Titel: Newton's Kaminheizung und Heißwasserheizung.
Autor: Newton, William Edward
Fundstelle: 1850, Band 116, Nr. LI. (S. 257–263)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj116/ar116051

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.

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 |258| 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 |259| 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 |260| 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 |261| 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 |262| 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 |263| 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.

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