DE3338126A1 - Gas-fired heat exchanger, especially for absorption refrigerators - Google Patents
Gas-fired heat exchanger, especially for absorption refrigeratorsInfo
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Abstract
Description
Gasbeheizter Wärmetauscher, insbesondereGas-heated heat exchanger, in particular
für Absorptionskältemaschinen Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem gasbeheizten Wärmetauscher nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einem bekannten Wärmetauscher dieser Gattung ist das Raster der Sekundärluftlöcher bezüglich der Lochgröße und der Rasterteilung über die gesamte Fläche des Brenners gleich ausgebildet, so daß sich pro Flächeneinheit der gleiche Gesamtquerschnitt der Sekundärluftlöcher ergibt. Das hat den Nachteil, daß infolge des thermischen Auftriebs der Verbrennungsgase im unteren Bereich des Flächenbrenners wesentlich mehr Sekundärluft angesaugt wird als im oberen Bereich, so daß sich im unteren Bereich Luftüberschuß, im oberen Bereich dagegen Luftmangel einstellt. Dieser Nachteil, durch den der feuerungstechnische Wirkungsgrad verschlechtert und der Schadstoffanteil im Abgas erhöht wird, läßt sich durch die Anordnung eines Abgasgebläses, welches der unterschiedlichen Druckverteilung in der Brennkammer einen gleichmäßigen Unterdruck überlagert, nur mildern, nicht aber beheben.for absorption refrigeration machines PRIOR ART The invention works from a gas-heated heat exchanger according to the preamble of the main claim. at a known heat exchanger of this type is the grid of the secondary air holes regarding the hole size and the grid spacing over the entire surface of the burner designed identically, so that the same total cross-section per unit area the secondary air holes results. This has the disadvantage that due to the thermal Buoyancy of the combustion gases in the lower area of the surface burner is essential more secondary air is sucked in than in the upper area, so that it is in the lower area Excess air, but in the upper area there is a lack of air. This disadvantage through which the combustion efficiency deteriorates and the proportion of pollutants is increased in the exhaust gas, can by the arrangement of an exhaust fan, which the different pressure distribution in the combustion chamber a uniform negative pressure superimposed, only attenuated, but not remedied.
Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Anordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die durch den thermischen Auftrieb verursachte ungleichmäßige Druckverteilung durch die Anpassung des Eins*römviderstands für die Sekundärluft kompensiert wird, so daß die Ansaugrate für alle Brennerbereiche optimal bemessen werden kann. Ferner ist erreicht, daß auch ein für die normale, waagrechte Anordnung ausgelegter Flächenbrenner mit gleich hoher Leistungsdichte und niedrigem Schadstoffanteil in senkrechter Anordnung betrieben werden kann, wobei auch der feuerungstechnische Wirkungsgrad erhalten bleibt.Advantages of the invention The arrangement according to the invention with the characterizing Features of the main claim has the advantage that the thermal Buoyancy caused uneven pressure distribution through the adjustment of the unity of resistance for the secondary air is compensated, so that the suction rate for all burner areas can be optimally dimensioned. It is also achieved that a normal, Horizontal arrangement of designed surface burners with the same high power density and low pollutant content can be operated in a vertical arrangement, with the firing efficiency is also retained.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der im Hauptanspruch angegebenen Anordnung möglich.The measures listed in the subclaims are advantageous Further developments of the arrangement specified in the main claim are possible.
Bei Wärmetauschern, deren Brenner aus einzelnen, im Abstand parallel zueinander angeordneten Brennerrohren zusammengesetzt ist, wird vorgeschlagen, daß die Sekundärluftlöcher in streifenförmigen Blenden vorgesehen sind, welche sich zwischen den Brennerrohren erstrecken. Dadurch ist erreicht, daß die Brennerrohre unabhängig von den die Sekundärluftlöcher enthaltenen Bauteilen ausgeführt werden können und die Austrittsebene dieser Löcher freizügig gegenüber der Ebene der Gasaustrittsöffnungen in den Brennerrohren angeordnet werden kann.In the case of heat exchangers, the burners of which are made up of individual, parallel spaced apart is composed of mutually arranged burner tubes, it is proposed that the secondary air holes are provided in strip-shaped panels, which are extend between the burner tubes. This ensures that the burner tubes can be carried out independently of the components contained in the secondary air holes can and the exit plane of these holes freely with respect to the plane of the gas outlet openings can be arranged in the burner tubes.
Der Brenner kann aus bewährten, von Ausführungen für den waagrechten Einbau her bekannten Elementen aufgebaut sein, wenn die Brennerrohre und die streifenförmigen Blenden waagrecht übereinanderliegend angeordnet sind.The burner can be made from tried and tested versions for the horizontal Installation ago known elements be built when the burner tubes and the strip-shaped Apertures are arranged horizontally one above the other.
Zur Vereinfachung der Fertigung wird vorgeschlagen, daß mindestens im oberen Bereich des Brenners mindestens zwei benachbarte Blenden den gleichen Gesamtquerschnitt der Sekundärluftlöcher haben. Zu dem gleichen Zweck kann es in manchen Fällen auch vorteilhaft sein, daß die Sekundärluftlöcher in allen Blenden den gleichen Durchmesser haben und daß der Gesamtquerschnitt der Löcher einer Blende durch die Anzahl der in ihr enthaltenen Löcher bestimmt ist.To simplify production, it is proposed that at least in the upper area of the burner at least two adjacent panels have the same Have the total cross-section of the secondary air holes. For the same purpose, it can be in In some cases it can also be advantageous to have the secondary air holes in all apertures have the same diameter and that the total cross-section of the holes of a diaphragm is determined by the number of holes it contains.
Die Sekundärluftzuführung zu den Flammenwurzeln kann weiter verbessert werden, wenn mindestens in den im oberen Bereich des Brenners liegenden Blenden die Sekundärluftlöcher in zwei Reihen direkt neben den benachbarten Brennerrohren angeordnet sind.The secondary air supply to the flame roots can be further improved if at least in the apertures in the upper area of the burner the secondary air holes in two rows right next to the adjacent burner tubes are arranged.
Um zu vermeiden, daß die durch den thermischen Auftrieb nach oben strömenden Flammen die Verbrennung am darüber liegenden Brennerrohr stören, wird gemäß der Erfindung weiter vorgeschlagen, daß die Blenden so nahe an der Ebene der Gasaustrittsöffnungen angeordnet und die Sekundärluftlöcher in den Blenden so gestaltet bzw. bemessen sind, daß die Strahlimpulse der zuströmenden Sekundärluft die Brennerflammen waagrecht ausrichten.In order to avoid that due to the thermal buoyancy upwards flowing flames will interfere with the combustion at the burner tube above further proposed according to the invention that the diaphragms so close to the plane of the Arranged gas outlet openings and designed the secondary air holes in the panels or are dimensioned so that the jet impulses of the incoming secondary air hit the burner flames align horizontally.
Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur. 1 in schematischer Darstellung den gasbeheizten Austreiber einer Absorptionswärmepumpe, Figur 2 eine Draufsicht auf einzelne Abschnitte des Flächenbrenners des Austreibers nach Figur 1, und Figur 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in Figur 2.Drawing An embodiment of the invention is shown in the drawing and explained in more detail in the following description. It show figure. 1 a schematic representation of the gas-heated expeller of an absorption heat pump, FIG. 2 shows a plan view of individual sections of the surface burner of the expeller according to FIG. 1, and FIG. 3 shows a section along the line III-III in FIG.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels Der in Figur 1 dargestellte Austreiber 10 hat einen in bekannter Weise aufgebauten Dampfgenerator 12, dessen unterer Teil von einer Brennkammer 14 umschlossen ist und dessen oberer Teil mit Leitungen 16, 18, 20 für ausgetriebenes Kältemittel, arme Lösung und zurückfließende reiche Lösung verbunden ist. Die eine Seitenwand der Brennkammer 14 ist durch einen flächenhaften, stehend angeordneten Brenner 22 gebildet, welcher über eine Leitung 24 mit Brenngas gespeist ist. Die Flächenebene des Brenners 22 steht senkrecht auf der Zeichnungsebene, so daß in Figur 1 der Brenner 22 in Seitenansicht erscheint. Im Bereich der Brennkammer 14 ist der Dampfgenerator 12 außen mit einer Spiralrippe 26 versehen, welche den Wärmeübergang auf den Dampfgenerator 12 und die Umleitung der Verbrennungsgase in einen Kaminanschluß 28 unterstützt. Anstelle eines Kaminanschlusses oder zusätzlich dazu kann ein nicht gezeigtes Gebläse vorgesehen sein, welches der Brennkammer 14 einen gleichmäßigen Unterdruck aufprägt.Description of the exemplary embodiment The one shown in FIG Expeller 10 has a steam generator 12 constructed in a known manner, its the lower part is enclosed by a combustion chamber 14 and its upper part with Lines 16, 18, 20 for expelled refrigerant, poor solution and backflow rich solution is connected. One side wall of the combustion chamber 14 is through a planar, upright burner 22 is formed, which via a line 24 is fed with fuel gas. The surface plane of the burner 22 is perpendicular the plane of the drawing, so that the burner 22 appears in side view in FIG. In the area of the combustion chamber 14, the steam generator 12 has a spiral rib on the outside 26 provided, which the heat transfer to the steam generator 12 and the diversion supports the combustion gases in a chimney connection 28. Instead of a chimney connection or in addition to this, a fan (not shown) can be provided which the Combustion chamber 14 impresses a uniform negative pressure.
Der in den Figuren 2 und 3 näher dargestellte Brenner 22 hat mehrere, beispielsweise 18, waagrecht liegende und im Abstand übereinander angeordnete Brennerrohre 30, von denen ein jedes in bekannter Weise aus zwei Halbschalen aus Blech gebildet ist. Jedes Brennerrohr 30 hat eine durch seitliche Auswölbungen 32 der Halbschalen gebildete Injektoröffnung 34, von welcher ein sich diffusorartig erweiternder Kanal 36, 38 in eine Mischkammer 40 führt. Diese ist über eine Drosseleinlage im Inneren des Brennerrohrs 30 mit einem zwischen Auswölbungen 42 gebildeten Raum verbunden, welcher sich annähernd über die gesamte Länge des Brennrohres 30 erstreckt und dessen First 44 mit einer Reihe von Austrittsöffnungen 45 (Figur 2) versehen ist, An den seitlichen Rändern 46, 48 und am unteren Rand 50 sind die Halbschalen der Brennerrohre 30 durch Falzen gasdicht miteinander verbunden. Außerhalb des beschriebenen Strömungskanals liegen die beiden Halbschalen aneinander an und sind dort über Niete 52 oder dergleichen zusätzlich miteinander verbunden.The burner 22 shown in more detail in Figures 2 and 3 has several, for example 18 burner tubes lying horizontally and spaced one above the other 30, each of which is formed in a known manner from two half-shells made of sheet metal is. Each burner tube 30 has a lateral bulges 32 of the half-shells formed injector opening 34, from which a diffuser-like widening channel 36, 38 leads into a mixing chamber 40. This is via a throttle insert inside of the burner tube 30 is connected to a space formed between bulges 42, which extends approximately over the entire length of the combustion tube 30 and its First 44 is provided with a series of outlet openings 45 (Figure 2) to the lateral edges 46, 48 and on the lower edge 50 are the half-shells of the burner tubes 30 connected to one another in a gastight manner by folding. Outside the described flow channel the two half-shells lie against one another and are there via rivets 52 or the like additionally connected to each other.
Die Brennerrohre 30 sind über zwei aus Blech gebogene Rahmenteile 54 und 56 verbunden, welche zusammen mit den Brennerrohren 30 einen verwindungssteifen Rost bilden. Die beiden Rahmenteile 54, 56 sind fest gegen die Seitenränder 46, 48 der Brennerrohre 30 gezogen, was durch Zuganker oder dergleichen oder auch durch an die Brennerrohre 30 angeformte Blechzungen 58 geschehen kann, welche durch Öffnungen in den Rahmenteilen hindurchgreifen und nach dem Zusammenstecken der Teile verformt sind.The burner tubes 30 are bent over two frame parts made of sheet metal 54 and 56 connected, which together with the burner tubes 30 have a torsionally rigid Form rust. The two frame parts 54, 56 are firmly against the side edges 46, 48 of the burner tubes 30 pulled, what by tie rods or the like or by on the burner tubes 30 molded sheet metal tongues 58 can be done, which through openings reach through in the frame parts and deformed after the parts have been plugged together are.
Das Rahmenteil 54 hat ein U-förmiges Querschnittsprofil und demzufolge eine Stirnwange 60 und zwei Seitenwangen 62 und 64, deren Endabschnitte 66, 68 nach außen abgewinkelt sind. In den Seitenwangen 62, 64 sind Schlitze 70, 72 zum Durchtritt von Primärluft vorgesehen. Am Rahmenteil 54 ist ein mit der Leitung 24 verbundenes Gaszuführungsrohr 74 befestigt, welches einen Längskanal 76 hat und mit einer Reihe von aus dem Längskanal 76 gespeisten Injektordüsen 78 versehen ist, die den Injektoröffnungen 34 der Brennerrohre 30 mit axialem Abstand fluchtend gegenüberliegen. Der durch den Längskanal 76 unter Druck zugeführte Brennstoff saugt bei seinem Austritt aus den Injektordüsen 78 die durch die Schlitze 70, 72 hinzutretende Primärluft an und tritt zusammen mit dieser in das Innere der Brennerrohre 30 ein, wo infolge der besonderen Gestaltung des Strömungskanals eine intensive Vermischung von Brennstoff und Luft erfolgt.The frame part 54 has a U-shaped cross-sectional profile and accordingly a front cheek 60 and two side cheeks 62 and 64, the end sections 66, 68 of which according to are angled on the outside. In the side walls 62, 64 there are slots 70, 72 for passage provided by primary air. A line 24 is connected to the frame part 54 Gas supply pipe 74 attached, which has a longitudinal channel 76 and with a row is provided by injector nozzles 78 fed from the longitudinal channel 76, the injector openings 34 of the burner tubes 30 are aligned opposite one another at an axial distance. The through Fuel fed to the longitudinal channel 76 under pressure is sucked out as it exits the injector nozzles 78 the primary air entering through the slots 70, 72 and occurs together with this in the interior of the burner tubes 30, where as a result of special design of the flow channel an intensive mixing of fuel and air takes place.
Die Spalte zwischen den einzelnen Brennerrohren 30 sind durch streifenförmige Blenden 80a bis 80q abgedeckt, die einstückig über seitliche Randstreifen 82, 84 miteinander verbunden und an das Gaszuführungsrohr 74, sowie an das Rahmenteil 56 angeschraubt sind. Infolge der nur abschnittsweisen Darstellung des Brenners 22 in Figur 2 sind dort nur die Blenden 80d, e, f, o, p und q sichtbar. Die Blenden 80a bis 80q sind etwa 8 mm gegenüber der Ebene der Austrittsöffnungen 45 zurückversetzt und mit Löchern 86 versehen, durch welche Sekundärluft in den Bereich der Flammenwurzeln angesaugt wird. Die Löcher 86 haben beim gewählten Ausführungsbeispiel einen Durchmesser von 3,5 mm und sind jeweils in Längsrichtung einer Blende 80 gleichmäßig verteilt.The gaps between the individual burner tubes 30 are strip-shaped Covering panels 80a to 80q, which are in one piece via lateral edge strips 82, 84 connected to one another and to the gas supply pipe 74 and to the frame part 56 are screwed on. As a result of the representation of the burner 22 only in sections only the diaphragms 80d, e, f, o, p and q are visible there in FIG. The bezels 80a to 80q are set back approximately 8 mm from the plane of the outlet openings 45 and provided with holes 86 through which secondary air enters the area of the flame roots is sucked in. In the selected exemplary embodiment, the holes 86 have a diameter from 3.5 mm and are each evenly distributed in the longitudinal direction of a panel 80.
Erfindungsgemëß haben die im oberen Bereich des Brenners 22 liegenden Blenden 80 eine größere Anzahl von Löchern 86 als die im unteren Brennerbereich liegenden Blenden 80.According to the invention, they are located in the upper region of the burner 22 Aperture 80 has a larger number of holes 86 than those in the lower burner area lying aperture 80.
Beim Ausführungsbeispiel ist folgende Anordnung vorgesehen: Blende Anzahl der Löcher 80a - d 36 80e - h 32 80i, j 28 80k, 1 24 80m 22 80n 20 800 15 80p 10 80q 6.In the exemplary embodiment, the following arrangement is provided: aperture Number of holes 80a - d 36 80e - h 32 80i, j 28 80k, 1 24 80m 22 80n 20 800 15 80p 10 80q 6.
Die Löcher 86 in den Blenden 80 a bis 80n sind in Doppelreihen angeordnet, wobei jede Lochreihe so nahe wie möglich an den Seitenrand der Blende 80 gerückt ist.The holes 86 in the diaphragms 80a to 80n are arranged in double rows, each row of holes being moved as close to the side edge of the panel 80 as possible is.
Im Betrieb des Brenners 22 saugen die an den Austrittsöffnungen 45 der Brennerrohre 30 gebildeten Brennerflammen Sekundärluft durch die Löcher 86 in den Blenden 80 an. Der thermische Auftrieb der heißen Verbrennungsgase erzeugt im unteren Bereich des Brenners 22 einen wesentlich größeren Unterdruck als im oberen Brennerbereich, so daß bei gleichmäßiger Aufteilung der Löcher 86 im unteren Brennerbereich ein hoher tuftüberschuß, im oberen Brennerbereich dagegen Luflmangel entstehen würde. Beim erfindungsgemäßen Brenner ist dieser Mangel durch, über die Höhe des Brenners 22 gesehen, ungleichmäßige Aufteilung der Löcher 86 behoben. Durch diese Aufteilung ist der Einströmwiderstand für die Sekundärluft dem in der jeweiligen Brennerhöhe herrschenden Druck so angepaßt, daß sich eine gleichmäßige Sekundärluftrate über die gesamte Brennerfläche ergibt.During the operation of the burner 22, the suction at the outlet openings 45 of the burner tubes 30 formed burner flames through the holes 86 in secondary air the aperture 80. The thermal lift of the hot combustion gases generates in the lower area of the burner 22 has a significantly greater negative pressure than in the upper Burner area, so that with an even division of the holes 86 in the lower burner area There would be a high excess of air, whereas there would be a lack of air in the upper burner area. This deficiency is present in the burner according to the invention through, over the Seen the height of the burner 22, the uneven distribution of the holes 86 corrected. By this division is the inflow resistance for the secondary air in the respective Burner height is adjusted to the prevailing pressure so that there is a uniform secondary air rate results over the entire burner area.
Der gewählte Abstand der Blenden 80 zur Ebene der Brenneröffnungen 45 und der gewählte Durchmesser der Löcher 86 ergibt einen Strahl impuls der zuströmenden Sekundärluft, welcher die Brennerflammen parallel zueinander ausrichtet. Dadurch wird eine Störung der Verbrennung des aus den höher liegenden Brennerrohren 30 austretenden Gas-Luftgemisches vermieden. Die Verbrennungsgase umströmen die Außenfläche des Dampfgenerators 12 und werden in Richtung der in Figur 1 eingezeichneten Pfeile A in den Kaminanschluß 28 geleitet.The selected distance of the diaphragms 80 to the plane of the burner openings 45 and the selected diameter of the holes 86 results in a jet pulse of the incoming Secondary air, which aligns the burner flames parallel to each other. Through this there is a disruption of the combustion of the burner tubes 30 emerging from the higher-lying burner tubes Gas-air mixture avoided. The combustion gases flow around the outer surface of the Steam generator 12 and are drawn in the direction of the arrows in FIG A passed into the chimney connection 28.
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Claims (7)
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Publications (1)
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