DE1137053B

DE1137053B - Lufterhitzer oder Rekuperator mit einem Rohrbuendel und einer unter diesem angeordneten Brenn- oder Strahlungskammer

Info

Publication number: DE1137053B
Application number: DEJ17486A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Heinz Jacobs
Original assignee: IND CO KLEINEWEFERS KONST
Current assignee: IND CO KLEINEWEFERS KONST
Priority date: 1960-01-05
Filing date: 1960-01-05
Publication date: 1962-09-27
Also published as: GB951596A

Description

Lufterhitzer oder Rekuperator mit einem Rohrbündel und einer unter diesem angeordneten Brenn- oder Strahlungskammer Es sind Lufterhitzer oder Rekuperatoren bekannt, die mit einem Rohrbündel, dessen Rohre von der zu erhitzenden Luft umspült werden, versehen sind und eine unter dem Rohrbündel angeordnete Brenn-oder Strahlungskammer aufweisen. Der das untere Ende der Rohre tragende Rohrboden bildet hierbei den oberen Abschluß der Brenn- oder Strahlungskammer. Der Rohrboden wird demzufolge unmittelbar von den heißen Rauchgasen bzw. den Gasen des Brenners oder der Brennerflamme selbst beaufschlagt, wodurch eine thermische Überbeanspruchung des Rohrbodens möglich ist. Ferner ist bei den bisher bekannten Lufterhitzern oder Rekuperatoren ein nicht unbedeutender Luftwiderstand festzustellen, der eine hohe Strömungsgeschwindigkeit der Luft und damit eine gute Wärmeaustauschwirkung nicht zuläßt.
Bei Röhrenrekuperatoren ist es bekannt, die obere Abschlußplatte der Strahlungskammer vor übermäßiger Erhitzung dadurch zu schützen, daß die ankommende kalte Luft über diese Platte geführt wird. Es wurde ferner bei Erhitzern vorgeschlagen, zwischen der Rohrplatte und der Brennkammer eine Trennwand vorzusehen, die einen Raum zwischen der Rohrplatte und der Brennkammer bildet.
Die Erfindung bezweckt die Schaffung eines Lufterhitzers oder Rekuperators, bei dem einerseits eine thermische Überbeanspruchung des Rohrbodens nicht auftritt, was zur Folge hat, daß die Vorrichtung mit höheren Heiztemperaturen betrieben werden kann als die bisher bekannten Lufterhitzer oder Rekuperatoren, andererseits sind die Strömungsverhältnisse der Luft so gestaltet, daß eine höhere Luftgeschwindigkeit erreichbar ist, wodurch auch eine bessere Wärmeaustauschwirkung erzielt wird. Unter Ausnutzung der gedrungenen Bauweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung läßt sich somit ein höherer Wirkungsgrad erreichen.
Die Erfindung geht von einem Lufterhitzer oder Rekuperator mit einem Rohrbündel, dessen von der zu erhitzenden Luft umspülten Rohre senkrecht an-Qeordnet sind, und einer unter dem Rohrbündel angeordneten Brenn- oder Strahlungskammer, die von einem luftführenden Ringraum umgeben ist, aus und sieht vor, daß der luftführende Ringraum über die Oberseite der Brenn- oder Strahlungskammer durch einen von einer Kappe gebildeten Raum verlängert ist und die Brenn- oder Strahlungskammer über Durchlässe in der Verlängerung mit dem im Abstand oberhalb der Kappe angeordneten Rohrbündel in Verbindung steht. Die heißen Rauch- oder Brenngase treffen nunmehr auf einen Raum, in dem die zu erhitzende Luft geführt wird, und erst im Abstand hiervon ist der untere Rohrboden des Rohrbündels angeordnet, wobei der Rohrboden und die Kappe durch ein zentrales Rohrstück miteinander verbunden sind. Durch dieses zentrale Rohrstück wird die zu erhitzende Luft, nachdem sie die mit dem Rohrbündel versehene Luftkammer durchströmt hat, in den von der Kappe gebildeten Raum und in den Ringraum um die Brennkammer geführt.
Vorzugsweise ist die Oberseite der Brenn- oder Strahlungskammer gewölbt ausgebildet. Die gleiche Ausbildung hat somit auch der kappenförmige Raum. wodurch strömungstechnisch gute Verhältnisse geschaffen werden, die eine höhere Geschwindigkeit der Luft und damit einen guten Wärmeübergang erzeugen.
Die Erfindung sieht im Gegensatz zu bekannten Ausführungsformen von Erhitzern vor, daß die Abschlußplatte der Brenn- oder Strahlungskammer von der Bodenplatte der Rohre getrennt ist. Die eine der beiden voneinander unabhängigen Platten kann daher ausschließlich dem Gewicht und der Längenänderung der Rohre angepaßt sein, während die Abschlußplatte der Brenn- oder Strahlungskammer ausschließlich nach den Gesichtspunkten der Widerstandsfähigkeit gegen hohe Temperaturen gestaltet und angeordnet werden kann.
Eine thermische Überbeanspruchung der Abschlußplatte der Brenn- oder Strahlungskammer wird dadurch vermieden, daß die Luft auf den Abschnitt der Abschlußplatte zuerst auftrifft, auf den die Flammen- oder Rauchgase zunächst gerichtet sind. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Lufterhitzers dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 die bisher bekannte Ausführungsform, während Fig. 2 in gleicher Seitenansicht die erfindungsgemäße Form wiedergibt.
Wenn nachstehend bei Erläuterung der Zeichnung von Lufterhitzer gesprochen wird, so ist dem ein Rekuperator gleichzusetzen. Statt der Brennkammer mit dem Brenner ist bei einem Rekuperator die Strahlungskammer mit der Zuführung der Rauchgase zu setzen.
Die bisher bekannte Ausführungsform, die in Fig. 1 dargestellt ist, weist das Gehäuse 1 auf, an dessen oberen Teil der Abzug 2 vorgesehen ist. Auf Höhe des oberen Endes des aus den Einzelrohren 3 zusammengesetzten Rohrbündels ist in dem Gehäuse der Luftanschlußstutzen 4 vorgesehen. Leitplatten 5 sorgen für das Umführen der Luft um diese Platten in Richtung der Pfeile 6. Aus. dem mit dem Rohrbündel versehenen Raum tritt die erwärmte Luft in einen Zwischenraum 7 zwischen dem Gehäuse 1 und der Brennkammer 8, in die der Brenner 9 hineinragt. An den Stutzen 10 wird die erwärmte Luft abgeführt. -Die bisher bekannten Rekuperatoren weisen den Nachteil auf, daß die in Richtung der Pfeile 11 strömenden Brenngase den Rohrboden 12 unmittelbar beaufschlagten, wodurch die Temperatur der Brenngase in, bestimmten niedrigen Grenzen gehalten werden mußte.
Erfindungsgemäß wird, wie aus Fig. 2 ersichtlich, ein Lufterhitzer mit einem Gehäuse 21 vorgeschlagen, in dessen unteren Teil eine Brennkammer 28 angeordnet ist, die zwischen sich und dem Gehäuse 21 wiederum einen Zwischenraum 27 beläßt, an den sich ein durch eine Kappe 29 oberhalb der Brennkammer gebildeter Raum anschließt. Diese Kappe ist mit dem unteren Rohrboden 22 über ein Rohrstück 30 verbunden, so daß die zu erhitzende Luft in Richtung des Pfeiles 31 aus der Rohrbündelkammer 32 über das Rohrstück 30 in den von der Kappe 29 gebildeten Raum und den Ringraum 27 strömt. Hierdurch wird die Oberseite 33 der Brennkammer 28 von der zu erhitzenden Luft beaufschlagt. Der Rohrboden 22 ist hierbei im Abstand von der Oberseite 33 angeordnet und unterliegt nicht mehr wie früher der hohen thermischen Beanspruchung durch die Brenngase. Der von der Kappe 29 gebildete Raum weist Durchlässe 34 auf, durch die die Brenn- oder Rauchgase aus der Brennkammer 28 in den von der Kappe 29 und dem unteren Rohrboden 22 begrenzten Raum 35 und von dort in die Rohre 36 gelangen können.
Die Oberseite der Brennkammer 28 ist leicht gewölbt, so daß auch hierdurch die Strömungsverhältnisse günstig gestaltet werden. Diese erlauben eine höhere Strömungsgeschwindigkeit der Luft, wodurch die Wärmeaustauschwirkung gleichfalls erhöht wird.
Im Gegensatz zur dargestellten Strömungsrichtung der Luft kann die Luft auch umgekehrt von unten nach oben geführt werden, was dann der Fall ist, wenn der Brenner 39 mit Schweröl betrieben wird, dessen Rauchgase bei Taupunktunterschreitung der schwefligen Säure die Rauchgasrohre zerstören würden.

Claims

PATEN T ANSPRÜCHE: 1. Lufterhitzer oder Rekuperator mit einem Rohrbündel, dessen von der zu erhitzenden Luft umspülten Rohre senkrecht angeordnet sind, und einer unter dem Rohrbündel angeordneten Brenn-oder Strahlungskammer, die von einem luftführenden Ringraum umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß der luftführende Ringraum (27) über die Oberseite (33) der Brenn- oder Strahlungskammer durch einen von einer Kappe (29) gebildeten Raum verlängert ist und die Brenn-oder Strahlungskammer über Durchlässe (34) in der Verlängerung mit dem im Abstand oberhalb der Kappe angeordneten Rohrbündel in Verbindung steht.
2. Lufterhitzer oder Rekuperator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Rohrboden (22) des Rohrbündels und die Kappe (29) durch ein zentrales Rohrstück (30) miteinander verbunden sind.
3. Lufterhitzer oder Rekuperator nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberseite der Brenn- oder Strahlungskammer gewölbt ausgebildet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 811353; deutsche Auslegeschrift Nr. 1037 634; britische Patentschrift Nr. 2211.88.