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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein einen Heizstrahler, insbesondere zur Anwendung auf Terrassen. Insbesondere betrifft die Erfindung einen solchen Heizstrahler, der mit Biomasse betrieben wird.
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Hintergrund der Erfindung/Stand der Technik
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Zum Heizen von bspw. Terrassen, bspw. im Gastronomie- und Eventbereich sind Heizstrahler bekannt, die mit Holzpellets heizen. Die Holzpellets werden auf einem Brennteller des Heizstrahlers verbrannt und die durch die Verbrennung entstehenden Flammen schlagen nach oben in eine durchsichtige Abstrahleinheit, so dass die Flammen von außen sichtbar sind. Bei der Abstrahleinheit handelt es sich überwiegend um ein Glasrohr, das sich durch die in seinem Inneren lodernden Flammen erhitzt und Wärme nach außen abstrahlt. Die Heizwirkung basiert hierbei hauptsächlich auf der Strahlungswärme der Flammen, die auf den zu beheizenden Personen oder Gegenständen auftrifft.
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Aus der
EP 3 279 569 B1 ist bspw. ein mobiler Heizstrahler mit einer Brenneinheit zum Verbrennen von Festbrennstoff, einem Festbrennstoffspeicher und einer durchsichtigen Abstrahleinheit zum Abstrahlen von Verbrennungswärme in die Umgebung bekannt, wobei die Abstrahleinheit ein Glasrohr und ein in dem Glasrohr angeordnetes opakes Flammbündelrohr aufweist. Bei dem Festbrennstoff kann es sich bspw. um Biomassepellets, insbesondere Holzpellets handeln. Der Verbrennung wird dabei mittels eines Gebläses Frischluft zugeführt, die als Primärluft in die primäre Flammzone und als Sekundärluft über der primären Flammzone eingeblasen wird.
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Die
DE 10 2013 100 971 B4 beschreibt eine Terrassenstrahler-Vorrichtung, bei der die Feuerungsstelle als mit Holzpellets auffüllbare Brennkammer ausgebildet ist. Die Brennkammer ist zumindest seitlich von einem Schutzgehäuse umgeben, das mit einer oder mehreren Öffnungen versehen ist für die Zufuhr von Primärluft durch die im Bereich des unteren Endes der Brennkammer vorgesehenen Öffnungen in das Innere der Brennkammer sowie für die Zufuhr von den in der Brennebene entstandenen heißen Verbrennungsgasen beizumischender Sekundärluft.
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Schließlich offenbart die
DE 20 2017 101 003 U1 einen Heizstrahler, insbesondere einen Terrassenheizstrahler mit einem Verbrennungsraum zum Verbrennen von Holzpellets, einem sich vertikal aus dem Verbrennungsraum erstreckenden Rohr, das zumindest im Bereich seines dem Verbrennungsraum gegenüberliegenden und damit oberen Ende wenigstens eine Ausströmöffnung, vorzugsweise mehrere verteilt über den Umfang des Rohres angeordnete Ausströmöffnungen aufweist, wobei der Heizstrahler eine Einrichtung zum kontinuierlichen Zuführen der Holzpellets in den Verbrennungsraum aufweist. Zum Zuführen von Frischluft in den Verbrennungsraum kann ein Ventilator vorgesehen sein. Die zugeführte Luft durchströmt die Holzpellets von unten nach oben, so dass auf diese Weise eine gute Verbrennung und auch eine gute Bildung von Holzgasen erzielt wird. Oberhalb und unterhalb eines Holzpelletauflagesiebes ist jeweils eine Frischluftöffnung vorgesehen, die einerseits einer möglichst vollständigen Verbrennung der Holzpellets durch Anziehen von Oberluft (Sekundärluft) bzw. durch Anziehen von Unterluft der positiven Beeinflussung des Glimmprozesses und damit der Bildung von Holzgas dient.
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Nachteilig an diesen bekannten Heizstrahlern ist vor allem, dass die Flamme aus der Flammdüse die Wandung des Glasrohres berührt, dadurch abkühlt und sich durch diese lokale Abkühlung Ruß oder andere Verbrennungsrückstände an der Glaswandung absetzen. So wird bei der
EP 3 279 569 B1 ein zusätzliches, opakes Rohr (Flammbündelrohr) innerhalb des Glasrohrs benötigt, um Rußablagerungen an der Glasrohrwand zu vermeiden und die Glasoberfläche vor Überhitzung zu schützen. Dies behindert die Sicht auf das Flammenspiel. Weiterhin nachteilig ist, dass bei der
EP 3 279 569 B1 eine störanfällige, elektrische Fördereinrichtung für den Brennstoff notwendig wird.
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Weitere Nachteile bei den genannten Vorrichtungen aus dem Stand der Technik liegen darin, dass für eine saubere Verbrennung bzw. Ausgasung des Brennstoffes vielfach eine Regelungsvorrichtung des Primär-/Sekundärluftstroms sowie separate Zündvorrichtungen bzw. eine Zündkammer benötigt wird.
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Ebenfalls nachteilig ist, dass generell feine Drahtgitter als Funkenschutz verwendet werden, die nach längerem Betrieb durchglühen können.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Heizstrahler der gattungsgemäßen Art so weiterzuentwickeln, dass die o.g. Nachteile des Standes der Technik vermieden werden.
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Diese und weitere Aufgaben werden durch den Heizstrahler nach Anspruch 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
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Figurenliste
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigt
- 1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Heizstrahlers;
- 2 eine schematische Schnittzeichnung des erfindungsgemäßen Heizstrahlers entlang der Linie A-A der 1;
- 3 eine schematische Schnittzeichnung des erfindungsgemäßen Heizstrahlers entlang der Linie B-B der 2;
- 4 eine schematische Detailansicht eines Ausschnitts aus 1;
- 5 eine schematische Schnittzeichnung des erfindungsgemäßen Heizstrahlers entlang der Linie C-C der 4;
- 6 eine isometrische Ansicht eines Rostaufsatzes für eine alternative Ausführungsform des erfindungsgemäßen Heizstrahlers; und
- 7 eine schematische Schnittzeichnung durch Primär- und Sekundärluftdüse des erfindungsgemäßen Heizstrahlers.
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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Die 1 bis 3 zeigen eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Heizstrahlers 2 aus verschiedenen Perspektiven.
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Der Heizstrahler 2 weist drei Standfüße 4 auf, die vorzugsweise jeweils aus einem Vierkantprofil bestehen (Dreibein). Die Standfüße 4 sind durch Aufstecken eines passenden Profils in der Länge variabel. Die erfindungsgemäße Anordnung kann somit auch als Tisch oder Stehtisch verwendet werden (vgl. weiter unten). Im unteren Bereich, mittig zwischen den Standfüßen 4, befindet sich ein herausnehmbarer Aschekasten 6 mit einer Aufnahmevorrichtung 10 zur Aufnahme eines handelsüblichen Anzündmaterials, bspw. einem Grillanzünder oder Zündwolle) (nicht gezeigt). Die Aufnahmevorrichtung 10 besteht vorzugsweise aus einem Dorn, auf den das Anzündmaterial aufgesteckt und zum Betrieb des Heizstrahlers angezündet wird. Der Dorn positioniert das brennende Anzündmaterial direkt unterhalb des Brennstoffes. Oberhalb des Aschekastens 6 ist ein Feuerrost 14 angeordnet, der den Biomassebrennstoff aufnimmt. Bei dem Biomassebrennstoff handelt es sich bevorzugt um Holzpellets, Hackschnitzel oder dgl. Diese werden vor der Entzündung des Anzündmaterials in einen oberhalb des Feuerrostes 14 angeordneten Aufgabetrichter 18 mit Einfüllrohr 20 eingefüllt und rutschen durch die vertikale Konstruktion des Aufgabetrichters 18 selbstständig in Richtung des Feuerrostes 14 nach. Der Feuerrost 14 ist austauschbar. Dazu ist er durch einen Schlitz im Einfüllrohr 20 eingeschoben und mit einer Schraube an diesem gesichert.
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Seitlich neben dem Aschekasten 6 befindet sich eine Primärluftdüse 22 mit einem angeschlossenen Gebläse 26, das bevorzugt batteriebetrieben ist. Das Batterie- und Steuerungsgehäuse 24, das die elektrischen Bauteile und die Bedienelementen enthält, bildet idealerweise eine Einheit mit dem Gebläse 26 (d.h., das Gebläse 26 ist ebenfalls an dem Batterie- und Steuerungsgehäuse 24 befestigt) und kann als Ganzes vom Heizstrahler 2 abgenommen werden, um bspw. die Batterie anderenorts aufzuladen. Beim Anschalten des Gebläses 26 nach Erreichen einer entsprechenden Temperatur (ca. 200 bis 250°C an der weiter unten beschriebenen Flammdüse 36) wird durch die orthogonal zum Feuerrost 14 und mit einem Winkel von ca. 120° zum Einfüllrohr 20 angeordnete Primärluftdüse 22 Verbrennungsluft (auch Primärluft oder Unterluft genannt) direkt unter den Feuerrost 14 geblasen. Die Primärluft versorgt das Feuer mit kalter, sauerstoffreicher Frischluft. Gleichzeitig mit der Primärluft strömt Luft (Sekundärluft) an der Außenseite der Primärluftdüse 22 bzw. an der Außenseite des Gehäuses (Flammrohr 30) vorbei in die Sekundärluftführung 28. Die Sekundärluft ist für eine kontinuierliche Luftversorgung des Feuers während der Hauptverbrennungsphase zuständig. Der unterhalb des Aufgabetrichters 18 angeordnete Ascheschieber 8 dient zur Sicherstellung des Nachrutschens von Brennstoff und zur Feuerrostreinigung am Ende des Brennvorgangs. Der Ascheschieber 8 weist an der dem Feuer zugewandten Seite idealerweise eine kleine Verbreiterung/Hakenausbildung (nicht gezeigt) auf. Insbesondere bei der Verwendung von gröberen Brennstoffen, z.B. Hackgut, kann es nämlich vorkommen, dass der Brennstoff nicht nachrutscht. Ein kurzes Schüren oder Stochern mit dem Ascheschieber 8 lässt den Brennstoff dann nachrutschen. Der Ascheschieber 8 wird durch ein in etwa parallel zur Feuerrostebene verlaufendes Rohr 16 geführt und mit einem hitzeisolierenden Griff 12 (z.B. aus Holz) versehen. Im Betrieb wird der Ascheschieber 8 am Griff 12 ein Stück herausgezogen, um das Nachrutschen von Brennstoff nicht zu behindern.
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Oberhalb des Feuerrostes 14 ist ein Flammrohr 30 angeordnet, das von der Sekundärluftführung 28 radial umgeben ist. Während des Betriebs wird die Sekundärluft in dem kreisförmigen Zwischenraum zwischen Flammrohr 30 und Sekundärluftführung 28 vorgewärmt. Der Sekundärluftstrom wird von den im oberen Bereich der Sekundärluftführung 28 schraubenförmig angeordneten Luftleitblechen 32 gebremst und der Verbrennung im Flammrohr 30 über darin vorgesehene Bohrungen 34 zugeführt. Sekundärluft, die an den Luftleitblechen 32 vorbeiströmt, erfährt durch die schraubenförmige Anordnung der Bleche 32 einen Drall und wird am oberen Ende des Flammrohres 30 wieder der Verbrennung zugeführt. Die Verbrennungsgase treten nun aus dem Flammrohr 30 nach oben aus und werden in der Flammdüse 36 durch eine Querschnittsverengung 40 beschleunigt (vgl. 4). Die Flammdüse 36 wird idealerweise durch einen sogenannten Klöpperboden gebildet, welcher im Boden eine Bohrung aufweist. Zur besseren Führung der Flamme kann ein kurzes Rohrstück desselben Durchmessers wie die Bohrung der Flammdüse 36 angebracht werden. Der Bohrungsquerschnitt der Flammdüse 36 ist kleiner als die Summe der freien Querschnitte der Sekundärluftführung 28 und des Flammrohres 30 und kleiner als der freie Querschnitt der in Strömungsrichtung folgenden Glasröhre 42. Beim Austritt der Verbrennungsgase aus der Flammdüse 36 entsteht im Verhältnis zur Umgebung - ähnlich wie bei einer Strahlpumpe - ein Unterdruck in der Glasröhre 42.
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Unmittelbar an der Querschnittsverengung 40 befindet sich ein Spalt 44, die sogenannte Tertiärluftöffnung. Durch diesen Spalt 44 wird Luft von außen angesaugt, die verhindert, dass die Flamme aus der Flammdüse 36 die Wandung der oberhalb der Flammdüse 36 angebrachten Glasröhre 42 berührt („Scheibenspülung“), dadurch abkühlt und sich durch diese lokale Abkühlung Ruß oder andere Verbrennungsrückstände an der Glaswandung absetzen. Zur Verstärkung des Effektes kann die Glasröhre 42 mit stetig größer werdendem Querschnitt ausgebildet sein (Diffusor). Die Tertiärluft sorgt somit für eine besonders effizienten, sauberen Verbrennungsvorgang. Das Feuer wird durch ihre Zuführung unmittelbar mit sauerstoffreicher, vorgewärmter Zusatzluft versorgt. In Kombination mit der Sekundärluft treibt sie den Brennvorgang effektiv an und sorgt damit für eine vollständige Verbrennung. Vor allem werden dadurch auch aufsteigende Feinstäube und Abgase mit verbrannt, so dass die Abluft deutlich sauberer ist und ein zusätzlicher Feinstaubfilter erlässlich wird. Der Spalt 44 wird durch eine dreipunktförmige Auflage 27 der Glasröhre 42 auf der Flammdüse 36 gebildet (vgl. 5), wobei die Glasröhre 42 radial durch einen umlaufenden Ring 46 gestützt wird. Die Glasröhre 42 wird dabei durch eine zwischen ihr und dem umlaufenden Ring 46 angeordnete Glasfaserpolsterung vor Beschädigungen geschützt.
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Am oberen Ende der Glasröhre 42 befindet sich ein Funkenfänger 48, der vorzugsweise aus einem gelochten Blech mit einer engmaschigen Drahtgittereinlage oder einer Schaumkeramik besteht. Der Funkenfänger 48 verhindert, dass glühende Teilchen aus der Glasröhre 42 austreten können. Auf dem Funkenfänger 48 kann in bekannter Weise ein Reflektorblech (nicht gezeigt) angebracht sein, das die anfallende Strahlungswärme nach unten zu den umstehenden Personen bzw. Gegenständen abstrahlt.
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In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist der Heizstrahler 2 in einen Tisch bzw. Stehtisch integriert. Dazu wird der Heizstrahler 2 unterhalb der Flammdüse 36 mit einer umlaufenden Tischplatte 50 versehen.
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Die erfindungsgemäße Anordnung bietet insbesondere folgende Vorteile.
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Zum einen ist kein zusätzliches Flammbündelrohr im Inneren der Glasröhre 42 notwendig, da die Glasröhre 42 vor allem im unteren Bereich von der Luftströmung vor Überhitzung geschützt wird.
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Zum anderen tritt durch die Anordnung des Gebläses 26 mit der Primärluftdüse 22 und der Sekundärluftdüse 56 (vgl. Schnittzeichnung 7) ein Selbstregeleffekt ein. Je mehr Brennstoff auf dem Feuerrost 14 liegt, desto höher ist der Strömungswiderstand, den die Primärluft zu überwinden hat. Dadurch steigt bei gleichbleibender Gebläseleistung selbstständig die Sekundärluftmenge und trägt so zu einer guten Oxidation der Holzgase bei.
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Des Weiteren bewirkt die Anordnung bzw. der Strömungsvektor der Primärluftdüse 22 im Verhältnis zum Einfüllrohr 20 (120°) im Betrieb, dass der Aufgabetrichter/Brennstoffbehälter 18 bei geschlossenem Deckel (nicht gezeigt) stets mit Unterdruck beaufschlagt ist und somit beim Öffnen des Deckels und der Nachfüllung von Brennstoff keine Rauchgase austreten.
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Der Feuerrost 14 ist als Verschleißteil auswechselbar ausgeführt.
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Durch die Ausführung des Aschekastens 6 mit einem Dorn 10, welcher das Anzündmaterial direkt unter dem Brennstoff hält, ist der Heizstrahler 2 komfortabel zu entzünden. Es wird keine elektrische Zündenergie benötigt.
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Die Stahloberfläche um die Flammdüse 36 erwärmt sich während des Betriebs und kann als Warmhaltefläche für z.B. Getränke dienen.
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Zudem ist der Heizstrahler 2 ohne Werkzeug einfach in seine Einzelkomponenten (Tischplatte, Standfüße, Batterie-Gebläseeinheit, Flammdüse mit Glasröhre und Funkenfänger, Brennereinheit) zerlegbar.
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Der Funkenfänger 48 kann idealerweise mit einer unbeschichteten oder beschichteten Schaumkeramik bestückt werden. Diese wirkt als Katalysator zur Schadstoffreduktion und als Funkenschutz bzw. Filter zugleich.
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Der Heizstrahler 2 kann auch mit einem alternativen Rostaufsatz 52 (vgl. 6) als Kochstelle verwendet werden. Dazu wird die Abstrahleinheit (Flammdüse 36, Glasröhre 42, Funkenfänger 48) abgebaut und stattdessen der Rostaufsatz 52 über das Flammrohr 30 in die entsprechenden Einstecköffnungen 54 (vgl. 1 und 7) gesetzt. Durch ein Blech bzw. ein kurzes Rohrstück wird dabei die Ablenkung der Flamme durch Wind vermieden.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Heizstrahler
- 4
- Standfüße
- 6
- Aschekasten
- 8
- Ascheschieber
- 10
- Aufnahmevorrichtung
- 12
- Griff
- 14
- Feuerrost
- 16
- Rohr
- 18
- Aufgabetrichter
- 20
- Einfüllrohr
- 22
- Primärluftdüse
- 24
- Batterie- und Steuerungsgehäuse
- 26
- Gebläse
- 28
- Sekundärluftführung
- 30
- Flammrohr
- 32
- Luftleitbleche
- 34
- Bohrungen
- 36
- Flammdüse
- 38
- Dreipunktauflage
- 40
- Querschnittsverengung
- 42
- Glasröhre
- 44
- Spalt
- 46
- umlaufender Ring
- 48
- Funkenfänger
- 50
- Tischplatte
- 52
- Rostaufsatz
- 54
- Einstecköffnung
- 56
- Sekundärluftdüse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 3279569 B1 [0003, 0006]
- DE 102013100971 B4 [0004]
- DE 202017101003 U1 [0005]
