DE2141825C3 - Trommelf üllerwärmer - Google Patents

Description

auszunutzten und hierbei wesentliche Betriebskosten and Anlagekosten einzusparen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß koaxial zur Drehtrommel im Anschluß an die äußere Stirnwand der Stirnkappe auf der Warmgut-Auslaufseite eine zentrale Mischkammer für umlaufende und frische Verbrennungsgase angeordnet ist, an die sich koaxial in Verlängerung der Trommelachse eine Brenner-Muffel mit einem an sich bekannten äußeren Umhüllungsrohr anschließt und somit einen Ringkanal bildet, durch den die abgekühlten Heizgase aus den Umlaufkanälen in die Mischkammer einströmen und daß in Verlängerung der Trommelachse auf der Gasaustrittsseite an den Gasaustrittskanal, unter Zwischenschaltung einer Dehnungsmanschette, der Umwälzventilator angebaut ist, dessen Ausblasstutzen mit der, Umlaufkanälen und einem kurzen senkrechten .Abzugskamin verbunden ist, der einen Anteil der abgekühlten Heizgase, der der zugeführten Verbrennungsluftmenge entspricht, ins Freie führt.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist in ²h bis V₄ der Länge der Mischkammer, gemessen in Richtung der Gasströmung, ein Wärme-Strahlschutz eingebaut, bestehend aus einem 4 bis 5 mm starken Lochblech, welches gleichmäßig verteilt, in Abständen von 50 bis 60 mm. Löcher von 30 bis 35 mm Durchmesser enthält.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß nunmehr die heißen Flamniengase des Heizölbrenners auf verhältnismäßig kurzem Strömungsweg aus der Brenner-Muffel koaxial über die Mischkammer durch die Lochbiechwand gleichmäßig verteilt in den gesamten Querschnittsbereich des Heizrohrsystems eintreten. Hiermit ergeben sich wesentlich gleichmäßigere und im Durchschnitt höhere Heißgastemperaturen innerhalb des gesamten Rohrsystems und eine bessere Ausnutzung der Brennstoffwärme.

Zugleich erbringt die neue einfachere Ausführungsform des TrommelfüUerwärmers eine Ersparnis von etwa 15 % der Herstellungskosten.

Infolge der günstigeren Brenneranordnung mit kürzeren Kanalführungen entstehen geringere Wärmeverluste, so daß weniger Wärmeschuizverkleidungen benötigt werden.

Der eingebaute Wärmestrahlschutz vor der Brennerflamme gewährleistet eine höhere Lebensdauer des Heizrohrsystems.

Schließlich hat auch die neue Ausgestaltung und vielseitige Verwendungsmöglichkeit des ebenen Grundrahmens, auf dem der Trommelfüllerwärmer abgestützt und transportiert werden kann, einen wesentlichen Anteil an der mit der Erfindung erzielten Vereinfachung und Verbilligung der Gesamtkonstruktion.

Ein Beispiel der neuen erfinderischen Ausführungsform des TrommelfüUerwärmers ist in den Zeichnungen dargestellt:

Es zeigt

Abb. 1 die Gesamtanordnung des TrommelfüUerwärmers im Aufriß,

Abb.2 einen Querschnitt durch diese Anordnung längs der Linie I-I.

Der im Beispiel dargestellte Trommelfüllerwärmer besitzt einen zweistufigen ölbrenner 87 mit vollautomatischer Regelung. Dieser ist am äußeren Ende der Brenner-Muffel 88 koaxial zur Trommelachse eingebaut. Die Brenner-Muffel 88 hat einen äußeren Mantel aus normalem Stahl mit einer inneren Auskleidung aus Schamotte-Formsteinen. Sie ist umhüllt von einem koaxialen Ringkanal 92, der sie einerseits über die Mischkammer 89 mit der Gaseintrittsöffnung des Trommelfüllerwärmers verbindet und der am anderen Ende in die Gasumlaufkanäle 93 einmündet

Eine ähnliche Umhüllung der äußeren Brenner-Muffel ist zwar bekannt aus US-Patent 35 93 430. Es handelt sich hierbei jedoch nicht um einen zylindrischen Ringkanal wie bei der erfindungsgemäßen Ausführung, sondern um eine äußere Ansaugschürze, die eine konische Brenner-Muffel in Form eines Kegelmantels in geringem Abstand umhüllt.

Wie aus Fig.4 dieser Patentschrift zu ersehen ist, wird durch den freien Ringquerschnitt dieses äußeren Ansaugmantels und der äußeren Brenner-Muffelwand die Verbrennungsluft aus dem umgebenen Raum angesaugt

In der Ausführungsform nach vorliegender Erfindung werden demgegenüber die Verbrennungsgase in dem Gasumlaufkanälen 93 umgewälzt und strömen dann durch den koaxialen zylindrischen Ringkanal 92 in die Mischkammer 89, während die Verbrennungsluft konzentrisch hierzu in die Brenner-Muffel eingesaugt wird.

Die frischen Verbrennungsgase strömen nach A b b. 1 von rechts zentral in die Mischkammer 89. Sie werden dort mit den umlaufenden abgekühlten Heizgasen durchmischt und vom Umwälzventilator 95 stetig durch das fest angeordnete Heizrohrsystem innerhalb der Drehtrommel 4 hindurch gefördert.

Die innige Durchmischung der frischen Verbrennungsgase mit den im Umlauf geführten abgekühlten Heizgasen wird unterstützt durch eine in Strömungsrichtung innerhalb ²/j bis V₄ der Länge der Mischkammer angeordnete Lochblechwand 90.

Diese dient zur Vergleichmäßigung der Geschwindigkeitsverteilung der gemischten Rauchgase und zur optimalen gleichmäßigen Verteilung der Strahlungswärme der Flammengase über den gesamten Qüerschnittsbereich des Heizrohrsystems. — Mit dieser günstigen Verteilung der Flammenwärme wird zugleich eine höhere Durchschnittstemperatur der Heizgase innerhalb des Rohrsystems erreicht und somit eine bessere Ausnutzung der Brennstoffwärme.

Der Umwälzventilator 95 ist bei dieser Ausführung auf der Gasaustrittsseite in Verlängerung der Achse der Drehtrommel 4 an den Gasaustrittskanal 97, unter Zwischenschaltung einer Dehnungsmanschette 96 angebaut. Von dort strömen die abgekühlten Heizgase zum überwiegenden Teil in die Umlaufkanäle 93.

Über dem Ausblasstutzen des Umwälzventilators 95 ist zugleich ein kurzer senkrechter Abzugskamin 94 angeordnet, der einen geringen Anteil der abgekühlten Heizgase, welcher der Rauchgasmenge entspricht, ins Freie geführt.

Die gesamte Anordnung dei Trommelfüllerwärmers kann auf einem ebenen Grundrahmen 85 abgestützt sein, der zugleich als Fahrwerksrahmen mit abnehmbar befestigten Radsätzen zum Straßentransport dient.

Auf der Baustelle wird dieser Grundrahmen mit der achsparallel darüber befestigten Drehtrommel 4 einstellbar in geringer Neigung zur Horizontalen auf ein Fundament gesetzt. Mit der Neigung der Trommelachse ist die Verweilzeit des Wärmgutes innerhalb der Trommel derart einregelbar, daß das zur Verwendung kommende feuchteste Gut mit den niedrigsten Wärmeübergangszahlen noch mit der maximalen Rauchgastemperatur auf die erforderliche Endtemperatur ge-

bracht werden kann.

Das Füllermaterial wird zugeführt durch die obere Einlauföffnung 15 der Stirnkappe 3 auf der Gasaustrittsseite der Drehtrommel 4, die bei geneigter Trommelachse höher angeordnet ist. Das Wärmgut gelangt somit während des rieselnden Fallens zwischen den Rohren und den periodisch hiermit wechselndem Hochfördern und wieder ausschütten über den Heizrohren, der Trommelneigung folgend, nach einstellbarer Zeit in die untere Gutauslauföffnung (16) an der Gaseintrittsseite.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. TrommelfüUerwärmer zur rekuperativen Erwärmung feinkörnigen und staubförmigen Gutes beim rieselnden Fallen zwischen Heizrohren von linsenförmigem oder rhombischem Querschnitt, die mit geringer Neigung zur Horizontalen achsparallei im mittleren Bereich ihrer Längserstreckung innerhalb einer Drehtrommel liegen, welche an ihrem Umfang innen mit Hubschaufeln versehen ist, die das fallende Wärmgut stetig wieder hociifördern und vielfach über den Heizrohren ausschütten, während die äußeren Enden der Heizrohre in stationären Stirnkappen befestigt sind, die mit kurzen zylindrischen Teilen auf beiden Seiten der Drehtrommel symmetrisch die Rohrenden umhüllen und mit schleifenden Dichtungen gegen die Stirnflansche!! der Drehtrommel anliegen, wobei sich die äußere Stirnwand jeder Stirnkappe an einen Zu- oder Abführungskanal für das Heizmedium anschließt und innerhalb der kurzen zylindrischen Teile der Stirnkappen an einem Ende der Trommel die Zuführung und am anderen Ende die Abführung des Wärmgutes erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß koaxial zur Drehtrommel (4) im Anschluß an die äußere Stirnwand (2) der Stirnkappe (3) auf der Warmgut-Auslaufseite eine zentrale Mischkammer (89) für umlaufende und frische Verbrennungsgase angeordnet ist, an die sich koaxial in Verlängerung der Trommelachse eine Brenner-Muffei (88) mit einem an sich bekannten äußeren Umhüllungsrohr (91) anschließt und somit einen Ringkanal (92) bildet, durch den die abgekühlten Heizgase aus den Umlaufkanälen (93) in die Mischkammer (89) einströmen und daß in Verlangerung der Trommelachse auf der Gasaustrittsseite an den Gasaustrittskanal (97), u.iter Zwischenschaltung einer Dehnungsmanschette(96),der Umwälzventilator (95) angebaut ist, dessen Ausblasstutzen mit den Umlaufkanälen (93) und einem kurzen senkrechten Abzugskamin (94) verbunden ist, der einen Anteil der abgekühlten Heizgase, der der zugeführten Verbrennungsluftmenge entspricht ins Freie führt.

2. TrommelfüUerwärmer nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß in Verlängerung der Trommelachse koaxial am äußeren Ende der Brenner-Muffel (88) ein zweistufiger öl- oder Gasbrenner (87) mit vollautomatischer Regelung eingebaut ist.

3. TrommelfüUerwärmer nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß in ²/₃ bis V₄ der Länge der Mischkammer (89), gemessen in Richtung der Gasströmung, ein Wärme-Strahlschutz (90) eingebaut ist, bestehend aus einem 4 bis 5 mm starken Lochblech, welches gleichmäßig verteilt in Abständen von 50 bis 60 mm Löcher von 30 bis 35 mm Durchmesser enthält.

4. TrommelfüUerwärmer nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Anordnung des Trommelfüllerwärmers einschließlich der erforderlichen Antriebseinrichtungen auf einem ebenen Grundrahmen (85) abgestützt und befestigt ist, dessen Abmessungen derart gewählt sind, daß er auf einem Waggon zum Bahntransport paßt, und zugleich als Fahrwerksrahmen mit abnehmbar befestigten Radsätzen zum Straßentransport dienen kann.

Die Erfindung betrifft einen Trommelfüllerwärmer zur rekuperativen Erwärmung feinkörnigen und staubförmigen Gutes beim rieselnden Fallen zwischen Heizrohren von linsenförmigem oder rhombischem Querschnitt, die mit geringer Neigung zur Horizontalen, achsparallel im mittleren Bereich ihrer Längsurstrekkung innerhalb einer Drehtrommel liegen, welche an ihrem Umfang innen mit Hubschaufeln versehen ist, die das fallende Wärmgut stetig wieder hochfördern und vielfach über den Heizrohren ausschütten, während die äußeren Enden der Heizrohre in stationären Stirnkappen befestigt sind, die mit kurzen zylindrischen Teilen auf beiden Seiten der Drehtrommel symmetrisch die Rohrenden umhüllen und mit schleifenden Dichtungen gegen die Stirnflanschen der Drehtrommel anliegen, wobei sich die äußere Stirnwand jeder Stirnkappe an einen Zu- oder Abführungskanal für das Heizmedium anschließt und innerhalb der kurzen zylindrischen Teile der Stirnkappen an einem Ende der Trommel die Zuführung und am anderen Ende die Abführung des Wärmgutes erfolgt.

Die neue Konstruktion des Trommelfüllerwärmers dient dem Zweck, den Wirkungsgrad der Wärmeübertragung zwischen den Heizgasen und dem Wärmgut weiterhin zu verbessern. Bei der bisherigen Gesamtanordnung des Trommelfüllerwärmers nach DBP 20 64 1J2 erfolgte die Umwälzung der Rauchgase und deren Strömung durch die Trommel in umgekehrte Richtung.

Bestimmt man jeweils die Strömungsrichtung in bezug auf das in Fahrtrichtung gesehene vordere Ende des Fahrwerksrahmens, dann ist ersichtlich, daß der Umwälzventilator 95 bei der bisherigen Ausführungsart (nach Gbm 69 43 114 und DBF 20 b4 132) am vorderen Trommelende angeordnet war.

Während des Betriebes ist hierbei der Trommelfüllerwärmer gemäß Abbildung 5 nach hinten geneigt auf den Fundamenten aufgestellt. Die beiden Heizölbrenner 87 mit den anschließenden Brenner-Muffeln 88 sind jeweils an den vorderen Enden der beiden oberen Gasumlaufkanäle 93 koaxial zur Trommelachse eingebaut.

Die Gasumlaufkanäle 93 münden am hinteren Ende der Drehtrommel in den Heizgaseintrittskanal 13, der die heißen Rauchgase möglichst gleichmäßig auf alle Rohrquerschnitte des Heizrohrbündels verteilen soll.

Erfahrungsgemäß ist jedoch beim Übergang der nach rückwärts gerichteten Rauchgasströmung aus den oberen Gasumlaufkanälen 93 nach unten in die Querschnittserweiterung des Heizgaseintrittskanals 13 innerhalb der kurzen Umlenkung in die entgegengesetzte Richtung während des Eintritts in das Heizrohrbündel keine völlig gleichmäßige Geschwindigkeitsverteilung der Rauchgase in allen Rohrquerschnitten erreichbar.

Die Abweichungen von der mittleren Rauchgasgeschwindigkeit betragen etwa 20 bis 25 %, wobei in den oberen Heizrohren die Rauchgasgeschwindigkeiten erheblich kleiner sind als in den unteren. Dementsprechend sind auch im oberen Heizrohrbereich die Wärmeilbergangszahlen wesentlich geringer.

Ein weiterer Nachteil der bisherigen Rauchgasführung ergibt sich auch infolge der bisherigen Anordnung der beiden Ölbrenner 87 am vorderen Ende der Gasumlaufkanäle 93, durch den Wärmeverlust auf den Strömungsweg bis zum Eintritt in die Heizrohre am hinteren Ende der Drehtrommel.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Wärme der Brennerflammen und der Verbrennungsgase unter günstigeren Strömungsverhältnissen besser