DE2341722B2 - Heizvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung mit einem durch eine Wand von der Umgebungsluft getrennten Wärmeaustauschraum, durch den zu erhitzende Luft geleitet wird, einem U-förmigen, sich durch die Wand in den Wärmeaustauschraum erstreckenden Strahlheizrohr, an dessen Einlaß eine Brennkammer mit einem in diese gerichteten Brenner und mit freier Ansaugung der Primärluft und an dessen Auslaß ein mit einem Abgasgebläse versehener Sammler angeordnet ist sowie einer Einrichtung zur Zuführung eines die Verbrennung unterstützenden Gases in die Brennkammer.

Derartige brennstoffbefeuerle, vorzugsweise gasbefeuerte, Heizvorrichtungen finden gewöhnlich in Warmluftöfen oder Deckeneinheiten Verwendung, in denen eine Lufterwärmungseinheit und eine Luftkühleinheit im gleichen Gehäuse vereinigt sind. Bei der Konstruktion von derartigen Heizvorrichtungen stellt deren Größe eine kritische Grenze dar. Dies trifft insbesondere zu auf Derkeneinheiten, die für eine kompakte, mit niedrigem Profil versehene Anordnung ausgelegt sind.

Eine eingangs beschriebene Heizvorrichtung ist aus der US-PS 22 26 816 bekannt. Bei dieser Vorrichtung werden die Verbrennungsprodukte durch ein im Sammler angeordnetes Abgasgebläse durch das U-förmige Strahlheizrohr gezogen. In den Auslaß des Strahlheizrohrs ist ein spiralförmiges Element zum Verwirbeln der austretenden Gase eingeführt, wodurch der Wärmeübergang zwischen den Verbrennungsprodukten und der Innenwand des Strahlheizrohres verbessert werden soll. Dies geschieht jedoch auf recht aufwendige Weise und führt zu keiner allzu hohen Verbesserung des Wirkungsgrades, da das spiralförmige Element nur in einen Teilbereich des U-förmigen Strahlheizrohres

hineinragt. .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine platzsparende Heizvorrichtung mit verbessertem Gesamtwirkungsgrad zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch eine eingangs beschriebene Heizvorrichtung gelöst die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Einrichtung zur Zuführung des die Verbrennung unterstütztenden Gases in die Brennkammer ein in unmittelbarer Nähe zu dem Abgasgebläse angeordnetes zweites Ge-

blase sowie eine Vorrichtung zum tangentialen Einleiten des Gases in die Brennkammer umfaßt und daß für beide Gebläse eine einzige Antriebsvorrichtung vorgesehen ist. . .

Durch die enindungsgemaße Kombination aus einem Gebläse, mittels dem ein die Verbrennung unterstützendes Gas, d. h. Druckluft, in die Verbrennungskammer eingeführt wird und einer Vorrichtung zum tangentialen Einleiten des Gases in die Brennkammer wird eine schnelle Verwirbelung der Flamme und der Verbrennungsluft erzeugt. Dies bewirkt eine Bewegung der Verbrennungsprodukte entlang einer schraubenförmigen Bahn über nahezu die gesamte Länge des Rohres. Die Verwirbelungsbewegung dieser heißen Verbrsnnungsprodukte vergrößert in hohem Maße den

Wärmeübergang zwischen den Verbrennungsgasen und der Innenwanü des Rohres, wodurch der Wirkungsgrad der Heizvorrichtung wesentlich verbessert wird. Die verwirbelnde Sekundärluft steuert auch das Maß oder die Länge der Verbrennung. Da darüber hinaus der gleiche Motor zum Antreiben des zweiten Gehäuses wie für das Abgasgebläse verwendet wird, sind die Betriebskosten der Anlage niedrig.

Ergänzend zum Stand der Technik sei noch erwähnt, daß es im Zusammenhang mit Brenneranordnungen grundsätzlich bekannt ist, ein die Verbrennung unterstützendes Gas (Luft) tangential in die Brennkammer einzuleiten (US-PS 23 85 854, 27 87 318 und 33 15 655). Diesen Veröffentlichungen kann jedoch nicht die Lehre entnommen werden, das die Verbrennung unterstützende Gas mittels eines mit einem Abgasgebläse gekoppelten Gebläses tangential in die Brennkammer einzuführen. Im übrigen wird bei diesen bekannten Brenneranordnungen die Primärluft nicht frei und von der Sekundärluft getrennt angesaugt, sondern zusammen mit dieser dem Brenner zugeführt und erst dann abgetrennt. Der Einsatz eines Gebläses würde daher eine Mitbeeinflussung des Primärluftstromes nach sich ziehen, was unerwünsicht ist, da die Beeinflussung nicht in Abhängigkeit von der dem Brenner zugeführten Brennstoffmenge erfolgt.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung ist die Vorrichtung zum tangentialen Einleiten des Gases in die Brennkammer ein ringförmiges Element, auf dessen Mantelfläche eine Vielzahl von sich tangential in das Innere öffnenden Einlassen angeordnet ist.

Die Erfindung ist an Hand der Zeichnung und der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels erläutert. Darin zeigt

F i g. 1 eine teilweise geschnittene Ansicht einer erfindungsgemäß ausgebildeten Heizvorrichtung und

F i g. 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 von Fig.l.
F i g. 1 zeigt eine Heizvorrichtung mit einer Brenneranordnung 10, einer Verbrennungskammer 12, einem U-förmigen, rohrförmigen Wärmetauschelement 14 (das später einfach als U-Rohr bezeichnet wird) mit einem Eintrittsende oder Einlaß 16 und einem Aus-

trittsende oder Auslaß 18. Die Brenneranordnung 10 kann von irgendeiner bekannten Konstruktion sein, ist aber vorzugsweise ein Einschußorenner, der unabhängig vom Wärmetauscher in einer atmosphärischen Umgebung arbeitet.

Das U-Rohr 14 erstreckt sich durch eine Wand 22 des Ofens in den zu erhitzenden Luftstrom, wie durch die Pfeile 26 angegeben. Am Einlaß 16 befindet sich die Verbrennungskammer 12, in die durch ein erstes Gebläse 30 Druckluft gefördert wird. Dieses Gebläse enthält ein durch einen Motor 34 angetriebenes Zentrifugalgebläserad 32. Der Auslaß des Gebläses ist bei 36 an die Verbrennungskammer angeschlossen. Am Austrittsende oder Auslaß des U-Rohrs 14 befindet sich ein Abzugssammler 38, in den die Verbrennungsprodukte aus dem Rohr strömen. Eine zweite Gebläseeinheit 40 enthält ein Zentrifugalgebläserad 44, dessen Saugseite 42 in Verbindung mit dem Abzugssammler steht und dessen Auslaßseite 44 an eine Abzugsentlüftung 46 oder eine andere Einrichtung zum Ablassen von Gasen zur Atmosphäre angeschlossen ist. Die zweite Gebläseeinheit wird auch durch den Motor 34 angetrieben.,Das Gebläse 40 hält über der Länge des U-Rohrs einen Unterdruck aufrecht.

Wie man F i g. 2 entnehmen kann, enthält der tangentiale Lufteinlaß innerhalb der Verbrennungskammer 12 ein zylindrisches Element oder eine Vsrwirbelungseinrichtung 48, die eine Vielzahl von tangential gerichteten Einlaßöffnungen 49 aufweist, die durch aus der Seitenwand des Zylinders ausgeschnittene, umgebogene Lappen 50 gebildet werden. Wenn die Druckluft in die ringförmige Verbrennungskammer 12 gedrückt wird, wird sie zwangläufig durch die tangentialen Öffnungen geleitet, wird durch den Innenraum des Zylinders gewirbelt und mischt sich mit der axial gerichteten Flamme aus dem Brenner 10.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Heizvorrichtung mit einem durch eine War.d von der Umgebungsluft getrennten Wärmeaustauschraum, durch den zu erhitzende Luft geleitet wird, einem U-förmigen, sich durch die Wand in den Wärmeaustauschraum erstreckenden Strahlheszrohr, an dessen Einlaß eine Brennkammer mit einem in diese gerichteten Brenner und mit freier Ansaugung der Primärluft und an dessen Auslaß ein mit einem Abgasgebläse versehener Sammler angeordnet ist sowie einer Einrichtung zur Zuführung eines die Verbrennung unterstützenden Gases in die Brennkammer, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Zuführung des die Verbrennung unterstützenden Gases in die Brennkammer (12) ein in unmittelbarer Nähe zu dem Abgasgebläse (40) angeordnetes zweites Gebläse (30) sowie eine Vorrichtung zum tangentialen Einleiten des Gases in die Brennkammer (12) umfaßt und daß für beide Gebläse (30, 40) eine einzige Antriebsvorrichtung (34) vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum tangentialen Einleiten des Gases in die Brennkammer (12) ein ringförmiges Element (48) ist, auf dessen Mantelfläche eine Vielzahl von sich tangential in das Innere off nenden Einlassen (49) angeordnet ist.