DE2106830B2 - Erhitzer für flüssige oder gasförmige Medien - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Erhitzer für flüssige oder gasförmige Medien. Erhitzer für diesen Zweck bestehen zumeist aus einem Strahlungsteil und einem Konvektionsteil. Der Strahlungsteil wird hierbei von der Brennkammer gebildet, in deren einer Stirnwand die mit Luft als Verbrennungsmittel betriebenen Brenner angeordnet sind und die mit einem sie umgebenden Rohrkäfig verbunden ist, dessen Rohre der Führung der Rauchgase und dessen die Rauchgasrohre umschließender Mantelringraum der Führung des zu erwärmenden Mediums dient. Die Verbindung zwischen Brennkammer und Rohrkäfig kann am stirnseitigen Ende oder am brennerseitigen Ende der Brennkammer hergestellt sein.

Die bekannten Erhitzer eignen sich insbesondere zum kontinuierlichen Betrieb, sind somit nicht immer zur ausschließlichen Deckung von Bedarfsspitzen oder zur Verbrennung von lediglich in geringerem Umfang anfallenden, etwa schwer brennbaren oder giftigen Stoffen, geeignet. Dies hat seine Ursache in der geringen Aufheizgeschwindigkeit und Temperaturspreizfähigkeit der bekannten Erhitzer, die auf dem großen Anteil des Konvektionswärmeüberganges am Gesamtwärmeübergang beruht. Hinzu kommt, daß — soweit der Strahlungsanteil am Wärmeübergang betroffen ist — der Wärmeübergang auf die Strahlung der leuchtenden Brennerflamme zurückgeht, woraus eine stark ungleichmäßige Temperaturbeiastung sowohl im Strahlungsteil als auch im Konvektionsteil resultiert, was weiterhin die Temperaturregelung des zu erwärmenden Mediums erschwert und einen entsprechend hohen konstruktiven Aufwand erfordert.

Das Anwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung ist insbesondere das der Erhitzer, die sich zum diskontinuierlichen Betrieb, etwa für Spitijnbedarfsdeckungen und gegebenenfalls Verbrennung unregelmäßig anfallender Brennstoffe, eignen. Dabei wird vom bekannten Stande der Technik der Fluid-Erhitzer mit einem Flüssigbrennstoff- oder Gas-Brenner ausgegangen und mit einer Brennkammer, die von einem Ringraum umgeben ist, durch den das zu erhitzende flüssige oder gasförmige Medium strömt. Die Erfindung besteht darin, daß der Brenner in für sich bekannter Weise im wesentlichen durch reinen Sauerstoff betrieben ist und daß der Erhitzer in für sich bekannter Weise ohne Konvektivteil ausgebildet ist. das Ganze derart, daß die Erhitzung des den Ringraum durchströmenden Mediums praktisch ausschließlich durch Gasstrahlung erfolgt. Eine leuchtende Flammenstrahlung, die in ihrem Effekt nach der Gesetzmäßigkeit der Festkörperstrahlung erfaßt und berechnet wird, fällt bei der Sauerstoff-Flamme und damit auch beim Erfindungsgegenstand praktisch fort.

Die Ausbildung des Erhitzers als reiner Strahlungserhitzer ohne Konvektionsteil, der mit einem Sauerstoffbrenner betrieben wird, löst die Aufgabe, eine konstruktive Geringhaltung der Erhitzergröße bei entsprechend niedrigen Investitionskosten und eine hohe Aufheizgeschwindigkeit zu gewährleisten. Der Erhitzer eignet sich daher hervorragend als Spitzenbedarfsgerät zur Verbrennung unregelmäßig oder in geringen Mengen anfallender, auch schwer brennbarer oder giftiger Stoffe. D'.e insbesondere für Spitzenbedarfsdeckungen erforderliche hohe Aufheizgeschwindigkeit resultiert aus dem praktisch ausschließlichen Anteil an Gasstrahlung am Wärmeübergang, wobei der Wärmeübergang durch Flainmenstrahlung und Konvektion so gut wie völlig in den Hintergrund tritt. Es ergibt sich hierdurch ein großer Leistungsbereich und ein hoher wärmetechnischer Wirkungsgrad bei relativ hohen Abgastemperaturen (etwa 1300° C).

Die gewünschte Temperaturerhöhung des zu erwärmenden Mediums kann sehr klein gewählt und genau eingehalten werden. Darüber hinaus ist — insbesondere bei der Erhitzung gasförmiger Medien — eine Erwärmung auf sehr hohe Temperaturen bis an die Grenze der Wärmebelastbarkeit des die Kammerwand bildenden Materials möglich, da infolge der aus der Gasstrahlung resultierenden gleichmäßigen Wärmebeaufschlagung keine Temperaturspitzen auftreten.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht.

Es ist ein Erhitzer für flüssige bzw. gasförmige Medien dargestellt, der äußerlich einem an sich bekannten Strahlungskessel 1 nachgebildet ist, in dessen einer Stirnfläche jedoch ein Öl-Sauerstoff-Brenner oder Gas-Sauerstoff-Brenner 2 angeordnet ist. Der Erhitzer besteht aus der Brennkammer, die von einem Mantelringraum 3 umgeben ist, der seinerseits mit einem Eintrittsstutzen 4 sowie einem Austrittsstutzen 5 für das zu erwärmende Medium versehen ist.

Die dem Brenner 2 gegenüberliegende Stirnwand 6 ist von einer Prallwand gebildet, während die auf der Seite des Brenners 2 liegende Wand mit Austrittsschlitzen 8 zum Abgaskanal 7 für das Rauchgas versehen ist. Als Austrittsschlitze sind im Beispielsfalle Radialschlitze vorgesehen, die in der Seitenwand des Kammerkopfes angeordnet sind, wodurch eine zentrale Führung der Rauchgase bis zur Prallwand und eine gleichmäßige Rückführung der Rauchgase entlang der Kammenvandung erreicht wird.

In dem Brenner 2 ist ein Rohr 9 angeordnet, durch welches der Flamme oder dem Öl- bzw. Gasstrom innerhalb des Brenners die schwer brennbaren giftigen Stoffe zugemischt werden.

Dadurch ist es möglich, diese Stoffe zu vernichten unter gleichzeitiger Ausnutzung ihrer Wärmeenergie.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Fluid-Erhitzer mit einem Flüssigbrennstoff- oder Gas-Brenner und mit einer Brennkammer, die von einem Ringraum umgeben ist, durch den das zu erhitzende flüssige oder gasförmige Medium strömt, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner (2) in für sich bekannter Weise im wesentlichen durch reinen Sauerstoff betrieben ist und daß der Erhitzer in für sich bekannter Weise ohne Konvektivteil ausgebildet ist, das Ganze derart, daß die Erhitzung des den Ringraum (3) durchströmenden Mediums praktisch ausschließlich durch Gasstrahlung erfolgt.

2. Erhitzer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß dem Brenner (2) ein Rohr (9) zugeordnet ist, durch welches schwer brennbare Stoffe innerhalb des Brenners dem Öl bzw. Gas zumischba.· und.

3. Erhitzer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkammer in an sich bekannter Weise an der dem Brenner (2) gegenüberliegenden Fläche von einer Prallwand (6) begrenzt ist.

4. Erhitzer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkammer in an sich bekannter Weise in dem den Brenner benachbarten Bereich mit Austrittsöffnungen für das Rauchgas versehen ist.

5. Erhitzer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auolaßöffuungen (8) in an sich bekannter Weise radia; in der seitlichen Brennkamme rkopf wand angeordnet „ind.