DE102004042446B4

DE102004042446B4 - Indirekt beheizter mobiler Warmlufterzeuger mit Kamin

Info

Publication number: DE102004042446B4
Application number: DE102004042446.2A
Authority: DE
Inventors: Dr. Wittleder Thomas; Dr. Wittleder Christian
Original assignee: Heylo Drying Solutions GmbH
Current assignee: Heylo Drying Solutions GmbH
Priority date: 2004-08-31
Filing date: 2004-08-31
Publication date: 2015-07-30
Anticipated expiration: 2024-09-01
Also published as: EP1630490A2; EP1630490A3; DE102004042446A1

Abstract

Mobiler Warmlufterzeuger mit einem Gehäuse (28), in welchem eine Brennkammer (1), ein Wärmetauscher (3, 4) und ein Frischluftgebläse (29) angeordnet sind, wobei die Brennkammer (1) aufrecht angeordnet ist und von einem mit Öl betriebenen Sturzbrenner befeuert wird, welcher eine oberseitig an der Brennkammer (1) angeordnete Düsenstockeinheit (18) aufweist, die mit einer Versorgungseinheit (22) verbunden ist, welche eine Ölpumpe (26), ein Verbrennungsluftgebläse (27) und ein elektrisches Steuergerät (25) umfasst, und mittels Versorgungsleitungen (16, 17) mit der Düsenstockeinheit (18) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungseinheit (22) in einem abgeschlossenen Gehäuseabteil (22.1) am Gehäuse (28) angeordnet ist, welches in horizontalem, seitlichem Abstand von der Brennkammer (1) angeordnet ist und von dem ein an das Verbrennungsluftgebläse (27) anschließender Verbrennungsluftkanal (15) mit den daran entlang verlegten Versorgungsleitungen (16, 17) bis hin zu der Düsenstockeinheit (18) an der Brennkammer (1) entlang der Oberseite des Gehäuses (28) geführt ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen mobilen Warmlufterzeuger gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Mobile Warmlufterzeuger mit Kamin sind vorwiegend mit einer liegenden Brennkammer ausgerüstet, wobei der Brenner an der Stirnseite der Brennkammer positioniert wird. Dies bedingt eine Bauform dieser Geräte, die relativ zur Wärmeleistung große Abmessungen aufweist und bedingt durch die schlechtere Luftumspülung zu einer hohen thermischen Belastung der Brennkammer führt.
Bekannt ist beispielsweise aus der DD 95 922 A1 ein Luftheizofen mit Öl- oder Gasfeuerung, bei dem im Kühlstrom vertikale und horizontale Leitbleche angebracht sind, die gemeinsam oder einzeln mit dem im Kühlquerschnitt verstellbaren Wärmeübertrager und einem aus dem Hauptluftstrom abgezweigten besonders geführten Kühlluftstrom eine steuerbare Kühlung des Wärmeübertragers ermöglichen.
Die DE 220 68 17 B2 zeigt einen Gasheizofen mit einem linearen und mit Vorgemisch arbeitenden Brenner in einer flachen Verbrennungskammer, mit einem dahinter angeordneten flachen Wärmeaustauscher, mit einem Gebläse zur Erzeugung einer entlang den Außenseiten der Verbrennungskammer und des Wärmeaustauschers und im Gegenstrom zur Verbrennungsgasströmung gerichteten Umluft, wobei der Brenner oberhalb und das Gebläse unterhalb des Wärmeaustauschers angeordnet sind, und dass der Brenner zusätzlich zu den Brennverteilkanälen Luftdurchgänge zur Erzeugung einer laminaren Sekundärluftströmung aufweist.
Die DE 195 38 701 C2 schlägt einen Warmlufterzeuger vor, mit einer in einem im wesentlichen kubischen oder quaderförmigen Gehäuse in Richtung zwischen dessen Gehäusestirnwänden liegend angeordneten länglichen Brennkammer mit allseitigen Wandungen.
Eine kompaktere Bauform ermöglichen Warmlufterzeuger, der eingangs genannten Art, die mit einem einen Sturzbrenner aufweisenden Ölheizgerät ausgestattet sind. Bei bekannten Geräten dieser Art sind sowohl die Düsenstockeinheit als auch die Versorgungseinheit oberseitig auf der Brennkammer angeordnet. Die hier aufrechte Anordnung der Brennkammer hat gegenüber Ausführungen mit liegender Brennkammer den Vorteil, dass sich die Kühlluftanströmung der Brennkammer in horizontaler Richtung optimieren und sich dadurch ein höherer Wirkungsgrad erzielen lässt, und sich des weiteren auch die sonstigen Wärmetauscherflächen günstiger gestalten lassen. Ferner kann das Gerät insgesamt kompakter gebaut werden.
Beispielhaft zeigt die US 2 752 912 A einen Luftheizofen in einem Gehäuse, wobei in dem Gehäuse die wesentlichen Komponenten wie Brenner, Wärmetauscher und Brennkammer angeordnet sind.
Problematisch sind Ölheizgeräte mit den genannten Sturzbrennern jedoch dann, wenn ein Störfall, wie insbesondere eine Stromunterbrechung, eintritt und aufgrund der Stauwärme das Temperaturniveau an der oben auf der Brennkammer befindlichen Brennereinheit einschließlich der Düsenstock- und der Versorgungseinheit schlagartig ansteigt.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen mobilen Warmlufterzeuger der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Komponenten der Versorgungseinheit des Brenners von der im Störfall auftretenden Stauwärme nicht beaufschlagt werden und demgemäß lediglich für weitaus geringere Temperaturbelastungen auszulegen sind.
Diese Aufgabe wird bei einem mobilen Warmlufterzeuger der vorgenannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Für die Erfindung ist die räumliche Trennung der Versorgungseinheit von der Düsenstockeinheit wesentlich, damit sich in der Vertikalprojektion gesehen ein horizontaler Abstand zwischen der Versorgungseinheit und der Brennkammer ergibt. Somit verbleiben oberseitig an der Brennkammer nur diejenigen Komponenten der Düsenstockeinheit, die ohnehin für eine hohe thermische Belastbarkeit ausgelegt sind. Tritt ein Störfall ein, wie ein Stromausfall, ein plötzlicher Leistungsverlust des die Brennkammer mit Kaltluft umspülenden Gebläses oder dergleichen, wird von der Stauwärme die Versorgungseinheit nicht oder nur in einem verträglichen Maße beaufschlagt, weswegen die Komponenten der Versorgungseinheit nicht für eine höhere thermische Belastung ausgelegt werden müssen. So können das Gebläse für die Verbrennungsluft, die Ölversorgungseinheit einschließlich der Ölpumpe und die elektrische Steuereinheit in handelsüblicher Ausführung ohne besondere thermische Schutzeinrichtungen verwendet werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung noch näher erläutert. Dabei zeigen:
1 in schematischer Darstellung die Komponenten eines mobilen Warmlufterzeugers und
2 eine perspektivische Außenansicht des Warmlufterzeugers mit den Komponenten nach 1.
Im einzelnen zeigt 1 eine Brennkammer 1, bei der es sich um eine aufrechtstehende Brennkammer handelt, in die von oben her eingebrannt wird. Eine dementsprechende Brenneranordnung wird als Sturzbrenner bezeichnet. Die Besonderheit des Sturzbrenners liegt darin, dass er aus den handelsüblichen Komponenten einer sogenannten Kompaktbrennereinheit gebildet werden kann, wie sie für Warmlufterzeuger mit liegender Brennkammer verwendet werden.
Die Brennkammer 1 wird infolge der Sturzbrenneranordnung von der aufzuheizenden Kaltluft in horizontaler Richtung umspült, wie es die drei rechts neben der Brennkammer 1 dargestellten Pfeile veranschaulichen. Über einen unteren Brenngassammler 2 und einen oberen Brenngassammler 5 werden die noch heißen Brenngase aus der Brennkammer über Wärmetauscherpakete 3 und 4 zu einem Abgasanschluss 6 geleitet.
Oberseitig auf der Brennkammer 1 ist eine Düsenstockeinheit 18 angeordnet, die mit einer Versorgungseinheit 22 in Verbindung. steht, wobei letztere bezogen auf die Horizontalrichtung in Abstand sowohl von der Düsenstockeinheit 18 als auch von der Brennkammer 1 angeordnet ist.
Die Brennkammer 1 und die ihr nachgeordneten Wärmetauschereinheiten 2–5, die Düsenstockeinheit 18 und die Versorgungseinheit 22 sind in einem umkleidenden Gehäuse 28 angeordnet, auf das anhand von 2 noch näher eingegangen wird.
Wichtig ist die räumliche Trennung der Brennkammer 1 einschließlich der Düsenstockeinheit 18 von der Versorgungseinheit 22, um die Versorgungseinheit 22 räumlich von der Brennkammer 1 zu entkoppeln und thermisch zu entlasten.
Die Versorgungseinheit 22 weist ein eigenes Gehäuse bzw. Gehäuseabteil 22.1 auf, in welchem ein elektronisches Steuergerät 25, eine Ölpumpe 26 und ein Verbrennungsluftgebläse 27 angeordnet sind. Im Gehäuseabteil 22.1 ist eine Luftleitführung für die vom Gebläse 27 geförderte Verbrennungsluft angeordnet, in der sich eine Luftklappe 23 befindet und die in eine Anschlussvorrichtung 24 übergeht, an der ein Verbrennungsluftkanal 15 angeflanscht ist. Die Luftklappe 23 ist derart ausgebildet, dass sie beim Stillstand des Verbrennungsluftgebläses 27 von ihrer Durchlassposition in die Sperrlage sich zurückstellt.
Der Verbrennungsluftkanal 15 überbrückt die Distanz zwischen der Düsenstockeinheit 18 und der Versorgungseinheit 22. Er besteht aus Stahlblech und hat einen strömungstechnisch günstigen, kreisförmigen Querschnitt. Der Verbrennungsluftkanal 15 ist bis über die Oberseite der Brennkammer 1 geführt und mündet in ein auf den Brennkammerflansch 11 aufgesetztes Aufsetzgehäuse 30. Der Brennkammerflansch 11 ist auf einem Rohrstutzen angeordnet, welcher auf die Brennkammer 1 oberseitig aufgesetzt ist und durch eine entsprechende Öffnung hindurch in die Brennkammer 1 mündet. An der unteren Wandung des Verbrennungsluftkanals 15 bzw. des Aufsatzgehäuses 30 ist ein Gegenflansch 11.1 vorgesehen, der mit dem Brennkammerflansch 11 verschraubt ist.
Die gesamte Düsenstockeinheit 18 befindet sich an dem von der Versorgungseinheit 22 weit abliegenden Ende des Verbrennungsluftkanals 15, sie wird von dem Aufsatzgehäuse 30 gehalten, in welchem der Verbrennungsluftkanal 15 mündet. Mit den an ihrem Unterende angeordneten Komponenten ragt die Düsenstockeinheit 18 durch den Gegenflansch 11.1 am Verbrennungsluftkanal 15 bzw. am Aufsatzgehäuse 30 und durch den Brennkammerflansch 11 nach unten hin hindurch. Die Düsenstockeinheit 18 ist von oben her in das brennkammerseitige Ende des Verbrennungsluftkanals 15 bzw. in das Aufsatzgehäuse 30 eingesetzt und weist eine obere Flanschplatte 18.1 auf, an der die Komponenten der Düsenstockeinheit 18 nach unten hängend gehalten sind. Die Flanschplatte 18.1 der Düsenstockeinheit 18 liegt auf dem Rand einer Öffnung in der oberen Wandung des Verbrennungsluftkanals 15 bzw. der oberen Wandung des Aufsatzgehäuses 30 auf. Sie ist hier lösbar verbunden, damit die Düsenstockeinheit 18 von oben her nicht nur in das Ende des Verbrennungsluftkanals 15 bzw. in das Aufsatzgehäuse 13 eingesetzt, sondern daraus auch herausgehoben werden kann, was zu Wartungs- oder Reparaturzwecken notwendig ist.
Wenn auch für die Zuführung der Verbrennungsluft zur Düsenstockeinheit 18 der Verbrennungsluftkanal 15 vorgesehen ist, der grundsätzlich einen Druckabfall der geförderten Verbrennungsluft bedingt, kann dieser ohne weiteres durch eine entsprechend höhere Leistung des Verbrennungsluftgebläses 27 in der Versorgungseinheit 22 kompensiert werden. Von der Versorgungseinheit 22 sind zu der Düsenstockeinheit 18 Versorgungsleitungen 16, 17 geführt, die zur Überbrückung des Abstandes zwischen der Versorgungseinheit 22 und der Düsenstockeinheit 18 entsprechend länger ausgeführt sein müssen. Zu den Versorgungsleitungen 16, 17 gehört eine elektrische Leitung 16 in Gestalt eines Kabels und eine Öldruckleitung 17, beide Leitungen 16, 17 sind entlang dem Verbrennungsluftkanal 15 verlegt.
Die an der Flanschplatte 18.1 hängende Düsenstockeinheit 18 weist ein Flammrohr 9 auf, welches eine Öldüse 10 und eine Zündelektrode 8 umgibt. Die Öldüse 10 wird über die Öldruckleitung 17 von der Ölpumpe 26 in der Versorgungseinheit 22 mit Öl versorgt, und nahe der Öldüse 10 schließt die Öldruckleitung 17 an eine Anschlussvorrichtung 13 an, die ein Antitropfventil 12 aufweist. Über das Antitropfventil 12 erfolgt der Verschluss der Öldruckleitung 17 bei Abschaltung der Brennerfunktion. Dies verhindert ein Nachtropfen von Öl aus der Öldruckleitung 17 in die Brennkammer 1 und stellt sicher, dass es nicht zu Rußablagerungen an der Innenwand der Brennkammer 1 kommt. Dies ist wichtig, um einen konstant guten Wärmeübergang von der Wandung der Brennkammer 1 auf die zu erwärmende Kaltluft zu erzielen. Weiter gehört zu der Düsenstockeinheit 18 eine vertikal verstellbare Stauscheibe 7, die über ein Betätigungselement 7.1 verstellt werden kann, welches sich an der Oberseite der Flanschplatte 18.1 der Düsenstockeinheit 18 befindet. Die Zündelektrode 8 neben der Öldüse 10 ist über die elektrische Leitung 16 mit dem elektrischen Steuergerät 25 in der Versorgungseinheit 22 verbunden, welches entsprechend den Zündimpuls für die in die Brennkammer 1 hineinschlagende Brennflamme liefert.
Für die Kontrolle, ob der Brennvorgang gezündet und weiter aufrechterhalten ist, sitzt an der Flanschplatte 18.1 der Düsenstockeinheit 18 ein optischer Sensor 14, der über einen Lichtwellenleiter 19 mit einer Auswerteinheit 20 verbunden ist. Der optische Sensor 14 ist hochtemperaturbeständig und leitet das Licht der Verbrennungsflamme über den Lichtwellenleiter 19 an die Auswerteinheit 20 weiter. Als optoelektrischer Koppler sitzt an der Auswerteinheit 20 eine Fotodiode 21, die zwecks Verarbeitung des Lichtsignals mit dem Steuergerät 25 der Versorgungseinheit 22 elektrisch verbunden ist. Somit ist auch die temperaturempfindliche Fotodiode 21 in räumlichen Abstand von der Düsenstockeinheit 18 angeordnet und wird ebenso wie die Versorgungseinheit 22 im Falle eines Wärmestaus thermisch nicht in einer Weise belastet, die zu einer Beschädigung führen würde.
Die weiter oben bereits erwähnte Luftklappe 23 im Auslassbereich des Verbrennungsluftgebläses 27 der Versorgungseinheit 22 sperrt bei Gebläsestillstand den Gebläseauslass. Dies beugt dem Umstand vor, dass im Störfall infolge einer thermischen Rückkopplung heiße Gase über den Verbrennungsluftkanal 15 in das Gehäuseabteil 22.1 der Versorgungseinheit 22 gelangen können.
2 veranschaulicht noch deutlicher die räumliche Trennung zwischen der Versorgungseinheit 22 und der Brennkammer 1. An dem umkleidenden Gehäuse 28 ist das Gehäuseabteil 22.1 für die Versorgungseinheit 22 an derjenigen Stirnseite weit außen vorkragend angeordnet, an welchem sich ein die zu erwärmende Luft durch das Gerät förderndes Frischluftgebläse 29 befindet. Das Gehäuseabteil 22.1 ist oberhalb dem Frischluftgebläse 29 angeordnet, und es hat in der Vertikalprojektion gesehen einen deutlichen Abstand von der Brennkammer 1. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mündet das Verbrennungsluftrohr 15 in das vorstehend erwähnte Aufsatzgehäuse 30, welches auf den Brennkammerflansch 11.1 aufgesetzt ist, der an der Oberseite 28.1 des Gehäuses 28 freiliegend angeordnet ist. Der Verbrennungsluftkanal 15, der sich zwischen dem Aufsatzgehäuse 30 und dem Gehäuseabteil 22.1 erstreckt, liegt noch oberhalb der Oberseite 28.1 des Gehäuses 28, er verläuft also außerhalb des Gehäuses 28.
Das Gehäuse 28 umschließt weitere Bauteile des Warmlufterzeugers, die in 2 im einzelnen nicht dargestellt sind, hierzu gehört insbesondere die Wärmetauschereinheit 2–5. An der dem Frischluftgebläse 29 gegenüberliegenden Stirnseite des Gehäuses 28 findet sich ein Warmluftauslass 31. Aus der Oberseite 28.1 des Gehäuses 28 tritt ein Abgasstutzen 32 aus, an den ein Kaminrohr anzuschließen ist, da es sich bei dem Warmlufterzeuger um ein ortsveränderliches Gerät handelt.

Claims

Mobiler Warmlufterzeuger mit einem Gehäuse (28), in welchem eine Brennkammer (1), ein Wärmetauscher (3, 4) und ein Frischluftgebläse (29) angeordnet sind, wobei die Brennkammer (1) aufrecht angeordnet ist und von einem mit Öl betriebenen Sturzbrenner befeuert wird, welcher eine oberseitig an der Brennkammer (1) angeordnete Düsenstockeinheit (18) aufweist, die mit einer Versorgungseinheit (22) verbunden ist, welche eine Ölpumpe (26), ein Verbrennungsluftgebläse (27) und ein elektrisches Steuergerät (25) umfasst, und mittels Versorgungsleitungen (16, 17) mit der Düsenstockeinheit (18) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungseinheit (22) in einem abgeschlossenen Gehäuseabteil (22.1) am Gehäuse (28) angeordnet ist, welches in horizontalem, seitlichem Abstand von der Brennkammer (1) angeordnet ist und von dem ein an das Verbrennungsluftgebläse (27) anschließender Verbrennungsluftkanal (15) mit den daran entlang verlegten Versorgungsleitungen (16, 17) bis hin zu der Düsenstockeinheit (18) an der Brennkammer (1) entlang der Oberseite des Gehäuses (28) geführt ist.
Warmlufterzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsluftkanal (15) in gerader, horizontaler Richtung verläuft.
Warmlufterzeuger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsluftkanal (15) außerhalb des frischluftführenden Gehäuses (28) angeordnet ist.
Warmlufterzeuger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich an der Oberseite des Gehäuses (28) oberhalb der Brennkammer (1) ein die Düsenstockeinheit (18) haltendes Aufsatzgehäuse (30) befindet, in welches das brennkammerseitige Ende des Verbrennungsluftkanals (15) mündet.
Warmlufterzeuger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenstockeinheit (18) in das Aufsatzgehäuse (30) von oben her lösbar eingesetzt und daraus nach unten heraus mit einem umgebenden Flammrohr (9) herausgeführt ist.
Warmlufterzeuger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenstockeinheit (18) eine obere Flanschplatte (18.1) aufweist, über die sie auf der oberseitigen Wandung des Aufsatzgehäuses (30) aufgesetzt ist und durch die hindurch die Versorgungsleitungen (16, 17) geführt sind.
Warmlufterzeuger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenseite der Flanschplatte (18.1) ein optischer Sensor (14) angeordnet ist, von dem ein Lichtwellenleiter (19) zu einer Auswerteinheit (20) führt, die mit dem elektrischen Steuergerät (25) der Versorgungseinheit (22) elektrisch verbunden ist.
Warmlufterzeuger nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteinheit (20) am Verbrennungsluftkanal (15) angeordnet ist und als optoelektrischen Wandler eine Fotodiode (21) aufweist, die mit dem Steuergerät (25) der Versorgungseinheit (22) verbunden ist.
Warmlufterzeuger nach einem der Ansprüche 4–8, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer einen an der Oberseite des Gehäuses (28) freiliegenden Brennkammerflansch (11.1) aufweist, auf den das Aufsatzgehäuse (30) mit seiner Unterseite aufgesetzt ist und durch den hindurch der untere Bereich der Düsenstockeinheit (18) einschließlich dem umgebenden Flammrohr (9) hindurchgeführt ist.
Warmlufterzeuger nach einem der Ansprüche 1–9, dadurch gekennzeichnet, dass die eine der Versorgungsleitungen (16, 17) eine Öldruckleitung (17) ist, in die im Bereich der Düsenstockeinheit (18) ein Antitropfventil (12) eingefügt ist, welches elektrisch mit dem Steuergerät (25) der Versorgungseinheit (22) verbunden ist.
Warmlufterzeuger nach einem der Ansprüche 1–10, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Auslasses des Verbrennungsluftgebläses (27) der Versorgungseinheit (22) eine Luftklappe (23) angeordnet ist, welche sich bei Stillstand des Gebläses (27) aus der Durchlassposition in die Sperrlage rückstellt.
Warmlufterzeuger nach einem der Ansprüche 1–11, dadurch gekennzeichnet, dass das die Versorgungseinheit (22) aufnehmende Gehäuseabteil (22.1) oberhalb des Frischluftgebläses (29) angeordnet ist.