DE1299387B

DE1299387B - Tubular heater with burner for flowing fuel, especially on radiant heaters for rooms

Info

Publication number: DE1299387B
Application number: DEL50798A
Authority: DE
Inventors: Juestel Heinz; Dr Joachim; Von Linde; Dipl-Ing Robert
Original assignee: ROBERT DIPL ING; VON LINDE
Current assignee: ROBERT DIPL ING; VON LINDE
Priority date: 1965-05-26
Filing date: 1965-05-26
Publication date: 1969-07-17

Description

Die Erfindung betrifft einen Rohrheizkörper mit Brenner für strömenden Brennstoff, insbesondere an Strahlungsheizgeräten für Räume, mit einem Innenrohr und einem dieses im Abstand umgebenden Außenrohr, bei welchem die Brennerflamme in Richtung der Längsachse des Innenrohres in dieses hineinwirkt, bei welchem ferner die Verbrennungsgase nach Durchströmen des Innenrohres um 180° umgelenkt werden, in den Ringraum zwischen Innen-und Außenrohr eintreten und dieses sodann nach Wärmeabgabe durch einen Abgasstutzen verlassen und bei welchem Verbrennungsluft durch einen Eintrittsstutzen und einen Zuführungskanal dem Brenner zuströmt, wobei eine rekuperative Vorwärmung eintritt.The invention relates to a tubular heater with burner for flowing Fuel, in particular on radiant heaters for rooms, with an inner tube and an outer tube surrounding this at a distance, in which the burner flame acts in the direction of the longitudinal axis of the inner tube into this, in which further the combustion gases are deflected by 180 ° after flowing through the inner tube, enter the annular space between the inner and outer tube and this then after heat dissipation leave through an exhaust pipe and in which combustion air through a Inlet nozzle and a supply channel flows towards the burner, with a recuperative Preheating occurs.

Bei einem bekannten derartigen Rohrheizkörper sind der Abgasstutzen und die Verbrennungsluftzuführung so zueinander angeordnet, daß ,der Ringraum zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr auf seiner ganzen Länge und damit auch im Bereich des am stärksten erhitzten Teiles des Innenrohres (Brennerflamme) von Verbrennungsgasen durchströmt und die Verbrennungsluft mit bereits zum Teil abgekühlten Verbrennungsgasen vorgewärmt wird. Diese Anordnung macht ein besonderes Luftzuführungsrohr erforderlich, erreicht wird durch sie, daß die Verbrennungsluft mit bereits abgekühlten Verbrennungsgasen in Wärmeaustausch tritt und das am höchsten erhitzte Verbrennungsgas dem eigentlichen Heizzweck dient. Nachteilig macht sich bei diesen Heizkörpern neben dem durch das besondere Luftzuführungsrohr verhältnismäßig komplizierten Aufbau jedoch bemerkbar, daß sich die spezifische Heizleistung des Brenners nicht, wie in vielen Fällen, insbesondere bei Verwendung des Heizkörpers als Wärmestrahler, erwünscht wäre, über ein bestimmtes Maß hinaus erhöhen läßt. Denn der am stärksten erhitzte Teil den Innenrohres im Bereich des Brenners und der Brennerflamme ist auch auf der Seite des Ringraumes mit heißen Verbrennungsgasen beaufschlagt, so daß die zulässige Materialbelastung bereits bei verhältnismäßig kleinen spezifischen Heizleistungen erreicht wird.In a known tubular heater of this type, the exhaust gas nozzle is and the combustion air supply so arranged to one another that, the annular space between the inner tube and the outer tube along its entire length and thus also in the area the most heated part of the inner tube (burner flame) of combustion gases flows through and the combustion air with combustion gases that have already been partially cooled is preheated. This arrangement makes a special air supply pipe necessary, What is achieved by them is that the combustion air with already cooled combustion gases enters into heat exchange and the most highly heated combustion gas is the actual one Serves heating purpose. These radiators have a disadvantage in addition to the special air supply pipe, relatively complicated structure, however, noticeable, that the specific heating output of the burner does not, as in many cases, especially when using the radiator as a radiant heater, would be desirable over lets increase a certain amount out. Because the most heated part is the Inner tube in the area of the burner and the burner flame is also on the side of the annulus exposed to hot combustion gases, so that the permissible material load is already achieved with relatively small specific heating outputs.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, diese Nachteile zu beseitigen und einen Rohrheizkörper der geschilderten Art zu schaffen, der sich durch einen einfachen Aufbau auszeichnet und mit hohen Heizleistungen betrieben werden kann.The invention has set itself the task of eliminating these disadvantages and to create a tubular heater of the type described, which is through a characterized by a simple structure and can be operated with high heating capacities.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ringraum zwischen .dem Innen- und Außenrohr durch eine, in Strömungsrichtung der Verbrennungsgase im Ringraum gesehen, vor dem durch die Brennerflamme am stärksten erhitzten Bereich des Innenrohres angeordnete, quer zur Längsachse der Rohre verlaufende, gasdichte Trennwand unterteilt ist und daß sich der Abgasstutzen im nahen Bereich der Trennwand vor dieser und .der Verbrennungslufteintrittsstutzen im nahen Bereich hinter dieser befindet, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß der den zuletzt genannten Stutzen enthaltende Ringraumteil als Verbrennungsluftzuführungskanal dient. Durch die Erfindung wird neben der baulichen Vereinfachung erreicht, daß der am stärksten erhitzte Bereich des Innenrohres mit .der Verbrennungsluft in Wärmetausch gebracht und damit gekühlt wird. Dadurch kann die Wärmebelastung dieses Rohrteils gegenüber dem bekannten gesteigert werden, ohne Materialschäden befürchten zu müssen, und es ist möglich, den Brenner mit größerer spezifischer Heizleistung auszulegen.This object is achieved according to the invention in that the annular space between .the inner and outer pipe through a, in the flow direction of the combustion gases seen in the annulus, in front of the area most heated by the burner flame of the inner tube arranged transversely to the longitudinal axis of the tubes, gas-tight Partition wall is divided and that the exhaust gas nozzle in the vicinity of the partition wall in front of this and .the combustion air inlet nozzle in the close area behind this is located, the arrangement being made so that the last-mentioned nozzle containing annular space part serves as a combustion air supply duct. Through the invention is achieved in addition to the structural simplification that the most heated area of the inner tube brought into heat exchange with the combustion air and thus cooled will. As a result, the thermal load on this pipe part can be increased compared to the known one without having to worry about material damage, and it is possible to use the burner to be designed with a greater specific heating output.

Bei einer Ausführungsform des Rohrheizkörpers nach der Erfindung besteht das Außenrohr aus zwei Rohrstücken, und die Trennwand ist als Flansch ausgebildet, wobei dieser die Rohrstücke miteinander verbindet und gleichzeitig als Abstandshalter zwischen Innenrohr und Außenrohr dient. Hierdurch wird die Möglichkeit geschaffen, für das den Strömungspfad für die Verbrennungsluft begrenzende Rohrstück des Außenrohres, .das thermisch nur gering belastet ist, eilt billigeres Material zu verwenden, als für das den Strömungspfad für die Verbrennungsgase begrenzende Rohrstück des Außenrohres. In einem Fall sind Koblenstoffstahl und hochlegierter Chromnickelstahl als Werkstoffe vorgesehen.In one embodiment of the tubular heater according to the invention the outer pipe consists of two pipe pieces and the partition is designed as a flange, this connects the pipe pieces to one another and at the same time acts as a spacer is used between the inner pipe and the outer pipe. This creates the possibility for the pipe section of the outer pipe that delimits the flow path for the combustion air, .that is only slightly thermally stressed, rushes to use cheaper material than for the pipe section of the outer pipe that delimits the flow path for the combustion gases. In one case, carbon steel and high-alloy chrome-nickel steel are the materials intended.

Eine andere Ausführungsform ist so ausgebildet, daß .die das Außenrohr bildenden Rohrstücke im wesentlichen bleichen Außendurchmesser aufweisen.Another embodiment is designed so that .the outer tube forming pipe sections have substantially bleach outer diameter.

Bei einer weiteren Ausführung ist der Brenner dichtend in das freie Ende des Außenrohres eingesetzt, wobei sein Mundstück in das Innenrohr hineinragt. In einem Fall ist die dichtende Verbindung so gestaltet, daß eine Verschiebbarkeit des Brenners gegenüber dem Außenrohr ermöglicht ist: Dadurch wird auf einfache Weise der Abschluß des .die Verbrennungsluft führenden Ringraumteiles erreicht und gleichzeitig der Tatsache Rechung getragen, daß sich das Innenrohr auf Grund seiner starken Erwärmung wesentlich stärker ausdehnt als das Außenrohr im Bereich der Verbrennungsluftführung.In a further embodiment, the burner is sealing in the open Inserted at the end of the outer tube, with its mouthpiece protruding into the inner tube. In one case, the sealing connection is designed so that it can be displaced of the burner compared to the outer tube: This is a simple way the conclusion of the .the combustion air leading annular space part reached and at the same time the fact taken into account that the inner tube due to its strong heating expands much more than the outer pipe in the area of the combustion air duct.

Eine andere Ausführungsform sieht vor, daß der Verbrennungslufteintrittsstutzen tangential in den die Verbrennungsluft führenden Ringraumteil einmündet. Dadurch wird eine schraubenlinienförmige Luftströmung um das Innenrohr herum erreicht.Another embodiment provides that the combustion air inlet nozzle opens tangentially into the part of the annular space leading the combustion air. Through this a helical air flow is achieved around the inner tube.

Neben diesen Ausführungsformen ist eine vorgesehen, bei der das Innenrohr aus Teilzylindexschalen gebildet ist, deren Längskanten nach außen umgebördelt und miteinander verschweißt sind, Durch diese Bördelkanten wird eine beträchtliche mechanische Versteifung des Rohres erzielt, wodurch die Verwendung von Blechen relativ geringer Wandstärke ermöglicht wird. Diese Bördelkanten sind in anderen Fällen gleichzeitig als Abstandshalter zwischen Innenrohr und Außenrohr ausgebildet. Bei Ausführungsformen, bei denen das Außenrohr aus zwei Rohrstücken zusammengesetzt ist, ist vorgesehen, auch dasjenige Rohrstück, das den Strömungspfad für die Verbrennungsgase bildet, in der vorstehend beschriebenen Weise aus Teilzylinderschalen mit nach außen umgebördelten und miteinander verschweißten Längskanten aufzubauen.In addition to these embodiments, one is provided in which the inner tube is formed from Teilzylindexschalen, the longitudinal edges of which are flanged outwards and are welded together, due to these flanged edges there is a considerable mechanical Stiffening of the pipe is achieved, whereby the use of sheet metal is relatively less Wall thickness is made possible. These flanged edges are simultaneous in other cases designed as a spacer between the inner tube and the outer tube. In embodiments, in which the outer pipe is composed of two pipe pieces, it is provided also the pipe section that forms the flow path for the combustion gases, in the manner described above from partial cylinder shells with flanged outwards and to build long edges welded together.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen Rohrheizkörper, teilweise längsgeschnitten, und F i g. 2 einen Schnitt gemäß Linie A-A in F i g. 1. Der Rohrheizkörper besteht im wesentlichen aus einem Innenrohr 1, das von einem mit 2 bezeichneten Ölbrenner beheizt wird und von einem Außenrohr umgeben ist, das aus zwei Rohrstücken 3 und 4 zusammengesetzt ist. Der Brenner 2 ist axial verschiebbar in das freie Ende 5 des Außenrobrstückes 3 eingesetzt und ragt mit .seinem Mundstück 6 in das Innenrohr 1 hinein. Die Rohrstücke 3 und 4 sind durch einen Flansch 7 miteinander verbunden, der am Innenrohr 1 angeschweißt ist und den Ringraum zwischen dem Innenrohr 1 und dem von den Rohrstücken 3, 4 gebildeten Außenrohr in zwei Ringraumteile 8 und 9 aufteilt. Der Ringraumteil 8 dient zur Führung der Verbrennungsluft zum Brenner 2. Zu diesem Zweck mündet in den Ringraumteil8 nahe dem Flansch 7 ein Lufteintrittsstutzen 10. Die Lufteinführung erfolgt tangential, um eine schraubenlinienförmige Luftströmung um das Innenrohr 1 in dem Ringraumteil 8 zum Brenner 2 hin und damit eine gute Kühlung des durch die Brennerflamme am stärksten erhitzten Abschnittes des Innenrohres 1 zu erzielen. Die Abdichtung des Ringraumteiles 8 an dem dem Flansch 7 abgewandten Ende erfolgt mit Hilfe von Dichtungsringen 11, die zwischen dem Brenner 2 und dem Rohrstück 3 angeordnet sind.An embodiment of the invention is described below with reference to the Drawings explained in detail. It shows F i g. 1 a tubular heater, partially cut lengthways, and F i g. 2 shows a section along line A-A in FIG. 1. The tubular heater consists essentially of an inner tube 1, which is designated by a 2 Oil burner is heated and is surrounded by an outer tube, which consists of two pipe pieces 3 and 4 is composed. The burner 2 is axially displaceable in the free end 5 of the outer shell 3 and protrudes with. Its mouthpiece 6 into the inner tube 1 into it. The pipe sections 3 and 4 are connected to one another by a flange 7, the is welded to the inner tube 1 and the annular space between the Inner pipe 1 and the outer pipe formed by the pipe sections 3, 4 into two annular space parts 8 and 9 divides. The annular space part 8 is used to guide the combustion air to Burner 2. For this purpose, an air inlet nozzle opens into the annular space part 8 near the flange 7 10. The air is introduced tangentially around a helical air flow around the inner tube 1 in the annular space part 8 towards the burner 2 and thus good cooling of the section of the inner tube 1 that is most strongly heated by the burner flame to achieve. The sealing of the annular space part 8 on the one facing away from the flange 7 End takes place with the help of sealing rings 11 between the burner 2 and the Pipe section 3 are arranged.

Das Außenrohrstück 4 ist an seinem von dem Flansch 7 abgewandten Ende durch einen angeschweißten Deckel 12 verschlossen, der einen Befestigungsstutzen 13 trägt. Das Innenrohr 1 endet, wie ersichtlich, vor dem Deckel 12, so daß die heißen Verbrennungsgase aus dem Innenrohr 1 um 180° umgelenkt werden, in den Ringraum 9 strömen und vor dort aus durch einen nahe dem Flansch 7 angeordneten Abgasstutzen 14 abgeführt werden.The outer pipe section 4 is at its end facing away from the flange 7 closed by a welded-on cover 12, which has a fastening stub 13 carries. The inner tube 1 ends, as can be seen, in front of the cover 12, so that the hot combustion gases from the inner tube 1 are deflected by 180 ° into the annular space 9 and flow out from there through an exhaust pipe arranged near the flange 7 14 are discharged.

Wie aus F i g. 2 ersichtlich, sind das Innenrohr 1 und das Außenrohrstück 4 jeweils aus zwei Halbzylinderschalen 1 a,1 b bzw. 4 a und 4 b zusammengesetzt, deren Längskanten 15 bzw. 16 nach außen umgebördelt und miteinander verschweißt sind. Dadurch wird eine Versteifung dieser Rohre erzielt, die die Verwendung von Blechen relativ geringer Wandstärke ermöglicht. Die Abstandshaltung erfolgt durch das Brennermundstück 6, den Flansch 7 und Abstandshalter 17.As shown in FIG. 2, the inner pipe 1 and the outer pipe section 4 are each composed of two semi- cylindrical shells 1 a, 1 b and 4 a and 4 b , the longitudinal edges 15 and 16 of which are flanged outwards and welded together. This stiffening of these pipes is achieved, which enables the use of sheets of relatively thin wall thickness. The distance is maintained by the burner mouthpiece 6, the flange 7 and spacer 17.

Das Außenrohr 3 ist thermisch erheblich geringer belastet als das Innenrohr 1 und das Außenrohrstück 4. Es besteht daher aus einem billigeren Material. Da es als Träger für den Brenner 2 dient, weist es eine größere Wandstärke auf als das Außenrohrstück 4.The outer tube 3 is thermally significantly less stressed than that Inner pipe 1 and the outer pipe section 4. It is therefore made of a cheaper material. Since it serves as a carrier for the burner 2, it has a greater wall thickness than the outer pipe section 4.

Der Brenner 2 ist ein Hochdruckzerstäubungsbrenner, der eine Brennstoffdüse 18, eine Zündeinrichtung 19 und eine Mischdüse 20 aufweist. Die durch den Stutzen 10 und den Ringraumteil 8 zugeführte Verbrennungsluft strömt durch den Ringspalt 21 der Mischdüse 20 in das Innenrohr 1 und kühlt den dem Brenner benachbarten Abschnitt des Innenrohres 1. Bei dem ausgeführten Gerät wird mit einer Brennraumbelastung von 60 000 000 kcal/ms gearbeitet, wobei am Außenrohrstück 4 eine Oberflächenbelastung von 12 kcal/cm2 auftritt.The burner 2 is a high pressure atomizing burner which has a fuel nozzle 18, an ignition device 19 and a mixing nozzle 20. The one through the neck Combustion air supplied to 10 and the annular space part 8 flows through the annular gap 21 of the mixing nozzle 20 into the inner tube 1 and cools the section adjacent to the burner of the inner tube 1. In the case of the executed device, there is a load on the combustion chamber of 60,000,000 kcal / ms worked, with a surface load on the outer pipe section 4 of 12 kcal / cm2 occurs.

Claims

Claims: 1. tubular heater with burner for flowing fuel, in particular on radiant heaters for rooms, with an inner tube and one of these at a distance surrounding the outer tube, in which the burner flame in the direction of the longitudinal axis of the inner tube acts into this, in which further: the combustion gases after flowing through the inner tube are deflected by 180 °, in the annular space between Inside and outside pipe enter and .this then after heat dissipation through an exhaust pipe leave and at which combustion air through an inlet nozzle and a The supply channel flows towards the burner, with recuperative preheating occurring, d a d u r c h that the annular space (8, 9) between the inner and outer tube (1 or 3, 4) through one in the direction of flow of the combustion gases in the annulus seen, in front of the area of the inner tube that is most strongly heated by the burner flame (1) arranged gas-tight partition (7) running transversely to the longitudinal axis of the pipes is divided and that the exhaust pipe (14) is in the vicinity of the partition (7) in front of this and the combustion air inlet nozzle (10) in the near area behind this is located, the arrangement being made so that the last-mentioned Annular space part (8) containing nozzle (10) acts as a combustion air supply duct.

2. tubular heater according to claim 1, characterized in that the outer tube two pieces of pipe (3 and 4) and the partition (7) designed as a flange is, wherein this connects the pipe sections (3 and 4) together and at the same time serves as a spacer between the inner tube (1) and the outer tube (3, 4).

3. Tubular heater according to claim 2, characterized in that the pipe sections forming the outer pipe (3, 4) have essentially the same outer diameter.

4. Tubular heater according to one of claims 1 to 3, characterized in that the burner (2) is sealing is inserted into the free end (5) of the outer tube (3, 4) and with its mouthpiece (6) protrudes into the inner tube (1).

5. tubular heater according to claim 4, characterized characterized in that the sealing connection is designed so that an axial displacement of the burner with respect to the outer tube (3, 4) is made possible.

6. Tubular heater according to one of claims 1 to 5, characterized in that the combustion air inlet nozzle (10) opens tangentially into the annular space part (8) carrying the combustion air.

7. tubular heater according to one of claims 1 to 6, characterized in that the inner tube (1) is formed from partial cylinder shells (1 a, 1 b), the longitudinal edges of which (15) are flanged to the outside and welded together. B.

Tubular heater according to claim 7, characterized in that the flanged edges (15) of the inner tube (1) are designed as spacers between the inner tube (1) and the outer tube (3, 4).

9. tubular heater according to one of claims 1 to 8, characterized in that at least the part (4) of the outer tube (3, 4) delimiting the flow path for the combustion gases is formed from partial cylinder shells (4 a, 4 b) , the longitudinal edges of which (16 ) are flanged to the outside and welded together.

10. Tubular heater according to claim 2, characterized in that the flow path for the combustion air limiting pipe section (3) of the outer pipe made of carbon steel, the inner pipe (1) and the pipe section (4) delimiting the flow path for the combustion gases The outer tube, on the other hand, is made of high-alloy chrome-nickel steel.