DE3126267A1 - AIR HEATING DEVICE WITH A HEAT EXCHANGER FLOWED FROM THE COMBUSTION GASES OF A BURNER - Google Patents
AIR HEATING DEVICE WITH A HEAT EXCHANGER FLOWED FROM THE COMBUSTION GASES OF A BURNERInfo
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Description
Patentanwalt Dr.-Ing. Günther Ackmann, 41 Duisburg, Claubergstraße 24Patent attorney Dr.-Ing. Günther Ackmann, 41 Duisburg, Claubergstrasse 24
29.06.1981 (22.1495/Ve)06/29/1981 (22.1495 / Ve)
Kernforschungsanlage JülichJülich nuclear research facility
Gesellschaft mit beschränkter Haftung, 5170 JülichLimited liability company, 5170 Jülich
Luftheizeinrichtunp; mit einem von den Verbrennun{z;sgasen eines Brenners durchströmten Wärmetauscher Luftheizeinrichtunp; with a heat exchanger through which the combustion gases from a burner flow
Die Erfindung betrifft eine Luftheizeinrichtung mit einem von den Verbrennungsgasen eines Brenners durchströmten Luftgebläse.The invention relates to an air heating device with a combustion gas from a burner flowing through it Air blower.
Zur Lufterwärmung in Büro- und Wohnräumen u. dgl. sind Luftheizer bekannt, bei denen die zu erwärmende Luft mittels eines Gebläses an den meist als Rohrregister ausgebildeten Heizflächen aus metallischen Werkstoffen einer mit Gas oder Heizöl betriebenen Heizeinrichtung entlanggeführt wird. Bei Luftheizern dieser Art ist die Wärmeausnutzung sehr gering. Zur Vermeidung von Korrosionsschäden müssen die Abgase die als Wärmetauscher wirkenden Rohrregister mit einer über der Taupunkttemperatur liegenden Temperatur verlassen. Bei Straßenfahrzeugen finden zur Erzeugung von Warmluft für die Innenraum.behei.zung ebenfalls Wärmetauscher Verwendung, die bedarfsweise von Frischluft und anderseits von denAir heaters are known for heating the air in offices and living spaces and the like, in which the air to be heated is guided by means of a fan along the heating surfaces made of metallic materials, which are usually designed as pipe registers, of a heating device operated with gas or heating oil. With air heaters of this type, the heat utilization is very low. To avoid corrosion damage, the exhaust gases must leave the pipe register, which acts as a heat exchanger, at a temperature above the dew point temperature. In road vehicles, heat exchangers are also used to generate warm air for the interior heating
Auspuffabgasen oder von dem Kühlmittel des Motors (Wasser oder Luft) durchströmt werden. Bei den bekannten Luftheizern für Kraftfahrzeuge, welche eine eigene Benzinfeuerung besitzen, wird das Verbrennungsgas durch einen zylinderförmigen metallischen Wärmetauscher geführt, an dessen mit Rippen o. dgl. versehenem·Außenmantel die aufzuwärmende Luft'entlangströmt. Diese Ausführung ist umständlich im Aufbau und hat nur einen niedrigen Wirkungsgrad. Bei allen bekannten Ausführungen besteht der Wärmetauscher aus metallischen Bauteilen, so daß zur Vermeidung von Korrosionen die Temperatur des wärmeabgebenden Gases über der Taupunkttemperatur liegen muß.Exhaust gases or the engine coolant (water or air) flow through. With the known air heaters for motor vehicles that have their own gasoline combustion the combustion gas is passed through a cylindrical metal heat exchanger, the air to be heated flows along its outer jacket, which is provided with ribs or the like. This execution is cumbersome to build and only has a low level of efficiency. In all known designs there is the Heat exchangers made of metallic components, so that for To avoid corrosion, the temperature of the heat emitting gas must be above the dew point temperature.
Anderseits sind beispielsweise aus der Broschüre "Technisehe Information Nr. 24" der Kernforschungsanlage Jülich GmbH, April 1979, keramische Wärmetauscher bekannt, welche eine Vielzahl parallel angeordnete, im Querschnitt schlitzförmige Strömungskanäle aufweisen, und bei denen benachbarte Strömungskanäle im Gegenstrom von zwei flüssigen und/oder gasförmigen Medien durchströmt werden. Zur Herstellung dieser keramischen Wärmetauscher werden im blockförmigen Grundkörper die schlitzförmigen Strömungskanäle von zwei Seiten her eingefräst und darauf Abdeckplatten mit Keramikkleber aufgeklebt. Die Zuführung der strömenden Medien in die Strömungskanäle kann dabei entweder axial oder von der Seite her erfolgen. In der älteren DE-Patentanmeldung P 30 49 163-5 ist weiterhin vorgeschlagen worden, den keramischen Wärmetauscher mit einer vorgeschalteten Verbreanimgseiarichtung zu versehen, deren Verbrennungsgase den Wärmetauscher durchströmen. Die Verbrennungsgase können in dem keramischen Wärmetauscher ohne jede Korrosionsgefahr bis unter die Kondensationstemperatur abgekühlt werden, so1 daß die dabei freiwerdende Kondensationsitfärme auf das aufzuxtfärmende Medium übertragen wird. Die Verbrennungseinrichtung ist dem Querschnitt des blockförmigen Wärme- On the other hand, ceramic heat exchangers are known, for example from the brochure "Technisehe Information Nr. 24" of the nuclear research facility Jülich GmbH, April 1979, which have a large number of parallel, slit-shaped flow channels, and in which adjacent flow channels are countercurrent to two liquid and / or gaseous media are flowed through. To produce these ceramic heat exchangers, the slot-shaped flow channels are milled into the block-shaped base body from two sides and cover plates are glued onto them with ceramic adhesive. The flowing media can be fed into the flow channels either axially or from the side. In the older DE patent application P 30 49 163-5 it has also been proposed to provide the ceramic heat exchanger with an upstream connecting device, the combustion gases of which flow through the heat exchanger. The combustion gases can be cooled to below the condensation temperature in the ceramic heat exchanger without any risk of corrosion, so 1 that the thus released is transferred to the Kondensationsitfärme aufzuxtfärmende medium. The combustion device is the cross-section of the block-shaped heat
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tauschers angepaßt und "besteht aus einer keramischen Brennkammer und einem Brennerkopf, der, ähnlich wie der Wärmetauscher, schlitzförmige Strömungskanäle für den Brennstoff und die Verbrennungsluft aufweist. Die keramischen Wärmetauscher mit vorgeschaltetem Brenner der vorbekannten Art sind jedoch für Luftheizeinrichtungen nur bedingt brauchbar.exchanger adapted and "consists of a ceramic Combustion chamber and a burner head, which, like the heat exchanger, has slot-shaped flow channels for the Has fuel and the combustion air. The ceramic heat exchanger with upstream burner of the known type are only conditionally useful for air heating devices.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Luftheizeinrichtung der gattungsgemäßen Art zum Zwecke der Verhinderung von Korrosionsschäden mit einem an sich bekannten keramischen Wärmetauscher auszurüsten und diesen den Strömungsverhältnissen der Luftheizeinrichtung für eine günstige Wärmeausnutzung anzupassen.In contrast, the invention is based on the object an air heater of the generic type for the purpose of preventing corrosion damage with a to equip known ceramic heat exchangers and these the flow conditions of the air heating device adapt for a favorable heat utilization.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen blockförmigen keramischen Wärmetauscher mit einer Vielzahl parallel angeordneter, im Querschnitt schlitzförmiger Strömungskanäle, welche abwechselnd in Strömungsrichtung der aufzuheizenden Luft und quer zu dieser verlaufen, wobei die Strömungskanäle der Verbrennungsluft um ein Vielfaches langer als die Strömungskanäle der Luft sind.According to the invention, this object is achieved by a block-shaped ceramic heat exchanger with a large number of parallel-arranged, slot-shaped cross-sections Flow channels, which run alternately in the direction of flow of the air to be heated and at right angles to it, whereby the flow channels of the combustion air are many times longer than the flow channels of the Are air.
Durch diese Ausbildung des Wärmetauschers werden die beiden strömenden Medien, nämlich das heiße Verbrennungsgas und die aufzuwärmende Luft kreuzstromartig durch benachbarte Strömungskanäle geführt, so daß für beide Medien ein linearer Strömungsweg vorgegeben ist, der eine strömungsgünstige und platzsparende Anordnung im Luftleitungsrohr erlaubt. Weiterhin wird durch die längeren Strömungskanäle für die Verbrennungsluft eine Abkühlung dieser Verbrennungsluft bis unter die Kondensationstemperatur ermöglicht; die freigewordende Kondensations- wärme wird über den Wärmetauscher auf die Luft übertragen, so daß eine bestmögliche Wärmeausnutzung sichergestellt ist.Through this design of the heat exchanger, the two flowing media, namely the hot combustion gas and the air to be heated cross-flow through neighboring ones Outflow channels so that a linear flow path is given for both media, the a streamlined and space-saving arrangement in the air duct allows. Furthermore, the longer Flow channels for the combustion air enable this combustion air to be cooled down to below the condensation temperature; the released condensation heat is transferred to the air via the heat exchanger so that the best possible heat utilization is ensured is.
Bei Luftheizeinrichtungen mit zugeordnetem Brenner beträgt die aufzuheizende Menge an Luft etwa das 10 bis 5Ofache der Menge an Verbrennungsgas. Zur weiteren Optimierung der Wärmeübertragung kann das Längenverhältnis beider Strömungskanäle etwa dem Verhältnis der durchströmenden Mengen von Verbrennungsgas und aufzuheizender Luft angepaßt sein, wobei die Lang© der vom Verbrennungsgas durchströmten Strömungskanäle ein Vielfaches der Länge der Strömungskanäle für die Luft beträgt. Der Wärmetauseher hat hierdurch eine lange und niedrige Blockform, deren Breite dem Querschnitt der Luftleitung angepaßt werden kaan. Eine fertigungstechnische Verbesserung des Wärmetauschers läßt sich dadurch erreichen, daß die Strömungsksuaäl© durch in Strömungsrichtung verlaufende Zwischenstege unterteilt sind, deren Abstand in den Strömungskanälen für die Luft größer ist als in den Strömungskanälen für die Verbrennungsluft OFor air heating devices with an assigned burner, is the amount of air to be heated is about 10 to 50 times the amount of combustion gas. To further Optimizing the heat transfer can make the length ratio of both flow channels about the ratio of the the amount of combustion gas flowing through and the air to be heated, the length of the from Combustion gas flowed through flow channels Multiples of the length of the flow channels for the air. As a result, the heat exchanger has a long and low block shape, the width of which can be adapted to the cross-section of the air duct. A manufacturing technology Improvement of the heat exchanger can be achieved by the fact that the flow swell © through in the direction of flow extending intermediate webs are divided, the distance between them in the flow channels for the air is larger than in the flow channels for the combustion air O
Während bei bekannten, im Strangpreßverfahren geformten, blockförmigen keramischen Wärmetauschern die Strömungskanäle für die Strömungsmedien nur in einer Achse liegen können, kann die Formgebung der erfindungsgemäßen Wärmetauscher in der Weise erfolgen, daß von einem isostatisch gepreßten keramischen Block, z«, B. aus Siliziumnitrid, dünn® Platten ait einer Dicke um 1 mm abgesägt werden» Auf gleiche ¥@ise werden von anderen isostatisch g©pr®ßt®a keramischen Blöcken Hand-, Zwischenoder Quersteg® hergestellt, die ©ia® Dick® entsprechend der gwünseaten Schütthöhe erkalten, die zwischen 0,6 und mehreren Millimetern betragen kanu* Der für die Jeweilige Herstellung der dünnen Platten oder Stege vorgeformte leramikblock entspricht in seinem Längen- bzw. Breitenmaß der Platten- bzwo Stegabm.essung.While in known, block-shaped ceramic heat exchangers formed by the extrusion process, the flow channels for the flow media can only lie in one axis, the heat exchangers according to the invention can be shaped in such a way that an isostatically pressed ceramic block, e.g. made of silicon nitride, thin® panels with a thickness of 1 mm are sawn off »Hand, intermediate or transverse webs are produced from other isostatically g © press®a ceramic blocks in the same way. between 0.6 and several millimeters amount canoe * the for the particular manufacture of the thin plates or webs preformed leramikblock corresponds in its length or width dimension of the plate or o Stegabm.essung.
Die keramischen Wärmetauscher für die LuftheizeinrichtungThe ceramic heat exchangers for the air heater
können auch in bekannter Weise modulartig mit einer keramischen Brennereinheit kombiniert werden. Hierfür wird an der Einströmseite für das Verbrennungsgas eine den gleichen Querschnitt aufweisende keramische Brennereinheit angeordnet, welche aus einer keramischen brennkammer sowie einem keramischen Brenner mit einer Vielzahl parallel verlaufender Strömungskanäle für einen gasförmigen Brennstoff und Verbrennungsluft besteht. Weiterhin sind am Wärmetauscher an den Ein- und Ausströmseiten für die Luft und an der Ausströmseite für das Verbrennungsgas Anschlußgehäuse für die jeweiligen Zuleitungs- bzw. Ableitungsrohre angeordnet. Diese Anschlußgehäuse überdecken alle offenen Strömungskanäle der betreffenden Seite des Blocks mit den im Querschnitt kreisrunden oder ebenfalls rechteckigen Rohren.can also be combined in a known manner in a modular manner with a ceramic burner unit. Therefor a ceramic burner unit with the same cross section is installed on the inflow side for the combustion gas arranged, which consists of a ceramic combustion chamber and a ceramic burner with a variety there are parallel flow channels for a gaseous fuel and combustion air. Furthermore, on the heat exchanger on the inflow and outflow sides for the air and on the outflow side for the combustion gas connection housing arranged for the respective supply or discharge pipes. This junction box cover all open flow channels on the relevant side of the block with those in the cross section circular or rectangular tubes.
Zum Ableiten des in den vom Verbrennungsgas durchströmten Strömungskanälen abgeschiedenen Kondensatwassers ist das Anschlußgehäuse für das zugehörige Ableitungsrohr mit einem Abscheiderohr versehen.For discharging the condensate water separated in the flow channels through which the combustion gas flows the connection housing for the associated discharge pipe is provided with a separator pipe.
Je nach Art der Brennereinheit kann die Verbrennungsluft unterschiedlich zugeführt werden. Wird diese mit einem gasförmigen Brennstoff beheizt, ist das Anschlußgehause für das Zuleitungsrohr der Luft in vorteilhafter Weise über ein Verbindungsrohr mit den Strömungskanälen des Brenners für die Verbrennungsluft verbunden. Sollen flüssige Brennstoffe, z. B. in der Art von Heizöl verwendet werden, kann vor dem Brenner ein Verdunster für flüssige Brennstoffe angeordnet sein, der über ein Verbindungsrohr mit dem Anschlußgehäuse für das Ableitungsrohr der Luft verbunden ist. Durch diese Ausbildung wird der Verdunster mit vorgewärmter Verbrennungsluft beschickt. Die Verbrennungsluft wird zweckmäßig an einer Stelle abgezapft, an der die Luft vom Wärmetauscher am stärksten erwärmt ist. Dies wird dadurch erreicht, daß das RohrDepending on the type of burner unit, the combustion air are fed differently. If this is heated with a gaseous fuel, the connection housing is for the supply pipe of the air in an advantageous manner via a connecting pipe with the flow channels of the Connected burner for the combustion air. Should liquid fuels such. B. used in the manner of heating oil an evaporator for liquid fuels can be arranged in front of the burner, via a connecting pipe is connected to the connection housing for the discharge pipe of the air. Through this training will the evaporator is charged with preheated combustion air. The combustion air is expediently drawn off at one point where the air from the heat exchanger is most heated. This is achieved in that the pipe
über dem Wärmetauscher im Bereich der Einströmseite des heißen Verbrennungsgases am Anschlußgehäuse angesetzt ist. In der Anfahrphase, in der die Luftheizeinrichtung noch keine Warmluft liefert, kann hilfsweise zur Vorerwärmung der Verbrennungsluft im Verbindungsrohr ein elektrischer Lufterhitzer angeordnet sein.above the heat exchanger in the area of the inflow side of the hot combustion gas is attached to the connection housing. In the start-up phase, in which the air heater does not yet supply any warm air, it can be used for preheating as an alternative An electric air heater can be arranged in the connecting pipe for the combustion air.
In der Zeichnung sind mehrere Ausführungen der ErfindungSeveral embodiments of the invention are shown in the drawing
dargestellt; es zeigt:
10shown; it shows:
10
Fig. 1 eine mit gasförmigem Brennstoff beheizte Luftheizeinrichtung in einer schematischen Darstellung, 1 shows an air heating device heated with gaseous fuel in a schematic representation,
Fig. 2 eine Baueinheit aus keramischem Wärmetauscher und keramischem Brenner für eine Luftheizeinrichtung in einer perspektivischen Darstellung,2 shows a structural unit made of a ceramic heat exchanger and ceramic burner for an air heater in a perspective view,
Fig. 3 eine mit flüssigem Brennstoff beheizte Luftheizeinrichtung in einer schematischen Darstellung, 3 shows an air heating device heated with liquid fuel in a schematic representation,
Fig. 4- den Aufbau eines keramischen Wärmetauschers inFig. 4- the structure of a ceramic heat exchanger in
einer perspektivischen Darstellung und 25a perspective illustration and 25
Fig. 5 eine keramische Wärmetauscher-Brenner-Baueinheit mit Anschlußgehäusen.5 shows a ceramic heat exchanger-burner assembly with junction boxes.
Die in Figo 1 schematisch dargestallte Luftheizeinrichtung besteht im wesentlichen aus einem blockförmigen keramischen Wärmetauscher 1, der kreuzstromartig von einem heißen Verbrennungsgas und von der aufzuheizenden Luft durchströmt wird» Das heiße Verbrennungsgas wird in einer Brennereinheit erzeugt, die aus einem keramischen Brenner 2 und einer keramischen Brennkammer 3 besteht.The air heating device shown schematically in FIG consists essentially of a block-shaped ceramic heat exchanger 1, the cross-flow of a hot combustion gas and the air to be heated flows through »The hot combustion gas is in a Burner unit is generated, which consists of a ceramic burner 2 and a ceramic combustion chamber 3.
Vie Fig. 2 zeigt, hat der Wärmetauscher 1 eine Blockform und besitzt eine Vielzahl parallel angeordneter, im Querschnitt schlitzförmiger Strömungskanäle 27,28, von denen die Strömungskanäle 28 in Strömungsrichtung der aufzuheizenden Luft und die Strömungskanäle 27 quer zu dieser Strömungsrichtung verlaufen. Die sich kreuzenden. Strömungskanäie 27,28 sind dabei jeweils durch eine Zwischenwand getrennt. Der Block ist ein einheitlicher Körper aus einer dichten keramischen Masse. Seine Länge und Höhe wird durch die Länge der Strömungskanäle 27,28 und seine Breite im wesentlichen durch die Anzahl der parallelen Strömungskanäle 27,28 sowie durch die Breite der Strömungskanäie und die Dicke der Zwischenwände bestimmt. Die Länge der Strömungskanäle ist an den durchströmenden Gasmengen orientiert; ist die Luftheizeinrichtung beispielsweise für ein Verbrennungsgas/Luftverhältnis von 1:10 bis 1:30 ausgelegt, wird für die Strömungskanäle 27 des Verbrennungsgases eine um ein Vielfaches größere Länge als für die Strömungskanäle 28 gewählt. Für die Abmessungen der Strömungskanäle können aber auch andere Einwirkungsgrößen berücksichtigt werden, beispielsweise die Eintrittstemperatur des Verbrennungsgases, die Durchströmgeschwindigkeiten usw. Vie Fig. 2 shows, the heat exchanger 1 has a block shape and has a plurality of parallel arranged, cross-section of slit-shaped flow channels 27, 28, of which the flow channels 28 in the flow direction the air to be heated and the flow channels 27 run transversely to this flow direction. The crossing. Flow channels 27, 28 are each separated by an intermediate wall. The block is a unified Body made from a dense ceramic mass. Its length and height is determined by the length of the flow channels 27.28 and its width essentially by the number of parallel flow channels 27, 28 and by the width the flow channels and the thickness of the partition walls. The length of the flow channels depends on the flowing through Gas quantities oriented; the air heater is for example for a combustion gas / air ratio designed from 1:10 to 1:30, one by one is used for the flow channels 27 of the combustion gas Much greater length than selected for the flow channels 28. For the dimensions of the flow channels you can however, other influencing variables are also taken into account, for example the inlet temperature of the combustion gas, the flow velocities, etc.
Einen ähnlichen Aufbau hat der ebenfalls in Blockform hergestellte keramische Brenner 2, der mit einer Vielzahl parallel angeordneter Strömungskanäle 39»40 versehen ist. Das Brenngas wird durch einen oberen Ausschnitt 38 von oben in die Strömungskanäle 39 geleitet, während die Verbrennungsluft axial in die Strömungskanäle 40 gelangt. Brenngas und Verbrennungsluft strömen im Gleichstromprinzip in die Brennkammer 3, die durch Verlängerungen der Wandteile des Wärmetauschers 1 und des Brenners 2 gebildet wird. Quer zur Strömungsrichtung 35. des Verbrennungsgases haben Wärmetauscher 1, Brennkammer und Brenner 2 einen gleichen Querschnitt, so daß sieThe ceramic burner 2, which is also produced in block form and is provided with a multiplicity of flow channels 39 »40 arranged in parallel, has a similar structure. The fuel gas is passed through an upper cutout 38 from above into the flow channels 39, while the combustion air passes axially into the flow channels 40. Combustion gas and combustion air flow in the direct current principle into the combustion chamber 3, which is formed by extending the wall parts of the heat exchanger 1 and the burner 2. Transverse to the direction of flow 35 of the combustion gas, the heat exchanger 1, combustion chamber and burner 2 have the same cross section, so that they
modulartig zusammengebaut werden können und eine Blockoί η he i t b i1den.Can be assembled in modules and a Blockoί η is called b i1den.
An der Ausströmseite des Wärmetauschers 1 für das Verbrennungsgas ist, wie Fig. 1 zeigt, ein Anschlußgehäuse 4-angeordnet, welches alle Strömungskanäle 27 haubenartig überdeckt und an ein mit einem Sauggebläse 6 ausgestattetes, zum Schornstein o. dgl» führendes Rohr 5"angeschlossen ist. Am Boden des Anschlußgehäuses 4 ist weiterhin ein Abscheiderohr 8 für Kondensitfasser vorgesehen. Bedarfsv/eise können am Anschlußgehäuse 4 auch Bypass-Öffnungen 7 angebracht sein, An den An- und Ausströmseiten des Wärmetauschers 1 für die Luft sind Anschlußgehäuse 11,12 aus Blech o„ dgl. angebracht, an welche ein Zuleitiuigsrohr 9 bzw, ein Ableitungsrohr 10 angeschlossen sind. Im Zuleitungsrohr 9 befindet sich ein Luftgebläse 13. Beim Ausführungsbeispiel saugt das Luftgebläse 13 über ein Zuleitungsrohr 14 Raumluft und/oder über ein Zuleitungsrohr 15 Außenluft an, wobei in den Zuleitungsrohren 14,15 angeordnete Drosselklappen 16 bzw. 17 eine Steuerung oder Regelung erlauben» Vom Ableitungsrohr 10 kann die erwärmte Luft unmittelbar oder mittels Verteilerrohre in die zu beheizenden Räume geleitet werden.As FIG. 1 shows, a connection housing 4 is arranged on the outflow side of the heat exchanger 1 for the combustion gas, which covers all flow channels 27 like a hood and is connected to a suction fan 6, 5 "leading pipe connected to the chimney or the like is. At the bottom of the connection housing 4, a separation pipe 8 for condensate is also provided. Required Bypass openings 7 can also be attached to the connection housing 4, on the inflow and outflow sides of the heat exchanger 1 for the air, connection housings 11, 12 made of sheet metal or the like are attached, to which a supply pipe 9 or a discharge pipe 10 are connected. In the supply pipe 9 there is an air blower 13. In the exemplary embodiment The air blower 13 sucks in room air via a supply pipe 14 and / or outside air via a supply pipe 15, with the supply pipes 14, 15 arranged throttle valves 16 or 17 allow a control or regulation »From the discharge pipe 10, the heated Air directly or by means of manifold pipes into those to be heated Spaces are managed.
Bei dem in Pig» 1 dargestellten Ausführungsbeispiel für einen gasförmigen Brennstoff wird, die Verbrennungsluft mittels eines Verbindungsrohres 18 an dem Anschlußgehäuse 11 abgesaugt, das sich auf der Luftanströmseite befindet. In dem Verbindungsrohr 18 ist ebenfalls eine Drosselklappe 19 angeordnet. Die Zuführung des gasförmigen Brennstoffes geschieht über eine Brennstoffleitung 20' mit Brennstoffventil 20. Die Drosselklappen 16,17,19 und das Brennstoffventil 20 können mittels einer Steuereinheit 21, die auch eine Regeleinheit sein kann, gesteuert bzw. geregelt werden»In the embodiment shown in Pig »1 for a gaseous fuel, the combustion air suctioned by means of a connecting pipe 18 on the connection housing 11, which is located on the air inflow side. A throttle valve 19 is also arranged in the connecting pipe 18. The supply of the gaseous Fuel happens via a fuel line 20 'with fuel valve 20. The throttle valves 16, 17, 19 and the fuel valve 20 can be controlled by means of a control unit 21, which can also be a regulating unit or to be regulated »
Die Amsführungsform nach Fig. 3 ist für eine Befeuerung mit einem flüssigen Brennstoff, z. B. ein Heizöl, angepaßt. Hierfür wird vorgewärmte Luft mittels eines Verbindungsrohres 22 am Anschlußgehäuse 12 abgesaugt, das sich auf der Luft aus strömseite des Wärmetauschers "befindet Diese vorgewärmte Verbrennungsluft wird über eine Drosselklappe 23 einem Verdunster 2A- zugeführt, in den über ein Brennstoffventil 25 der flüssige Brennstoff eingeleitet wird. Das Gemisch aus Verbrennungsluft und verdampftem Brennstoff gelangt dann axial in den Brenner 2 und strömt durch parallele Strömungskanäle in die Brennkammer 3· Bei dieser Ausführung entfällt eine seitliche Zuführung zum Brenner. Mittels einer Steuer- oder Regeleinheit 26 werden die Drosselklappen 16,17,23 und das Brennstoffventil 25 gesteuert bzw. geregelt. Für die Anfahrphase, in der die Luftheizeinrichtung noch keine zur Verwendung als Verbrennungsluft ausreichend erwärmte Luft liefert, ist in dem Verbindungsrohr 22 ein elektrischer Lufterhitzer 43 vorgesehen, der die Verbrennungsluft so lange hilfsv/eise vorwärmt, bis die Luftheizeinrichtung selbst entsprechend vorgewärmte Luft zur Verfügung stellt. Der Lufterhitzer 4-3 kann entsprechend gesteuert werden.The Amsführungsform of Fig. 3 is for firing with a liquid fuel, for. B. a heating oil, adapted. For this purpose, preheated air is sucked off by means of a connecting pipe 22 on the connection housing 12, which is located on the air from the flow side of the heat exchanger. The mixture of combustion air and evaporated fuel then enters the burner 2 axially and flows through parallel flow channels into the combustion chamber 3. In this embodiment, there is no side feed to the burner the fuel valve 25 controlled. for the start-up phase, in which the air heating device still does not provide for use as combustion air sufficiently heated air in the connection pipe 22, an electric heater 43 is provided, which hilfsv else preheats the combustion air for as long / until the Air heater self t provides appropriately preheated air. The air heater 4-3 can be controlled accordingly.
Fig. 4- zeigt den Aufbau einee keramischen Wärmetauscher:; in seinen 'Einzelheiten. Zu seiner Herstellung werden von einem isostatisch gepreßten keramischen Block, z. B. aus Siliziumnitrid, dünne Platten mit einer Dicke um 1 mm abgesägt. Auf gleiche Weise werden von anderen isostatisch gepreßten keramischen Blocken Rand-, Zwischen- oder Querstege hergestellt, die eine Dicke entsprechend der gewünschten Schlitzhohe erhalten, die zwischen 0,6 und mehreren Millimetern betragen kann. Der für die jeweilige Herstellung der dünnen Platten oder Stege vorgeformte Keramikblock entspricht in seinem Längen- bzw. Breitenmaß der Platten- bzw. Stegabmessung. Zur Bildung der sich kreuzenden Strömungskanäle 27,28 können an die dünnen PlattenFig. 4- shows the structure of a ceramic heat exchanger :; in its' details. For its production are of an isostatically pressed ceramic block, for. B. made of silicon nitride, sawed off thin plates with a thickness of 1 mm. In the same way, edge, intermediate or transverse webs are produced from other isostatically pressed ceramic blocks, which have a thickness corresponding to the desired slot height, which can be between 0.6 and several millimeters. The ceramic block preformed for the respective production of the thin plates or webs corresponds in its length or width dimension to the plate or web dimension. To form the intersecting flow channels 27, 28 can be attached to the thin plates
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bzw. 32 die Randstege 30 bzw. 33 und Zwischenstege 31 bzxi/„ 34- immittelbar angeformt sein. Die mit den Rand- und Zwischenstegen versehenen Platten 29,32 werden dann abwechselnd aneinandergelegt und als Einheit keramisch gebrannt, wobei die einzelnen Schichten in den Anlagebereichen mit Keramikkleber aneinandergeklebt werden und zusammen einen einheitlichen Block bilden. Der Abstand der Zwischenstege 31 bzw. 34- wie auch deren Höhe kann den Strömungs- und Wärmeübertragungsverhältnissen angepaßt werden. Vorzugsweise ist jeder einzelne Strömungskanal 27 im Querschnitt kleiner, d. h. hat einen kleineren Abstand zwischen den Stegen 31 als die Strömungskanäle 28. Dem Block sind weiterhin Seitenplatten 35 zugeordnet, welche an einer Stirnseite überstehen und zusammen mit einer Deckplatte 36 und einer Bodenplatte 37 einen Teil der Brennkammer 3 bilden, deren andere Hälfte an den Brenner 2 entsprechend angeformt ist.and 32 the edge webs 30 and 33 and intermediate webs 31, respectively bzxi / "34- be formed in the middle. The ones with the edge and plates 29, 32 provided with intermediate webs are then alternately placed against one another and ceramic as a unit fired, with the individual layers in the plant areas are glued together with ceramic glue and together form a single block. The distance the intermediate webs 31 and 34- as well as their height can be adapted to the flow and heat transfer conditions. Each individual flow channel is preferred 27 smaller in cross-section, i.e. H. has a smaller distance between the webs 31 than the flow channels 28. Side plates 35 are also assigned to the block, which protrude on one end face and together with a top plate 36 and a bottom plate 37 form part of the combustion chamber 3, the other half of which is molded onto the burner 2 accordingly is.
Fig. 5 zeigt eine Ausführung', bei der mehrere Wärmetauscher 1 und Brenner 2 modulartig für eine größere Leistung zu einer Einheit zusammengebaut sind. Dabei sind die Anschlußgehäuse 4-, 11 und 12 entsprechend angepaßt. Außerdem ist ein Anschlußgehäuse 41 zur Zuführung und Verteilung von gasförmigem Brennstoff und ein Anschlußgehäuse 4-2 sur Zuführung und Verteilung von Verbrennungsluft gezeigt.Fig. 5 shows an embodiment 'in which several heat exchangers 1 and burner 2 are assembled in a modular manner to form a unit for greater performance. Included the connection housings 4, 11 and 12 are adapted accordingly. In addition, a connection housing 41 is for supply and distribution of gaseous fuel and a connection housing 4-2 for the supply and distribution of Combustion air shown.
Der neuartige "blockfömige keramisch© Wärmetauscher kann auch für Luftheizeinriehtungeii Verwendung finden, bei denen heiße Abgase oder andere strömende Medien der Aufheizung dienen und ein Brenner nicht benötigt wird. Beispielsweise ist auch eine Anwendung zur Aufheizung der Raumluft von Kraftfahrzeugen möglich, wobei das Abgas oder das Kühlmittel des Motors als heizendes Medium durch die Strömungskanäle 27 geleitet wird.The new "block-shaped ceramic © heat exchanger can also be used for air heating units, in which hot exhaust gases or other flowing media are used for heating and a burner is not required. For example, it can also be used to heat the room air in motor vehicles Exhaust gas or the coolant of the engine is passed through the flow channels 27 as a heating medium.
- 11 -- 11 -
Durch die flache Bauform des Wärmetauschers wird ein besonders platzsparender Einbau ermöglicht.The flat design of the heat exchanger enables particularly space-saving installation.
- 12 -- 12 -
Claims (8)
104. Air heating device according to one of claims 1 to 3, characterized in that a ceramic burner unit having the same cross-section is arranged on the heat exchanger (1) on the inflow side for the combustion gas, which consists of a ceramic combustion chamber (3) and a ceramic burner (2 ) with a large number of parallel flow channels (3914 · 0) for a gaseous fuel and combustion air.
10
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| DE19813126267 DE3126267A1 (en) | 1981-07-03 | 1981-07-03 | AIR HEATING DEVICE WITH A HEAT EXCHANGER FLOWED FROM THE COMBUSTION GASES OF A BURNER |
| EP82200746A EP0069414A1 (en) | 1981-07-03 | 1982-06-16 | Hot air heating installation with a heat exchanger passed through by the combustion gases of a burner |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19813126267 DE3126267A1 (en) | 1981-07-03 | 1981-07-03 | AIR HEATING DEVICE WITH A HEAT EXCHANGER FLOWED FROM THE COMBUSTION GASES OF A BURNER |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| DE3126267A1 true DE3126267A1 (en) | 1983-01-20 |
Family
ID=6136022
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19813126267 Withdrawn DE3126267A1 (en) | 1981-07-03 | 1981-07-03 | AIR HEATING DEVICE WITH A HEAT EXCHANGER FLOWED FROM THE COMBUSTION GASES OF A BURNER |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0069414A1 (en) |
| DE (1) | DE3126267A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP0590582A1 (en) * | 1992-09-30 | 1994-04-06 | Nippon Chemical Plant Consultant Co., Ltd. | Gas heating apparatus |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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1981
- 1981-07-03 DE DE19813126267 patent/DE3126267A1/en not_active Withdrawn
-
1982
- 1982-06-16 EP EP82200746A patent/EP0069414A1/en not_active Withdrawn
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| US5634457A (en) * | 1992-09-30 | 1997-06-03 | Nippon Chemical Plant Consultant Co., Ltd. | Gas heating apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0069414A1 (en) | 1983-01-12 |
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| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
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