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Mit flüssigem oder gasförmigem Brennstoff betriebener Lufterhitzer,
insbesondere für kleine Räume Die Erfindung betrifft einen mit flüssigem oder gasförmigem
Brennstoff betriebenen Lufterhitzer, insbesondere zur Beheizung kleiner Räume, der
aus einem langgestreckten, den Brenner, das Verbrennungsluftgebläse, den Verbrennungsgasaustrittsstutzen,
die Verbrennungskammer, die von den Verbrennungsgasen durchströmten Wärmeaustauschkanäle
sowie den Heizluftein- und -austritt umschließenden Gehäuse besteht, bei dem ferner
die Verbrennungskammer von den parallel zur Wandung verlaufenden Wärmeaustauschkanälen
außen umgeben ist und bei dem ein Teil der Verbrennungsgase vor Austritt aus dem
Erhitzer abgezweigt und in die Verbrennungskammer zurückgeführt wird, wo er in Wärmeaustausch
mit der Verbrennungsluft tritt.
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Bei Lufterhitzern dieser Art wird durch das Zurückführen eines Teiles
der Verbrennungsgase in die Verbrennungskammer einerseits eine vollständigere Wärmeausnutzung
des Brennstoffes und andererseits eine Vorwärmung der Verbrennungsluft erzielt.
Sie haben jedoch den Nachteil, daß die Innenfläche der Wandung der Verbrennungskammer,
insbesondere im Bereich der Brennerflamme, einer hohen Wärmebelastung ausgesetzt
ist, die häufig zu Schäden an der Verbrennungskammerwandung und gegebenenfalls zum
Ausfall des Erhitzers führt.
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Zur Vermeidung dieses Nachteils ist schon vorgeschlagen worden, in
die Verbrennungskammer von ihrem brennerseitigen Ende her einen Strom von Außenluft
einzuleiten, der nach seinem Eintritt in die Verbrennungskammer unter Bildung eines
Hüllmantels um die Brennerflamme an der Innenfläche der Verbrennungskammerwandung
entlangströmt. Auf diese Weise wird zwar die schädliche Wärmeeinwirkung auf die
Brennerkammerwandung verringert, jedoch die aggressive Wirkung der Brennerflamme
infolge des hohen Sauerstoffgehaltes des Hüllstromes noch erhöht.
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Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Lufterhitzer zu schaffen,
bei dem die Nachteile der vorstehend beschriebenen Ausführungen weitgehend vermieden
sind. Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der Erfindung darin, daß ein Teil
der Verbrennungsgase in an sich bekannter Weise vor Austritt aus dem Erhitzer abgezweigt
und in die Verbrennungskammer zurückgeführt wird, und daß dieser Teilstrom so geleitet
wird, daß er nach seinem Eintritt in die Verbrennungskammer unter Bildung eines
Hüllmantels um die Brennerflamme an der Innenfläche der Verbrennungskammerwandung
entlangströmt.
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Auf diese Weise wird über die gute Kühlung der Verbrennungskammerinnenwandung
und die Vorwärmung der Verbrennungsluft hinaus infolge des geringen Sauerstoffgehaltes
der zurückgeführten Verbrennungsgase ein guter Schutz gegen die oxydierende Wirkung
der Brennerflamme erzielt.
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In einer Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung ist am brennerseitigen
Ende der Verbrennungskammer eine ringförmige Sammelkammer vorgesehen, in welche
die Wärmeaustauschkanäle einmünden. Auf diese Weise wird ein Druckausgleich erzielt
und weiterhin in einfacher Weise die Ableitung eines gleichmäßigen Hüllstromes in
die Verbrennungskammer ermöglicht.
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Nach einer anderen Ausführungsform erfolgt die Förderung des zurückzuführenden
Teilstromes der aus der Verbrennungsgassammelkammer abgezogenen Verbrennungsgase
mit Hilfe eines Gebläses, das mit dem Antriebsmotor des Verbrennungsluftgebläses
gekuppelt ist.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Anordnung so getroffen,
daß die Schaufeln des Gebläses zum Fördern des abgezweigten Teiles der Verbrennungsgase
kronenförmig an den Schaufeln des Gebläses für die Verbrennungsluft angeordnet sind,
das an der brennerseitigen Stirnwandung der
Verbrennungskammer koaxial
mit dieser angebracht ist, wobei der Brenner in der Achse des Verbrennungsluft-
bzw. Abzweiggebläses angeordnet ist, das zu diesem Zweck einen axialen Durchlaß
aufweist. Auf diese Weise ist die Gebläseeinrichtung und der Antrieb für die Gebläse
wesentlich vereinfacht.
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Ferner ist vorgesehen, daß an das Verbrennungsluftgebläse in Förderrichtung
ein Verbrennungsluftzuführungskanalstück angeschlossen ist, das durch die brennerseitige
Stirnwandung der Verbrennungskammer hindurch ein Stück in die Verbrennungskammer
hineinragt und in diesem Bereich in Abstand von einem Kanalstück für die zugeführten
Verbrennungsgase umgeben ist, wodurch eine einwandfreie Trennung des Luftstromes
und der Verbrennungsgase bzw. Zuführung von unvermischter Verbrennungsluft zum Brenner
erreicht wird.
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Diese Wirkung kann noch dadurch verstärkt werden, daß der in die Verbrennungskammer
hineinreichende Verbrennungsluftzuführungskanal an seinem freien Ende trichterartig
erweitert ausgebildet wird, derart, daß die außerhalb des Verbrennungsluftzuführungskanals
strömenden zurückgeführten Verbrennungsgase gegen die Innenfläche der Verbrennungskammerwandung
abgelenkt werden. Auf diese Weise wird die Ausbildung eines geschlossenen Hüllmantels
um die Brennerflamme begünstigt.
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Das Wesen der Erfindung ergibt sich aus der nachstehenden Beschreibung
von zwei in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen, und
zwar zeigt F i g. 1 einen Lufterhitzer gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel im Längsschnitt,
F i g. 2 einen der F i g. 1 entsprechenden Teilschnitt durch einen Lufterhitzer
nach dem zweiten Ausführungsbeispiel und F i g. 3 einen Querschnitt nach der Linie
111-11I durch F i g. 1.
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In F i g. 1 ist mit 1 eine zylindrische Verbrennungskammer eines Lufterhitzers
bezeichnet, an dessen Ende ein Brenner 2 angeordnet ist. Ein Gebläse 3 dient der
Zuführung von Verbrennungsluft. Mit 4'
ist die Brennerflamme bezeichnet, die
etwa die dargestellte Form aufweist.
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An dem dem Brenner gegenüberliegenden Ende der Verbrennungskammer
ist eine pilzförmige Gasumlenkkammer 5 vorgesehen, in deren dem Brenner zugekehrten
Ringboden 5' die Wärmeaustauschrohre 6, 6' eingesetzt sind. Diese Rohre sind gleichmäßig
um die Verbrennungskammer verteilt und führen die Verbrennungsgase zum größeren
Teil zum Abgasrohr und zum geringeren Teil in die Verbrennungskammer zurück. Die
Eintrittsstelle für die in die Verbrennungskammer 1 zurückgeführten Verbrennungsgase
ist an das brennerseitige Ende der Verbrennungskammer verlegt, derart, daß die Verbrennungsgase
nach ihrem Eintritt unter Bildung eines die Brennerflamme 4' umgebenden Hüllmantels
G an der Innenfläche der Verbrennungskammerwandung entlangströmen.
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Am brennerseitigen Ende der Verbrennungskammer 1 ist eine ringförmige
Sammelkammer 7 angeordnet, in welche die Wärmeaustauschrohre 6, 6' einmünden
und die einerseits an das mit einem verstellbaren Drosselorgan 9 versehene Abgasrohr
8 angeschlossen und andererseits über ein um den Brenner herum verlaufendes Kanalstück
13 mit der Verbrennungskammer 1 verbunden ist. Zur Förderung der Verbrennungsgase
durch die vorgenannten Räume dient ein Gebläse 4, das über eine gemeinsame Welle
mit dem Antriebsmotor des Verbrennungsluftgebläses 3 gekuppelt ist.
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Die Verbrennungsluft wird dem Brenner2 von dem Gebläse 3, dem Weg
der Pfeile 1l und f. folgend, zugeführt, während die Verbrennungsgase nach Umleitung
in der pilzförmigen Umlenkkammer 5 in die Wärmeaustauschrohre 6, 6' geleitet werden,
durch die sie in die Sammelkammer 7 gelangen. Ein Teil der Gase strömt von dort
aus unter der Wirkung des Gebläses 4, wie erwähnt, in das Abgasrohr 8, während
der restliche Teil durch das ringförmige Kanalstück 13 unter Bildung eines Hüllmantels
G um die Brennerflamme wieder in die Kammer zurückströmt. Der entlang der Innenwandung
der Verbrennungskammer 1 strömende Verbrennungsgasstrom verhindert eine unmittelbare
Einwirkung der Brennerflamme 4'
auf die Verbrennungskammerwandung.
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Zur Erzielung einer einwandfreien Trennung zwischen Verbrennungsluft
und Verbrennungsgasen ist an das Doppelgebläse 3, 4 ein Verbrennungsluftzuführungskanalstück
14 angeschlossen, das durch die brennerseitige Stirnwandung der Verbrennungskammer
hindurch in diese hineinragt und in diesem Bereich im Abstand von dem Kanalstück
für die zurückgeführten Verbrennungsgase umgeben ist. Der in die Verbrennungskammer
hineinreichende Verbrennungsluftzuführungskanal ist weiterhin an seinem freien Ende
15 trichterartig erweitert, derart, daß die außerhalb des Verbrennungsluftzuführungskanals
strömenden zurückgeführten Verbrennungsgase gegen die Innenfläche der Verbrennungskammerwandung
abgelenkt werden.
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Die Heizluft tritt in den Raum außerhalb der Wärmeaustauschrohre 6,
6' in Richtung des Pfeiles A durch einen Kanal 10 ein und bestreicht die äußeren
Wandungen der genannten Rohre. Sie folgt der Bahn der Pfeile B, B' und B"
und entweicht durch den Kanal 11 in der durch den Pfeil C angezeigten Richtung.
Auf diesem Weg wird der Heizluft durch entsprechend geformte Leitbleche
12, 12', 12" eine zickzack- oder schraubenlinienförmige Bahn aufgezwungen.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 sind die Schaufeln des Gebläses
zum Fördern des abgezweigten Teiles der Verbrennungsgase kronenförmig an den Schaufeln
des Gebläses 3 für die Verbrennungsluft angeordnet, das an der brennerartigen Stirnwandung
der Verbrennungskammer koaxial mit dieser angebracht ist. In diesem Fall ist der
Brenner 2 in der Achse des Verbrennungsluft- bzw. Abzweiggebläses angeordnet, das
zu diesem Zweck einen axialen Durchlaß für das Gas aufweist.