Raumheizgerät für Kleinräume

Abstract

 Bei einem Raumheizgerät für Kleinräume, insbesondere für fahrbare Räume, wird ein etwa zylindrischer Wärmetauscher (10) auf einem Großteil seiner Länge von einem Wellenmantel (15) gebildet, wobei diese Mantelwellen (16) auf den Mantelumfang verteilte, längsgerichtete innere und äußere Wellenkanäle (20, 21) bilden, in denen die Verbrennungsgase bzw. die zu erwärmende Heißluft geführt sind.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Raumheizgerät für Kleinräume, insbesondere für fahrbare Räume, wie Wohnwagen, Fahrzeug-und Schiffskabinen od. dgl., gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

[0002] Bei einem Raumheizgerät dieser Art (DE-OS 21 39 504) ist der Wärmetauscher mitsamt seinen beidseitigen Heizflächen aus einem einzigen Druckguß- bzw. Spritzgußstück hergestellt. Er besteht aus einem im Querschnitt kreisrunden Rohr, von dem innere und äußere Lamellen als indirekte Heizflächen abstehen. An einem Ende ist dieser Wärmetauscher durch eine etwa kugelförmige Kappe abgeschlossen, während sich am anderen offenen Ende die Brennkammer befindet, von der ein zylindrisches Flammrohr in den Wärmetauscher hineinragt. Dieses auf seiner ganzen Länge mit Wanddurchbrechungen versehene Flammrohr endet in einem merklichen Abstand von der Wärmetauscherkappe und zwischen ihm und den inneren Lamellenspitzen ist ein merklicher Abstand freigehalten. Ein Wärmetauscherzylinder mit innen und außen abstehenden Lamellen erfordert verhältnismäßig große Durchmesser. Werden für eine hohe Leistung viele Lamellen vorgesehen, entsteht ein kompliziertes Formstück. Die Lamellen wirken im wesentlichen nur wie indirekte Heizflächen mit verhältnismäßig langen Durchgangswegen, während die verbleibenden Flächen für einen direkten Wärmedurchgang sehr klein sind.

[0003] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für ein Heizgerät vorgenannter Art einen verbesserten Wärmetauscher zu schaffen, der sich in einfacher Weise herstellen läßt und sich durch eine besonders hohe spezifische Heizleistung auszeichnet.

[0004] Diese Aufgabe wird mit einem Heizgerät von der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 genannten Art gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale dieses Patentanspruches gelöst.

[0005] Bei einem erfindungsgemäß ausgebildeten Wärmetauscher, in dem die Verbrennungsgase und die zu erwärmende Heizluft in Wellenkanälen geführt werden, wird nicht nur ein intensiver Wärmeübergang erreicht, sondern es erfolgt auch eine gleichmäßige Erwärmung rund um den Wärmetauscher, weil die Verbrennungsgase gleichmäßig auf die Wellenkanäle aufgefächert werden und in diesen Kanälen unter gleichen Bedingungen entlangströmen. Durch die Vielzahl der Mantelwellen wird die aktive Heizfläche erheblich vergrößert und die beiden gegeneinander strömenden Medien sind lediglich durch die dünne Wellenwand voneinander getrennt, so daß optimale Wärmedurchgangsverhältnisse gegeben sind. Dies ermöglicht für eine angestrebte Heizleistung eine merkliche Verkleinerung des Wärmetauschers.

[0006] Liegt das Flammrohr an den Innenflächen der Mantelwellen direkt an, dann erfolgt bereits dadurch ein Aufheizen der Mantelwellen. Dieses anliegende Flammrohr schließt ferner die Wellenkanäle gegeneinander ab, so daß zahlreiche getrennte Strömungsschächte vorhanden sind, in denen die Verbrennungsgasströme von kleinem Querschnitt an drei Seiten von wärmeabgebenden Heizflächen umgeben sind und dadurch in höchstem Maße den Verbrennungsgasen Wärme entzogen wird.

[0007] Dieser Wärmetauscher eignet sich sowohl zur direkten Erwärmung der Raumluft, wenn er als freier Wärmetauscher in einem entsprechend aufstellbaren Heizgerät Verwendung findet, als auch in Verbindung mit einem Heizraummantel, der den Wärmetauscher dann in geeignetem Abstand und zweckmäßig in voller Höhe umschließt. Zur Steigerung der Strömung und damit der Heizleistung kann dieser Heißluftstrom noch durch ein Gebläse beaufschlagt sein.

[0008] Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels, das auch in der Zeichnung schematisiert dargestellt ist, näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch ein einfaches Heizgerät, bei dem die Leitungs- und Gehäuseanschlüsse weggelassen sind und

Fig. 2 einen Horizontalschnitt nach der Linie II-II durch den Wärmetauscher der Fig. 1.

[0009] In dem vereinfacht dargestellten Raumheizgerät befindet sich in einer Brennkammer 1 ein nicht näher beschriebener Brenner 2. Ein Flammrohr ist mit seinem Aufsteckende 8 auf diesen Brenner 2 aufgesetzt. Dieses Flammrohr erstreckt sich im Innern eines Wärmetauschers 10 nach oben, wo es mit seiner oberen Austrittsöffnung 5 kurz vor einer Deckenfläche 23 des Wärmetauschers endet. Mittels Stützen 6 ist auf das Flammrohr noch eine Schutzplatte 7 aufgesetzt, die die Wärmetauscher-Deckenfläche 23 vor überhitzung schützt. Das Flammrohr ist aus einem geeigneten und entsprechend oberflächenbehandelten Blechzuschnitt geformt, wobei zweckmäßigerweise mindestens eine Dehnungsfalte (nicht sichtbar) entlang einer Mantellinie zum Auffangen auftretender Wärmedehnungen ausgebildet ist.

[0010] Der Wärmetauscher 10, zweckmäßig ein Formstück aus einer Aluminiumlegierung, bildet an seinem offenen Ende durch einen Sockelzylinder 13 einen Ringraum 11. Ein Sockelbund 14 kann noch zur Halterung des Wärmetauschers auf einer Bodenbefestigung (nicht dargestellt) ausgebildet sein. Vom Ringraum 11 führt ein Austrittsstutzen 12 für den Abzug der Verbrennungsgase nach außen. Der Wärmetauscher wird von einem Wellenmantel 15 gebildet. Dieser besteht aus gleichmäßig um den Umfang verlaufenden Wellen 16, deren äußere Wellenberge 18 und innere Wellentäler 17 jeweils auf einem gedachten Kreis liegen. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel (Fig. 2) sind die Wellenwände 19, die die nach innen offenen Wellenkanäle 20 begrenzen, etwa parallel zueinander. In diesen Kanälen strömen die Verbrennungsgase nach dem Austritt aus dem Flammrohr und Umlenkung an der Deckenfläche 23 nach unten, wo sie vom Ringraum 11 aufgenommen und schließlich durch den Austrittsstutzen 12 ins Freie abgeführt werden. Die inner ren Wellenkanäle 20 sind oben durch Umlenkwände 25 abgeschlossen, die nach außen schräg abfallen und dadurch günstige Umlenkflächen für die Verbrennungsgase bilden. Der vom Sockelzylinder 13 gebildete Ringraum 11 ist nach außen durch die Ubergangswände 26 begrenzt.

[0011] Liegt das Flammrohr, wie im Ausführungsbeispiel gezeigt, direkt an den Innenflächen der Wellen 16 an, dann wird vom Flammrohr die Wärme direkt auf den Wärmetauscher übertragen. Andererseits schließt das an den Wellentälern 17 anliegende Flammrohr 3 diese Wellenkanäle voneinander ab, so daß die Verbrennungsgase in eine Vielzahl von Einzelströmen aufgeteilt werden, die in Form von verhältnismäßig schmalen Strömungsschichten nach unten abfallen und dabei von verhältnismäßig großen Heizflächen umgeben sind. Auf diese Weise ergibt sich eine sehr gleichmäßige Verteilung der Verbrennungsgase und damit auch eine gleichmäßige Wärmeabgabe auf den gesamten Umfang des Wärmetau-. schers. Der Ringraum 11 wirkt hierbei als Sammelraum für die abfallenden Verbrennungsgase und gewährleistet so ihren ungestörten Abzug, auch wenn nur an einer Stelle ein Austrittsstutzen vorhanden ist.

[0012] Der erfindungsgemäße Wärmetauscher kann ohne Gehäusemantel od.dgl. Verkleidung aufgestellt werden und unmittelbar auf die Raumluft einwirken, die entlang seinen äußeren Wellenkanälen 21 hochströmt und sich erwärmt. Ein leistungsfähigeres Gerät läßt sich aber in Verbindung mit einem Heizraummantel 28 erreichen, der den Wärmetauscher zweckmäßigerweise auf voller Höhe und in geringem Abstand von den Wellenbergen 18 umgibt. Eine Lufteintrittsöffnung 29 auf der Höhe des Ringraumes 11 ermöglicht einen ausreichenden Luftzutritt, wobei eine geringfügige Erweiterung 31 des Heizraummantels im unteren Bereich für eine gleichmäßige Verteilung der zuströmenden Luft um den Wärmetauscher sorgt. Oberhalb des Wärmetauschers wird der Heizraummantel zu einer Luftaustrittsöffnung 30 zusammengeführt, aus der die Heißluft entweder direkt in den zu erwärmenden Raum aus- oder in ein Leitungssystem überströmen kann.

[0013] Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel. So ist auch eine genau zylindrische Anordnung des Wärmetauscher-Wellenmantels 15 und/oder des Flammrohres 3 möglich, wenngleich eine vorbestimmte Konizität, die die Gaskonzentration infolge Abkühlung berücksichtigt und dadurch eine Strömungsverzögerung vermeidet, sich vorteilhafter auswirkt. Die Mantelwellen müssen sich nicht unbedingt auf die ganze Länge des Wärmetauschers erstrecken, was beispielsweise dann der Fall sein kann, wenn sie wegen einer anderen Gestaltung der Brennkammer und/oder der Heißluftführung erst in einem oberen Bereich beginnen können. Wenn beim dargestellten Wärmetauscher sich die Mantelwellen in dichter Folge aneinanderreihen, so schließt dies eine andere Gestaltung mit z.B. breiteren Wellentälern und/oder -bergen, die auch unterschiedlich sein können, nicht aus.

Ansprüche

1. Raumheizgerät für Kleinräume, insbesondere für fahrbare Räume, wie Wohnwagen, Fahrzeug- und Schiffskabinen od.dgl., mit einem einen etwa zylinderförmigen Mantel aufweisenden, an einem Ende geschlossenen Wärmetauscher und einem in diesen Wärmetauscher eingesetzten, einen Verbrennungsraum bildenden Flammrohr, an dessen dem offenen Wärmetauscherende zugeordneten Ende ein Brenner mit einer Verbrennungsluftzufuhr vorgesehen ist und an dessen anderem Ende die Verbrennungsgase zum Wärmetauscher umgelenkt und an diesen zurückgeführt werden, bevor sie durch einen etwa auf Brennerhöhe angeordneten Austrittsstutzen in das Freie abströmen, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (10) auf einem Großteil seiner Länge von einem Wellenmantel (15) gebildet ist, dessen Wellen (16) auf den Mantelumfang verteilte, längsgerichtete innere und äußere Wellenkanäle (20,21) zur Führung der Verbrennungsgase sowie der Heißluft bilden.

2. Heizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Mantelwellen (16) etwa 1/5 bis 1/2 des Radius des die Mantelwellen umschreibenden Kreises beträgt.

3. Heizgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenwände (19) der einzelnen Wellen (16) annähernd parallel zueinander verlaufen.

4. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (10) an seiner offenen Seite einen Ringraum (11) bildenden Sockelzylinder (13) aufweist, von dem der Austrittsstutzen (12) radial absteht und die Übergänge von diesem Sockelzylinder zu den Wellentälern (17) durch Ubergangswände (26) begrenzt sind.

5. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher eine kreisförmige Deckenfläche (23) aufweist, von der sich schräg abfallende Umlenkwände (25) radial erstrecken, die die inneren Wellenkanäle (20) nach außen abschließen.

6. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Flammrohr (3) an den Mantelwellen (16) anliegt und sich bis nahe an die Wärmetauscher-Dekkenfläche (23) erstreckt.

7. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Flammrohr mit einer die Deckenfläche (23) des Wärmetauschers abdeckenden Schutzplatte (7) ausgerüstet ist.

8. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Flammrohr (3) mindestens eine auf die Flammrohrlänge sich erstreckende Dehnungsfalte aufweist.

9. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Wärmetauscher (10) und Flammrohr (3) sich von der offenen zur geschlossenen Seite hin allmählich verjüngen.

10. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (10) mindestens auf einem Teil seiner Länge von einem Heizraummantel (28) zur Führung der Heißluft umgeben ist.

Zeichnung