any one of claims 16 to 18, characterised in that the cross-section of the respective flue gas ducts (54, 56) decreases from front to rear.

20̸. A heating boiler according to any one of claims 16 to 19, characterised in that the pitch of the helically wound sheet-metal strip decreases from front to rear.

21. A heating boiler according to any one of claims 18 to 20̸, characterised in that the turns of the sheet-metal strip are interconnected by spacers.

22. A heating boiler according to any one of claims 10̸ to 21, charactarised in that the core member (43) has a cavity (50̸).

23. A heating boiler according to claim 22, characterised in that the core member (43) has apertures (51).

24. A heating boiler according to claim 22 or 23, characterised in that the cavity (50̸) is filled with mineral fibres, e.g. rock wool (52).

25. A heating boiler according to any one of claims 5 to 24, characterised in that the additional water jacket (27) is connected in series to the inner jacket chamber (17) of the double jacket (15).

26. A heating boiler according to any one of claims 1 to 25, characterised in that a pump (81) is disposed between the additional water jacket (27) and the inner jacket chamber (17).

27. A heating boiler according to claim 26, with a water heater, characterised in that a valve (79) is provided to charge the water heater (75) by means of a pump (81).

28. A heating boiler according to any one of claim 25 to 27, characterised in that the flow (59) and the return (67) of a heating circuit (65) are connected to the outer chamber (19) of the double jacket (15).

29. A heating boiler according to claim 28, characterised in that the flow (59) is connected to one end of the double jacket (15) at the bottom and the return (67) is connected to the other end of the double jacket (15) at the top.

30̸. A heating boiler according to claim 27, characterised in that a portion of the inner jacket chamber (17) is connected to another portion of the inner jacket chamber (17) via the pump (81).

31. A heating boiler according to claim 30̸, characterised in that the bottom portion of the inner jacket chamber (17) is connected via the pump (81) to the top portion of the inner jacket chamber (17).

Revendications

1. Chaudière de chauffage, destinée en particulier à être utilisée avec un brûleur à modulation ou à plusieurs étages, comprenant une chambre d'échange de chaleur (13), une chemise d'eau (15) qui entoure celle-ci et qui présente une paroi extérieure (25) et une paroi intérieure (23), et une autre chemise d'eau (27) qui est disposée dans la chambre d'échange de chaleur (13), s'étend sur une partie de la longueur de la chambre d'échange de chaleur (13) et, de la sorte, forme une chambre intermédiaire (53) et entoure une chambre interne, ainsi qu'une sortie (33) pour les gaz de fumée, partant de la chambre intermédiaire (53), caractérisée en ce qu'en plus de la sortie partant de la chambre intermédiaire, il est prévu une sortie (37) pour les gaz de fumée, partant de la chambre interne, et en ce que des moyens sont prévus pour le réglage d'un courant de gaz de fumée à partir de la sortie de la chambre intermédiaire et/ou pour le réglage d'un courant de gaz de fumée à partir de la sortie de la chambre interne.

2. Chaudière de chauffage selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'il est prévu un registre à gaz de fumée en tant que moyens pour le réglage du courant de gaz de fumée.

3. Chaudière de chauffage selon la revendication 2, caractérisée en ce que les sorties débouchent dans un tube de fumée commun, et en ce que le registre à gaz de fumée est agencé de telle manière que lorsqu'il ferme la sortie partant de la chambre intermédiaire, il ouvre la sortie partant de la chambre interne.

4. Chaudière de chauffage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'il est prévu une commande à moteur pour le registre à gaz de fumée.

5. Chaudière de chauffage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la chemise d'eau (15) qui entoure la chambre d'échange de chaleur (13) est une chemise double ayant une chambre interne (17) et une chambre externe (19) qui sont séparées l'une de l'autre par une cloison (21).

6. Chaudière de chauffage selon la revendication 5, caractérisée en ce que la distance entre la paroi interne (23) et la cloison (21) de la chemise double (15) est relativement petite, de préférence de 5 à 15 mm.

7. Chaudière de chauffage selon la revendication 6, caractérisée en ce que la distance entre la cloison (21) et la paroi externe (25) de la chemise double (15) est nettement plus grande que la distance entre la paroi interne (23) et la cloison (21).

8. Chaudière de chauffage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que l'autre chemise d'eau (27) a une longueur à peu près égale à la moitié de celle de la première chemise d'eau (15).

9. Chaudière de chauffage selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que l'autre chemise d'eau (27) est fixée à la paroi arrière de la chambre d'échange de chaleur (13).

10. Chaudière de chauffage selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce qu'un corps central (43) est disposé dans la chambre interne (50) entourée par l'autre chemise d'eau (27), formant ainsi un espace intermédiaire (55).

11. Chaudière de chauffage selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que la chambre d'échange de chaleur (13) est cylindrique.

12. Chaudière de chauffage selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisée en ce que l'autre chemise d'eau (27) est cylindrique.

13. Chaudière de chauffage selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisée en ce que le corps central (43) est cylindrique.

14. Chaudière de chauffage selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisée en ce que l'autre chemise d'eau (27) est disposée coaxialement dans la chambre d'échange de chaleur (13).

15. Chaudière de chauffage selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisée en ce que le corps central (43) est disposé coaxialement dans l'autre chemise d'eau (27).

16. Chaudière de chauffage selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisée en ce que l'autre chemise d'eau (27) est entourée par un conduit de gaz de fumée en forme d'hélice (54).

17. Chaudière de chauffage selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisée en ce que le corps central (43) est entouré par un conduit de gaz de fumée en forme d'hélice (56).

18. Chaudière de chauffage selon la revendication 16 ou 17, caractérisée en ce que chaque conduit de gaz de fumée en forme d'hélice (54, 56) est formé par un insert constitué par une bande de tôle enroulée en hélice.

19. Chaudière de chauffage selon l'une quelconque des revendications 16 à 18, caractérisée en ce que la section transversale de chaque conduit de gaz de fumée (54, 56) diminue d'avant en arrière.

20. Chaudière de chauffage selon l'une quelconque des revendications 16 à 19, caractérisée en ce que le pas de la bande de tôle enroulée en hélice diminue d'avant en arrière.

21. Chaudière de chauffage selon l'une quelconque des revendications 18 à 20, caractérisée en ce que les spires de la bande de tôle sont reliées entre elles par des pièces d'écartement.

22. Chaudière de chauffage selon l'une quelconque des revendications 10 à 21, caractérisée en ce que le corps central (43) présente une cavité (50).

23. Chaudière de chauffage selon la revendication 22, caractérisée en ce que le corps central (43) présente des ouvertures (51).

24. Chaudière de chauffage selon la revendication 22 ou 23, caractérisée en ce que la cavité (50) est remplie de fibres minérales, par exemple de laine minérale (52).

25. Chaudière de chauffage selon l'une quelconque des revendications 5 à 24, caractérisée en ce que l'autre chemise d'eau (27) est en série avec la chambre interne (17) de la chemise double (15).

26. Chaudière de chauffage selon l'une quelconque des revendications 1 à 25, caractérisée en ce qu'une pompe (81) est disposée entre l'autre chemise d'eau (27) et la chambre interne (17) de la chemise double.

27. Chaudière de chauffage selon la revendication 26 comportant un ballon d'eau chaude, caractérisée en ce qu'il est prévu une valve (79) pour le chargement du ballon d'eau chaude (75) avec une pompe (81).

28. Chaudière de chauffage selon l'une quelconque des revendications 25 à 27, caractérisée en ce que l'aller (59) et le retour (67) d'un circuit de chauffage (65) sont raccordés à la chambre externe (19) de la chemise double (15).

29. Chaudière de chauffage selon la revendication 28, caractérisée en ce que l'aller (59) est raccordé en bas à une extrémité de la chemise double (15) et le retour (67) est raccordé en haut à l'autre extrémité de la chemise double (15).

30. Chaudière de chauffage selon la revendication 27, caractérisée en ce qu'un segment de la chambre interne (17) de la chemise double est relié à un autre segment de ladite chambre interne (17) par l'intermédiaire de la pompe (81).

31. Chaudière de chauffage selon la revendication 30, caractérisée en ce que le segment inférieur de ladite chambre interne (17) est relié au segment supérieur de la chambre interne (17) par l'intermédiaire de la pompe (81).

Zeichnung