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Heizofen Die Erfindung betrifft einen Heizofen zur Erwärmung von flüssigen
oder gasförmigen Mitteln, vorzugsweise für Heiz- und Trockenzwecke.
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Die bisher bekannten Heizöfen sind für eine einzige Wärmequelle ausgebildet.
Sie beheizen entweder durch Verwendung von Dampf oder durch Verbrennen von gasförmigen
oder festen oder flüssigen Brennstoffen. Der erfindungsgemäße Heizofen ist dagegen
zur wahlweisen Anwendung einer oder mehrerer, beliebiger Beheizungsarten als auch
zur eventuell zusätzlichen Ausnutzung einer zur Verfügung stehenden Abwärme geeignet.
Es sind also mit ihm die weitgehendsten Variationsmöglichkeiten je nach den jeweilig
verfügbaren Brennstoffen gegeben. Erfindungsgemäß ist daher der zur Wärmeerzeugung
bzw. -zufuhr dienende Unterteil des Heizofens sowohl mit einer Zufuhrmöglichkeit
für ein wäxfneabgebendes Mittel als auch mit Einrichtungen zum Verbrennen fester,
flüssiger und gasförmiger Brennstoffe versehen; er besitzt z. B. einen Feuerungsrost
und einen kombinierten Öl- und Gasbrenner.
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Erfindungsgemäß ist der Feuerungsraum durch eine mit mehreren Öffnungen
versehene Schamotteplatte in zwei übereinanderliegende Kammern unterteilt. Die untere,
mit Schamottefutter und Heiztür versehene Kammer dient durch Anordnung eines Rostes
sowie eines Öl- und Gasbrenners unmittelbar als Verbrennungskammer, wogegen in der
oberen, durch die Schamotteplatte abgeschirmten Kammer die dem Verbrennungsraum
entweichenden Heizgase unter Ausschaltung der direkten Wärmestrahlung vor ihrem
Eintritt in das Rohrsystem des Wärmeaustauschers gesammelt werden.
Um
den Wärmeaustausch möglichst rasch und vollständig zu erreichen, wird die allseits
mit Schamotteplatten ausgekleidete Verbrennungskammer sowie die Sammelkammer von
einem von dem zu erwärmenden Mittel durchflossenen Doppelmantel umgeben, welcher
an dem den Sammelraum umgebenden oben abschließenden Teil mit mehreren Öffnungen
für den #Nnschluß der Heizrohre des Wärmeaustauschers versehen ist, wobei die Heizrohre
von je einem größeren Rohr umgeben sind und dadurch je einen Ringkanal zur Führung
des zu erwärmenden Mittels bilden, der von innen und außen von den Heizgasen umspült
ist.
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Die das zu erwärmende Mittel führenden Ringkanäle münden am oberen
Ende in eine lediglich von den Heizröhren durchbrochene gemeinsame Sammelkammer.
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Kommt für den Wärmeaustausch Luft in Betracht, die beispielsweise
zur Beheizung von Großräumen dienen soll, so wird die Luft durch einen im wesentlichen
an der tiefsten Stelle angeordneten Ventilator zugeführt und durch eine oder mehrere
an die obere Sammelkammer angeschlossene Austrittsöffnungen abgeführt.
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Die Austrittsöffnungen können mit Leithlechen versehen und durch an
sich bekannte Schieber bis zum völligen Abschluß im Querschnitt geregelt werden.
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Zur Erzielung geringsten Kraftbedarfes für den Ventilatorantrieb wird
insbesondere bei Öl- und Gasbetrieb vorteilhaft ein zweistufiger Ventilator verwendet,
wobei die erste Stufe mit geringem Druck das zu erwärmende Mittel und gegebenenfalls
auch den Unterwind für den Rost zuführt, wogegen die zweite Stufe mit höherem Druck
die notwendige Verbrennungsluft für den Öl- bzw. Gasbrenner liefert.
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Die getrennte Anordnung einer Verbrennungs-und einer Sammelkammer
in Verbindung mit der beschriebenen Ausgestaltung der Wärmeaustauschelemente ermöglicht
eine sehr gute Verbrennung bei hohen Anfangstemperaturen, unter Ausnutzung der dabei
entstehenden Wärmemenge bis goofo Wirkungsgrad, jedoch unter Vermeidung gefährlicher
Überlastung durch hohe Temperaturen.
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Die Vorrichtung kann auch mit Elektroheizung versehen sein oder zu
Belüftungs- und, Kühlungszwecken herangezogen werden.
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Der Erfindungsgegenstand wird an Hand eines Ausführungsbeispieles,
bei dem als zu erwärmendes ?Mittel Luft verwendet wird, mit Hilfe der schematischen
Zeichnung erläutert.
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Fig. i zeigt einen Vertikalschnitt durch eine solche Vorrichtung,
Fig. 2 im Grundriß einen Schnitt durch die obere Kammer und die Ausblasöffnung,
Fig. 3 schematisch die Ansicht eines Wärmeaustauschers mit eingebautem Axiallüfter
(X).
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Wie aus Fig. i ersichtlich, weist die Vorrichtung eine mit Schamotte
ausgekleidete Verbrennungskammer a, darüber durch die durchlöcherte Schamotteplatte
b hiervon getrennt eine nicht schamottierte Sammelkammer c für die Heizgase und
oberhalb derselben das Rohrsystem @yvofiei die ganze Vorrichtung von einem Doppelmantel
@d umgeben ist. Die Verbrennungskammer a besitzt einen Rost e, eine Feuertür
f und eine Aschfalltür g. Wird kein fester Brennstoff verfeuert, ist es vorteilhaft,
den Feuerungsrost durch Schlacke, Schamottestein o.. dgl. zu schützen. Seitlich
der Feuertür, an der Verbrennungskammer, in diese einmündend, ist der kombinierte
Gas- und Ölbrenner h angeordnet, der durch die Gasleitung i und die Ölleitung k
je nach Bedarf gespeist wird und die Verbrennungsluft durch die Leitung l erhält,
welche ebenso wie die zu erwärmende Luft von einem Zweistufengebläse m geliefert
wird, und zwar letztere von der ersten Stufe snl mit niederer Pressung, erstere
durch die zweite Stufe m2 mit höherer Pressung, um den Kraftbedarf für den Gebläseantrieb
möglichst niedrig zu halten.
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Die Schamottedecke b weist eine Anzahl Feuergasöffnungen ia auf, durch
welche die Heizgase aus der Verbrennungskammer a in die Sammelkammer c, bei großer
Leistung vielleicht mit kurzen Flammen, eintreten. Durch die Schamottedecke wird
erreicht, daß die höchsten Verbrennungstemperaturen von etwa i4oo° C und höher nur
in der Verbrennungskammer herrschen, während die Temperatur in der Sammelkammer
durch Abgabe der Wärme an die nicht schamottierten Heizflächen wesentlich niedriger
ist, und zwar an der Rohrwand der unteren Kammer etwa 5oo° C beträgt.
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Die Sammelkammer c weist oberhalb der Schamottedecke b einen .Zuführungsstutzen
o für ein wärmeabgebendes Mittel auf. Der Doppelmantel des Oberteiles umschließt
das Rohrsystem. Dieses besteht aus den Doppelrohren p1 für die innere und p2 für
die äußere Beaufschlagung durch die Heizgase. Diese treten durch die Öffnungen a1
aus der Heizkammer in das Rohrsystem und beaufschlagen hier die äußeren Rohre p2
und die Innenwand des Doppelmantels d des Oberteiles. Außerdem treten die Heizgase
auch durch die Öffnungen o1 in die Heizrohre und beaufschlagen hier die Innenrohre
p1. Der so entstehende Ringraum p3 zwischen den Doppelrohren wird von der zu erwärmenden
Luft durchströmt. Die Doppelrohre verbinden die untere Kammer q1 mit der oberen
Kammer q2. Die Kammern sind unten und oben an den Doppelmantel d angeschlossen.
Über dem Rohrsystem ist die mit Abzugsstutzen s versehene Heizgasabzugshaube r angebracht.
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Die kalte Luft, welche dem Doppelmantel unten zugeführt wird, verläßt
denselben nach dem Durchströmen des Doppelmantels und Rohrsystems oben durch die
Ausströmöffnung t.
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Die Ausströmöffnungen t sind am Umfang des Doppelmantels in dessen
obersten Teil angeordnet, gegebenenfalls mit Leitblechen u versehen und durch Schieber
v einstellbar.
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Die Wirkungsweise ist leicht ersichtlich. Die Heizgase durchströmen
die Vorrichtung von unten nach oben und beaufschlagen dabei gleichmäßig alle Heizflächen
des Doppelmantels und des Rohrsystems.
Ihr Durchfluß erfolgt bis
zum Abzug fast geradlinig, so daß der Widerstand und der dadurch bedingte Druckverlust
gering sind. Ebenso weist die von unten nach oben strömende, zu erwärmende Luft
nur schwache Richtungswechsel auf, so daß die ganze Heizfläche gleichmäßig ausgenutzt
wird und die Wärmeübertragung sehr rasch erfolgt. Das Aufheizen kann z. B. mit Ölfeuerung
in überraschend kurzer Zeit von wenigen Minuten erfolgen. Diese große \-`'ärmeleistung
entsteht bei nur geringem Energieverbrauch für den Antrieb des Gebläses. Infolge
der unbehinderten Luftführung von unten nach oben arbeitet der Wärmeaustauscher,
unterstützt durch seinen natürlichen Auftrieb, auch dann richtig und zuverlässig,
wenn infolge Stromausfalls das Gebläse aussetzen sollte. Um in diesem Fall die größtmögliche
Wärmeleistung zu erzielen, werden an der untersten Stelle des Doppelmantels Öffnungen
zu für Saugluft vorgesehen.