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Elektrisch beheizter Speicherofen, insbesondere für Raumheizung, mit
einem inneren und einem diesen vollständig umgebenden äußeren Speicherkörper In
vielen Betrieben ist zu gewissen Zeiten ein Überschuß an Energie vorhanden (Abfallenergie),
der zu anderen Zeiten gut Verwendung finden könnte. Es ist deswegen vorteilhaft
und steigert die Wirtschaftlichkeit der Betriebe erheblich, solche Abfallenergie
aufzuspeichern, um sie zu geeigneter Zeit nutzbar zu machen. Diese Speicherung kann
z. B. in der Weise durchgeführt werden, daß man die Abfallenergie in Wärme umsetzt
und diese aufspeichert, um sie zum Heizen von Räumen und zum Trocknen irgendwelcher
Stoffe zu benutzen.
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Zur Wärmespeicherung eignen sich am besten feste oder flüssige Körper,
weil ihre spezifische Wärme am größten ist. Damit man für den Speicherkörper kleine
Abmessungen erhält, ist es notwendig, ihn auf möglichst hohe Temperatur zu bringen.
Der Stoff mit der höchsten spezifischen Wärme (Wasser) kann aber nur auf ioö° gebracht
«erden, weil sonst Dampfbildung und damit Drucksteigerung eintritt, was in vielen
Fällen nicht erwünscht ist. In Speicheröfen verwendet man als Speichermaterial deswegen
meist Metalle,- Sand, Marmor, Speckstein und ähnliche Stoffe. Bei den Metallen ergibt
sich namentlich der Vorteil, daß man sie auf sehr hohe Temperatur bringen kann und
dadurch an Abmessungen spart. Wenn man nun aber den Speicherofen für Zimmerheizung
verwendet, dann darf die von der Luft des Raumes berührte Oberfläche keine höhere
Temperatur als 9o° erhalten, weil sonst die in der Luft immer vorhandenen Staubteilchen
verbrennen, was zur Verschlechterung der Zimmerluft führt. Um diesen Nachteil zu
vermeiden, hat man schon mehrfach die Speicheröfen so hergestellt, daß sie aus einem
Körper, der auf hohe Temperatur gebracht wird, bestehen, der von einem zweiten Körper
niederer Temperatur umgeben ist, wie das in Abb. i im Aufriß dargestellt ist.
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Von einem Speicherofen verlangt man meist nicht nur, daß er die gespeicherte
Wärme möglichst vollkommen aasnutzbar wiedergibt, sondern auch, daß die Schnelligkeit
der Entladung sich beliebig oder doch wenigstens stark beeinflussen läßt. Zu diesem
Zwecke werden oft Kanäle K in dem äußeren Körper angebracht, die man verschließen
und öffnen kann, wie dies z. B. Abb. i zeigt. Dadurch kann die wirksame Oberfläche
und so die Entladungsgeschwindigkeit verändert w er *den. An Stelle von Kanälen
kann man auch die Oberfläche rippenförmig vergrößern und diese vergrößerte Oberfläche
durch einen verschiebbaren oder sonst veränderlichen Mantel abschließen. Es gibt
jedenfalls eine Anzahl von Möglichkeiten, um die Größe der wirksamen Oberfläche
und damit die Entladungsgeschwindigkeit zu verändern.
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Die vorstehend beschriebene Regelfähigkeit von Speicheröfen ist aber
sehr begrenzt.
Dem von innen nach außen sich ergießenden Wärmestrom
stehen der Widerstand im inneren Speicherkörper T, der Übergang von Körper T auf
Körper A, der innere Widerstand in KörperA und der Übergang von Körper A auf die
umgebende Luft entgegen. Nur der letztere kann zu einem Teile durch Kanäle, Rippen
usw. verändert werden, so daß also der gesamte Wärmewiderstand verhältnismäßig wenig
beeinflußt werden .kann. Diese geringe Regelfähigkeit hat man nun dadurch etwas
gesteigert, daß man durch die Kanäle K künstlich Luft hindurchgeblasen hat oder
daß man den ganzen Speicherofen mit einem Ventilator anbläst. Dadurch wird der Wärmeübergang
von Körper A auf die umgebende Luft ein wenig vergrößert, und durch Veränderung
der Luftgeschwindigkeit kann man die Regelfähigkeit in geringen Grenzen steigern.
-Das ist aber nur dadurch erreichbar, daß man eine verhältnismäßig teuere Einrichtung,
bestehend aus einem Ventilator und einem diesen antreibenden Motor, benutzt. Damit
wird jedoch die Wirtschaftlichkeit solcher Speicheröfen überhaupt in Frage gestellt.
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Eine einfache und gleichzeitig höchst vollkommene Wirkung hinsichtlich
der Regelbarkeit solcher Speicheröfen wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß
der Wärmeübergang zwischen dem inneren und dem äußeren Speicherkörper veränderbar
gemacht wird. Das kann auf verschiedene Weise :erreicht werden, wofür später Beispiele
gegeben werden.
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Das Wesentliche für alle derartigen Bauarten ist, daß die beiden Speicherkörper
sich vollständig umschließen, damit die Luft des zu erwärmenden Raumes nicht mit
dem inneren Speicherkörper in Berührung kämmt. Letzterer kann in den Betriebsfällen,
in denen der Wärmeübergang vom inneren auf den äußeren Speicherkörper erschwert
ist, eine hohe Temperatur besitzen, so daß eine Verbrennung des Staubes der Luft
eintreten würde, was aber den Forderungen der Hygiene widerspricht.
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Durch diese Umschließung der beiden Speicherkörper wird ferner erreicht,'
daß die aus dem inneren austretende Wärme im äußeren nochmals gespeichert wird.
Man kann bekanntlich den Austritt von Wärme aus einem Körper erschweren, ihn aber
nicht ganz verhindern, so daß Speicherkörper sich immer allmählich von selbst entladen.
Diese Entladung kann durch ein zwischen den beiden Speicherkörpern angebrachtes
Regelorgan je nach Bedarf - erschwert oder erleichtert werden. Die selbst bei der
größten Erschwerung nöch ungewollt austretende Wärme wird dann aber im äußeren Speicherkörper
wieder festgehalten. Weiter hat die Anordnung einer Regelung des Wärmeüberganges
zwischen den beiden Speicherkörpern den Vorteil, daß der äußere Speicherkörper entladen
werden kann, ohne daß dieses bei dem inneren in dem gleichen Maße geschieht.
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In Abb. z ist nun eine der vielen Ausführungsmöglichkeiten für die
Regelbarkeit des Wärmeüberganges von Körper .T auf den Körper A dargestellt. Der
erstere ist verschiebbar gegen den zweiten gemacht, so daß der Wärmeübergang in
der in Abb. a gezeichneten Stellung schlecht und in der in Abb. 3 gezeichneten gut
ist.
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Eine andere Ausführung zeigen die Abb. q. und 5, in denen der innere
Speicherkörper gegen den äußeren verschiebbar ist und bei der ebenfalls in den beiden
Endstellungen der Wärmeübergang sehr verschieden ist und wobei, wie in den Abb.
2 und 3, Zwischenstellungen. möglich sind.
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Die Abb. 6 und 7 zeigen eine andere Ausführungsform, bei der der innere
Speicherkörper gegen den äußeren oder umgekehrt verdreht werden kann. Bei Verdrehung
z. B. des inneren Teiles des in Abb. 6 dargestellten Speicherofens um 9o° wird der
Wärmefluß von einem Minimum auf ein Maximum gebracht, während dasselbe bei der in
Abb. 7 dargestellten Bauart durch eine -Verdrehung um r8o° erzielt wird.
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Weitere Formen für die Ausführung vorliegender Erfindung sind dadurch
gekennzeichnet, daß die beiden sich vollständig umgebenden Speicherkörper so gebaut
und aufgestellt sind; daß ein Zwischenraum C, wie dies in Abb. 8 dargestellt ist,
zwischen dem inneren und dem äußeren Speicherkörper sich befindet. Die Wärmeleitung
dieses Zwischenraumes kann nun auf verschiedene Weise verändert werden. Es kann
z. B. der Raum C einmal mit Luft, ein anderes Mal mit Wasserstoff, der eine bedeutend
bessere Wärmeleitfähigkeit hat, ausgefüllt werden. Es können aber auch irgendwelche
andere gut wärmeleitende Gase oder Flüssigkeiten, z. B. Rizinusöl, Zylinderöl usw.,
als Ersatz für die Luft genommen werden. Man hat es also damit in der Hand, den
Wärmeübergang zwischen den beiden Speicherkörpern zu verändern. Das kann aber auch
dadurch geschehen, daß man den Zwischenraum mit polierten Blechen, zwischen denen
ein kleiner Abstand besteht, wie das in Abb. 9 und to gezeigt ist, ausfüllt, die
man das eine Mal so stellt, daß sie dein Übergang der Wärme einen großen Widerstand
entgegensetzen, während man sie das andere Mal um 9o° versetzt einbringt, so daß
die Wärme von dem Körper T zum Körper A sehr gut geleitet wird. Führt man die Speicherkörper
kreisförmig aus, so kann man die
Veränderung des Wärmeüberganges,
wie die Abb. i i und 12 zeig:n, dadurch erreichen, daß man in den Zwischenraum ein
solches Regelorgan bringt, das die Wärme zum Teil sehr schlecht (Z.=) und zum Teil
sehr gut (Z1) leitet. Durch Verdrehung desselben kann man erreichen, daß der Wärmeübergang
von Körperl auf den Körper-,1 entweder sehr schlecht oder sehr gut vor sich geht.
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Eine andere Ausführungsform zeigen die Abb. 13 und 14, bei denen der
innere Speicherkörper, wenn er keine Wärme abgeben soll, in einem besonders gut
isolierten Raume .ich befindet, während er zum Zwecke seiner Entladung in einen
unisolierten Raum gebracht wird. Bei dieser Bauart sind auch Zwischenstufen durch
Verschiebung der Isolierung TV in begrenztem -Maße möglich. Eine bessere Regelung
zeigt die Bauart Abb. i5, bei der die Verschiebung des Körpers I gegen den Körper
A eine weitgehende Regelung mit beliebigen Zwischenstufen gestattet.
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Bei den vorstehenden Ausführungsformen sind immer zwei Speicherkörper,
ein innerer und ein äußerer, vorgesehen. Es können natürlich auch drei oder mehr
Speicherkörper verwendet werden, zwischen denen dann zwei bzw. mehr veränderliche
Wärmeübergänge eingefügt sind, wie dies z. B. die Abb. 16 darstellt, in der der
innere Speicherkörper mit I und die beiden äußeren mit A, und .-1_ bezeichnet sind.
Die Regelbarkeit eines solchen Speicherofens ist natürlich eine noch weitgehendere.
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Die Benutzung der vorstehend beschriebenen Regelmethode, wie sie in
den Abb. 2 bis il) dargestellt ist und wie sie noch in vielen Abänderungen ausgeführt
werden kann, ist natürlich auch anwendbar neben den schon bekannten und vorstehend
erwähnten Regelmethoden, die in der Anbringung von verschließbaren bzw. zu öffnenden
Kanälen K, Rippen usw. sowie in der Anwendung von Luftströmungen Bestehen, wodurch
der Regelbereich noch erweitert werden kann.
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In den Abb..l bis 7 und 9 bis 15 sind Wärmeisolierungen vorgesehen,
die mit dem Buchstaben Mir bezeichnet sind. Grundsätzlich können dafür alte bekannten
Wärmeisolierstoffe benutzt werden, mit Ausnahme der Bauarten, die in den Abb. 9
und i o dargestellt sind. Dort' sind nur Blechpakete mit polierten Metallblechen
brauchbar, die kleine Zwischenräume aufweisen. Nach den Untersuchungen von P e c
1 e t ist die Wärmeleitung in Richtung senkrecht zu den Blechen schlechter als in
Richtung der Bleche. Bei den anderen Bauarten können aber auch Wärmeisolierungen,
die aus solchen polierten Metallblechen bestehen, mit Vorteil Verwendung finden.
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In vorstehendem sowie in den - Abbildungen sind stets reine Heizöfen
behandelt. Die Erfindung ist aber genau so auf Trockenöfen anwendbar, bei denen
neben der umgebenden Luft noch irgendwelche Stoffe erwärmt. d. h. getrocknet werden
sollen.