Heisslufteinrichtung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Heisslufteinrichtung mit im Luftstrom angeordneten
Heizelementen.
Derartige Heisslufteinrichtungen sind als Heissluftgeräte, -module oder -Systeme auf dem
Markt erhältlich und bekannt. Die im Luft- oder Gasstrom angeordneten Heizelemente bestehen üblicherweise aus einem Keramikträger oder einem anderen geeigneten Material um den eine Heizwendel gewickelt ist oder einem Keramikträger mit axialen Kanälen, in denen die Heizdrähte voneinander isoliert angeordnet sind. Diese befinden sich in einem Gehäuse, an dessen einem Ende beispielsweise Luft oder Gas eingeblasen wird.
Es gibt Geräteibei denen direkt ein Gebläse in dem Gehäuse angeordnet ist, genauso wie
Geräte mit einer externen Luftstromerzeugung.
Am anderen Ende des Heizrohres können eherweise verschiedene Düsen angeschlossen werden.
Aus der DE 19839044 AI ist eine derartige Einrichtung bekannt, bei der die Heizdrähte spiralförmig in Luftkanälen mit relativ grossem Querschnitt und damit kleiner
Strömungsgeschwindigkeit und kleinem Wärmeübergang zwischen Heizdraht und Luft angeordnet sind. Bei anderen bekannten Einrichtungen verlaufen die Heizdrähte in achsparallelen Luftkanälen.
Ein grosses Problem stellt der Fall dar, dass das Heizelement trotz Unterschreitung des
Minimalluftstromes betrieben wird, beispielsweise verursacht durch den Ausfall des Gebläses oder durch Verengung des Luftdurchtritts oder -austritts. Eine Zerstörung des Heizelements ist hier in der Regel die Folge. Bei der Verwendung dieser Heissluftvorrichtung als
Zündgebläse für Biomassebrenner ist eine hohe Betriebssicherheit erforderlich.
Aus diesem
Grund weisen die auf dem Markt erhältlichen Heissluftgeräte einen zusätzlichen Sensor, beispielsweise Thermoelemente, optische Sensoren, Widerstandsmessungen usw. auf, um diese unerwünschte Überhitzung zu vermeiden.
Die Sensoren können aber örtliche Überhitzungen eines Heizdrahtes moh^ erkennen und trotz des grossen elektronischen Steuerungsaufwand den Heizdraht nicht sich$ s&hützen.
*
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine grosse Betriebssicherheit der Heisslufteinrichtung bei geringem Geräteaufwand zu gewährleisten.
Dabei sind die temperaturbeständigen Heizelementträger (3) und (5) mit den Heizelementen (4) und (6) im Aussengehäuse (1) übereinander angeordnet, wobei eine konzentrische Anordnung bevorzugt wird, und die axiale Strömung (10) der Luft durch die Heizelemente wird mindestens einmal in der eintrittseitigen Umlenkkammer (15) in die entgegengesetzte Richtung umgelenkt. Dadurch kann eine grosse Heizfläche mit geringer Heizflächenbelastung des Heizdrahtes trotz hoher Lvftaustrittstemperatur verwirklicht werden. Durch die Umlenkung wird die Heizfläche verlängert aber der Strömungsquerschnitt für die Heissluft nicht vergrössert. Dies führt zu einem besseren Wärmeübergang zwischen Luft und Heizdraht, zu einer besseren Kühlung und somit zum besten und einfachsten Schutz vor Überhitzung.
Der grössere innere Druckverlust durch die Umlenkunge[eta] und dem längeren Strömungskanal ist erwünscht, da z.B. für Zündgebläse für Biomassekessel ein hoher statischer Druck vorteilhaft ist, um eventuelle Verstopfungen durchzudrücken, aber ein grosser dynamischer Druck vermieden werden soll, weil dadurch die leichteren Holzstücke im Brenner weggeblasen werden.
Wenn die Luft in den Umlenkkammern (14) und (15) nach innen umgelenkt wird, ist im Zentrum die höhere Temperatur mit dem Vorteil des geringeren Wärmeverlustes nach aussen, konzentriert.
Wenn ein temperaturabhängiger Schalter oder Sensor (17) in der eintrittseitigen Umlenkkammer (15) oder an der Trennwand (18) zwischen Kaltluft und eintrittseitiger Umlenkkammer angeordnet ist, kann z.B.
wegen der noch geringen Temperaturbelastung in der eintrittseitigen Umlenkkammer ein einfacher Bimetallschalter verwendet werden. Der Schalter oder Sensor liegt im Heissluftstrom, weist eine geringe Totzeit auf, liegt aber vorteilhaft an der Trennwand zur Kaltluft mit geringer Temperaturbelastung.
" Wenn die Heizleistung des inneren Heizelements (6) reduziert werden kann, wird die Temperatur des Heizelements am Ende der Heizfläche reduziert und wirksam vor zu hoher Temperatur geschützt.
Wenn die Regelung oder Steuerung der Heizleistung von der Temperatur in der eintrittseitigen Umlenkkammer (15) und damit indirekt von der Temperatur der Trenn and y^ zur Kaltluft^8) abhängig erfolgt, kann die Regelung oder Steuerung der Heizleistung genau, weil die Sensoren im Gesamtluftstrom liegen, aber bei noch geringer Temperaturbelastung und somit kostengünstig ohne grossen Aufwand an Elektronik erfolgen. Wenn der Wärmeverlust über das Aussengehäuse (1) und die Temperatur des Aussengehäuses minimiert wird, können kostengünstige g[alpha]&stoffe für das Aussengehäuse verwendet werden.
Die Zeichnung in Fig. 1 stellt einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar.
Durch die Ineinanderschachtelung oder konzentrische Anordnung des Aussengehäuses (1), Isolationsrohr (2) äusseren temperaturbeständigen Heizelementträger (3) mit Heizelement (4) und inneren temperaturbeständigen Heizelementträger (5) mit Heizelement (6) ergeben sich äusserer Luftkanal (7) zwischen Aussengehäuse (1) und Isolationsrohr (2), mittlerer Luftkanal (8) und der innere Heissluftkanal (9) zwischen innereji Heizelementträger (5) und äusserem Heizelementträger (3).
Diese Kanäle werden der Reihe nach von der zu erhitzenden Luft in wechselnder axialer Richtung (10) durchströmt.
Die Kaltiuft (11) wird über ein Gebläse (12) zum Lufteintritt (13) in den äusseren Luftkanal (7) gedrückt und in der austrittseitigen Umlenkkammer (14) nach innen in den mittleren Heissluftkanal (8) axial Richtung Lufteintritt (13) umgelenkt. Dabei wird im äusseren Luftkanal zuerst nur die Verlustwärme von innen aufgenommen und nach der Umlenkung die Luft am Heizelement (6) erhitzt. Die nun in der eintrittseitigen Urrdenkkammer (15) erreichte Temperatur ist bereits ein Mass für die zu erreichende Endtemperatur am Austritt (16). Diese Temperatur wird am Bimetallschalter oder Temperatursensor (17).der an der Trennwand zur Kaltiuft (18) angebracht ist, registriert und zur Reduktion der Heizleistung verwendet. Nach Umlenkung der Luft in die entgegengesetzte Richtung und Erhitzung an den inneren Heizelementen (6) erreicht die Luft am Austritt (16) ihre Endtemperatur.
Die konzentrische Lage der Heizelementträger (3) und (5) und des Isolierrohres (2) zum Aussengehäuse (1) wird über die beiden Endstücke (19) und (20) gewährleistet.
Hot air device
The invention relates to a hot air device with arranged in the air flow
Heating elements.
Such hot air devices are as hot air devices, modules or systems on the
Market available and known. The arranged in the air or gas flow heating elements are usually made of a ceramic support or other suitable material to which a heating coil is wound or a ceramic support with axial channels in which the heating wires are arranged insulated from each other. These are located in a housing, at the one end of which, for example, air or gas is blown.
There are devices in which a blower directly in the housing is arranged, as well as
Devices with an external air flow generation.
At the other end of the heating tube, different nozzles can be connected.
From DE 19839044 AI such a device is known in which the heating wires spiral in air ducts with a relatively large cross section and thus smaller
Flow rate and small heat transfer between the heating wire and air are arranged. In other known devices, the heating wires run in axially parallel air channels.
A major problem is the case that the heating element despite falling below the
Minimum airflow is operated, for example, caused by the failure of the fan or by narrowing the air passage or exit. Destruction of the heating element is usually the result here. When using this hot air device as
Ignition blower for biomass burners requires a high level of operational safety.
For this
Reason, available on the market hot air devices on an additional sensor, such as thermocouples, optical sensors, resistance measurements, etc., to avoid this unwanted overheating.
However, the sensors can detect local overheating of a heating wire and, in spite of the great electronic control effort, can not protect the heating wire.
*
The invention has for its object to ensure a high reliability of the hot air device with low equipment costs.
In this case, the temperature-resistant Heizelementträger (3) and (5) with the heating elements (4) and (6) in the outer housing (1) are arranged one above the other, wherein a concentric arrangement is preferred, and the axial flow (10) of the air through the heating elements deflected at least once in the inlet-side deflection chamber (15) in the opposite direction. As a result, a large heating surface with low Heizflächenbelastung the heating wire despite high Lvftaustrittstemperatur be realized. Due to the deflection, the heating surface is extended but the flow cross-section for the hot air is not increased. This leads to a better heat transfer between air and heating wire, to a better cooling and thus to the best and easiest protection against overheating.
The greater internal pressure loss through the diversion [eta] and the longer flow channel is desired since e.g. For biomass boilers, a high static pressure is advantageous in order to push through any obstructions, but a large dynamic pressure is to be avoided because this blows away the lighter pieces of wood in the burner.
When the air in the deflection chambers (14) and (15) is deflected inwards, the higher temperature is concentrated in the center with the advantage of less heat loss to the outside.
If a temperature-dependent switch or sensor (17) is arranged in the inlet-side deflection chamber (15) or on the dividing wall (18) between the cold air and the inlet-side deflection chamber, e.g.
because of the still low temperature load in the inlet-side deflection a simple bimetal switch can be used. The switch or sensor is in the hot air flow, has a low dead time, but is advantageous on the partition to cold air with low temperature load.
"If the heating power of the inner heating element (6) can be reduced, the temperature of the heating element at the end of the heating surface is reduced and effectively protected from excessive temperature.
If the regulation or control of the heating power of the temperature in the inlet-side deflection chamber (15) and thus indirectly from the temperature of the separation and y ^ to cold air ^ 8) dependent, the control or control of the heating power can accurately because the sensors in the total air flow lie, but at a low temperature load and thus inexpensively done without much effort on electronics. If the heat loss through the outer housing (1) and the temperature of the outer housing is minimized, inexpensive g [alpha] materials can be used for the outer housing.
The drawing in Fig. 1 illustrates a longitudinal section through an embodiment of the invention.
By nesting or concentric arrangement of the outer casing (1), insulation tube external temperature-resistant heating element (2) (3) with heating element (4) and inner temperature-resistant heating element (5) arising with the heating element (6) of external air duct (7) between outer casing (1 ) and insulation tube (2), middle air channel (8) and the inner hot air channel (9) between innenji Heizelementträger (5) and outer Heizelementträger (3).
These channels are flowed through in succession by the air to be heated in alternating axial direction (10).
The cold air (11) is forced into the outer air duct (7) via a blower (12) to the air inlet (13) and is deflected in the axial hot air duct (8) in the axial direction of the air inlet (13) in the outlet-side deflection chamber (14). In this case, only the heat loss is absorbed from the inside in the outer air duct first and heated after the deflection of the air at the heating element (6). The now reached in the inlet side Urrdenkkammer (15) temperature is already a measure of the final temperature to be reached at the outlet (16). This temperature is registered at the bimetal switch or temperature sensor (17) attached to the partition wall to the cold air (18) and used to reduce the heating power. After deflection of the air in the opposite direction and heating at the inner heating elements (6) reaches the air at the outlet (16) their final temperature.
The concentric position of the Heizelementträger (3) and (5) and the insulating tube (2) to the outer housing (1) is ensured by the two end pieces (19) and (20).