DE1150096B - Flammrohrausbildung fuer einen Waermetauscher, insbesondere einen Dampferzeuger - Google Patents

Description

• Flammrohrausbildung für einen Wärmetauscher, insbesondere einen Dampferzeuger Die Erfindung betrifft eine Flaramrohrausbildung für einen Wärmetauscher, insbesondere einen Dampferzeuger, mit mindestens einem eine pulsierende Verbrennung erzeugenden Heizaggregat, wobei der Ausstoßstutzen des Aggregates in das Flammrohr des Kessels mündet.
• Heizaggregate mit pulsierender Verbrennung hat man deshalb gewählt, weil damit weit über das übliche Maß hinausgehende Wärmeübergangswerte zu erzielen sind, die eine wesentliche Verkleinerung des jeweiligen Kessels zulassen. Dabei ist noch hervorzuheben, daß die pulsierende Verbrennung wirkungsvoll genug ist, um die beim Betrieb auftretenden Widerstände ohne Anwendung von zusätzlichen und Kraft schluckenden Mitteln, wie Gebläse od, dgl., zu überwinden. In der Praxis haben sich aber insofern erhebliche Schwierigkeiten ergeben, als die unmittelbar auf den Ausstoßstutzen folgenden Teile des oder der Wärmetauscher den überaus hohen thermischen Belastungen nicht gewachsen sind, was auch dann der Fall ist, wenn wärmefeste Kesselbleche bzw. Rohre Verwendung finden. Dies dürfte auch der Grund dafür sein, daß trotz der verhältnismäßig weit getriebenen Entwicklung von pulsierenden Heizaggregaten ihre Anwendung im großen noch immer auf sich warten läßt, obwohl auf Grund ihrer vorzüglichen Heizwirkung und der damit gegebenen wirtschaftlichen Vorteile Kessel mit pulsierender Feuerung gang und gäbe sein könnten.
• Bekannte Heizaggregate mit pulsierender Verbrennung weisen trichterförmige Ausstoßstutzen auf. Die Flammrohre der Kessel sind dabei aber in üblicher Weise zylindrisch ausgebildet. Bei einer solchen Ausbildung besteht aber die Gefahr zu hoher thermischer Beanspruchung des Flammrohres.
• Nach der Erfindung wird die Beseitigung der aufgetretenen Schwierigkeiten und Mängel angestrebt, d. h., es soll ein Wärmetauscher geschaffen werden, der eine maximale Wärmeabgabe an das jeweilige Kesselmedium zuläßt, ohne daß vorzeitige Alterserscheinungen auftreten oder sogar vorzeitige Stilllegungen der jeweiligen Kessel in Kauf genommen werden müssen.
• Dieses Ziel wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß das Flammrohr an der Mündungsstelle des Ausstoßstutzens gegenüber letzterem und dem Flammrohrende erweitert ist und in dieser Erweiterung eine feuerfeste Auskleidung aufweist.
• Dadurch wird auf einfache Weise eine zu hohe thermische Beanspruchung des Materials des Wärmetauschers vermieden, andererseits aber eine vorzüglicher Wirkungsgrad gewährleistet, insbesondere deshalb, weil nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die Auskleidung in ihrer Wärmedämmung durch entsprechende Bemessung der Erweiterung an allen Stellen auf die Hitzebeständigkeit des Tauschermaterials und gegebenenfalls auf das Wärmeabnahmevermögen durch das Kesselmedium, abgestimmt sein kann. Es leuchtet daher ein, daß die nach der Erfindung ergriffenen Maßnahmen mit ihren Vorteilen der angestrebten serienmäßigen Anwendung pulsierender Aggregate im Kesselbau wesentlich beitragen.
• Hier sei auch noch erwähnt, daß man schon gelegentlich versucht hat, durch einfache Erweiterung des Tausehers gegenüber dem Ausstoßstutzen eines pulsierenden Heizaggregates vorzeitige Alterungserscheinungen bzw. ein Durchbrennen des Tausehers zu vermeiden, jedoch muß man dafür den erheblichen Nachteil der verlorenen Expansion hinnehmen, der ohne weiteres so groß sein kann, daß die Anwendung eines pulsierenden Aggregates uninteressant wird. Wenn diese Umstände berücksichtigt werden, sieht man, welche große Bedeutung den erfindungsgemäßen Maßnahmen zukommt.
• Die Auskleidung kann gemäß der Erfindung aus keramischen Stoffen oder aus Stoffen auf Graphitbasis oder auch aus einem Gemisch der erwähnten Stoffe bestehen. Auf jeden Fall ist es so, daß in der Praxis genügend Stoffe zur Verfügung stehen, deren Eigenschaften so bekannt sind, daß man im voraus die Betriebsverhältnisse mit ziemlicher Sicherheit voraussagen kann, was die Auslegung der ganzen Anlage und die Erzielung einer maximalen Leistung erleichtert. Ferner kann es zweckmäßig sein,- wenn man der Auskleidung an ihrer Außenfläche eine konische und an ihrer Innenfläche eine etwa dem Ausstoßstutzen entsprechende zylindrische Form gibt. Die zylindrische Innenfläche auf den Ausstoßstutzen abzustimmen ergibt, daß der Mangel einer arbeitslosen Expansion der aus dem Ausstoßstutzen austretenden Gase nicht eintreten kann. Mit Rücksicht auf günstige' Wärmeabgabezahlen des Tauschers und nicht zuletzt im Hinblick auf die - auftretenden Wärmedehnungen kann es schließlich -günstig sein, wenn der Wärmetauscher zumindest im Bereich der Auskleidung quergewellt ist. -Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dar.
• Gemäß der Zeichnung ist an dem nur schematisch dargestellten Kessel l ein ebenfalls nur angedeutetes pulsierendes Heizaggregat 2 angesetzt. Der Ausstoßstutzen 3 dieses Aggregates 2 endet an der stirnseitigen Kesselwand 4 und mündet in einem den Kessel l der Länge nach durchsetzenden Flammrohr 5. Das Flammrohr 5 ist im Bereich des Ausstoßstutzens 3 gegenüber diesem erweitert und verjüngt sich allmählich auf die lichte Weite des Stutzens 3. In der Erweiterung 6 befindet sich eine Auskleidung bzw. Ausmauerung 7, die eine zylindrische Innenfläche 8 aufweist, welche ihrerseits auf die lichte Weite des Stutzens 3 abgestimmt ist. Zur Verbesserung der Wärmeabgabe an das Kesselmedium 9 ist das Flammrohr mit Querwellen 10 versehen, die zum Ende des Tauschers hin immer flacher werden können.
• In der Zeichnung ist deutlich zu erkennen, daß überhitzte Gase dem Material des Wärmetauschers nicht gefährlich werden können, andererseits trotzdem aber die Erzielung maximaler übergangswerte ermöglicht ist. Es versteht sich, daß die eingezeichneten Wellen 10 nicht zwingend sind und auch die Erweiterung 6 sich nicht über die ganze Länge des Kessels 1 zu erstrecken braucht. Ebenso kann die Mündungsstelle des Stutzens 3 nach innen verlegt sein, ohne daß dadurch der Rahmen der Erfindung verlassen wird.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. FlammrohrausbiIdung für einen Wärmetauscher, insbesondere einen Dampferzeuger, mit mindestens einem eine pulsierende Verbrennung erzeugenden Heizaggregat, wobei der Ausstoßstutzen des Aggregates in das Flammrohr des Kessels mündet, dadurch gekennzeichnet, daß das Flammrohr (5) an der Mündungsstelle des Ausstoßstutzens (3) gegenüber letzterem und dem Flammrohrende erweitert ist und in dieser Erweiterung (6) eine feuerfeste Auskleidung (7) aufweist.
2. 2. Flammrohrausbildung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die -Auskleidung (7) in ihrer Wärmedämmung durch entsprechende Bemessung der Erweiterung (6) an allen Stellen auf die Hitzebeständigkeit des Tauschermaterials und gegebenenfalls auf das Wärmeabnahmevermögen durch das Kesselmedium (9) abgestimmt ist.
3. 3. Flammrohrausbildung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskleidung (7) aus keramischen Stoffen und/oder aus Stoffen auf Graphitbasis besteht.
4. 4. Flammrohrausbildung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskleidung (7) an ihrer Außenfläche eine konische und an ihrer Innenfläche (8) eine etwa dem Ausstoßstutzen (3) entsprechende zylindrische Form hat.
5. 5. Flammrohrausbildung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Flammrohr (5) zumindest im Bereich der Auskleidung in an sich bekannter Weise quergewellt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Zeitschrift »Chaleur et Industrie«, Nr.272, S.74 bis 76.