DE1501984A1

DE1501984A1 - Waerme-Umformer zur Beschickung mit beliebigem Brennstoff fuer die Erzeugung reiner Luft

Info

Publication number: DE1501984A1
Application number: DE19661501984
Authority: DE
Inventors: Marko Djuragin
Original assignee: Turbotherm S A
Current assignee: Turbotherm S A
Priority date: 1965-09-27
Filing date: 1966-09-06
Publication date: 1970-02-19
Also published as: LU51845A1; GB1138054A; ES330698A1; NL6612506A; US3412987A; FR1458534A; BE685938A; CH453401A

Description

Wärme-Umformer zur Beschickung mit beliebigen Brennstoff für die Erzeugung reiner Luft·

Reine Warmluft ist fast bei allen industriellen Vorgängen, sowie bei weiteren zahlreichen Anwendungen unentbehrlich.

Warmluft wird durch verschiedenartige Einrichtungen erzeugt,

die hinsichtlich der Kapitalanlage und des Wirkungsgrades kostspielig sind. Es hat sich erwiesen, dass derartige Einrichtungen oft Luft erzeugen, die Verbrennungsrückstände und andere gesundheitsschädliche Verunreinigungen enthalten.

Der hier unten beschriebene erfindungsgemässe Wärme-Umformer ermöglicht reine russfreie, auf 80 bis 60O⁰C erwärmte Luft zu erzeugen. Dieser Wärme-Umformer ist hinsichtlich der

JPC/as

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Gestehungskosten und Betriebskosten sehr wirtschaftlich. Da er mit jedem beliebigen Brennstoff betrieben wird und leicht in jede Maschine oder Einrichtung eingebaut werden kann« so findet er ein breites Anwendungsgebiet.

Die beigelegte Zeichnung zeigt schematisch und beispielsweise eine AusfUhrungsform des erfindungsgemXssen Wärme-Umformers .

Die einzige Figur der Zeichnung veranschaulicht einen Auf» riss des Wärme-Umformers.

Der Wärme Umformer enthält: eine Verbrennungskammer 1« einen mit Flügel 42 versehene« Innenzylinder 2, ein inneres Luftleitungsrohr 3 und schliesslich noch einen Aussenzyiinder 4.

Die mit zwei ineinanderliegenden Zylinder ausgebildete Verbrennungkammer 1 besteht aus dem Stutzen 5 und aus dem Aussenzyiinder 6, deren Abstand an der Unterseite durch eine ringförmige Stahlscheibe 7 und unterhalb des oberen Randes durch eine ringförmige Stahlscheibe 8 abgeschlossen ist. Auf der Stahlscheibe θ ist eine Reihe Oasbrenner 9 angeordnet. Der untere Abteil 10 und der obere Abteil 11 der Verbrennungskammer 1 sind durch das mit Träger 13 befestigte Gitter 12 getrennt. Oberhalb der Gasbrenner 9 ist ein zylindrischer Teuerfester Stein I^ auf dem Träger 15 angeordnet.

Die Zündvorrichtung 16 und die durch das Kabel 18 mit der * ' 009808/0441 - 3 -

Schalttafel 19 verbundene Elektrode 17 sind oberhalb der ringförmigen Stahlscheibe 8 in den Zylinder 6 der Verbrennungekaramer 1 eingeführt. Auf der zündvorrichtung 16 sitzen, einerseits die Zündkerze 20« die durch den Leitungsdraht 21 mit dem Transformer verbunden ist, welcher mit den Kabeln 23 und 24 an der Schalttafel 19 angeschlossen wird, und anderseits die Oasleitung 25« in welcher die Venturi-DUse 26, das Handventil 27 und das durch die Kabel 29 und 30 mit der Schalttafel 19 verbundene automatische Sperrventil 28 eingebaut sind.

Die für Luft- und Oasraisohung gemeinsame Leitung 3I mit eingebauten Sicherheitsventil 32 und Handventil 33 mündet im unteren Abteil 10 der Verbrennungskammer 1 aus. Die Hauptleitung 31 ist mit der Luftleitung 34, in welcher das Handventil 35 eingebaut 1st, und mit der Gasleitung 36 verbunden, in welcher das Handventil 37, sowie das durch die Kabel 39 und 40 mit der Schalttafel 19 verbundene automatische Sperrventil 38, und schliesslich das Druckreduzierventil 41 eingebaut sind.

Der mit Flügeln 42 versehene Innenzylinder 2 sitzt auf dem oberen Rand des Aussenzylinders 6 der Verbrennungskammer 1. Die spiralförmigen Flügel 42 umringen den Aussenzylinder 6 auf seine ganze Lunge.

Das innere Luftleitungsrohr 3 ist in das untere Ende des Stutzens 5 der Verbrennungskammer 1 eingesteckt. Der Aussenzylinder 4 enthält also die Verbrennungskammer 1,

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den mit Flügeln 42 versehenen Innenzylinder 2 und das innere Luftleitungsrohr 3. Der obere wie der untere Teil des Aussenzylinders 4 gelangen über eine Verjüngung in die Auslaufbzw. Einlauföffnung 43 und 44. Durch die Mitte der letzteren wird das innere Luftleitungsrohr 3 geführt.

Der erfindungsgemässe Wärme-Umformer arbeitet folgendermassen. Die Mischung aus Luft und brennbarem Gas (Butan, Methan, Stadtgas) tritt aus der Hauptleitung 31 in den unteren Abteil 10 der Verbrennungskammer 1 ein, geht dann durch das Gitter 12 in das obere Abteil 11 hinüber, wodurch eine innigere Mischung entsteht, um so dann aus dem Brenner 9 auszutreten wo die Verbrennung entsteht und deren Flammen den zylindrischen feuerfesten Stein 14 unmittelbar treffen; es ist der Zweck des letzteren eine bessere Stabilisierung der Flamme und eine vollständige Verbrennung des Brennstoffes zu erzielen. Die Verbrennungsprodukte umspülen die inneren und äusseren Wände des feuerfesten Steines 14 und steigen dann durch den Innenzylinder 2 hoch, welcher dadurch erwärmt wird. Das Mengenverhältnis der Mischung wird durch das in der gemeinsamen Leitung,31 eingebaute Handventil 33 eingestellt. Somit ist es möglich nötigenfalls die Zu- oder Abnahme des Leistungsvermögens zu regulieren.

Die Luft wird durch die Leitung 34 eingeführt und das Mis el- verhältnis der Luft wird mittels des Handventils 35 eingestellt. Das Gas wird durch die Leitung 36 zugeführt;

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der Gasdruck wird im Verhältnis zu dem von der Leitung 34 herrührenden Luftdruck durch das Druckreduzierventil 41 reguliert. Die Einstellung der Oasmenge erfolgt durch das Handventil 37. Der Oaszufluss wird durch das mit der Schalttafel 19 verbundene automatische Sperrventil 38 gesteuert. Falls die Flamme der Zündvorrichtung 16 auslöschen würde, eine von der Elektrode 17 an die Schalttafel 19 übertragene Meldung würde gleichzeitig die Schliessung des sich in der Oasleitung 36 befindlichen automatischen Sperrventils 38« sowie des in der Gasleitung 25 der Zündvorrichtung 16 eingebauten automatischen Sperrventils 28 veranlassen. Auf diese Weise wird eine unzeitige Einströmung des GaSj₈In den Wärme-Umformer vermieden. Das Handventil 27 gestattet das Oeffnen und das Schliessen der Gasleitung 25 der Zündvorrichtung l6. Die sich in der Gasleitung 25 der Zündvorrichtung l6 befindliche Venturi- Düse 26 besorgt die Luft- und Oasmischung. Die auf der Zündvorrichtung montierte Zündkerze 20 wird vom Transformer 22 mit Hochspannung gespiesen und zündet automatisch mit dem Funken das aus, der Vorrichtung 16 ausströmende Oas an.

Die zu erwärmende Luft wird durch die Einlauföffnung 44 und durch das Luftleitungsrohr 3 in den Wärme-Umformer eingeführt. Die durch das Luftleitungsrohr 3 eingeführte Luftmenge tritt in den Stutzen 5 der Verbrennungskammer 1, erwärmt sich beim Umspülen der warmen Wandung des Stutzens 5, steigt dann hoch zum oberen Teil des Innenzylinders 2, wo sie sich mit den Verbrennungsprodukten vermischt. Diese Mischung erwärmt

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den Innenzylinder 2 und tritt schliesslich aus um sich dann mit der im Aussenzylinder 4 durchlaufenden Luft zu vermischen.

Die in den Aussenzylinder 4 durch die Einlauföffnung 44 einströmende Luft umspült die warme Wandung des Aussenzylinders 6 der Verbrennungskammer 1, erwärmt sich und steigt weiter hoch zu den spiralförmigen Flügeln 42, welche diese Luft um den Innenzylinder 2 leitet, um sie dank der grossen Berührungsfläche nachträglich zu erwärmen. Die innige Mischung der einströmenden Luft im Aussenzylinder 4 mit der Mischung aus Luft und Verbrennungsproduktali die vom Innenzylinder 2 ausströmt, wird durch die von den spiralförmigen Flügeln 42 herrührende Kreisbewegung erlangt. Schlussendlich, die Mischung, welche ausser Luft praktisch nur noch Kohlenoxyd und Wasserdampf enthält, wird durch Regulierung der Ventile. 37 die sich in der Oasleitung 36 bzw. in der Luftleitung 34 befinden, auf die gewünschte Temperatur erwärmt. Diese Mischung strömt durch die Auslauföffnung 43 aus dem Wärme-Umformer aus und wird zur gewünschten Stelle geleitet.

Es könnte jedoch vorkommen, dass, wenn brennbare Materialien vorhanden sind, unter Umständen, die hieraus herrührenden mit der Luft eingeführten Verunreinigungen zur Flamme gelangen und verbrennen. Aus diesem Grunde, ist beim erfindungsgemässen Wärme-Umformer vorgesehen, dass die durch den Innenzylinder 2 und Leitungsrohr 3 durchströmende Luft, durch Anschluss einer Rückleitung, vom Ausgang des Innenzylinders 2

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aus zum Leitungsrohr 3 zurück, in einem geschlossenen Kreislauf zirkuliert und somit getrennt ist von der im Aussenzylinder 4 durchströmenden Luft.

Mit diesem geschlossenen Kreislauf der Luft wird es möglich den Wärme-Umformer mit beliebigem Brennstoff indirekt zu beheizen, indem die vom Innenzylinder 2 ausgehende RUckleitung zum Leitungsrohr 3, durch einen mit Holz, Kohle, Heizöl oder mit irgend einem anderen Brennstoff beschickten Feuerraum geführt wird. Die so beheizte durch den Wärme-Umformer strömende Luft, wird vom Leitungsrohr 3 und vom Innenzylinder 2 geführt, welcher sich somit erwärmt und der im Aussenzylinder 4 zirkulierenden Luft, seine Kalorien überträgt.

Der Vorteil des beschriebenen Wärme-Umformers besteht darin, dass er mit jedem beliebigen Brennstoff beschickt werden kann und dass er stets reine rUckstandiose Luft liefert, so-

allen
dass er bei/ verschiedenen Vorgängen Verwendung findet wo die Luft keine gesundheitsschädliche Verunreinigungen enthalten darf.

Wird der Wärme-Umformer mit Gas betrieben, so weist er folgende Vorteile auf: erstens ist es möglich, um den maximalen Wirkungsgrad zu erzielen, die Luft durch unmittelbare Mischung mit den Verbrennungsprodukten zu erwärmen; zweitens ist die Verbrennung vollständig und rückstandlos und findet in einer Verbrennungskammer statt, deren Betrieb sicher und stabil ist; drittens funktioniert die Verbrennungskammer derart, dass sie weder bei der Zündung, noch bei

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irgend einem Aussetzen des Betriebes Verbrennungsrückstände (Russ) hinterlässt, da die erwärmte Luft rein bleibt beim ganzen Arbeitsgang. Ein weiterer Vorteil besteht noch darin, dass es sich erübrigt für die Zündung mit irgend einer Flamme in den Wärme-Umformer hinein zu dringen, da die schon beschriebene Zündvorrichtung die automatische Zündung besorgt; somit wird die Luft nicht mit Russ verunreinigt und die Gefahr vermieden, dass ]eicht brennbares Material Feuer fängt.

Der erfindungsgemä'sse Wä'rine-Umformer kann leicht an ,Jede Maschine,die erwärmte Luft^toedarf, angebaut werden. Dank seiner Einbaufähigkeit in Maschinenräumen können Wärmeverluste vermieden werden.

Der mit diesen beschriebenen Merkmalen gekennzeichnete Wärme-Umformer ist weiterhin sehr wirtschaftlich im Betrieb; sein Brennstoffverbrauch ist gering bei grösster Betriebsicherhait und er bedarf keiner Wartung.

BAD OHiGiNAL

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Claims

ansprUche

1· Warme-ümformer zur Beschickung mit beliebigem Brennstoff fur die Erzeugung reiner Luft, dadurch gekennzeichnet, dass er aus einer Verbrennungskammer (1), _aus einem mit Plugein (42) versehenen Innenzylinder (2) au« einem inneren Luftleitungsrohr (3), und aus einem die Verbrennungskammer (1), den Innenzylinder (2) und das Luftleitungsrohr (3, enthaltenden Aussenzyllnder (4) an dessen unteren bzw. oberen Ende sich eine für die Zufuhr der zu erwärmenden Luft vorgesehene Elnlauföffnung (4₃) und eine für den Austritt der erwärmten Luft vorgesehene Ablauföffnung («*> befinden (oder bzw. fur den Austritt der Mischung aus Luft und Verbrennungsprodukten).

2- Wärme-Umformer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungskammer (1) aus zwei ineinander. Hegenden Zylindern(5, 6) _Blt verschiedene» Durchmesser

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besteht, deren Abstand an der Unter- bzw. Oberseite durch cjie ringförmige Stahlscheibe (7) und durch die mit einer Reihe Gasbrenner (9) versehene ringförmige Stahlscheibe (8) abgeschlossen ist« und deren somit entstandenen Zwischenraum durch das auf den Träger (13) befestigte Gitter (12) getrennt wird zur Bildung des oberen Abteiles (11) und des unteren Abteiles (10) in welchem die für die gemeinsame Zufuhr der Mischung aus Luft und Gas bestimmte Hauptleitung (31) ausmündet .

3« Wärme-Umformer nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungskammer (1), oberhalb der mit einer Reihe Gasbrenner (9) versehenen ringförmigen Stahlscheibe (8) einen zylindrischen mit dem Trager (15) befestigten feuerfesten Stein (14) enthält, welcher die Stabilisierung der Flammen und eine vollständige Verbrennung des Brennstoffes bezweckt.

4. Wärme-Umformer nach den Ansprüchen 1 bis 3* dadurch gekennzeichnet, dass eine Zündvorrichtung (16) mit eingebauter an die Schalttafel (19) angeschlossene Zündkerze (20) und eine Gaszuleitung (25), am Aussenzylinder (6) der Verbrennungskammer (1) angebracht sind.

5· Wärme-Umformer nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Kontrolle der Flamme in der Verbrennungskammer (1) eine mit der Schalttafel (19) verbundene Elektrode (17) im Aussenzylinder (6) der Verbrennungskammer eingebaut ist.

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6. Wärme-Umformer nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Selbstabstellung der Gaszufuhr, mit Hilfe eines in der Gaszuleitung (25) der Zündvorrichtung, und eines in der zur Verbrennungskammer (1) gasführenden Hauptleitung (36) eingebauten automatischen Sperrventils (28, bzw. 38) veranlasst wird.

7« VJ arme-Um former nach den Ansprüchen 1 bj s G, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischungsverhältnis n.il Hilfe dor in der Gas-Hauptleitung (36) und in der Lu f t. .1 rj tung (3^) eingebauten Ventilen (37 und 35) und mittels eines j η der fUr die Brennst:offniischung gemeinsamen Leitung (.71) eingebauten Ventils (33) reguliert wird.

0, Wärme-Umformer nach den Ansprüchen ] bis 7j dadurch gekennzeichnet, dans <)er auf dem oberen Rand dop Aunsenzylinders (6) der Verbrennungskammer (1) aufgesteckte Innenzylinder (2) an seinem Umfang mit spiralförmigen Flüpeln (42) versehen ist, die dazu dienen, der im Aussenzylinder (H) hochsteigend«! Luft eine Kreisbewegung zu verleihen, uni die Mischung der Luft mit den aus dem Innenzylinder (2) ausströmenden Verbrennungsprodukten zu begünstigen, sowie um die Berührungsfläche zu vergrossern, damit eine bessere Uebertragung der Wärme erzielt wird.

9. Wiirme-Umformer nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zu erwärmende Luft teilweise durch das im unteren Rand des Innenzylinders (5) der Verbrennungs-

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kammer (1) eingesteckten, sich in der Mitte der Lufteinlauföffnung (44) zum Aussenzylinder (4) befindlichen Luftleitungsrohr (3) eingeführt wird, wobei im Wärme-Umformer eine zweifache Zirkulation entsteht und im letzteren weiterhin gestattet, die durch beliebigen Brennstoff erwärmte Luft ohne
Berührung mit der aus dem Wärme-Umformer ausströmenden Luft, in geschlossenem Kreislauf zirkulieren zu lassen.

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