DE2114192A1 - Raumheizofen - Google Patents

Raumheizofen

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DE2114192A1
DE2114192A1 DE19712114192 DE2114192A DE2114192A1 DE 2114192 A1 DE2114192 A1 DE 2114192A1 DE 19712114192 DE19712114192 DE 19712114192 DE 2114192 A DE2114192 A DE 2114192A DE 2114192 A1 DE2114192 A1 DE 2114192A1
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BEUSEN GERADUS LOUIS
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H3/00Air heaters
    • F24H3/006Air heaters using fluid fuel

Description

  • Raumheizofen Die Erfindung betrifft einen Raumheizofen mit einem im unteren Teil des Ofens angeordneten und vorzugaweise mit Gas betriebenen Brenner, dem Verbrennungsluft unter atmosphärischen Bedingungen, vorzugsweise aus der Ofenumgebung durch Öffnungen in der Ofenwand zuströmt, mit Luftkanälen, die mittels eines Gebläses eingeblasene Luft im wesentlichen quer zu den im Ofeninnern außen an den Luftkanälen entlang strömenden Rauchgasen durch den Ofen hindurch führen, und mit einer Rauchgasabführleitung, die die Rauchgase zu einem vor dem Rauchgasabzug angeordneten Zugunterbrecher führt.
  • Bei RAumheizöfen mit atmosphärischen Brennern, d.h.
  • mit Prennern, denen die Verbrennungsluft unter atmosphärischen Bedingungen zugeführt wird und bei denen der gesamte Verbrennungsvorgang bei atmosphärischem Druck vor sich geht, darf der Abzug der Rauchgase nicht durch Stromursgswiderstände im Abzugssystem behindert werden. Bei den sogenannten atmosphärischen Brennern wird nämlich sowohl die Primärluft, die unmittelbar den Brenndüsen zugeführt wird, von den Gasdüsen selbst angesaugt, als auch die Sekundärluft allein durch den Sog der aufsteigenden Rauch-bzw. Verbrennungsgase in die Umgebung der Flammen geführt.
  • Ähnliche Verhältnisse bestehen bei atmosphärischen Brennern, die mit anderen Brennstoffen, beispielsweise mit Öl oder Öldampf, betrieben werden.
  • Falls dennoch Strömungswiderstände den ungehinderten Abzag der Rauchgase beeinträchtigen, d.h., wenn sich aufgrund von Strömungswiderständen ein Gegendruck ausbildet, besteht bei atmosphärischen Brennern die Gefahr einer unvollkommenen Verbrennung mit der Bildung von Kohlenmonoxydgasen. Es kann außerdem Gas entweichen, so daß die Gefahr von Explosionen gegeben ist.
  • Wegen der Gefahren, die sich bei Störungen des Verbrennungsvorgangs unter atmosphärischen Bedingungen leicht ergeben können, bestehen für die Konstruktion und bei dem Betrieb von Raumheizöfen mit atmosphärischen Brennern Sicherheitsvorschriften, die bereits erkennen lassen, daß eine sichere Funktionsweise eines Raumheizofens mit atmosphärischen Brennern nur bei Beachtung einer beträchtlichen Anzahl von Regeln für den Aufbau des Raumheizofens gewährleistet ist. Jeder derartige Ofen muß beispielsweise einen Zugunterbrecher aufweisen, Dieser hat in erster Linie die Aufgabe, die Verbrennung von dem Rauchgasabzug bzw. Schornstein unabhängig zu machen, da sich dort je nach Wind- und Wetterverhältnissen unterschiedliche Druck~- und Sogwirkungen ausbilden onnen er Verbrennungsvorgang muß jedoch von den Kaminbedingungen vollkommen unabhängig ablaufen. Sowohl ein kaminseitiger Gegendruck als auch eine zu starks Zugwirkung im Kamin kann die vorstehend angegebenen Gefahren heraufbeschwören.
  • Die Sicherheitsvorschriften schreiben vor, daß die Wärmeabgabe der Rauchgase an die aufzuheizende Luft in einer Weise stattfindet, daß kein spürbarer Druckverlust in der Strömung der Rauchgase auftritt, der ungünstige Rückwirkungen auf den Verbrennungsvorgang haben kann. Dadurch kann der Konstrukteur den Aufbau der Raumheizöfen nur in engen Grenzen variieren. Die Rauchgase müssen im wesentlichen vertikal ohne nennenswerte Richtungsänderungen durch den Teil des Ofens geführt werden, in dem die Wärmeabgabe an die luftführenden Kanäle stattfindet. Diese Beschränkung bei der Gestaltung der Wärmeaustauscher führt dazu, daß man entweder einen Wärmeaustauscher mit ungenügendem Wirkungsgrad oder in den Herstellungskosten aufwendige Konstruktionen in Kauf nehmen muß, wobei man für die letzteren große Verbrennungsräume mit ausgedehnten Wärmeaustauschflächen vorsieht, die naturgemäß hohe Kosten verursachen. Es ist bS heute noch nicht gelungen, einen verhältnismäßig kleinen Raumheizofen mit atmosphärischen Brennern zu bauen, der eine relativ hohe Wärmeausbeute zuläßt.
  • Der Aufbau und Betrieb eines Raumheizofens, der nahezu keinen rauchgasseitigen Druckverlust aufweist, ist nämlich nur möglich, wenn die Rauchgase mit sehr niedriger Geschwindigkeit durch den Wärmeaustauscher in den Kamin strömen. Damit ist aber zwangsläufig eine Verminderung der Wärmeübergangszahl zwischen der Rauchgasströmungsschicht und der angrenzenden Wandung der aufzuheizende Luft führenden Kanälen verbunden. Zwangsläufig nimmt damit die pro Quadratmeter übertragbare Wärmemenge ab und läßt sich nur durch eine entsprechen Vergrößerung der wärmeaustauschenden Fläche wieder erhöhen. tber auch hierbei ergeben sich Schwierigkeiten. Denn die tjärmeaustauschenP-JPächen können nur vergrößert werden durch: a) VergröBerung der Längenabmessungen; aber damit wird die Gasgeschwindigkeit und infolgedessen die Wärmeübertragung niedriger, oder b) Vergrößerung der Höhenabmessungen; aber damit steigt der Druckverlust der Rauchgase und infolgedessen die Gefahr, daß die Sicherheitsbedingungen nicht mehr erfüllt werden können.
  • Diesen Schwierigkeiten versucht man mit folgenden Lösungen zu begegnen: a) Man rüstet die Brenner mit Gebläsen aus, die die Verbrennungsluft mit gleichbleibend relativ hohem Druck zuführen. Dadurch erhöhen sich jedoch die Anlagekosten, und zwar nicht nur durch die zusätzliche Anordnung eines Gebläses, sondern durch Steuer-und Regelorgane, die bei den sogenannten Gebläsebrennern vorgeschrieben sind. Infolgedessei ind insbesondere mit Gas betriebene Raumheizöfen mit Gebläsebrennern bei einem Wärmebedarf von 10.000 bis 60.000 Kcal/Std. in der Herstellung und im Betrieb zu teuer.
  • Außerdem ist mit Gebläsebrennern kein geräuscharmer Betrieb möglich.
  • b) Man rüstet die Raumheizöfen mit Zugventilatoren 55.
  • Jedoch auch in diesem Fall sind die Anlagekosten beträchtlich, da die Sicherheitsvorschriften ähnlich denen für Gebläsebrenner sind und die Steuer- und Regelgeräte die Herstellungskosten der Öfen wesentlich verteuern. Außerdem sind die vom Zugventilator verursachten Geräusche.bei Verwendung der Öfen in Wohnungen, Büros od.dgl. nicht tragbar.
  • c) Es werde Raumheizöfen mit Führungen für die Rauchgase während der Wärmeabgabe an die aufzuheizende Luft versehen, die eine geringfügige Geschwindigkeitserhöhung der Rauchgase zulassen. Die Verbesserung des Wirkungsgrades ohne Vergrößerung des Ofens ist jedoch gering, obwohl Raumheizöfen, die nach diesem Prinzip ausgebildet sind, heute als Öfeii mit größtmöglicher Wärmeausbeute unter den gegeben Verhältnissen gelten.
  • Ein Raumheizofen der eingangs genannten Art, bei dem das vorgenannte Prinzip einer geringfügigen Geschwindigkeitserhöhung der Rauchgase angewendet wird, weist mehrere parallele Brennerreihen auf, oberhalb derer quer bzw. horizontal durch den Ofenraum geführte Luftkanäle in zueinander paralleler Anordnung vorgesehen sind. Die Luftkanäle sind im Abstand voneinander angeordnet und weisen die Form von Kästen auf, deren Querschnitt nach unten abnimmt. Dadurch entstehen zwischen den Luftkanälen sich nach oben verengende Rauchgasleitungen, die zu einer geringfügigen Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit der nach oben strömenden Rauchgase rühren.
  • Auf diese Weise versucht man die Reibungsverluste der Strömung und den sich daraus ergebenden Druckverlust durch Erhöhung des Dynamischen Drucks auszugleichen, damit sich innerhalb der Rauchgasströmung auf dem Weg zur Rauchgasabführleitung und zum Zugunterbrecher wieder atmosphärischer Druck ergibt.
  • Die zu erz armende Luft wird in üblicher Weise auf einer Ofenseite mittels eines Gebläses in die Luftkanäle eingeblasen, erTrarnt sich an der durch die Rauchgase beheizten Wandung rier Luftkanäle und betritt an 4er gegenüberliegenden Ofenseite wieder aus, um von dort in den zu beheizenden Raum zu strömen.
  • Diese nach dem heutigen Stand der Technik unter den gegebenen Umständen optimale Konstruktion zeigt die für Raumheizöfen üblichen Merkmale, nämlich Anordnung der wärmeaustauschenden Luftkanäle unmittelbar ooerhalb des Brennraumes dicht über den Brennern, Einführung der Rauch-bzw. Verbrennungsgase in die Rauchgasleitungen zwischen den buftkanälen in nahezu ausschließlich vertikaler Richtung ohne jeden Umweg und ohne Richtungsänderlmgen, unmittelbare der Rauchgase hinter den Luftkanälen in die zum Zugunterbrecher führende Rauchgasabführleitung sowie im wesentlichen ausschließlich vertikal gerichtete Rauchgasleitungen zwischen den Luftkanälen. Schließlich ist noch daraufhinzuweisen, daß auch relativ große Wärmeübergangsflächen, d.h. relativ großflächige Luftkanäle1 und eine niedrige Rauchgasgeschwindigkeit zu den Merkmalen üblicher Raumheizöfen zählen.
  • Diesen bekannten Bauarten gegenüber besteht die Aufgabe, einen Raumheizofen der eingangs genannten Art zu schaffen, der ohne wesentliche Erhöhung der Herstellungskosten eine wirksamere Aufheizung der Luft und die Erreichung eines zufriedenstellenden Wirkungsgrades ohne große Brennräume und ohne großflächige Luftkanäle auf kleinerem Raum als bisher üblich zuläßt.
  • Als Lösung ist erfindungsgenäß vorgesehen, daß die Luftkanäle um einen im wesentlichen quer im Ofen angeordneten Rauchgasverteiler herum angeordnet und jeweils im Querschnitt vom Rauchgasverteiler ausgehend an einer Seitenwand derart nach außen und an der gegenüberliegenden Seitenwand derart nach innen gewölbt sind, daß zwischen den Luftkanälen entsprechend gewölbte Rauchgaszweigleitungen entstehen, in die dem Rauchgasverteiler über einen Verbindungskanal von dem Brennraum her zugeführte Rauchgase schräg eintreten und nach außen strömend derart umgelenkt werden, daß sie unter flachem Winkel in einen die Luftkanäle außen ringsum umgebenden Rauchgassammelkanal und von dort in die Rauchgasabführleitung strömen, die - in Strömungsrichtung der Rauchgase gesehen - tangential an den Rauchgassammelkanal angeschlossen ist.
  • Nach dieser erfindungsgemäßen Lösung sind die Luftkanäle zwar nach wie vor in wesentlichen quer durch den Ofen geführt, sie liegen jedoch nicht mehr wie bisher üblich in einer Reihe nebeneinander, sondern sie sind derart vertikal über- und nebeneinander sowie in einer geschlossenen Reihe hintereinander angeordnet, daß sie in der Mitte einen Rauchgasverteiler bilden. Dieser im wesentlichen quer angeordnete Rauchgasverteiler ist mit dem Brennraum über einen Verbindungskanal verbunden, der die Rauchgase umlenkt und in den Rauchgasverteiler einführt.
  • Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung der in einer geschlossenen Reihe hintereinander liegend angeordneten Luftkanäle entstehen von dem Rauchgasverteiler abgehende Rauchgaszweigleitungen zwischen den Luftkanälen, an die sich außen ein Rauchgassammelkanal anschließt, der seinerseits in die an sich bekannte Rauchgasabführleitung übergeht, die in Richtung der strömenden Gase tangential sowie vertikal von dem Rauchgassammelkanal nach oben führt.
  • Infolge dieses erfindungsgemäßen Aufbaues des Raumheizofens strömen die Rauchgase vom Brennraum in den Verbindungskanal, werden dort in Achsrichtung des Rauchgasverteilers umgelenkt, gelangen in den Rauchgasverteiler, werden hier wieder umgelenkt, wenn sie in die allseitig vom Rauchgasverteiler abgehenden Rauchgaszweigleitungen einstr8men, werden hier auf dem Weg in den Rauchgassammelkanal aufgrund der gewölbten Ausbildung der Luftkanäle wiederum umgelenkt und unter flachem Winkel in den Rauchgassammelkanal eingeführt. Wenn sie den Rauchgassa,-nmelkanal durchlaufen haben, werden sie durch die Rauchgasabführleitung über den Zugunterbrecher in den Kamin geleitet. Die Länge des Strömungsweges im Rauchgassammelkanal richtet sich danach, durch welche der zahlreichen Rauchgaszweigleitungen die betreffende Rauchgasmenge vom Rauchgasverteiler aus nach außen geströmt ist, so daß die Weglänge der verschiedenen Rauchgasmengen sehr verschieden ist.
  • Obwohl diese Führung der Rauchgasleitungen infolge einer besonderen Anordnung der Luftkanäle die Rauch- bzw.
  • Verbrennungsgase nicht mehr wie bisher auf dem geradesten und direktesten Weg ve vertikal in die {auchgasabführleitiuig bringt, sondern die Rauchgase mehfach, umleitet Und teilweise erheblich längere Wege als bisher zurücklegen läßt, hat sich gezeigt, daß diese Anordnung der Luftkanäle zuläßt, auf verhältnismäßig kleinem Raum ein optimales Ergebnis für den Übergang der Wärme aus den Rauchgasen auf die aufzuheizende Luft zu erzielen. Versuche haben ergeben, daß trotz der mehrfachen Umleitung der Gase kein Gegendruck auf der Rauchgasseite entsteht, der die Verbrennungsvorgänge be-einträchtigen kann.
  • *) teilweise sogar nach unten, Es wird angenommen, daß diese mehrfache Umleitung des größten Teils der Rauchgase ohne nachteilige Wirkung für die Verbrennung dadurch möglich disc, daß ein Teil der rauchgase auf weitgehend direkten Weg unmittelbar in die Rauchgasabführleitung gelangt und damit eine Injektionswirkung auf die übrigen Rauchgase ausübt, die längere Wege mit nehr Strömungswiderständen zu überwinden haben.
  • Bei diesem Teil der Rauchgase handelt es sich um die Rauchgasmenge, die nach dem Eintritt in den Rauchgasverteiler nur diejenigen Luftkanäle durchströmt, die sich zwischen dem Rauchgasverteiler und der Rauchgasaführleitung befinden. Diese Rauchgasmenge durchquert den Rauchgassammelkanal im wesentlichen, ohne in Umfarigsrichtung durch diesen hindurchgeführt zu werden. Die Strörnungsenergie dieser auf kurzem Weg in die Rauchgasabführleitung gelangenden *) Rauchgase ruft eine Induktionsströmung in den üorigen Teilen des Rauchgassammelkanals hervor, die die Rauchgase aus den Rauchgaszweigleitungen praktisch ansaugt.
  • *) heißen LJach dem erfindungsgetnäßen Prinzip ist es möglich den größten Teil der Rauchgase auf kleinstem Raum verhältnismäßig intensiv auszunutzen und so einen relativ kleinen Raumheizofen mit großer Leistung zu erhalten.
  • Die erfindungsgemäß erreichbaren Vorteile sind vor allen folgende: 1) Die Rauchgasleitungen können im Bereich des Wärmeaustauschs zwischen den Rauchgasen und der Luft einen relativ hohen Strömungswiderstand aufweisen und lassen daher eine Gestaltung zu, die einen optimalen Wirkungsgrad gewährleistet.
  • 2) Die Ausnutzung der Verbrennungswärme erreicht zufriedenstellende Werte, da die im Gesamtergebnis erziel bare Abgastemperatur relativ günstig ist.
  • ) Das Druckniveau in der Rauchgasabführleitung zeigt atmosphärische Werte.
  • 4) Infolge der vorhergehend angeführten Vorteile kann die Verbrennung ohne jegliche Störung unter atmosphärischen Verbrennungen und in einer solchen Weise vor sich gehen, daß die Sicherheitsvorschriften erfüllt sind.
  • 5) Der Konstrukteur gewinnt bei der Gestaltung der Luftkanäle und deren Anordnung sowie der Rauchgasleitungen und bei der Formgebung für den Verbrennungsraum und die sonstigen Ofenbauteile mehr Freiheit als ihm bei den bisher stets vertikalen Rauchgasströmungen gegeben ist.
  • 6) -Atmosphärische Brenner lassen sich nun auch bei Ofenkonstruktionen anwenden, für die sie bisher nicht verwendbar waren, so daß sich mit der erfindungsgemaßen Ofenausführung nun andere kostspieligere Ofenbauarten, vor allem solche mit Gebläsebrennern, ersetzen lassen. Das erfindungsgemäße Prinzip läßt sich nämlich auch soweit abwandeln, daß man die Rauchgase vom Brennraum direkt ohne Umlenkung in den Rauchgasverteiler führt, der zu diesem Zweck ganz oder nahezu vetikal gerichtet ist. Außerdem besteht die Möglichkeit, auf die Verwendung Uon Luftkanälen mit Wandungen zu verzichten und statt dessen den Rauchgasverteiler aus einer Wandung zu bilden, an den sich die Rauchgaszweigleltungen in Form von Rohren od.dgl.
  • anschließen. Schließlich besteht noch die weitere Möglichkeit, die Brenner direkt in dem Rauchgasverteiler anzuordnen, um zum einen den Weg über einen Verbindungskanal und zum anderen noch mehr Raum einzusparen.
  • 7) Es ergeben sich mehr Möglichkeiten für verschiedenartige Kaminanschlüsse von Raumheizöfen, ohne daß erhebliche Änderungen des Gerätegehäuses notwendig sind.
  • So läßt sich ein erfindungsgemäßer Raumheizofen sehr voneinander abweichenden Umständen und Erfordernissen bei der Montage und Anordnung in Räumen anpassen.
  • Bisher weist jeder Raumheizofen nur eine Anschlußmöglichkeit an einen Kamin auf, da die Anordnung der Luftkanäle und die Strömung der Rauchgase nur eine Möglichkeit zuläßt. Bei erfindungsgemäßer Ausbildung kann ein Raumheizofen nun sowohl links als auch rechts (indem man die Anordnung der Luftkanäle lediglich um 1800 um eine etwa vertikale Achse dreht) und ebenso gut oben,in in der Mitte oder hinten an einen Rauchgasabzug angeschlossen werden.
  • 8) Das erfindungsgemäße Prinzip läßt es ohne weiteres zu, auch einen zweiten Durchgang für die Rauchgase zwischen den Luftkanälen einzubauen, was bisher für Raumheizöfen mit atmosphärischen Brennern wegen des zu erwartenden hohen Gegendrucks nicht möglich ist.
  • In diesem Fall kann eine entsprechende Injektionswirkung heißer Gase mit Hilfe einstellbarer Öffnungen zwischen den beiden Durchgängen erzeugt werden.
  • 9) Für den Gebläseanschluß und für die Führung der auf zu heizenden Luft gibt es ebenfalls eine Vielzahl von Möglichkeiten, indem die Luft beispielsweise von einer Seite im oberen Teil eingeführt> im Ofen umgelenkt und unten aus anderen Luftkanälen auf der gleichen Ofenseite wieder herausgeführt wird. Ebenso ist es denkbar, die Luft auf einer Seite unten ein- und auf der gegenüberliegenden Seite oben wieder heraus zu führen.
  • Die Vorteile einer vielseitigeren Gestaltung und zahlreicher Anschlußmöglichkeiten an einen Rauchgasabzug und an eine Luftzuführung sind von außerordentlicher Bedeutung, da dem Konstrukteur im Zusammenhang mit der Gestaltung von Raumheizöfen mit atmosphärischen Brennern nur wenig Möglichkeiten zur Verfügung standen. Erfindungsgemäß ist es nun möglich, nahezu ohen Kostensteigerung verschiedensten bautechnischen Anforderungen und Wünschen Rechnung tragen zu können und darüber hinaus einen Raumheizofen zu schaffen, der sich durch hohe Leistung und wenig Platzbedarf auszeichnet, wobei es sich bei den letztgenannten Vorteilen um solche handelt, die sich nach der bisherigen Bauart zwangsläufig ausschließen mußten.
  • Eine besonders gleichmäßige Strömung ergibt sich, wenn die Luftkanäle nach einer erfindungsge,äßen Weiterbildung in kreis ringförmiger Anordnung einen im Querschnitt etwa kreisrunde Rauchgasveteiler *) bilden. In Abhängigkeit von den Wünschen für die Formgestaltung und Anschlußi-nöglichkeit sind jedoch auch andere Anordnungen als eine kreisringförmize denkbar, die die Durchführung des Erfindungsprinzips ermöglichen.
  • *) und Rauchgassammelkanal Die Strömuiigsuc-rhältnisse werden weiter dadurch verbessert, daß der Querschnitt der Luftkanäle von innen nach außen delart zunimmt, daß die gewilbten Rauchgas zweigleitungen einen in wesentlichen gleichbleibenden Durchgangsquerschnitt aufweisen.
  • Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn die dem Rauchgassammelkanal zugewandten Wandungen der Luftkanäle derart nach außen gewölbt und der Rachgassammelkanal eine gegenüber den Wandungen der Luftkanäle derart ausgebildete äußere Umfangswandung aufweist, daß der Stromungsquerschnitt des Rauchgassammelkanals ringsum im wesentlichen gleich bleibt.
  • Im Gegensatz hierzu läßt sich, beispielsweise durch eine exzentrische Lage der Umfangswandung erreichen, daß sich der Querschnitt des Rauchgassammelkanals allmählich ändert, umso die Strömungsverhältnisse im Kanal zu beeinflussen.
  • Eine nachhaltigere Aufheizung der Luft kann dadurch erreicht werden, daß die in eine Gruppe von Luftkanälen eingeblasene Luft innerhalb des Ofens mindestens einmal derart umgelenkt wird, daß sie vor ihrem Austritt. noch mindestens eine weitere Gruppe von Luftkanälen durchströmt.
  • Die Umlenkung der Rauchgase im Verbindungskanal kann dadurch verringert werden, daß die Luftkanalanordnung einschließlich des Rauchgasverteilers in Richtung auf den Brennraum hin gegenüber der Vertikalen schräg geneigt ist.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert.
  • den Zeichnungen zeigen: Fig. die @ @@@ @he Ansiehr eines üblichen Raumneisofers teilweise zu Schnitt; Fig. eine Seitenansicht einer Ausführungöffern eines erfindungsgemäßen Raumneisofens in sch@@t@@cher Darstellung, teilweise geschnitten; Fig. 3 eine Vorderansicht des Raumheizofens nach Fig. 2 im Schnitt entlang der Linie 5-5 von Fig 2.
  • Der in Fig. 1 dargestellte Raumheizofen weist in herkömmlicher Bauart im unteren Teil des Ofens angeordnewte Brenner 1 auf, denen Gas G und Primärluft P durch die Brennerdüsen zugeführt wird, wie durch entsprechende Pfeile P, G angedeutet ist. Die Sekundärluft S stiömt den Flammen durch andere nicht dargestellte Öffnungen im Brennraum 2 des Ofens zu Die resultierenden Rauchgase R steigen zwischen kastenförmigen Luftkanälen 4 auf, die in einer Reihe parallel sowie im Abstand voneinander angeordnet sind und jeweils einen sich nach unten hin verjüngenden Querschnitt aufweisen, so daß oben zw1-schen den Luftkanälen 4 verengte Durchströmquerschnitte für die Rauchgase R entstehen Dadurch will man erreichen, daß die Druckverluste aufgrund von Strömungswiderständen durch eine Zunahme der Strömungsgeschwindigkeit und damit durch eine Erhöhung des dynamischen Drucks wieder ausgeglichen wird, so daß im Raum oberhalb der Luftkanäle 4 wieder nahezu atmosphärische Druckverhältnisse herrschen, wie im Betreich der atmosphärischen Brenner 1.
  • Die Rauchgase strömen aus dem Raum 5 über eine Rauchgasabführleitung 6 zu einem Zugunterbrecher 7 und treten dort zusammen mit Mischluft ML in den Rauchgasabzug 8 ein. Die aufzuheizende Luft L wird mittels eines nicht dargestellten Gebläses in Längrichtung der Luftkanäle 4 quer durch den Ofen geleitet und heizt sick an den von den heißen Rauchgasen erwärmten Kanalwandungen auf.
  • Diese bekannte Beuart zeichnet sich durch einen großen Brennraum und großvolumige Luftkanäle 4 sowie große Zwischenräume zwischen diesen aus, damit die Geschwindigkeit der Rauchgase und damit die Strömungswiderstände gering bleiben. Die Leistung eines solchen Ofens ist im Vergleich zu seiner Größe gering.
  • Bei dem in den Figuren 2 und 5 dargestellten Ausführungsbeispiel nach der Erfindung sind die Brenner 1 neben einer besonderen Anordnung von Luftkanälen 4 angeordnet.
  • Oberhalb des Brennraums 2 werden die aufsteigenden Rauchgase R in einen die Rauchgase umlenkenden Verbindungskanal lo und von hier aus in einen- Rauchgasverteiler 11 geführt, der, wie aus Fig. 7 ersichtlich ist, aus in besonderer Weise angeordneter und im einzelnen ausgebildeter Luftkanäle 4 gebildet wird.
  • Jeder Luftkanal 4 weist an der inneren Wand 12 und an der äußeren Wand 15 eine dem jeweiligen Radius - gemessen von der Mittelachse des Rauchgasverteilers 11 aus -entsprechende Wölbung nach außen auf, so daß die Verbindungslinien der kreisförmig angeordneten Kanäle 4 zusammen mit den Linienelementen für die Wände 12 und 15 jeweils Kreislinien ergeben. Hinsichtlich der Seitenwände ist festzustellen, daß bei allen Luftkanälen 4 stets in gleicher Richtung eine Seitenwand 15 nach außen und die gegenüberliegende Seitenwand 14 nach innen gewölbt ist, und zwar derart bei nach außen zunehmendem Querschnitt der Luftkanäle 4, daß im wesentlichen gleichbleibende Durchgangsquerschnitte aufweisende Rauchgaszweigleitungen 17 entstehen.
  • Im Abstand von den äußeren Wänden 15 der Luftkanäle 4 befindet sich eine kreisringförmige Umfangswandung 18, die zusammen mit den äußeren Wänden 15 einen ringförmigen Rauchgassallmelkanal 16 bildet, der in Strömungsrichtllng (vgl. Pfeile) in eine tangential angeschlossene und nach oben geführte Rauchgasabführleitung 6 mündet, über der sich in üblicher Weise der Zugunterbrecher 7 und der Rauchgasabzug 8 befindet.
  • In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die kreisringförmige Anordnung der Luftkanäle 4 gegenüber der Vertikalen in Richtung auf den Brennraum 2 hin geneigt, damit die Rauchgase R leicht in den Rauchgasverteiler 11 eintreten können. Die jeweilige Lage der Gruppe aus Luftkanälen 4 bestimmt sich jedoch nach denjeweiligen Erfordernissen, Gestaltungswünschen für das Ofengehäuse, nach den Anschlußmöglichkeiten für das Gebläse 19 und durch andere Faktoren mehr. Die in Fig.
  • 2 ersichtliche Lage ist daher nur rein beispielhaft zu verstehen.
  • Bei dieser Gestaltung der Rauchgasführung infolge der gewählten Anordnung von Luftkanälen tritt ein Teil der Rauchgase von dem Rauchgasverteiler 11 aus in diewenigen Rauchgaszweigleitungen 17 ein, die zwischen dem Rauchgasverteiler 11 und der Rauchgasabführleitung 6 angeordnet sind. Von dort gelangen sie als mit ul, u2 und u5 gekennzeichnete Strömungen direkt in die Rauchgasabführleitung 6. Die anderen Rauchgasanteile, die andere Zweigleitungen 17 durchlaufen und beispielsweise mit vl, v2 und v3 gekennzeichnet sind, gelangen in den Rauchgassammelkanal 16, durchströmen diesen im Uhrzeigersinn (vgl. Fig. 5) und treten gemeinsam mit den Rauchgasströmungen ul, u2 und uS durch die Rauchgasabführleitung 6 aus.
  • Obwohl die Rauchgase, insbesondere die Strömungen vl, v2 und v5 verschiedene Male während ihres Weges vom Brennraum 2 zur'leitung 6 umgelenkt und längs verhältnismäßig langer Wege geführt werden, sind die Strömungswiderstände, wie angenommen wird> niedriger infolge der Vermeidung von Umlenkungen in verhältnismäßig scharfem Winkel. Die Rauchgasströmungen R treten nämlich aus dem Rauchgasverteiler 11 bereits unter einem flachen Winkel schräg in die Zwischenräume zwischen den Luftkanälen 4 ein, werden bei dem Durchlauf durch die Rauchgaszweigleitungen 17 allmählich umgelenkt und weisen beim Eintritt in den Rauchgassammelkanal 16 schon nahezu eine in Umfangsrichtung dieses Kanals gelegene Strömungsrichtung auf. Insofern läßt sich der Weg der Rauchgase als mehrfach gewundene Spirale beschreiben.
  • Der Grund dafür, daß trotz der langen und verwundenen Rauchgasführung kein nennenswerter Gegendruck auf die Verbrennung im Brennraum 2 einwirkt, dürfte jedoch nicht allein der Tatsache zuzuschreiben sein, daß die Strömungswiderstände aus den erwähnten Gründen niedriger, als erwartet werden konnte, ausfallen, sondern in erster Linie darauf, daß die auf dem direktesten Weg, der bei dieser Konstruktion möglich ist, in die Rauchgasabführleitung 6 gelangenden Rauchgasströme ul, u2 und u5 wie eine Injektionspumpe auf den Rauchgassammelkanal wirken, so daß die in den Rauchgaszweigleitungen 17 vorhandenen Rauchgase einer Sogwirkung nach außen unterliegen.
  • Für die Durchführung der zu erhitzenden Luft bestehen viele Möglichkeiten, von denen in der Zeichnung nur einige angedeutet sind. Wenn das Gebläse 19 in der in Fig. 2 ersichtlichen Stellung an der rechten Ofenseitenwand 9b oben angebracht ist, durchströmt die Luft längs der mit A bezeichneten und durch Pfeile veranschaulichten Wege zunächst die oben gelegenen Luftkanäle 4, wird beim Austritt aus diesen umgelenkt, strömt nach unten, tritt dort in die untere Hälfte der Luftkanäle 4 ein und verläßt den Ofen auf diese Weise im unteren Teil der Seitenwand 9b.
  • Eine Umkehrung dieser Strömungsrichtung der Luft ist durch die Pfeile B angedeutet. Außerdem kann die Luft ebenso gut, wenn dies für die besonderen Verhältnisse erwünscht ist, den Ofen auf dem mit C bezeichneten Weg verlassen.
  • In jedem Fall wird auf kleinstem Raum ein Höchstmaß an Leistung bei der Erhitzung von Luft erzielt, wobei noch ein erhebliches Maß an Gestaltungsfreiheit für die Ofenform und für die Anordnung der Kamin- und der Gebläseanschlüsse erhalten bleibt.

Claims (1)

  1. ratentansprüche
    1.) Raumheizofen mit einem im unteren Teil des Ofens angeordneten und vorzugsweise mit Gas betriebenen Brenner, dem Verbrennungsluft unter atmosphärischen Bedingungen, vorzugsweise aus der Ofenumgebung, durch Öffnungen in der Ofenwand zuströmt, mit Luftkanälen, die mittels eines Gebläses eingeblasene Luft im wesentlichen quer zu den im Ofeninnern außen an den Luftkanälen entlang strömenden Rauchgasen durch den Ofen hindurchführen, und mit einer Rauchgasabführleitung, die die Rauchgase zu einem vor dem Rachgasabzug angeordneten Zugunterbrecher führt, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Luftkanäle (4) um einen im wesentlichen quer im Ofen angeordneten Rachgasverteiler (11) herum angeordnet und jeweils im Querschnitt vom Rauchgasverteiler (11) ausgehend an einer Seitenwand (13) derart nach außen und an der gegenüberliegenden Seitenwand (14) derart nach innen gewölbt sind, daß zwischen den Luftkanälen (4) entsprechend gewölbte Rauchgaszweigleitungen (17) entstehen, in die dem Rauchgasverteiler (11) über einen Verbindungekanal (10) von dem Brennraum (2) her zugeführte Rauchgase (R) schräg eintreten und nach außen strömend derart umgelenkt werden, daß sie unter flachem Winkel in einen die Luftkanäle (4) außen ringsum umgebenden Rauchgassammelkanal (16) und von dort in die Rauchgasabführleitung (6) strömen, die - in Strömungsrichtung der Rauchgase (R) gesehen - tangtial an den Rauchgassammelkanal (16) angeschlossen ist.
    2. Raumheizofen nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Luftkanäle (4) in kreisringförmiger Anordnung einen- im Querschnitt etwa kreisrunden Rauchgasverteiler (11) bilden.
    5. Raumheizofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Querschnitt der Luftkanäle(4)v n innen nach außen derart zunimmt, daß die gewölbten Rauchgaszweigleitungen (17) einen im wesentlichen gleichbleibenden Durchgalgeluerschnitt aufweisen.
    4. Raumheizofen nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 1 - 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß die dem Rauchgassammelkanal (16) zugewandten Wände (15) der Luftkanäle (4) derart nach außen gewölbt und der Rauchgassammelkanal (16) eine gegenüber den Wänden (15) der Luftkanäle (4) derart ausgebildete äußere Umfangswandung (18) aufweist, daß der Strömungsquerschnitt des Rauchgassammelkanals (16) ringsum im wesentlichen gleich bleibt.
    5. Raumheizofen nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 1 - 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß sich der Strömungsquerschnitt des Rauchgassammelkanals (16) längs seines Verlaufs allmählich ändert.
    6. Raumheizofen nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 1 - 4 oder 5, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , -daß die in eine Gruppe von luftkanälen (4) eingeblasene Luft innerhalb des Ofens die Möglichkeit erhält, mindestens einmal derart umgelenkt zu werden, daß sie vor ihrem Austritt noch mindestens eine weitere Gruppe von Buftkanälen durchströmt.
    7. Raumheizofen nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 1 - 4 oder 5 und 6, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Luftkanalanordnung einschließlich des Rauchgasverteilers (11) in Richtung auf den Brennraum (2) hin gegenüber der Vertikalen schräg geneigt ist.
    8. Raumheizofen nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 1 - 4 oder 5 ohne 4 sowie 6 oder 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Kamin und luftanschlüsse in Anpassung an bauliche Erfordernisse in verschiedener Gestaltungsweise und Anzahl an nahezu beliebigen Stellenpdes Ofens angeordnet werden können.
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