DE202004016446U1

DE202004016446U1 - Wärmetauschereinrichtung

Info

Publication number: DE202004016446U1
Application number: DE200420016446
Authority: DE
Original assignee: WSS GmbH
Current assignee: WSS GmbH
Priority date: 2004-10-23
Filing date: 2004-10-23
Publication date: 2006-03-23
Anticipated expiration: 2014-10-24

Abstract

Wärmetauschereinrichtung für gasbeheizte Vorrichtungen zur Wärmebehandlung von Nahrungsmitteln, mit zumindest einem Lüfterrad (40) zum Umwälzen des Behandlungsklimas, mit einem Gasbrenner (22 oder 15 oder 50) und mit zumindest zwei das Lüfterrad umgebenden Wärmetauscherrohren (11; 13), mit einer Mischeinrichtung (18) für Gas (19) und Verbrennungsluft (20) und mit einer Regel- und Elektronikeinrichtung für den Brenner und ein Luft-Gebläse, wobei das Gas-Luft-Gemisch unter Überdruck in den Brenner befördert, der in einer Brennkammer (10) dicht eingebaut ist dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer (10) mit Trennwänden (31; 32; 33; 34) versehen ist, dass durch die Trennwände zumindest genauso viele undicht kommunizierende Kammern gebildet sind, wie Wärmetauscherrohre (11; 12) an die Brennkammer (10) angeschlossen sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wärmetauschereinrichtung für eine gas- oder öl- (weiter nur gas-) beheizte Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1
Aus EP 0 526 768 B1 ist eine Wärmetauschervorrichtung bekannt, bei der ein Parallelstrombrenner mit Primär und Sekundär-Strömung in ein einziges spiralförmiges Wärmetauscherrohr mündet, so dass die gesamte Brennerleistung einen kurzen Abschnitt des Wärmetauscherrohres belastet und der Wärmetauscherrohr-Querschnitt für die gesamte Brennerleistung dimensioniert werden muß. Durch den so dimensionierten Querschnitt bleibt der Teil der Abgasströmung in der Mitte des Wärmetauscherrohres ungekühlt und somit sind die Leistungsverluste hoch. Um die notwendige Wärmetauscherfläche zu erreichen, muss das spiralförmige Rohr, wegen des durch die Abgasmenge vorgegebenen Querschnitts eine Länge haben, die auf Grund der sich ständig wechselnden Strömungsgeschwindigkeiten im und um das Wärmetauscherrohr und Abgastemperaturen zu Resonanzbildung führt.
Eine weitere Wärmetauschervorrichtung der eingangs erläuterten Art ist aus EP1116920A2 bekannt. Bei dieser Vorrichtung ist ein Flächen-Keramikbrenner vorgesehen, der ein Gas-Luft-Gemisch verteilt und anschließend zur Verbrennung führt. Die Verbrennungsabgase werden in eine Brennkammer geführt, aus der sie durch zwei identische, an die Brennkammer dicht angeschlossene, das Lüfterrad halb umschlingende, mit einer 180°Schleife versehene und zu einem Abgassammler führende Wärmetauscherrohre nach außen gefördert werden.
Nachteilig bei dieser Ausführung ist, dass die Brennerleistung durch die Größe der Gas-Luft-Gemisch-Austrittsfläche begrenzt ist, dass die Verteilung der Abgasströmungsverteilung in die angeschlossenen Wärmetauscherrohre unsicher ist und dass durch die gesamte Länge der zumindest zwei, an die Brennkammer einander gegenüber anliegend angeschlossenen Wärmetauscherrohre ein Resonanzkörper entsteht, dessen Geräusche auch von der Abgastemperatur und der Abgasgeschwindigkeit abhängen. Auch die ungleichmäßige Abkühlung der Wärmetauscherrohre durch das Lüfterrad führt dazu, dass die Abgastemperatur vor dem Eintritt in den Abgassammler unterschiedlich ist.
Eine in EP1321720A1 beschriebene Wärmetauschereinrichtung verwendet ein abgewinkeltes Rohr, dessen mit der Brennkammer konzentrischer Teil als Brennerkopf dient. Der am Anfang der Austrittsperforierung des Brennerkopfes herrschende Gas-Luft-Gemisch-Überdruck vermindert sich entsprechend dem Austrittsvolumenstrom aus dem Brenner und der inneren Reibung im Brennerrohr und führt dadurch zu einer Reduzierung der Austrittsgeschwindigkeit. Bei einer Austrittsgeschwindigkeit, die die Flammgeschwindigkeit unterschreitet, kommt es zum Rückschlag der Flamme.
Reduzierung der Geräusche- und/oder Resonanzen-Bildung ist nicht gelöst.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Wärmetauschereinrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1 so auszugestalten, dass nicht nur die Generierung von Geräuschen und Resonanzen unterdrückt, die Abgastemperaturen abgeglichen und auch das Risiko des Rückschlages reduziert werden, sondern auch ein Brenner geschaffen wird, der bei verhältnismäßig geringen Außenabmessungen der Brennkammer eine hohe Wärmeleistung hat und konstruktive einfach umzusetzen ist.
Diese Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Gemäß der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Brennkammer durch die innen angebrachten Trennwände in so viele Sektoren geteilt ist, wie Wärmetauscherrohre an die Brennkammer angeschlossen sind.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführung ist es vorgesehen, dass die Kanten der Trennwände einen Abstand zu den Brennerköpfen haben, der nicht kleiner ist als der entsprechende Ausbrandabstand des Gas-Luft-Gemisches ist.
Ferner ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dass diese Trennwände von außen der Brennkammer einstellbar sein können.
Gemäß der Erfindung ist vorzugsweise vorgesehen, dass die angeschlossenen Wärmetauscherrohre das Lüfterrad in Spiralform umschlingen.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist es vorge sehen, dass das Wärmetauscherrohr mit Umlenkungen versehen werden kann.
Ferner ist es gemäß der Erfindung vorgesehen, dass zwei abgewinkelte, gegenseitig ausgerichtete, aus einer gemeinsamen Vorrichtung gespeiste Brenner in die Brennkammer münden können.
Ferner ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dass die Abgas-Temperaturen und Abgasvolumenströme, gemessen an den Enden der Wärmetauscherrohre, Richtwerte für die Lage-Einstellung der Trennwände in der Brennkammer sind.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass ein T-förmiger Brenner in die Brennkammer dicht eingebaut ist
Ferner ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dass ein abgewinkelter, im Brennerkopfbereich kegelförmiger Brenner in die Brennkammer dicht eingebaut ist.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass
Das Überraschende bei der Erfindung liegt darin, dass durch die Aufteilung der Brennkammer mit Hilfe der Trennwände eine Vergleichmäßigung der Temperaturbelastung und eine Erhöhung des Wirkungsgrades im gesamten Wärmetauscher System erreicht wird und dass durch die T-, die spiegelgleiche Z- und die zumindest Verdoppelung der abgewinkelten-Form des Brenners eine Erhöhung der Austrittsgeschwindigkeit des Gas-Luft-Gemischs und dadurch eine Reduzierung des Flammenrückschlages erfolgt.
Nachfolgend wird die Erfindung im einzelnen anhand der Zeichnungen beschrieben Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Horizontal- oder Vertikal-Schnittes durch ein Gerät mit einem T-förmigen Brenner (50; 51; 25) in einer Brennkammer 10 mit dort angebrachten Trennwänden (32; 34). Das Zuführungsrohr 51 verläuft parallel zur Umluftgebläse-Achse.
2 ebenfalls eine schematische Darstellung eines Hori zontal- oder Vertikal-Schnittes durch ein Gerät mit zwei gegenüber gerichteten abgewinkelten U-förmigen Vormischbrennern (15; 16) in einer Brennkammer 10 mit dort angebrachten Trennwänden (32; 34). Die Zuführungsrohre 16 verlaufen parallel zur Umluftgebläse-Achse.
3 ein Horizontal- oder Vertikal-Schnitt durch ein Gerät mit einem zylindrischen, zur Rückwand des Gehäuses senkrechten Stab-Vormischbrenner (22; 25). Das Zuführungsrohr 22 ist parallel zur Umluftgebläse-Achse.
4 eine Frontansicht auf ein Wärmetauschersystem, bestehend aus zwei Umluftgebläsen (40; 41), zu deren Achsenebene der Stab-Vormischbrenner (22;25) senkrecht angeordnet ist. Der Brenner ist in einer Brennkammer (10), die mit Trennwänden (31; 32; 33; 34) versehen ist, eingebaut. An die Brennkammer (10) sind spiralförmige Wärmetauscher (11; 12; 13; 14) angeschlossen.
5 eine schematische Darstellung eines Horizontal- oder Vertiklal-Schnitts durch ein Gargerät, in dem die, in die Brennkammer (10) spiegelgleich eingebauten Z-förmigen Brenner (62) dargestellt sind
6 eine schematische Darstellung eines Horizontal- oder Vertiklal-Schnitts durch ein Gargerät, in dem der abgewinkelte zylindische Brenner (70) dicht in die mit Trennwänden versehene Brennkammer (10) eingebaut ist.
7 eine schematische Darstellung eines Horizontal- oder Vertiklal-Schnitts durch ein Gargerät, in dem der abgewinkelte kegelförmige Brenner (71) dicht in die mit Trennwänden versehene Brennkammer (10) eingebaut ist.

Claims

Wärmetauschereinrichtung für gasbeheizte Vorrichtungen zur Wärmebehandlung von Nahrungsmitteln, mit zumindest einem Lüfterrad (40) zum Umwälzen des Behandlungsklimas, mit einem Gasbrenner (22 oder 15 oder 50) und mit zumindest zwei das Lüfterrad umgebenden Wärmetauscherrohren (11; 13), mit einer Mischeinrichtung (18) für Gas (19) und Verbrennungsluft (20) und mit einer Regel- und Elektronikeinrichtung für den Brenner und ein Luft-Gebläse, wobei das Gas-Luft-Gemisch unter Überdruck in den Brenner befördert, der in einer Brennkammer (10) dicht eingebaut ist dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer (10) mit Trennwänden (31; 32; 33; 34) versehen ist, dass durch die Trennwände zumindest genauso viele undicht kommunizierende Kammern gebildet sind, wie Wärmetauscherrohre (11; 12) an die Brennkammer (10) angeschlossen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass an die Brennkammer (10) zumindest zwei spiralförmige Wärmetauscherrohre angeschlossen sind
Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die an die Brennkammer (10) angeschlossenen Wärmetauscherrohre eine Umlenkung aufweisen können.
Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der an die Brennkammer (10) eingebaute Brenner (50) T-förmig ist
Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der in die Brennkammer (10) eingebaute Brenner aus zwei spiegelgleich angeordneten abgewinkelten U-förmigen Brennern (15;16) besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der in die Brennkammer (10) eingebaute Brenner (22) ein zylindrischer Stab-Vormischbrenner ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass der Stab-Vormischbrenner (22) parallel zur Achse des Umwälz gebläses (40) ausgerichtet sein kann.
Vorrichtung nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass der Stab-Vormischbrenner (22) konzentrisch zu der Brennkammer (10) eingebaut ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass zwei, spiegelgleich in die Brennkammer (10) eingebaute Vormischbrenner (62) Z-förmig ausgestaltet sind
Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der an die Brennkammer (10) eingebaute Brenner (70) L-förmig und der Brennerkopf zylindrisch ist
Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der an die Brennkammer (10) eingebaute Brenner (71) L-förmig ist und der Brennerkopf kegelig ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass paarweise eingebaute Wärmetauscher (11; 13) auf den gegenüber liegenden Abschnitten der Brennkammer (10) angeschlossen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer (10) mit zumindest zwei zu einer vertikalen, durch die Umwälzgebläse-Achse gehenden Ebene gegenüber liegenden an die Brennkammer (10) dicht angeschlossenen Wärmetauscherrohren (11;13) in unmittelbarer Nähe des Umwälzgebläses (40) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der, in die Brennkammer (10) eingebaute Brenner mit einer Regelung ausgestattet ist, die eine optimale Verbrennung gewährleistet.
Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer (10) T-förmig ausgebildet werden kann, dass der kurze Schenkel (60) an seinem freien offenen Ende eine Öffnung (61) hat, die deckungsgleich mit der Öffnung in der, zur Umwälzgebläse-Achse senkrechten und/oder parallelen Garraum-Wand ist und dass der lange Schenkel tangential zum Umwälzgebläse (40) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Abgastemperatur und das Abgasvolumenstrom, gemessen an den Abgasausgängen (42) ein Richtwert für die Lageeinstellung der Trennwände (31; 32; 33; 34) in der Brennkammer (10) ist, so dass die Wärmeabgabe gleichmäßig und der Wirkungsgrad optimal eingestellt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer (10) als zylindrischer Körper ausgestaltet werden kann, der zur Garraum-Wand, die parallel zur Umwälzgebläse-Achse ist, befestigt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer (10) als zylindrischer Körper ausgestaltet werden kann, der zur Garraum-Wand, die senkrecht zur Umwälzgebläse-Achse ist, befestigt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauscherrohre mit einstellbaren Drosselklappen (80) versehen sind, durch die zusätzlich der Abgasvolumenstrom einstellbar ist