DE2129826A1 - Gasgefeuerte Heizvorrichtung - Google Patents
Gasgefeuerte HeizvorrichtungInfo
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- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
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- F24H3/00—Air heaters
- F24H3/02—Air heaters with forced circulation
- F24H3/06—Air heaters with forced circulation the air being kept separate from the heating medium, e.g. using forced circulation of air over radiators
- F24H3/08—Air heaters with forced circulation the air being kept separate from the heating medium, e.g. using forced circulation of air over radiators by tubes
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Description
Gasgefeuerte Heizvorrichtung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Zuführung von Wärme zu einem Raum, wie z. B. einem Wohnraum, Haus, Gebäude
oder ähnlichem. Insbesondere betrifft die Erfindung eine verbesserte
gasgefeuerte Heizvorrichtung für eine Zuführung dieser
Wärme.
Bisher verwendeten herkömmliche gasgefeuerte Heiz- oder Ofenvorrichtungen
der oben beschriebenen Art meistens ziemlich grobe, aus Gußeisen oder otahl hergestellte Wärmetauscher in der allgemeinen
Form eines hohlen Ka3teri3 oder eines geschlossenen Mantelgehäuses,
um die durch die Verbrennung einer brennbaren Gaa-Luftmischung erzeugte Wärme zu der Luft zu übertragen, die zwischen
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dem Wärmetauscher und dem zu erwärmenden Raum zirkuliert. Dabei
wurden diese herkömmlichen Wärmetauscher gewöhnlich mit ähnlich unentwickelten Verbrennungs- oder Brennereinrichtungen kombiniert,
die sehr ähnlich gewesen sind wie diejenigen, die in Gaskochherden verwendet wurden, und. in denen die Luft, die mit
dem Brennstoffgas gemischt wird, dem Brenner unter atmosphärischen
Bedingungen zugeführt wird. Obwohl diese bekannten Heizvorrichtungen während der vergangenen Jahre einigermaßen zufriedenstellend
gearbeitet haben und in -weiten Bereichen eingesetzt wurden, um Räume, Häuser und andere Gebäude durch Gas zu
erwärmen, so sind sie doch sehr umfangreich im Volumen und
schwer im Gewicht (und infolgedessen teuer) des für die Wärmetauschervorrichtung
erforderlichen Materials gewesen· Dabei war eine typische herkömmliche Wärmetauschervorrichtung aus
Stahl in Form eines geschlossenen Mantelgehäuses hinsichtlich des Wärmeübertragungsvermögens der durch die Verbrennung der
brennbaren Gas-Luftmisehung erzeugten Wärme auf die Luft, die
zwischen der Wärmetauschervorrichtung und dem zu erwärmenden
Raum zirkuliert, auf eine Geschwindigkeit von nur etwa 500 kcal
bzw. 2 000 BTU Wärme/Stunde/O,454 kg des Materials der Wärmetauschervorrichtung
begrenzt. .
Die vorliegende Erfindung schafft eine verbesserte gasgefeuerte
Heizvorrichtung, die gegenüber den oben erläuterten, herkömmlichen
gasgefeuerten Heizvorrichtungen vergleichbarer Heizkapazität eine beträchtliche Herabsetzung des Gewichts und des Volumens und infolgedessen der Kosten beim Wärmetauschermaterial gestattet.
Die verbesserte Heizvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt hauptsächlich eine Kombination einer höchst
effizienten Wärmetauschervorrichtung zur' übertragung der durch
die Verbrennung; einer brennbaren Ga3-Lufbmischung erzeugten Wärme auf die Luft, die zwischen der Wärmetauschervorrichtung
und dem zu erwärmenden Raum zirkuliert, mit einer Geschwindigkeit :von. wenigstens 8.80 kcal bzw. J 500 BTU/Stunde/0,454 kg
des Materials der wät'inetauschervOrriehtung und einer höchst
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intensiven Brennereinrichtung zur Mischung des Brennstoffgases mit Druckluft, um die brennbare Gas-Luftmischung zu erzeugen
und diese Mischung zu verbrennen, um eine Wärmequelle ausreichender Intensität zu bilden, die dem Wärmeübertragungsvermögen
der höchst effizienten Wärmetauschervorrichtung gerecht wird.
Typischerweise ist das Gesamtvolumen der Kombination aus der
höchst effizienten Wärmetauschervorrichtung und der Verbrennungsbzw. Brennereinrichtung hoher Intensität, die die verbesserte
Heizvorrichtung der vorliegenden Erfindung bildet, so gewählt, daß diese Kombination eine Wärmeabfuhrgeschwindigkeit auf die
ß/
Raumluftströmung von wenigstens 11,3 kcal bzw. 45 BTU abführte
Wärme/Stunde/l6,ii cnr (Kubikzoll) des die Kombination bildenden
Materials aufweist, oder daß sie etwa fünfmal so groß ist wie die ähnliche Wärmeabfuhrgeschwindigkeit, die bisher mit der
üblichen Heizvorrichtung erzielt wurde. Somit liefert diese Kombination aus der weit weniger umfangreichen und im Gewicht
leichteren Wärmetauschervorrichtung und der höchst intensiven Brennereinrichtung, die die verbesserte gasgefeuerte Raumheizvorrichtung
gemäß der vorliegenden Erfindung bildet, eine Geometrie, die viel kleiner und infolgedessen hinsichtlich der Größe
mit der kompakten herkömmlichen Luftkühlungseinrichtung weit besser vereinbar ist, als dies bisher mit den oben erwähnten
bekannten Heizvorrichtungen der Fall gewesen ist.
Die Erfindung wird nun anhand der folgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Fig. 1 ist eine etwas schematische, teilweise im Schnitt dargestellte
Vorderansicht einer für einen Räum geeigneten Klimaeinheit, die eine gegenwärtig bevorzugte Ausführungsform der verbesserten gasgefeuerten Heizvorrichtung gemäß
der vorliegenden Erfindung umfaßt.
Fig. 2 ist eine stark vergrößerte Darstellung nach einem Schnitt
entlang der Linie 2-2 in Fig. 1. 109852/1369
Fig, 3 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 3-3 in Fig. 2.
Pig. Ji ist eine im großen und ganzen ähnliche Darstellung wie
Fig. 2 und zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der verbesserten gasgefeuerten Heizvorrichtung gemäß der Erfindung.
Fig. 5 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 5-5 in Fig;. 4.
Fig. 6 ist eine stark vergrößerte Schnittdarstellung nach einem Schnitt entlang der Linie 6-6 in Fig. 5,
Fig. 7 ist eine stark vergrößerte Schnittdarstellung nach einem
Schnitt entlang der Linie 7-7 in Fig. 5. ·
In Fig. 1 ist etwas schematisch eine Klimaeinheit;dargestellt,
die insgesamt mit der Bezugszahl 10 bezeichnet ist·. Die Klimaeinheit 10 ist strömungsmäßig durch rechte und linke Hohlleitungen
11 und 12 mit einem in Blockform dargestellten Raum 13, wie z. B. einem Wohnraum, Haus,Gebäude oder ähnlichem, verbunden,
um so die in dem Raum 13 enthaltene Luft zu konditionieren, indem der Luft, die zwischen dem Raum 13 und der Klimaeinheit 10 über
die Leitungen 11 und 12 zirkuliert, Wärme zugeführt oder aus ihr abgeführt wird. Wie in den Figuren 1-3 dargestellt ist, verwendet
die Klimaeinheit 10 eine gegenwärtig bevorzugte Form der insgesamt mit 1Ü bezeichneten gasgefeuerten Heizvorrichtung, die
erfindungsgemäß vorgesehen ist, um der durch die Pfeile 15 dargestellten
Luftströmung, die zwischen der Klimaeinheit 10 und dem Raum 13 zirkuliert, Wärme zuzuführen.
Wie in Fig. 1 dargestellt ist, enthält die Klimaeinheit 10 ein
im allgemeinen rechtwinkliges hohles kastenähnliches Gehäuse 16, das durch eine vertikale Abtrennung 17 in eine linke Kammer l8
und eine rechte Kammer 19 unterteilt ist. Die linke Kammer 18 des Gehäuses weist in ihrer oberen Wand eine Lufteinlaßöffnung
20 auf,· die strömungsmäßig über die linke Leitung 12 mit dem
Raum'13'verbunden ist> während die obere Wand der rechten Kammer
' 19 de^'Gehäuses eine Luftauslaßöffnung 21 besitzt, die strömungsmäß'ig
mit dem Raum I3 durch die rechte Leitung 11 verbunden ist.
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Weiterhin ist aus Fig. l z\x ersehen, daß die rechte Kammer 19
dee Gehäuses 2. it. bevorzugte AuafUhrungsformen der erfindungs·*
gemäß vorgesehenen 'Wärinetausuhervorriehtung 22 und der Brennereinriehtung
23 aufnimmt, während die linke Kammer 18 des Gehäuses ein Hauinluftcehl'ise 2k enthält.
Wie in den Figuren 1-3 gezeigt ist, weist die gegenwärtig bevorzugte
Aus führungsform der Verbrennung»- bzw. Brennereinriehr
tung 23 hoher Intensität eine im allgemeinen horizontal angeordnete
langgestreckte Wanne 25 mit im allgemeinen vertikal angeordneten oeitenwänden 26 und 27 auf, die entlang ihren unteren
und oberen Rändern mit zahlreichen öffnungen versehen sind, um ν
auf entsprechende Weise primäre Lufteinlaßöffnungsn 28 und sekundäre
Lufteinlaßöffnungen 29 für die Verbrennung zu bilden. Die Verbrennungsluft wird in die Wanne 25 über die primären und
sekundären Lufteinlaßöffnungen 23 und 29 unter Druck eingefünrfe»
der durch ein Verbrennungsluftgebläse 30 erzeugt wird. Da3 Verbrennungsluftgebläse
30 ist in der unteren rechten Ecke der rechten
Kammer 19 des Gehäuses untergebracht. Der Gebläseeinlaß ist
mit der Verbrennungsluft-Ansaugleitung 31 verbunden, die sieh von dem Gehäuse l6 durch eine in der rechten Gehäuseseitenwand
vorgesehenen öffnung 32 hindurch nach außen erstreckt. Der Auslaß de3 Verbrennungsluftgebläses 30 1st über eine Verbrenntangs.-luftleitung
33 mit einem kastenähnlichen Zuluftraum 3^ für. die
Verbrennung verbunden, der um die Wanne 25 herum angeordnet ist-Eine
im allgemeinen horizontal angeordnete Gassufuhrleitung 35
verläuft in Längsrichtung durch die Wanne 25 hindurch und ist
mit zahlreichen Gasetnlaßftffnungen 36 versehen, die unterhalt)
der primären üinlaßöffinmgen 28 für die Verbrenniingsluft angeordnet
sind. Der Einlaß der Öhaezuführleitung 35 iat Über ein
elektrisches Steuerventil 37 bekannter Art mit einer nicht gezeigten
Quelle eines unter Druck stehenden Brennstoffgases,
wie z. B. Erdgas, Propan oder ein ähnliches dasr verbunden* Die
Einlaßöffnung^ 36 für das Brennutoffgaa sind derart angeordnet,
daft das Gas im allgemeinen parallel zu den vertikal angeordneten
Seitenwänden Zu und 27 in die Wanne 25 eintritt und durch Verwirbelung»
die durch die Pfeile 3B .«age4eutefc ist, mit der Druek-
BAT)
luft vermischt wird, die über die im allgemeinen horizOntal· an=*
geordneten primären Lufteinlaiiöf fnungen 20 zugeführt wird*
Die gut brennbare Brennst Qf fgas^LuCtmisjchungj 4ie aus .der stürmischen Mischung des unter Druck stehenden Brennstoffgases, das
aus den öaseinlaßöffnungen 36 austritt» mit der, Druckluftent'*·
steht, die durch, die primären kufteinlajäöffnungen 28 in die>
Wanne 25 eintritt, bewegt sich durch die;Wanne 2^ hindurch nach ^
oben und wird durch einen Hoehspannungsfunken entzündet>
der in bekannter Weise durch eine elektrische Zündkerze 39 pder ein©
ähnliche Zündvorrichtung erjseugt? wipd% Pie^e Zündkerze 59
eine entsprechende Vorrichtung ist im allgemeinen in taler Richtung auf dem linken Ende der Wanne 25 an einer Stelle
angeordnet, die einen vertikalen.Abstand,.su den primären- Lüfteinlaßöffnungen
28 urtd su den sekuticLären Lufteinläßöffnungen 29
aufweist. Diese entzündete Mischung des gasförmigen Brennstoffes und der Hauptverbrennungsluft wird dann, wie es durch die Pfeile
40 angedeutet ist, durch Verwirbelung weiter mieder Druckluft
vermischt, die über die im allgemeinen horizontalen sekundären
Lufteinlaßöffnungen 29 entlang der oberen Ränder der Seitenwände 26 und 27 in die Wanne 25 eintritt, und sie erzeugt eine
Wärmequelle oder Flamme ill von äußerst hoher Intensität» Die :
sehr intensive Wärme aus dieser Wärmequelle oder Flamme kt wird
nun zu dem unteren Ende der zur Zeit bevorzugten Ausführungs-?
form der Wärmetausehervorrichtung 22 übertragen. Diese übert^a^ ;
gung evfQ%^p: άύνφ hojile, kasfesniliwsliche ^wischenverbindiin^ tt2, ^
^lypiseherwiieiB 'öeträgt die infceiiÄitäfe. άβψ; Wärmequelle oder " \i
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«eugt wird, weriigstene 1% 6QQ k«m| bzw* %QQ 000 BTJJ
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ä&r J«e4öJi blähen ssiC &en bekannten^
verwendet. wjjr4#Jäi erreich»
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Wie weiterhin in den Figuren 1-3 dargestellt ist, umfaßt die
gegenwärtig bevorzugte Ausführungsform der höchst effizienten
Wärmetauschervorrichtung 22 zahlreiche im allgemeinen vertikal angeordnete Hohlröhren 43» deren untere Enden strömungsmäßig
parallel am oberen Ende der Zwischenverbindung 42 verbunden sind, die zwischen dem Oberteil der Wanne 25 und dem Unterteil des
Wärmetauschers 22 vorgesehen ist. Die oberen Enden der Hohlröhren 43 sind strömungsmäßig parallel mit einem Ausgangsraum
oder einem Kopfstück 44 verbunden, das die Abfallprodukte der Verbrennung zu einem mit der Atmosphäre in Verbindung stehenden
Auslaß 45 leitet, der sich von dem Gehäuse l6 der Klimaeinheit
durch eine in dem oberen Ende der rechten Seitenwand des Gehäuses vorgesehenen öffnung hindurch nach außen erstreckt.
Vorzugsweise sind die Außenflächen der Hohlröhren 43 der Wärmetauschervorrichtung
22 mit Rippen 47 der sogenannten "Stacheloder Dornrippenart" versehen. Diese sind im allgemeinen ähnlich
wie die im US-Patent 2 983 300 im Detail beschriebenen, außer daß die Röhren 43 und die Rippen 47 für den Wärmetauscher 22
vorzugsweise aus einem eisenhaltigen Metall, wie z. B. Stahl, gebildet sind, anstatt daß sie aus nicht-eisenhaltigem Aluminium
oder Kupfer hergestellt sind, wie es bei dem im oben angegebenen Patent beschriebenen Kühllufttauscher der Fall ist. Wie aus den
Figuren 2 und 3 ferner ersichtlich ist, sind in den oberen oder Ausgangsenden von jeder der Wärmetauscherröhren 43 schraubenförmige,
streifenartige Elemente 48 zur Unterstützung der Turbulenz vorgesehen, um für einen Wärmeübergangsausgleich zwischen
den gerippten Außenflächen und den glatten Innenflächen der Röhren 43 zu sorgen.
Wie aus Fig. 1 deutlich wird, ist der Ausgang 49 des Raumluftgebläses
24 unterhalb der Lufteinlaßöffnung 20 für die linke
Gehäusekammer l8 angeordnet, und der Gebläseausgang 50 ist über
eine öffnung 51 strömungsmäßig mit der rechten Gehäüsekammer 19
verbunden. Diese Öffnung 51 ist in der Abtrennung 17 vorgesehen
und derart angeordnet, daß eine Drehung des Flügels 52 den Raum-
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■ν
luftgebläses durch seinen elektrischen Motor 53 dazu führt, daß die Luftströmung 15 zwischen dem Raum 13 und der gerippten Außenseite
der Wärmetauscherröhren 43 zirkuliert. Infolgedessen dient die rechte Raumluftleitung 11 als eine Einrichtung zur Leitung
der erwärmten Luft von der Klimaeinheit 10 zum Raum 13 oder als die sogenannte Warmluftleitung. Demgegenüber dient die linke Leitung
12 als eine Einrichtung zur Rückleitung der Luft von dem Raum 13 zur Klimaeinheit 10 für eine Aufnahme von Wärme oder
als die sogenannte Rückluftleitung. Das Raumluftgebläse 24 dient als Einrichtung zur Zirkulierung der Luft zwischen dem Raum 13
und der verbesserten gasgefeuerten Heizvorrichtung I1I, die gemäß _
der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist. Somit wandern bei der neuartigen, in den Figuren 1-3 dargestellten Anordnung, die
aus der Verbrennung der Mischung aus gasförmigem Brennstoff und primärer und sekundärer Verbrennungsluft an der höchst intensiven
Wärmequelle oder Flamme Ml entstehenden Produkte und die
dadurch erzeugte Wärme durch die Innenräume der Wärmetauscherröhren 43 hindurch nach oben. Dabei wird die Wärme durch Leitung,
Konvektion und Strahlung zuerst auf die Innenseiten der Röhren 43» dann auf die gerippten Außenseiten der Röhren 43 und schließlich
auf die Raumluftströmung 15 übertragen, die infolge des
Raumluftgebläses 24 über die gerippten Außenseiten der Röhren streicht. Bezeichnenderweise beträgt die Geschwindigkeit der
übertragung dieser Wärme auf die Luftströmung 15 s die mit der
gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform des Wärmetauschers 22 (siehe Figuren 1 - 3) erzielt werden kann, wenigstens 880 kcal
bzw. 3 500 BTU Wärme/Stunde/O,454 kg des Materials, das in den
Röhren 43 und den Rippen 47 verwendet ist. Dies ist eine Geschwindigkeit,
die jede bisher erzielte Geschwindigkeit weit übersteigt, die mit den ziemlich groben, bekannten kastenähn- '
liehen öder in Form.von geschlossenen Mantelgehäusen hergestellten
Wärmetauschern erzielt wurde, die bisher üblicherweise in
gasgefeuerten Raumheizvorrichtungen verwendet wurden.
Die Figuren 4-7 zeigen alternative Ausfuhrungsformen der erfindungsgemäß
vorgesehenen Wärmetauschervorrichtung 22a und der
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Brennereinrichtung 23a. Es sei darauf hingewiesen» daß die relativen/Anordnungen
dieser alternativen Ausführungsformen des Wärmetauschers
22a und der Brennereinrichtung 23a innerhalb der Klimaeinheit lü im allgemeinen ähnlich sein sollen wie die in
Fig. 1 gezeigten Anordnungen für die gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen der Wärmetauschervorrichtung 22 und der Brennereinrichtung
23. Die Hauptunterschiede zwischen diesen alternativen Ausführungsformen 22a und 23a und den gegenwärtig bevorzugten
Ausführungsformen 22 und 23 liegen in konstruktiven
Details der alternativen Ausführungsform der Brennereinrichtung
23a und der Vorrichtung zur Verbindung der alternativen Ausführungsform der rirennereinrichtung 23a mit der alternativen
Ausführungsform des Warmetauschers 22a.
Wie in den Figuren 1J - 7 dargestellt ist, setzt die alternative
Ausführungsform der erfindungsgemäß vorgesehenen Verbrennunga-
bzw. Brennereinrichtung 23a zahlreiche im allgemeinen vertikal angeordnete Flammenröhren 25a an die Stelle der einheitlichen
Wanne 25» die in der vorstehend anhand der Figuren 1-3 beschriebenen,
gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform der Brennereinrichtung
23 verwendet ist. Wie aus den Figuren 1I - 7 hervorgeht,
entsprechen dieee Flammenröhren 25a zahlenmäßig der Gesamtzahl
der alternativen Ausführungsform der Wärmetauacherröhren
43a, die in der alternativen; Aus führungs form der Wärmetauschervorrichtung
22a verwendet sind. Jede dieser Flammenröhren 25a umfaßt eine im allgemeinen vertikal angeordnete zylindrische
Hohlröhre mit einem offenen oberen Ende, das durch Verschweißung oder eine andere geeignete befestigung mit dem unteren Ende ihrer
zugehörigen Röhre der alternativen Ausführungsform der Wärmetauscherröhren
Jl3a verbunden ist, und mit einem unteren Ende, das
mit einer Einlaßöffnung 36c für das Brennstoffgas versehen ist.
Diese Einlaßöffnung 36c ist durch eine Leitung 36b mit einer von zahlreichen Öffnungen 36a für den.gasförmigen Brennstoff verbunden,
die in dem Oberteil einer im allgemeinen horizontal angeordneten,
alternativen Zuführungsleitung 35a fUr den gaoförmi-
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gen Brennstoff vorgesehen sind. Diese Zuführungsleitung kann selbstverständlich über eine geeignete Vorrichtung, wie z. B.
dem elektrischen Steuerventil 57 (Pis* D* m^ einer Quelle
eines komprimierten Brennstoffgases, wie z. B. Erdgas, Propan
oder ähnlichem, in Verbindung stehen.
Wie am besten aus den Figuren k - 6 hervorgeht, ist jede Flammenröhre
25a mit zahlreichen Lufteinlaßöffnungen 28a für die primäre oder Hauptverbrennung versehen, die mit tangentiälem
Abstand um den unteren Rand ihrer zylindrischen vertikalen Seitenwand herum angeordnet sind. Demgegenüber ist, wie insbesondere
in den Figuren *J, 5 und 7 dargestellt ist, der obere Rand
der zylindrischen.Seitenwand, von ,jeder Flammenröhre 25a mit
zahlreichen Lufteinlaßöffhungen 29a für die sekundäre Verbrennung versehen. Diese LufteinlaÄÖffnungen 29a erstrecken sieh
in radialer Richtung auf die axiale Mitte der Röhre 25a* Wie
insbesondere in Fig. 6 gezeigt ist, sind diese alternativen
Lufteinlaßöffnungen 28a für die Hauptverbrennung mit Ansaugabschnitten
28b versehen, die tangential von der Seitenwand der Flammenröhren 25a aus verlaufen. Gemäß den Figuren 5 und 7 sind
die zahlreichen Flammenröhren 25a durch zahlreiche im allgemeinen horizontal angeordnete Querröhren 39b miteinander verbunden,
die in axialer Richtung miteinander und mit einer Zündvörrich-*
tung, wie z. B. einer Zündkerze 39a oder ähnlichem, ausgerichtet
sind. Diese Zündvorrichtung ist im allgemeinen horizontal am linken Ende der_Reihe von Flammenröhren 25a an einer Stelle angeordnet,
die einen vertikalen Abstand zu den Lufteinlaßöffnungen 28a für die Hauptverbrennung und die Lufteinlaßöffnungen 29a
für die sekundäre Verbrennung aufweist.
Mit dieser alternativen, in den Figuren 4 - 7 dargestellten Anordnung
wird die Verbrennungsluft über die primären und sekundären Lufteinlaßöffnungen 28a und 29a in die Flamnienrö'hren 25a
unter Druck eingeführt, der beispielsweise durch das in Fig. gezeigte Gebläse 30 für die Verbrennungsluft erzeugt werden
kann. Dabei ist der Auslai^les Gebläses 30 über dessen AusgangH-leitung
33 mit einem alternativen Zuluftraum }4a für die Verbren-
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nungsluft verbunden, der um alle Flammenröhren 25a herum angeordnet
ist. Der gasförmige Brennstoff wird durch die Gaseinlaßöffnung 36c hindurch nach oben in jede der Flammenröhren 25a
eingeführt und durch Turbulenz mit der unter Druck stehenden primären Verbrennungsluft gemischt, die durch die Lufteinlaßöffnungen
28a für die Primärverbrennung hindurch tangential in das untere Ende des Flammenrohres eingeführt wird, wie es in
Fig. 6 dargestellt ist. Diese gut brennbare Mischung des komprimierten gasförmigen Brennstoffes und der primären Verbrennungsluft
erzeugt innerhalb des unteren Abschnittes jedes Flammenrohres 25a eine Wirbelströmung, die in Richtung auf die
fluchtenden Querröhren 39b nach oben wandert. An der Stelle der Querröhren 39b wird die Mischung durch einen Hochspannungsfunken
entzündet, der in bekannter Weise durch die Zündvorrichtung 39a erzeugt wird. Diese entzündete Mischung des komprimierten
gasförmigen Brennstoffes und der primären Verbrennungsluft wird dann weiterhin durch Turbulenz mit der Druckluft gemischt
(Fig. 7), die in das Flammenrohr 25a über die radial verlaufenden,
für die Sekundärverbrennung vorgesehenen Lufteinlaßöffnungen 29a um den oberen Abschnitt des Flammenrohres 25a
herum eintritt. Die Mischung erzeugt dann eine Wärmequelle oder Flamme 4la äußerst hoher Intensität, die direkt dem unteren
Ende ihrer zugehörigen Wärmetauscherröhre der alternativen
Wärmetauscherröhren 43a zugeführt wird, die durch Verschweißung
oder eine ähnliche Befestigung direkt mit dem oberen Ende der Flammenröhre 25a verbunden ist.
Wie am besten aus den Figuren 4 und 5 hervorgeht, umfaßt die
alternative Ausführungsform der erfindungsgemäß vorgesehenen
Wärmetauschervorrichtung 22a zahlreiche im allgemeinen vertikal angeordnete Hohlröhren 43a, deren untere Enden strömungsmäßig
einzeln mit dem oberen Ende einer zugehörigen Flammenröhre 25a verbunden sind. Ansonsten ist der übrige Aufbau dieser alternativen
Ausführungsform einer Wärmetauschervorrichtung 22a im
allgemeinen ähnlich wie die gegenwärtig bevorzugte Ausführungsform 22, die in den Figuren 1-3 dargestellt ist. So sind die
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oberen Enden der alternativen Ausführung^form uer .-(7irr:.etau:*>oh(;r
röhren 43a strömungsmäßig parallel zu einem Aus^an^srau;:: c ü r
einem Kopfstück verbunden, das die Abfallprodukte üt.*r Vertivr.-nung
zu einem mit der Atmosphäre in Verbindung stehenuen Auslaß
leitet. Dieser verläuft von ü*en: Gehäuse der KIi:reinheit
durch eine in dem oberen Ende der rechten Gehäuseseitenwand
vorgesehenen Öffnung hindurch nach außen (Fig. 1). λϊο in; Falle
der bevorzugten Ausführungsform befinden sich die Äu.i«nflachen
dieser alternativen Ausführungsform der iichlröhr^n 43 (Figuren
4 und 5) innerhalb von Rippen 47a der sogenannten "l'orn- oder
Stachelrippenart". Sie sind'im allgemeinen ähnlich wie uie
gerippten Röhren, die in dem erwähnten US-Patent 2 9:* 3 yC-C i:r.
Detail beschrieben wurden, außer daß die Röhren 'Ma und Jii.»
Rippen 47a für die alternative Aus führungs form des λarmetauschers
22a vorzugsweise aus einem eisenhaltigen Metalljwie z. r-.
Stahl gebildet sind, anstatt aus nicht-eisenhaltigen. Aluminium oder Kupfer wie in dem Luftkühlungstauscher, der in dem oben
genannten Patent beschrieben ist. Die alternative Ausführungsform der höchst effizienten Wärmetauschervorrichtung 22a ist
insofern ebenfalls ähnlich wie die bevorzugte Ausführungsform, daß die die Turbulenz unterstützende Elemente, die nicht gezeigt,
aber ansonsten ähnlich sind wie die in den Figuren 2 und 3 dargestellten Elemente 48, in dem -oberen oder Ausgangsende""
von jeder der alternativen Wärmetauscherröhren 43a vorge-.sehen
sind, um für einen Wärmeübergangsausgleich zwischen den gerippten Außenflächen und den glatten Innenflächen der Röhren
43a zu sorgen.
Typischerweise ist. das Gesamtvolumen der Kombination aus der
höchst effizienten Wärmetauschervorrichtung 22 oder 22a und der Brennereinrichtung hoher Intensität 23 oder 23a, die die
verbesserte gasgefeuerte Heizvorrichtung 14 der vorliegenden Erfindung, bildet, so gewählt, daß diese Kombination eine Wärmeabfuhrgeschwindigkeit
auf die Raumluftströmung 15 von wenigstens 11,3 kcal bzw. 45 BTU abgeführte Wärme/Stunde/16,4 cm3
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(Kubikzoil) aes di>· Kombination bildenden Materials aufweist,
oder daß si- ^twa fünfmal ao groß 13t wie die ähnliche Wärmeabfuhrge3chwinUigxeit,
die bisher mit der üblichen Heizvorrichtung erzielt wurde. Joniit liefert diese Kombination aus der
weit weniger umfangreichen und im Gewicht leichteren Wärmetauschervorrichtung
22 oder 22a und der höchst intensiven ürennereinrichtung 23 oder 23a, die aie verbesserte gasgefeuerte
Raumheizvorrichtunt, ^cr vorliegenden Erfindung bildet,
eine Geometrie, die viel kleiner und infolgedessen hinsichtlich
der Größe mit der kompakten herkömmlichen Luftkühlungseinrichtung weit besser vereinbar ist, als dies bisher mit der
oben erwähnten bekannten Heizvorrichtung der Fall gewesen ist. Deshalb ist die verbesserte gasgefeuerte Heizvorrichtung I1I
gemäß der vorliegenden Erfindung besonders geeignet zur Kombination
mit einer nicht gezeigten Luftkühlvorrichtung innerhalb des Gehäuses l6 (Fig. 1), um somit eine Einrichtung sowohl
zur Erwärmung als auch zur Kühlung der Luftströmung 15 zu
schaffen, wodurch die Klimaeinheit 10 eine kombinierte Lufterwärmungs-
und Luftkühlungseinheit bilden kann, die weitaus kleiner und leichter ist, als dies bisher möglich gewesen ist.
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Claims (14)
- - 14 AnsprücheÖ Gasgefeuerte Raumheizvorrichtung, gekennzeichnet durch die Kombination einer höchst effizienten Wärmetauschervorrichtung (22; 22a) zur Übertragung der durch die Verbrennung einer brennbaren Gas-Luftmischung erzeugten Wärme auf Luft, die zwischen der Wärmetauschervorrichtung (22; 22a) und einem Raum (13) zirkulierbar ist, der mit einer Geschwindigkeit von wenigstens 880 kcal bzw. 3 500 BTU Wärme/Stunde/O,454 kg des Materials der Wärmetauschervorrichtung zu erhitzen ist, und, einer Brennereinrichtung (23; 23a) hoher Intensität zur Mischung des Brennstoffgases mit Druckluft, so daß die brennbare Gas-Luftmischung erzeugbar und diese Mischung zur Erzeugung einer Wärmequelle (41; 4la) mit einer für die Wärmeübergangsgeschwindigkeit der Wärmetauschervorrichtung (22; 22a) ausreichenden Intensität verbrennbar ist.
- 2. Vorrichtung nach Anspruch I3 dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauschervorrichtung (22; 22a) aus einem eisenhaltigen Material hergestellt ist.
- 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das eisenhaltige Material Stahl ist.
- 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Wärmetauschervorrichtung (22; 22a) zahlreiche Hohlröhren (43; 43a) aufweist.
- 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Hohlröhren (43; 43a) mit Rippen (47; 47a) versehen sind.
- 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet j daß die Hohlröhren (43; 43a) und Rippen1098 52/1369- 15 (47; 47a) aus einem eisenhaltigen Material hergestellt sind.
- 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichne t , daß das eisenhaltige Material Stahl ist.
- 8. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet , daß die Intensität der der Wärmetauschervorrichtung (22; 22a) durch die Brennereinrichtung (25; 23a) zugeführten Wärme wenigstens 75 600 kcal bzw. 300 000 BTU Wärme/Stunde/28,3 dm3 derjenigen Mittel (42) beträgt, die die Wärmetauschervorriehtung (22; 22a) und die Brennereinrichtung (23; 23a) miteinander verbinden.
- 9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennereinrichtung (23; 23a) einen primären Misehbereich (38) und einen sekundären Misehbereich (40), die durch einen Zündbereich voneinander getrennt sind, Mittel (35* 36; 35a, 36a) zur Zuführung des komprimierten Brennstoffgases zu dem primären Mischbereieh (38) und Mittel (28, 29; 28a, 29a) zur Zuführung der Druckluft zu den Mischbereichen (38, 40) aufweist.
- 10. Vorrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Brennereinrichtung (23) eine Wanne (25) aufweist, die Vorrichtung zur Zuführung des komprimierten Brennstoffgases zahlreiche Gaseinlaßöffnungen (36) am unteren Ende der Wanne (25) umfaßt und die Vorrichtung zur Zuführung der Druckluft zu den Mischbereichen (38, 40) primäre Lufteinlaßöffnungen (28) im unteren Abschnitt der Wanne (25) und oberhalb der Gaseinlaßöffnungen (36) sowie sekundäre Lufteinlaßöffnungen (29) entlang des oberen Abschnittes der Wanne (25) enthält.1098 52/1369Λ '"■■·■ ' Λ... "■■■' ,/. - 16
- 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, da du rc h g e Ic e η η /zeichnet , daß die Zündvorrichtung (39) zwischen denMis c-Hü) er eichen (38, to) angeordnet ist. -
- 12. Vorrichtung nach Anspruch 9a .dadurch g e k e η η ζ ei c h η e t , daß die Brennereinrichtung (23a) Hohlröhren (25a) aufweist j, von denen ein Ende offen und mit der Härmetauschervorrichtung (22a) verbunden ist und das andere Ende mit der Vorrichtung (35a, 36a) zur Zuführung von komprimiertem Gas verbunden ist, und die Vorrichtung zur Zuführung von Druckluft zu den Mischbereichen primäre L'ufteinlaßöffnungen (28a)s die In dem unteren Abschnitt der Seitenwand der Hohlröhren (25a) tangential angeordnet sind, und sekundäre Lufteinlaßöffnungen (29a) enthält> die in dem oberen Abschnitt der Hohlröhren (25a) radial angeordnet sind.
- 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, -"da" durch g e k e η η ζ ei ch η et j daß eine Zündvorrichtung (39a) zwischen den Mischbereichen angeordnet ist.
- 14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 13, d a d u r c h g e k e η η ζ e i c h η e t , daß das Gesamtvolumen der Vorrichtung derart gewählt ist, daß sie eine Wärmeabfuhrgeschwindigkeit auf die zirkulierende Luft von wenigstens 11,3 kcal bzw. 45 BTU abgeführte Wärme/Stunde/ 16,4 cm (Kubikzoll) des die Vorrichtung bildenden Materials aufweist.1098 52/13 89, 4* ■·Leerseite
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