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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.
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Bei RAumheizöfen mit atmosphärischen Brennern, d.h.
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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.
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Ähnliche Verhältnisse bestehen bei atmosphärischen Brennern, die mit
anderen Brennstoffen, beispielsweise mit Öl oder Öldampf, betrieben werden.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Außerdem ist mit Gebläsebrennern kein geräuscharmer Betrieb möglich.
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b) Man rüstet die Raumheizöfen mit Zugventilatoren 55.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Obwohl diese Führung der Rauchgasleitungen infolge einer besonderen
Anordnung der Luftkanäle die Rauch- bzw.
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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.
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*) 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.
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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.
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*) 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.
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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.
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2) Die Ausnutzung der Verbrennungswärme erreicht zufriedenstellende
Werte, da die im Gesamtergebnis erziel bare Abgastemperatur relativ günstig ist.
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) Das Druckniveau in der Rauchgasabführleitung zeigt atmosphärische
Werte.
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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.
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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.
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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.
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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.
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7) Es ergeben sich mehr Möglichkeiten für verschiedenartige Kaminanschlüsse
von Raumheizöfen, ohne daß erhebliche Änderungen des Gerätegehäuses notwendig sind.
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So läßt sich ein erfindungsgemäßer Raumheizofen sehr voneinander
abweichenden Umständen und Erfordernissen bei der Montage und Anordnung in Räumen
anpassen.
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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.
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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.
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In diesem Fall kann eine entsprechende Injektionswirkung heißer Gase
mit Hilfe einstellbarer Öffnungen zwischen den beiden Durchgängen erzeugt werden.
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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.
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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.
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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.
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*) 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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen mit
Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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2 ersichtliche Lage ist daher nur rein beispielhaft zu verstehen.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.