DE2448977A1

DE2448977A1 - Heater in which burnt gases pass through doubled-back tube - excessive temperature difference at open end is produced by holes in inner wall

Info

Publication number: DE2448977A1
Application number: DE19742448977
Authority: DE
Inventors: Trevor Ward
Original assignee: Hotwork Ltd
Current assignee: Hotwork Ltd
Priority date: 1974-10-15
Filing date: 1974-10-15
Publication date: 1976-04-29

Abstract

Gas (or vaporized fuel) diffuser burner is enclosed in a double-walled tube in such a way that all the combustion products pass right along the inner tube, and then back through the whole annular space between the walls, before they escape. Thus, at one end of the double tube, both the hottest, burning gas and the coolest, ready-for-discharge combustion products are separated only by the inner wall of the double tube. The steep temperature gradient producing stresses is eliminated by the holes (36) made in the inner wall of the tube, so that part of the burning gas can pass (still burning) directly into the space between the walls (16, 12) and reduce this temperature difference.

Description

Strahlungsheizungs-Vorrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Strahlungsheizungs-Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs lo Bei einer derartigen Vorrichtung wird Wärme durch das Verbrennen eines Brennstoffs in einem geschlossenen Rohr erzeugt und die Wärme von der Außenfläche des Rohres abgestrahlt, wobei das verwendete Rohr in einem vorzugsweise technischen Zwecken dienenden aufzuheizenaen Ofen oder einem anderen autzuheizenden Raum angeordnet ist0 Die Vorrichtung der eingangs genannten Art weist den Nachteil au£, daß keine Wärmeabstrahlung von dem inneren Rohr aus, in welchem die Gase am heißesten sind, zum Ofen oder zu einem anderen auzuheizenden Raum gerichtet ist, sodaß folglich die vom Brenner erzeugte Wärme nicht so effektiv und wirksam, wie es sein sollte, verwendet wird0 Bei dieser Vorrichtung besteht auch eine beträchtliche Differenz zwischen der Arbeitstemperatur des inneren Rohres und derjenigen des äußeren Rohres, was eine zerstörende Wirkung am inneren Rohr zur Folge hat und was auch eine Verformung der Rohre fördert, die wiederum ihre Lebensdauer verkürzt Eine Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile der bekannten Vorrichtung zu vermeiden und eine in dieser Hinsicht verbesserte Konstruktion einer Strahlungsheizungs-Vorrichtung zu schaffen, Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst, Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, daß die Verbrennung auch in den Zwischenraum hineingetragen wird und daß dadurch ein größerer Teil der vom Brenner erzeugten Wärme direkt zum äußeren Rohr übertragen wird und deshalb auch zum Ofen oder einem anderen zu beheizenden Raum Darüber hinaus wird dadurch der Temperaturunterschied zwischen den beiden Rohren verringert, was ihre Lebensdauer erhöht. Auch ist es auf Grund der Reduzierung der Temperaturdifferenz möglich, den Brenner mit einer höheren Temperaturvals dies sonst üblich wäre> zu fahren. Radiant Heating Apparatus The invention relates to a Radiant heating device according to the preamble of claim lo In such a Heat is generated by burning a fuel in a closed device Tube is generated and the heat is radiated from the outer surface of the tube, the used pipe in a preferably technical purpose serving to be heated Oven or another room to be heated 0 The device of the type mentioned has the disadvantage au £ that no heat radiation from the inner tube, in which the gases are hottest, to the furnace or to a Another room to be heated is directed, so that consequently the one generated by the burner Heat is not used as effectively and effectively as it should be0 at this one There is also a considerable difference between the operating temperature of the device of the inner tube and that of the outer tube, which has a destructive effect on the inner tube and which also promotes deformation of the tubes, which in turn shortens their lifespan. One object of the invention is to overcome these disadvantages to avoid the known device and an improved construction in this regard to create a radiant heating device, this object is achieved according to the invention solved by the features specified in the characterizing part of claim 1, With the device according to the invention, it is possible that the combustion also in the Gap is carried in and that thereby a larger part of the burner generated heat is transferred directly to the outer tube and therefore also to the furnace or another room to be heated In addition, this will reduce the temperature difference between the two pipes is reduced, which increases their service life. It is too Due to the reduction in the temperature difference, it is possible to use the burner with a higher Temperaturvals this would otherwise be> to drive.

Die Öffnungen können von beliebiger Gestalt und Anzahl sein und sie können längs des Rohres im Abstand verteilt angeordnet sein, damit der gewünschte Wärmeverteilungsgrad erzielt wird. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung können die Öffnungen auch zur Wand des Rohres geneigt angeordnet sein, und zwar derart, daß die Strömung durch die Öffnungen in eine Richtung verläuft, die eine Komponente in derjenigen Richtung besitzt, die vom Strom längs des Rückwegs im Zwischenraum zwischen den Rohren eingenommen wird, um die Interferenz bzw. gegenseitige Beeinflussung mit dem Rückstrom au£-ein Minimum zurück zu führen.Die Öffnungen können in dem Bereich nahe dem Brennerauslaß und / oder dem oberen Teil der Rohrwandung größer oder zahlreicher sein.The openings can be of any shape and number and they can be distributed along the pipe at a distance, so that the desired Heat distribution is achieved. According to one embodiment of the invention, can the openings can also be arranged inclined to the wall of the pipe in such a way that that the flow through the openings is in a direction which is one component in the direction that is from the stream along the return path in the gap is occupied between the tubes to avoid interference or mutual interference with the return current to a minimum. The openings can be in the area near the burner outlet and / or the upper part of the pipe wall larger or more numerous be.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert.The invention is illustrated below with reference to the in the drawing Embodiments described and explained in more detail.

Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung, wobei sie in verschiedene Abschnitte unterteilt ist, Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II der Fig. 1 und Fig. 3 einen Teilschnitt, in dem die Öffnungen' in der Wand des inneren Rohres gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt sind.1 shows a longitudinal section through the device according to the invention, wherein it is divided into different sections, Fig. 2 is a longitudinal section the line II-II of Fig. 1 and Fig. 3 is a partial section in which the openings' in the wall of the inner tube according to a second embodiment of the invention are shown.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung ist teilweise von allgemein bekanntem Aufbau und braucht deshalb zum Verständnis der vorliegenden Erfindung nur kurz beschrieben zu werden. Ein Bren -nerkörper lo trägt das offene Ende eines zylindrischen Strahlungsrohres 12, dessen anderes Ende von einer Scheibe 14 verschlossen ist. Ein Verbrennungsrohr 16 ist an einem Ende im Brennerkörper lo gehalten und erstreckt sich innerhalb des äußeren Rohrs 12, endet jedoch kurz vor dem verschlossenen Ende des äußeren Rohrs 12. Dabei sind die beiden Rohre 12, 16 im Abstand voneinander und konzentrisch angeordnet und bilden zwischen sich einen kreisringförmigen Zwischenraum 18, der mit einer kreisringförmigen Kammer 20 im Brennerkörper lo verbunden ist, welche zu einer Abzugsöffnung führt.The apparatus shown in Fig. 1 is in part general known structure and therefore needs to understand the present invention to be briefly described. A burner body lo carries the open end of one cylindrical radiation tube 12, the other end of which is closed by a disk 14 is. A combustion tube 16 is in the burner body at one end lo held and extends within the outer tube 12, but ends shortly before the closed end of the outer tube 12. The two tubes 12, 16 at a distance from one another and arranged concentrically and form one between them annular gap 18, which is connected to an annular chamber 20 in the Burner body lo is connected, which leads to a vent.

Der ebenfalls am Brennerkörper lo befestigte Brenner enthält ein rohrförmiges Glied 24 mit einem Düsenkörper 26, dem über einen Gaseinlaß am Körper lo Gas zugeführt wird, und eine äußere Ummantelung 28, der von einem Lufteinlaß am Körper lo Luft zugerührt wird. Der Düsenkörper 26 und die Ummantelung 28 besitzen Sätze von Auslaßöffnungen oder Düsen 30 bzw. 32, um dadurch eine Vermischung des Gases und der Luft zu bewirken und eine ansich bekannte Diffusionsflamme zu erzeugen. Die Verbrennung wird mittels einer Zündvorrichtung 34 eingeleitet und findet innerhalb des inneren Rohres 16 statt. Dabei'gelangen die Verbrennungspro dukte, wie durch die mit ausgezogenen Linien versehenen Pfeile angedeutet, aus dem offenen Ende des inneren Rohrs 16 heraus und kehren längs der Heizungsvorrichtung über den kreisringförmigen Zwischenraum 18 zur Abzugsöffnung 22 zurück.The burner, which is also attached to the burner body lo, contains a tubular one Member 24 with a nozzle body 26 to which gas is supplied via a gas inlet on the body is, and an outer jacket 28, which is lo air from an air inlet on the body is added. The nozzle body 26 and shroud 28 have sets of outlet ports or nozzles 30 or 32, in order thereby to bring about a mixing of the gas and the air and to generate a diffusion flame known per se. The combustion is by means of an ignition device 34 and takes place within the inner tube 16 instead of. The combustion products get through, as if they were extracted Arrows provided with lines indicated, out of the open end of the inner tube 16 and sweep along the heating device over the annular gap 18 back to the vent opening 22.

Erfindungsgemäß ist das Innere bzw. Verbrennungsrohr 16 mit einer Vielzahl von Öffnungen 36 in seiner Wandung vorgesehen. Bei der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform sind kreisförmige Öffnungen vorgesehen, die in Sätzen von vier Öffnungen angeordnet sind,-wobei die Bohrungen oder Ausfräsungen jedes Satzes in winkelmäßigen Abständen von 9o Grad untereinander angeordnet sind und die Öffnungen eines Satzes von denen des benachbarten Satzes oder der benachbarten Sätze um 45 Grad versetzt sind. Dabei liegen alle Sätze in Ebenen, die zur Längsachse des Rohres 16 senkrecht sind und die längs&rAchse in gleichmäßigen Abständen voneinander angeordnet sind.According to the invention, the interior or combustion tube 16 is provided with a A plurality of openings 36 are provided in its wall. When in Figs. 1 and 2, there are circular openings provided in sets of four openings are arranged, -wherein the bores or millings each Set at angular intervals of 9o degrees from each other and the openings of one set of those of the adjacent set or the adjacent Sentences are offset by 45 degrees. All of the records are in planes that correspond to the longitudinal axis of the tube 16 are perpendicular and the longitudinal and raxis at regular intervals are arranged from each other.

Die Öffnungen 36 können einfach in rechten Winkeln zur Wandoberfläche des Rohres gebohrt oder ausgebohrt oder in anderer geeigneter Weise hergestellt sein. Durch die Öffnungen 36 gelangen einige Teile des verbrennenden Brennstoffs in den kreisringförmigen Zwischenraum 18 und treffen auf das Außere bzw.The openings 36 can simply be at right angles to the wall surface of Pipe drilled or drilled or made in some other suitable manner. Through the openings 36 some parts of the burning fuel get into the circular gap 18 and meet the outside or

Strahlungsrohr 12 auf bzw. stoßen an dieses an. Durch diesen Vorgang wird das Strahlungsrohr 12 erwärmt, also nicht nur durch den Kontakt mit den Verbrennungsprodukten, die längs des Zwischenraums 18 zurückkehren, und die Abstrahlung vom Rohr 16, sondern auch durch den Kontakt mit dem noch verbrennenden Brennstoff, der durch die Öffnungen 36 direkt auf das Rohr 12 hin ausgestoßen wird, wie es durch die mit gestrichelten Linien versehenen Pfeile angedeutet ist. Dadurch ergibt sich eine verbesserte Effektivität der Heizungsvorrichtung, wie man am Betrag der zum Ofen oder einem anderen aufzuheizenden Raum übertragenen Wärme im Vergleich zur Wärmeabgabe des Brenners gemessen hat.Radiation tube 12 or abut this. Through this process the radiant tube 12 is heated, i.e. not only through contact with the combustion products, which return along the gap 18, and the radiation from the tube 16, but also through contact with the still burning fuel through the openings 36 is ejected directly towards the tube 12, as indicated by the dashed line Lines provided with arrows is indicated. This results in improved effectiveness the heating device, how to get on the amount to be heated to the furnace or another Measured heat transferred to the room compared to the heat emitted by the burner.

Die Größe, Anzahl und Verteilung der Öffnungen 36 kann aus der Erfahrung heraus oder durch Tests entschieden werden, wobei dies in verschiedenen Vorrichtungen unterschiedlich sein kann, einerseits zur Anpassung an die Betriebsbedingungen, unter denen jede Vorrichtung verwendet wird, und andererseits um ein ausreichendes Gleichgewicht zwischen dem Volumen des verbrennenden Brennstoffs, der durch das Auslaßende des Verbrennungsrohrs gelangt, und dem Volumen zu erreichen, das durch die Öffnungen ausgestoßen wird.The size, number and distribution of the openings 36 can be derived from experience out or decided by tests, this being done in different devices can be different, on the one hand to adapt to the operating conditions, among which any device is used and, on the other hand, a sufficient one Equilibrium between the volume of fuel burned by the Outlet end of the combustion tube, and reach the volume that passes through the openings is ejected.

Dieses erwünschte Gleichgewicht bzw. die mengenmäßige Proportion hängt im allgemeinen von solchen veränderlichen Merkmalen ab, wie die Art und Geschwindigkeit des Stroms der verbrennbaren Brennstoffmischung und die Größe und das Material des Rohres in jeder speziellen Heizungsvorrichtung. Es muß ferner dafür Sorge getragen werden, daß eine vollständige Verbrennung sicher stattfindet, bevor die Gase durch die Abzugsöffnung entweichen.This desired balance or the quantitative proportion depends generally depends on such variable characteristics as type and speed the flow of combustible fuel mixture and the size and material of the Pipe in any special heating device. It must also be taken care of ensure that complete combustion takes place safely before the gases pass through escape opening.

Zu diesem Zweck können die Öffnungen in Größe und Abstand variieren. Beispielsweise können sie in dem Bereich nahe dem Brennerauslaß größer oder zahlreicher sein als in dem Bereich, der zum Auslaßende des inneren Rohres hingewandt ist, und / oder größer oder zahlreicher in demjenigen Teil des Rohres sein, der dann zuoberst angeordnet ist, wenn die Vorrichtung in einem technischen Ofen oder ähnlichem installiert ist.For this purpose, the openings can vary in size and spacing. For example, they can be larger or more numerous in the area near the burner outlet than in the area facing the outlet end of the inner tube, and / or be larger or more numerous in that part of the pipe which is then arranged on top when the device is in a technical furnace or something similar is installed.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung, die in einigen Anwendungsfällen der Vorrichtung vorteilhaft verwendet werden kann, sind alle Öffnungen so ausgebildet und angeordnet, daß sie einen schrägen bzw. geneigten Durchgang durch die Rohrwandung schaffen, wie es durch die Öffnung 36 X in Fig. 3 dargestellt ist. Die Neigung ist zur Hauptrichtung der Rückströmung längs des Zwischenraums 18 gerichtet und kann relativ zu einer Ebene, die senkrecht auf der Rohrwandung steht, etwa 5 Grad bis 30 Grad betragen. Diese Neigung soll dazu dienen, die Turbulenz bzw. Verwirbelung auf ein Minimum herab zu setzen, die durch das Ausstoßen in den Zwischenraum 18 sich ergeben kann, und wodurch eine übermäßige gegenseitige Beeinflussung mit der freien Strömung der längs des Zwischenraumes strömenden Verbrennungsprodukte vermieden wird.In one embodiment of the invention, in some applications the device can be used advantageously, all openings are so formed and arranged that they have an inclined or inclined passage through the pipe wall create, as shown by the opening 36 X in FIG. The slope is directed to the main direction of the return flow along the intermediate space 18 and can relative to a plane that is perpendicular to the pipe wall, about 5 degrees to 30 degrees. This tendency is intended to reduce the turbulence or eddies to reduce to a minimum that caused by the ejection into the space 18 may arise, and causing undue interference with the Avoid free flow of the combustion products flowing along the intermediate space will.

Es sei hervorgehoben, daß im Ergebnis das innere Rohr nicht der ganzen zerstörenden Wirkung des Verbrennungsprozesses ausgesetzt wird, weil ein Teil dieses Prozesses im Zwischenraum 18 stattfindet, in welchem der Strahl des verbrennenden Brennstoffs auf der Wand des Strahlungsrohrs selbst auftritt. Auf diese Weise ist die Temperaturdifferenz zwischen den beiden Rohren vermindert und es ist, wie bereits oben erwähnt, ihre gemeinsame Lebensdauer erhöht und / oder es kann der Brenner bei einer höheren Temperatur betrieben werden.It should be emphasized that as a result the inner tube is not the whole destructive effects of the combustion process is exposed because part of this Process takes place in the space 18 in which the jet of burning Fuel occurs on the wall of the radiant tube itself. That way is the temperature difference between the two tubes is reduced and it is as already Mentioned above, their joint lifespan is increased and / or it can be the burner operated at a higher temperature.

Während sich die vorstehende Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung auf ein inneres und äußeres Rohr bezieht, das von einem kreisringförmigen Zwischenraum getrennt ist, und die übliche Anordnung koaxialer zylindrischer Rohre, wie dargestellt, bevorzugt verwendet wird, können auch Rohre anderen geeigneten Querschnitts, die im Abstand voneinander angeordnet sind, verwendet werden.While the above description in connection with the Drawing refers to an inner and outer tube that is formed by a circular ring Space is separated, and the usual arrangement of coaxial cylindrical tubes, As shown, preferably used, tubes can also be other suitable Cross-section, which are arranged at a distance from each other, can be used.

- Anspruche- Expectations

Claims

Claims 1. Radiant heating device with two at a distance nested tubes and with one near one end of the inner tube arranged burner, with the combustion products from the burner along the inner Tube and back along the between the inner and outer tubes Interspace to an exhaust opening near one pipe end flow, d a d u r c h it is not noted that the burner is a diffusion burner and that the inner tube (16) is provided with openings (36) in the wall so arranged are that a portion of the burning fuel through the openings (36) in the Gap (18) can reach and hit the outer tube (12), 2o device according to claim 1, that the openings (36) along the pipe (16) and / or over the circumference of the pipe (16) at a distance from one another are arranged, 30 device according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e -k e It is noted that at least some of the openings (36) are so formed and are arranged that the burning fuel passing through to the outer tube (12) is directed substantially perpendicular to the inner surface of the outer tube (12).

4. Apparatus according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that at least some of the openings (36) are so designed and arranged are that the burning fuel passing through to the outer tube (12) is in a direction is directed which is an essential component in the direction of the flow which has combustion products along the space (18).

5. Device according to one of the preceding claims, d a d u r it is noted that the openings (36) in an area near the Burner outlet openings are larger in cross section and / or more numerous than in that Area facing the outlet end of the inner tube (16).

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