DE1806519A1

DE1806519A1 - Method and device for heating gases, in particular air

Info

Publication number: DE1806519A1
Application number: DE19681806519
Authority: DE
Inventors: Evans Richard Alan; Hokanson Sen Carl Gustaf
Original assignee: Lear Siegler Inc
Current assignee: Lear Siegler Inc
Priority date: 1967-11-02
Filing date: 1968-11-02
Publication date: 1969-06-19
Also published as: GB1185419A; US3481322A; FR1590412A

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Aufheizen von Gasen, insbesondere Luft Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufheizen von Gasen, insbesondere Luft, die durch ein in einem Gehäuse gehaltertes Laufrad gefördert werden, und befaßt sich dazu mit einem einfachen, weitgehend sofort betriebsbereiten Heizaggregat, das mechanische Leistung direkt in Wärme in einer eingeschlossenen Gasmenge umwandelt und dadurch geruchloses und von Verunreinigungen freies Warmgas liefert.Method and device for heating gases, in particular air The invention relates to a method and a device for heating gases, in particular air conveyed through an impeller held in a housing and deals with a simple, largely immediately operational Heating unit that converts mechanical power directly into heat in an enclosed Converts the amount of gas and thus odorless and impurities-free hot gas supplies.

Einsatzmöglichkeiten für das erfindungsgemäße Heizaggregat bestehen in Flugzeugen, Lastwagen, Wohnwagen und anderen Fahrzeugen, sowie in Heizanlagen für Wohnhäuser, Fabrikhallen und ähnliche Räume. Dtr Stand der Technik kennt Verbrennungs-Heizaggregate, die Luft in einer Kammer erhitzen, die mit einem Heizelement, z. B. einer Flamme, einer elektrischen Wicklung oder dgl O ausgerüstet ist, Üblicherweise ist das Heizelement mit einem elektrisch angetriebenen Ventilator kombiniert, der die erwärmte Zuluft durch eine Austrittsöffnung blas.Possible uses for the heating unit according to the invention exist in airplanes, trucks, caravans and other vehicles, as well as in heating systems for residential buildings, factories and similar rooms. The state of the art knows combustion heating units, heat the air in a chamber equipped with a heating element, e.g. B. a flame, an electrical winding or the like, usually the heating element combined with an electrically driven fan that draws the heated supply air blow through an outlet opening.

wider Ventilatorrotor solcher Aggregate ist in daB Gehäuse eingepaßt, dessen Austrittsöffnung bezogen auf die Eintrittsöffnung sich erweitert. so daß die Turbulenz auf ein Enlmum begrenzt und gleichzeitig die maximal erreichbare Warmluftmenge gefördert wird. bisher wurden die Der.against the fan rotor of such units is fitted into the housing, whose outlet opening widens in relation to the inlet opening. so that the turbulence is limited to an enlmum and at the same time the maximum achievable amount of warm air is promoted. so far the Der.

tigungstoleranzen sorgsam überwacht, um ungewünschte Turbulanzen in der von der Eintrittsöffnung sur Austrittsöffnung strömenden Luft zu verminden und damit einen guten Ventilator-Wirkungsgrad zu erreichen.production tolerances are carefully monitored to avoid unwanted turbulence in to reduce the air flowing from the inlet opening to the outlet opening and to achieve a good fan efficiency.

Bei gewissen Ausführungsformen der dem Stand der Technik entsprechenden Heizaggregate, insbesondere bei mobilen Heizaggregaten, wird ein flüssigkeitsgekühlter Motor als Heizelement verwendet. Mit der Kühlflüssigkeit sowie mit der Abwärme des Motors wird indirekt der von dem Ventilator erzeugte Luftstrom erwärmt. Diese Technik erfordert eine Lange Aufwärmzeit, bis die Kühlflüssigkeit ein ausreichend hohes Temperaturniveau erreicht hat, um größere Luftmengen zu erwärmen. Eine solche lange Aufwärmzeit ist besonders unerwünscht, wenn ein mobiles Heizaggregat bei niedriger Außentemperatur an das Luftsystem eines Passagierflugzeuges angeschlossen wird, dessen Triebwerke abgestellt sind, damit Passagiere ein- und aussteigen können. In solchen Fällen ist es erforderlich, daß das Heizaggregat weitgehend sofort betriebsbereit ist, um wihrend der langen Aufwärmzeit eine Verschwendung des Brennstoffa zu vermeiden und damit das Heizaggrgat bei Unregelmäßigkeiten des Plugplanes Jederzeit verftigbar ist. Ferner können bei dieser bisherigen Technik Geruchsstofe, die in dem Luftsystem eines Flugzeug. unerwünscht sind, au dem Abgassystem des Motors in die autzuheizende Luft gelangen.In certain embodiments, those corresponding to the prior art Heating units, especially in the case of mobile heating units, are liquid-cooled Motor used as a heating element. With the coolant as well as with the waste heat of the The air flow generated by the fan is heated indirectly in the motor. This technique requires a long warm-up time until the coolant is sufficiently high Temperature level has been reached in order to heat larger amounts of air. Such a long Warm-up time is particularly undesirable when using a mobile heating unit at low Outside temperature is connected to the air system of a passenger aircraft, whose engines are switched off so that passengers can get on and off. In such cases it is necessary that the heating unit is largely ready for use immediately is to avoid wasting fuel during the long warm-up time and thus the heating unit is available at any time in the event of irregularities in the plug plan is. Furthermore, in this prior art, odorous substances that are in the air system of an airplane. are undesirable, au the exhaust system of the engine in the autzuheizende Get air.

Schließlich erreicht der Motor bei niedrigen Außentemperaturen die zum Aufheizen großer Luftmengen erforderliche hohe Xamperatur oft nicht.Finally, when the outside temperature is low, the engine reaches the Often the high temperature required to heat large amounts of air is not.

Die gennanten und weitere unerwünschte Eingeschaften und Probleme der bisherigen Technik werden durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Heizaggregats vermieden.The named and other undesirable properties and problems the prior art are through the use of the heating unit according to the invention avoided.

Erfindungsgemäß wird ein einfaches, sofort betriebsbereites Heizaggregat vorgeschlagen, das geruchfrei größere Luftmengen aufheizt, die gesteuert im erforderlichen Mengenstrom mit der erforderlichen Temperatur bei einem gewuzischten statischen Druck abgegeben werden.According to the invention, a simple, immediately operational heating unit suggested that the odorless heats up larger amounts of air that are controlled in the required Mass flow with the required temperature with a desired static Pressure to be submitted.

Die Betriebsprinzipien, die dieser Erfindung zugrunde liegen, stellen eine radikale Abkehr von der bisherigen TechniX dar. Die Erfindung verwdst eine Eigenschaft, die bisher als unerwünscht galt, um einem neuen, einzigartigen Vorteil zu erreichen. Abweichend von den normalen, anerkannten Standardkonstruktionen von Ventilatoren wird ein Ventilatorgehäuse vorgeschlagen, dessen sämtliche Abmessungen, d.h. Breite, Höhe und Tiefe, beträchtilch größer sind als die äußeren Abmessungen eines in di.sei Gehäuse rotierbar angeordneten Laufrades. Das Laufrad ist in einer Postition in einer inneren Stirnwand des Gehäuses gelagert, die außerhalb des Mittelpunkte der Stirnwand in Richtung auf eine Seitenwand liegt, so daß sich im Gehäuse ein statischer Luftdruck einer gewünschten Höhe aufbaut.The principles of operation underlying this invention provide represents a radical departure from the previous TechniX. The invention uses one Property that was previously considered undesirable to a new, unique advantage to reach. Deviating from the normal, recognized standard constructions of Fans, a fan housing is proposed, the dimensions of which i.e. width, height and depth are considerably greater than the external dimensions an impeller rotatably arranged in the housing. The impeller is in one Position stored in an inner end wall of the housing that is outside the center the end wall is in the direction of a side wall, so that a static air pressure builds up to a desired altitude.

Das in dem erfindungsgemäßen Gehäuse enthaltene Luftvolu-Irea ist beträchtlich größer, als du Luftvolumen in da dem Stand der Technik entsprechenden Ventilatorgehäusen.The air volume contained in the housing according to the invention is considerably larger than the volume of air in the prior art Fan housings.

Dies ist eine weitere Abweichung von bisher verwendeten Ventilatorkonstruktionen, die so ausgeführt sind, daß die an der Eintrittsöffnung angesaugte, feste Luftmenge durch die Austrittsöffnung strömt, ohne daß eine größere als die unvermeidbare Turbulenz erzeugt und ohne daß eine nennenswerte Luftmenge in Gehäuse eingeschlossen wird.This is a further deviation from previously used fan designs, which are designed so that the fixed amount of air sucked in at the inlet opening flows through the outlet opening without a greater than the unavoidable turbulence generated and without a significant amount of air being enclosed in the housing.

Das erfindungsgemäße Heizaggregat besitzt zur Aufnahme eines bestimmten Luftvolumens ein Gehäuse o.dgl., dessen Abmessungen beträchtlich größer sind, als die Abmessungen des Laufrades. Ein vorgegebener Bruchteil dieses eingeschlossenen Luftvolumens strömt nach dem Auf heizen durch eine Austrittsöffnung aus dem Gehäuse.The heating unit according to the invention has to accommodate a certain Air volume a housing or the like. The dimensions of which are considerably larger than the dimensions of the impeller. A given fraction of this included After heating up, the volume of air flows out of the housing through an outlet opening.

Der restliche wesentlich größere Bruchteil dieses Luftvolumens verbleibt im Gehäuse, wo er durch die vom Laufrad erzeugte Turbulenzleistung aufgeheizt wird. Das Laufrad, radialen Typs, eines bestimmten Durchmessers und einer bestimmten Breite, die beide geringer sind als die Innenabmessungen des Behälters, ist in einer Wand gelagert. Eine Antriebseinheit liefert die für die Rotation des Laufrades erforderliche Leistung. Durch die Lagerung der Gebläsewelle außerhalb des Mittelpunktes der hinteren Stirnwand wird in der geförderten Luft ein gewiülschter statischer Druck aufgebaut. Die Position des Laufrades und/ oder die Position der Austrittsöffnung sind einstellbar, Srodurchder Austrittsdruck und die Heizleistung variiert werden können.The remaining, much larger fraction of this air volume remains in the housing, where it is heated up by the turbulence generated by the impeller. The impeller, radial type, of a certain diameter and width, which are both smaller than the inside dimensions of the container, is in a wall stored. A drive unit supplies the necessary for the rotation of the impeller Power. By mounting the fan shaft outside the center of the rear Front wall, a desired static pressure is built up in the conveyed air. The position of the impeller and / or the position of the outlet opening are adjustable, So that the outlet pressure and the heating power can be varied.

Ein zylindrischer Eintrittskanal ist koaxial mit der Drehachse des Laufrades in einer Öffnung einer vorderen Stirnwand angeordnet. Dieser Eintrittskanal schließt bündig mit der inneren Oberfläche ab und erstreckt sich derart von der vorderen Stirnwand weg, daß ein Ausströmen der im Gehäuse umgewälzten Luftmenge durch die Eintrittsöffnung verhindert wird. Zur Steuerung des Wirkungsgrades und damit der Heizleistung ist. der Eintrittskanal bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Heizaggregates axial in das Gehäuse hinein verschiebbar.A cylindrical inlet channel is coaxial with the axis of rotation of the Impeller arranged in an opening in a front end wall. This entry channel is flush with the inner surface and thus extends from the front end wall away that an outflow of the amount of air circulated in the housing is prevented by the inlet opening. To control the efficiency and so that the heating power is. the inlet channel in one embodiment of the invention The heating unit is axially displaceable into the housing.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die zum Antrieb des Laufrades erforderliche Antriebseinheit ein Hochleistungsmotor mit Flüssigkeitskühlung. Dem zylindrischen Eintrittskanal benachbart ist ein Wärmetauscher mit einer Vielzahl berippter Umlaufrohre angeordnet. Diese Umlaufrohre können wahlweise mit einer einstellbaren Menhe heisser Kühlflüssigkeit von der Antriebseinheit beaufschlagt werden, so daß die durch die Eintrittsöffnung strömende Luft in dem Wärmeaustauscher durch Konvektion und Strahlung vorgewärmt wird. Zur Steuerung der dem Laufrad zugeführten Leistung und damit der von dem Heizaggregat gelieferten Wärme ist die Drehzahl der Antriebseinheit ein stellbar.In a preferred embodiment, it is used to drive the impeller required drive unit a high-performance motor with liquid cooling. A heat exchanger with a plurality is adjacent to the cylindrical inlet channel finned circulation pipes arranged. These circulation pipes can optionally be equipped with an adjustable Menhe hot coolant are acted upon by the drive unit, so that the air flowing through the inlet opening in the heat exchanger by convection and radiation is preheated. To control the power supplied to the impeller and thus the heat supplied by the heating unit is the speed of the drive unit an adjustable.

Die erfindungsgemäß zur Aufheizung der Luft erforderliche, kontinuierliche turbulente Umwälzung eines großen Luftvolumens induziert zusätzlich zur Wärme einen hohen Geräuschpegel. Daher ist das Gehäuse sur Dämpfung des Geräuschpegels und zur Reduzierung der Wärmeverluste aus dem Behälter mit einer dichten Schall- und Wärme-Isolierschicht um, geben. ei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besitzt der Wärmetauscher die Porm eines Zylinders, dessen axiale Länge größer ist als die Länge des zylindrischen Eintrittskanals und dessen Durchmesser wesentlich großer ist als der Durchmesser des zylindrischen Eintrittskanals.The continuous heating required according to the invention for heating the air turbulent circulation of a large volume of air induces, in addition to heat, a high noise level. Therefore, the housing is designed to attenuate the noise level and to Reduction of heat losses from the container with a dense sound and heat insulation layer surround. The heat exchanger has a further preferred embodiment the shape of a cylinder, the axial length of which is greater than the length of the cylindrical one Entrance channel and whose diameter is much larger than the diameter of the cylindrical inlet channel.

Der zylindrische Wärmetausoher umgibt den Eintrittskanal.The cylindrical heat exchanger surrounds the inlet channel.

Eine undurchlässige Schallwand, die gleiohfafls aus Schall-und Wärme-Isoliermaterial besteht, ist an den dem Ventilatorgehäuse abgekehrten Edde des Wärmetauschers angeordnet. Diese Schallwand absorbiert Geräusche, die sonst durch die Eintrittsöffnung nach außen gestrahlt werden werden.An impermeable baffle, which is also made of sound and heat insulating material exists, is arranged on the edge of the heat exchanger facing away from the fan housing. This baffle absorbs noise that would otherwise pass through the inlet opening be blasted outside.

Die Erfindung ist nachstehend anhand einer bevorzugten Ausführungsform in Verbindung mit den Zeicbnungen esläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine teilgeschnittene Draufsicht auf eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Heizaggregats, in der die Antriebseinheit schematisch dargestellt ist; Fig. 2 einen Längsschnitt zur Darstellung des er findungsgemäßen Laufrades mit Ventilatorgehäuse; und Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wärmetauschers gemäß Fig. 1.The invention is illustrated below in terms of a preferred embodiment in connection with the drawings. They show: FIG. 1 a partially sectioned plan view of an embodiment of the heating unit according to the invention, in which the drive unit is shown schematically; Fig. 2 is a longitudinal section to represent the impeller according to the invention with fan housing; and Fig. 3 shows a cross section through an embodiment of the heat exchanger according to the invention according to FIG. 1.

Gemäß Fig. 1 besteht das erfindungsgemäße Heizaggregat aus zwei Hauptteilen: einer Antriebseinheit 25 und einer Heiz- und Druckerzeugungs-Einheit 75. Es wird unterstellt, daß die Antriebseinheit 25 und die Heizeinheit 75 auf einem gemeinsamen Grundrahmen (in Fig. 1 nicht dargestellt) befestigt sind. z. B. auf dem Rahmen eines KFZ-Anhängers, eines mobilen Heizaggregates o. dgl. Jeder beliebige Motor, z. B. ein Otto-, ein Diesel, oder ein Elektro-Motor, kann als Antriebseinheit 25 verwendet werden, vorausgesetzt, daß er eine betrEcEltlich.höhere Leistung abgeben kann, als normalerweise zum Antrieb eines in einem Standardgehäuse bisheriger Konstruktion angeordneteL Laufrades 65 erforderlich wäre.According to Fig. 1, the heating unit according to the invention consists of two main parts: a drive unit 25 and a heating and pressure generating unit 75. It is assumes that the drive unit 25 and the heating unit 75 on a common Base frame (not shown in Fig. 1) are attached. z. B. on the frame of a Car trailer, a mobile heating unit or the like. Any engine, e.g. B. a gasoline engine, a diesel engine, or an electric motor can be used as the drive unit 25 provided that he can deliver a considerably higher performance than usually to drive one in a standard housing of previous design arrangedL impeller 65 would be required.

Durch den Einsatz eines flüssigkeitsgekühlten Motors als Antriebseinheit 25 ergibt sich eine zusätzliche Heizmöglichkeit. Die Kühlflüssigkeit des Motors 25, die in dem Motor 25 Wärme aufnimmt, kann gesteuert einem Wärmetauscher 60 der Heizeinheit 75 zugeftihrt werden, wo sie die zuvor aufgenommene Wärme wieder abgibt.By using a liquid-cooled motor as the drive unit 25 there is an additional heating option. The engine coolant 25, which absorbs heat in the engine 25, can be controlled by a heat exchanger 60 of the Heating unit 75 are supplied, where they give off the previously absorbed heat.

Die Kühlflüssigkeit, z.B. Wasser, wird auf übliche Art durch den Motorblock 20 gepumpt und strömt dann norsalerweise durch einen tUhler 15, der mit einem Ventilator 6 ausgerüstet ist, um hier die aufgenommene Wärme wieder abzugeben. Zwei Stellventile 17 und 18 sind je in eine Vorlauf- und Rücklauf-Leitung 13 und 14, die den Kühler 15 mit dem Notorblock 2O verbinden, angeordnet, Die Stellventile 17 und 18 sind Ventile bekannter Konstruktion, die automatisch oder von Hand derart betätigt werden können, daß statt des KUhlers 15 der Wärmetauscher 60 mit der gesamten oder einem Teil der durch den Motorblock 20 strömenden Kühlflüssigkeit beaufschlagt wird. Der Wärmetauscher 60 wird über Leitungen 10 und 12 aus Rohren, Gummischläuchen o.dgl. mit Kühlflüssigkeit versorgt. Der rotor 25 ist mit einem geeigneten Übertragungsgetriebe 21 ausgerüstet, das mechanisch mit einer Welle 74 des laufrades 65 gekuppelt ist. Diese mechanische kupplung erfolgt durch einen Riementrieb o.dgl.The coolant, e.g. water, flows through the engine block in the usual way 20 is pumped and then flows norsally through a tUhler 15, which is equipped with a fan 6 is equipped to give off the absorbed heat again here. Two control valves 17 and 18 are each in a flow and return line 13 and 14, which the cooler Connect 15 to the notor block 2O, arranged, The control valves 17 and 18 are Valves of known construction which are operated automatically or by hand in this way can that instead of the cooler 15 of the heat exchanger 60 with the whole or one Part of the cooling liquid flowing through the engine block 20 is acted upon. Of the Heat exchanger 60 is made of pipes, rubber hoses or the like via lines 10 and 12. supplied with coolant. The rotor 25 is fitted with a suitable transmission gear 21, which is mechanically coupled to a shaft 74 of the impeller 65. This mechanical coupling takes place through a belt drive or the like.

Die Laufradwelle 74 ist auf geeignete Weise rotierbar in einem Lagerbock 73 gelagert, der fluchtend mit einer Bobrung 72 in einer Stirnwand 59 eine Laufradgehäuses 0 angeordnet ist. Das Gehäuse 70 ist beträchtlich größer als das Laufrad 65, so daß es ein nennenswertes Luftvolumen einschließt. Die Bohrung 72, durch die die Laufradwelle 74 läuft, ist außermittig in der Stirnwand 59 des Gehäuses 70 angeordnet. Durch diese außermittige Anordnung des Laufrades 65 wird, wenn das Laufrad 65 vorn Motor 25 angetrieben mit hoher Drehzahl rotiert, die Luft, die zentrifugal aus den Laufradkanälen zwischen den Laufradschaufeln 65 A geschleudert wird, gegen die dicht na das Laufrad herum angeordneten Setienwände des Gehäuses 70 gedrückt, so daß der Staudruck in einen vorgegebenen statischen Druck umgewandelt wird.The impeller shaft 74 is rotatable in a suitable manner in a bearing block 73 mounted, which is aligned with a Bobrung 72 in an end wall 59 of an impeller housing 0 is arranged. The housing 70 is considerably larger than the impeller 65, see above that it encloses an appreciable volume of air. The bore 72 through which the The impeller shaft 74 is running, is arranged eccentrically in the end wall 59 of the housing 70. This eccentric arrangement of the impeller 65 is when the impeller 65 forward Motor 25 driven at high speed rotates, the air coming out of the centrifugal air Impeller channels between the impeller blades 65 A is thrown against the tight na the impeller arranged around set walls of the housing 70 pressed so that the Dynamic pressure is converted into a given static pressure.

Dieser statische Druck ist in Abhängigkeit von der Drehzahl des Laufrades 65 und von der Luftdurchsatzmenge durch das Gehäuse 70 variierbar. Er wird so gewählt, daß er sämtliche Verluste, d.h. Rohrleitungsverluste, Düsenverluste usw. eines Luftsystems deckt, das an einen Auslaßkanal 78 angesohlossen wird. Der statische Druck ist auch dadurch variierbar, daß die Bohrung 72 als Langloch ausgeführt wird und so eine Änderung des Abstandes zwischen dem Laufrad und der nächstgelegenen Seitenwand des Gehäuses 70 zuläßt. Das gleiche Resultat kann dadurch erreicht werden, daß die Austrittsöffnung 76 zu Stellen höheren oder niedrigeren Druckes hin. verschoben wird. Zu diesem Zweck kann der Austrittskanal 78 an ausgewählten Stellen der Stirnwand 59 des Gehäuse 70 befestigt oder an Flansche, die in Schienen der Stirnwand 59 gleiten,angeflansoht werden, obwohl dies aus Vereinfachungsgründen in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Solche Flasche und Schiene sind in der Blechverarbeitungstechnik bereits bekannt..This static pressure is dependent on the speed of the impeller 65 and variable from the air flow rate through the housing 70. He is chosen so that it includes all losses, i.e. pipe losses, nozzle losses, etc., of an air system covers, which is connected to an outlet channel 78. The static pressure is also variable in that the bore 72 is designed as an elongated hole and so one Change the distance between the impeller and the nearest side wall of the Housing 70 allows. The same result can be achieved in that the outlet opening 76 to places of higher or lower pressure. is moved. To this end the outlet channel 78 can be at selected locations on the end wall 59 of the housing 70 attached or flanged to flanges that slide in rails of the end wall 59 although this is not shown in the drawing for the sake of simplicity is. Such bottles and rails are already known in sheet metal processing technology.

Die in den Zeichnungen gewffihlte Anordnung der lustrittsöffnung 76 ergab bei einer bevorzugten Ausführungsform maximalen statischen Druck und maxinale. Austrittsvolumen.The arrangement of the outlet opening 76 selected in the drawings yielded maximum static pressure and maximum in a preferred embodiment. Outlet volume.

Bei einer speziellen Ausführungform lag der günstige AS stand zwischen den Laufradspitzen 65 b des Laufrades 65 und der nächstliegenden Seitenwand des Gehäuses 70 in der Größenordnung von 10 bis 25 mm. Diese Werte sind Jedoch nicht als Grenzwerte zu betrachten. Bei diesem Referenzaggregat rotierte ein Radial-Laufrad mit acht Schaufeln mit ungefähr 5000 Upm und erzeugte dabei einen statischen Druck von ungefahr 0,5 aWS, eine Durchsatzmenge Ton 6800 m3/h und allein durch die Turbulenz hervorgerufen eine Temperaturerhöhung von ungefähr 38 °C.In the case of a special version, the inexpensive AS was between the impeller tips 65 b of the impeller 65 and the closest side wall of the Housing 70 on the order of 10 to 25 mm. However, these values are not to be regarded as limit values. A radial impeller rotated in this reference unit with eight blades at about 5000 rpm, generating static pressure in the process of about 0.5 aWS, a throughput rate of 6800 m3 / h sound and solely due to the turbulence caused a temperature increase of about 38 ° C.

Die aufzuheizende Luft wird dem zylindrischen Eintrittskanal 71 über geeignet getränkte Luftfilter bekannater Konstruktion (in der Zeichnung nicht dargestellt) zugeflihrt, die an der Wärmetauscherseite der Heizeinheit 75 angeordnet sein können. Bevor die Luft durch den Eintrittskanal 71 strömt, kann sie, falls gewünscht, durch den Wärmetauscher 60 vorgewärmt werden, dieser Vorgang wird später ausftihrlich beschrieben.The air to be heated is the cylindrical inlet channel 71 using a suitable impregnated air filter of known construction (not in the drawing shown), which are arranged on the heat exchanger side of the heating unit 75 could be. Before the air flows through the inlet channel 71, it can, if desired to be preheated by the heat exchanger 60, this process will be carried out later described in detail.

In Pig. 2 sind die weitgehend laminaren Luftströmungen durch den Eintrittskanal 71 und den Austrittkanal 78 durch gleichmäßige Pfeile 80 dargestellt, während der turbulente Strom der il Gehäuse 70 umgewälzten Luftmenge durch wellige Pfeile 81 dargestellt ist. Daraus ist su ersehen, daß ein großer Bruchteil der gesamten in der Heizeinheit 75 enthaltenen Luft zwischen der vorderen Stirnwand 58 und der hinteren Stirnwand 59 eingeschlossen ist.In Pig. 2 are the largely laminar air flows through the inlet duct 71 and the outlet channel 78 represented by uniform arrows 80, while the Turbulent flow of the air volume circulated in the housing 70 by wavy arrows 81 is shown. This shows that a large fraction of the total in of the heating unit 75 contained air between the front end wall 58 and the rear End wall 59 is included.

Unter dem Einfluß der Zentrifugalkräfte des rotierenden Laufrades 65 wird diese Luftmenge turbulent in dem Behälter 70 umgewälzt.Under the influence of the centrifugal forces of the rotating impeller 65, this amount of air is circulated in the container 70 in a turbulent manner.

Diese große, eingeschlossene Luftmenge stellt eine beträchtliche Last für das Laufrad 65 sr. Antriebsmotoren für Laufräder in Ventilatorgehäusen üblicher Konstruktion müssen in Abhängigkeit von der Gehäusekonstruktion, dem statischen Druck und der Durchsatzmenge ene Leistung von ungefähr 30 bis 40 PS haben. Antriebsmotoren für ein erfindungsgemäßes Heizaggregat müssen an der Welle 74 des Laufrades 65 eine beträchtlich höhere Leistung erzeugen, z.3. in der Größenordnung von 150 bis 200 P8. Diese große für den Antrieb des Laufrades 65 erforderliche Leistung wird nahezu vollständig in dem eingeschlossenen Luftvolumen durch Reibung und Druckänderungen in Wärme umgewandelt, da das Laufrad 65 die einzige Last des Motors 25 ist. Die Motorleistung wird so durch die Erzeugung von Turbulenzen von der eingeschlossenen Luft absorbiert und äußert siob in dieser als Temperaturerhöhung, die bei dem bereits erwänhten Referenzaggregat ungefähr 38 °C betrug. Diese Temperaturerhöhung entspricht bei einer Durchsatzmenge von 6800 m³/h einer Wärmeleistung von ungefähr 70 000 kcal/h, wobei der Motor 25 einen Brennstoffverbrauch von ungefähr 200 g/PSh hat. Daraus ist ersichtlich, das das erfindungsfgemäße Heizaggregat mit besserem Wirkungsgrad und wesentlich wirtschaftlicher arbeitet, als vergleichbare Aggregate bisher bekannter Technik. Ferner sei erwähnt, daß diese Temperaturerhöhung und von der Eintrittstemperatur der Luft ist und daher mit niedrigerer Außentemperatur nicht so stark abfällt, wie as bei den meisten Heizaggregaten bekannter Technik der Fall ist.This large amount of trapped air poses a significant burden for the impeller 65 sr. Drive motors for impellers in fan housings are more common Construction must depend on the housing construction, the static Pressure and flow rate have an output of approximately 30 to 40 hp. Drive motors For a heating unit according to the invention, a must on the shaft 74 of the impeller 65 generate considerably higher power, e.g. 3. on the order of 150 to 200 P8. This large power required to drive the impeller 65 becomes almost completely in the enclosed volume of air through friction and pressure changes converted into heat, since the impeller 65 is the only load on the motor 25. the Engine power is so trapped by the generation of turbulence from the Absorbs air and expresses itself in this as a temperature increase, which was around 38 ° C for the reference unit already mentioned. This temperature increase corresponds to a heat output of approximately at a throughput of 6800 m³ / h 70,000 kcal / h, with the engine 25 having a fuel consumption of approximately 200 g / PSh Has. From this it can be seen that the heater according to the invention with better Efficiency and works much more economically than comparable units previously known technology. It should also be mentioned that this temperature increase and from the inlet temperature of the air and therefore not with a lower outside temperature drops as much as is the case with most heating units with known technology is.

Selbst bei extrem niedriger Umgebungstemperatur steht die Temperaturerhöhung des erfindungsgemäßen Heizaggregats fast sofort, d.h. nach einer Aufwärmzeit von nur 3 bis 4 Minuten zur Verfügung. Durch diese kurze Aufwärmzeit liefert das Aggregat schnell Warmluft, die z.B. zum Beheizen eines Passagierflugzeuges geeignet ist. Für den Einsatz des Heizaggregates zum Beheizen von Passagierflugzeugen wird der Austrittkanal 78 durch einen mit einer Kupplung ausgerüsteten flexiblen Schlauch mit dem internen Belüftungssystem des Flugzeuges verbunden. Zur Steuerung der aus dem Heizaggregat austretenden Warmluftmenge ist der Austrittskanal mit einer Drosselklappe 77 ausgerüstet, die vonhand oder automatisch betätigbar ist. Natürlich kann der Austrittskanal 78 auch mit jedem beliebigen anderen Raum verbunden worden, der beheizt werden soll.Even at extremely low ambient temperatures, there is a rise in temperature of the heating unit according to the invention almost immediately, i.e. after a warm-up time of only 3 to 4 minutes available. Thanks to this short warm-up time, the unit delivers quickly warm air, which is suitable, for example, for heating a passenger aircraft. To use the heating unit to heat passenger aircraft, the Outlet channel 78 through a flexible hose equipped with a coupling connected to the aircraft's internal ventilation system. To control the off The amount of hot air exiting the heating unit is the outlet duct with a throttle valve 77 equipped, which can be operated manually or automatically. Of course he can Outlet duct 78 has also been connected to any other room that is heated shall be.

In einigen extremen Anwendungsfällen reicht evtl. die durch die Turbolenz erzeugte Temperaturerhöhung von ungefähr 38 °C nicht aus. In solchen Fällen kann die Zuluft durch den Wärmetauscher 60 des erfindungsgemäßen Heizaggregates vorgewärmt werden und dadurch eine zusätzliche Temperaturerhöhung von 10 bis 25 °C erreicht werden. Dadurch wirdt wie bereits erwähnt, die vom Motor 25 zum Antrieb des Laufrades 65 geforderte Leistung reduziert und der Motor 25 erreicht schnell sein oberste Temperaturniveau bei ungefähr 80 °C, das durch einen Thermostaten geregelt wird.In some extreme applications, the turbulence may be sufficient generated temperature increase of about 38 ° C is not sufficient. In such cases the supply air is preheated by the heat exchanger 60 of the heating unit according to the invention and thereby an additional increase in temperature of 10 up to 25 ° C can be reached. As already mentioned, this means that the motor 25 to the Drive of the impeller 65 reduced the required power and the motor 25 reached quickly its uppermost temperature level at around 80 ° C, which is controlled by a thermostat is regulated.

Um die Turbulenz-Heizung durch den Betrieb des Wärmetauachers 60 zu unterstützen, kann mit Hilfe der Stellventile 17 und 18 jede gewünschter Menge heißer Kühlflüssigkeit vom Kühler 15 abgezweigt werden. Die abgezweigte heiße Kühlflüssigkeit strömt durch die Leitungen 10 und 12 und eine Vielzahl von Wärmetauscher-Rohren 63.In order to increase the turbulence heating by operating the heat exchanger 60 support, any desired amount can be hotter with the help of the control valves 17 and 18 Cooling liquid can be branched off from the cooler 15. The diverted hot coolant flows through lines 10 and 12 and a plurality of heat exchanger tubes 63.

Gemäß Fig. 2 und 3 sind die Vorlauf- und die Rücklaufleitung 10 und 12 mit 4 kreisförmigen Wärmetauscher-Rohren 63 verbunden Gemäß Fig. 3 wird die heiße Kühlflüssigkeit durch die unten liegende Vorlaufleitung 10 und die T-Stücke in die kreisförmingen Umlaufrohre gespeist und verläßt diese über die oberen T-Stücke und die Rücklaufleitung 12. Statt des ringförmigen Wärmetauschers 63 kann auch jeder andere geeignete Wärmetauschertyp verwendet werden, vorausgesetzt, daß er so angeordnet wird, daß die Zuluft durch die Wärmeübertragungs-Rippen 61 der Umlaufrohre 62 strömt, bevor sie in den zylindrischen Eintrittskanal 71 eintritt.According to FIGS. 2 and 3, the flow and return lines 10 and 12 connected to 4 circular heat exchanger tubes 63. According to FIG. 3, the hot Coolant through the flow line 10 below and the T-pieces into the fed circular circulation pipes and leaves them via the upper T-pieces and the return line 12. Instead of the annular heat exchanger 63, anyone can other suitable type of heat exchanger may be used provided it is so arranged is that the supply air flows through the heat transfer fins 61 of the circulation pipes 62, before it enters the cylindrical inlet channel 71.

Der Eintrittskanal 71 ist mit Hilfe einer Schiebepassung, eines Gewindes o.dgl. in Richtung auf das Laufrad 65 verstellbar. Es wurde festgestellt, daß die Änderung der Stellung der Eintrittsöffnung 79 relativ zum Laufrad 65 ein einfaches Mittel zur Steuerung des Wirkungsgrades und der Heizleistung des erfindungsgemäßen Heizaggregates ist.The inlet channel 71 is with the help of a sliding fit, a thread or the like. adjustable in the direction of the impeller 65. It was found that the Changing the position of the inlet opening 79 relative to the impeller 65 is easy Means for controlling the efficiency and the heating power of the invention Heating unit is.

Bei einer Ausführungsform wurden maximaler Luftdurchsatz und maximale Heizleistung dadurch erreicht, daß der Eintrittskanal 71 so eingestellt wurde, daß die Eintrittsöffnung 79 weitgehend bfindig mit der vorderen Stirnwand 58 abschloß. Der zylindrische Eintrittskanal 71 dient als Rückströmsperre, die den Eintritt der Luft in das Laufradgehäuse 70 gestattet und gleichzeitig das Rück strömen von Luft durch die Eintrittsöffnung 79 verhin dert. Dadurch, daß der Eintrittskanal 71 vorstellbar ist, dient er gleichzeitig zur Steuerung und Begrenzung der Turbulenzeffekte in dem Laufradgehäuse 70.In one embodiment, maximum air flow and maximum Heating power achieved in that the inlet channel 71 so set became that the inlet opening 79 largely flush with the front end wall 58 completed. The cylindrical inlet channel 71 serves as a non-return valve that the Entry of the air into the impeller housing 70 is allowed and at the same time the return flow prevented from air through the inlet opening 79 changed. By the fact that the entry channel 71 is conceivable, it also serves to control and limit the turbulence effects in the impeller housing 70.

Burch die Turbulenz wird ein beträchtlicher Geräuschpegel erzeugt, der durch die Eintrittsöffnung 79 und den Eintrittskanal 71 abgestrahlt werden würde. Bs dies in hindern, ist unmittelbar vor der äußeren Öffnung des 3intrittskanals 71, Jedoch mit einem ausreichenden Abstand, so daß Luft einströmen kann, eine Schallwand 55 angeordnet. Die Schallwand 55 sowie alle Wände des Laufradgehäuses 70 (mit Ausnahme des mit Filtern ausgerüsteten Eintritts, der in den Zeichnungen nicht dargestellt ist) sind mit einer dicken Schicht dicht gepackten Schall-und Wärme-Isoliermaterials 56 bekannter Ausführung versehen. Das Isoliermaterial hält die Wärme in Laufradgehäuse 70, so daß sich hier das gewünschte hohe Temperaturniveau einstellt. Ferner dämpft das Isoliermaterial 56 den nach außen dringenden Schall, so daß der äußere Geräuschpegel niedrig ist. Dadurch ist das erfindungsgemäße Heizaggregat für eine Vielzahl ziviler und industrieller Zwecke verwendbar.The turbulence generates a considerable level of noise, which would be emitted through the inlet opening 79 and the inlet channel 71. To prevent this, is immediately in front of the outer opening of the 3inlet canal 71, but with a sufficient distance so that air can flow in, a baffle 55 arranged. The baffle 55 and all walls of the impeller housing 70 (with the exception of of the inlet equipped with filters, which is not shown in the drawings is) are covered with a thick layer of tightly packed sound and heat insulating material 56 known design provided. The insulating material keeps the heat in the impeller housing 70, so that the desired high temperature level is set here. It also cushions the insulating material 56 the outside sound, so that the external noise level is low. As a result, the heating unit according to the invention is suitable for a large number of civilians and industrial purposes.

Claims

EXPECTATIONS

1. Method of heating up alleys, especially air, passing through an impeller arranged in a housing are conveyed, characterized in that that the impeller (65) circulates the gas in the housing (70) in a turbulent manner, of which a small percentage is continuously withdrawn from the housing and through Fresh gas is replaced so that the drive energy for the impeller is directly in the thermal energy contained in the gas is converted.

2. The method according to claim 1, characterized in that the gas is preheated before entering the housing (70).

3 * heating unit for carrying out the method according to one of the claims 1 or 2 with an impeller in a housing that has a gas inlet and a gas outlet contains, characterized in that the dimensions of the housing (70) are substantial are larger than those of the variable speed impeller <65) and that the impeller (65) is mounted eccentrically in a side wall (5g) of the housing is, so that a predetermined static pressure builds up inside the housing.

4. Heating unit according to claim 3, characterized in that the impeller (65) is essentially a centrifugal fan and has several blades (65 A), which press the gas in a turbulent flow against the inner walls of the housing (70).

Heating unit according to claim 3 or 4, characterized in that the Gas outlet opening (76) is seated in the first side wall (59) of the housing and the Gas inlet opening (79), provided with a gas inlet channel (71), in a second Side wall (58) is attached so that the opening (79) is coaxial with the axis of rotation (74) of the impeller (65) is in alignment.

6. Heating unit according to claim 5, characterized in that the gas inlet channel (71) is adjustable in the direction of the axis of rotation (74) so that the distance between the inlet opening (79) and the impeller (65) can be changed.

7. Heating unit according to one of claims 5 or 6, characterized in that that the point at which the gas outlet opening (76) is seated can optionally be relocated can.

8 * heating unit according to one of claims 3 to 7, characterized in that that the attachment of the impeller (65) is adjustable so that the distance between the tips of the impeller and a side wall is changeable.

9. Heszaggregat nach'einem of claims 3 to 8, characterized by, that a largely soundproof wall (55) in front of the inlet opening (79) or in front of the inlet channel (71), so that the turbulent, Air flow generated noise that radiated through the opening (79) or the channel (71) is dampened.

10. Heating unit according to claim 9, characterized in that; that the sound-absorbing wall (55) and the housing (70) with tightly packed Sound and heat insulating material (56) are coated.

11. Heating unit according to one of claims 3 to 10, characterized in that that a heat exchanger (60) is connected to the housing (70) and to the inlet opening (79) adjoins, so that the gas before its entry through the opening (79) on the with many heat transfer fins (61) provided circulation pipes (62) and is thereby preheated.

12. Heating unit according to claim 11, characterized in that the Circulation pipes (62) surround the inlet channel (71)

13. Heating unit after one of the Claims 3 to 12, characterized in that the impeller of one with one Coolant cooled high performance engine is driven and that the hot coolant is passed into the heat exchanger so that it preheats the gas.

14. Heating unit according to one of claims 11 to 13, characterized in that that in the feed and discharge lines (10, 12) to the upstream pipes (62) of the heat exchanger Control valves (17, 18) are so that the flow of hot coolant through the tubes (62) can be regulated.

15. Heating unit according to one of claims 3 to 14, there, -characterized, that the high-performance motor is designed so that in the enclosed gas Temperature gradient of about 15 ° C to 500 C is generated and that of the engine Power delivered to the impeller to control the temperature of the heated Gas is varied.

L e r s e i t e