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Lufterhitzer Die Erfindung betrifft einen Lufterhitzer mit einem von
einem Brennstoffmotor angetriebenen Gebläse und einer unter statischem Druck gespeisten
Brennerdüse, in deren langgestreckten Brennerkammer durch vom Gebläsestrom abgezweigte
Luft zwecks Wärmeerzeugung Brennstoff zerstäubt und verbrannt und die geförderte
Luft in besonderen Kanälen durch die Verbrennungsgase im Gegenstrom beaufschlagt
wird.
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Bei bisher bekannten ähnlichen Lufterhitzern ist der Wärmeaustauscher
ein Röhrenerhitzer, der die Brennkammer umgibt und einen rückkehrenden Verbrennungsgasweg
aufweist, der von der Luft in einem quer dazu verlaufenden Hin- und Rückstrom durchflossien
wird. Gegenüber anderen bekannten Geräten wird durch den Gegenstand der Erfindung
eine beträchtliche Leistungserhöhung erreicht, und zwar bei verringertem Gewicht
und Raumbedarf. Zweck der Erfindung ist, diese Vorzüge unter weitgehender Vereinfachung
des Gerätes zu schaffen.
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Der Lufterhitzer der eingangs angeführten Gattung zeichnet sich nach
der Erfindung dadurch aus, daß die von der zu erwärmenden Luft durchströmten Kanäle
in dem Lufterhitzer in Richtung der waagerechten Symmetrieebene so hintereinandergeschaltet
sind, daß die Verbrennungsgase und die Hauptmenge der Luft ohne Bewegungsumkehr
lediglich unter Kreuzung im Wärmeaustauscher entgegenströmen.
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Die bisher bekannten Lufterhitzer mit Brenns.toffzerstäubungsdüsen
verwenden für die Förderung der Heißluft und für die Erzeugung der Zerstäubungsluft
zwei verschiedene Gebläse mit unterschiedlichem statischem Druck. Beim Gegenstand
der Erfindung wird nur ein doppelseitig ansaugendes Gebläse für beide Luftströme
derart verwendet,
daß für die Förderung der Heißluft derselbe statische
Druck wie für die Brennstoffzerstäubung verwendet wird. Die Steigerung des Ausblasdruckes
für die Heißluft bietet insofern einen besonderen Vorteil, als die Schläuche, mit
denen die Heißluft zu den Verbrauchsstellen weitergeleitet wird, bei dem bisherigen
geringen Druck durch Drahtspiralen gestützt sein müssen. Nach der Erfindung ist
das nicht mehr erforderlich, da die Schläuche durch den hohen Luftdruck aufgebläht
gehalten werden.
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Gemäß der Erfindung können bei Anordnung des doppelseitig beaufschlagten
Gebläses und der Brennkammer in der Symmetrieebene des Gerätes von dem Gebläsedruckraum
in der Mitte ein die Zweitluft in die Brennkammer leitender Kanal abgehen und auf
beiden Seiten des Gebläsedruckraumes je ein Wärmeaustauscher angeschlossen sein,
deren Luftwege in zwei innen von der Brennkammer begrenzte Warmluftkanäle münden
und deren Verbrennungsgaswege an dem Gebläsegehäuse vorbeigeführt sowie hinter diesem
zu einem für beide Wärmeaustauscher gemeinsamen Brennergasstutzen vereinigt sind.
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Die Luft- und Gaswege verlaufen bei dem erfindungsgemäßen Gerät bis
auf ihre Kreuzung im Wärmeaustauscher im wesentlichen parallel zueinander. Da dem
Gebläse die zu erwärmende Luft von beiden Seiten her zugeführt wird, .strömt sie
in der Querrichtung ein, und zwar unter Vorwärmung durch die am Gebläsegehäuse vorbeigeführten
Verbrennungsabgase. Entsprechend der mittigen Anordnung der Brennkammer werden die
Abgaswege hinter dem Gehäusegebläse in der Querrichtung zu einem gemeinsamen mittig
angeordneten Abgasstutzen vereinigt. Die Brennkammer ist so zwischen die beiden
Warmluftauslaßkanäle gebaut, daß deren Innenwände gleichzeitig eine Brennkammerwand
bilden. Auf diese Weise ist innerhalb des ganzen Gerätes ein besonders inniger Wärmeaustausch
zwischen den Verbrennungsgasen und der zu erwärmenden Luft gesichert. Erfindungsgemäß
kann dabei die Außenwand der beiden Warmluftkanäle ungefähr im Bereich des Eintritts
der Zweitluft in die Brennerfiamme eingeschnürt sein, um die Wärmezufuhr zur Luft
kurz vor dem Luftaustritt noch besonders zu verstärken.
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Gemäß der Erfindung können die Wärmeaustauscher in an sich bekannter
Weise als parallel nebeneinander angeordnete,Flachtaschen ausgebild6@ sein, durch
deren Inneres das zu erwärmende Gas, z. B. die Luft, strömt und durch deren Lücken,-
d. h. durch die zwischen den Flachtaschen liegenden Räume, das die Wärme zuführende
Gas, z. B. Verbrennungsgas, :strömt. Die in Quadratform z. B. als Lufterhitzer für
den Einbau in den Fuchs gewerblicher Feuerungen bekannten Flachtaschen bieten den
Vorteil einer besonders großen Wärmeaustauschfläche auf kleinem Raume und haben
den weiteren Vorzug, daß ihr Umriß !sich im wesentlichen jeder Bauform des Gerätes
anpassen läßt.
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Gemäß der Erfindung kann von dem Gebläsedruckraum in der waagerechten
Gerätsymmetrie-,ebene ein weiterer Luftkanal abgezweigt sein, der die Zerstäubungsluft
zur Brennerdüse leitet und zwecks Vorwärmung dieser Erstluft von den Abgasen des
Gebläseantriebsmotors umspült wird. Erfindungsgemäß kann schließlich in die Falleitung
des der Brennerdüse zuzuführenden Brennstoffes ein vom Regler des Gebläseantriebsmotors
gesteuertes Regelventil eingebaut sein. Mit diesen Gestaltungen und Anordnungen
wird die erreichbar höchste Ausnutzung des für die Lufterhitzung aufgewendeten Brennstoffes
sichergestellt, wobei im Augenblick des Stillstandes des Gebläseantriebsmotors die
Brennstoffzufuhr zur Düse sofort abgeschnitten wird.
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Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung
dargestellt. Es zeigt Fig. i einen waagerechten Schnitt durch einen Lufterhitzer
nach der Erfindung, in dem abweichend von der Wirklichkeit der Brennstoffbehälter
und der Zerstäubungsluftkanal in die Zeichenebene hineingedreht -sind, und Fig.
a eine von der Gerätsymmetrieebene gesehene Seitenansicht des Wärmeaustauschers
ohne die Anschlüsse zur Brennkammer und für die Ab-
gase.
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In der Richtung der Symmetrieebene I-I folgen von links nach rechts
als von der Luft durchströmte Räume das doppelseitig wirkende Gebläse i, das mittige
Zweitluftzufuhrrohr z und die beiden seit-Lich,en Warmluftkanäle 3 aufeinander.
Ferner zweigt von der Gebläsedruckkammer i die Leitung 4 für die der Düse 5 zuzuführende
Zerstäubungsluft ab, deren Mittelstück beispielsweise von einem Gehäuse 4Q umgeben
ist, in das die Motorabgase bei 4b reinströmen, um nach der Vorwärmung der Zerstäubungsluft
bei 4, abzuziehen. Als von den Verbrennungsgasen durchströmte Räume folgen von rechts
nach links die Brennkammer 6, die beiden Wärm@eaustauscher 7, die Abgaskanäle 8
und der Abgasstutzen 8" aufeinander. Die Wärmeaustawscher 7 verbinden sowohl den
Gebläsedruckraum i mit den beiden Warmluftabgängen 3 wie auch die Brennkammer 6
mit den beiden Abgaskanälen B.
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In Fig. z ist der Aufbau des Wärmeaustauschers 7 dargestellt. In der
erforderlichen Zahl stehen Flachtaschen, die allein - d. h. ohne ihre Anschlüsse
zum Gebläsedruckraum i und den Warmluftabgängen 3 einerseits sowie zur Brennkammer
6 und dem Ab-
gaskanal 8 andererseits - gezeichnet sind, parallel nebeneinander.
Ihr Umriß ist im Beispiel ein doppeltrapezförmiges Fünfeck, kann aber auch in anderer
Weise dem Geräteaufbau angepaßt sein. Durch das Innere der Taschen strömt die zu
erwärmende Luft aus dem Gebläsedruckraum i in die Waxmluftkanäle 3, und durch die
Lücken zwischen den Taschen strömen die Verbrennungsgase aus der Brennkammer 6 in
die Abgaskanäle B.
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Das Gebläse i ist doppelseitig ausgebildet, und in beiden @S.eitenwänden
des Gerätgehäuses 9 ist eine Frischluftansaugöffnung 9" vorgesehen. Das mit Hilfe
der Düse 5 erzeugte Verbrennungsgas wird beispielsweise unter Mitwirkung einer dem
Zweitluftkanal 2 vorgeschalteten Kappe in zwei Ströme
gegabelt,
und die beiden Gashege 8 sind im Abgasstutzen 8" wieder miteinander vereinigt. Auf
diese Weise ist ein durchweg symmetrisches Gerät geschaffen bei dem der Wärmeaustausch
überall gleichmäßig ist und zugleich so geringe Widerstände zu überwinden sind,
daß der Wärmeübergang bei beliebigen, insbesondere auch bei hohen Geschwindigkeiten
gleichmäßig bleibt.
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Die beiden Verbrennungskanäle 8 sind durchbrochen, und die Durchbrechungen
werden von der durch die Ansaugöffnungen 9" reinströmenden Luft zwecks ihrer Vorwärmung
durchflossen. Zur Durchbrechung dient die Unterteilung jedes Brenngaskanals in mehrere
parallele Hohlkörper, z. B. Rohre 8 oder auch Flachtaschen, zwischen denen die Luft
zum Gebläse i strömt, während die Verbrennungsgase sich durch das Innere der Hohlkörper
8 bewegen.
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Der Brennstoffmotor io befindet sich in Wirklichkeit innerhalb des
Gerätegehäuses 9, in dessen Decke auch der Brennstoffbehälter i i eingebaut ist.
Die Falleitung vom Brennstoffbehälter i i zur Brennerdüse 5 enthält ein Regelventil
12, das vom Regler ioa des Antriebsmotors gesteuert, also vor allen Dingen geschlossen
wird, sobald der Motor io stillgesetzt ist oder etwa infolge Versagens ausfällt.