DE1273492B

DE1273492B - Standing tube furnace

Info

Publication number: DE1273492B
Application number: DED43394A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Gerhard Delcker
Original assignee: GERHARD DELCKER DR ING
Current assignee: GERHARD DELCKER DR ING
Priority date: 1964-01-20
Filing date: 1964-01-20
Publication date: 1968-07-25

Description

Stehender Röhrenofen Die Erfindung bezieht sich auf einen stehenden Röhrenofen mit einem zylindrischen Mantel.Standing tube furnace The invention relates to a standing tube furnace Tube furnace with a cylindrical jacket.

In der modernen Verfahrenstechnik tritt immer wieder die Aufgabe auf, Stoffe oder Stoffgemische in kontinuierlichem Fluß auf Temperaturen, die um mehrere hundert Grad Celsius über Raumtemperatur liegen, zu erhitzen. Hierzu dienen Röhrenöfen, durch deren Rohre der zu erhitzende Stoff oder das zu erhitzende Stoffgemisch kontinuierlich durchgeführt wird und die durch einen Brenner erhitzt werden. In modern process engineering, the task occurs again and again on, substances or mixtures of substances in continuous flow at temperatures that are around several hundred degrees Celsius above room temperature. Serve for this Tube furnaces, through whose tubes the substance to be heated or the substance mixture to be heated is carried out continuously and which are heated by a burner.

Röhrenöfen dieser Art sind in zahlreichen Ausführungen bekannt. Zum Beispiel beschreibt die USA.-Patentschrift 2140 278 einen Röhrenofen mit einem zylindrischen Mantel, mit einem im unteren Teil des Mantels in einem Brennraum angeordneten Brenner, mit einem oberhalb des Brennraumes angeordneten Strahlungsraum und mit einem zwischen Brennraum und Strahlungsraum liegenden, eine direkte Einstrahlung in den Strahlungsraum verhindernden Einbau, mit im Strahlungsraum angeordneten Rohren zur Durchleitung des zu erhitzenden Mediums und mit einer Rauchgasabzugsöffnung in der oberen Abschlußwand des Strahlungsraumes. Tube furnaces of this type are known in numerous designs. To the For example, U.S. Patent 2140278 describes a tube furnace with a cylindrical Jacket, with a burner arranged in the lower part of the jacket in a combustion chamber, with a radiation space arranged above the combustion chamber and with one between Combustion chamber and radiation chamber, direct radiation into the radiation chamber preventive installation, with pipes arranged in the radiation room for passage of the medium to be heated and with a smoke outlet opening in the upper end wall of the radiation space.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen solchen Röhrenofen so auszubilden, daß die Rohre auf ihrer gesamten Länge möglichst gleichmäßig, sei es durch Strahlung oder durch Konvektion, erwärmt werden, ohne daß dabei ein bestimmter Abschnitt der Rohre durch örtliche Überhitzung bei Ausfall der Pumpe und damit bei Stillstand des durch sie durchlaufenden Mediums örtlich überhitzt und dadurch beschädigt oder durch das sich bei örtlicher Überhitzung zersetzende Medium zugesetzt und verstopft wird. Man spricht hier von der sogenannten Hochtemperaturkorrosion. Weiter soll die Erfindung sicherstellen, daß die in dem Brennraum erzeugte Wärme mit möglichst hohem Wirkungsgrad an die Rohre abgegeben wird. The object of the invention is to design such a tube furnace in such a way that that the tubes are as uniform as possible over their entire length, be it by radiation or by convection, without affecting a specific section of the Pipes due to local overheating in the event of a pump failure and thus a standstill of the medium flowing through it locally overheated and thereby damaged or clogged and clogged by the medium which decomposes in the event of local overheating will. One speaks here of so-called high-temperature corrosion. Next should the invention ensure that the heat generated in the combustion chamber with as possible high efficiency is delivered to the pipes.

Mit anderen Worten, es soll sichergestellt werden, daß die aus dem Brennraum austretende Strahlung und die heißen Abgabe nicht ungenutzt durch die Rauchgasabzugsöffnung abziehen. Hierzu sieht die Erfindung eine innere Rauchgasumwälzung vor, die sicherstellt, daß sich noch heiße Rauchgase mit bereits abgekühlten Rauchgasen vermischen, so daß diese erneut zur Wärmeabgabe herangezogen werden und gleichzeitig dazu beitragen, daß die Rohre auf ihrer gesamten Länge von Rauchgasen praktisch gleicher Temperatur umströmt werden.In other words, the aim is to ensure that the Radiation escaping from the combustion chamber and the hot emission are not unused by the Pull off the smoke outlet opening. For this purpose, the invention provides an internal flue gas circulation before, which ensures that still hot flue gases with already cooled flue gases mix so that they are used again for heat dissipation and at the same time help to keep the pipes practically out of flue gases along their entire length flow around the same temperature.

Zur konstruktiven Lösung sieht die Erfindung vor, daß die Rohre in Form einer Wendel mit Abstand von der Wand des Strahlungsraumes übereinandergewickelt sind, daß der die unmittelbare Einstrahlung in den Strahlungsraum verhindernde Einbau die Form einer Düse solchen Durchmessers hat, daß von den Wänden des Brennraumes ausgehende Wärmestrahlung nicht unmittelbar auf die Rohre auftrifft, unter und in einem Abstand von der Rauchgasabzugsöffnung eine Prallplatte angeordnet ist, wobei der Abstand so eng bemessen ist, daß die Rauchgase zurückgehalten werden und in den Strahlungsraum zurückströmen, die Rohre auf dem überwiegenden Teil der Länge des Strahlungsraumes unter Bildung eines Zylinders gewickelt sind, der Durchmesser des Zylinders im oberen Ende des Strahlungsraumes unter Bildung eines Konus abnimmt, so daß rundum ein ringförmiger Beruhigungsraum entsteht, und der Abstand zwischen Außenkante Zylinder und Mantel unter Bildung eines Ringspaltes so bemessen ist, daß einerseits den von der Prallplatte zurückgehaltenen und in den Strahlungsraum zurückströmenden Rauchgasen bei ihrer Abwärtsbewegung in dem Ringspalt kein übergroßer Widerstand entgegengesetzt wird und andererseits im Ringspalt keine Eigenkonvektion auftritt. For a constructive solution, the invention provides that the tubes in Form of a helix wound on top of each other at a distance from the wall of the radiation space are that the installation preventing direct radiation into the radiation room has the shape of a nozzle of such a diameter that from the walls of the combustion chamber outgoing thermal radiation does not hit the pipes directly, under and in a baffle plate is arranged at a distance from the smoke outlet opening, wherein the distance is so tight that the smoke gases are retained and in flow back into the radiation space, the pipes for the greater part of their length of the radiation space are wound to form a cylinder, the diameter of the cylinder in the upper end of the radiation space decreases with the formation of a cone, so that an annular calming space is created all around, and the distance between The outer edge of the cylinder and jacket is dimensioned in such a way that an annular gap is formed that on the one hand the retained by the baffle plate and into the radiation space returning flue gases during their downward movement in the annular gap are not oversized Resistance is opposed and on the other hand no natural convection in the annular gap occurs.

Die Anordnung der Rohre in Form einer Wendel in einem Abstand von der Wand des Strahlungsraumes und die Anordnung der Düse zwischen Brennraum und Strahlungsraum hat zur Folge, daß die aus dem Brennraum austretenden heißen Rauchgase nicht unmittelbar auf die Rohre auftreffen, sondern an diesen vorbeiströmen. Weiter beschleunigen sich die Rauchgase beim Durchtritt durch die Düse. The arrangement of the tubes in the form of a helix at a distance of the wall of the radiation chamber and the arrangement of the nozzle between the combustion chamber and Radiation chamber has the consequence that the hot flue gases emerging from the combustion chamber do not hit the pipes directly, but flow past them. Further the smoke gases accelerate as they pass through the nozzle.

Da die Rauchgase unmittelbar nach ihrem Austritt aus der Düse heißer als weiter oben im Strahlungsraum sind und sie ihre höchste Geschwindigkeit unmittelbar nach dem Austritt aus der Düse aufweisen, strömen sie anfangs, wenn sie noch besonders heiß sind, schneller an den Rohren vorbei als später, wenn sie bereits abgekühlt sind. Dies trägt zu einer gleichförmigen Erwärmung der Rohre auf deren gesamter Länge bei.Because the smoke gases get hotter immediately after they exit the nozzle than are further up in the radiation space and they have their highest speed immediately after exiting the nozzle, they flow initially when they are still special are hot, faster past the pipes than later, when they have already cooled down are. This contributes to a uniform heating of the pipes on their whole Length at.

Die in einem engen Abstand unterhalb der Rauchgasabzugsöffnung angeordnete Prallplatte verhindert, daß die Rauchgase nach einem Durchlauf durch den Strahlungsraum sofort durch die Rauchgasabzugsöffnung abziehen. Sie werden zurückgeworfen und führen zu der inneren Rauchgasumwälzung. Nachdem sie sich in dem ringförmigen Beruhigungsraum beruhigt haben, fallen sie in den Ringspalt zwischen der Rohrwendel und dem Mantel des Strahlungsraumes nach unten. Selbstverständlich sind sie kühler als die im Innenraum des Strahlungsraumes nach oben steigenden Rauchgase, so daß sie die Rohre kühlen, und insbesondere die weit unten liegenden Windungen der Rohrwendel, die noch besonders heißen Rauchgasen ausgesetzt und daher am stärksten gefährdet sind. Diese innere Rauchgasumwälzung stellt eine gleichförmige Erwärmung sämtlicher Windungen des Rohrwendels sicher. The one arranged at a narrow distance below the smoke outlet opening Baffle plate prevents the smoke gases from passing through the radiation space immediately pull it out through the smoke exhaust opening. They are thrown back and lead to the internal flue gas circulation. After they are in the annular calming room have calmed down, they fall into the annular gap between the coiled tubing and the jacket of the radiation space downwards. Of course, they are cooler than those in the interior of the radiation room rising smoke gases so that they cool the pipes, and especially the low turns of the coiled tubing, which are still special exposed to hot smoke gases and are therefore most at risk. This inner Flue gas circulation ensures uniform heating of all turns of the coiled tubing secure.

Als besonders zweckmäßig für den Abstand zwischen der Außenkante des durch den Rohrwendel gebildeten Zylinders und dem Mantel des Strahlungsraumes hat sich ein Betrag erwiesen, der gleich dem 1,Sfachen des Durchmessers der Rohre ist. Bei dieser Bemessung ergibt sich ein Ringspalt, der einerseits so groß ist, daß den herabströmenden Gasen kein zu großer Widerstand entgegengesetzt wird, und der andererseits auch nicht so breit ist, daß sich eine Eigenkonvektion ausbildet. As particularly useful for the distance between the outer edge of the cylinder formed by the coiled tubing and the jacket of the radiation space an amount has been found to be equal to 1.5 times the diameter of the pipes is. This dimensioning results in an annular gap that is on the one hand so large that that the downflowing gases are not opposed too much resistance, and which, on the other hand, is not so wide that self-convection develops.

Im unteren Drittel des Strahlungsraumes sind die Rohre wegen ihrer größeren Nähe zu der Brennkammer einer größeren Erhitzung als die weiter oben liegenden Rohre ausgesetzt. Sie bedürfen daher einer größeren Kühlung bzw. eines größeren Schutzes durch die in dem Ringspalt herabströmenden kälteren Gase. Damit diese Gase die im unteren Drittel des Strahlungsraumes angeordneten Rohre besonders kräftig umströmen und damit kühlen können, sieht die Erfindung vor, daß diese Rohre einen größeren gegenseitigen Abstand als im übrigen Teil des Strahlungsraumes aufweisen. The pipes are in the lower third of the radiation space because of them closer to the combustion chamber of a greater heating than those above Exposed pipes. They therefore require greater cooling or a greater one Protection by the colder gases flowing down in the annular gap. So that these gases the pipes arranged in the lower third of the radiation space are particularly strong can flow around and thus cool, the invention provides that these tubes one have greater mutual distance than in the rest of the radiation space.

Wegen ihrer größeren Nähe zum Brennraum werden die unten im Strahlungsraum liegenden Rohre des Rohrzylinders stärker als dessen mittlerer Teil oder dessen oberes Ende erwärmt. Gibt man dem durch die Rohre durchfießenden Medium in diesem heißeren Teil des Rohrzylinders eine höhere Geschwindigkeit, so wird die größere Erwärmung ausgeglichen. Die Erfindung erreicht dies dadurch, daß der aus den Rohren bestehende Zylinder im oberen Bereich des Strahlungsraumes unterhalb des Konus als Rohrzylinder ausgebildet ist. Der Rohrzylinder bietet dem durchfließenden Medium einen größeren Querschnitt, so daß es in ihm entsprechend langsamer fließt. Because of their closer proximity to the combustion chamber, they are at the bottom of the radiation chamber lying pipes of the tubular cylinder stronger than its central part or its upper end heated. Is given to the medium flowing through the pipes in this The hotter part of the tubular cylinder has a higher speed, the greater it will be Warming balanced. The invention achieves this in that the from the pipes existing cylinder in the upper area of the radiation space below the cone as Tubular cylinder is formed. The tubular cylinder offers the flowing medium a larger cross-section, so that it flows more slowly in it.

Das gleiche erreicht man gemäß der Erfindung auch dadurch, daß die Rohre im oberen Bereich des Strahlungsraumes unterhalb des Konus einen größeren Durchmesser erhalten. The same is achieved according to the invention in that the Tubes in the upper area of the radiation space below the cone a larger one Preserved diameter.

Es ist bereits ein zylindrischer Röhrenofen bekannt, bei dem der Brennraum ohne irgendeine Einschnürung in den Strahlungsraum übergeht. Falls die das Medium durch die Rohre durchpumpenden Pumpen z. B. bei Stromausfall stehenbleiben, geht die Strahlung aus dem Brennraum unmittelbar auf die Rohre über und kann zu deren örtlicher Uberhitzung und damit zu der gefürchteten Hochtemperaturkorrosion führen. Dieser bekannte Röhrenofen ist somit kein Vorbild für den Erfindungsgegenstand. It is already known a cylindrical tube furnace in which the Combustion chamber merges into the radiation chamber without any constriction. if the Pumps pumping the medium through the pipes e.g. B. stop in the event of a power failure, the radiation from the combustion chamber is transferred directly to the pipes and can close their local overheating and thus to the dreaded high-temperature corrosion to lead. This known tube furnace is therefore not a model for the subject of the invention.

Ferner ist bereits ein Röhrenofen bekannt, bei dem durch großen Abstand zwischen der Feuerungsquelle und den Rohren eine Überhitzung der Rohre vermieden wird. Dieser bekannte Ofen weist jedoch keine Führungen für die heißen Rauchgase auf, so daß er ohne innere Rauchgasumwälzung arbeitet und damit nicht die erfindungsgemäße gleichförmige Erwärmung der Rohre auf deren gesamter Länge kennt. Furthermore, a tube furnace is already known in which by a large distance overheating of the pipes is avoided between the firing source and the pipes will. However, this known furnace has no guides for the hot flue gases on, so that it works without internal flue gas circulation and thus not the invention knows uniform heating of the pipes over their entire length.

Die USA. -Patentschrift 2101835 beschreibt einen liegenden Röhrenofen. Hierdurch ergibt sich ein anderer Weg für die Rauchgase, und es ist ebenso keine innere Rauchgasumwälzung vorhanden. Somit ist auch dieser Ofen kein Vorbild für die Erfindung. The USA. - Patent 2101835 describes a horizontal tube furnace. This results in a different path for the flue gases, and it is also not one internal flue gas circulation available. So this stove is not a model for either The invention.

Gegenüber allen diesen Öfen zeichnet sich der erfindungsgemäße Ofen dadurch aus, daß er eine gleichmäßige Erwärmung der Rohre auf deren gesamter Länge und damit eine Vermeidung einer zu hohen Flächenbelastung des zu erhitzenden Mediums sicherstellt. The oven according to the invention is distinguished from all of these ovens characterized in that it ensures uniform heating of the tubes over their entire length and thus avoidance of excessive surface loading on the medium to be heated ensures.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird der Röhrenofen nun am Beispiel der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsformen beschrieben. Dabei ist A b b. 1 ein Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform, Ab b. la ein Schnitt durch den oberen Teil des Strahlungsraumes einer zweiten Ausführungsform, A b b. lb ein Schnitt durch den oberen Teil des Strahlungsraumes einer dritten Ausführungsform und Abt. 2 die grafische Darstellung von Flächenbelastungen der Rohre und des Mediums bei verschiedenen Ausführungsformen in verschiedener Höhe des Ofens. For a better understanding of the invention, the tube furnace is now on Example of the embodiments shown in the drawing described. It is A b b. 1 shows a longitudinal section through a first embodiment, from b. la a cut through the upper part of the radiation space of a second embodiment, A b b. lb a section through the upper part of the radiation space of a third embodiment and Section 2 the graphic representation of surface loads on the pipes and the medium in different embodiments at different heights of the furnace.

F i g. 1 zeigt einen Röhrenofen, in dessen unterem Teil der Brenner 1 angeordnet ist, dessen Flamme in den Brennraum 2 hineinspielt. Der Brenner 1 wird z. B. mit Gas oder Öl betrieben. Der Brennraum 2 verengt sich nach oben und bildet die Düse 3 oder einen sogenannten Kragen, der den Durchmesser dk hat. Oberhalb des Brennraumes 2 liegt der Strahlungsraum 4, in dem die zu einem Zylinder gewickelten Rohre 5 angeordnet sind. Die Rohre bilden eine Rohrschlange, die den Durchmesser D hat. Die Durchmesser dk und D sind so aufeinander abgestimmt, daß der erstere nur einen Bruchteil, beispielsweise 50/0, des Durchmesser D beträgt. Die Durchmesserabstimmung erfolgt so, daß einerseits aus dem Brennraum2, dessen Wände hellglühend sind, nicht mehr direkte Flächeneinstrahlung in den Strahlungsraum 4 gelangen kann, als die Rohre 5 hinsichtlich einer Überhöhung der Rohrwandtemperatur bei Stillstand des Mediums durch Ausfall der Pumpe oder durch eine andere Störung annehmen dürfen, andererseits eine Beschleunigung der Rauchgase mit einem düsenartigen Austritt in den Strahlungsraum 4 erfolgt. Die Rauchgase schießen durch die Auftriebskräfte der heißen Rauchgassäule im stehenden Ofen stark beschleunigt, in der Mitte des Strahlungsraumes 4 hoch. Dabei wird nicht der ganze Querschnitt 24 mit frischem Rauchgas hoher Tem-4 peratur gefüllt, sondern es steht in der Mitte ein heißer Gaszylinder vom ungefähren Querschnitt dk . Dieser Gaszylinder zerflattert natürlich am 4 Rand infolge der Geschwindigkeitsdifferenz mit der umgebenden Gashülle. Nach oben zu wird sein Durchmesser größer bzw. er durchmischt sich mit der langsamer strömenden Außenzone. Es lösen sich direkt an der Austrittskante am Kragen Wirbel ab, die in den Strahlungsraum 4 wegschwimmen, jedoch mit geringerer Geschwindigkeit als der Gaszylinder. F i g. 1 shows a tube furnace, in the lower part of which the burner 1 is arranged, the flame plays into the combustion chamber 2. The burner 1 will z. B. operated with gas or oil. The combustion chamber 2 narrows towards the top and forms the nozzle 3 or a so-called collar, which has the diameter dk. Above the Combustion chamber 2 is the radiation chamber 4, in which the wound into a cylinder Pipes 5 are arranged. The tubes form a coil that has the diameter D has. The diameters dk and D are matched to one another so that the former is only a fraction, for example 50/0, of the diameter D. The diameter adjustment takes place in such a way that, on the one hand, from the combustion chamber2, the walls of which are brightly glowing, not more direct surface irradiation can get into the radiation space 4 than that Pipes 5 with regard to an increase in the pipe wall temperature when the Medium through failure of the pump or through some other malfunction, on the other hand, an acceleration of the flue gases with a nozzle-like outlet in the radiation space 4 takes place. The smoke gases shoot through the buoyancy of the hot flue gas column in the standing furnace strongly accelerated, in the middle of the radiation room 4 high. In this case, not the entire cross-section 24 is filled with fresh flue gas with a high temperature of 4 temperature, but there is a hot gas cylinder in the middle of the approximate Cross section dk. This gas cylinder naturally flutters at the 4 edge as a result of the Speed difference with the surrounding gas envelope. Towards the top becomes its diameter bigger or he mixes with the slower flowing outer zone. Eddy currents are released directly at the exit edge on the collar, which enter the radiation space 4 swim away, but at a slower speed than the gas cylinder.

Hinter der Kante vom Kragen kann sogar ein Unterdruck entstehen, wie dies auch die Wirbelbildung (s. eingezeichnete Pfeile) beweist.There can even be negative pressure behind the edge of the collar, like this is also proven by the formation of eddies (see arrows drawn).

Am oberen Ende des Strahlungsraumes 4 trifft das bevorzugte, im Gaszylinder nach oben drängende Rauchgas auf die Prallplatte 6 und wird dabei in radialer Richtung abgelenkt, wobei es die im oberen Teil des Strahlungsraumes in einen Konus 7 zusammengezogenen Rohre passiert. Diese Heizfläche hat also nicht nur Wärmeübergang durch Strahlung, sondern auch schon erheblichen Übergang durch Konvektion. Hinter dem Konus 7 liegt ein Gasberuhigungsraum 8. Der weitere Weg des Rauchgases ist etwas gedrosselt im Abstand 12, d. h. durch die Kante der Prallplatte 6 mit der Ofendecke. Der Beruhigungsraum 8 ist also gleichzeitig auch Stauraum. Das an dieser Stelle ziemlich kühler gewordene Rauchgas, es hat beispielsweise nur noch 5500 C gegenüber 12500 C hinter der Düse 3, hat sein spezifisches Gewicht vergrößert. Infolge des Gewichtsunterschiedes der »kalten« Gasmenge, die sich zwischem dem Rohrzylinder 10 und dem Ofenmantel befindet, und der warmen Gassäule des Gaszylinders besteht die Neigung für das Rauchgas, von dem Beruhigungsraum 8 in den Ringspalt 9 zwischen Rohrzylinder 9 und Mantel des Strahlungsarmes 4 hineinzusinken. Die Spaltweite a des Ringspaltes 9 ist dementsprechend groß zu bemessen. Zusammen mit dem Wirbelraum, der innerhalb der Rohre 5 den Gaszylinder umgibt, und der Unterdruckwirkung an der Austrittskante der Düse 3 entsteht eine innere Rauchgasumwälzung. Dem Ringspalt 9 hinter den Rohren 5 wird kaum noch Wärme zugeführt, weil die Rohre 5 abschirmen. Es tritt also im Ringspalt 9 absunkenes kälteres Rauchgas unten an den Rohren 5, insbesondere an den Stellen, wo dieFlächenbelastungen groß sind, wieder in den Strahlungsraum 4 ein, wird dort mitgerissen und mischt sich mit dem heißen Gaszylinder bis hinauf zur Prallplatte 6, wo es wieder in Umlauf geht. Diesem inneren Umlaufsystem wird durch die Düse 3 dauernd frisches Gas zugeführt. At the upper end of the radiation space 4, the preferred occurs in the gas cylinder upwardly pushing flue gas on the baffle plate 6 and is in the radial direction deflected, whereby it is contracted into a cone 7 in the upper part of the radiation space Pipes happened. This heating surface does not only have heat transfer through radiation, but also considerable transition through convection. Behind the cone 7 lies a gas calming room 8. The further path of the flue gas is somewhat restricted in the Distance 12, d. H. through the edge of the baffle plate 6 with the furnace roof. The calming room 8 is also storage space. The one that has gotten quite cool at this point Flue gas, for example only 5500 C compared to 12500 C behind the nozzle 3, has increased its specific gravity. Due to the difference in weight of the "Cold" amount of gas that is between the tubular cylinder 10 and the furnace jacket, and the warm gas column of the gas cylinder has a tendency for the flue gas, from the calming space 8 in the annular gap 9 between the tubular cylinder 9 and the jacket of the Low radiation 4 sink into it. The gap width a of the annular gap 9 is accordingly large to measure. Together with the swirl space, the gas cylinder within the tubes 5 surrounds, and the negative pressure effect at the outlet edge of the nozzle 3 is created internal flue gas circulation. The annular gap 9 behind the pipes 5 hardly gets any heat fed because the tubes 5 shield. So it occurs in the annular gap 9 sunk colder flue gas at the bottom of the pipes 5, especially at the points where the surface loads are large, re-enters the radiation space 4, is entrained there and mixes with the hot gas cylinder up to the baffle plate 6, where it is in circulation again goes. Fresh gas is continuously fed to this inner circulation system through the nozzle 3.

Dasselbe Gasgewicht verläßt den Beruhigungsraum 8 durch den engen Abstand 12 und den Rauchgasabzug 11.The same gas weight leaves the calming space 8 through the narrow Distance 12 and the smoke outlet 11.

Das aufzuheizende Medium wird in den Rohrzylinder am Einlaß E eingeführt und verläßt diesen am Auslaß A. The medium to be heated is introduced into the tubular cylinder at inlet E. and leaves it at outlet A.

Abt . 1 zeigt weiter, daß die Rohre 5 im unteren Bereich des Strahlungsraumes 4 enger aneinanderliegen als im oberen Bereich. Dies hat zur Folge, daß die in dem Ringspalt 9 herunterfallenden abgekühlten Rauchgase die untenliegenden Rohre 5 besser als die obenliegenden Rohre umspülen können und damit die stärkere Erhitzung durch die aus der Düse 3 austretenden Rauchgase ausgleichen, die im unteren Bereich des Strahlungsraumes 4 heißer als weiter oben sind. Dept. 1 further shows that the tubes 5 are in the lower region of the radiation space 4 are closer together than in the upper area. As a result, the Annular gap 9, cooled flue gases falling down, the pipes 5 below are better than the overhead tubes can wash around and thus the stronger heating through compensate for the smoke gases emerging from the nozzle 3, which are in the lower area of the Radiation space 4 are hotter than above.

Bei den in den Abb. la und lb gezeigten Ausführungsformen sind die Rohre 5 im mittleren Bereich des Strahlungsraumes 4 als Rohrzylinder 10 oder Heizflächenring ausgeführt. In diesem einen gewissen Abstand vom Brennraum 2 aufweisenden Bereich des Strahlungsraumes ist die Strahlung pro Flächeneinheit niedrig, und die Rauchgase haben sich so weit abgekühlt, daß die Geschwindigkeit des Mediums durch Durchlauf durch den Rohrzylinder 10 infolge von dessen höherem Querschnitt ohne Gefahr einer örtlichen Überhitzung herabgesetzt werden kann, wodurch Strömungsenergie gewonnen und die Geschwindigkeit des Mediums in den entsprechend höher belasteten Rohren 5 im unteren Teil des Strahlungsraumes 4 heraufgesetzt wird. In the embodiments shown in Fig. La and lb are the Tubes 5 in the middle area of the radiation space 4 as a tubular cylinder 10 or heating surface ring executed. In this area having a certain distance from the combustion chamber 2 of the radiation room, the radiation per unit area is low, and the smoke gases have cooled so far that the speed of the medium by passage through the tubular cylinder 10 due to its higher cross-section without the risk of a Local overheating can be reduced, whereby flow energy gained and the speed of the medium in the correspondingly higher loaded pipes 5 is raised in the lower part of the radiation space 4.

Bei der in Ab b. la gezeigten Ausführungsform wird weiter Kondensat in eine Rohrschlange eingeführt, die im oberen Bereich die Form eines Konus 13 annimmt. Nach Durchlauf durch einen Behälter verläßt das Kondensat den Röhrenofen in Dampfform. In the case of the in ab b. la embodiment shown is further condensate inserted into a pipe coil which assumes the shape of a cone 13 in the upper area. After passing through a container, the condensate leaves the tube furnace in vapor form.

Abt.2 zeigt die Wärmebelastung q über der Höhe h eines Röhrenofens herkömmlicher Bauart mit der Kurve (a) und eines erfindungsgemäßen Röhrenofens mit der Kurve (b). Ein Vergleich der beiden Kurven zeigt, daß das Maximum der Flächenbelastung für einen erfindungsgemäßen Röhrenofen niedriger als bei einem Röhrenofen gemäß dem Stand der Technik liegt und daß die Flächenbelastung weiter über der gesamten Höhe gleichmäßiger verläuft und nicht so stark abfällt. Section 2 shows the heat load q over the height h of a tube furnace conventional design with curve (a) and a tube furnace according to the invention with the curve (b). A comparison of the two curves shows that the surface loading is the maximum lower for a tube furnace according to the invention than for a tube furnace according to the prior art and that the wing loading continues over the entire Height is more even and does not drop off as much.

Die Rauchgasmenge, die bei der erfindungsgemäßen inneren Rauchgasumwälzung im Ringspalt 9 in Umlauf geht, ist nicht genau bestimmbar. Sie wird jedoch um so größer, je kleiner der Durchmesser dk gegenüber D wird und je höher die Austrittsgeschwindigkeit an der Düse 3 ist. Selbstverständlich wirken verstärkend auch eine größere Ringspaltbreite a und eine größere Temperaturdifferenz zwischen Beruhigungsraum 8 und Ringspalt 9 einerseits und dem Gaszylinder innerhalb der Rohre 5 andererseits und eine größere Höhe des Strahlungsraumes 4 überhaupt. The amount of flue gas in the internal flue gas circulation according to the invention goes into circulation in the annular gap 9 cannot be precisely determined. However, it will be so larger, the smaller the diameter dk is compared to D and the higher the exit speed at nozzle 3. Of course, a larger annular gap width also has a reinforcing effect a and a greater temperature difference between the calming space 8 and the annular gap 9 on the one hand and the gas cylinder within the tubes 5 on the other hand and a larger one Height of the radiation space 4 at all.

Die Strahlungsbelastung im unteren Bereich des Strahlungsraumes ist infolge der durch die Düse 3 gegebenen Verengung niedriger als ohne diese Düse, wie der Vergleich der Kurven (a) und (b) in A b b. 2 zeigt. Die ausgeprägte Spitze der Kurve (a) fällt weg. The radiation exposure in the lower area of the radiation room is due to the constriction given by nozzle 3, lower than without this nozzle, like the comparison of curves (a) and (b) in A b b. 2 shows. The pronounced tip curve (a) disappears.

Die Flächenstrahlung aus dem Brennraum 2 wird durch die Düse 3 stark abgedeckt. Die durch die Düse hindurchfallende Strahlung fällt weit in den Strahlungsraum 4 hinein.The surface radiation from the combustion chamber 2 becomes strong through the nozzle 3 covered. The radiation falling through the nozzle falls far into the radiation space 4 inside.

Die Rauchgase strahlen trotz hoher Temperatur direkt hinter der Düse 3 nur in der verringerten Schichtdicke dk. Man hat also durch Wahl der Schichtdicke, die hier dem Durchmesser dk entspricht, die Möglichkeit, die Rauchgasabstrahlung bzw. die Rohrwandtemperatur am unteren Ende des Strahlungsraumes 4 abzustimmen, ohne die Temperatur des Rauchgases hinter der Düse 3 durch Luftüberschuß oder zwangsweise geförderte äußere Rauchgasrückführung zu vermindern. Despite the high temperature, the smoke gases radiate directly behind the nozzle 3 only in the reduced layer thickness dk. So by choosing the layer thickness you have which here corresponds to the diameter dk, the possibility of the smoke gas emission or to coordinate the pipe wall temperature at the lower end of the radiation space 4, without the temperature of the flue gas behind the nozzle 3 by excess air or by force to reduce external flue gas recirculation.

Innerhalb des Ofens selbst tritt eine Rauchgasumwälzung ohne Umwälzgebläse ein, die jedoch lediglich eine Schutzhülle kälteren Rauchgases um die unteren Partien im gefährlichen Bereich des Strahlungsraumes 4 legt, ohne diese abzukühlen und die Verbrennung der Flamme zu beeinflussen. Im mittleren und oberen Teil des Strahlungsraumes 4 wird infolge der etwas höher gehaltenen Temperatur des Gaszylinders innerhalb der Rohre 5 die Flächenbelastung dafür höher. Flue gas is circulated within the furnace itself without a circulation fan one, which is only a protective cover of colder flue gas around the lower parts in the dangerous area of the radiation space 4, without cooling them down and the Affecting the combustion of the flame. In the middle and upper part of the radiation room 4 is due to the slightly higher maintained temperature of the gas cylinder inside of the tubes 5, the surface loading is higher.

Grundsätzlich ist also ein Ausgleich in der Strahlungsbelastung über die Heizfläche eingetragen, wie dies in Kurve (b) der Abt. 2 qualitativ angedeutet ist. Basically, there is a balance in the radiation exposure over entered the heating surface, as indicated qualitatively in curve (b) of section 2 is.

Claims

Claims: 1. Standing tube furnace with a cylindrical Jacket, with a burner arranged in the lower part of the jacket in a combustion chamber, with a radiation space arranged above the combustion chamber and with one between Combustion chamber and radiation chamber, direct radiation into the radiation chamber preventive installation, with pipes arranged in the radiation room for passage of the medium to be heated and with a smoke outlet opening in the upper end wall of the radiation space, characterized in that the tubes (5) are in the form of a helix at a distance from the wall of the radiation space (4) are wound over each other that the installation preventing direct irradiation takes the form of a nozzle (3) such Diameter has that from the walls of the combustion chamber (2) emanating thermal radiation does not impinge directly on the tubes (5), below and at a distance (12) from the Flue gas outlet opening a baffle plate (6) is arranged, the distance (12) is so narrow that the smoke gases are retained and into the radiation room (4) flow back, the pipes (5) over the major part of the length of the radiation space (4) wound to form a cylinder, the diameter of the cylinder in the upper end of the radiation space with the formation of a cone (7) decreases, so that all around a ring-shaped Quiet space (8) is created, and the distance (a) between The outer edge of the cylinder and jacket is dimensioned in such a way that an annular gap (9) is formed that on the one hand the retained by the baffle plate (6) and into the radiation space (4) no flue gases flowing back during their downward movement in the annular gap (9) excessive resistance is opposed and on the other hand in the annular gap (9) none Self convection occurs.

2. Tube furnace according to claim 1, characterized in that the distance (a) is equal to 1.5 times the diameter of the tubes (5).

3. Tube furnace according to claim 1 and 2, characterized in that the tubes (5) approximately in the lower third of the radiation space (4) have a larger mutual Have a distance than in the rest of the radiation space (4).

4. Tube furnace according to claim 1 to 3, characterized in that the cylinder consisting of the tubes (5) in the upper area of the radiation space (4) is designed below the cone (7) as a tubular cylinder (10).

5. Tube furnace according to claim 1 to 4, characterized in that the tubes (5) in the upper area of the radiation space (4) below the cone (7) have a larger diameter.

Considered publications: German Patent Specifications No. 899 993, 956 673; U.S. Patent Nos. 2101835, 2140 278.