<Desc/Clms Page number 1>
Konvektionsheizgerät mit einem Wärmetauscher und einem Gebläse
Die Erfindung betrifft ein Konvektionsheizgerät mit einem Wärmetauscher und einem Gebläse, dessen
Läufer durch eine vom Kreislauf des Wärmeträgers getriebene Turbine angetrieben wird, wobei das Tur- binengehäuse vom gesamten Wärmeträgerdurchsatz des Wärmetauschers durchströmt wird.
Durch die Zwangsbelüftung ergeben sich verschiedene Vorteile, beispielsweise eine bessere Luftzirkulation in dem zu beheizenden Raum, schnellere Wärmeabführung vom Wärmetauscher und die Mög- lichkeit einer Luftzirkulation entgegen der Schwerkraftkonvektion, wodurch sich physiologisch bessere
Bedingungen ergeben. Derartige Geräte können auch mit Kühlmitteln betrieben und zur Kühlung von Räu- men verwendet werden.
Es ist bereits ein Lufterhitzeraggregat bekannt, das einen Wärmetauscher enthält, der durch den Ab- dampf einer kleinen Turbine gespeist wird, welche den die Luft dem Wärmetauscher zuführenden Ven- tilator antreibt. Dieses Lufterhitzeraggregat besitzt den Nachteil, dass die Steuerung der Wärmeabgabe nur durch Drosselung des Wärmeträgerkreislaufes oder, wenn das Gerät zum Hauptkreislauf des Wärme- trägers parallelgeschaltet ist, durch Abschalten vom Hauptkreislauf gesteuert werden kann. Bei grossen
Heizungsanlagen mit vielen parallel zum Hauptkreislauf geschalteten Geräten bringt dies den weiteren
Nachteil mit sich, dass komplizierte und für den Druck des Wärmeträgers ausgelegte Nebenschlussleitun- gen und Drossel- bzw. Abschalteinrichtungen für jedes einzelne Heizgerät vorgesehen sein müssen.
Sämt- liche Nebenschlussleitungen müssen wieder in eine gemeinsame Rückführungsleitung für den Wärmeträger münden.
Es ist weiter eine Einrichtung zum Heizen, Trocknen od. dgl. mit einer durch Dampf angetriebenen, die zu erwärmende Luft od. dgl. fördernden Vorrichtung bekannt, deren Antriebsdampf als Heizdampf für die zu erwärmende Luft od. dgl. dient. Bei diesem Gerät sind das Turbinengehäuse und der Wärmetauscher im Hauptschluss hintereinander im Wärmeträgerkreislauf angeordnet. Es ist jedoch keine Einrichtung zur
Steuerung der Wärmeabgabe vorhanden und deshalb ist auch dieses Gerät für den Einbau in moderne Heiz- anlagen ungeeignet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, sowohl den Kreislauf des das Konvektionsheizgerät durch- strömenden Wärmeträgers, z. B. einen Heisswasserkreislauf, zum Antrieb der Gebläseläufer auszunützen als auch eine Einrichtung zu schaffen, mit der auf einfache Weise die Wärmeabgabe durch Steuerung der
Gebläseleistung verändert werden kann.
Diese Aufgabe wird unter Vermeidung der oben genannten Nachteile gelöst, indem im Turbinengehäuse eine verstellbare Einrichtung zur Steuerung des den Turbinenläufer durchströmenden Anteiles am Wärmeträgerdurchsatz angeordnet ist. Je nach der Grösse des Druckanteiles des Wärmeträgerdurchsatzes, welcher durch den Turbinenläufer tritt, wird dieser und damit der Gebläseläufer schneller oder langsamer gedreht. Entsprechend der Drehgeschwindigkeit ändert sich die Fördermenge des Gebläses und damit die Wärmeabgabe von dem in dem Gebläseluftstrom angeordneten Wärmetauscher. Damit wird eine einfache Massnahme geschaffen, um jede einzelne Turbine unterschiedlich zu beaufschlagen. Die Einrichtung zur Steuerung der Wärmeabgabe bedarf'praktisch keiner Wartung.
Zur Vermeidung einer Wellendurchführung durch das Gehäuse der Turbine schlägt die Erfindung weiter vor, dass Turbinenläufer und Gebläseläufer mit Magneten ausgestattet werden, so dass der Turbinenläufer den Gebläseläufer durch magnetische Kraft mitnimmt.
<Desc/Clms Page number 2>
Bei der Reihenschaltung mehrerer Konvektionsheizgeräte muss infolge der Mehrbelastung des Wärme- trägerkreislaufes eine Umwälzpumpe verwendet werden. Vorzugsweise wird dafür eine Pumpe mit Quer- stromläufer verwendet, bei welcher durch Anordnung äusserer Leitflächen dem Durchsatz im Inneren des Querstromläufers eine Wirbelströmung überlagert wird. Eine derartige Pumpe erzielt einen unver- gleichlich höheren Wirkungsgrad als bekannte Pumpen gleicher Baugrösse und entwickelt im Gegensatz zu den bekannten Pumpen nahezu kein störendes Geräusch.
Der Hauptvorteil der Anwendung dieser Pum- pe in einem erfindungsgemässe Konvektionsheizgeräte enthaltenden Wärmeträgerkreislauf liegt jedoch darin, dass die Leistungsaufnahme der Pumpe mit sinkendem Durchsatz bis zum Wert Null absinkt, was ihren Betrieb ausserordentlich rentabel gestaltet.
An Hand der Zeichnungen werden einige Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen axialen, schematischen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 2 einen
Schnitt nach Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 einen axialen, schematischen Schnitt durch den Turbinenteil eines weiteren Ausführungsbeispieles, Fig. 4 einen Schnitt nach Linie IV-IV in Fig. 3, Fig. 5 einen axialen, schematischen Schnitt durch den Turbinenteil eines weiteren Ausführungsbeispieles, Fig. 6 einen
Schnitt nach Linie VI-VI in Fig. 5, Fig. 7 einen axialen, schematischen Schnitt durch den Turbinenteil eines weiteren Ausführungsbeispieles, Fig. 8 einen Schnitt nach Linie VIII-VIII in Fig. 7 und die Fig. 9 und 10 zeigen axiale, schematische Teilschnitte durch zwei weitere Ausführungsbeispiele.
In dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel strömt der Wärmeträger durch ein Rohr
1 in den ebenfalls rohrförmig ausgebildeten Wärmetauscher 2 und aus diesem in das den Radialläufer 3 der Turbine umschliessende Spiralgehäuse 4, welches er durch ein axiales Rohr 5 verlässt. Der vom Wär- meträger betriebene Turbinenläufer 3 betreibt über eine durch das Gehäuse 4 geführte Welle 6 den parallel zum Wärmetauscher 2 angeordneten Querstromläufer 7 des Gebläses, welches'Luft über den Wärmetauscher
2 bläst. Die Leitwandungen des Gebläses sind zur Vereinfachung der Darstellung weggelassen. Das vom
Wärmetauscher 2 zum Gehäuse 4 führende Rohrstück 8 mündet tangential in das spiralig um den Turbinenläufer 3 angeordnete Gehäuse 4. Dadurch wird die Impulsverteilung über den Umfang des Turbinen- läufers annähernd gleich.
BeidemindenFig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel führt der vom Wärmetauscher kommendeRohrteil31 ebenfalls tangential in das spiralig um den Radialläufer 32 der Turbine angeordnete Gehàu- se 33. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist jedoch der Turbinenläufer 32 mittels eines durch das Gehäuse 33 geführten Schaftes 34 mechanisch in axialer Richtung bis in eine bei 35 gestrichelt dargestellte Stellung verschiebbar, wodurch er der vom Zuflussrohr 31 direkt in das Abflussrohr 36 gehenden Strömung des Wärmeträgers entzogen werden kann. Durch mehr oder weniger weite Verschiebung in axialer Richtung kann somit jede beliebige Drehzahl des Turbinenläufers und damit des Gebläseläufers erzielt werden.
Bei dem in den Fig. 5 und 6 dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt der Eintritt in das Turbinengehäuse 51 in der Nähe eines axialen Endes dieses Gehäuses durch das Rohr 52 und der Austritt durch das axiale Rohr 53. Der Radialläufer 54 der Turbine ist nahe dem entgegengesetzten Ende des Gehäuses 51 gelagert. Ein Rohrstück 55 verbindet die Auslassöffnung 56 des Radialläufers mit dem Auslassrohr 53 des Gehäuses. Das Rohrstück 55 ist um eine festgelagerte Achse 57 bis in die gestrichelt dargestellte Lage 58 verschwenkbar. Bei der mit ausgezogenen Linien gezeichneten Stellung des Rohrstückes 55 geht der gesamte Durchsatz des Turbinengehäuses durch den Turbinenläufer.
Wird jedoch das Rohrstück 55 in die gestrichelt gezeichnete Stellung 58 verschwenkt, was durch mechanische Betätigung erfolgen kann, so ist das Drehmoment des Turbinenläufers praktisch Null, da der gesamte Durchsatz vom Einlassrohr 52 direkt in das Auslassrohr 53 fliesst, ohne den Turbinenläufer zu durchsetzen.
Bei dem in den Fig. 7 und 8 dargestellten Ausführungsbeispiel strömt der Wärmeträger durch das Einlassrohr 71 in das Turbinengehäuse 72, betreibt den Axialläufer 73 der Turbine und verlässt das Gehäuse durchdas Auslassrohr 74. Vor der Einlassöffnungdes Gehäuses 72 ist eine drallerzeugende Klappe 75 schwenkbar gelagert. Sie kann mechanisch aus der mit ausgezogenen Linien dargestellten Stellung mehr oder weniger weit nach beiden Seiten bis zu einer der beiden gestrichelt dargestellten Stellungen 76 verschwenkt werden. Sie erzeugt dadurch entweder einen dem Axialläufer 73 gleichgerichteten Drall, keinen Drall oder einen Gegendrall. Auf diese Weise kann die Drehzahl des Turbinenläufers und damit des Gebläses gesteuert werden.
Eine Einrichtung zur Vermeidung einer Wellendurchführung durch das Turbinengehäuse ist in Fig. 9 dargestellt. Der Wärmeträger strömt durch das Einlassrohr 9 in das den Radialläufer 92 der Turbine umgebende Gehäuse 93 ein und verlässt es in axialer Richtung durch das Auslassrohr 94.'Der Radialläufer 92 ist mit einem Scheibenmagneten 95 fest verbunden, welcher durch die Stirnwandung 96 des Gehäuses 93 hindurch durch magnetische Kraft einen gleichartigen, am Gebläseläufer 97 befestigten Scheibenma-
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
Ehe weitere Ausgestaltung einer derartigen magnetischen Einrichtung ist in Fig. 10 dargestellt. Ein- lassohr 101, Gehäuse 102, Turbinenläufer 103 sowie Auslassrohr 104 sind ähnlich ausgebildet wie beim
Ausführungsbeispiel in Fig. 9. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist jedoch mit dem Turbinenläufer 103 ein zylindrischer Magnet 105 fest verbunden, welcher durch die Stirnwandung 106 des Gehäuses 102 hindurch einen mit dem Gebläseläufer 107 fest verbundenen, das Gehäuse 102 umgreifenden Topfmagneten 108 magnetisch mitnimmt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Konvektionsheizgerät mit einem Wärmetauscher und einem Gebläse, dessen Läufer durch eine vom Kreislauf des Wärmeträgers betriebene Turbine angetrieben wird, wobei das Turbinengehäuse vom gesamten Wärmeträgerdurchsatz des Wärmetauschers durchströmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass im Turbinengehäuse eine verstellbare Einrichtung zur Steuerung des den Turbinenläufer durchströmenden Anteiles am Wärmeträgerdurchsatz angeordnet ist.