DE809960C

DE809960C - Air heater, especially for air heating systems

Info

Publication number: DE809960C
Application number: DEP50715A
Authority: DE
Inventors: Alfred Zeuch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1949-08-02
Filing date: 1949-08-02
Publication date: 1951-08-06

Description

Lufterhitzer, insbesondere für Luftheizungsanlagen Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Lufterhitzer in Verbindung mit einer Füllschachtfeuerung mit unterem Abbrand als Wärmeerzeuger.Air heaters, in particular for air heating systems, the subject of The present invention is an air heater in connection with a hopper furnace with lower burnout as a heat generator.

Die Verwendung einer Füllschachtfeuerung als Wärmeerzeuger für einen Lufterhitzer stellt einen bedeutenden technischen Fortschritt in vieler Hinsicht dar, weil a) durch die Anordnung der Brennstoffsäule im Füllschacht die Neubeschickung des Brennraums immer entsprechend dem Abbrand erfolgt und damit eine Abdeckung der Glutschicht wie bei den bisher bekannten Lufterhitzern vermieden wird, so daß ein gleichmäßiger Betrieb des erfindungsgemäßen Lufterhitzers gewährleistet wird; 1>) die Mantelfläche des Füllschachtes zur Vorwärmung der Sekundärluft ausgenützt wird, ohne daß dadurch der Brennstoffinhalt des Füllschachtes auf eine unzulässig hohe Temperatur erhitzt wird, durch die derselbe dem Schwelprozeß unterworfen werden würde, was erfindungsgemäß dadurch erzielt wird, daß konzentrisch zum Generatorfüllschacht in wählbarem Abstand von diesem ein Wassermantel angeordnet ist, so daß der kreisringförmige Zwischenraum zwischen diesem Wassermantel und dem Füllschacht als Zweitluftzuführungsraum dient.The use of a hopper as a heat generator for one Air heater represents a significant technical advance in many ways because a) by the arrangement of the fuel column in the filling shaft, the refueling of the combustion chamber always takes place according to the burn-up and thus a cover of the A layer of embers is avoided as with the previously known air heaters, so that a uniform operation of the air heater according to the invention is ensured; 1>) the outer surface of the hopper is used to preheat the secondary air, without thereby increasing the fuel content of the hopper to an impermissibly high level Temperature is heated by the same are subjected to the smoldering process what is achieved according to the invention that concentric to the generator chute a water jacket is arranged at a selectable distance from this, so that the circular ring-shaped Space between this water jacket and the filling shaft as a second air supply space serves.

Die letztgenannte Anordnung bietet ferner Gewähr dafür, daß der Brennstoffinhalt des Füllschachtes auf einer die Siedetemperatur des Wassers nicht übersteigenden Temperatur gehalten wird.The latter arrangement also ensures that the fuel content of the hopper at a point that does not exceed the boiling point of the water Temperature is maintained.

Weitere Merkmale des erfindungsgemäßen Lufterhitzers bestehen in der besonderen Konstruktion des Wärmeaustauschers zwischen den Heizgasen und der zu erhitzenden Luft, ferner in der Klimatisierung der Luft und in der Anordnung von Ablenkblechen für die zu erwärmende Luft, gegebenenfalls auch in den Heizgasschlitzen.Further features of the air heater according to the invention consist in the special construction of the heat exchanger between the heating gases and the too heating air, also in air conditioning the air and in the arrangement of baffles for the air to be heated, if necessary also in the hot gas slots.

Der erfindungsgemäße Wärmeaustauscher arbeitet nach dem bekannten Gegenstromprinzip, indem die zu erwärmende Luft im Gegenstrom von oben nach unten gegen die aufsteigenden Heizgase zwangsläufig geführt wird. Der Wärmeaustauscher besteht aus harmonikaartig angeordneten lotrechten Blechen, so daß zwei getrennte Räume für die Luft- und Heizgasströmung entstehen, wobei die Wärmeübertragung auf großer Fläche durch die harmonikaartig gewundenen Trennbleche, welche die zu erhitzende Luft von den Heizgasen trennen, erfolgt. Außerdem sind in den dadurch gebildeten einzelnen Kammern Ablenkbleche angeordnet, durch die eine zwangsweise Querschnittsverengung hervorgerufen und damit eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit erzielt wird, durch die die Wärmeübertragung durch die harmonikaartig gewundenen Trennbleche gesteigert und die Wärmeaustauscherflächen an den Stellen der höchsten Temperaturen unter allen Umständen genügend beaufschlagt werden.The heat exchanger according to the invention works according to the known Countercurrent principle, by the air to be heated in countercurrent from top to bottom is inevitably carried out against the rising hot gases. The heat exchanger consists of vertical sheets arranged like a harmonica, so that two separate Spaces for the air and heating gas flow are created, with the heat transfer on large area due to the harmonica-like twisted dividing sheets, which the to be heated Separate air from the heating gases takes place. In addition, are in the thereby formed individual chambers arranged baffles, through which a forced cross-sectional constriction caused and thus an increase in the flow velocity is achieved, by which the heat transfer through the harmonica-like twisted dividing plates is increased and the heat exchanger surfaces at the locations of the highest temperatures among all Under certain circumstances.

Ebenso ist es, besonders bei größeren Lufterhitzern für größere kalorische Leistungen, erfindungsgemäß empfehlenswert, auch in den Kammern für den Durchgang der Heizgase Ablenkbleche vorzusehen, die den Durchgangsquerschnitt für die Heizgase verengen und dadurch eine bessere Beaufschlagung der harmonikaartig gewundenen Trennbleche gewährleisten. Diese Ablenkbleche in den Heizgaskammern werden vorteilhaft an die harmonikaartig gewundenen Bleche einseitig angeschweißt.It is the same, especially with larger air heaters for larger caloric ones Services, recommended according to the invention, also in the chambers for the passage of the heating gases must be provided with baffles that create the passage cross-section for the heating gases narrow and thereby a better loading of the harmonica-like twisted dividing plates guarantee. These baffles in the heating gas chambers are advantageous to the Harmonica-like coiled sheets welded on one side.

Diese Ausführungsart hat den praktischen Vorteil, daß für die Ausführung des Wärmeaustauschers handelsübliche Bleche ohne Zusatz von teuren Metallen, wie Chrom, Verwendung finden können.This embodiment has the practical advantage that for execution of the heat exchanger commercially available sheets without the addition of expensive metals, such as Chrome, can be used.

Die Klimatisierung der Luft wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der im Wassermantel erzeugte Wasserdampf der zur Erwärmung eingeführten kalten Luft vor ihrem Eintritt in den Wärmeaustauscher zugeleitet wird, wodurch auch die Verdampfung im Wassermantel gefördert wird.According to the invention, the air conditioning is achieved by that the water vapor generated in the water jacket is the cold one introduced for heating Air is fed in before it enters the heat exchanger, whereby the Evaporation in the water jacket is promoted.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines die oben hervorgehobenen Merkmale aufweisenden Lufterhitzers dargestellt. Es zeigt Fig. i einen lotrechten Schnitt durch den Lufterhitzer, Fig. 2 einen waagerechten Schnitt nach der Linie A-A in Fig. i, Fig. 3 einen waagerechten Schnitt nach der Linie B-B in Fig. i.In the drawing, one embodiment is one of those highlighted above Features having air heater shown. It shows Fig. I a vertical Section through the air heater, Fig. 2 is a horizontal section along the line A-A in Fig. I, Fig. 3 shows a horizontal section along the line B-B in Fig. I.

In Fig. i ist mit i der Füllschacht, mit 2 dessen hohler Klappdeckel mit den Luftschlitzen 2' in der Außenwand und Luftschlitzen 2" im Deckelboden desselben bezeichnet, die in Form der bekannten Luftrosette ausgebildet sind, deren Durchgangsquerschnitt durch den Hebel 3 geregelt werden kann. Konzentrisch zum Füllschacht i ist in voller Höhe desselben der Wassermantel 5 in einem nach dem zu verbrennenden Brennstoff wählbaren Abstand angeordnet, wodurch ein ringförmiger Zwischenraum 4 für die Zuführung von Sekundärluft durch die Luftrosette 2" entsteht. Das Speisewasser für den Wassermantel wird durch das Rohr 5' zugeleitet, welches durch den Luftzwischenraum 4 geführt ist und unten in den Wassermantel einmündet. Der im Wassermantel 5 erzeugte Sattdampf wird der zu erwärmenden kalten Luft durch das Rohr 6 zugeleitet. Der Eintritt der zu erwärmenden Luft erfolgt durch den Stutzen i i, der in den Luftringraum i i' einmündet, in den das Rohr 6 den Dampf einleitet. Die Feuchtigkeit wird also erfindungsgemäß der kalten Luft vor deren Eintritt in den Wärmeaustauscher 20 zugeführt, die davon um so mehr aufnimmt, je mehr sie auf ihrem Weg durch den Lufterhitzer eihitzt wird. , Die Zuführung der Primärluft in den Verbrennungsraum 13 erfolgt durch den Planrost 7, zu dem sie durch Luftschlitze in der Aschenraumtür 8' gelangt, die mit einem Seil 8" o. dgl. gehoben werden kann. Durch den mit einem Deckel verschließbaren Rohrstutzen 9, der eine Gitterklappe io besitzt, ist der Brennraum 13 zugänglich.In FIG Concentric to the filling shaft i, the water jacket 5 is arranged in full height at a distance that can be selected according to the fuel to be burned, whereby an annular gap 4 is created for the supply of secondary air through the air rosette 2 ″. The feed water for the water jacket is fed in through the pipe 5 ', which is passed through the air gap 4 and opens into the water jacket at the bottom. The saturated steam generated in the water jacket 5 is fed to the cold air to be heated through the pipe 6. The air to be heated enters through the nozzle ii, which opens into the air ring space ii ', into which the pipe 6 introduces the steam. According to the invention, the moisture is thus supplied to the cold air before it enters the heat exchanger 20, the more it absorbs the more it is heated on its way through the air heater. The primary air is fed into the combustion chamber 13 through the planar grate 7, to which it arrives through air slots in the ash chamber door 8 ', which can be lifted with a rope 8 ″ or the like. which has a grille flap io, the combustion chamber 13 is accessible.

Die im Verbrennungsraum 13 gebildeten Gase erhalten vor ihrem Eintritt in den Wärmeaustauscher 2o durch den Luftzwischenraum 4 die zur Nachverbrennung der brennbaren Gase notwendige Sekundärluft, die gebildeten Heizgase strömen dann durch den Wärmeaustauscher nach oben im Gegenstrom zu der absteigenden Luft und kommen aus dem Wärmeaustauscher in einen Sammeldom 14, aus dem sie durch den Stutzen 14' in den Schornstein gelangen.The gases formed in the combustion chamber 13 receive the secondary air necessary for post-combustion of the combustible gases through the air gap 4 before they enter the heat exchanger 2o, the heating gases then flow upwards through the heat exchanger in countercurrent to the descending air and come from the heat exchanger into a Collecting dome 14, from which they pass through the nozzle 14 'into the chimney.

Eines der wesentlichen Merkmale der vorliegenden Erfindung besteht, wie bereits oben erwähnt, in der Konstruktion des Wärmeaustauschers 20. Derselbe besteht aus einem aus einzelnen Elementen zusammengeschweißten Trennblech 16, das harmonikaartig gewellt ist und ringförmig zwischen dem Wassermantel s des Füllschachtes und einem äußeren Mantelblech 21 um den Füllschacht i angeordnet ist. Zusammen mit oberen und unteren Abschlußblechen unterteilt das Trennblech den Erhitzer in zwei Räume i7', i8', die aus abwechselnd angeordneten Kammern 17, 18 für die Heizgase und die zu erwärmende Luft bestehen, wobei die Heizgase von unten nach oben und die Luft im Gegenstrom dazu fließen.One of the essential features of the present invention is as already mentioned above, in the construction of the heat exchanger 20. The same consists of a separating sheet 16 welded together from individual elements, the is corrugated like a harmonica and ring-shaped between the water jacket s of the hopper and an outer jacket plate 21 is arranged around the hopper i. Along with Upper and lower cover plates, the partition divides the heater into two Rooms i7 ', i8', consisting of alternately arranged chambers 17, 18 for the heating gases and consist of the air to be heated, the heating gases from bottom to top and the air flow in countercurrent to it.

Ein weiteres Merkmal der vorliegenden, unter Schutz gestellten Erfindung besteht in der Anordnung von Ablenkblechen 20' in Form von schiefgestellten Blechen, die an das Trennblech 16 des Lufterhitzers metallisch angeschlossen, z. B. angeschweißt sind, in die Kammern 17 hineinragen und gemäß Fig. 2 und 3 durch die Kreislinie 24 begrenzt sind.Another feature of the present protected invention consists in the arrangement of baffles 20 'in the form of inclined plates, which are connected to the metal partition 16 of the air heater, z. B. welded are, protrude into the chambers 17 and according to FIGS. 2 and 3 by the circular line 24 are limited.

Durch die Querschnittsverengung zwischen der Kreislinie 24 des Ablenkbleches und dem Trennblech (Fig.2) wird einerseits eine Erhöhung der Luftgeschwindigkeit, andererseits eine starke Durchwirbelung der Luft in den Kammern 17 erzielt und dadurch die Leistungsfähigkeit des M.Tärmeaustauschers bedeutend gefördert.Due to the narrowing of the cross-section between the circular line 24 of the deflector plate and the partition plate (Fig. 2) on the one hand an increase in the air speed, on the other hand, a strong turbulence of the air in the chambers 17 is achieved and thereby the efficiency of the M.Tärmeaauschers significantly promoted.

Ebenso ist es, besonders bei größeren Lufterhitzern für größere kalorische Leistungen, erfindungsgemäß empfehlenswert, auch in den Kammern für den Durchgang der Heizgase Ablenkbleche vorzusehen, die den Durchgangsquerschnitt für die Heizgase verengen und dadurch eine bessere Beaufschlagung des Trennbleches 16 gewährleisten. Diese Ablenkbleche in den Heizgasschlitzen werden vorteilhaft an das harmonikaartig gewundene Trennblech'16 einseitig angeschweißt.It is the same, especially with larger air heaters for larger caloric ones Services, recommended according to the invention, also in the chambers for the passage of the heating gases must be provided with baffles that create the passage cross-section for the heating gases narrow and thereby ensure a better application of the partition plate 16. These baffles in the hot gas slots are advantageous to the harmonica-like Spiral partition plate'16 welded on one side.

An den schrägen Flächen i9 und i9' sind die Luftkammern 17 verschlossen, um eine Vermischung mit den aufsteigenden Heizgasen zu verhindern.The air chambers 17 are closed on the inclined surfaces i9 and i9 ', to prevent mixing with the rising hot gases.

Mit 21' ist der Ofendeckel in Fig. i bezeichnet. Im übrigen haben die Bezugsziffern in Fig. 2 und 3 dieselbe Bedeutung wie in Fig. i, soweit sie darin vorkommen.The furnace lid in FIG. I is designated by 21 '. By the way, have the reference numerals in Fig. 2 and 3 have the same meaning as in Fig. i, insofar as they are therein occurrence.

Die einzelnen Elemente des Wärmeaustauschers werden durch einen unteren Fußring zusammengehalten, der gleichzeitig als Verbindungsflansch mit dem Sockel 12' dient.The individual elements of the heat exchanger are through a lower Foot ring held together, at the same time as a connecting flange with the base 12 'serves.

Je nachdem, an welchem Stutzen, ob 12 oder i i, das Luftfördergebläse angeschlossen ist, kann die Erhitzung der Luft sowohl im Gegenstrom wie auch im Gleichstrom mit den aufsteigenden Heizgasen im Wärmeaustauscher 2o erfolgen.Depending on which connector, whether 12 or i i, the air delivery fan is connected, the heating of the air can be in countercurrent as well as in Take place cocurrent with the rising heating gases in the heat exchanger 2o.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Air heater, in particular for air heating systems, characterized by the use of a hopper furnace with lower burnout as a heat generator.

2. Air heater according to claim i, characterized by a concentric around the hopper (i) arranged water jacket (5), which extends along the whole Extends height of the hopper and from this through an annular, the fuel type adapted air gap (q.) is separated through which the sucked in secondary air flows from top to bottom into the combustion chamber.

3. Air heater according to the claims i and 2, characterized in that at the upper end of the water jacket with a Air ring space (ii ') connected steam pipe (6) is connected to the in the water jacket generated saturated steam leads into the annulus, where it is used for the cold air flowing through is added to the air heater. :

4. Air heater according to claims i to 3, characterized in that between the water jacket (5) of the hopper and an outer circumferential plate (21) in the shape of a ring, a vertically standing harmonica-like corrugated partition plate (16) is arranged, which together with upper and lower end plates (i9 ', i9) divides the heater into two rooms (17', 18 '), which alternate from arranged chambers (17, 18) for the heating gases and the air to be heated, with the heating gases from bottom to top and the air in countercurrent or in cocurrent to flow.

5. Air heater according to claims i to 5, characterized by the arrangement of baffles (2o ') in the outer chambers (17'), which the passage cross-section of the air flow to be heated to about a third or more or less.

6. Air heater according to claims i to 6, characterized by the arrangement of baffles also in the inner chambers (18 ') which define the passage cross-section for the heating gases and a better application of the separating plate (16) ensure that these deflectors are welded to the partition plate (16) on one side are.