DE2816762A1

DE2816762A1 - Heizgeraet

Info

Publication number: DE2816762A1
Application number: DE19782816762
Authority: DE
Inventors: Albert Dipl Ing Kiessling
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-04-18
Filing date: 1978-04-18
Publication date: 1979-10-25
Also published as: FR2423726A1

Description

HANS TRAPPENBERG ■ PATENTINGENIEUR ■ KARLSRUHE

Dipl.-Ing. Albert Kießling 12.-4-.1978

Irenicusstraße 18 KO 311

7505 Ettlingen

Heizgerät

Die Erfindung betrifft ein Heizgerät, dessen an die Umgebung abzugebende Wärmeenergie nicht durch elektrischen Strom bereitgestellt wird, sondern auf die unmittelbare Verbrennung gasförmiger, flüssiger oder fester Materialien in einer Brennkammer im Heizgerät zurückzuführen ist, zu dessen Betrieb, Steuerung oder Regelung jedoch notwendiger- oder zweckmäßigerweise elektrischer Strom eingesetzt wird.

Heizgeräte dieser Art, die beispielsweise durch Gas (Flüssiggas) oder flüssige Brennstoffe beheizt werden, können an fernab liegenden Stationen eingesetzt werden, die nicht über elektrischen Strom verfügen. Die Steuerung eines derartigen Heizgerätes erfolgt zweckmäßigerweise elektronisch, wofür elektrischer Strom bereitzustellen ist. Sollen keine elektrochemischen Elemente

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eingesetzt werden, so kann die Energie für: den elektrischen Strom nur der Wärme des Heizgerätes entnom- ; ; -'- men werden. ':'' · . . - ^: .-"■■.... ".

."-.- Eine weitere Möglichkeit bietet sich für Geräte an, '■ die von Bergsteigern oder Campern benutzt werden. Auch ; hier erscheint es -in "-manchen/Fällen zweckmäßig oder ■gar-notwendig,: diese Geräte elektrisch bzw. elektronisch zu steuern Oder zu regeln oder gar, beispiels- -: weise,bei" einem Haartrockner mit elektrisch angetrie-- ■ benem Lüfter ^ deren Betrieb erst durch den elektrischen Strom; zu ermöglichen.^ ; ' ■ ^:; ;

TJm derartige Heizgeräte vollkommen unabhängig von. außen -; zuzuführendem elektrischen Strom, zu.machen, v/ie auch .um den Einsatz elektrochemischer Elemente: zu vermeiden, /wird nach der Erfindung vorgeschlagen, daß Inder Brenn- -^: ■'-.'- kammer bzw. innerhalb des durch Leitbleche geführten Stromes der heißen. Verbrennungsgäse die heißen Ver.bindungsstellen einer: Mehrzahl von Thermoelementen' ange- . "■ r .ordnet sind, deren kalte Verbindungsstellen außerhalb der Brennkanimer liegen und daß die Ableitung der Thermoelemente zu der. im Heizgerät vorgesehenen Verbrauchs— stelle für elektrischen Strom geführt sind.

Die Erfindung, macht sich damit die -Thermoelektrizität zunutze, die als Seebeck-Effekt schon -seit langer Zeit ibekannt ist. Ein nach der Erfindung aufgebauter thermoelektrischer,Generator, hat zwar einen äußerst geringen "-".. /Wirkungsgrad, der;in der Größenordnung von einigen Prozent liegt,> jedoch kann dieser Wirkungsgrad dureh-aus in Kauf genommen werden, da ja primär die Heizeriergie benötigt wird-und lediglich-sekundär dieser Heizenergie "ein Bruchteil zur Erzeugung der Thermoelektrizität ent-

, nommen wird. V/ird die Erfindung beispielsweise bei einem ".;. für Camper interessanten gasbeheizten Haartrockner angewendet, so kann: mittels der erzeugten Thermoelektrizi-

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tat der Gebläsemotor für diesen Haartrockner angetrieben werden. Gegenüber der Heizleistung eines solchen Haartrockners ist die Leistung für das Gebläse nur sehr klein und liegt in der Größenordnung von einigen Watt. Ohne die Möglichkeit nach der Erfindung, also der Ausnutzung der Thermoelektrizität, könnte in diesem beschriebenen Falle lediglich ein elektrochemisches Element, das verhältnismäßig sperrig und unter Umständen auch schwierig zu beschaffen und auch teuer ist, eingesetzt v/erden. Gleiches trifft selbstverständlich für alle Arten von Heizgeräten zu, bei denen die Erwärmung durch das Heizgerät im Vordergrund steht und die elektrische Energie lediglich zum Steuern oder Regeln oder zum Antrieb von kleinen Hilfsaggregaten benötigt wird.

Vorteilhafterweise wird die Brennkammer durch die Thermoelement-Katerialien selbst gebildet, wobei die Verbindungsstellen jeweils an den entgegengesetzten Enden der Brennkammer angeordnet sind. Hierbei kann vor dem Ende der Brennkammer, an dem sich die kalten Verbindungsstellen der Thermoelemente befinden, ein Gebläse angeordnet sein, wobei das Gebläse zweckmäßigerweise durch den erzeugten Thermostrom angetrieben wird. Hierbei ist vorteilhafterweise die Form der Brennkammer 'so zu wählen, daß eine intensive Kühlung der kalten Verbindungsstelle erfolgt und die heiße Verbindungsstelle im Schatten des Gebläseluftstromes liegt.

Eine derartige Anordnung hat den Vorteil, daß sie selbstregelnd ist, da bei Erhöhung der Temperatur sich ein höherer Thermostrom und dadurch eine verstärkte Gebläsewirkung ergibt.

Gerade bei der Verwendung von kleinen Motoren empfiehlt es sich, die erzeugte Thermospannung verhältnismäßig

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- 7 -hoch zu wählen, was vorteilhafterweise dadurch erfolgt, daß die einzelnen Thermoelemente zu einer Thermosäule mit elektrisch hintereinandergeschalteten Einzelelementen zusammengeschaltet sind. Hierbei können die Thermoelemente der Thermosäule zusammengefügt sein aus Streifen unterschiedlicher, ein Thermopaar ergebender Materialien, wobei die einzelnen Thermopaare so miteinander verbunden sind, daß sich die heißen Verbindungsstellen auf einem inneren Kreis und die kalten Verbindungsstellen auf einem hierzu koaxialen äußeren Kreis befinden und wobei die Gesamtheit der zu einer Thermosäule verbundenen Thermoelemente den Brennraum b^ilden. Zur weiteren Verbesserung des thermoelektrischen Wirkungsgrades können die kalten Verbindungsstellen mit von der Brennkammer wegweisenden Kühlblechen verbunden sein.

Auf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt, und zwar zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform mit Radiallüfter, Pig. 2 ein mögliches Anordnungsschema der Thermoelemente, Pig. 3 und 4- Ausführungsformen mit Tangentiallüftern.

Innerhalb eines Luftführungsgehäuses 1 ist ein Radiallüfter 2 mit Elektromotor 3 angeordnet. Der Elektromotor 3 erhält seinen Strom von Thermoelementen A-, 5» die in ihrer Gesamtheit eine Brennkammer 6 bilden. In der Brennkammer 6 wird über ein Rohr 7 herangeführter gasförmiger Brennstoff 8 verbrannt.

Die Fig. 2 zeigt die Anordnung der einzelnen Thermoelemente 4-, 5· Hierbei befinden sich die heißen Verbindungsstellen 9 innerhalb der Brennkammer 6, während die kalten Verbindungsstellen 10 koaxial hierzu angeordnet sind. An den kalten Verbindungsstellen 10 sind außerdem noch

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- 8 Kühlbleche 11 angebracht, die zur besseren Abführung der über die Thermoelemente 4-, 5 herangeleiteten Wärme dienen.

Beim Betrieb dieses Heizgerätes werden nach dem Entzünden des gasförmigen Brennstoffes 8 die heißen Verbindungsstellen 9 aufgeheizt, so daß sich eine deutliche Temperaturdifferenz zwischen diesen heißen Verbindungsstellen und den kalten Verbindungsstellen 10 ergibt. Dadurch wird ein Thermostrom erzeugt, der nunmehr den Elektromotor 3 und damit den Radiallüfter 2 antreibt. Damit ergibt sich eine Luftströmung 12, die nunmehr die über die Thermoelemente 4, 5 ^an die kalten Verbindungsstellen 10 herangeleitete Wärme über die Kühlbleche 11 ableitet und außerdem einen verhältnismäßig kräftigen Warmluftstrom 13 erzeugt.

Die Fig. 3 und 4· zeigen einen ähnlichen Aufbau solcher Heizgeräte unter Verwendung von Tangentiallüftern 14-, In Fig. 4 wird die Brennkammer 6 wiederum durch Thermoelemente 4-, 5 gebildet, wobei die kalten Verbindungsstellen 10 auch mit Kühlblechen 11 versehen sind. Bei Fig. hingegen sind die Warm- und Kaltstellen nicht koaxial um den Brennraum 6 herum angeordnet, sondern sie befinden sich, durch eine spiralige Anordnung dieser Thermoelemente 15, 16 am, relativ zum Luftstrom 17, vorderen und hinteren Ende der durch die Thermoelemente 15, 16 gebildeten Brennkammer 18. In beiden Fällen wird selbstverständlich der Tangentiallüfter wiederum durch einen Elektromotor angetrieben, der durch die Thermoelektrizität der Thermoelemente 4-, 5 bzw. 15, 16 versorgt wird.

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Leerseite

Claims

HANS TRAPPEN BERG · PATENTINGENiEUR .KARLSRÜHE

Dipl.-Ing. Albert Kießling 12.4.197g

Irenicus straße 18 KOJH

Ettlingen

P AT E ^:N T A N SPEICHE

Π. J Heizgerät, dessen an die Umgebung abzugebende Wärmeenergie nicht durch elektrischen Strom bereitgestellt wird, sondern auf die unmittelbare Verbrennung gasförmiger, flüssiger oder fester Materialien in einer Brennkammer im Heizgerät zurückzuführen ist, zu dessen Betrieb, Steuerung oder Regelung jedoch notwen-" diger- oder zweckmäßigerweise elektrischer Strom eingesetzt wird, . :

dadurch gekennzeichnet, . ' V :

daß in der Brennkammer (6, 18) bzw. innerhalb des ■ durch Leitbleche geführten Stromes der heißen Verbrennungsgase, die heißen Verbindungsstellen (9) einer ' Mehrzahl von Thermoelementen (4, 5, 15Y' 1β) angeordnet sind,: deren kalte Verbindungsstellen (10) außerhalb der Brennkammer (6, 18) liegen und daß die Ableitungen

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der Thermoelemente (4-, 5, 15, 16) zu der im Heizgerät vorgesehenen Verbrauchsstelle für elektrischen Strom (Elektromotor 3) geführt sind.
2. Heizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkammer (18) durch die Thermoelement-Materialien gebildet ist, wobei die Verbindungsstellen (19, 20) jeweils an den entgegengesetzten Enden der Brennkammer (18) angeordnet sind.
3. Heizgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Ende der Brennkammer (18), an dem sich die kalten Verbindungsstellen (19) der Thermoelemente (15, 16) befinden, ein Gebläse (14-) angeordnet ist.
4·. Heizgerät nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläse (14-) durch den erzeugten Thermostrom angetrieben ist.
5. Heizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Thermoelemente (4, 5," 15, 16) zu einer Thermosäule mit elektrisch hintereinandergeschalteten Einzelelementen verbunden sind.
6. Heizgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Thermoelemente (4-, 5) der Thermosäule zusammengefügt sind aus Streifen unterschiedlicher, ein Thermopaar ergebender Materialien und daß die einzelnen Thermopaare so miteinander verbunden sind, daß sich die heißen Verbindungsstellen (9) auf einem

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inneren Kreis und die kalten Verbindungsstellen (10) auf einem hierzu koaxialen äußeren Kreis befinden und 'daß die Gesamtheit der zu einer Thermosäule verbundenen Thermoelemente (4-, 5) den Brennraum'(8) bilden.
7. Heizgerät nach Anspruch 6, ·"■--.

dadurch gekennzeichnet,

daß an den kalten Verbindungsstellen (lo) Kühlbleche (11) angebracht sind.

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