EP0198220B1

EP0198220B1 - Warmlufterzeuger

Info

Publication number: EP0198220B1
Application number: EP19860103299
Authority: EP
Inventors: Edmund Decker; Theo Arkenberg; Franz-Josef Fiswick
Original assignee: Nordklima Luft- und Warmetechnik GmbH
Current assignee: NORDKLIMA LUFT- UND WAERMETECHNIK GMBH
Priority date: 1985-03-14
Filing date: 1986-03-12
Publication date: 1990-08-29
Anticipated expiration: 2006-03-12
Also published as: DE3509106A1; EP0198220A2; ATE56088T1; EP0198220A3; DE3673679D1

Description

Die Erfindung betrifft einen Warmlufterzeuger mit einer brennerbeheizten Brennkammer, deren Rauchgase primärseitig einen Wärmetauscher durchströmen, einem Gebläse, das zu erwärmende Umluft durch den Wärmetauscher in eine Ausblaskammer drückt, und einem die Brennkammer und den Wärmetauscher umgebenden kreiszylindrischen Mantel, der einerseits zwischen sich und der Brennkammer einen Ringkanal für einen sekundärseitig über den Wärmetauscher geführten Teil der Umluft und andererseits zwischen sich und den seitlichen Wandungen eines alle Komponenten umschließenden Gehäuses einen den Mantel allseitig umgebenden Ringraum für den restlichen Teil der Umluft definiert, die mit konzentrischem Zustrom der vom Wärmetauscher erhitzten Umluft zugemischt wird.
Ein derartiger Warmlufterzeuger ist aus der BE-A-509 271 bekannt. Dabei umgibt den kreiszylindrischen Mantel ein ebenfalls kreiszylindrisches Gehäuse in solchem Abstand, daß nur ein Kühlluftschleier von geringem Durchsatzanteil der Gebläseluft den Wärmetauscher umgeht. Darüber hinaus wird der Kühlluftspalt zwischen Mantel und Gehäuse direkt vom Gebläse beschickt, so daß nur die inhärente Drosselwirkung des Ringspalts selbst dem Kühlluftstrom entgegensteht und sich bei Änderungen der Luftmenge oder der Widerstände im übrigen die Luftmengenverteilung auf den durch den Wärmetauscher geführten Hauptstrom einerseits und den durch den Kühlluftspalt geführten Nebenstrom andererseits stark ändert.
Deshalb ist eine solche konstruktive Ausbildung des Warmlufterzeugers dann unzweckmäßig oder sogar ungeeignet, wenn im Sinne der DE-A-30 39 065 ein erheblicher Anteil der Gesamtluft den Wärmetauscher im Bypass umgehen soll, um einerseits einen guten, Taupunktsunterschreitungen vermeidenden Wärmeübergang am Wärmetauscher sicherzustellen, andererseits eine nicht zu hohe, im Behaglichkeitsbereich liegende Ausblastemperatur zu erzielen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, für einen nach dem Bypass-Konzept der DE-A-30 39 065 arbeitenden Warmlufterzeuger einen mit geringem Aufwand zu realisierenden konstruktiven Aufbau anzugeben, der mit gleich gutem Wirkungsgrad und unterschiedlichen Leistungsgrößen herstellbar ist und einen möglichst geringen Raumbedarf besitzt.
Ausgehend von der aus der BE-A-509 271 bekannten Konstruktion eines Warmlufterzeugers wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst,

a) daß das Gehäuse kastenförmig ausgebildet ist und einen im wesentlichen quadratischen Querschnitt hat, und
b) daß der Innenraum des Mantels und der Ringraum durch ein Bodenblech am unteren Ende des Mantels abgeschlossen sind, der Auslaß des Gebläses durch das Bodenblech hindurch am Innenraum des Mantels liegt, und im Mantel in der Nähe des Bodenblechs am Umfang verteilt mehrere Durchtrittsöffnungen in den Ringraum vorgesehen sind, die so bemessen sind, daß dem Ringraum ungefähr ein Drittel der insgesamt vom Gebläse geförderten Luftmenge zugeführt wird.

Auf diese Weise wird bei relativ geringer Grundfläche der Durchtritt eines erheblichen Anteils an der Gesamtluftmenge durch den Bypass-Ringraum ermöglicht, weil im Bereich der Ecken des Gehäusekastens dieser einen beträchtlichen Abstand vom kreiszylindrischen Mantel besitzt und einen entsprechend großen Durchtrittsquerschnitt für die Bypass-Luft zur Verfügung stellt. Zugleich stellt die Führung der Bypass-Luft durch die Durchtrittsöffnungen im Mantel sicher, daß nicht nur die Luftverteilung über den Umfang des Geräts gleichmäßig ist (was eine entsprechend gleichmäßige Temperatur der Mischluft in der Ausblaskammer zur Folge hat), sondern daß außerdem die Luftmengenverteilung auf den Hauptstrom und den Bypass-Strom stets im wesentlichen gleich bleibt, unabhängig von Regelungen am Gebläse und/oder bei unterschiedlichen Leistungsgrößen des Warmlufterzeugers. Zudem läßt sich eine Anpassung an unterschiedliche Leistungsgrößen durch Variation der Größe der Durchtrittsöffnungen leicht bewerkstelligen.
Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel, und zwar zeigt:

Fig. 1 in perspektivischer, mehrfach aufgebrochener Darstellung den räumlichen Aufbau des Warmlufterzeugers;
Fig. 2 einen vertikalen Mittelschnitt des Warmlufterzeugers in der Ebene der Brenner-Hauptachse;
Fig. 3 eine Teilansicht des Warmlufterzeugers von der Brennerseite her (bei abgenommenem Brenner);
Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3;

Der im wesentlichen kastenförmige Warmlufterzeuger besteht aus einem unteren Gebläseteil 1 und einem oberen Heizungsteil 2 (Fig. 1 und 2), die durch einen Zwischenboden 3 getrennt sind; jedoch hat der Zwischenboden 3 eine Öffnung (nicht dargestellt) für den Auslaß eines Gebläses 4, welches die Umluft durch Gitter 5 aus dem Raum ansaugt. Das Gerät hat einen über die Teile 1, 2 durchgehenden - von gewissermaßen angefasten Ecken abgesehen - quadratischen Querschnitt, der auch die Grundfläche bestimmt. Die Wandungen des im ganzen mit 6 bezeichneten Gehäuses bestehen aus Stahlblech.
Im Heizungsteil 2 ist konzentrisch zur vertikalen Mittelachse 7 (Fig. 4) eine topfförmige Brennkammer 8 angeordnet, die aus einem Zylindergehäuse 9 mit unterseitigem Kesselboden 10 und oberseitigem Abschlußblech 11 besteht. Konzentrisch zur horizontalen Achse 12 des Brenners 13, welche die Mittelachse 7 des Geräts schneidet, ist in der Brennkammer 8 ein Flammenführungsrohr 14 aus hochwarmfestem Edelstahl angeordnet und gegenüber dem Trägerflansch 15 für den Brenner 13 durch ein kreisförmiges Stirnblech 16 verschlossen. Das Flammenführungsrohr 14 ist unten parallel zur Achse 12 aufgeschnitten und zur Bildung eines Längsschlitzes 17 zu Schenkeln 18 abgewinkelt. Durch den Längsschlitz 17 treten die von der Brennerflamme im Flammenführungsrohr 14 erzeugten heißen Rauchgase in die Brennkammer 8 ein.
Das Abschlußblech 11 durchsetzen die Rohre 19 eines im ganzen mit 20 bezeichneten Wärmetauschers. Die Rohre 19 sind konzentrisch zur Achse 7 angeordnet, so daß der Wärmetauscher 20 seinerseits koaxial zur Brennkammer 8 angeordnet ist. An ihrem oberen Ende münden die Rohre 19 in einen ringförmigen Rauchgassammler 21, an dem der Rauchgasstutzen 22 ansetzt.
Oberhalb des Zwischenbodens 3 umgibt ein zur Achse 7 konzentrischer Mantel 23 das aus Brennkammer 8, Wärmetauscher 20 und Rauchgassammler 21 bestehende Heizaggregat. Er bildet mit diesem einen Ringkanal 24 für den größten Teil der Umluft, welche vom Gebläse 4 durch den Zwischenboden 3 gegen das Heizaggregat gefördert wird. Durch den Ringkanal 24 gelangt diese Luft zum Wärmetauscher 20 und von dort am Rauchgassammler 21 vorbei in die Ausblaskammer 25, aus der sie durch Lamellengitter 26 wieder in den umgebenden Raum zurückströmt.
Ein Teil der vom Gebläse 4 gelieferten Umluft gelangt jedoch durch Bohrungen 27, welche kurz oberhalb des Zwischenbodens 3 im Mantel 23 angeordnet sind, in den das Heizaggregat und namentlich den Wärmetauscher 20 umgehenden (Bypass-)-Kanal 28, welcher außen von den Wandungen des Gehäuses 6 definiert ist. Der Bypass-Kanal ist als ein die Brennkammer 8 und den Wärmetauscher 20 allseitig umgebender Ringraum 28 ausgebildet. Der durch ihn fließende Teil der Luft (etwa 1/3 der Fördermenge des Gebläses 4) kühlt sowohl den Mantel 23 als auch die Wandungen des Gehäuses 6. Wegen des großen durchgesetzten Luftvolumens im Ringraum 28 ist die Erwärmung der Bypass-Luft dabei insgesamt gering und beträgt nur wenige _°C. Diese Bypass-Luft wird in der Ausblaskammer 25 mit dem anderen, größeren und vornehmlich im Wärmetauscher 20 erwärmten Luftanteil gemischt, wobei der konzentrische Zustrom der Bypass-Luft zur erwärmten Luft durch einen justierten Ringspalt zwischen Wärmetauscher 20 und Mantel 23 für eine gute Durchmischung und eine gleichmäßige Austrittstemperatur sorgt.
Statt der dargestellten Zylinderform kann die Brennkammer 8 auch quadratischen Querschnitt haben; dasselbe gilt für den Rauchgassammler 21. Die zylindrische Querschnittsform des Mantels 23 bleibt davon jedoch unberührt.

Claims

1. Warmlufterzeuger mit einer brennerbeheizten Brennkammer (8), deren Rauchgase primärseitig einen Wärmetauscher (20) durchströmen, einem Gebläse (4), das zu erwärmende Umluft durch den Wärmetauscher (20) in eine Ausblaskammer (25) drückt, und einem die Brennkammer (8) und den Wärmetauscher (20) umgebenden kreiszylindrischen Mantel (23), der einerseits zwischen sich und der Brennkammer (8) einen Ringkanal (24) für einen sekundärseitig über den Wärmetauscher (20) geführten Teil der Umluft und andererseits zwischen sich und den seitlichen Wandungen eines alle Komponenten umschließenden Gehäuses (6) einen den Mantel (23) allseitig umgebenden Ringraum (28) für den restlichen Teil der Umluft definiert, die mit konzentrischem Zustrom der vom Wärmetauscher (20) erhitzten Umluft zugemischt wird, dadurch gekennzeichnet,

a) daß das Gehäuse (6) kastenförmig ausgebildet ist und einen im wesentlichen quadratischen Querschnitt hat, und

b) daß der Innenraum des Mantels (23) und der Ringraum (28) durch ein Bodenblech (3) am unteren Ende des Mantels (23) abgeschlossen sind, der Auslaß des Gebläses (4) durch das Bodenblech (3) hindurch am Innenraum des Mantels (23) liegt, und im Mantel (23) in der Nähe des Bodenblechs (3) am Umfang verteilt mehrere Durchtrittsöffnungen (27) in den Ringraum (28) vorgesehen sind, die so bemessen sind, daß dem Ringraum (28) ungefähr ein Drittel der insgesamt vom Gebläse (4) geförderten Luftmenge zugeführt wird.

2. Warmlufterzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikalzylindrische Brennkammer (8) und der koaxial anschließende Wärmetauscher (20) konzentrisch vom Mantel (23) umgeben sind.