DE2114192C3 - Raumheizofen - Google Patents
RaumheizofenInfo
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- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H3/00—Air heaters
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Description
Die Erfindung betrifft einen Raumheizofen mit einem im unteren Teil des Ofens angeordneten und vorzugsweise
mit Gas betriebenen Brenner, dem Verbrennungsluft unter atmosphärischen Bedingungen, vorzugsweise
aus der Ofenumgebung, durch öffnungen in der Ofenwand zuströmt, mit Luftkanälen, die mittels eines
Gebläses eingeblasene Luft im wesentlichen quer üu den im Ofeninnem außen an den Luftkanälen entlang
strömenden Rauchgasen durch den Ofen hindurch führen, und mit einer Rauchgasabführleitung, die die
Rauchgase zu einem vor dem Rauchgasabzug angeordneten Zugunterbrecher führt Man bezeichnet die in
solchen Raumheizofen verwendeten Brenner auch als atmosphärische Brenner.
Bei solchen Raumheizofen darf der Abzug der
Rauchgase nicht durch Strömungswiderstände im Abzugssystem behindert werden. Es wird nämlich
sowohl die unmittelbar den Brenndüsen zugeführte Primärluft von den Gasdüsen selbst angesaugt, als auch
die Sekundärluft allein durch den Sog der aufsteigenden
ίο Rauch- bzw. Verbrennungsgase in die Umgebung der
Flammen geführt Ähnliche Verhältnisse bestehen auch bei solchen Brennern, die mit anderen Brennstoffen,
beispielsweise mit Öl oder Öldampf, betrieben werden.
Falls dennoch Strömungswiderstände den ungehinderten Abzug der Rauchgase beeinträchtigen, d. h.,
wenn sich aufgrund von Strömungswiderständen ein Gegendruck ausbildet, besteht bei solchen Brennern die
Gefahr einer unvollkommenen Verbrennung und damit die Gefahr der Bildung von Kohlenmonoxydgasen. Es
kann außerdem Gas entweichen, so daß die Gefahr von Explosionen gegeben ist
Wegen dieser möglichen Gefahren bestehen für die Konstruktion und den Betrieb von Raumheizofen mit
solchen Brennern Sicherheitsvorschriften. Jeder derartige Raumheizofen muß beispielsweise einen Zugunterbrecher
aufweisen. Dieser hat in erster Linie die Aufgabe, die Verbrennung von dem Rauchgasabzug
bzw. Schornstein unabhängig zu machen, da sich dort ja nach Wind- und Wetterverhältnissen unterschiedliche
Druck- und Sogwirkungen ausbilden können, von denen der Verbrennungsvorgang vollkommen unabhängig
ablaufen muß.
Außerdem schreiben die Sicherheitsvorschriften vor, daß die Wärmeabgabe der Rauchgase an die aufzuheizende
Luft so stattfindet, daß kein spürbarer Druckverlust in der Strömung der Rauchgase auftritt, der
ungünstige Rückwirkungen auf den Verbrennungsvorgang haben kann. Dadurch kann der Konstrukteur den
Aufbau solcher Raumheizöfen nur in engen Grenzen variieren. Die Rauchgase müssen im wesentlichen
vertikal ohne nennenswerte Richtungsänderungen durch den Teil des Raumheizofens geführt werden, in
dem die Wärmeabgabe an die luftführenden Kanäle stattfindet Diese Beschränkung bei der Gestaltung der
Wärmeaustauscher führt dazu, daß man entweder einen Wärmeaustauscher mit ungenügendem Wirkungsgrad
oder in den Herstellungskosten aufwendige Konstruktionen in Kauf nehmen muß, wobei man cür die letzteren
große Verbrennungsräume mit ausgedehnten Wärmeaustauschflächen vorzusehen hat, die naturgemäß hohe
Kosten verursachen. Es ist bis heute noch nicht gelungen, einen verhältnismäßig kleinen Raumheizofen
mit unter atmosphärischen Bedingungen arbeitenden Brennern zu bauen, der eine relativ hohe Wärmeausbeute
luiäßi.
Der Aufbau und Betrieb eines Raumheizofens, der nahezu keinen rauchgasseitigen Druckverlust aufweist,
ist nämlich nur möglich, wenn die Rauchgase mit sehr niedriger Geschwindigkeit durch den Wärmeausiauscher
in den Kamin strömen. Damit ist aber zwangsläufig eine Verminderung der Wärmeübergangszahl
zwischen der Rauchgasströmungsschicht und der angrenzenden Wandung der aufzuheizende Luft führenden
Kanäle verbunden. Zwangsläufig nimmt damit die pro Quadratmeter übertragbare Wärmemenge ab und
läßt sich nur durch eine entsprechende Vergrößerung der wärmeaustauschenden Fläche wieder erhöhen.
Aber auch hierbei ergeben sich Schwierigkeiten. Denn
die wärmeaustauschenden Flächen können nur vergrößert
werden durch:
a) Vergrößerung der Längenabmessungen, wodurch aber die Gasgeschwindigkeit und infolgedessen die
Wärmeübertragung niedriger werden, oder
b) Vergrößerung der Höhenabmessungen, wodurch aber der Druckverlust der Rauchgase steigt und
infolgedessen die Gefahr zunimmt, daß die Sicherheitsbedingungen nicht mehr erfüllt werden
können.
Diesen Schwierigkeiten versucht man mit folgenden Lösungen zu begegnen:
a) Man rüstet die Brenner mit Gebläsen aus, die die Verbrennungsluft mit gleichbleibend relativ hohem
Druck zuführen. Dadurch erhöhen sich jedoch die Anlagekosten, und zwar nicht nur durch die
zusätzliche Anordnung eines Gebläses, sondern durch Steuer- und Regelorgane, die bei den
sogenannten Gebläsebrennern vorgeschrieben sind. Infolgedessen sind insbesondere mit Gas
betriebene Raumheizofen mit Gebläsebrennern bei einem Wärmebedarf von 10 000 bis 60 000 Kcal/
Std. in der Herstellung und im Betrieb zu teuer. Außerdem ist mit Gebläsebrennern kein geräuscharmer
Betrieb möglich.
b) Man rüstet die Raumheizofen mit Zugventilatoren aus. Jedoch auch in diesem Fall sind die
Anlagekosten beträchtlich, da die Sicherheitsvorschriften ähnlich denen für Gebläsebrenner sind
und die Steuer- und Regelgeräte die Herstellungskosten der öfen wesentlich verteuern. Außerdem
sind die vom Zugventilator verursachten Geräusche bei Verwendung der Öfen in Wohnungen oder
Büros nicht tragbar.
c) Es werden Raumheizofen mit Führungen für die Rauchgase während der Wärmeabgabe an die
aufzuheizende Luft versehen, die eine geringfügige Geschwindigkeitserhöhung der Rauchgase zulassen.
Die Verbesserung des Wirkungsgrades ohne Vergrößerung des Ofens ist jedoch gering, obwohl
Raumheizofen, die nach diesem Prinzip ausgebildet sind, heute als Öfen mit größtmöglicher Wärmeausbeute
unter den gegebenen Verhältnissen gelten.
Ein Raumheizofen, bei dem das Prinzip einer geringfügigen Geschwindigkeitserhöhung der Rauchgase
angewendet wird, weist mehrere parallele Brennerreihen auf, oberhalb derer quer bzw. horizontal durch
den Ofenraum geführte Luftkanäle in zueinander paralleler Anordnung vorgesehen sind. Die i^uftkanäle
sind im Abstand voneinander angeordnet und weisen die Form von Kästen auf, deren Querschnitt nach unten
abnimmt. Dadurch entstehen zwischen den Luftkanälen sich nach oben verengende Rauchgasleitungen, die zu
einer geringfügigen Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit der nach oben strömenden Rauchgase führen.
Auf diese Weise versucht man die Reibungsverluste der Strömung und den sich daraus ergebenden Druckverlust
durch Erhöhung des dynamischen Drucks auszugleichen, damit si^h innerhalb der Rauchgasströmung auf
dem Weg zur Rauchgasabführleitung und zum Zugunterbrecher wieder atmosphärischer Druck ergibt Die
zu erwärmende Luft wird in üblicher Weise auf einer Ofenseite mittels eines Gebläses in die Luftkanäle
eingeblasen, erwärmt sich an der durch die Rauchgase beheizten Wandung der Luftkanäle und tritt an der
gegenüberliegenden Ofenseite wieder aus, um von dort in den zu beheizenden Raum ?u strömen.
Diese nach dem heutigen Stand der Technik unter den gegebenen Umständen optimale Konstruktion zeigt die
für Raumheizofen üblichen Merkmale, nämlich Anordnung der wärmeaustauschenden Luftkanäle unmittelbar
oberhalb des Brennraums dicht über den Brennern, Einführung der Rauch- bzw. Verbrennungsgase in die
Rauchgasleitungen zwischen den Luftkanälen in nahezu ausschließlich vertikaler Richtung ohne jeden Umweg
und ohne Richtungsänderung, unmittelbare Abfuhr der ,Rauchgase hinter den Luftkanälen in die zum Zugunterbrecher
führende Rauchgasabführieitung sowie im wesentlichen ausschließlich vertikal gerichtete Rauchgasleitungen
zwischen den Luftkanälen. Schließlich ist noch darauf hinzuweisen, daß auch relativ große
Wärmeübergangsflächen, d. h. relativ großflächige Luftkanäle, und eine niedrige Rauchgasgeschwindigkeit zu
den Merkmalen üblicher Raumheizofen zu zählen.
Diesen bekannten Bauarten gegenüber besteht die Aufgabe, bei einem Raumheizofen der eingangs
genannten Art die Luftkanäle in der Weise anzuordnen, daß bei verhältnismäßig kleinem Raum ein guter
Übergang der Wärme aus den Rauchgasen auf die aufzuheizende Luft möglich ist
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Luftkanäle um einen im wesentlichen
quer im Ofen angeordneten Rauchgasverteiler angeordnet und jeweils im Querschnitt vom Rauchgasverteiler
ausgehend an der einen Seitenwand nach außen und an der gegenüberliegenden Seitenwand nach
innen gewölbt sind, wobei zwischen den Luftkanälen entsprechend gewölbte Rauchgaszweigleitungen als
Verbindung zwischen dem Rauchgasverteiler und einem die Luftkanäle außen umgebenden Rauchgassammelkanal
entstehen, welcher mit der Rauchgasabführieitung verbunden ist.
Bei dieser Ausbildung des Raumheizofens sind die Luftkanäle zwar nach wie vor im wesentlichen quer
durch den Ofen geführt, sie liegen jedoch nicht in einer Reihe nebeneinander, sondern sie sind vertikal über-
und nebeneinander sowie in einer geschlossenen Reihe hintereinander angeordnet. Diese Anordnung aus
Luftkanälen ist mit dem Brennraum über einen Verbindungskanal verbunden, der die Rauchgase
umlenkt und in den Rauchgasverteiler einführt
Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung der in einer geschlossenen Reihe hintereinander liegend
angeordneten Luftkanäle entstehen von dem Rauchgasverteiler abgehende Rauchgaszweigleitungen zwischen
den Luftkanälen, an die sich außen ein Rauchgassammelkanal anschließt, der seinerseits in die Rauchgasabführieitung
übergeht, die in Richtung der strömenden Gase tangential sowie vertikal von dem Rauchgassammelkanal
nach ooen führt.
Bei dem erfindungsgemäßen Aufbau des Raumheizofens strömen die Rauchgase vom Brennraum in den
Verbindungskanal, werden dort in Achsrichtung des Rauchgasverteilers umgelenkt, gelangen in den Rauchgasverteiler,
werden hier wieder umgelenkt, wenn sie in die allseitig vom Rauchgasverteiler abgehenden Rauchgaszweigleitungen
einströmen, werden hier auf dem Weg in den Rauchgassammeikanal aufgrund der gewölbten Ausbildung der Luftkanäle wiederum umgelenkt
und unter flachem Winkel in den Rauchgassammelkanal eingeführt. Wenn sie den Rauchgassammelkanal
durchlaufen haben, werden sie durch die Rauchgasabführieitung über den Zugunterbrecher in den Kamin
geleitet. Die Länge des Strömungsweges im Rauchgassammelkanal richtet sich danach, durch welche der
zahlreichen Rauchgaszweigleitungen die betreffende
Rauchgasmenge vom Rauchgasverteiler aus nach außen geströmt ist, so daß die Weglänge der verschiedenen
Rauchgasmengen sehr verschieden ist.
Obwohl diese Führung der Rauchgasleitungen infolge einer besonderen Anordnung der Luftkanäle die Rauchbzw.
Verbrennungsgase nicht mehr wie bisher auf dem geradesten und direktesten Weg vertikal in die
Rauchgasabführleitung bringt, sondern die Rauchgase mehrfach, teilweise sogar nach unten, umleitet und
teilweise erheblich längere Wege als bisher zurücklegen läßt, hat sich gezeigt, daß diese Anordnung der
Luftkanäle zuläßt, auf verhältnismäßig kleinem Raum ein optimales Ergebnis für den Übergang der Wärme
aus den Rauchgasen auf die aufzuheizende Luft zu erzielen. Versuche haben ergeben, daß trotz der
mehrfachen Umleitung der Gase kein Gegendruck auf der Rauchgasseite entsteht, der die Verbrennungsvorgänge
beeinträchtigen könnte.
Es wird angenommen, daß diese mehrfache Umleitung des größten Teils der Rauchgase ohne nachteilige
Wirkung für die Verbrennung dadurch möglich ist, daß ein Teil der Ftauchgase auf weitgehend direktem Weg
unmittelbar in die Rauchgasabführleitung gelangt und damit eine Injektionswirkung auf die übrigen Rauchgase
ausübt, die längere Wege mit mehr Strömungswiderständen zu überwinden haben. Bei diesem Teil der
Rauchgase handelt es sich um die Rauchgasmenge, die nach dem Eintritt in den Rauchgasverteiler nur
diejenigen Luftkanäle durchströmt, die sich zwischen dem Rauchgasverteiler und der Rauchgasabführleitung
befinden. Diese Rauchgasmenge durchquert den Rauchgassammelkanal im wesentlichen, ohne in Umfangsrichtung
durch diesen hindurchgeführt zu werden. Die Strömungsenergie dieser auf kurzem Weg in die
Rauchgasabfüihrleitung gelangenden heißen Rauchgase ruft eine Indulctionsstromung in den übrigen Teilen des
Rauchgassammelkanals hervor, die die Rauchgase aus den Rauchgaszweigleitungen prakisch ansaugt
Mit dem erfindungsgemäßen Vorschlag ist es möglich, den größten Teil der Rauchgase auf kleinstem
Raum verhältnismäßig intensiv auszunutzen und so einen relativ kleinen Raumheizofen mit großer Leistung
zu erhalten.
Die mit der Erfindung erreichbaren Vorteile sind vor allem folgende:
1) Die Rauchgasleitungen können im Bereich des Wärmeaustausche zwischen den Rauchgasen und
der Luft einen relativ hohen Strömungswiderstand aufweisen und lassen daher eine Gestaltung zu, die
einen optimalen Wirkungsgrad gewährleistet
2) Die Ausnutzung der Verbrennungswärme erreicht zufriedenstellende Werte, da die im Gesamtergebnis
erzielbare Abgastemperatur relativ günstig ist
3) Das Druckniveau in der Rauchgasabführleitung zeigt atmosphärische Werte.
4) Infolge der vorhergehend angeführten Vorteile kann die Verbrennung ohne jegliche Störung unter
atmosphärischen Verbrennungen und in einer solchen Weise vor sich gehen, daß die Sicherheitsvorschriften
erfüllt sind.
5) Der Konstrukteur gewinnt bei der Gestaltung der
Luftkanäle und deren Anordnung sowie der Rauchgasleitungen und bei der Formgebung für
den Verbrennungsraum und die sonstigen OferibauteDe mehr Freiheit als ihm bei vertikalen Rauchgasströmungen
gegeben ist
6) Atmosphärische Brenner lassen sich auch bei
Ofenkonstruktionen anwenden, für die sie bisher nicht verwendbar waren, so daß sich mit der
erfindungsgemäßen Ofenausführung andere kostspieligere Ofenbauarten, vor allem solche mit
Gebläsebrennern, ersetzen lassen. Das erfindungsgemäße Prinzip läßt sich nämlich auch so weit
abwandeln, daß man die Rauchgase vom Brennraum direkt ohne Umlenkung in den Rauchgasverteiler
führt der zu diesem Zweck ganz oder nahezu
ίο vertikal gerichtet ist Außerdem besteht die
Möglichkeit auf die Verwendung von Luftkanälen mit Wandungen zu verzichten und statt dessen den
Rauchgasverteiler aus einer Wandung zu bilden, an den sich die Rauchgaszweigleitungen in Form von
Rohren anschließen. Schließlich besteht noch die weitere Möglichkeit die Brenner direkt in dem
Rauchgasverteiler anzuordnen, um zum einen den Weg über einen Verbindungskanal und zum
anderen noch mehr Raum einzusparen.
7) Es ergeben sich mehr Möglichkeiten für verschiedenartige Kaminanschlüsse von Raumheizofen,
ohne daß erhebliche Änderungen des Gerätegehäuses notwendig sind. So läßt sich ein erfindungsgemäßer
Raumheizofen sehr voneinander abweichenden Umständen und Erfordernissen bei der Montage und Anordnung in Räumen anpassen. Bei
vertikaler Rauchgasströmung weist jeder Raumheizofen nur eine Anschlußmöglichkeit an einen
Kamin auf, da die Anordnung der Luftkanäle und die Strömung der Rauchgase nur diese Möglichkeit
zuläßt Bei erfindungsgemäßer Ausbildung kann ein Raumheizofen sowohl links als auch rechts (indem
man die Anordnung der Luftkanäle lediglich um 180° um eine etwa vertikale Achse dreht) und
ebensogut oben, in der Mitte oder hinten an einen Rauchgasabzug angeschlossen werden.
8) Die Erfindung läßt es ohne weiteres zu, auch einen zweiten Durchgang für die Rauchgase zwischen
den Luftkanälen einzubauea was für Raumheizöfen mit atmosphärischen Brennern wegen des zu
erwartenden hohen Gegendrucks nicht möglich ist In diesem Fall kann eine entsprechende Injektionswirkung heißer Gase mit Hilfe einstellbarer
öffnungen zwischen den beiden Durchgängen erzeugt werden.
9) Für den Gebläseanschluß und für die Führung der aufzuheizenden Luft gibt es ebenf-ils eine Vielzahl
von Möglichkeiten, indem die Luft beispielsweise von einer Seite im oberen Teil eingeführt im Ofen
so umgelenkt und unten aus anderen Luftkanälen auf □er gleichen Ofenseiie wieder herausgeführt wird.
Ebenso ist es denkbar, die Luft auf einer Seite unten ein- und auf der gegenüberliegenden Seite oben
wieder herauszuführen.
Die Vorteile einer -vielseitigeren Gestaltung und zahlreicher Anschlußmöglichkeiten an einen Rauchgasabzug
und an eine Luftzuführung sind von außerordentlicher Bedeutung.
Durch die Erfindung ist es möglich, nahezu ohne Kostensteigerung verschiedensten bautechnischen Anforderungen
und Wünschen Rechnung zu tragen und darüber hinaus einen Raumheizofen zu schaffen, der
sich durch hohe Leistung und wenig Platzbedarf auszeichnet
Eine besonders gleichmäßige Strömung ergibt sich, wenn die Luftkanäle in Weiterbildung der Erfindung in
kreisringförmiger Anordnung einen im Querschnitt
etwa kreisrunden Rauchgasverteiler bilden. In Abhängigkeit von den Wünschen für die Formgestaltung und
Anschlußmöglichkeit sind jedoch auch andere Anordnungen als eine kreisringförmige denkbar.
Die Strömungsvarhältnisse lassen sich noch verbessern,
wenn der Querschnitt der Luftkanäle von innen nach außen zunimmt, wobei die Rauchgaszweigleitungen
einen im wesentlichen gleichbleibenden Durchgangsquerschnitt aufweisen.
Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn der Strömungsquerschnitt des Rauchgassammeikanals ringsum im wesentlichen
gleichbleibt.
Im Gegensatz hierzu läßt sich, beispielsweise durch eine exzentrische Lage der Umfangswandung erreichen,
daß sich der Querschnitt des Rauchgassammelkanals allmählich ändert, um so die Strömungsverhältnisse im
Kanal zu beeinflussen.
Die Umlenkung der Rauchgase im Verbindungskanal kann dadurch verringert werden, daß die Luftkanäle und
der Rauchgasverteiler in Richtung auf den Brennraum gegenüber der Vertikalen schräg geneigt sind.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnungen
näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines bekannten Raumheizofens, teilweise im Schnitt,
Fig.2 eine Seitenansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Raumheizofens in schematischer
Darstellung, teilweise geschnitten,
F i g. 3 eine Vorderansicht des Raumheizofens nach F i g. 2 im Schnitt entlang der Linie III — III von F i g. 2.
Der in F i g. 1 dargestellte Raumheizofen weist in herkömmlicher Bauart im unteren Teil des Ofens
angeordnete Brenner 1 auf, denen Gas G und Primärluft P durch die Brennerdüsen zugeführt wird, wie durch
entsprechende Pfeile P, C angedeutet ist. Die Sekundärluft 5 strömt den Flammen durch andere nicht
dargestellte öffnungen im Brennraum 2 des Ofens zu. Die resultierenden Rauchgase R steigen zwischen
kastenförmigen Luftkanälen 4 auf, die in einer Reihe parallel sowie im Abstand voneinander angeordnet sind
und jeweils einen sich nach unten hin verjüngenden Querschnitt aufweisen, so daß oben zwischen den
Luftkanälen 4 verengte Durchströmquerschnitte für die Rauchgase R entstehen. Dadurch will man erreichen,
daß die Druckverluste aufgrund von Strömungswiderständen durch eine Zunahme der Strömungsgeschwindigkeit
und damit durch eine Erhöhung des dynamischen Drucks wieder ausgeglichen wird, so daß im
Raum 5 oberhalb der Luftkanäle 4 wieder nahezu atmosphärische Druckverhältnisse herrschen wie im
Bereich der atmosphärischen Brenner 1. Die Rauchgase strömen aus dem Raum 5 über eine Rauchgasabführleitung
6 zu einem Zugunterbrecher 7 und treten dort zusammen mit Mischluft ML in den Rauchgasabzug 8
ein. Die aufzuheizende Luft L wird mittels eines nicht dargestellten Gebläses in Längsrichtung der Luftkanäle
4 quer durch den Ofen geleitet und heizt sich an den von den heißen Rauchgasen erwärmten Kanalwandungen
auf. Diese bekannte Bauart zeichnet sich durch einen großen Brennraum und großvolumige Luftkanäle 4
sowie große Zwischenräume zwischen diesen aus, damit die Geschwindigkeit der Rauchgase und damit die
Strömungswiderstände gering bleiben. Die Leistung eines solchen Ofens ist im Vergleich zu seiner Größe
gering.
Bei dem in den Fig.2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiel nach der Erfindung sind die
Brenner 1 neben einer besonderen Anordnung von Luftkanälen 4 angeordnet. Oberhalb des Brennraums 2
werden die aufsteigenden Rauchgase R in einen die Rauchgase umlenkenden Verbindungskanal 10 und von
hier aus in einen Rsuchgasverteüer !! geführt, der, wie
aus F i g. 3 ersichtlich ist, aus in besonderer Weise angeordneten Luftkanälen 4 gebildet wird.
Jeder Luftkanal 4 weist an der inneren Wand 12 und an der äußeren Wand 15 eine dem jeweiligen Radius —
ίο gemessen von der Mittelachse des Rauchgasverteilers
11 aus — entsprechende Wölbung nach außen auf, so daß die Verbindungslinien der kreisförmig angeordneten
Kanäle 4 zusammen mit den Linienelementen für die Wände 12 und 15 jeweils Kreislinien ergeben.
)5 Hinsichtlich der Seitenwände ist festzustellen, daß bei
allen Luftkanälen 4 stets in gleicher Richtung eine Seitenwand 13 nach außen und die gegenüberliegende
Seitenwand 14 nach innen gewölbt ist, und zwar derart bei nach außen zunehmendem Querschnitt der Luftkanäle
4, daß im wesentlichen gleichbleibende Durchgangsquerschnitte aufweisende Rauchgaszweigleitungen
17 entstehen.
Im Abstand von den äußeren Wänden 15 der Luftkanäle 4 befindet sich eine kreisringförmige
Umfangswandung 18, die zusammen mit den äußeren Wänden 15 einen ringförmigen Rauchgassammelkanal
16 bildet, der in Strömungsrichtung (vgl. Pfeile) in eine
tangential angeschlossene und nach oben geführte Rauchgasabführleitung 6 mündet, über der sich in
üblicher Weise der Zugunterbrecher 7 und der Rauchgasabzug 8 befindet.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die kreisringförmige Anordnung der Luftkanäle 4 gegenüber
der Vertikalen in Richtung auf den Brennraum 2 hin geneigt, damit die Rauchgase R leicht in den
Rauchgasverteiler 11 eintreten können. Die jeweilige Lage der Gruppe aus Luftkanälen 4 bestimmt sich
jedoch nach den jeweiligen Erfordernissen, Gestaltungswünschen für das Ofengehäuse, nach den An-Schlußmöglichkeiten
für das Gebläse 19 und durch andere Faktoren mehr. Die in F i g. 2 ersichtliche Lage
ist daher nur rein beispielhaft zu verstehen.
Bei dieser Gestaltung der Rauchgasführung infolge der gewählten Anordnung von Luftkanälen tritt ein Teil
der Rauchgase von dem Rauchgasverteiler 11 aus in diejenigen Rauchgaszweigleitungen 17 ein, die zwischen
dem Rauchgasverteiler 11 und der Rauchgasabführleitung 6 angeordnet sind. Von dort gelangen sie als mit
u 1, u 2 und υ 3 gekennzeichneten Strömungen direkt in
die Rauchgasabführleitung 6. Die anderen Rauchgasanteile, die andere Zweigleitungen 17 durchlaufen und
beispielsweise mit vi, v2 und v3 gekennzeichnet sind,
gelangen in den Rauchgassammelkanal 16, durchströmen diesen im Uhrzeigersinn (vgl. Fig.3) und treten
gemeinsam mit den Rauchgasströmungen ul, υ 2 und
u 3 durch die Rauchgasabführleitung 6 aus.
Obwohl die Rauchgase, insbesondere die Strömungen ν 1, v2 und ν 3 verschiedene Male während ihres Weges
vom Brennraum 2 zur Leitung 6 umgelenkt und längs verhältnismäßig langer Wege geführt werden, sind die
Strömungswiderstände, wie angenommen wird, niedriger infolge der Vermeidung von Umlenkungen in
verhältnismäßig scharfem Winkel. Die Rauchgasströmungen
R treten nämlich aus dem Rauchgasverteiler 11 bereits unter einem flachen Winkel schräg in die
Zwischenräume zwischen den Luftkanälen 4 ein, werden bei dem Durchlauf durch die Rauchgaszweigleitungen
17 allmählich umgelenkt und weisen beim Eintritt in den
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ίο
Rauchgassammelkanal 16 schon nahezu eine in Umfangsrichtung dieses Kanals gelegene Strömungsrichtung auf. Insofern läßt sich der Weg der Rauchgase
als mehrfach gewundene Spirale beschreiben.
Der Grund dafür, daß trotz der langen und verwundenen Rauchgasführung kein nennenswerter
Gegendruck auf die Verbrennung im Brennraum 2 einwirkt, dürfte jedoch nicht allein der Tatsache
zuzuschreiben sein, daß die Strömungswiderstände aus den erwähnten Gründen niedriger, als erwartet werden
konnte, ausfallen, sondern in erster Linie darauf, daß die auf dem direktesten Weg, der bei dieser Konstruktion
möglich ist, in die Rauchgasabführleitung 6 gelangenden Rauchgasströme u\, u2 und u3 wie eine Injektionspumpe
auf den Rauchgassammelkanal wirken, so daß die in den Rauchgaszweigleitungen 17 vorhandenen
Rauchgase einer Sogwirkung nach außen unterliegen.
Für die Durchführung der zu erhitzenden Luft bestehen viele Möglichkeiten, von denen in der
Zeichnung nur einige angedeutet sind. Wenn das Gebläse 19 in der in F i g. 2 ersichtlichen Stellung an der
rechten Ofenseitenwand 9b oben angebracht ist, durchströmt die Luft längs der mit A bezeichneten und
durch Pfeiie veranschaulichten Wege zunächst die oben gelegenen Luftkanäle 4, wird beim Austritt aus diesen
umgelenkt, strömt nach unten, tritt dort in die untere Hälfte der Luftkanäle 4 ein und verläßt den Ofen auf
diese Weise im unteren Teil der Seitenwand 9b.
ίο Eine Umkehrung dieser Strömungsrichtung der Luft
ist durch die Pfeile B angedeutet. Außerdem kann die Luft ebensogut, wenn dies für die besonderen
Verhältnisse erwünscht ist, den Ofen auf dem mit C bezeichneten Weg verlassen.
In jedem Fall wird auf kleinstem Raum ein Höchstmaß an Leistung bei der Erhitzung von Luft
erzielt, wobei noch ein erhebliches Maß an Gestaltungsfreiheit für die Ofenform und für die Anordnung der
Kamin- und der Gebläseanschlüsse erhalten bleibt.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Raumheizofen mit einem im unteren Teil des Ofens angeordneten und vorzugsweise mit Gas
betriebenen Brenner, dem Verbrennungsluft unter atmosphärischen Bedingungen, vorzugsweise aus
der Ofenumgebung, durch öffnungen in der Ofenwand zuströmt, mit Luftkanälen, die mittels
eines Gebläses eingeblasene Luft im wesentlichen quer zu den im Ofeninnem außen an den
Luftkanälen entlang strömenden Rauchgasen durch den Ofen hindurch führen, und mit einer Rauehgasabführleitung,
die die Rauchgase zu einem vor dem Rauchgasabzug angeordneten Zugunterbrecher führt, dadurch gekennzeichnet, daß die
Luftkanäle (4) um einen im wesentlichen quer im Ofen angeordneten Rauchgasverteiler (11) angeordnet
und jeweils im Querschnitt vom Rauchgasverteiler (11) ausgehend an der einen Seitenwand (13) nach
außen und an der gegenüberliegenden Seitenwand (14) nach innen gewölbt sind, wobei zwischen den
Luftkanälen (4) entsprechend gewölbte Rauchgaszweigleitungen (17) als Verbindung zwischen dem
Rauchgasverteiler (11) und einem die Luftkanäle (4) außen umgebenden Rauchgassammeikanal (16)
entstehen, welcher mit der Rauchgasabführteitung (6) verbunden ist
2. Raumhcizufen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftkanäle (4) in kreisringförmiger
Anordnung einen im Querschnitt etwa kreisrunden Rauchgasverteiler (11) bilden.
3. Raumheizofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Luftkanäle
(4) von innen nach außen zunimmt, wobei die Rauchgaszweigleitungen (17) einen im wesentlichen
gleichbleibenden Durchgangsquerschnitt aufweisen.
4. Raumheizofen nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Strömungsquerschnitt des Rauchgassammelkanals (16) ringsum im wesentlichen
gleich ist.
5. Raumheizofen nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß sich der Strömungsquerschnitt des Rauchgassammeikanals (16) längs seines Verlaufs
allmählich ändert.
6. Raumheizofen nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 1 bis 4 oder 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Luftkanäle (4) und der Rauchgasverteiler (11) in Richtung auf den Brennraum
(2) gegenüber der Verikalen schräg geneigt sind.
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Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4024321A1 (de) * | 1990-07-31 | 1992-02-06 | Webasto Ag Fahrzeugtechnik | Raumheizgeraet |
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- 1971-03-24 DE DE19712114192 patent/DE2114192C3/de not_active Expired
Also Published As
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