Titel: | Verbesserte Kaminheizung und Heißwasserheizung, welche sich W. E. Newton, Civilingenieur am Patent-Office in London, einer Mittheilung zufolge, am 5. Junius 1849 patentiren ließ. |
Fundstelle: | Band 116, Jahrgang 1850, Nr. LI., S. 257 |
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LI.
Verbesserte Kaminheizung und Heißwasserheizung,
welche sich W. E.
Newton, Civilingenieur am Patent-Office in London, einer
Mittheilung zufolge, am 5. Junius 1849
patentiren ließ.
Aus dem London Journal of arts, März 1850, S.
76.
Mit Abbildungen auf Tab.
IV.
Newton's Kaminheizung und Heißwasserheizung.
Die Erfindung bezieht sich:
1) auf eine verbesserte Construction der Oefen und offenen Feuerstellen;
2) auf einen verbesserten Apparat zum Heizen von Zimmern oder ganzen Gebäuden
mittelst warmen Wassers.
Dieser Apparat gewährt den Vortheil einer gleichmäßigeren Temperatur und einer
größern Brennmaterial-Ersparniß als die bisherige Warmwasserheizung; er
gestattet außerdem eine Construction, welche die Zimmer nicht entstellt, und kann
ohne große Veränderungen in jedem Gebäude angebracht werden. Der Apparat eignet sich
insbesondere zum Heizen von Treibhäusern und großen Hallen, welche durch eine offene
Feuerstelle nicht wohl geheizt werden können. Wegen der beständigen Circulation der
Luft durch den Apparat, geht die Zimmerheizung vor sich, ohne daß die Hitze des
Apparates lästig fällt, wie dieses bei den bestehenden Heißwasserapparaten der Fall
ist.
Fig. 1 stellt
eine der verbesserten offenen Feuerstellen im Frontaufriß, Fig. 2 im senkrechten
Querdurchschnitt nach der Linie 1, 2 (Fig. 1) dar; Fig. 3 ist eine
Frontansicht mit Hinweglassung der Vorderplatte, um die innere Einrichtung der
Theile zu zeigen.
Fig. 4 ist ein
Horizontaldurchschnitt, nach der Linie 3,4 in Fig. 2, und Fig. 5 ein
anderer Horizontaldurchschnitt nach der Linie 5, 6 in Fig. 2 Die Roststäbe a, a sind nicht an die Seiten der Feuerstelle befestigt,
sondern ruhen auf Füßen, welche in dem beweglichen Aschenbehälter b, b stehen; auch die vorderen Stangen c, c sind nicht fest, sondern in Haken eingehängt,
welche an die Seiten der Feuerstelle befestigt sind, so daß, nachdem man bloß die
Stangen c, c abgehoben hat, der Aschenbehälter b, b mit dem Roste a, a auf
die Seite geschafft werden kann. Die Seitenwände, sowie die Rückwand der Feuerstelle
sind mit feuerfesten
Ziegeln d, d bekleidet, welche als schlechte Leiter die
allzurasche Ableitung der Wärme verhüten, und zur Verstärkung der Intensität des
Feuers viel beitragen. Eine Kammer A, die
rauchverzehrende Kammer genannt, wird durch eine geneigte Platte e, e, Fig. 2 und 4 gebildet. Diese Platte
ist an jeder der oberen Ecken mit Oeffnungen versehen, um den Rauch und andere
Verbrennungsproducte in die Kammer treten zu lassen, wo sie durch die darin erzeugte
intensive Hitze verzehrt werden; dieß wird durch eine geringe Menge mit dem Rauch
und den Gasen in die Kammer gelangender heißer Luft befördert. Die unbrennbaren Gase
ziehen durch den Schornstein ab, oder durch die Röhre f,
f, welche im Verhältniß zu den übrigen Theilen der Feuerstelle stehen muß.
Von der vorderen Seite g, g der Kammer A hängt ein Schirm oder Schieber h, h an Ketten herab, welche über Rollen i, i
laufen. Dieser Schirm, welcher in Fig. 6 besonders
abgebildet ist, besteht aus einem leichten Metallrahmen, worin eine Anzahl gläserner
Röhren übereinander angeordnet ist. Der Schirm lauft in Führungen, und wird durch
die Gewichte j, j balancirt; mit Hülfe eines an seinem
unteren Ende befestigten Ringes r wird er auf-
und nieder bewegt. Die Feuerstelle nebst der rauchverzehrenden Kammer ist in einem
metallenen Gehäuse eingeschlossen, welches eine Kammer bildet, worin die aus dem
Zimmer oder aus dem Freien durch die Löcher B, B, Fig. 1,
eintretende Luft erwärmt wird. Durch ihre Berührung mit den heißen Oberflächen
dieser Kammer wird die Luft erwärmt und strömt durch die oben bei C, C angebrachten Löcher in das Zimmer. Die horizontale
Röhre l in der Kammer A
communicirt an jedem Ende mit der Lufterwärmungs-Kammer, und hat nur den
Zweck die Heizoberfläche zu vergrößern.
Aus dieser Beschreibung erhellt, daß man die Verbrennung und die Intensität des
Feuers beliebig reguliren kann, indem man bloß den transparenten Schirm oder
Schieber h in die Höhe schiebt oder niederläßt. Befindet
sich z.B. der Schirm in der Höhe, so brennt das Feuer langsam; wird er ein wenig
niedergelassen, so wird dadurch die Oeffnung für den Luftzutritt verkleinert,
folglich der Verbrennungsproceß beschleunigt; läßt man aber den Schirm ganz herab,
so brennt das Feuer mit großer Intensität, weil jetzt der Luftstrom nach dem Feuer
hin sehr beträchtlich ist.
Fig. 7 stellt
eine Abänderung der obigen Anordnung im Verticaldurchschnitte dar. Das nämliche
Princip ist hier auf einen von der Mauer getrennten Stubenofen angewandt. Die Röhre
l ist im vorliegenden Falle weggelassen und die
Zugröhre f durch die Rückwand der Luftheizungskammer
hinausgeführt. Fig.
7* stellt eine andere Abänderung im Verticaldurchschnitte dar, bei welcher
die geneigte Platte e, die den Boden der
rauchverzehrenden Kammer bildet, weggelassen ist. Dadurch, daß in allen diesen
Fällen der Rost und der Aschenbehälter transportabel sind, und außerhalb des Zimmers
von Schlacken und Asche gereinigt werden können, ist das lästige Stäuben im Zimmer
beseitigt.
Zur Ausführung obiger Verbesserungen gibt der Patentträger folgende Dimensionen der
einzelnen Theile als Resultat seiner Erfahrung an. Für ein Kamin, bei welchem der
Rost 10 Zoll lang, 16 oder 17 Zoll breit, und die vordere Schieberöffnung 17 Zoll
breit ist, sollte die Röhre f ungefähr 5 Zoll
Durchmesser haben; für ein Kamin mit einem 7 Zoll langen und 10 Zoll breiten Rost
und einer 10 Zoll langen und 14 Zoll breiten Schieberöffnung, sollte der Durchmesser
der Röhre f 4 Zoll betragen.
Die Verbesserungen in der Heißwasser-Heizung,
welche die zweite Abtheilung dieses Patents bilden, bestehen in einer
eigenthümlichen Construction und Anordnung der Warmwasserröhren, wobei eine
beständige Circulation des warmen Wassers dadurch unterhalten wird, daß man dasselbe
aus einem Kessel in Heizröhren von ringförmigem Querschnitt treten läßt, während das
kältere Wasser dieselben an ihrer tiefsten Stelle verläßt. Durch die Mitte der
Heizröhren streicht die kalte Luft, und tritt bis zu einer angenehmen Temperatur
erwärmt, in das Zimmer.
Die Röhrenleitung des Apparates besteht:
1) aus einer Röhre von mäßigem Durchmesser, welche das warme Wasser aus dem Kessel
nach dem Luftheizungsapparat leitet;
2) aus einer andern Röhre von gleichen Dimensionen, welche das abgekühlte Wasser in
den Kessel zurückführt, damit es von neuem erwärmt werde;
3) aus dem eigentlichen Heizapparat oder Kessel, welcher aus einem System von
Heizröhren oder Kammern besteht, die an ihrem tiefsten Punkte mit den beiden
erwähnten Wasserleitungsröhren verbunden sind.
Bei den seitherigen Warmwasserheizungen wurden zwei Röhren angewendet, wovon die eine
das Wasser aus dem Kessel leitete, die andere das Wasser in den Kessel zurückführte;
diese beiden Röhren können als eine einzige Röhre betrachtet werden, die sich von
dem Kessel durch die zu
heizenden Localitäten erstreckt und sich wieder in den Kessel endigt. Bei dem
vorliegenden verbesserten Apparat dient hingegen die erwähnte Röhre nicht selbst als
Heizröhre, sondern nur als Mittel zur Herstellung der Circulation. Es ist nämlich
mit dieser Röhre vermittelst kurzer Röhrenzweige ein besonderer Apparat verbunden,
welcher aus einem System von Heizröhren besteht; solcher Apparate können zum Behuf
der Erwärmung von Zimmern mehrere mit jenen Circulationsröhren in Verbindung
gebracht werden. Das warme Wasser tritt aus der Circulationsröhre von unten in den
Heizapparat, steigt wegen seines geringeren specifischen Gewichts rasch in die Höhe
und verdrängt das kalte Wasser, welches unten ausströmt, so daß in jedem einzelnen
Heizapparat eine beständige Circulation unterhalten wird, welche mittelst Hähnen
regulirt oder auch ganz eingestellt werden kann, ohne die Circulation in den andern
Heizvorrichtungen oder der Hauptleitung im geringsten zu unterbrechen.
Die im Durchschnitte dargestellten Skizzen Fig. 8* und 9* dienen zur
Erläuterung des wesentlichen Unterschiedes zwischen dem vorliegenden und dem alten
System der Warmwasserheizung. Fig. 8* repräsentirt das
alte System, bei welchem der Heizapparat aus einem hohlen Cylinder mit ringförmigem
Wasserraum besteht; indem die Luft durch den Cylinder streicht, wird sie erwärmt;
die Warmwasserröhre g tritt oben in den Cylinder,
während die Röhre, welche das kältere Wasser in den Kessel zurückleitet, unten mit
dem Cylinder in Verbindung steht. Der Fehler dieser Anordnung besteht darin, daß
wenn aus der Röhre g Luft oder Dampf in den Cylinder
tritt, sie an dem oberen Ende des letztern sich sammeln und die Circulation nicht
nur in dem Heizcylinder, sondern auch in der zurückleitenden Röhre h, folglich die Wirksamkeit des ganzen Apparates hemmen.
In dem System Fig.
9* des Patentträgers communicirt hingegen die Warmwasserröhre g mit dem unteren Ende des Cylinders vermittelst einer
kurzen Röhre, so daß das warme Wasser, indem es in dem Cylinder in die Höhe steigt,
das kalte Wasser verdrängt, welches durch eine ähnliche kurze Röhre in den
rückleitenden Theil der Circulationsröhre hinabfließt. Es ist daher einleuchtend,
daß keine Anhäufung von Luft oder Dampf an dem oberen Ende des Cylinders die
Circulation stören kann.
Fig. 8 stellt
den neuen Heizapparat im Verticaldurchschnitte mit theilweiser Seitenansicht dar; er
besteht aus concentrischen kupfernen Röhren mit ringförmigem Wasserraum. Fig. 9 stellt
ein mit der vollständigen Warmwasserheizung ausgestattetes Haus im senkrechten
Durchschnitte dar. Der
Kessel, worin das Wasser erwärmt wird, befindet sich in dem Erdgeschoß. Die Röhre
g leitet das erwärmte Wasser aus dem Kessel in
Röhrenapparate H. Ein solcher Apparat, welcher aus drei
oder mehreren Heizröhren besteht, ist unter jedem Fenster angebracht, weil dieses
die kälteste Stelle des Zimmers ist. Von dem oberen Stock wird die Röhre g in die Kaltwasserröhre h
geleitet, welche an ihrem oberen Ende mit einem im Dach des Hauses angebrachten
Kaltwasserbehälter verbunden ist, während ihr anderes Ende im Erdgeschoß mit dem
unteren Theil der Wasserkammer des Kessels sich vereinigt. In der nach einem größern
Maaßstabe ausgeführten Ansicht Fig. 8 des Heizapparates,
ist g die Röhre, welche das warme Wasser aus dem Kessel
nach dem Heizapparat leitet; die Circulation geschieht in der Richtung der Pfeile.
Die Heizröhren liegen horizontal und bestehen aus zwei dünnen concentrischen
Kupferröhren 1 und 2, welche an ihren Enden zusammengelöthet sind, so daß ein
ringförmiger Wasserraum 3 entsteht, und ein hohler Raum 4, durch welchen die
Zimmerluft frei strömen kann. Diese Röhren können horizontal neben einander, oder,
wie die Abbildung zeigt, über einander angeordnet werden; an beiden Enden stehen sie
durch kurze Röhrenstücke g*, h* mit einander in Verbindung. Die obere Heizröhre ist mit einem kleinen
Hahn i versehen, um die Luft entweichen zu lassen, wenn
die Röhren mit Wasser gefüllt werden.
Die Wirkungsweise des Apparates ist nun folgende. Sämmtliche Hähne i, i aller Heizröhren werden geöffnet, damit das kalte
Wasser aus dem Reservoir R, Fig. 9, das ganze
Röhrensystem und den Kessel B füllen kann. Wenn das
Wasser aus den Hähnen i auszufließen beginnt, so ist
dieses ein Zeichen daß die Röhren des Heizapparates voll sind; die Hähne müssen dann
geschlossen werden. Wird nun das Wasser in dem Kessel B
erwärmt, so steigt das heiße Wasser wegen seiner geringeren specifischen Schwere
durch die Röhre g in die Höhe, strömt längs der
horizontalen Verzweigung nach den Heizröhren, wo es mit einer kalten Wassermasse
zusammentrifft; letztere durch das warme Wasser verdrängt, beginnt alsbald zu
sinken. Dieses Bestreben des warmen Wassers zu steigen und des kalten Wassers zu
sinken, erzeugt durch das ganze Röhrensystem jene rasche Circulation, von welcher
die erfolgreiche Wirksamkeit des Apparates abhängt. Der Röhrenarm g* jedes einzelnen Heizapparates ist mit einem Hahn S versehen, welcher in Fig. 10 besonders im
Durchschnitte dargestellt ist. Mit Hülfe dieses Hahns, welcher mittelst einer
geeigneten Liederung dampf- und wasserdicht eingerichtet ist und durch einen
auf das viereckige Ende seiner Achse gesteckten Schlüssel gedreht werden kann, läßt
sich die Circulation des heißen Wassers in dem Apparat, wozu er gehört, theilweise
oder ganz hemmen. Wird die Communication ganz abgesperrt, so bleibt das in den
Heizröhren befindliche Wasser kalt, obgleich die kurzen Röhren h* und die Warmwasserröhre g
noch immer mit einander in Verbindung stehen. Wenn daher der Apparat in Thätigkeit
ist, so kann jedes Zimmer im Hause dadurch geheizt werden, daß man bloß den Hahn S umdreht und dadurch die Circulation des heißen Wassers
durch die Röhren des Heizapparates H, Fig. 9, gestattet.
Fig. 11 ist
der horizontale Durchschnitt und Fig. 12 der Aufriß eines
Systems verticaler Röhren, welche in einem durchlöcherten metallenen Gehäuse
eingeschlossen sind, und an jeder geeigneten Stelle des Zimmers angeordnet werden
können. Die Construction und Wirkungsweise dieses Apparates ist mit Hülfe der
vorangegangenen Beschreibung der andern Figuren aus der Abbildung ersichtlich.
Fig. 13
stellt den verbesserten Kessel zum Heizen des Wassers im Verticaldurchschnitte dar.
Er besteht aus einer langen senkrechten ringförmigen Wasserkammer A, A von Kupfer oder Eisen, welche mit einer Lage Sand
oder einem andern schlechten Wärmeleiter umgeben ist. Das Ganze ist von einem
Gemäuer umschlossen. a, a ist der Rost, b, b der Aschenfall. Das Brennmaterial wird durch eine
Röhre B aufgegeben und fällt in eine hohle senkrechte
Kammer, welche aus zwei Theilen D und E besteht. Der Theil D ist
konisch gestaltet und oben an ein starkes bewegliches Gestell C befestigt; unten bei E erweitert er sich
bedeutend. Diese lange konische Kammer D, E wird, wenn
der Apparat in Thätigkeit ist, durch die Röhre B mit
Brennmaterial beschickt. Sie ist von einem Canal F
umgeben, durch welchen der Rauch und die brennbaren Gase ziehen. Die durch die
Verbrennung der Gase in diesem Canal erzeugte große Hitze theilt sich dem Wasser in
dem ringförmigen Kessel A, A mit. Bei H tritt das aus der Röhrenleitung zurückkehrende
abgekühlte Wasser in den Kessel, während das heiße Wasser bei G den Kessel verläßt, um seinen Kreislauf durch die Röhrenleitung zu
beginnen. Durch das Heben oder Niederlassen der Brennmaterial-Kammer D, E kann die Stärke des Feuers und folglich die
Quantität der auf das Wasser übergetragenen Wärme auf folgende Weise regulirt
werden. Das Gestell C ist mit zwei verticalen Armen c, c versehen, welche durch Löcher in dem
schmiedeisernen Deckel l, l treten, und mit ihren oberen
Enden an ein Querstück J befestigt sind, durch dessen
Mitte eine starke
Schraube K geht. Durch Umdrehung dieser Schraube, deren
festes Lager oben auf dem metallenen Deckel I des
Apparates angebracht ist, kann die Kammer D, E beliebig
gehoben oder niedergelassen und auf diese Weise eine größere oder geringere Menge
Brennmaterial dem Feuer dargeboten werden. Wegen der Länge des Canals F und der in demselben erzeugten bedeutenden Hitze
werden der Rauch und die brennbaren Gase genügend verzehrt.