HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Technisches Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Erhitzer, insbesondere einen
Erhitzer. der in der Lage ist, Wärme zwischen Luft, die vom Inneren eines
Raumes angesaugt wird und Verbrennungswärme, die während der
Verbrennung eines Brennstoffes wie Gas oder Kerosin erzeugt wird, mit einem
sehr hoben Wirkungsgrad auszutauschen.
Beschreibung des Standes der Technik
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Ein Warmlufterhitzer des FF-Typs ist üblicherweise bekannt.
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Ein bekannter Warmlufterhitzer dieses Typs weist eine Konstruktion auf,
die wie folgt umrissen werden kann: Der Erhitzer kann einen Brennstoff
mit Luft, die von außerhalb des Raumes angesaugt wurde, verbrennen und
die Luft außerhalb des Raumes abgeben, nachdem die Luft in der
Verbrennung benutzt worden ist; der Erhitzer ist auch dazu in der Lage,
einen Wärmeaustausch zwischen Luft, die sich aufgrund der Verbrennung
auf einer hohen Temperatur befindet, und Luft, die vom Inneren des
Raumes angesaugt worden ist, durchzuführen, bis die Luft auf der hohen
Temperatur außerhalb des Raumes abgegeben wird, und das Innere des
Raumes mit der Luft zwangszubelüften, die den Wärmeaustausch
unterworfen wurde und so ihre Temperatur erhöht hat.
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Solch ein üblicher Erhitzer weist im wesentlichen eine
Verbrennungssektion, eine Ventilationssektion, eine Wärmetauschersektion zwischen der
Verbrennungs- und Ventilationssektion und einen Rahmenkörper auf, der
diese Bauteile aufnimmt.
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Die Verbrennungssektion hat eine Verbrennungskammer, einen Ansaugkanal
zum Zuführen von Frischluft von außerhalb des Raumes zum Inneren der
Verbrennungskammer mittels eines Sauggebläses, und einen Abgaskanal,
der mit dem Äußeren des Raumes in Verbindung steht, um die Luft, die
während der Verbrennung benutzt worden ist, an das Äußere des Raumes
abzugeben. Die Wärmetauschersektion ist zwischen der Verbrennungskammer
und dem Abgaskanal angeordnet.
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Die Ventilationsektion weist einen Ansaugkanal, der an einer Seite des
Rahmenkörpers zum Ansaugen von Luft aus dem Inneren des Raumes
angeordnet ist, einen Abluftkanal, der auf der anderen Seite des
Rahmenkörpers zum Abgeben von Luft in das Innere des Raumes angeordnet ist, und
ein Ventilationsgebläse auf, das zwischen dem Ansaug- und dem
Abluftkanal angeordnet ist, so daß die angesaugte Luft zwangsweise einem
Wärmetausch unterworfen wird.
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Die Wärmetauschersektion ist zwischen der Verbrennungskammer und dem
Abgaskanal angeordnet, um einen Wärmeaustausch mit der vom Inneren
des Raumes durch die Ventilationsektion angesaugten Luft zu ermöglichen.
Luft, die sich aufgrund der Verbrennung auf hoher Temperatur befindet,
durchläuft die Wärmetauschersektion und während des Durchtritts der Luft
reduziert sich deren Temperatur um ein Maß das der Energie entspricht,
die dazu verwendet wird, die Temperatur der vom Inneren des Raumes
angesaugten Luft anzuheben. Danach wird die in ihrer Temperatur
reduzierte Luft außerhalb des Raumes abgegeben.
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Der üblicherweise bekannte Erhitzer hat den Vorteil, daß er eine
Erwärmung des Raumes ermöglicht, ohne eine Beeinträchtigung der Frische der
Luft innerhalb des Raumes zu verursachen. Der konventionelle Erhitzer
hat jedoch die folgenden Nachteile:
(1) Geringe Wärmetauschereffizienz
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Im oben beschriebenen konventionellen Erhitzer wird die vom Inneren des
Raumes angesaugte Luft von der Wärmetauschersektion einem Wärmetausch
mit Wärme unterworfen, die durch die Verbrennungsgase erzeugt worden
ist. Falls jedoch versucht wird, die Wärmetauschereffizienz durch eine
Erhöhung der Wärmeübergangsbereiche des Wärmetauschers zu verbessern,
besteht das Risisko, daß Feuchtigkeit im Wärmetauscher kondensiert. Eine
solche Feuchtigkeitskondensation kann zu einer Korrosion des
Wärmetauschers führen. Entsprechend ist es notwendig, die Wärmetauschereffizienz
eines konventionellen Erhitzers innerhalb eines Bereiches zu halten, der
niedrig genug ist, um Feuchtigkeitskondensation zu verhindern und es ist
unmöglich gewesen, die Wärmetauschereffizienz über diesen Bereich hinaus
zu erhöhen.
(2) Großes Wärmetauschervolumen
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Die Effizienz des Wärmeaustausches in der Wärmetauschersektion zwischen
Luft auf hoher Temperatur aufgrund der Verbrennungsgase und Luft auf
niedriger Temperatur, die vom Inneren des Raumes angesaugt worden ist,
kann durch eine Erhöhung der Wärmeübergangsfläche des Wärmetauschers
erhöht werden. Diese Erhöhung der Übergangsfläche jedoch verursacht eine
Erhöhung des Widerstandes gegen die Luftströmung, die in den
Strömungspassagen vom Ventilationsgebläse erzeugt wird. Um mit diesem Problem
fertigzuwerden, ist es gängige Praxis, den Querschnitt der
Strömungspassagen zu erhöhen. Da der Wärmetauscher per se ein erhöhtes Volumen
aufweisen muß, um für eine verbesserte Wärmetauschereffizienz zu sorgen,
machen derartige Anordnungen die Gesamtstruktur des Erhitzers groß.
(3) Trocknung der Luft innerhalb des Raumes
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Da der konventionelle Erhitzer so aufgebaut ist, daß er die gesamte Luft,
die er in der Verbrennung verbraucht hat, abgibt, wird die Feuchtigkeit
in dieser Luft ebenfalls abgegeben, nachdem diese während der
Verbrennung verdampft worden ist. Diese Anordnung trocknet daher in abnormaler
Weise das Innere des Raumes aus, wenn es durch den Erhitzer erwärmt
wird.
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Ein Erhitzer, der eine Konstruktion wie in Fig. 1 (Stand der Technik)
gezeigt aufweist, ist auch in FR-A-2 117 406 offenbart.
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Wie schematisch in Fig. 1 gezeigt ist, weist der Erhitzer folgende
Luftströmungswege auf: Einen Verbrennungsweg, der sich von einer in einer
Verbrennungssektion 10 des Erhitzers angeordneten Gasbrennereinheit 20 zu
einem Abgaskanal 11 durch einen Rotationskörper 30 erstreckt; und einen
Erhitzerweg, der sich von einem Wärmetauschergebläse 50, das als
Ventilationssektion 40 des Erhitzers dient, zu einem Abluftkanal 41 durch den
Rotationskörper 30 erstreckt.
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Der Rotationskörper 30 erstreckt sich quer über diese Verbrennungs- und
Ventilationssektionen 10 und 40, um so in diese Position zu rotieren. Der
Rotationskörper 30 weist Luftströmungspassagen 31 auf, die sich in
derselben Richtung wie dessen Rotationsachse erstrecken.
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Der mit den Strömungspassagen 31 versehene Rotationskörper 30 wird als
Wärmetauschersektion verwendet. Deshalb kann Luft mit hoher Temperatur,
die von der Verbrennung in der Gasbrennereinheit 20 resultiert, durch die
Strömungspassagen 31 strömen, bevor die Luft am Abgaskanal 11 ankommt.
Wenn die hochtemperierte Luft durch die Strömungspassagen 31
hindurchtritt, erhitzt die Luft den Rotationskörper 30.
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Andererseits tritt die Luft, die vom Inneren des Raumes durch das
Wärmetauschergebläse 50, das als Ventilationssektion 40 wirkt, angesaugt
worden ist, durch die Strömungspassagen 31 des Rotationskörpers 30
durch, bevor die Luft am Abluftkanal 41 ankommt. Deshalb wird Wärme
zwischen den Passagen 31 und der Luft ausgetauscht, während die Luft
durch diese hindurchtritt, wenn sich die Strömungspassagen 31 auf einer
hohen Temperatur befinden.
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Der Rotationskörper 30 ist so ausgelegt, daß er ständig rotiert. Daher
bewegt sich während der Rotation des Körpers 30 ein Teil des Körpers 30,
der in der Verbrennungssektion 10 erhitzt worden ist, auf die andere
Seite des Erhitzers, wo die Ventilationssektion 50 angeordnet ist.
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Der Teil des Rotationskörpers 30, der auf diese Weise erhitzt und auf die
Seite der Ventilationssektion 40 bewegt worden ist, tauscht dann Wärme
mit Luft aus, die durch die Ventilationssektion 40 dazu gezwungen worden
ist, durch das Innere des Raumes und den Erhitzer zu zirkulieren, wobei
die Luft erhitzt wird, während dieser Teil des Rotationskörpers 30 gekühlt
wird.
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Auf diese Weise wird mittels der Verbrennung in der Verbrennungssektion
10, der Ventilation, die durch die Ventilationssektion 40 verursacht wird,
und der Rotation des Rotationskörpers 30 kontinuierlich ein
Wärmeaustausch bewirkt, bei dem der Rotationskörper 30 als Wärmetauschersektion
fungiert.
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Durch die Verbrennung in der Verbrennungssektion 10 wird Feuchtigkeit
erzeugt. Ein Teil der Feuchtigkeit wird über die Strömungspassagen 31
des Rotationskörprs 30 an den Auslaßkanal 11 abgegeben, während die
verbleibende Feuchtigkeit sich an den Passagen 31 des Rotationskörpers 30
anlagert. Der Teil der durch die Verbrennung in der Verbrennungssektion
10 erzeugten Feuchtigkeit, der sich an den Strömungspassagen 31 des
Rotationskörpers 30 angelagert hat, kann an eine Luftströmung vom
Wärmetauschergebläse 50 abgegeben werden, wenn sich der Teil des
Rotationskörpers 30, der die Feuchtigkeit trägt, auf die Seite der
Ventilationssektion 40 durch die Rotation des Rotationskörpers 30 bewegt hat, worauf die
Feuchtigkeit vom Abluftkanal 41 abgegeben wird.
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Daher ist der Erhitzer entsprechend Fig. 1 (Stand der Technik) in der
Lage, an den Raum abzugebende Luft zu befeuchten, wobei die von der
Verbrennung erzeugte Feuchtigkeit verwendet wird, während der Erhitzer
die Luft erwärmt.
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Ein Experiment hat nachgewiesen, daß mit einem solchen Erhitzer der
Wärmeaustausch derart war, daß die Temperatur der vom Abgaskanal 11
abgegebenen Luft etwa bei 50ºC lag, sogar wenn die Temperatur der
Verbrennungssektion 10 während des Betriebs der Gasbrennereinheit 20 bei
1.000ºC lag.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung, wie sie durch Anspruch 1 definiert wird,
wurde geschaffen, um die oben bezeichneten Probleme zu lösen. Eine Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, einen Erhitzer zu schaffen, der mit
einem sich quer über Verbrennungs- und Ventilationssektion des Erhitzers
erstreckenden Rotationskörper in der Weise ausgestattet ist, das er in
dieser Position rotiert, wobei zur Erzielung eines Wärmeaustausches
Luftpassagen in den Rotationskörper eingeformt sind, der in der Lage ist,
einen Wärmetausch mit einer erhöhten Effektivität durchzuführen und
gleichermaßen in der Lage ist Dampf, der während der Verbrennung erzeugt
worden ist, dem Inneren des Raumes zuzuführen, um dadurch zu
verhindern, daß das Innere des Raumes in abnormaler Weise ausgetrocknet
wird.
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Bei dem erfindungsgemaßen Erhitzer ist der mit Luftströmungspassagen
versehene Rotationskörper quer über der Verbrennungs- und
Ventilationssektion angeordnet, um so in dieser Position zu rotieren.
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Während der Rotation des Rotationskörpers wird die Temperatur des Teil
des Rotationskörpers, der auf der Seite des Erhitzers positioniert ist, wo
die Verbrennungssektion angeordnet ist, durch die Wärme erhöht, die
durch eine Verbrennung erzeugt wird, während die Wärme durch die
Strömungspassagen hindurchtritt.
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Wenn der Teil des Rotationskörpers, dessen Temperatur auf diese Weise
erhöht worden ist, auf die Seite des Erhitzers bewegt und dort
positioniert worden ist, wo die Ventilationssektion angeordnet ist, tritt Luft, die
in der Ventilationssektion strömt, durch die Strömungspassagen im
Rotationskörper hindurch. Während dieses Durchtritts der Luft wird die Wärme
des erhitzten Teiles des Rotationskörpers an die Luft übertragen, die vom
Inneren des Raumes in die Ventilationssektion angesaugt worden ist.
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Wenn entsprechend die Verbrennungssektion und die Ventilationssektion
jeweils kontinuierlich und gleichzeitig betrieben werden, während der
Rotationskörper kontinuierlich rotiert, ist die Wärmetauschersektion in der
Lage,
eine kontinuierlichen Wärmeaustausch zu bewirken, wodurch ein
hocheffizienter Wärmeaustausch bewirkt wird.
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Zusätzlich ist es möglich, zu verhindern, daß Luft von der Seite der
Verbrennungssektion zur Seite der Ventilationssektion fließt, da der innere
Druck auf der Seite der Ventilationssektion des Rotationsteils höher ist
als der auf dessen Seite der Verbrennungssektion, wodurch verhindert
wird, daß Luft, die in der Verbrennung benutzt wurde, durch die
Ventilationssektion fließt. Dieser Effekt wird sogar dann erzielt, wenn der
Erhitzer die bei der Verbrennung verwendete Luft an den Außenraum abgibt,
um jegliche Beeinträchtigung der Frische der Luft innerhalb des Raumes
zu verhindern.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Fig. 1 ist eine Ansicht, die schematisch die grundlegende Konstruktion
des Erhitzers, wie er aus dem Stand der Technik bekannt ist, darstellt;
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Fig. 2 und 3 sind Ansichten, die Erhitzer entsprechend spezifischer
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung darstellen;
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Fig. 4 und 5 sind perspektivische Ansichten, die Rotationskörper zeigen;
und
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Fig. 6 bis 8 sind Ansichten, die eine Gasbrennereinheit zeigen.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Gewisse Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im
folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben:
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Fig. 2 und 3 zeigen eine erste Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung.
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Ein Erhitzer entsprechend diesem Ausführungsbeispiel weist ein
Wärmetauschergebläse 50 und ein Ventilationsgebläse 52 auf, die voneinander
getrennt sind. Das Wärmetauschergebläse 50 dient auch als Sauggebläse 51,
um Luft der Gasbrennereinheit 20 zuzuführen.
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Genauer ist die Konstruktion des Erhitzers entsprechend dieser
Ausführungsform derart, das Luft, die vom Inneren des Raumes durch das
Sauggebläse 51 angesaugt wird, sowohl der Gasbrennereinheit 20 durch eine
Brennerpassage 70 als auch durch eine Wärmetauscherpassage 71 einer
Wärmetauschersektion zugeführt wird, die durch den Rotationskörper 30
gebildet ist.
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Mit dieser Anordnung wird ein Wärmeaustausch in der Passage 71 bewirkt,
die einen Versorgungskanal zum Zuführen von Luft, die von dem
Sauggebläse 51 vom Inneren des Raumes angesaugt wurde, mit einem
Versorgungskanal zum Zuführen von Luft hoher Temperatur verbindet.
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Die Luft auf hoher Temperatur, die von dem zugehörigen Versorgungskanal
zugeführt wird, wird an das Innere des Raumes abgegeben, während
deren Temperatur durch den vom Ventilationsgebläse 52 erzeugten Luftstrom
reduziert worden ist.
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Der Erhitzer entsprechend der vorliegenden Erfindung ist auch in der
Lage, den Raum dadurch zu erhitzen, daß die in der Verbrennungssektion
10 erzeugte Wärme mit der der Ventilationssektion 40 aufgrund der
Rotation des Rotationskörpers 30 ausgetauscht wird, der quer über diesen
Sektionen 10 und 40 angeordnet ist, um so in dieser Position zu rotieren.
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Der Rotationskörper 30 weist die Strömungspassagen 31 auf, von denen
jede eine geeignete Ausgestaltung, wie beispielsweise eine gitterförmige
Ausgestaltung (Fig. 4) oder eine wabenförmige Ausgestaltung (Fig. 5)
aufweist. Diese Strömungspassagen 31 können beispielweise durch
Herstellung eines extrudierten Materials, wie beispielsweise eines monolithischen
Trägers für einen Katalysator in einem Automobil gebildet sein, wobei das
Material in eine zylindrische Form gebracht wird. Weiterhin kann die
Oberfläche der Strömungspassagen 31 mit einem feuchtigkeitsabsorbierenden
Material durch eine geeignete Methode wie beispielweise Beschichten oder
Imprägnieren versehen sein.
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Der Rotationskörper 30 kann alternativ dazu auch in einer anderen
geeigneten Struktur unter Verwendung eines anderen geeigneten Materials
gebildet sein. Zum Beispiel kann der Körper 30 aus einem extrudierten
Aluminiummaterial oder einem gegossenen porösen Keramikmaterial gebildet
sein. Der Körper 30 kann alternativ durch Wellung eines Materials wie
beispielsweise eines Bogens von Asbestpapier oder Metall und Bildung
eines zylindrischen Körpers durch eine schraubenförmige Aufwicklung des
gewellten Bogens gebildet sein.
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Bei dem in Fig. 4 gezeigten Rotationskörpers 30 ist eine Teilungsplatte 62
in dem Rahmenkörper 60 zwischen der Verbrennungssektion 10 und der
Ventilationssektion 50 vorgesehen, um zu verhindern, daß der Luftstrom in
der Verbrennungssektion 10 und der in der Ventilationssektion 40 sich
einander untermischen. Weiterhin können geeignete Vorrichtungen, wie
beispielsweise eine Labyrinthdichtung in dem Spalt zwischen dem
Rotationskörper 30 und der Führung 61 oder zwischen dem Rotationskörper 30 und
der Teilungsplatte 62 vorgesehen sein, um so die Größe des Spaltes klein
zu machen.
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Die Anordnung der Führung 61 ist derart, daß eine mechanische Dichtung
63 und eine elastische Dichtung 64 kombiniert und auf den verschiedenen
Seiten der Führung 61 eingesetzt werden. Demgemäß ist die mechanische
Dichtung 63 zum Beispiel aus Keramikmaterial gebildet und auf der Seite
der Führung 61 verwendet, die der Gasbrennereinheit 20 näher ist und
die daher höheren Temperaturen ausgesetzt werden kann, während die
elastische Dichtung 64, wie zum Beispiel eine Teflon-Labyrinthdichtung
oder eine Membrandichtung, auf der Seite der Führung 61 verwendet wird,
die von der Gasbrennereinheit 20 entfernt ist, und die so möglicherweise
niedrigeren Temperaturen ausgesetzt wird. So wird es möglich gemacht,
sowohl das Niveau der Dichtungseigenschaften auf der
Niedrigtemperatur-Seite als auch das Niveau der Dimensionierungsgenauigkeit der Teile auf
der Hochtemperaturseite zu verbessern.
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Wenn beide Seiten der Führung 61 mechanische Dichtungen 63 aufweisen,
können die Dichtungseigenschaften verschlechtert werden. Andererseits
kann die Hochtemperaturseite der Führung 61 thermisch beeinträchtigt und
deformiert werden, wenn beide Seiten als elastische Dichtungen 64
ausgebildet sind. Demzufolge sind beide dieser Anordnungen für eine
Verwendung nicht geeignet. Im Gegensatz dazu ist die Führung 61 der
vorliegenden Erfindung mit der im vorstehenden Absatz beschriebenen
Kombination versehen, wodurch ermöglicht wird, daß jegliche thermische
Deformation verhindert und ein Niveau der Betriebseigenschaften erreicht wird,
die ausreichend für den Gebrauch ist.
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Bei einem Erhitzer, der die oben beschriebene Konstruktion aufweist,
besteht ein Risiko, das ein kleiner Teil der Verbrennungsluft in der
Verbrennungssektion 10 zur Ventilationssektion 40 durchleckt, was in einer
Abgabe von bei der Verbrennung verwendeter Luft resultiert, wenn keine
Maßnahmen gegen dieses Risiko ergriffen werden. Entsprechend der
vorliegenden Erfindung wird daher der interne Druck der Ventilationssektion 40
auf einen Wert gesetzt, der höher als der in der Verbrennungssektion 10
ist. Sogar wenn ein Teil der in die Ventilationssektion 40 eingesaugten
Luft in die Verbrennungssektion 10 fließen kann, besteht mit dieser
Anordnung kein Risiko, daß irgendein Teil der Luft in der
Verbrennungssektion 10 in die Ventilationssektion 40 fließen kann, wodurch verhindert
wird, daß irgendein Teil der Luft, die bei der Verbrennung verwendet
worden ist, in das Innere des Raumes abgegeben wird.
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Es besteht ein weiteres Risiko, daß der Rotationskörper 30 aufgrund
gewisser Faktoren nicht rotiert. Falls dies erfolgt, würde Luft mit hoher
Temperatur in Richtung des Abgaskanales 11 fließen, was eine Erhitzung
der Führung 61 und des gesamten Erhitzers verursachen wurde. Dies kann
eine Fehlfunktion des Erhitzers oder sogar einen Brand verursachen.
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Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist daher ein Temperatursensor
15 in der Nähe des Abgaskanals 11 vorgesehen, so daß ein Zustand, in
dem der Rotationskörper 30 nicht rotiert, d.h. in dem die Temperatur in
der Nähe des Abgaskanals 11 abnormal hoch ist, durch den
Temperatursensor 15 detektiert werden kann. Diese Detektion wird von einer
Betriebsart gefolgt, in der die Gaszuführung gestoppt oder eine Information
betreffend den abnormalen Zustand ausgegeben wird.
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Verschiedene Beispiele für die Gasbrennereinheit 20, die vorzugsweise in
dem Erhitzer gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann,
werden nun unter Bezugnahme auf die Fig. 6, 7 und 8 beschrieben.
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Fig. 6 ist ein Schnitt der Gasbrennereinheit 20; Fig. 7 ist eine Ansicht
eines Beispiels einer Flammöffnungsoberfläche 22 eines Wabenkörpers 21
der Gasbrennereinheit 20 zum Zuführen einer Gasmischung; und Fig. 8 ist
ein Schnitt der Flammöffnungsoberfläche 22, der den Verbrennungszustand
zeigt.
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Die Gasbrennereinheit 20 umfaßt hauptsächlich einen Hauptkörper 23, dem
eine Mischung aus Luft und Gas zugeführt wird, eine Verbindungsplatte
24, die an dem oberen Abschnitt des Körpers 23 befestigt ist, und den
Wabenkörper 21, der oberhalb der Verbindungsplatte 24 mittels eines
Halteteils 26 über eine wärmewiderstandsfähige Dichtung 25 gehalten ist.
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Die Verbindungsplatte 24 ist quer darüber mit einer großen Anzahl von
Hauptöffnungen 27 zum Zuführen einer Primärgasmischung und zur
Erzeugung von Hauptflammen und mit einer kleinen Anzahl von peripheren
Öffnungen 28 zur Erzeugung peripherer Flammen gebildet. Verteilungszylinder
29 sind auf der oberen Fläche der Verbindungsplatte 24 vorgesehen, um
Räume zu definieren, durch welche die Primärgasmischung in einer
solchen Weise zugeführt wird, daß sie zur Erzeugung von Hauptflammen und
zur Erzeugung von peripheren Flammen aufgeteilt wird.
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Die Verteilungszylinder 29 können entweder einstückig mit der
Verbindungsplatte 24 oder separat davon ausgebildet sein. Weiterhin können die
Zylinder 29 am Wabenkörper 21 befestigt sein.
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Der Wabenkörper 21 ist aus keramischem Material gebildet und weist
Zellen auf. Wenn die Zellen jeweils rechteckige geformt sind, sollte jede
Zelle vorzugsweise eine Seitenlänge von etwa 1 mm, eine Wanddicke von
0.15 bis 0.3 mm und ein Öffnungsverhältnis von 60 bis 80% aufweisen.
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Wenn jede der Zellen eine unterschiedliche Ausgestaltung aufweist, können
die Dimensionen und das Öffnungsverhältnis jeder Zelle von den oben
genannten Angaben abweichen. Die Flammöffnungsfläche 22 des Wabenkörpers
21 ist in vier Teile geteilt (siehe Fig. 7). Entsprechend wird die
Primärgasmischung zugeführt und verbrannt, während sie in vier Teile geteilt
ist.
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Die Gründe für die Ausbildung des Wabenkörpers 21 aus einem
Keramikmaterial sind die folgenden:
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(1) Da ein Keramikmaterial eine geringe thermische Leitfähigkeit aufweist,
kann die Verwendung von Keramikmaterial Flammenrückschläge verhindern;
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(2) ein keramisches Material hat einen thermischen Widerstand;
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(3) im allgemeinen werden Flammenrückschläge durch eine Reduktion des
Durchmessers der Flammöffnung verhindert. Wenn jedoch die Durchmesser
der Flammöffnungen reduziert werden, kann dies zu einem erhöhten
Druckverlust führen. Um diesen Verlust zu kompensieren, ist es
konventionellerweise notwendig gewesen, den internen Druck des Brenners und die
Fläche der Flammöffnungsoberfläche 22 zu erhöhen. Im Gegensatz dazu
bleibt das Öffnungsverhältnis im wesentlichen konstant, wenn der
Wabenkörper aus einem Keramikmaterial gebildet ist, auch wenn der
Durchmesser jeder Zelle reduziert wird. Diese Anordnung macht es möglich, mit
einer nur sehr geringen Erhöhung des Druckverlustes in dem
Flammöffnungsabschnitt des Brenners Flammenrückschläge zu verhindern; und
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(4) da ein keramischer Wabenkörper im Handel erhältlich ist, können die
Produktionskosten niedrig sein.
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Im tatsächlichen, in Fig. 8 gezeigten Verbrennungsbetrieb der oben
beschriebenen Brennereinheit 20 wird eine Gasmischung dem Wabenkörper 21
über die Verteilungszylinder 29 zugeführt. Die derart zugeführte
Gasmischung wird auf eine solche Weise eingespritzt und verbrannt, daß die
Mischung in zwei Teile geteilt wird, d.h. in einen Teil, der sich am
peripheren Abschnitt, der Flammöffnungsoberfläche 22 des Wabenkörpers 21
befindet und welcher Teil zum Erzeugen der peripheren Flamme verwendet
wird und in einen Teil, der sich im zentralen Abschnitt der
Flammöffnungsoberfläche 22 befindet und der zur Erzeugung der Hauptflammen
verwendet wird.
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Da weiterhin die Flammöffnungsoberfläche 22 des Wabenkörpers 21 in vier
Teile geteilt ist, wie dies vorher beschrieben wurde, wird die
Gasmischung eingespritzt und verbrannt, während sie in vier Teile geteilt ist.
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Mittels dieser Anordnung sind die Hauptflammen in vier Gruppen
aufgeteilt, und die derart geteilten Gruppen der Hauptflammen verhalten sich
in einer Weise, daß sie sich gegenseitig stabilisieren. Dies ermöglicht es,
daß die Verbrennung unter einer erhöhten Last durchgeführt werden kann.
Die Zahl der Teile, in die die Flammöffnungsoberfläche geteilt ist, ist
nicht auf vier beschränkt und kann irgendeine andere geeignete Anzahl
sein.
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Wie oben beschrieben weist der Erhitzer entsprechend der vorliegenden
Erfindung einen Rotationskörper auf, der quer über der
Verbrennungssektion und der Ventilationssektion angeordnet ist, um so in dieser Position
zu rotieren, wobei der Rotationskörper Luftströmungspassagen zur
Bewirkung eines Wärmeaustausches aufweist. Daher ist der Erhitzer in der
Lage, für eine erheblich erhöhte Wärmetauscheffizienz zu sorgen und Dampf,
der während der Verbrennung erzeugt worden ist, dem Inneren des Raumes
zuzuführen, um dadurch zu verhindern, daß das Innere des Raumes in
abnormaler Weise ausgetrocknet wird.