DE377421C - Air heater for heating purposes - Google Patents

Description

Lufterhitzer für Heizungszwecke. Die Erfindung betrifft Lufterhitzer für Heizungszwecke, die aus einem Ventilator und mehreren konzentrisch das Laufrad des Ventilators umschließenden, mit Leit- und Heizrippen versehenen Rohrreihen bestehen. Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß die Rippen derart geformt und gestellt sind, daß sie an der Eintrittsstelle die aus dem Laufrad austretende Luft ohne Stoß aufnehmen und sie unter Querschnittsvergrößerung in die Stromrichtung des Sammelkrümmers überführen.-Diese Anordnung der Leitschaufeln verbessert nicht nur die mechanische Leistungsfähigkeit der Temperaturaustauschvorrichtung, da sie ermöglicht, die den Schaufeln entlang strömende Luft so zu führen, daß sie weder Stößen noch Wirbelungen unterliegt, sondern sie erhöht auch die thermische Leistungsfähigkeit der Vorrichtung, wie zahlreiche Versuche gezeigt haben.Air heaters for heating purposes. The invention relates to air heaters for heating purposes, consisting of a fan and several concentrically the impeller the fan enclosing, with guide and heating ribs provided rows of tubes exist. The essence of the invention is that the ribs are shaped and placed in this way are that at the point of entry, the air exiting the impeller without impact and take them with an enlarged cross-section in the direction of flow of the manifold Transfer.-This arrangement of the guide vanes not only improves the mechanical Efficiency of the temperature exchange device as it enables the Guide blades along flowing air in such a way that they do not cause any shocks or eddies subject, but it also increases the thermal performance of the device, as numerous experiments have shown.

Die Erfahrung hat auch gelehrt, daß die Leistungsfähigkeit der neuen Vorrichtung sich nicht wesentlich ändert, wenn man die gebogenen Leitschaufeln durch Schaufeln mit gebrochenem Profil ersetzt, was die Herstellung wesentlich vereinfacht.Experience has also taught that the efficiency of the new Apparatus does not change significantly when you look at the curved guide vanes Replaced blades with a broken profile, which significantly simplifies production.

Um den bestmöglichen thermischenWirkungsgrad der einzelnen Rohrgruppen zu erzielen, kann der Baustoff die Flächengröße und die Stärke der Leitschaufeln der einzelnen Rohrgruppen im Verhältnis der wirklichen Temperaturdifferenz zwischen den beiden die Wärme austauschenden Mitteln verändert werden.To get the best possible thermal efficiency of the individual tube groups To achieve this, the building material can have the area size and the strength of the guide vanes of the individual tube groups in the ratio of the real temperature difference between the two means of exchanging heat can be changed.

In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes schematisch veranschaulicht, es stellt dar Abb. i einen Schnitt senkrecht zu der Achse des Ventilators, Abb. 2 einen lotrechten Schnitt durch die Achse des Ventilators, Abb. 3 und .I Schnitte durch zwei weitere Ausführungsformen der Leitschaufeln, Abb. 5 die Ansicht einer abgewickeltenWä rmeaustauschfläche von bekannter Bauart, Abb. f einen achsialen Schnitt durch einen Lufterhitzer nach der Erfindung, Abb. 7 einen Schnitt durch den gleichen Lufterhitzer senkrecht zu der Achse des Ventilators. Der Ventilator i ist von konzentrischen Rohrgruppen 6 umgeben, welche Leitschaufeln 4 zwischen zwei Platten 2 und 3 tragen. Die Schaufeln empfangen die Luft beim Austritt aus dem Ventilator i und leiten sie unter einem entsprechenden Winkel i:: den Sammelkrümmer 5 (Abb. i und 2). Die Schaufeln der ersten Rohrgruppe sind unter dem Winkel u eingestellt, welchen die Luft bei ihrem Austritt aus den schaufeln des Ventilators i mit der Tangente bildet. Die Flügel der letzten Rohrgruppe sind nach dem Winkel B eingestellt, um die Luft ohne Stoß in den Sammelkrümmer 5 zu leiten und ihr die Richtung nach der Austrittsöffnung 7 zu geben.In the drawing, various embodiments of the subject matter of the invention are illustrated schematically, Fig. I shows a section perpendicular to the axis of the fan, Fig. 2 a vertical section through the axis of the fan, Fig. 3 and .I sections through two further embodiments of the Guide vanes, Fig. 5 is a view of a developed heat exchange surface of known design, Fig. F is an axial section through an air heater according to the invention, Fig. 7 is a section through the same air heater perpendicular to the axis of the fan. The fan i is surrounded by concentric tube groups 6 which carry guide vanes 4 between two plates 2 and 3. The blades receive the air as it exits the fan i and guide it at a corresponding angle i :: the collecting manifold 5 (Fig. I and 2). The blades of the first tube group are set at the angle u which the air forms with the tangent when it emerges from the blades of the fan i. The wings of the last group of tubes are adjusted according to the angle B in order to guide the air into the manifold 5 without impact and to give it the direction towards the outlet opening 7.

Abb. i stellt einen Lufterhitzer dar, dessen s@imtliche Rohrgruppen gekrümmte und geneigte Schaufeln aufweisen.Fig. I shows an air heater, all of its pipe groups have curved and inclined blades.

Abb. 3 ist eine Ausführungsform, bei der die chaufeln geradlinig gehalten und nur auf den Rohren der äußeren und inneren Rohrgruppe des Lufterhitzers schräg zu den Rohren angeordnet sind, während sie bei der mittleren (_ruppe senkrecht zu den Rohren stehen.Fig. 3 is an embodiment in which the blades are held in a straight line and only on the tubes of the outer and inner tube group of the air heater at an angle are arranged to the pipes, while in the middle (_group they are perpendicular to the pipes stand.

Die Ausführungsform nach Abb..l ist eine Abart der vorhergehenden Ausführungsform. Bei dieser Abart sind die Schaufeln der äußeren und inneren Rohrgruppen abgebogen, und die Neigung der Flügel findet nur auf einem Drittel der Schaufelhöhe statt.The embodiment according to Fig..l is a variant of the previous one Embodiment. In this variant, the blades of the outer and inner tube groups are bent, and the inclination of the wings takes place only at a third of the blade height instead of.

Die Ausführungsformen nach Abb. i, 3 und 4. setzen die gleiche Anzahl von Schaufeln für jede der konzentrischen Rohrgruppen voraus, um fortlaufende feste Schaufelflächen zu erhalten.The embodiments according to Fig. I, 3 and 4. use the same number of blades for each of the concentric tube groups advance to continuous fixed ones To get blade surfaces.

Die festen Schaufeln können aber auch in radialer Richtung unterbrochen sein; in diesem Falle können die aufeinanderfolgenden Schaufeln der Rohrgruppen rautenförmig gestellt werden, um den Luftstrom im Innern des Lufterhitzers zu teilen und eine innige Berührung zwischen den Luftmolekülen und der Verteilungsfläche der Rohre des Lufterhitzers sicherzustellen.The fixed blades can, however, also be interrupted in the radial direction be; in this case the successive blades of the tube groups diamond-shaped to divide the airflow inside the air heater and an intimate contact between the air molecules and the distribution surface of the Ensure pipes of the air heater.

In gewissen Fällen wird eine genügende Teilung des Luftstromes dadurch erreicht, daß man auf alle Rohre die gleiche Anzahl von Schaufeln pro Längeneinheit anbringt, da die aufeinanderfolgenden Rohrgruppen verschiedenen Durchmesser aufweisen.In certain cases a sufficient division of the air flow is thereby achieved achieves that one has the same number of blades per unit of length on all tubes attaches, since the successive groups of tubes have different diameters.

Betrachtet man dagegen einen Lufterhitzer, der aus mehreren Rohrgruppen zusammengesetzt ist, deren Rippen im Sinne des Luftstromes gerichtet sind, wie Abb. 5 zeigt, so ergibt sich folgendes: Jedes der Rohre, welche durch Dampf gespeist erden können, trägt nacheinander zur Erhöhung der Lufttemperatur bei. Diese Temperatur t. wird nach dem ersten Element ta, dann t6, dann t, und endlich ts Grad am Ende des Lufterhitzers betragen. Da die heiße Flüssigkeit eine konstante Temperatur besitzt, so folgt daraus, daß der wirkliche Unterschied der Temperatur zwischen dem Dampf und der Luft in der Ebene eines jeden der Elemente verschieden ist. Dieser Unterschied ist ein Maximum in der Ebene des ersten und ein Minimum in der Ebene des letzten Elements.If, on the other hand, one considers an air heater that consists of several tube groups is composed, the ribs in the sense of the air flow directed are, as Fig. 5 shows, the following results: Each of the pipes, which through Being able to ground steam fed successively increases the air temperature at. This temperature t. becomes after the first element ta, then t6, then t, and finite ts degree at the end of the air heater. Because the hot liquid is a constant Temperature, it follows that the real difference in temperature different between the steam and the air in the plane of each of the elements is. This difference is a maximum in the plane of the first and a minimum in the level of the last element.

Nun ist die durch die Verteilungsfläche eines Rohres übertragene Wärmemenge proportional dem Temperaturunterschied. Da ferner aus baulichen Gründen die genannten Flügel auf den Rohren eine gleichmäßige Stärke aufweisen, so ist diese Stärke im allgemeinen für das erste Element zu schwach und für das letzte zu stark. Aber wenn man die Fläche der Flügel betrachtet, so ist diese Fläche mit Bezug auf den Durchmesser der Rohre für das erste Element zu groß und für das letzte zu klein.Now is the amount of heat transferred through the distribution area of a pipe proportional to the temperature difference. Since, for structural reasons, the named If wings on the tubes have a uniform thickness, this thickness is in the generally too weak for the first element and too strong for the last. But if considering the area of the wings, this area is related to the diameter the pipes are too big for the first element and too small for the last.

Um daher einen möglichst guten Wirkungsgrad zu erzielen, wird die Leitfähigkeit des Metalls und die Stärke der Flügel in direktem Verhältnis zum Temperaturabstand und die Fläche der Flügel im umgekehrten Verhältnis verändert.Therefore, in order to achieve the best possible efficiency, the Conductivity of the metal and the strength of the blades in direct proportion to the temperature difference and the area of the wings changed in inverse proportion.

Der umlaufende Ventilator ist nach Abb. 6 und 7 zwischen den Platten 2 und 3 angeordnet, die konzentrischen Rohrgruppen 6 haben Zuleitungsstutzen 8 und Kondenswasserstutzen cg. Die Anzahl der Rohrgruppen hängt von der Temperatur ab, die man an der Austrittsöffnung 7 erzielen will.The rotating fan is between the plates as shown in Fig. 6 and 7 2 and 3 arranged, the concentric tube groups 6 have inlet connection pieces 8 and Condensate connection cg. The number of pipe groups depends on the temperature, which one wants to achieve at the outlet opening 7.

Der Sammelkrümmer 5 des Ventilators besteht aus zwei Teilen, die mittels Winkeleisen io zusammengehalten werden. Er ist durch Schrauben an den äußeren Flanschen der Platten 2 und 3 befestigt, so daß eine leichte Einstellung der Austrittsöffnung 7 für die heiße Luft in beliebiger Richtung möglich ist. Gußeiserne Füße ii ermöglichen die Befestigung des Lufterhitzers auf dem Fußboden, an einer Mauer oder einer Decke.The manifold 5 of the fan consists of two parts, which means Angle iron io be held together. It is by screws on the outer flanges of plates 2 and 3 fixed so that an easy adjustment of the outlet opening 7 is possible for the hot air in any direction. Cast iron feet ii enable attaching the air heater to the floor, wall or ceiling.

Der Ventilator i ist so gebaut, daß die Luft ohne Stoß eintritt. Die sehr zahlreichen Schaufeln halten den Luftstrom zusammen, und die Schaufeln von konstantem Querschnitt lassen die Luft mit einem Minimum von Druckverlust austreten.The fan i is built in such a way that the air enters without a shock. the very numerous vanes hold the airflow together, and the vanes from constant cross-section allow the air to escape with a minimum of pressure loss.

Die Welle 12 des Laufrades i ruht in zwei Kugellagern, die in zwei Lagerschilden 13 und 14 angeordnet sind. Letztere werden durch... Schrauben an den Platten 2 und 3 befestigt. Die Lagerschilde 13 und 1q. sind mit Ausschnitten zum Durchtritt der angesaugten Luft versehen.The shaft 12 of the impeller i rests in two ball bearings in two End shields 13 and 14 are arranged. The latter are secured by ... screws on the Plates 2 and 3 attached. The end shields 13 and 1q. are with cutouts for Provided passage of the sucked air.

Die Wirkungsweise des Lufterhitzers ist folgende Das Heizmittel Dampf wird den Rohrstutzen 8 des Kondensators durch eine beliebige Rohrleitung zugeführt. Durch die Berührung mit dem Dampf wird die Verteilungsfläche der Rohre erhitzt, das Kondenswasser strömt nach den Rohrstutzen g und von da in die Rückleitung. Beim Ingangsetzen der Heizung öffnet man einen Augenblick die in den Rohrstutzen 8 angeordneten Lufthähne, um die Luft auszutreiben.The mode of operation of the air heater is as follows: Steam as a heating medium the pipe socket 8 of the condenser is fed through any pipe. Contact with the steam heats the distribution surface of the pipes, the condensed water flows to the pipe socket g and from there into the return line. At the To start the heating, open the arranged in the pipe socket 8 for a moment Air taps to expel the air.

Die zu erhitzende Luft wird bei der Umdrehung des Ventilators i durch die in den Lagerschilden 13 und 14 vorgesehenen Öffnungen 16 angesaugt und gelangt zu den Schaufeln. Sie verläßt dieselben, indem sie einen Winkel cc mit der Tangente bildet, trifft unter diesem Winkel auf die Leitschaufeln 4. der Rohre der ersten Rohrgruppe, durchstreicht nacheinander die anderen Rohrgruppen und erhitzt sich durch die Berührung mit denselben. Schließlich tritt sie in den Krümmer 5 ein, welcher sie nach der Austrittsöffnung 7 führt.The air to be heated is released by the rotation of the fan i the openings 16 provided in the end shields 13 and 14 are sucked in and passed to the shovels. It leaves them by making an angle cc with the tangent forms, meets at this angle on the guide vanes 4. of the tubes of the first Tube group, passes through the other tube groups one after the other and heats up through contact with them. Eventually it enters the manifold 5, which it leads to the outlet opening 7.

In bestimmten Fällen kann der Lufterhitzer 6 durch heißes oder kaltes Wasser gespeist werden, letzteres, wenn es sich darum handelt, durch Ventilation einen Arbeitsraum o. dgl. zu kühlen.In certain cases, the air heater 6 can by hot or cold Water are fed, the latter, if it is a question of ventilation To cool a work space or the like.

Die Erfindung kann bei jedem Anwendungsgebiet von heißer oder kalter Luft zu gewerblicher Trocknung oder Heizung oder Kühlung, wie z. B. zur Kühlung von Motoren, benutzt werden, wobei die abgeführte heiße Luft weiterverwendet werden kann.The invention can be used in any application, hot or cold Air for commercial drying or heating or cooling, e.g. B. for cooling of engines, whereby the discharged hot air can be reused can.

Claims (3)

PATENT-ANSPRÜCHE: i. Lufterhitzer für Heizungszwecke, -bestehend aus einem Ventilator und Heizflächen, die aus mehreren konzentrisch das Laufrad des Ventilators umschließenden, mit Leit- und Heizrippen versehenen Rohrreihen bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (.l) derart geformt und gestellt sind, daß sie an der Eintrittsstelle die aus dem Laufrad austretende Luft ohne Stoß aufnehmen und sie unter Ouerschnittsvergrößerung in die Stromrichtung des Sammelkrümmers überführen. PATENT CLAIMS: i. Air heater for heating purposes, consisting of a fan and heating surfaces, which consist of several concentrically the impeller of the Rows of pipes surrounding the fan and provided with guide and heating fins exist, characterized in that the ribs (.l) are shaped and placed in such a way that they absorb the air exiting the impeller at the point of entry without impact and transfer them with an enlarged cross section in the direction of flow of the manifold. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen der aufeinanderfolgenden Rohrreihen abwechselnd nach verschiedenen Seiten gekrümmt sind. 2. Apparatus according to claim i, characterized in that the ribs of the successive Rows of tubes are alternately curved to different sides. 3. Vorrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen nach einer gebrochenen Linie geformt sind.3. Device according to Claim i and 2, characterized in that the ribs are broken after a Line are shaped.