DE1124061B

DE1124061B - Roehrenerhitzer mit vertikal in einem sich nach oben verjuengenden Erhitzerraum angeordneten Roehren

Info

Publication number: DE1124061B
Application number: DEB48094A
Authority: DE
Inventors: Sidney Born; Harold Jay Born
Original assignee: BORN ENGINEERING Co
Current assignee: BORN ENGINEERING Co
Priority date: 1958-01-29
Filing date: 1958-01-29
Publication date: 1962-02-22

Description

Röhrenerhitzer mit vertikal in einem sich nach oben verjüngenden Erhitzerraum angeordneten Röhren Die Erfindung betrifft einen Röhrenerhitzer bzw. Vorwärmer, in welchem vertikal angeordnete, vom zu erhitzenden Mittel durchflossene Röhren in einem sich nach oben verjüngenden Erhitzerraum angeordnet sind und von beiden Seiten von einer Anzahl unterhalb der Röhren angeordneten Brennstellen bestrahlt werden.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Röhren in einer aus mindestens zwei gegeneinander versetzten Rohrreihen bestehenden Wand angeordnet sind, die im wesentlichen im gleichen Abstand zu den Seitenwänden des Erhitzers verläuft und die aus einer Anzahl von einzeln lösbaren Röhrengruppen besteht, die am oberen Ende des Röhrenerhitzers aufgehängt sind, der sich in der Grundrißform eines schmalen Rechtecks erstreckt.
Die erfindungsgemäße Ausbildung unterscheidet sich von bekannten Anordnungen, in denen zumeist eine kreisförmige Verteilung der Röhren und Brennstellen vorgesehen ist, durch den Vorteil eines wesentlich kleineren Grundflächenbedarfs in einer vorgegebenen Richtung und durch die Möglichkeit, auf einfache Weise die Wärmeleistung des Erhitzers den jeweiligen Erfordernissen anzupassen, indem die Anordnung in Längsrichtung verlängert wird.
Die Zeichnungen stellen eine Ausführungsform der Erfindung dar. Es zeigt Fig.1 einen Seitenaufriß eines Erhitzers, in welchem Teile weggebrochen sind, um zeigen zu können, wie die Rohrwand zentral dazu angehängt ist, Fig. 2 einen Endaufriß des Erhitzers der Fig. 1, in welchem ebenfalls Teile weggebrochen sind, Fig. 3 im größeren Maßstab die Darstellung der Rohraufhängekonstruktion, Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 3, Fig. 5 im größeren Maßstab eine perspektivische Darstellung des Rohraufhängerings, Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie 6-6 der Fig. 2. Es wird insbesondere auf die Fig. 1 und 2 Bezug genommen. Auf Pfeilern 10 befinden sich I-Querträger 11 für die Lagerung des Bodens 12. Die Seitenwände und die Endwände des Erhitzers bestehen aus einem Metallrahmen in Form von vertikalen Profileisen 13 und horizontalen, zu den Profileisen 13 quer verlaufenden Profileisen 14 zum Halten von Tafeln 15 und Blöcken 16 aus einem feuerfesten keramischen Material, welche die Innenwände des Erhitzers und die reflektierenden Wände der Verbrennungskammer bilden. Der Abschlußdeckel besteht gleichfalls aus einem feuerfesten Material, welches bei 17 angedeutet ist. Der Abschlußdeckel wird von einem aus längs-und querverlaufenden Profileisen bestehenden Rahmen 18 gehalten. Durch die Rohre 19 und 19a werden die Verbrennungsgase aus dem oberen Ende des Erhitzers in einen Schornstein 20 geführt. Der Abzug der Verbrennungsgase wird durch Klappen 21 in den Rohren 19 und 19a von Hand gesteuert. Hierfür dienen die Kurbeln 22, die Kabel 23 und die Riemenscheiben 24. Die Riemenscheiben 24 sind auf den Klappenwellen gelagert. Zwischen den Blöcken 16 und den Tafeln 15 aus feuerfestem Material befinden sich Röhren 25 für die Zuführung der Verbrennungsluft. Sie haben Einlässe 26, die sich in Längsrichtung zum Erhitzer an seinem oberen Ende erstrecken, desgleichen horizontale Leitungen 25a unterhalb des Bodens 12, so daß die Verbrennungsluft beim Durchströmen der Röhren 25 von oben nach unten in an sich bekannter Weise vorgewärmt wird, bevor sie den Brennern 27 zugeleitet wird. Die Brenner 27, denen der Brennstoff durch die Rohre 28 zugeführt wird, sind im Abstand voneinander im Boden des Erhitzers angeordnet, wie aus Fig. 6 ersichtlich ist.
In Längsrichtung zum Erhitzer befindet sich ein Doppel-T-Träger 29, welcher am oberen Rahmen 18 angehängt ist. Doppel-T-Träger 29 ist in der Fig. 2 gezeigt. An ihm sind die Wärmeaustauschelemente angehängt, durch welche das zu erhitzende Mittel geführt wird. Die Wärmeaustauschelemente bestehen aus einer Wand von vertikalen Rohren 30, die in zwei gegeneinander versetzten Rohrreihen in der Mitte des Erhitzers angeordnet sind. infolge der Anordnung der Röhren 30 in gegeneinander versetzten Rohrreihen und der Brenner 27 auf jeder Seite der durch die Röhren gebildeten Wand wird erreicht, daB die Konvektions- und die Strahlungswärme gleichmäßig über die Rohroberflächen verteilt werden.
Am oberen Ende sind jeweils zwei Röhren 30 durch gebogene Verbindungsstücke miteinander verbunden und am Doppel-T-Träger 29 durch die Stangen 31 und die Ringe 32 aufgehängt. Die unteren Enden der Stangen sind gegäbelt und umfassen die Ansätze oder Vorsprünge 32a am oberen Ende der Ringe 32. Stifte 33 erstrecken sich durch Löcher in den gegabelten Enden 31a der Stangen und durch Löcher in den Ansätzen 32a und werden durch Splinte festgehalten. Dadurch erhält man eine leicht lösbare Verbindung zwischen den Stangen und den daran angehängten Röhren. An sich bekannte Einlaßrohre 34 und Auslaßrohre 35 dienen zum Zu-bzw. Abführen des zu erhitzenden bzw. erhitzten Mittels. Die Ein- und Auslaßrohre 34 und 35 sind in einer solchen Höhe angeordnet, daß sie leicht an der Rohrwand montiert werden können. Durch eine mehrfache Anordnung von Ein- und Auslaßrohren kann man leicht- die Kapazität des Erhitzers ändern.
Die am Boden des Erhitzers angeordneten Brenner 27 können nach Belieben ausgeschaltet werden,- um dadurch die erforderliche Wärmemenge in der Brennkammer einstellen zu können.
Am Boden des Erhitzers ist ein isolierter Tunnel 36 in Längsrichtung zu demselben angerdnet. Er schließt die unteren Rohrenden und die gebogenen Verbindungsstücke von je zwei Rohren ein. Der Tunnel 36 hat lösbare Platten 36a, durch welche die Rohre von unten entfernt werden können. Die Platten 36a sind den Boden des Tunnels entlang angeordnet. Wird der Erhitzer genügend von den Pfeilern 10 hochgehoben, hat man Zutritt durch die Rohre nach Entfernung der Platten 36a.
Die Seitenwände des Erhitzers sind in an sich bekannter Weise.in einem bestimmten Winkel schräg angeordnet. Sie sind vom Boden der Verbrennungskammer zu ihrem oberen Ende in Richtung nach innen schräg. Dadurch erhält man eine gleichmäßigere Verteilung der Strahlungswärme und der Konvektionswärme für die Oberflächen der Röhren 30. Am unteren Ende der Verbrennungskammer, in welchem die Hitze am größten ist, befinden sich die die Wärme reflektierenden Wände ziemlich weit weg von den Röhren. Die Neigung der Wände ist derart, daß die die Wärme reflektierende Oberfläche dichter an den Röhren an ihren oberen Enden liegt. Hier ist die zu . reflektierende Wärme am geringsten. Die Absorption der Konvektionswärme hängt von der Querschnittsfläche des Erhitzers ab. Nimmt die Temperatur der Konvektionswärme ab, ist auch die Querschnittsfläche des Erhitzers kleiner zu machen, -um eine konstante Konvektionswärmeabsorption zu erhalten. Durch die schräge Anordnung der Wände in Richtung nach innen in einem bestimmten Winkel vom Boden des Erhitzers aus in Richtung nach oben erhält man für die vertikalen Führungen für die Verbrennungsgase auf den gegenüberliegenden Seiten der Rohrwand eine solche Form, daß sowohl die Strahlungswärme als auch die Konvektionswärme gleichmäßiger auf die Oberflächen der Wärmeaustauschelemente verteilt werden. Der Schrägwinkel für die Seitenwände des Erhitzers hängt in einem großen Maß von der Höhe der Verbrennungskammer und der Länge der Rohre 30 ab. Wie schon früher vorgeschlagen, wird die den Brennern zugeführte Luft zuerst durch die Leitungen 25, welche die Wärmereflektionsseitenwände des Erhitzers umgeben, geführt. Außerdem dienen diese Leitungen 25 als Wärmeisolation, so daß die Luft vorerwärmt wird, bevor sie in die Verbrennungskammer gelangt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Röhrenerhitzer mit in einem sich nach oben verjüngenden Erhitzerraum vertikal angeordneten, vom zu erhitzenden Mittel durchflossenen Röhren, die von beiden Seiten bestrahlt werden, und einer Anzahl unterhalb der Röhren zu ihren beiden Seiten angeordneten Brennern, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhren in einer aus mindestens zwei gegeneinander versetzten Rohrreihen bestehenden Wand angeordnet sind, die im wesentlichen im gleichen Abstand zu den Seitenwänden des Erhitzers verläuft und die aus einer Anzahl von einzeln lösbaren Röhrengruppen besteht, die am oberen Ende des Röhrenerhitzers aufgehängt sind, der sich in der Grundrißform eines schmalen Rechtecks erstreckt.
2. Röhrenerhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände des Erhitzers in an sich bekannter Weise als Luftzuführungskammern ausgebildet sind.
3. Röhrenerhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Unterteil des Erhitzers mit Platten abgedeckte, zum Austausch von einzelnen Röhrengruppen dienende Öffnungen vorhanden sind.
4. Erhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaß- und Auslaßverbindungen (34, 35) der Röhrengruppen in der gleichen horizontalen Ebene angeordnet sind.
5. Erhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufhängen der Röhren (30) am oberen Ende des Erhitzers mit Hilfe von Einzelnen, lösbaren Anhängern (31, 31a, 32) erfolgt, die mit den gebogenen Verbindungsstücken von je zwei Röhren verbunden sind.
6. Erhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu beiden Seiten der Rohrwand vorgesehenen Brenner in Abstand voneinander angeordnet sind.
7. Erhitzer nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhren (30) in jeder Rohrreihe in einem Abstand voneinander angeordnet sind, der nicht größer ist als der Außendurchmesser einer Röhre. In Betracht gezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschrift Nr. 308 993; USA.-Patentschriften Nr. 2 787 256, 2 604 084.