DE1551446A1

DE1551446A1 - Heater

Info

Publication number: DE1551446A1
Application number: DE19671551446
Authority: DE
Inventors: Hurren Alan Edward; Alfred Wilson
Original assignee: Colt Ventilation and Heating Ltd
Current assignee: Colt Ventilation and Heating Ltd
Priority date: 1966-06-11
Filing date: 1967-06-12
Publication date: 1970-06-18
Also published as: BE699755A; NL6708027A; GB1204112A

Description

PATENTANWALT dιpl ing. dr. iur. V. BUSSE Osnabrück, moserstr. 20-24 PATENT ADVERTISEMENT dιpl ing. dr. iur. V. BUSSE Osnabrück, Moserstr. 20-24

Osnabrück; ien 9. Ju^i 1|?57Osnabrück; ien 9. Ju ^ i 1 |? 57

CoTt_- Ventilation and ^T-^Te_ati:v J-a^'it^er¹.CoTt _- Ventilation and ^T - ^T e_ati: v Ja ^ 'it ^ er ¹ .

Die Erfindung besieht sich auf "'asbefeuerte Lufterhitzer rat natürlichen 7.v.~. The invention relates to "'as-fired air heaters rat natural 7.v. ~.

Hei cen her^önrilichsn Ausführungen ;;,?.sfefcuerter Lufterhitzer r.'.it 11 ?.t''.Irliehen Su;; igt es üblich, einer, in Abteile bzvr. Sektionen unterteilten ', Ji'. mis tauscher jn.it einer Anzahl von seitlich nebeneinander angeordneten hohlen, flachen Abteilen bs-v. Karjnern zu vervjenden. In Innern dieser Abteile bzu. Kammern steigen heiBe Gase nach oben und die zu erhitzende Luft wird zv.'ischen denselben über deren Außenflächen geblasen. In einer derartigen Einrichtung vrird der Erhitzer üblichervreise ?iit Brennerrohren befeuert, die im unteren Bereich der Abteile angeordnet sind, welche zur Bildung von Brennkamera erweitert werden mußten. Der horizontale Abstand zwischen den Abteilen bzw. Kairoern wird bestimmt von der Breite der Brennkammern und den zvrischen denselben befindlichen Luftdurch^ünt-.en. Bei dieser allgemein üblichen Einrichtung haben die Luftdurchr^änre zwischen den oberen Bereichen der Abteile bzvr. Kammern eine weitaus r^röiere Querschnitts fläche als die zwischen den Erennkammerbereichen. Infolgedessen strömt ein größerer Anteil der zu erhitzenden Luftnenr.c durch diese oberen Luftdurchr41np;e als durch die zwischen den Brennkammern befindlichen. Da jedoch die W'inde der oberen Bereiche kühler als die der Brennkammern sind, stellt dies keine Anordnung mit maximaler WärmevrirksamkeitHei cen her ^ önrilichsn designs ;;,?. Sfefcuerter air heater r. '. It 11 ? .T''. Ir borrowed Su ;; Is it customary to place one in compartments or Sections divided 'Ji'. mis exchanger jn. with a number of side by side arranged hollow, flat compartments bs-v. To waste Karjnern. Inside these compartments bzu. In the chambers, hot gases rise and the air to be heated is blown over their outer surfaces between the chambers. In such a device, the heater is usually fired with burner tubes which are arranged in the lower area of the compartments which had to be expanded to form the burning camera. The horizontal distance between the compartments or Cairo is determined by the width of the combustion chambers and the air passages between them. In this generally used device, the air passages between the upper areas of the compartments or. Chambers have a far greater cross-sectional area than that between the separation chamber areas. As a result, a larger proportion of the nominal air to be heated flows through these upper air passages than through the air passages between the combustion chambers. However, since the winds of the upper regions are cooler than those of the combustion chambers , this does not constitute an arrangement with maximum thermal efficiency

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Diese?! Problen könnte durch ^inbrin^en von Frail- bzii. Drosse-" Iur.' steilen in die Luftdurchrnlnre zwischen den oberen Hereichen der Abteile bzvr. Kammern behoben werden. 1-^Tenr sich jedoch diese Prall- oder Drosselteile nicht vollständig rUirch don '.-Järmet aus eher hinclurchcrstrecken, so sind sie nicht voll wirksam. Auferdeir übt eine derartige Anordnung auf den Luftstrom einen hoben 'widerstand aus.These?! Problems could be caused by bringing in Frail- bzii. Drossse- 'Iur.' steep are fixed in the Luftdurchrnlnre between the top of the compartments Hereichen bzvr. compartments. However, ^T 1 does not enr these impact or throttling portions completely rUirch do. Järmet-hinclurchcrstrecken from rather, they are not fully effective. Auferdeir exerts such a Arrangement on the air flow a lifted 'resistance.

Ausgehend von einer. ^;asgefeuerten Lufterhitzer rr.it natürlicher. Zu£j bestehend aus einer Vielzahl von Feizabteilen bzw. -Sektionen,, die zur Be.^renzunj; von Luftdurchj-i'ngen zwischen aneinander?;renzenden Abteilen^ durch die die zu erwärmende Luft allgemein in horizontaler Richtunc hindurch^eführt vrird, parallel und seitlich nebeneinander angeordnet sind., sowie mit Mitteln zun Erhitzen der Kammern, die in oder unterhalb der unteren Bereiche der Abteile angeordnete Gasbrenner umfassen^ wobei die unteren Pereiche die Brennkammern zum Erzeugen von durch die Abteile nach oben aufsteigenden heißen Gasen bilden, ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß für jedes Abteil die Querschnittsflitche eines jeden an die untere Brennkammer antretenden Luftdurchganres nicht geringer als die QuerschnittsflSche eines jeden an den verbleibenden., oberen Teil des Abteils angrenzenden Luftdurchgan^es ist.Starting from a. ^; as-fired air heater rr.it natural. To £ j consisting of a large number of storage compartments or sections, die zur Be. ^ renzunj; of air passages between adjacent Divide through which the air to be heated generally in horizontal direction leads through it, parallel and to the side are arranged side by side., As well as with means for heating the Chambers that are in or below the lower areas of the compartments arranged gas burners comprise ^ with the lower range the Combustion chambers for creating ascending through the compartments Form hot gases, the invention is characterized in that for each compartment the cross-sectional area of each the air passages to the lower combustion chamber are not less than the cross-sectional area of each to the remaining., air passage adjacent to the upper part of the compartment.

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Weitere Herknale und Vorteile der ^rfindun<% ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung; in der Zeichnung zeigen:Further origins and advantages of the finding result from the claims and the following description of a preferred embodiment in conjunction with the drawing; show in the drawing:

Fir;. 1 eine Endansicht im. Schnitt eines in Sektionen bzw. Kammern unterteilten Wärmeaustauschers für einen -as.gefeuert en F-rhitser nit natürlichem 7-v.r._s y.'obei lediglich die Endsektionen gie^ei.^t sind.Fir ;. 1 is an end view in. Section of a heat exchanger divided into sections or chambers for a -as.gefeuert en F-rhitser with natural 7-vr _s y. 'Where only the end sections are poured.

Fi"¹. 2 den unteren Teil des "arme aus tausch er s nach Ji¹-. 1 in Anordnung in einen '-.asfcefeuerten Erhitzer mit natürlichem Zu«; im Aufriß undFi " ^1. 2 the lower part of the" poor exchange he s after Ji ¹ -. 1 arranged in a gas-fired heater with natural supply; in elevation and

Pi^,. 3 eine Seitenansicht des Ue-'.rrneaustauschers nach Pi^.Pi ^ ,. 3 is a side view of the Ue - '. Rrneaustauschers according to Pi ^.

In Fig. 1 ist ein in Sektionen bzvr. Kammern unterteilter ^Ti.^Tärnetauscher dargestellt, der eine Anzahl von Abteilen 10 aufweist₅ von denen jede eine als Brennkammer dienende erste Kanner 11 umfaßt, die mit sviei zweiten Kammern oder Durch^^n^en 12 in Verbindung steht. Die Quorschnittsweite jeder Brennkammer 11 ist dabei vom Boden bis zum oberen Ende derselben ir? wesentlichen gleich j so daß r^roße Brenner zur Anwendung kommen können, ohne daß deren kräftige Flammen den vj£nden der Kammern 11 zu nahe kommen. Außerdem haben die Bereiche der Wände 11a¹ und. 11b¹ an der Stelle ihren geringsten Abstand zueinander, wo sie am heißesten sindj so daß die Querschnittsweite der angrenzenden Luftdurchsänge 15 an diesem Punkt am größten ist. Die Außenflächen 12a, 12b. 12c und 12d der zweiten Kammern 12In Fig. 1 is a bzvr in sections. Compartmentalized ^Ti . ^T ärnetauscher shown having a number of compartments 10 ₅ each of which comprises a combustion chamber serving as a first Kanner 11 which is in communication with sviei second chambers or through ^^ n ^ s 12th The cross section width of each combustion chamber 11 is from the bottom to the top of the same ir? essentially equal to j so that large burners can be used without their powerful flames coming too close to the front of the chambers 11. In addition, the areas of the walls 11a have ¹ and. 11b ¹ their smallest distance from one another at the point where they are hottest, so that the cross-sectional width of the adjacent air passages 15 is greatest at this point. The outer surfaces 12a, 12b. 12c and 12d of the second chambers 12

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reisen einen Außenflächenbereich auf_: der ins^esant -räPer als der Oesarr.tauHenflächenbereich der VTnde lla und 11b der Kanner 11 ist.travel to an outer surface area _: which is ins ^ esant -räPer as the oesarr.

Eel Verwendung in einer, in Karrern unterteilten Vi'.rr.eaus-· tauscher eines ^.asree feuert en Lufterhitzers nit natürlichen Zu^ bildet die Karr-.or 11 die Drenn^anner. Die gestrichelten Linier. 13 und 14 stellen die Unrisse benachbarter, "hnlicher bzw. gleicher Abschnitte des ^TTrr:eaustauschers dar und schließen an die "anner 11 bzw. I'arnnern 12 angrenzende Zv.^rischenr''un.e 15 und 16 für den Luftstror ein.Eel use in a Vi'.rr.exchanger divided into carts of a ^ .asree fires an air heater with natural additives, the Karr-.or 11 forms the heaters. The dashed lines. 13 and 14, the Unrisse set of adjacent "of similar or the same portions of the ^T Trr: eaustauschers and is close to the" anner 11 and 12 adjacent I'arnnern Zv. ^r ischenr''un.e 15 and 16 for the air flow.

Die Ouerschnittsfli'che eines jeden an die Prer.n]-:ar.rern angrenzenden Durchganges 15 1st größer als die ^Cluerschnittsfl.i'.che des Luftdurchlasses 16, der an die Kamrern oder Durch.<;"^n'~-e angrenzt.The Ouerschnittsfli'che of each of the Prer.n] -: ar.rern adjacent passage 15 is greater than the 1st ^Cl uerschnittsfl.i'.che of the air passage 16 to the Kamrern or by ";" ^ n '~ -. e is adjacent.

Der Luftdurcli::;.n-; 16 zusarcnen nit einen weiteren.; von den ^T:Jünden 12_b und 12c der Ilannern 12 begrenzten Luftdurch^anc l6a wird durch die Abschlußvrände der beiden Tannern 12 bereichsvreise gedrosselt, v/obei durch die U£nd.e 12a. 12b₃ 12c und 12d im. Vergleich zu der von den vJänden 11a und 11b der F.amner gebildeten Uärneaustauschfläche eine größere Wdrneaustausch7 fläche gebildet ist. The air diameter ::;. N-; 16 join with another; Air through ^ anc 16a, limited by the ^T : Jünden 12_b and 12c of the Ilannern 12, is restricted in area by the closing edges of the two Tannern 12, v / above through the U £ nd.e 12a. 12b ₃ 12c and 12d im. Compared to the group formed by the vJänden 11a and 11b of a larger F.amner Uärneaustauschfläche Wd is formed rneaustausch7 surface.

Daraus ist ersichtlich, daß ein relativ großer Anteil der Gesamtmenge des zu erhitzenden Luftstroms an der Brennkammer ·· 11 vorbeistreicht, wo die Heizgase ihre höchste Temperatur It can be seen from this that a relatively large proportion of the total amount of the air flow to be heated sweeps past the combustion chamber 11, where the heating gases have their highest temperature

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haben, und daß der an den Kammern 12, in denen die Heizgase eine niedrigere Temperatur haben, vorbeistreichende Luftstrom gedrosselt wird, wobei eine große WärmeaustauschMche geschaffen ist.have, and that of the chambers 12, in which the heating gases If the temperature is lower, the air flow passing by is throttled, creating a large heat exchange mechanism is.

In Fig. 2 ist eine Ansicht im Aufriß des unteren Teils des Wärmetauschers nach Fig. 1 in Anordnung in einem gasgefeuerten Erhitzer mit natürlichem Zug gezeigt. Ein gesonderter Brenner 20 ist unter der Brennkammer 11 von jeweils einem Abteil 10 angeordnet _Λ die durch einen Brückenbrenner 21 gezündet werden. Der Brückenbrenner 21 umfaßt ein schlankes Rohr, das sich nahe den Enden der gesonderten Brenner 20 quer über die Breite des Erhitzers erstreckt. Zum Zünden der Hauptbrenner 20 wird eine Gaszuführung zum Brückenbrenner 21 eingeschaltet und dann an das Ende 21a ein Streichholz gebracht. Die Flamme wandet über einen Schlitz 22 entlang des Brückenbrenners und zündet an jeder öffnung 23 eine kleine Pilotflamme. Wird eine Gaszuführung zu den Hauptbrennern 20 eingeschaltet, so wird jeder Brenner über seine zugehörige Pilotflamme sofort gezündet. Die zu erhitzende Luft wird durch die Durchdringe 15 und 16 (Fig. 1) in einer Richtung quer zu dem Strom des erhitzten Gases in den Abteilen 10 geblasen, während die Luft zur Bildung der Verbrennungsga3e durch die öffnung 24 am Boden des Erhitzers in denselben eintritt.Referring now to Figure 2, there is shown a view in elevation of the lower portion of the heat exchanger of Figure 1 placed in a gas fired natural draft heater. A separate burner 20 is arranged under the combustion chamber 11 of each compartment 10 _Λ which are ignited by a bridge burner 21. The bridge burner 21 comprises a slender tube which extends across the width of the heater near the ends of the separate burners 20. To ignite the main burner 20, a gas supply to the bridge burner 21 is switched on and then a match is brought to the end 21a. The flame travels through a slot 22 along the bridge burner and ignites a small pilot flame at each opening 23. If a gas supply to the main burners 20 is switched on, each burner is ignited immediately via its associated pilot flame. The air to be heated is blown through the penetrations 15 and 16 (FIG. 1) in a direction transverse to the flow of the heated gas in the compartments 10, while the air to form the combustion gases enters the same through the opening 24 at the bottom of the heater .

In Fig. 3 ist der Wärmeaustauscher nach Fig. 1 in einer Seitenansicht dargestellt, aus der noch deutlicher die DrosselungIn Fig. 3 the heat exchanger according to Fig. 1 is in a side view shown, from which the throttling is even more evident

009025/0211 ^{BAD 0RIGiNAL} 009025/0211 ^{BAD 0RIGiNAL}

in Form von Ausprägungen 17 hervorgeht, die von der Wand 12a. . einer der Kammern 12 vorspringen. Die Ausprägungen 17 bilden¹ sich längs erstreckende Prall- bzw. Drosselungsteile, deren Längsachsen winklig zur Längsachse der gesamten Einrichtung angeordnet sind. Außerdem sind noch Ausprägungen 18 (gestrichelt dargestellt) vorgesehen, die von der Wand 12b der einen Kammer 12 vorspringen. Die Ausprägungen 18 bilden sich längs erstrekkende Prall- bzw. Dro'sselungsteile, deren Längsachsen sich zu der Längsachse der Einrichtung als Ganzes, im Vergleich zur Winkelstellung der Uittelachsen der Ausprägungen 17 unter einem entgegengesetzten Winkel erstrecken. An der Wand 12c der anderen Kammer 12 sind weitere, nicht dargestellte Ausprägungen vorgesehen, die den Ausprägungen 17 in Winkelstellung und Anordnung gleich bzw. ähnlich sind. Außerdem sind an der Wand 12d der anderen Kammer 12 weitere Ausprägungen (nicht dargestellt) vorgesehen, die den Ausprägungen 18 in Winkelstellung und Anordnung entsprechen. Die Ausprägungen stehen um ein Maß in die Kammern 12 vor, das dem halben Abstand zwischen sich gegenüberliegen den Wänden der Kammern 12 gleich ist, d.h. dem Abstand zwischen den Wänden 12a und 12b bzw. 12c und 12d. Auf diese Weise entsteht eine Prall- bzw. Drosselungsanordnung, die eine Anzahl von sich kreuzenden Prallteilen aufweist, welche an den Kreuzungspunkten aneinander anliegen. Zur Schaffung eines festen, kräftigen Gefüges können einige oder alle dieser sich berührenden Schnittpunkte der Prallteile untereinander verbunden, z.B. , punktverschweißt, sein. . in the form of expressions 17 emerges from the wall 12a. . one of the chambers 12 protrude. The embossments 17 form ¹ longitudinally extending impact or throttling parts, the longitudinal axes of which are arranged at an angle to the longitudinal axis of the entire device. In addition, stampings 18 (shown in dashed lines) are provided which protrude from the wall 12b of the one chamber 12. The embossments 18 form longitudinally extending impact or dro'sselungsteile whose longitudinal axes extend to the longitudinal axis of the device as a whole, compared to the angular position of the central axes of the embossments 17 at an opposite angle. On the wall 12c of the other chamber 12, further, not shown forms are provided which are the same or similar to the formations 17 in angular position and arrangement. In addition, further features (not shown) are provided on the wall 12d of the other chamber 12, which correspond to the features 18 in angular position and arrangement. The expressions protrude into the chambers 12 by an amount which is equal to half the distance between the opposite walls of the chambers 12, ie the distance between the walls 12a and 12b or 12c and 12d. In this way, an impact or throttling arrangement is created which has a number of intersecting impact parts which bear against one another at the intersection points. To create a solid, strong structure, some or all of these touching points of intersection of the impact parts can be connected to one another, for example, spot-welded. .

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!•!it Hilfe -dieser Anordnung wird über die durch die Ausprägungen 17 unc 18 hervorgerufene Drosselung der Stron des durch die oberen Kammern 12 strömenden Gases verlangsamt, so daß das' Gas abgekühlt wird und folglich, ein größerer Uärmeaustausch vom Gas auf die Wände der Kammern 12 stattfindet. Lei einer solchen Einrichtung können außerdem die Abschlußwände der Kammern 12 breiter gemacht werden, um die Drosselung des durch die Durchgänge 16 hindiirchströmenden Querluftstroms zu erhöhen und dennoch relativ kleine Gasstromdurchgc'.nge in den Kammern 12 aufrechtzuerhalten.! •! It help - this arrangement is made over the through the manifestations 17 and 18 induced throttling of the flow of the gas flowing through the upper chambers 12 is slowed down, see above that the gas is cooled and, consequently, a greater exchange of heat of the gas on the walls of the chambers 12 takes place. The end walls can also be used for such a device of the chambers 12 can be made wider in order to restrict the cross-flow of air flowing through the passages 16 to increase and still relatively small gas flow passages in the chambers 12 to maintain.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellte Ausführungsform beschränkt, die lediglich ein Beispiel darstellt. ,So sind zahlreiche Abwandlungen der dargestellten Einrichtung möglich,- s.B. können mehr als zwei Kammern 12 in der Einrichtung nach Fig. vorgesehen sein.The invention is not limited to the illustrated embodiment limited, which is only an example. , So are numerous Modifications of the device shown are possible, - see B. More than two chambers 12 can be provided in the device according to FIG.

Es sei noch bemerkt, daß, obwohl in der Beschreibung und den Ansprüchen die Einrichtung mit einer Anordnung der Brennkammern an der niedrigsten Stelle, mit Hochsteigen der erhitzten Gase in den Abteilen, und mit horizontal verlaufendem Lufstrom beschrieben wurde, kann die gesamte Einrichtung auch in anderen Stellungen arbeiten, vorausgesetzt, daß der Luftstrom in den Abtellen quer zum Strom der heißen Gase verläuft.It should also be noted that although the device has been described in the description and the claims with an arrangement of the combustion chambers at the lowest point, with the heated gases rising in the compartments, and with the air flow running horizontally, the entire device can also be used in others Positions work provided that the air flow in the compartments is transverse to the flow of hot gases.

BADBATH

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Claims

/ nsor "marriage:

1. Gas. ^ E-fired air heater with natural 7u "_{; with} a · ¹ " .T. heat exchanger. Consists of a large number of ^TT eizabsbsv *. -sclvfcior.en. the to "evrensun · -; von Luftdurch-ff'.n" en svrischen ar_einar ^ir er "- 'renzenden dividers, through ^ ¹ ie the air to be circulated all-; err-ein in a horizontal direction"ef'Trrt vrirc. rarallel and laterally reheneirr.ndcr an- '. eor ^ net are- 5o ^T .-; ie r "it" Mtteln sun ^ ri ^ it ^ er. d-cr "''"'! err the in or below the lower. Areas eggs /.bteile '' .reordered ^Γ -π.Κ "burner unfassen_. Vobei the lower area '""ie ^T : .renn ¹ :" - τ ^ rη sui ": Ersou .'-' e ¹ " from through Separate the compartments upstairs and form hot oases. d ^ ^r "ui ^o ch -". el'-eiuizeichnet. CLP ^r τ odes compartment (10) ^r "uerschnittsfl che eirof ?., each to dip irrtere Erenni-:... he arr ~ (ii) on-renzencen Lufto.urch ^r -'a * To ?: (. Ij) never 't ^ erin "he as the ^ uerschnittsfli'.cho of each to the remaining, upper. Part of the compartment adjoining air through-it (16).

2. Heater according to claim 1, characterized ~ el: ennseic ^v 'net - that' the ^ uerschnittsvreite each Brennh ^ -r ^ ier (11) split their. Eoden and. yourir. upper end i: -i essentially equal to df.t.

3. heater na.ch claim 1 or 2. thereby <~ ekennseichnet. that the Querschnittsvreite of the upper air ^ at ^ it (16) zv; In regard substantially adjacent compartments or Kamr.ern same.

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BATH ORIGINAL

^L \. Heater according to one of the preceding claims, characterized. that - ' ¹ Ie cross-section width of the air passages between the hottest parts (11a'.1Ib ¹ ) of the combustion channel walls is greatest,

5. "Rhitzer according to one of the preceding claims ._, characterized in that the upper part of each compartment has a plurality of chambers or ■ passages (12) through which the hot gases can rise.

6. Heater according to claim 5 _; . characterized in that each compartment forks above the combustion chamber in such a way; that two upper chambers or passages (12) are created. Through which the hot gases can rise.

7. Heater according to claim 6 _; characterized in _t that in the region between the two upper air passages (12) each compartment an air passage (Del.) is provided.

8. Heater according to claim 5..5 or 7j characterized., that the cross-sectional end face of the wall of each upper The gas chamber or any upper gas passage is larger than the cross-section of the chamber or passage required to accommodate the upward flow of the hot gases, and that to reduce the internal flow area available to the gases in the chambers or passages the chambers or passages baffle or throttling parts (17,18) are provided.

BAD ORIGINAL 009825/0211BATH ORIGINAL 009825/0211

9. A heater as in one of the preceding claims, characterized gekennaeichnet _s that the total surface area of the outer surfaces of the upper chambers or passageways is greater than the Gesaritoberfläche the outer surface of the combustion chambers.

BAD OBJGtNAL

009825/0211 ^B*009825/0211 ^B *

L e e r s e i t eL e r s e i t e