DE2129826A1

DE2129826A1 - Gasgefeuerte Heizvorrichtung

Info

Publication number: DE2129826A1
Application number: DE19712129826
Authority: DE
Inventors: R W Abbott
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1970-06-18
Filing date: 1971-06-16
Publication date: 1971-12-23
Also published as: FR2099250A5; US3670713A; GB1343446A; SE375370B

Description

Gasgefeuerte Heizvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Zuführung von Wärme zu einem Raum, wie z. B. einem Wohnraum, Haus, Gebäude oder ähnlichem. Insbesondere betrifft die Erfindung eine verbesserte gasgefeuerte Heizvorrichtung für eine Zuführung dieser Wärme.

Bisher verwendeten herkömmliche gasgefeuerte Heiz- oder Ofenvorrichtungen der oben beschriebenen Art meistens ziemlich grobe, aus Gußeisen oder otahl hergestellte Wärmetauscher in der allgemeinen Form eines hohlen Ka3teri3 oder eines geschlossenen Mantelgehäuses, um die durch die Verbrennung einer brennbaren Gaa-Luftmischung erzeugte Wärme zu der Luft zu übertragen, die zwischen

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dem Wärmetauscher und dem zu erwärmenden Raum zirkuliert. Dabei wurden diese herkömmlichen Wärmetauscher gewöhnlich mit ähnlich unentwickelten Verbrennungs- oder Brennereinrichtungen kombiniert, die sehr ähnlich gewesen sind wie diejenigen, die in Gaskochherden verwendet wurden, und. in denen die Luft, die mit dem Brennstoffgas gemischt wird, dem Brenner unter atmosphärischen Bedingungen zugeführt wird. Obwohl diese bekannten Heizvorrichtungen während der vergangenen Jahre einigermaßen zufriedenstellend gearbeitet haben und in -weiten Bereichen eingesetzt wurden, um Räume, Häuser und andere Gebäude durch Gas zu erwärmen, so sind sie doch sehr umfangreich im Volumen und schwer im Gewicht (und infolgedessen teuer) des für die Wärmetauschervorrichtung erforderlichen Materials gewesen· Dabei war eine typische herkömmliche Wärmetauschervorrichtung aus Stahl in Form eines geschlossenen Mantelgehäuses hinsichtlich des Wärmeübertragungsvermögens der durch die Verbrennung der brennbaren Gas-Luftmisehung erzeugten Wärme auf die Luft, die zwischen der Wärmetauschervorrichtung und dem zu erwärmenden Raum zirkuliert, auf eine Geschwindigkeit von nur etwa 500 kcal bzw. 2 000 BTU Wärme/Stunde/O,454 kg des Materials der Wärmetauschervorrichtung begrenzt. .

Die vorliegende Erfindung schafft eine verbesserte gasgefeuerte Heizvorrichtung, die gegenüber den oben erläuterten, herkömmlichen gasgefeuerten Heizvorrichtungen vergleichbarer Heizkapazität eine beträchtliche Herabsetzung des Gewichts und des Volumens und infolgedessen der Kosten beim Wärmetauschermaterial gestattet. Die verbesserte Heizvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt hauptsächlich eine Kombination einer höchst effizienten Wärmetauschervorrichtung zur' übertragung der durch die Verbrennung; einer brennbaren Ga3-Lufbmischung erzeugten Wärme auf die Luft, die zwischen der Wärmetauschervorrichtung und dem zu erwärmenden Raum zirkuliert, mit einer Geschwindigkeit :von. wenigstens 8.80 kcal bzw. J 500 BTU/Stunde/0,454 kg des Materials der wät'inetauschervOrriehtung und einer höchst

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intensiven Brennereinrichtung zur Mischung des Brennstoffgases mit Druckluft, um die brennbare Gas-Luftmischung zu erzeugen und diese Mischung zu verbrennen, um eine Wärmequelle ausreichender Intensität zu bilden, die dem Wärmeübertragungsvermögen der höchst effizienten Wärmetauschervorrichtung gerecht wird.

Typischerweise ist das Gesamtvolumen der Kombination aus der höchst effizienten Wärmetauschervorrichtung und der Verbrennungsbzw. Brennereinrichtung hoher Intensität, die die verbesserte Heizvorrichtung der vorliegenden Erfindung bildet, so gewählt, daß diese Kombination eine Wärmeabfuhrgeschwindigkeit auf die

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Raumluftströmung von wenigstens 11,3 kcal bzw. 45 BTU abführte Wärme/Stunde/l6,ii cnr (Kubikzoll) des die Kombination bildenden Materials aufweist, oder daß sie etwa fünfmal so groß ist wie die ähnliche Wärmeabfuhrgeschwindigkeit, die bisher mit der üblichen Heizvorrichtung erzielt wurde. Somit liefert diese Kombination aus der weit weniger umfangreichen und im Gewicht leichteren Wärmetauschervorrichtung und der höchst intensiven Brennereinrichtung, die die verbesserte gasgefeuerte Raumheizvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung bildet, eine Geometrie, die viel kleiner und infolgedessen hinsichtlich der Größe mit der kompakten herkömmlichen Luftkühlungseinrichtung weit besser vereinbar ist, als dies bisher mit den oben erwähnten bekannten Heizvorrichtungen der Fall gewesen ist.

Die Erfindung wird nun anhand der folgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Fig. 1 ist eine etwas schematische, teilweise im Schnitt dargestellte Vorderansicht einer für einen Räum geeigneten Klimaeinheit, die eine gegenwärtig bevorzugte Ausführungsform der verbesserten gasgefeuerten Heizvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt.

Fig. 2 ist eine stark vergrößerte Darstellung nach einem Schnitt entlang der Linie 2-2 in Fig. 1. 109852/1369

Fig, 3 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 3-3 in Fig. 2.

Pig. Ji ist eine im großen und ganzen ähnliche Darstellung wie Fig. 2 und zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der verbesserten gasgefeuerten Heizvorrichtung gemäß der Erfindung.

Fig. 5 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 5-5 in Fig;. 4.

Fig. 6 ist eine stark vergrößerte Schnittdarstellung nach einem Schnitt entlang der Linie 6-6 in Fig. 5,

Fig. 7 ist eine stark vergrößerte Schnittdarstellung nach einem Schnitt entlang der Linie 7-7 in Fig. 5. ·

In Fig. 1 ist etwas schematisch eine Klimaeinheit;dargestellt, die insgesamt mit der Bezugszahl 10 bezeichnet ist·. Die Klimaeinheit 10 ist strömungsmäßig durch rechte und linke Hohlleitungen 11 und 12 mit einem in Blockform dargestellten Raum 13, wie z. B. einem Wohnraum, Haus,Gebäude oder ähnlichem, verbunden, um so die in dem Raum 13 enthaltene Luft zu konditionieren, indem der Luft, die zwischen dem Raum 13 und der Klimaeinheit 10 über die Leitungen 11 und 12 zirkuliert, Wärme zugeführt oder aus ihr abgeführt wird. Wie in den Figuren 1-3 dargestellt ist, verwendet die Klimaeinheit 10 eine gegenwärtig bevorzugte Form der insgesamt mit 1Ü bezeichneten gasgefeuerten Heizvorrichtung, die erfindungsgemäß vorgesehen ist, um der durch die Pfeile 15 dargestellten Luftströmung, die zwischen der Klimaeinheit 10 und dem Raum 13 zirkuliert, Wärme zuzuführen.

Wie in Fig. 1 dargestellt ist, enthält die Klimaeinheit 10 ein im allgemeinen rechtwinkliges hohles kastenähnliches Gehäuse 16, das durch eine vertikale Abtrennung 17 in eine linke Kammer l8 und eine rechte Kammer 19 unterteilt ist. Die linke Kammer 18 des Gehäuses weist in ihrer oberen Wand eine Lufteinlaßöffnung 20 auf,· die strömungsmäßig über die linke Leitung 12 mit dem Raum'13'verbunden ist> während die obere Wand der rechten Kammer ' 19 de^'Gehäuses eine Luftauslaßöffnung 21 besitzt, die strömungsmäß'ig mit dem Raum I3 durch die rechte Leitung 11 verbunden ist.

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Weiterhin ist aus Fig. l z\x ersehen, daß die rechte Kammer 19 dee Gehäuses 2. it. bevorzugte AuafUhrungsformen der erfindungs·* gemäß vorgesehenen 'Wärinetausuhervorriehtung 22 und der Brennereinriehtung 23 aufnimmt, während die linke Kammer 18 des Gehäuses ein Hauinluftcehl'ise 2k enthält.

Wie in den Figuren 1-3 gezeigt ist, weist die gegenwärtig bevorzugte Aus führungsform der Verbrennung»- bzw. Brennereinriehr tung 23 hoher Intensität eine im allgemeinen horizontal angeordnete langgestreckte Wanne 25 mit im allgemeinen vertikal angeordneten oeitenwänden 26 und 27 auf, die entlang ihren unteren und oberen Rändern mit zahlreichen öffnungen versehen sind, um ν auf entsprechende Weise primäre Lufteinlaßöffnungsn 28 und sekundäre Lufteinlaßöffnungen 29 für die Verbrennung zu bilden. Die Verbrennungsluft wird in die Wanne 25 über die primären und sekundären Lufteinlaßöffnungen 23 und 29 unter Druck eingefünrfe» der durch ein Verbrennungsluftgebläse 30 erzeugt wird. Da3 Verbrennungsluftgebläse 30 ist in der unteren rechten Ecke der rechten Kammer 19 des Gehäuses untergebracht. Der Gebläseeinlaß ist mit der Verbrennungsluft-Ansaugleitung 31 verbunden, die sieh von dem Gehäuse l6 durch eine in der rechten Gehäuseseitenwand vorgesehenen öffnung 32 hindurch nach außen erstreckt. Der Auslaß de3 Verbrennungsluftgebläses 30 1st über eine Verbrenntangs.-luftleitung 33 mit einem kastenähnlichen Zuluftraum 3^ für. die Verbrennung verbunden, der um die Wanne 25 herum angeordnet ist-Eine im allgemeinen horizontal angeordnete Gassufuhrleitung 35 verläuft in Längsrichtung durch die Wanne 25 hindurch und ist mit zahlreichen Gasetnlaßftffnungen 36 versehen, die unterhalt) der primären üinlaßöffinmgen 28 für die Verbrenniingsluft angeordnet sind. Der Einlaß der Öhaezuführleitung 35 iat Über ein elektrisches Steuerventil 37 bekannter Art mit einer nicht gezeigten Quelle eines unter Druck stehenden Brennstoffgases, wie z. B. Erdgas, Propan oder ein ähnliches das_r verbunden* Die Einlaßöffnung^ 36 für das Brennutoffgaa sind derart angeordnet, daft das Gas im allgemeinen parallel zu den vertikal angeordneten Seitenwänden Zu und 27 in die Wanne 25 eintritt und durch Verwirbelung» die durch die Pfeile 3B .«age4eutefc ist, mit der Druek-

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luft vermischt wird, die über die im allgemeinen horizOntal· an=* geordneten primären Lufteinlaiiöf fnungen 20 zugeführt wird*

Die gut brennbare Brennst Qf fgas^LuCtmisjchungj 4ie aus .der stürmischen Mischung des unter Druck stehenden Brennstoffgases, das aus den öaseinlaßöffnungen 36 austritt» mit der, Druckluftent'*· steht, die durch, die primären kufteinlajäöffnungen 28 in die> Wanne 25 eintritt, bewegt sich durch die;Wanne 2^ hindurch nach ^ oben und wird durch einen Hoehspannungsfunken entzündet> der in bekannter Weise durch eine elektrische Zündkerze 39 pder ein© ähnliche Zündvorrichtung erjseugt? wipd% Pie^e Zündkerze 59 eine entsprechende Vorrichtung ist im allgemeinen in taler Richtung auf dem linken Ende der Wanne 25 an einer Stelle angeordnet, die einen vertikalen.Abstand,.su den primären- Lüfteinlaßöffnungen 28 urtd su den sekuticLären Lufteinläßöffnungen 29 aufweist. Diese entzündete Mischung des gasförmigen Brennstoffes und der Hauptverbrennungsluft wird dann, wie es durch die Pfeile 40 angedeutet ist, durch Verwirbelung weiter mieder Druckluft vermischt, die über die im allgemeinen horizontalen sekundären Lufteinlaßöffnungen 29 entlang der oberen Ränder der Seitenwände 26 und 27 in die Wanne 25 eintritt, und sie erzeugt eine Wärmequelle oder Flamme ill von äußerst hoher Intensität» Die : sehr intensive Wärme aus dieser Wärmequelle oder Flamme kt wird nun zu dem unteren Ende der zur Zeit bevorzugten Ausführungs-? form der Wärmetausehervorrichtung 22 übertragen. Diese übert^a^ ; gung evfQ%^p: άύνφ hojile, kasfesniliwsliche ^wischenverbindiin^ tt2, ^ ^lypiseherwiieiB 'öeträgt die infceiiÄitäfe. άβψ; Wärmequelle oder " \i me Η» <lie d#&tih-';'4%& sehr, intensive- preiihereinrichtuhg 23 «eugt wird, weriigstene 1% 6QQ k«m| bzw* %QQ 000 BTJJ '28j> am? &$&Zwitchenvtrbindwngitei^Pi^lBt- eii» j ä&r J«e4öJi blähen ssiC &en bekannten^

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Wie weiterhin in den Figuren 1-3 dargestellt ist, umfaßt die gegenwärtig bevorzugte Ausführungsform der höchst effizienten Wärmetauschervorrichtung 22 zahlreiche im allgemeinen vertikal angeordnete Hohlröhren 43» deren untere Enden strömungsmäßig parallel am oberen Ende der Zwischenverbindung 42 verbunden sind, die zwischen dem Oberteil der Wanne 25 und dem Unterteil des Wärmetauschers 22 vorgesehen ist. Die oberen Enden der Hohlröhren 43 sind strömungsmäßig parallel mit einem Ausgangsraum oder einem Kopfstück 44 verbunden, das die Abfallprodukte der Verbrennung zu einem mit der Atmosphäre in Verbindung stehenden Auslaß 45 leitet, der sich von dem Gehäuse l6 der Klimaeinheit durch eine in dem oberen Ende der rechten Seitenwand des Gehäuses vorgesehenen öffnung hindurch nach außen erstreckt.

Vorzugsweise sind die Außenflächen der Hohlröhren 43 der Wärmetauschervorrichtung 22 mit Rippen 47 der sogenannten "Stacheloder Dornrippenart" versehen. Diese sind im allgemeinen ähnlich wie die im US-Patent 2 983 300 im Detail beschriebenen, außer daß die Röhren 43 und die Rippen 47 für den Wärmetauscher 22 vorzugsweise aus einem eisenhaltigen Metall, wie z. B. Stahl, gebildet sind, anstatt daß sie aus nicht-eisenhaltigem Aluminium oder Kupfer hergestellt sind, wie es bei dem im oben angegebenen Patent beschriebenen Kühllufttauscher der Fall ist. Wie aus den Figuren 2 und 3 ferner ersichtlich ist, sind in den oberen oder Ausgangsenden von jeder der Wärmetauscherröhren 43 schraubenförmige, streifenartige Elemente 48 zur Unterstützung der Turbulenz vorgesehen, um für einen Wärmeübergangsausgleich zwischen den gerippten Außenflächen und den glatten Innenflächen der Röhren 43 zu sorgen.

Wie aus Fig. 1 deutlich wird, ist der Ausgang 49 des Raumluftgebläses 24 unterhalb der Lufteinlaßöffnung 20 für die linke Gehäusekammer l8 angeordnet, und der Gebläseausgang 50 ist über eine öffnung 51 strömungsmäßig mit der rechten Gehäüsekammer 19 verbunden. Diese Öffnung 51 ist in der Abtrennung 17 vorgesehen und derart angeordnet, daß eine Drehung des Flügels 52 den Raum-

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luftgebläses durch seinen elektrischen Motor 53 dazu führt, daß die Luftströmung 15 zwischen dem Raum 13 und der gerippten Außenseite der Wärmetauscherröhren 43 zirkuliert. Infolgedessen dient die rechte Raumluftleitung 11 als eine Einrichtung zur Leitung der erwärmten Luft von der Klimaeinheit 10 zum Raum 13 oder als die sogenannte Warmluftleitung. Demgegenüber dient die linke Leitung 12 als eine Einrichtung zur Rückleitung der Luft von dem Raum 13 zur Klimaeinheit 10 für eine Aufnahme von Wärme oder als die sogenannte Rückluftleitung. Das Raumluftgebläse 24 dient als Einrichtung zur Zirkulierung der Luft zwischen dem Raum 13 und der verbesserten gasgefeuerten Heizvorrichtung I¹I, die gemäß _ der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist. Somit wandern bei der neuartigen, in den Figuren 1-3 dargestellten Anordnung, die aus der Verbrennung der Mischung aus gasförmigem Brennstoff und primärer und sekundärer Verbrennungsluft an der höchst intensiven Wärmequelle oder Flamme Ml entstehenden Produkte und die dadurch erzeugte Wärme durch die Innenräume der Wärmetauscherröhren 43 hindurch nach oben. Dabei wird die Wärme durch Leitung, Konvektion und Strahlung zuerst auf die Innenseiten der Röhren 43» dann auf die gerippten Außenseiten der Röhren 43 und schließlich auf die Raumluftströmung 15 übertragen, die infolge des Raumluftgebläses 24 über die gerippten Außenseiten der Röhren streicht. Bezeichnenderweise beträgt die Geschwindigkeit der übertragung dieser Wärme auf die Luftströmung 15 _s die mit der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform des Wärmetauschers 22 (siehe Figuren 1 - 3) erzielt werden kann, wenigstens 880 kcal bzw. 3 500 BTU Wärme/Stunde/O,454 kg des Materials, das in den Röhren 43 und den Rippen 47 verwendet ist. Dies ist eine Geschwindigkeit, die jede bisher erzielte Geschwindigkeit weit übersteigt, die mit den ziemlich groben, bekannten kastenähn- ' liehen öder in Form.von geschlossenen Mantelgehäusen hergestellten Wärmetauschern erzielt wurde, die bisher üblicherweise in gasgefeuerten Raumheizvorrichtungen verwendet wurden.

Die Figuren 4-7 zeigen alternative Ausfuhrungsformen der erfindungsgemäß vorgesehenen Wärmetauschervorrichtung 22a und der

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Brennereinrichtung 23a. Es sei darauf hingewiesen» daß die relativen/Anordnungen dieser alternativen Ausführungsformen des Wärmetauschers 22a und der Brennereinrichtung 23a innerhalb der Klimaeinheit lü im allgemeinen ähnlich sein sollen wie die in Fig. 1 gezeigten Anordnungen für die gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen der Wärmetauschervorrichtung 22 und der Brennereinrichtung 23. Die Hauptunterschiede zwischen diesen alternativen Ausführungsformen 22a und 23a und den gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen 22 und 23 liegen in konstruktiven Details der alternativen Ausführungsform der Brennereinrichtung 23a und der Vorrichtung zur Verbindung der alternativen Ausführungsform der rirennereinrichtung 23a mit der alternativen Ausführungsform des Warmetauschers 22a.

Wie in den Figuren ¹J - 7 dargestellt ist, setzt die alternative Ausführungsform der erfindungsgemäß vorgesehenen Verbrennunga- bzw. Brennereinrichtung 23a zahlreiche im allgemeinen vertikal angeordnete Flammenröhren 25a an die Stelle der einheitlichen Wanne 25» die in der vorstehend anhand der Figuren 1-3 beschriebenen, gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform der Brennereinrichtung 23 verwendet ist. Wie aus den Figuren ¹I - 7 hervorgeht, entsprechen dieee Flammenröhren 25a zahlenmäßig der Gesamtzahl der alternativen Ausführungsform der Wärmetauacherröhren 43a, die in der alternativen; Aus führungs form der Wärmetauschervorrichtung 22a verwendet sind. Jede dieser Flammenröhren 25a umfaßt eine im allgemeinen vertikal angeordnete zylindrische Hohlröhre mit einem offenen oberen Ende, das durch Verschweißung oder eine andere geeignete befestigung mit dem unteren Ende ihrer zugehörigen Röhre der alternativen Ausführungsform der Wärmetauscherröhren Jl3a verbunden ist, und mit einem unteren Ende, das mit einer Einlaßöffnung 36c für das Brennstoffgas versehen ist. Diese Einlaßöffnung 36c ist durch eine Leitung 36b mit einer von zahlreichen Öffnungen 36a für den.gasförmigen Brennstoff verbunden, die in dem Oberteil einer im allgemeinen horizontal angeordneten, alternativen Zuführungsleitung 35a fUr den gaoförmi-

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gen Brennstoff vorgesehen sind. Diese Zuführungsleitung kann selbstverständlich über eine geeignete Vorrichtung, wie z. B. dem elektrischen Steuerventil 57 (Pis* D* ^m^ einer Quelle eines komprimierten Brennstoffgases, wie z. B. Erdgas, Propan oder ähnlichem, in Verbindung stehen.

Wie am besten aus den Figuren k - 6 hervorgeht, ist jede Flammenröhre 25a mit zahlreichen Lufteinlaßöffnungen 28a für die primäre oder Hauptverbrennung versehen, die mit tangentiälem Abstand um den unteren Rand ihrer zylindrischen vertikalen Seitenwand herum angeordnet sind. Demgegenüber ist, wie insbesondere in den Figuren *J, 5 und 7 dargestellt ist, der obere Rand der zylindrischen.Seitenwand, von ,jeder Flammenröhre 25a mit zahlreichen Lufteinlaßöffhungen 29a für die sekundäre Verbrennung versehen. Diese LufteinlaÄÖffnungen 29a erstrecken sieh in radialer Richtung auf die axiale Mitte der Röhre 25a* Wie insbesondere in Fig. 6 gezeigt ist, sind diese alternativen Lufteinlaßöffnungen 28a für die Hauptverbrennung mit Ansaugabschnitten 28b versehen, die tangential von der Seitenwand der Flammenröhren 25a aus verlaufen. Gemäß den Figuren 5 und 7 sind die zahlreichen Flammenröhren 25a durch zahlreiche im allgemeinen horizontal angeordnete Querröhren 39b miteinander verbunden, die in axialer Richtung miteinander und mit einer Zündvörrich-* tung, wie z. B. einer Zündkerze 39a oder ähnlichem, ausgerichtet sind. Diese Zündvorrichtung ist im allgemeinen horizontal am linken Ende der_Reihe von Flammenröhren 25a an einer Stelle angeordnet, die einen vertikalen Abstand zu den Lufteinlaßöffnungen 28a für die Hauptverbrennung und die Lufteinlaßöffnungen 29a für die sekundäre Verbrennung aufweist.

Mit dieser alternativen, in den Figuren 4 - 7 dargestellten Anordnung wird die Verbrennungsluft über die primären und sekundären Lufteinlaßöffnungen 28a und 29a in die Flamnienrö'hren 25a unter Druck eingeführt, der beispielsweise durch das in Fig. gezeigte Gebläse 30 für die Verbrennungsluft erzeugt werden kann. Dabei ist der Auslai^les Gebläses 30 über dessen AusgangH-leitung 33 mit einem alternativen Zuluftraum }4a für die Verbren-

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nungsluft verbunden, der um alle Flammenröhren 25a herum angeordnet ist. Der gasförmige Brennstoff wird durch die Gaseinlaßöffnung 36c hindurch nach oben in jede der Flammenröhren 25a eingeführt und durch Turbulenz mit der unter Druck stehenden primären Verbrennungsluft gemischt, die durch die Lufteinlaßöffnungen 28a für die Primärverbrennung hindurch tangential in das untere Ende des Flammenrohres eingeführt wird, wie es in Fig. 6 dargestellt ist. Diese gut brennbare Mischung des komprimierten gasförmigen Brennstoffes und der primären Verbrennungsluft erzeugt innerhalb des unteren Abschnittes jedes Flammenrohres 25a eine Wirbelströmung, die in Richtung auf die fluchtenden Querröhren 39b nach oben wandert. An der Stelle der Querröhren 39b wird die Mischung durch einen Hochspannungsfunken entzündet, der in bekannter Weise durch die Zündvorrichtung 39a erzeugt wird. Diese entzündete Mischung des komprimierten gasförmigen Brennstoffes und der primären Verbrennungsluft wird dann weiterhin durch Turbulenz mit der Druckluft gemischt (Fig. 7), die in das Flammenrohr 25a über die radial verlaufenden, für die Sekundärverbrennung vorgesehenen Lufteinlaßöffnungen 29a um den oberen Abschnitt des Flammenrohres 25a herum eintritt. Die Mischung erzeugt dann eine Wärmequelle oder Flamme 4la äußerst hoher Intensität, die direkt dem unteren Ende ihrer zugehörigen Wärmetauscherröhre der alternativen Wärmetauscherröhren 43a zugeführt wird, die durch Verschweißung oder eine ähnliche Befestigung direkt mit dem oberen Ende der Flammenröhre 25a verbunden ist.

Wie am besten aus den Figuren 4 und 5 hervorgeht, umfaßt die alternative Ausführungsform der erfindungsgemäß vorgesehenen Wärmetauschervorrichtung 22a zahlreiche im allgemeinen vertikal angeordnete Hohlröhren 43a, deren untere Enden strömungsmäßig einzeln mit dem oberen Ende einer zugehörigen Flammenröhre 25a verbunden sind. Ansonsten ist der übrige Aufbau dieser alternativen Ausführungsform einer Wärmetauschervorrichtung 22a im allgemeinen ähnlich wie die gegenwärtig bevorzugte Ausführungsform 22, die in den Figuren 1-3 dargestellt ist. So sind die

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oberen Enden der alternativen Ausführung^form uer .-₍7irr:.etau:*>oh(^;r röhren 43a strömungsmäßig parallel zu einem Aus^an^srau;:: c ü r einem Kopfstück verbunden, das die Abfallprodukte üt.*r Vertivr.-nung zu einem mit der Atmosphäre in Verbindung stehenuen Auslaß leitet. Dieser verläuft von ü*en: Gehäuse der KIi:reinheit durch eine in dem oberen Ende der rechten Gehäuseseitenwand vorgesehenen Öffnung hindurch nach außen (Fig. 1). λϊο in; Falle der bevorzugten Ausführungsform befinden sich die Äu.i«nflachen dieser alternativen Ausführungsform der iichlröhr^n 43 (Figuren 4 und 5) innerhalb von Rippen 47a der sogenannten "l'orn- oder Stachelrippenart". Sie sind'im allgemeinen ähnlich wie uie gerippten Röhren, die in dem erwähnten US-Patent 2 9:* 3 yC-C i:r. Detail beschrieben wurden, außer daß die Röhren 'Ma und Jii.» Rippen 47a für die alternative Aus führungs form des λarmetauschers 22a vorzugsweise aus einem eisenhaltigen Metalljwie z. r-. Stahl gebildet sind, anstatt aus nicht-eisenhaltigen. Aluminium oder Kupfer wie in dem Luftkühlungstauscher, der in dem oben genannten Patent beschrieben ist. Die alternative Ausführungsform der höchst effizienten Wärmetauschervorrichtung 22a ist insofern ebenfalls ähnlich wie die bevorzugte Ausführungsform, daß die die Turbulenz unterstützende Elemente, die nicht gezeigt, aber ansonsten ähnlich sind wie die in den Figuren 2 und 3 dargestellten Elemente 48, in dem -oberen oder Ausgangsende"" von jeder der alternativen Wärmetauscherröhren 43a vorge-.sehen sind, um für einen Wärmeübergangsausgleich zwischen den gerippten Außenflächen und den glatten Innenflächen der Röhren 43a zu sorgen.

Typischerweise ist. das Gesamtvolumen der Kombination aus der höchst effizienten Wärmetauschervorrichtung 22 oder 22a und der Brennereinrichtung hoher Intensität 23 oder 23a, die die verbesserte gasgefeuerte Heizvorrichtung 14 der vorliegenden Erfindung, bildet, so gewählt, daß diese Kombination eine Wärmeabfuhrgeschwindigkeit auf die Raumluftströmung 15 von wenigstens 11,3 kcal bzw. 45 BTU abgeführte Wärme/Stunde/16,4 cm³

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(Kubikzoil) aes di>· Kombination bildenden Materials aufweist, oder daß si- ^twa fünfmal ao groß 13t wie die ähnliche Wärmeabfuhrge3chwinUigxeit, die bisher mit der üblichen Heizvorrichtung erzielt wurde. Joniit liefert diese Kombination aus der weit weniger umfangreichen und im Gewicht leichteren Wärmetauschervorrichtung 22 oder 22a und der höchst intensiven ürennereinrichtung 23 oder 23a, die aie verbesserte gasgefeuerte Raumheizvorrichtunt, ^cr vorliegenden Erfindung bildet, eine Geometrie, die viel kleiner und infolgedessen hinsichtlich der Größe mit der kompakten herkömmlichen Luftkühlungseinrichtung weit besser vereinbar ist, als dies bisher mit der oben erwähnten bekannten Heizvorrichtung der Fall gewesen ist. Deshalb ist die verbesserte gasgefeuerte Heizvorrichtung I¹I gemäß der vorliegenden Erfindung besonders geeignet zur Kombination mit einer nicht gezeigten Luftkühlvorrichtung innerhalb des Gehäuses l6 (Fig. 1), um somit eine Einrichtung sowohl zur Erwärmung als auch zur Kühlung der Luftströmung 15 zu schaffen, wodurch die Klimaeinheit 10 eine kombinierte Lufterwärmungs- und Luftkühlungseinheit bilden kann, die weitaus kleiner und leichter ist, als dies bisher möglich gewesen ist.

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Claims

- 14 Ansprüche

Ö Gasgefeuerte Raumheizvorrichtung, gekennzeichnet durch die Kombination einer höchst effizienten Wärmetauschervorrichtung (22; 22a) zur Übertragung der durch die Verbrennung einer brennbaren Gas-Luftmischung erzeugten Wärme auf Luft, die zwischen der Wärmetauschervorrichtung (22; 22a) und einem Raum (13) zirkulierbar ist, der mit einer Geschwindigkeit von wenigstens 880 kcal bzw. 3 500 BTU Wärme/Stunde/O,454 kg des Materials der Wärmetauschervorrichtung zu erhitzen ist, und, einer Brennereinrichtung (23; 23a) hoher Intensität zur Mischung des Brennstoffgases mit Druckluft, so daß die brennbare Gas-Luftmischung erzeugbar und diese Mischung zur Erzeugung einer Wärmequelle (41; 4la) mit einer für die Wärmeübergangsgeschwindigkeit der Wärmetauschervorrichtung (22; 22a) ausreichenden Intensität verbrennbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch I₃ dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauschervorrichtung (22; 22a) aus einem eisenhaltigen Material hergestellt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das eisenhaltige Material Stahl ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Wärmetauschervorrichtung (22; 22a) zahlreiche Hohlröhren (43; 43a) aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Hohlröhren (43; 43a) mit Rippen (47; 47a) versehen sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet j daß die Hohlröhren (43; 43a) und Rippen

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- 15 (47; 47a) aus einem eisenhaltigen Material hergestellt sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichne t , daß das eisenhaltige Material Stahl ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet , daß die Intensität der der Wärmetauschervorrichtung (22; 22a) durch die Brennereinrichtung (25; 23a) zugeführten Wärme wenigstens 75 600 kcal bzw. 300 000 BTU Wärme/Stunde/28,3 dm³ derjenigen Mittel (42) beträgt, die die Wärmetauschervorriehtung (22; 22a) und die Brennereinrichtung (23; 23a) miteinander verbinden.
9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennereinrichtung (23; 23a) einen primären Misehbereich (38) und einen sekundären Misehbereich (40), die durch einen Zündbereich voneinander getrennt sind, Mittel (35* 36; 35a, 36a) zur Zuführung des komprimierten Brennstoffgases zu dem primären Mischbereieh (38) und Mittel (28, 29; 28a, 29a) zur Zuführung der Druckluft zu den Mischbereichen (38, 40) aufweist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Brennereinrichtung (23) eine Wanne (25) aufweist, die Vorrichtung zur Zuführung des komprimierten Brennstoffgases zahlreiche Gaseinlaßöffnungen (36) am unteren Ende der Wanne (25) umfaßt und die Vorrichtung zur Zuführung der Druckluft zu den Mischbereichen (38, 40) primäre Lufteinlaßöffnungen (28) im unteren Abschnitt der Wanne (25) und oberhalb der Gaseinlaßöffnungen (36) sowie sekundäre Lufteinlaßöffnungen (29) entlang des oberen Abschnittes der Wanne (25) enthält.

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11. Vorrichtung nach Anspruch 10, da du rc h g e Ic e η η /zeichnet , daß die Zündvorrichtung (39) zwischen den

Mis c-Hü) er eichen (38, to) angeordnet ist. -
12. Vorrichtung nach Anspruch 9_a .dadurch g e k e η η ζ ei c h η e t , daß die Brennereinrichtung (23a) Hohlröhren (25a) aufweist j, von denen ein Ende offen und mit der Härmetauschervorrichtung (22a) verbunden ist und das andere Ende mit der Vorrichtung (35a, 36a) zur Zuführung von komprimiertem Gas verbunden ist, und die Vorrichtung zur Zuführung von Druckluft zu den Mischbereichen primäre L'ufteinlaßöffnungen (28a)_s die In dem unteren Abschnitt der Seitenwand der Hohlröhren (25a) tangential angeordnet sind, und sekundäre Lufteinlaßöffnungen (29a) enthält> die in dem oberen Abschnitt der Hohlröhren (25a) radial angeordnet sind.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, -"da" durch g e k e η η ζ ei ch η et j daß eine Zündvorrichtung (39a) zwischen den Mischbereichen angeordnet ist.
14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 13, d a d u r c h g e k e η η ζ e i c h η e t , daß das Gesamtvolumen der Vorrichtung derart gewählt ist, daß sie eine Wärmeabfuhrgeschwindigkeit auf die zirkulierende Luft von wenigstens 11,3 kcal bzw. 45 BTU abgeführte Wärme/Stunde/ 16,4 cm (Kubikzoll) des die Vorrichtung bildenden Materials aufweist.

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