DE2106830C3

DE2106830C3 - Erhitzer für flüssige oder gasförmige Medien

Info

Publication number: DE2106830C3
Application number: DE19712106830
Authority: DE
Inventors: Ferdinand Dipl.-Ing. 4150 Krefeld Pfeifer
Original assignee: Messer Griesheim GmbH
Current assignee: Messer Griesheim GmbH
Priority date: 1971-02-12
Filing date: 1971-02-12
Publication date: 1974-05-09
Also published as: NL7200735A; DE2106830A1; DE2106830B2; BE778041A; GB1373430A; AT314055B; FR2124757A5; IT948496B

Description

Die Erfindi<"g betrifft einen Erhitzer für flüssige oder gasförmige Medien. Erhitzen für diesen Zweck bestehen zumeist aus einem Strahlungstcil und einem Konvcktionstcil. Der Strahlungsteil wird hierbei von der Brennkammer gebildet, in deren einer Stirnwand die mit Luft als Verbrennungsmittel betriebenen Brenner angeorJnet sind und die mit einem sie umgebenden Rohrkäfig verbunden ist, dessen Rohre der Führung der Rauchgase und dessen die Rauchgasrohre umschließender Mantelringraum der Führunp 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 Bctileb, 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 Temperaturbelastung sowohl im Strahlungsteil als auch im Konvektionsteil resultiert, was weiterhin die Temperaturregelung des zu erwärmender» 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 Spitzenbedarfsdeckungen 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 fü: sich bekannter Weise im wesentlichen durch reinen Sauerstoff betrieben ist und daß der Erhitzer in für sich bekannter Weise ohne Konvektivleii 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 Saueistoff-Flamme und damit auch beim Erfindungsgegenstand praktisch foil.

Die Ausbildung des Erhitzers als reiner Strahlungserhitzer ohne Konvektionsteil, der mit einem Sauer stoffbrenner 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 StOfTc Die insbesondere fur Spitzenbedarfsdeckungen erforderliche hohe Aufheizgeschwindigkeit resultiert aus dem praktisch ausschließlichen Anteil an Gasslrahlung am Wä:nieübergang, wobei der Wärmeübergang durch Elammenstrahlung und Konvektion so gut wie völlig in den Hintergrund tritt. Es ergibt sich hierdurch ein großer Leistungsbereich und ein hoher wärmetechnisrher Wirkungsgrad bei relativ hohen Abgastemperaturen (vtwii ! 300 ' 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 Wärmebelastbnrkeil 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 Strahlungskcssel 1 nachgebildet ist, in dessen einer Stirnfläche jedoch ein Öl-Saucrstoff-Brenner oder Ga^c-SauerstofT-Brenner2 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.

3 4

Die dem Brenner 2 gegenüberliegende Stirnwand 6 eine gleichmäßige Rückführung der Rauchgase ent-

ist von einer Prallwand gebildet, während die auf der lang der kammerwandung erreicnt ''^vir"·

Seite des Brenners 2 liegende Wand mit Austritts- In dem Brenner 2 ist ein Rohr 9 a^η^^αη"' °™™

schützen 8 zum Abgaskanal 7 für das R?.uchaas ver- welches der Flamme oder dem Ui- ow. vj _

.sehen ist. Als Austrittsschlitze sind im Beispielsfalle 5 innerhalb des Brenners die schwer oreniiu* _B

Radialschlitzc vorgesehen, die in der Seitenwand des tigen Stoffe zugemischt werden. vernichten

Kammerkopfes angeordnet sind, wodurch eine zen- Dadurch ist es möglich, ^diese .^^e ™_ ™ „:-

trale Führung der Rauchgase bis zur Prallwand -nd unter gleichzeitiger Ausnutzung ihrer Wärmeenergie.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Fluid-Erhitzer mit einem FlüssigbrennstofT- 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 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Brenner (2) ein Rohr (9) zugeordnet ist, durch welches schwer brennbare Stoffe innerhalb des Brenners dem Öl bzw. Gas zumischbar sind.

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 Auslaßöffnungen (8) in an sich bekannter Weise radial in der seitlichen Brennkammerkopfwand angeordnet sind.