DE2037480B2 - Vorrichtung zum erzeugen eines trocknungs-luftstromes z.b. fuer konvektionstrockner - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Trocknungs-Luftstromes, z. B. für Konvektionstrockner, mit einem Brenner, dem außer Brennstoff ein Teil eines Frischluftstromes als Verbrennungsluft zugeführt wird, der in etwa gleichbleibender Strömungsrichtung ein Gehäuse durchsetzt und eine darin ringförmige Einlaßöffnung für

Ausführungsart, bei benötigte Luft nicht dem

isis

Wärmetauscher nachgeschaltet

'liehe stromums.™.—■ bedingt und auch auf· der Führung des Trocknungs-Luftstromes e.ne _gle.cnmäßige Temperaturverteilung nicht oder nur .n ninrenüeender Weise erreichbar ist

Demlegenüber findet zwar bei einer Vorrichtung der e'ni'ngs Snännten Art eine Vermischung des Rauch-LsIs mit dem Trocknungs-Luftstrom statt Die Brennkammer erstreckt sich jedoch parallel zur Sunßsrichtung. Die Rauchgase vermischen sich ^StromUngS Verlassen der Brennkammer mit e.nem

verhältnismäßig engen v"^cl3>-""¹"-"'

vorhandenen Querschnitsverengungen erhebliche Stro-,s rlniverluste Weitere Verluste dieser Art entstehen Tdurch daß der Luftstrom die Brennkammer und die £55 Befestigung erforderlichen KonstruktionsteHe anströmen muß wobei der Luftstrom mit den vor dem Brenner liegenden Konstruktionsteilen in Berührung kommen muß. die nur eine verhältnismäßig geringe WaTie haben so daß eine nennenswerte Heizwirkung Lesern Bereich noch nicht auftritt Nachteilig ,st es bei dieser Vorrichtung ferner, daß gerade in dem be onders stark erhitzten Bereich der Brennkammer der Luftstrom an dieser vorbeigeführt wird, ohne daß der Kontakt zwischen dem Luftstrom und der Brennkammerwandung besonders gefördert werden kann Da Luft eine verhältnismäßig geringe Wärmeleitfähigkeit hat, wird sich der Luftstrom im äußeren ,o qScnnittsbereich merkbar weniger aufhejzerι als unmittelbar an der Brennkammerwand Eine gleichmäßige Temperaturverteilung läßt sich be. d.eser Kon-

^bAcIS gelten im übrigen Kreme weitere Vorrichtung, die sich von einer Vorrichtung der eingangs genannten Art zusätzlich dadurch unterscheidet daß die Verbrennungsluft ebenfalls nicht dem Trocknungs-Luftstrom entnommen wird. Bei dieser TSSSIl sind zwar in der Wandung der Brennkam mer Deckel vorgesehen, die im Bedarfsfal entfernt we den können, fo daß auch die Möglichkeit besteht, daß sich die Rauchgase mit dem Luftstrom vermischen Es sind jedoch im mittleren axialen Bereich der Brennkammer nur vier derartige Öffnungen vorgese-, hen. wobei in diese jeweils ein Gitter eingesetzt ist Durch dieses kann allenfalls ein direktes,Hindurchtreten der Flamme verhindert werden; es ist jedoch mc» in der Lage irgendeine Feinverteilung der austretenden

Rauchgase dahingetand zu bewirken, daß eine besonders gute Vermischung mit dem vorbeiströmenden Luftstrom stattfindet Im übrigen hat aur ein verhältnismäßig kleiner Teil der Rauchgase die Möglichkeit dieser Vermischung mit dem Trocknungs-Luftstrom, während der übrige Teil abgeleitet wird, so daß die in diesem enthaltene Wärmeenergie nicht weiter ausgenutzt werden kgan.

Hiervon ausgehend lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß sich bei möglichst einfacher konstruktiver Bauweise und möglichst geringem Raumbedarf eine wesentlich wirksamere Aufheizung des Luftstromes und eine möglichst gleichmäßige Temperamrverteilung erreichen lassen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgeinäß vorgeschlagen, daß die Brennkammer im Gehäuse quer zur Strömungsrichtung angeordnet ist und an ihren von der Frischluft umströmten Mäntelbereichen etwa gleichmäßig verteilte Durchbrüche für das Rauchgas aufweist und daß in einem zwischen der brennerseitigen Stirnwand der Brennkammer und der ihr zugewandten Innenseite des Gehäuses vorhandenen Zwischenraum ein Bypaßkanal für Verbrennungsluft angeordnet ist. dessen Einlaß gegen den Luftstrom gerichtet ist

Die vorgeschlagene Vorrichtung erfordert nur einen verhältnismäßig geringen Konstruktionsraum und ist in ihrem Aufbau sehr einfach. Innerhalb der Brennkammer stellt sich eine sehr günstige Verteilung des Verbrennungsluftstromes in bezug auf den Verlauf der P Verbrennungsflamme ein, so daß eine optimale Erhitzung der radial aus der Brennkammer austretenden Luft-Rauchgasströmung sich ergibt Insbesondere läßt sich eine sehr gleichmäßige Temperaturverteilung über den gesamten Querschnitt der die Vorrichtung verlassenden Strömung erzielen. Vorteilhaft ist es ferner, daß die Strömung nur tatsächlich zum Aufheizen dienende Flächen, also die Brennkammerwand, und nicht zusätzliche Aggregate an- bzw. umströmen muß. D'e im Bereich der Brennkammer auftretenden Strömungsverluste dienen deshalb allein der Berührung mit Heizflächen und der Vermischung mit dem austretenden Rauchgas. Die vorgeschlagene Abzweigung der Verbrennungsluft beeinträchtigt die Hauptströmung in nur sehr geringem Maße, wobei der Vorteil hinzukommt, daß ein zusätzliches Gebläse für die Verbrennungsluft nicht erforderlich ist Im übrigen wird die ganze im Rauchgas noch enthaltene Wärmeengergie optimal ausgenutzt so daß die Vorrichtung auch aus diesem Grunde einen guten Wirkungsgrad hat. so

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß das Gehäuse in seinem die Brennkammer umgebenden Teil Ausbauchungen bildet, die eine Verbreiterung dieses Gehäuseteiles gegenüber den vor und hinter der Brennkammer liegenden und ihrerseits gegenüber der Brennkammer schmäleren Gehäuseteilen darstellen. Hierdurch wird erreicht, daß der Trocknungs-Luftstrom über einen größeren Teil des Brennkammerumfanges gut geführt an der Brennkammerwandung entlangstreicht, wodurch die Wärmeüber- < <o tragung auf den Trocknungs-Luftstrom und die Vermischung mit dem Rauchgas gefördert werden.

Vorteilhaft ist es Ferner, wenn den Durchbrüchen des Mantels der Brennkammer stromabwärtsseitig radial von diesen nach außen abstehende Leitbleche und/oder es stromaufwärtsseitig von diesem im Bereich der Ausbauchungen Turbulenzeinbauten zugeordnet sind, /weckmäßie ist es. wenn diese entweder als QuerschniM einen spitzen Winkel haben, dessen Spitze gegen den Luftstrom gerichtet ist, oder wenn diese als Zylinder oder als quer zum Luftstrom gerichtete Leiste mit einer Versteifungsrippe o. dgL an der Abstromseite ausgebildet sind. Durch diese Maßnahmen wird die Vermischung des Rauchgases mit dem Trocknungs-Luftstrom weiter verbessert.

Ferner ist es günstig, wenn die Brennerdüse und die umgebende Mündung des Sypasses sich in Richtung der Brennkammer konisch oder trompetenförmig erweitern.

Sollte innerhalb der Brennkammer im Bereich der flamrcenwurze! ein kleinerer Druck als Bereich des gegenüberliegenden axialen Brennkammerendes herrschen, so lassen sich hierdurch bedingte Ungleichmäßigkeiten in der Druckverteilung gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung dadurch ausgleichen, daß die Größe der Durchbrüche im Brennkammermantel von der Brennerseite ab allmählich abnimmt

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben und anhand einer Zeichnung näher erläutert Im einzelnen zeigen:

F i g. 1 eine Ausfülirungsform der Vorrichtung in schematischen Längsschnitt

F i g. 2 diese im Querschnitt

Die hier zu beschreibende Vorrichtung ist für beliebige Bereiche der Trockungstechnik geeignet z. B. zum Trocknen von Lackschichten, keramischen Platten oder Gipsplatten oder auch zum Beheizen von Backräumen o. dgl- Als Brennstoff für den Brenner kann öl oder Gas dienen. Im einzelnen ist die Vorrichtung wie folgt aufgebaut:

In Richtung eines Pfeiles 1 strömt die zu trocknende oder zu erhitzende Luft eine Brennkammer 2 radial an. Der Luftstrom teilt sich und umströmt die Brennkammer 2, wobei er sich auch in etwa radialer Richtung von dieser löst Zum Fördern der Luft oder zum Unterstützen des Luftstromes kann auch ein hier nicht dargestelltes Gebläse dienen.

Die Brennkammer 2 liegt innerhalb eines Gehäuses 3 quer zur Strömungsrichtung. Sie hat die Form eines Zylinders, der an seinen Stirnseiten durch jeweils eine Stirnwand 4 bzw. 5 verschlossen ist. In ihrem Bereich bildet das Gehäuse 3 zwei diametral gegenüberliegende und zur Brennkammerachse koaxiale Ausbauchungen 6, so daß zwischen der Wand der Brennkammer 2 und diesen Teilen des Gehäuses 3 jeweils ein ringförmiger Kanal gebildet wird. Der Luftst-om teilt sich also entsprechend dem Verlauf der Pfeile 7 in F i g. 2.

Der Mantel der Brennkammer 2 ist zumindest im Bereich der Ausbauchungen 6 mit etwa gleichmäßig verteilten Durchbrüchen 8 versehen, durch die Rauchgase aus der Brennkammer 2 austreten können. Zur besseren Führung der Rauchgase in diesem Austrittsbereich sind den Durchbrüchen 8 in der Nähe ihrer in Abströmrichtung weisenden Ränder Stege 9 zugeordnet die sich von der Brennkammerwand etwa radial nach außen erstrecken und deren Höhe mindestens etwa der Wandstärke der Brennkammer 2 entsprechen sollte.

Unmittelbar vor den Durchbrüchen 8, gesehen in Strömungsrichtung, sind im Bereich der Ausbauchungen 6 zwischen der Brennkammer 2 und dem Gehäuse 3 Turbulenzeinbauten 10 vorgesehen, deren Querschnitt jeweils die Form eines spitzen Winkels hat, der mit seiner Spitze gegen die Strömung gerichtet ist. Die Turbulenzeinbauten können auch keilförmig ausgebildet sein oder in anderer geeigneter Form. Die Breite der

Turbulenzeinbauten 10 beträgt zweckmäßig etwa 1/3 des radialen Abstandes zwischen der Brennkammerwand und dem Gehäsue 3.

In die Stirnwand 5 der Brennkammer 2 ist eine Brennerdüse 11 eingesetzt, die sich in axialer Richtung der Brennkammer 2 konisch erweitert Diese auch als Brennerohr bezeichnete Brennerdüse 11 wird von einer sich ebenfalls konisch erweiternden Mündung 12 eines Bypasskanals 13 umgeben, der zwischen der Stirnwand 5 und dem Gehäuse 3 verläuft und dessen eingangsseitiges Ende der anströmenden Luft entgegengerichtet ist Somit kann durch den Bypaßkana! 13 ein Teil des Trocknungs-Luftstromes als Verbrennungsluft in die Brennkammer 2 strömen, wobei sich innerhalb dieser eine Strö.nung entsprechend den Pfeilen 14 und 15 ergibt Innerhalb des Bypaßkanals 13 dient eine Luftklappe 16 zum Regulieren der als Verbrennungsluft zugeführten Luftmenge.

Der Abstand zwischen der der Brennerdüse 11 gegenüberliegenden Stirnwand 4 der Brennkammer 2 und dem Gehäuse 3 entspricht etwa dem Abstand zwischen der Stirnwand 5 und dem dortigen Teil des Gehäuses 3, also der Breite des Bypaßkanals 13. Ein kleinerer Teil des Trocknungs-Luftstromes kann also auch an der Stirnwand 4 entlangströmen und diese kühlen bzw. durch diese aufgeheizt werden.

Die trichterförmige Erweiterung von Brennerdüse Ii und Mündung 12 dient dem Zweck, die Flamme so zu führen, daß sie auseinandergezogen wird bzw. auseinanderplatzt Auch hierdurch kann eine Vergleichmäßigung der Druckverhältnisse bzw. des Ausströmdruckes der

s Rauchgase erreicht werden. Es ist aber auch denkbar, zu demselben Zweck Drallkörper vorzusehen, die der zugeführten Verbrennungsluft einen entsprechenden Drall erteilen.

Aufgrund der vorgeschlagenen Ausführungsform

■ο ergibt sich eine gleichmäßige Verteilung der Energie der austretenden Gase, und zwar nahezu unabhängig von der Durchsatzmenge. Hierdurch wird eine gute Regelbarkeit der Temperatur des Trocknungs-Luftstromes gewährleistet Aufgrund der günstigen Strömungs-

i«; Verhältnisse erreicht man eine äußerst gleichmäßige Temperaturverteilung über die gesamte Breite des Strömungsquerschnittes.

Bei der hier beschriebenen Ausführungsform hat die Brennkammer 2 eine Stahlwand. Sie kann aber auch mil Schamott ausgemauert sein, wobei zweckmäßig die Mauerstärke etwa dem Durchmesser der Durchbrüche 8 entsprechen kann. Bei einer solchen Ausmauerung können die radial nach außen gerichteten Stege ί vielfach entfallen, da die Durchbrüche aufgrund dei

2s jetzt größeren Wandstärke bereits von sich aus ein« verbesserte Leitwirkung auf die Rauchgase ausüben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

^net«* im wesentlicher, zylindrische Brennkamangeordnete. «»» - . darin eingesetzten Patentansprüche: io

1. Vorrichtung zur Erzeugung eines Trocknungs-Lufststromes, z.B. für Konvektionstrockner, mit einem Brenner, dem außer Brennstoff ein TeO eines Frischluftstromes als Verbrennungsluft zugeführt wird, der in etwa gleichbleibender Strömungsrichtung ein Gehäuse durchsetzt and eine darin angeordnete, im wesentlichen zylindrische Brennkammer umspült, die eine zum axial darin eingesetzten Brenner konzentrische ringförmige Einlaßöffnung für Verbrennungsluft aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkammer (2) im Gehäuse (3) quer zur Strömungsrichtung aageord- «et ist und an ihren von der Frischluft umströmten Mantelbereichen etwa gleichmäßig verteilte Durchbrüche (8) für das Rauchgas aufweist und daß in einem zwischen der brennerseitigen Stirnwand (5) der Brennkammer (2) und der ihr zugewandten Innenseite des Gehäuses (3) vorhandenen Zwischenraum ein Bypaßkanal (13) für Verbrennungsluft angeordnet ist, dessen Einlaß gegen den Luftstrom gerichtet ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (3) in seinem die Brennkammer (2) umgebenden Teil Ausbauchungen (6) bildet, die eine Verbreiterung dieses Gehäuseteils gegenüber den vor und hinter der Brennkammer (2) Hegenden und ihrerseits gegenüber der Brennkammer (2) schmäleren Gehäuseteilen darstellen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß den Durchbrächen (8) des Mantels der Brennkammer (2) stromabwärtssehig radial von diesen nach außen abstehende Leitbleche

(9) und/oder stromaufwärtsseitig /on diesen in Bereich der Ausbauchungen (6) Turbulenzeinbauten

(10) zugeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbulenzeinbauten (10) als Turbulenzkörper ausgebildet sind, die als Querschnitt einen spitzen Winkel haben, dessen Spitze gegen den Luftstrom gerichtet ist, oder daß sie als Zylinder oder als quer zum Luftstrom gerichtete Leiste mit Versteifungsrippe o. dgl. an der Abstromseite ausgebildet sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennerdüse (U) und/oder die sie umgebende Mündung (12) des Bypaßkanals (13) sich in Richtung der Brennkammer (2) konisch oder trompetenförmig erweitern.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Durchbrüche (8) im Brennkammermantel von der Brennerseite ab allmählich abnimmt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einem Teilstrom der dem Brenner (11) zugeführten Luft ein Drall erteilt wird.