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Verfahren zur Beheizung von Feuerungen aller Art.
Die Erfindung hat den Zweck, unter Anwendung des im Patent Nr. 73598 geschützten Verfahrens den Wärmeübergang bei Feuerungen aller Art, d. h. die pro m3 Heizfläche und Stunde übertragene Wärmemenge zu vergrössern und gleichzeitig die Ausnutzung des Brennstoffes wirtschaftlicher zu gestalten.
Bisher war es allgemein üblich, die Heizgase bei Feuerungen mit einer verhältnismässig geringen Geschwindigkeit durch die Heizräume und Feuer-oder Heizflächenzüge hindurchstreichen zu lassen. Steigert man diese Geschwindigkeit, indem man mehr Heizgas in der Zeiteinheit zuführt, um die Leistung zu erhöhen, so bemerkt man, dass gleichzeitig auch die Abgastemperatur steigt ; der Nutzeffekt also abnimmt. Das ist in der Technik allgemein bekannt.
Praktische Versuche haben aber gezeigt, dass die Zunahme der Abgastemperatur, also des Abgasverlustes, aufhört, wenn man die Geschwindigkeit der Heizgase hedeutend, über ein gewisses Mass hinaus, steigert ; die Temperatur der Abgase geht dann sogar wieder bis zur früheren Höhe zurück. Dieses Verfahren bildet den Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
Die Geschwindigkeit der Heizgase in den Heizräumen und Feuerzügen kann man unter Steigerung der Leistung der Feuerung bedeutend erhöhen durch Zufuhr grosser Brennstoffmengen in der Zeiteinheit. Der Nutzeffekt der Feuerung bleibt dann bei der gesteigerten Leistung infolge des Nichtsteigens der Abgastemperatur mindestens gleich oder wird sogar grösser durch die Verminderung der Strahlungsverluste. Diese bleiben, auf die Oberfläche des ausstrahlenden Mauerwerkes der Feuerung bezogen, gleich, werden aber im Verhältnis zur gesteigerten Brennstoffzufuhr und Leistung geringer.
Die Geschwindigkeit der Heizgase kann man ferner bei gleichem Brennstoffverbrauch dadurch erhöhen, dass man den Durchggangsquerschnitt der Heizräume und Feuerzüge verengt. Dann wird die Leistung und der Nutzeffekt der Feuerung gesteigert, indem die Wärme der Heizgase besser ausgenutzt und damit die Abgastemperatur vermindert wird :
Die bessere Wärmeübertragung durch Erhöhung der Geschwindigkeit der Heizgase durch Verengung des Durchgangsquerschnittes kann man auch benutzen, um bei Erzielung gleicher Leistung unter Verminderung der Abgastemperatur den Brennstoffverbrauch zu verringer. Dann wird also bei gleicher Leistung der Feuerung der Nutzeffekt derselben vergrössert durch die Verminderung der Abgastemperatur bzw. der Abgasverluste.
Man kann natürlich die Erhöhung der Geschwindigkeit der Heizgase durch gleichzeitige Anwendung der vorstehend beschriebenen beiden Mittel erreichen, also durch Zufuhr einer grösseren Brennstoffmenge in der Zeiteinheit und zugleich durch Verengung des Durchgangsquerschnitts der Heizräume und Feuerzüge.
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Die Erklärung für das vorliegende Verfahren wird darin zu buchen sein, dass bei geringer Geschwindigkeit der Heizgase innerhalb der Heizräume und Feuerzüge die Reibung an den Heizflächen sehr gering ist und nur an den Wandungen der Heizräume und Feuerzüge geringe Wirbelungen auftreten, so dass die inneren Teile des Heizgasstromes nicht an die Heizfiächenwandungen gelangen und daher, r ohne ihre Wärme abzugeben, durchstreichen.
Wird die Geschwindigkeit etwas vergrössert, so werden die Wirbelungen an den Wandungen durch die grössere Reibung wohl etwas grösser, jedoch nicht in dem Masse, dass die Wärmeabgabe pro m2 Heizfläche und Stunde wesentlich grösser würde ; die Abgastemperatur nimmt deshalb zu. Wird aber die Geschwindigkeit bedeutend, über ein gewisses Mass hinaus ver- glössert, so werden die Reibungswiderstände an den Wandungen der Heizflächen und damit die Wirbelungen derart gross, dass auch die inneren Teile des Heizgasstromes in Wirbelung
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gewendet wird, treten also bedeutende Reibungswiderstände an den Wandungen der Heizräume und Feuerzüge auf. Zur Überwindung dieser Widerstände und zur Erzielung der notwendigen Geschwindigkeit können Gebläsemaschinen, Ventilatoren o. dgl. zur Erzeugung von Druck oder Saugzug verwendet werden.
Zur Erläuterung der Erfindung dienen folgende Beispiele :
Ein Dampfkessel ohne Überhitzer, nach dem bisher bekannten Verfahren beheizt, also mit der bisher üblichen Geschwindigkeit der Heizgase, verdampfte bei 4800 Abgastemperatur 16 kg Wasser pro m2 Heizfläche und Stunde. Bei Beheizung nach dem vorliegenden Verfahren wurden bei entsprechend vermehrtem Brennstoffverbrauch und gesteigerter Geschwindigkeit der Heizgase 40 kg Wasser pro ; 2 Heizfläche und Stunde (also das 2-5fauche) verdampft. Dabei stieg die Abgastemperatur nicht nur nicht, sondern sank auf 4200.
Ein zweiter Versuchskessel, ebenfalls ohne Überhitzer, leistete bei gewöhnlicher Beheizung 23'5 kg pro 1112 und Stunde bei 4000 Abgastemperatur. Derselbe Kessel leistete, nach dem vorliegenden Verfahren beheizt, einmal 22 kg pro M und Stunde bei 2700 Abgastemperatur, das andere Mal bei grösserem Brennstoffverbrauch 40 kg pro und Stunde bei 420 Abgastemperatur.
Diese Beispiele zeigen die grosse wirtschaftliche Bedeutung des Verfahrens. Es ermöglicht die Ersparung von Anlagekapital und Brennstoff durch Erhöhung der Leistungsfähigkeit der Heizflächen und des Nutzeffektes durch Verminderung der Strahlung-und Abgasverluste.
PATENT-ANSPRÜCHE : I. Verfahren zur Beheizung von Feuerungen aller Art unter Anwendung des Verfahrens nach Patent Nr. 73598, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit der Heizgase in den Heizräumen und Feuerzügen bedeutend gesteigert wird, und zwar soweit, 8'daB bei gesteigerter Leistung der Feuerung die Abgastemperatur nicht wesentlich zunimmt oder unter Verminderung der Abgastemperatur die Leistung erhöht oder die gleiche Leistung erzielt wird.