NO823819L - Varmeanlegg. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår et lokalt varmeanlegg som kan oppvarmes av et materiale i en hvilket som helst aggregattilstand og som kan drives like godt med indirekte og direkte varmeutstråling.

Som kjent kan de idag foreliggende, mest benyttede lokale oppvarmingsanlegg, dvs. at de benyttes umiddelbar i det rom som skal oppvarmes, fremfor alt klassifiseres ifølge deres driftstype eller.forbrenningsmateriale.

På grunnlag av driftstypen kan det skilles mellom:

a) anlegg som utstråler den varmeenergi som utvikles ved det forbrente materiale ved forbrenningen tilnærmet lineær og

umiddelbart (jernovner, plateovner, oljeovner, stråleovner

osv.),

b) anlegg som lagrer varmeenergien.fra det forbrente materiale tildels i et varmelagrende materiale og utstråler

varmeenergien med tidsmessig forsinkelse til fordeling på indirekte måte (kakkelovner, olje- eller vannfylte radia-torer) .

Fordelen .med de anlegg som tilhører den første gruppe består i at varmeutstrålingen begynner praktisk tålt samtidig med at fyringen begynner. Deres ulempe ligger imidlertid i at deres varmeutstråling opphører med en gang eller med kort forsinkelse så snart energikilden er tom eller avstenges, på grunn av deres relativt lille varmetreghet. Deres ytterligere ulempe består i at varmefølelsen avtar proporsjonalt med av-standen fra det legeme- som utstråler varme, avhengig av energi-tettheten.

Fordelen med de anlegg som tilhører den andre gruppe, dvs. de som lagrer varmeenergi ;.i et varmelagrende materiale,-

er nettopp at de ifølge deres store varmetreghet avgir den produserte varmeenergi uavhengig av varmekildens drift med ensartet tidsmessig fordeling. Ulempen med disse anlegg består imidlertid i at det på grunn av deres store varmetreghet, vårer for lenge etter igangsetting av varmekilden, til varmeutstrålingen begynner og oppvarmingen av det luftrom som skal oppvarmes starter.

I henhold til det benyttede materiales kvalitet, kan de lokale varmeanlegg oppdeles i følgende grupper: Varmeanlegg for faste materialer (kull,.tre, blandet) Varmeanlegg for flytende materialer (olje osv.)

Varmeanlegg for gassformet materiale (bygass, jordgass osv.) Elektriske anlegg (umiddelbar stråling, mikrobølgestråling osv.)

For forbrenningen av forskjellige materialer med tilsvarende virkningsgrad, hhv. for å kunne nyttiggjøre seg disse for oppvarmingsformål, er det, uavhengig av deres driftstype, nødvendig med spesielt utformede.anlegg. Nettopp derfor er den felles ulempe for de fleste anlegg at modifiseringen eller omvekslingen av materialtype kun kan oppnås ved tap av virk-ningsgraden eller det foreligger overhodet ingen mulighet til dette (eksempelvis kan en jernovn ikke omstilles til oljefyring, oljefyringsanlegg kan ikke omstilles til blandet fyring, uavhengig av deres konstruktive utforming).

Oppfinnelsen tar sikte på å løse den:oppgave å frem-bringe et slikt lokalt oppvarmingsanlegg hvor fordelene ved den umiddelbare og indirekte varmeutstråling forenes idet deres ulemper unngås, og som samtidig imidlertid muliggjør bruk av hvilke som helst materialer for oppvarming, hhv. at en hurtig omstilling til andre materialer, gjør dette mulig uten tap av virkningsgrad, når det er nødvendig.

Oppgaven løses ifølge oppfinnelsen med et slikt lokalt anlegg hvor røkavtrekket er utformet ensartet over reaktoren som opptar brennkammeret uten retningsforandring og i det vesentlige med en skruelinjeformet stigning mellom.den ytre varmelagrende mantel og en indre varmelagrende mantel, mens luftkanaler er utformet mellom reaktormantelen som umiddelbart omgir reaktoren av metall og den ytre varmelagrende mantel, idet luftkanalene på den éne side munner ut i det indre rom som er åpent mot det luftrom som skal oppvarmes i den indre varmelagrende mantel og på den annen side likeledes er forbundet med det luftrom som skal oppvarmes over minst en avstengbar tilkoblingsstuss som er utformet i høyde med brennkammerets nedre del.

Anlegget ifølge oppfinnelsen forener fordelene ved de forskjellige mulige driftstyper, idet en forsinket indirekte varmeutstråling oppnås over den ytre varmelagrende mantel, mens de luftkanaler som munner ut i den indre varmelagrende mantels indre rom muliggjør umiddelbar og momentan oppstigning av den varmemengde som dannes i reaktoren. Det uten retningsforandring utførte, skruelinjeformede røkavtrekk gir på den ene siden mulighet til maksimal utnyttelse av den "avfalls-varmeenergi" som fjernes i skorstenen, til oppvarming av ovnlegemet, på den annen side bidrar det til, ved hjelp av den kinetiske energi som utvikles av røkgassens temperaturforskjell, til.en aktiv "skorstensvirkning", dvs. det sikrer et forløp.for å sentrifugere ut røkgassen. Forøvrig muliggjøres nettopp ved dette i tillegg til en egnet utforming av.reaktorrommet, drift av brennmaterialet av enhver type i anlegget ifølge oppfinnelsen;

Ifølge en hensiktsmessig utførelse av oppfinnelsen er

de ytre og indre varmelagrende mantler sammensatt av hulveg-gede kjeramiske modulelementer, hvis hulrom hensiktsmessig er fylt med sand eller annet lignende fyllmateriale.

Løsningen har den meget store fordel at den forenkler fremstillingen.betydelig og sikrer produktiv, hurtig og enty-dig montasje, mens anlegget gjøres bærbart, idet de enkelte elementer også lett kan transporteres med manuell kraft. Med oppfyllingen av modulelementenes hulrom.i ulike.grad, kan anleggets vekt og dermed også dets stabilitet, varmebélastning og varmebæreevne.-(vannkapasitet) innstilles etter , ønske innen-for gitte grenser.

De kjeramiske modulelementer som danner ovnlegemets ytre varmelagrende mantel kan etter ønske gjennomgå en overflatebehandling (eksempelvis glasur) og på denne måte brennes ferdig ved en.prosess.

Ytterligere enkeltheter og egenskaper ved oppfinnelsen beskrives på grunnlag av tegningen som- viser en fordelaktig ut-førelse av oppfinnelsen og hvor figur 1 viser et riss av anlegget, delvis i snitt, figur 2 viser et snitt langs A-A på figur 1, gjennom anleggets reaktordel og figur 3 viser et snitt langs B-B på figur 1, gjennom anleggets forvarmingsdel.

Slik det fremgår av figur 1 består oppvarmingsanlegget ifølge oppfinnelsen av to deler, nemlig reaktordélen og den . derover utformede forvarmingsdel. Vekten av det ovnlegeme som er dannet av disse to deler, oppstas og fordeles av en lastfordelende fotdel 1. Reaktordelens kjerne danner reaktoren 3 som omslutter brennkammeret 2 og som er fremstilt av støpegods eller stålplater og i det vesentlige minner om en jernovn. Reaktoren 3 omsluttes av en reaktormantel 4 som hensiktsmessig består av ringformede, med ribber utformede, kjeramiske modulelementer. Reaktormantelen 4 støtter .seg, slik det tydelig fremgår av figur 2, med sine aksiale ribber 5 mot den indre vegg av den ytre varmelagrende mantel 6 som begrenser anleggets ytre og likeledes består av ringformede, men ikke ribbede, kjeramiske modulelementer, idet ribbemellomrommene 7 danner med denne indre vegg luftkanaler som utgår fra i brennkammerunder-delens høyde anordnede og med • klaff er:: utstyrte tilkoblingsstusser 8 og som munner ut i det indre rom 10 i det i den i forvarmerdelen over reaktoren 3 anordnede indre varmelagrende mantel 9. Den indre varmelagrende mantel 9 stemmer overens i høyden med den ytre varmelagrende mantel 6, men den består av mindre ringformede kjeramiske modulelementer og dens indre rom 10 åpner seg umiddelbart mot det rom som skal oppvarmes. Hensiktsmessig er det både i den ytre varmelagrende mantel 6 og i den indre varmelagrende mantel 9 utformet hulrom 11 i modulelement-veggenes aksiale lengderetning, som kan fylles med materiale, hensiktsmessig med sand.

Ved det på figur 1 viste anlegg tilsvarer høyden av

den ytre varmelagrende mantels reaktordél høyden av fire på hverandre stablede ringformede kjeramiske modulelementer. De første to modulelementer opptar reaktoren 3, askerommet 12 og askeboksen 13 som befinner seg i akserommet (eller i tilfelle oljefyring, oljebeholderen, hhv. ved gassfyring gassregulato-ren og tilkoblingsarmaturen). Over dette befinner risten 14

og glooppfangingsdøren 15 seg som dekkes av en askeromdør 17 utenfra, som er montert i reaktorens dørtilkobling, og har et stengeelement 16 for regulering av spaltetverrsnittet og slut-telig de allerede nevnte tilkoblingsstusser 8 som med de av-stengbare klaffer munner ut i ristens 14 høyde i-det luftrom som skal oppvarmes. Det skal bemerkes at den lastfordelende fotdél lii dette tilfelle kan være utformet i ett stykke med den ytre varmelagrende mantels.6 nederste modulelement.

Over askedøren 17 er en dør 18 som tjener til innføring av det faste brennmateriale i reaktoren 3 utformet med et midt-punkt som faller på grenselinjen mellom den ytre varmelagrende mantels 6 tredje og fjerde modulelementer. I denne dør er hensiktsmessig en ildfast, gjennomsiktig glassinnsats bygget inn som muliggjør overvåkningen av brennkammeret 2. Det fjerde modulelement omgir reaktorens.3 øverste del som ovenfra er luk-ket med en ribbeformet topp 19 som påvirker.varmeutvekslingen gunstig og herfra begynner også røktrekkens ansats 20 som for-binder reaktorens 3 brennkammer 2 med det mellom de varmelagrende mantler 6 og 9 i forvarmerdelen utformede røktr.ekk 21., som i det vesentlige beskriver en skruelinjeformet bane og ender i en røkbortføringstilkobling 22. Stillingen av de varmelagrende mantler 6 og 9 i forhold til hverandre, hhv. sammenstillingen av deres modulelementer sikres med avstands-ringer 23 og 24 som.er fremstilt av kjeramikk og som kan passes inn i hverandre som par og videre fylles med sand, idet avstandsringen 23 dekkes av avstandsringen 24 som kan føres inn i den .første, mens avstandsringen 24 lukkes av dekkringen 25. Denne anordning fremgår især tydelig på figur. 3 i sammenheng med figur 1. Disse avstandselementer har åpninger 26 som sikrer, en kontinuerlig oppstigning av røktrekket 21 uten retningsendring, hhv. overgang.av røkgassen til det følgende modulele-ments etasje.

Over ovnlegemet, eller nærmere bestemt over den indre varmlagrende mantel,9 hvis indre rom 10 munner ut i det rom som skal oppvarmes,, er det fordelaktig å påmontere en på tegningen ikke vist varmefordelende skjerm i banen for den med forholdsvis stor hastighet oppad strømmende varmluft, idet på den ene side taket i rommet derved beskyttes og på den annen side fordeles varmluften i det luftrom som skal oppvarmes. På tegningen er heller ikke vist en lufttransportanordning som hensiktsmessig er innbygd i det indre rora 10 og som i tillegg til en funksjon for å øke luftbevegelsen på,grunnlag av tempe-raturforskjellen og den dermed fremkommende kinetiske energi, også i tilfeller ved gulvoppvarming kan innrettes i motsatt retning, altså med luftstrømmen nedover.

I det siste tilfellet er det naturligvis nødvending å benytte lufttransportanordningen. En innbygging av en trekk-føler i røkbortføringstilkoblingen 22 er likeledes hensiktsmessig, idet denne alltid kontrollerer trykket i brennkammeret tilsvarende kravene for den gitte oppvarmingstype og derved likeledes bidrar til at oppvarmingsanlegget ifølge oppfinnelsen kan drives med brennmaterialer i ulike aggregattilstander.

Virkemåten for oppvarmingsanlegget ifølge oppfinnelsen beskrives i det etterfølgende for bruk av faste brennmaterialer .

Det faste brennmateriale innføres i reaktoren 3 på risten 14 gjennom den sirkelformede dør 18 med gjennomsiktig, ildfast glassinnsats, hvor forbrenningsluften som strømmer gjennom risten 14 sikrer den regulerte forbrenning av det brennmaterialevsom er fylt inn i brennkammeret 2.Forbrennings-luften trenger forøvrig inn i askerommet 12 via spaltetverrsnittet som reguleres ved det for dette formål utformede og på askedøren 17 anordnede lukkeelement 16, hvorfra brennluf-ten trenger gjennom askekassen 13 til risten 14. De røkgasser som dannes.i reaktorens 3 brennkammer 2 trenger via den på taket av reaktoren 3 spesielt utformede tilkobling 20 av røk-trekket inn i forvarmerdelen, nærmere bestemt inn i røktrekket 21 mellom den ytre varmelagrende mantel 6 og den.indre varmelagrende mantel 9, hvor røkgassene trenger opp til den neste av de etasjer som dannes av de enkelte modulelementer uten retningsforandring etter en omdréining på 300° via en åpning 26 som er utformet som en spesiell avledningsåpning med et omtrent 6 0° langt avsnitt og til slutt gjennom røkbortførings-tilkoblingen 22 inn til skorstenen.

I røktrekket gir røkgassene deres varmeinnhold til de ytre og indre varmelagrende mantler 6 og 7 som med ensartet, forsinket varmeutstråling avgir den opptatte varme til det luftrom som skål oppvarmes, slik det er karakteristisk for kakkelovners funksjon.

Samtidig foreligger også ved anlegget ifølge.oppfinnelsen muligheten til øyeblikkelig oppvarming av.det luftrom som skal oppvarmes etter opptenningen. For å oppnå dette inn-føres luften i det luftrom som skal oppvarmes i mellomrommene mellom den ytre varmelagrende mantel 6 og den reaktormantel 4 som umiddelbart omgir reaktoren 3, via den i brennkammerunder-delens 2 høyde innbygde.tilkoblingsstuss 8 og luften føres videre gjennom de luftkanaler som dannes av reaktormantelens 4 ribbemellomrom 7, idet kanalene munner ut i den indre varmelagrende mantels 9 indre rom 10 via den som reaktorens 3 varme- veksler fungerende, med ribber utformede topp 19. Den luft som strømmer inn gjennom tilkoblingsstussen 8 opptar på den ene side den varmmengde som utstråles fra reaktoren i tillegg til den reaktormantel 4 som omgir reaktoren 3, på den annen side kjøler den.den reaktormantel 4 som.umiddelbart berører reaktorens 3 vegg. Den på denne måte oppvarmede luft som strømmer forbi reaktorens 3 øvre del, strømmer inn i det indre rom 10 på grunn av den kinetiske energi som oppstår av tempe-raturforskjeller og med såkalt skorsterisvirkning strømmer den opp til den skjerm som fordeler varmen, hvoretter den med en retningsforandring fjerner seg inn i det luftrom som skal oppvarmes. Så snart det luftrom som skal oppvarmes har oppnådd den nødvendige temperatur, lukkes tilkoblingsstussens 8 klaffer for hånd eller med en termostatstyring, slik at anlegget fra dette tidspunkt kun fungerer med en indirekte varmeutstråling.

Oppvarmingsanlegget ifølge oppfinnelsen kan drives med hvilket som helst brennmåteriale med en god virkningsgrad med den beskrevne konstruktive oppbygning, mens driftstypen eller også den umiddelbare eller indirekte varmeutstråling likeledes kan velges etter ønske ved en samtidig forvarming med røkgas-sens varmeenergi. Forandringen av driftstype kan gjennomføres uten skifting av elementer, ganske enkelt ved avstenging av tilkoblingsstussen 8. Det er en ytterligere betydelig fordel at anlegget kan sammensettes av modulelementer, slik at det også lett kan bygges med håndkraft, mens montasjen selv ikke krever noen fagkunnskaper. (Det skal bemerkes at utformingen av de forskjellige bestanddeler av modulelementer ikke er nød-vendig sett fra anleggets grunnleggende funksjon, men medfører svært mange fordeler.) De med sand e.l. andre fyllmaterialer utfyllbare hulrom i de ytre og indre varmelagrende mantlers 6 og 9 modulelementer sikrer også den spesielle fordel å kunne regulere anleggets vekt og varmekapasitet i forhold til de aktu-elle krav og muligheter.i avhengighet av den ifylte sandmengde ved montasjen (eksempelvis i henhold til takets belastnings-muligheter). De ytre flater av de ytre varmelagrende mantlers 6 modulelementer kan få.en overflatebehandling tilsvarende de krav som måtte foreligge, både i forbindelse med slitestyrke og også farge og denne har hensiktsmessig en mønsterglasur med estetisk farving. Det ytre omriss av den ytre varmelagrende mantel 6 har hensiktsmessig sirkelform, men også andre former kan foreligge, eksempelvis en polygonform. Størrelse og antall, av modulelementer kan endres og bestemmes av hensikts-messigheten, hhv. varmebehovet.

Claims (12)

1. Lokalt oppvarmingsanlegg som kan drives med et brennmateriale i en hvilken som helst aggregattilstand og med umiddelbar og indirekte varmeutstråling og som har en reaktor som opptar brennkammeret,. et røktrekk som ef utformet over reaktoren, samt en ytre varmelagrende mantel, . karakterisert ved . at røktrekket (21) er utformet i rommet over reaktoren (3) ensartet, uten retningsendring og i det vesentlige med en skruelinjeformet stigning mellom den ytre varmelagrende mantel . (6) og en indre varmelagrende mantel (9), mens luftkånaler er utformet mellom den reaktormantel (4) som umiddelbart omgir reaktoren (3) av metall og den ytre varmelagrende mantel (6), idet luftkanalene på.den ene side munner ut i det indre rom (10).av den indre varmelagrende mantel'(9) som vender umiddelbart ut mot det luftrom som skal varmes opp og på den annen side likeledes er forbundet med det luftrom som skal varmes opp via minst en avstengbar tilkoblingsstuss (8) som er utformet i høyde med brennkammerets (2) nedre del.

2. Anlegg ifølge krav 1,. karakterisert ved at de ytre og indre varmelagrende.mantler (6, 9) er sammenstilt av ringformede, keramiske modulelementer med hule vegger.

3. Anlegg ifølge krav 2, karakterisert ved at hulrommene i modulelementenes.vegger, i de ytre og indre varmelagrende mantler (6, 9) er oppfylt med fyllmateriale, eksempelvis sand.

4. Anlegg ifølge krav 2-3, karakterisert ved at i .hverandre;.innsettbare og med sand fyllbare av-standsringer (23, 24) med åpninger (26) er anordnet mellom de ytre og indre varmelagrende mantlers (6, 9) modulelementer.

5. Anlegg ifølge krav 1-4, karakterisert ved at reaktormantelen (4) som umiddelbart omgir reaktoren (3) er utformet som keramisk mantel med ribber, hvis langsgå-ende ribber (5) ligger an mot innsiden av den ytre varmelagrende mantel (6), mens ribbemellomrommene (7) danner luftkånaler i den indre varmelagrende mantels (9) indre rom,(10).

6. Anlegg ifølge krav 2-5, karakterisert ved at reaktormantelen. (4) .er sammensatt av modulelementer hvis høyde tilsvarer høyden av den ytre varmelagrende mantels (6) modulelementer.,

7. Anlegg ifølge krav 1-6, karakterisert ved at reaktorens (3) deksel har en som varmevekslerflate virkende topp (19) med ribber.

8. Anlegg ifølge.krav 1-7, karakterisert ved at et askerom (12) er utformet i den nedre del av reak-' toren (3), som også kan benyttes for opptak av en fyringskon-struksjon for en brennmaterialbeholder. .

9. Anlegg ifølge krav 1-8, karakterisert ved at det i røktrekkets (21) øvre ende er.innebygd en trekkfølérautomatikk.

10. Anlegg ifølge krav 1-9, karakterisert ved at en gjennomsiktig, ildfast glassinnsats er innebygd i reaktorens (3) dør (18) som tjener til tilførsel av fast brennmateriale,. for overvåkning av brennkammeret.

11. Anlegg ifølge krav 1-10, karakterisert ved. at en varmefordelende skjerm er montert over den øvre ende av den indre.varmelagrende mantels (9) indre rom (10) som er åpen mot det luftrom som skal oppvarmes.

12. Anlegg ifølge krav 1-11, karakterisert ved at en lufttransportanordning -er innebygd i. den indre varmelagrende mantels (9) indre rom (10) som er åpen umiddelbart mot det rom som skal oppvarmes.