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Einräumiger Erhitzer für Gase oder Dämpfe Die Erfindung betrifft einen
einräumigen Erhitzer für Gase oder Dämpfe (Cowper),beispielsweise für als Wärmeträger
für ununterbrochen betriebene Wassergaserzeuger dienende Wälzgase oder zur Durchführung
von Gasreaktionen bei hohen Temperaturen, bestehend aus einem mit der Kuppel des
Gitterwerkschachtes verbundenen, außerhalb des letzteren angeordneten Brennschacht
mit in Bodennähe angeordneter Verbrennungseinrichtung, der das Brenngas durch über
den Umfang des Schachtes verteilte Düsen zugeführt wird.
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Zur Erzeugung der bei solchen Gaserhitzern mit großen Leistungen erforderlichen
großen Mengen heißer Verbrennungsgase zur Aufheizung des Gitterwerkes ist es erforderlich,
diese heißen -Verbrennungsgase in einem Raum großen waagerechten Querschnittes zu
erzeugen. Um die erforderlichen hohen Temperatureid der heißen Verbrennungsgase
zu erzielen, ist es vorteilhaft, die Verbrennungsluft vorgewärmt zuzuführen. Die
Ausbildung von Brennern am Sohachtumfang mit Heißluftzufuhr führt jedoch zu einer
Bauart, die erheblichen Raum beansprucht und kostspielig ist.
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Nach der Erfindung füllt der von unten zugeführte, vorzugsweise vorerhitzte
Verbrennungsluftstrom unterhalb der B.renngasdüsen den ganzen Schachtquerschnitt
aus, und es -sind quer durch den luftdurchströmten Teil des Brennschachtes, vorzugsweise
von Gewölbebrücken getragene Kanäle geführt, die innerhalb des Brennschachtquerschnittes
verteilte Brenngasdüsen oder -schlitze speisen. Hierdurch wird erreicht, daß die
Verbrennungsmittel
gleichmäßig innig durchmischt über den Schachtquerschnitt
verteilt zur Verbrennung gelangen. Die Mitte des Schachtquerschnittes wird für die
Erzeugung heißer Verbrennungsgase ausgenutzt, und die Verteilung der Heizmittel
kann entsprechend geregelt werden. Die gleichzeitige Anwendung dieser Merkmale ermöglicht
einen niedrigen Bau der Verbrennungskammer, da die vollständige Verbrennung der
Heizmittel unmittelbar an den Gasaustrittsstellen erfolgt. Es besteht keine Gefahr,
daß durch verzögerte Verbrennung Flammen an das Gitterwerk gelangen und dieses zerstören.
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Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar.
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Abb. i zeigt die am Boden des Verbrennungsschachtes angeordnete Verbrennungseinrichtung
im senkrechten Längsschnitt; Abb. 2 zeigt einen waagerechten Querschnitt nach Linie
II-II der Abb. i.
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Der Brennschacht, in dem die zur Aufheizung des in der Zeichnung nicht
dargestellten Erhitzers dienenden heißen Verbrennungsgase erzeugt werden, besteht
im wesentlichen aus einem senkrechten, vorzugsweise zylindrischen Schacht i. Der
Schacht i wird gebildet aus feuerfestem Material e, das von einem metallischen Mantel
3 gasdicht umgeben ist. Am Boden q. des Brennschachtes i sind seitlich einmündende
Lufteinströmungsöffnungen 5 vorgesehen, durch welche die Verbrennungsluft unter
Druck eingeführt wird. Oberhalb der Luftöffnungen 5 sind im Mauerwerk 2 radial bis
tangential verlaufende Gasdüsen 6, 7, vorzugsweise in zwei Reihen übereinander angeordnet.
Die Düsen 6 der oberen Reihe liegen stets zwischen zwei Düsen 7 der unteren Reihe,
so daß sich ein eng aneinanderliegender umlaufender Kranz von Gasdüsen ergibt. Das
auf diese Weise nur mit kurzen Zwischenräumen aus den Gasdüsen ausströmende Gas
wird durch die gegen die Mitte des Brennschachtes versetzte Strömungsrichtung gut
durcheinandergewirbelt und innig mit der von unten aufsteigenden Verbrennungsluft
vermischt, so daß eine vollständige Verbrennung im Brennschacht vor sich geht und
die Verbrennungsgase vollkommen ausgebrannt in das Gitterwerk des mit dem Brennschacht
verbundenen Gaserhitzers gelangen können. Die Höhe des Brennschachtes kann daher
niedrig gehalten werden.
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Um nun eine größtmögliche Wärmemenge zu erzeugen, sieht die Erfindung
vor, auch Brenngas in die Schachtmitte zu leiten, wohin bei großen Brennschachtdurchmessern
-das am Umfang des Brennschachtes durch die Düsen zugeleitete Gas nicht gelangen
kann, da es durch die zur Verfügung stehenden großen Luftmengen bereits vollständig
ausgebrannt ist. Zu diesem Zwecke sind unterhalb der Gasdüsen 6, 7 im Brennschacht
Brücken 8 angeordnet, die mit Überbrückungskanälen 9 versehen sind. Die Brücken
8 sind sternförmig angeordnet und treffen in der Schachtmitte aufeinander. Die Überbrückungskanäleg
besitzen Gasaustrittsöffnungen 1o, die vorzugsweise in gleichmäßigem Abstand von
der Schachtmitte aus angeordnet sind.
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Die im Schachtmauerwerk angeordneten Gasdüsen 6, 7 und Überbrückungskanäle
9 stehen außen mit Gaszuführungsleitungen i i in Verbindung, welche von Regelventilen
12 und Absperrventilen 13
beherrscht sind. Die Ventile 12, 13 sind .von einer
Begehbühne 1q. aus zugänglich. Die Umstellung der Absperrventile 13 erfolgt gemeinsam
von einem ,umlaufenden Winkelring 15, der auf Rollen 16 gelagert ist. Die Rollen
16 sind in auf den Konsolen 14 befestigten Lagern z7 gelagert. Die Umstellung der
Absperrventile 13 mittels des Winkelringes 15 erfolgt vorzugsweise von einem hydraulisch
oder pneumatisch betätigten Kolbenzylinder z8 aus. Die Gaszuleitungen i i sind mit
einer an den Konsolen 1q. aufgehängten Ringleitung z9 verbunden, der das Brenngas
durch die Leitung 2o zugeführt wird.
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Nach dem Aufheizen des Erhitzergitterwerks mittels der beschriebenen
Verbrennungseinrichtung erfolgt nach Abstellen der Gas- und Luftzufuhr das Durchleiten
der zu erhitzenden .oder umzusetzenden Gase durch den Erhitzer. Die erhitzten Gase
werden dann durch eine oberhalb der Gasdüsen 6 und 7 im Brennschacht i angeordnete
Öffnung abgezogen. Es kann aber auch unter Umständen wünschenswert sein, die erhitzten
oder umgesetzten Gase am Boden des Brennschachtes i, beispielsweise durch eine oder
mehrere der Luftöffnungen 5, abzuziehen. In solchem Falle bietet die erfindungsgemäße
Einrichtung den besonderen Vorzug, daß gegenüber der bekannten Einrichtung mit über
den ganzen Schachtquerschnitt verteilten engen Gas- und Luftschlitzen dem abzuziehenden
Gas nur ein geringer Widerstand durch die Brücken 8 entgegensteht.