DE974508C - Einrichtung zum Erhitzen und pulsierenden Foerdern von Luft - Google Patents

Description

• Einrichtung zum Erhitzen und pulsierenden Fördern von Luft Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Erhitzen und pulsierenden Fördern von Luft unter Verwendung eines mit periodisch sich wiederholenden Verpuffungen zündfähigen Gasgemisches arbeitenden Schwingbrenners. Um mit einem derartigen Gerät Luft so zu erhitzen, daß sie sich nicht mit den Verbrennungsgasen mischt, sind Wärmetauscher notwendig, die auf der einen Seite von den. Verbrennungsgasen, auf der anderen Seite von der zu erhitzenden Luft beaufschlagt werden. Dazu sind umständliche Einrichtungen (Gebläse und Antrieb) notwendig, und die niederen Wärmeübergangszahlen lassen die Wärmetauscher groß und schwer werden trotz der auf der Verbrennungsgasseite vorhandenen, den Wärmeübergang wesentlich erhöhenden Strömung des Schwingbrenners. Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, den zu erhitzenden Luftstrom gleichartig wie den Verbrennungsgasstrom in einfacher Weise pulsierend, schwingend zu fördern, ohne dazu besondere Einrichtungen zu benötigen.
• Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein mit dem Schwingrohr des Schwingbrenners im Wärmeaustausch befindlicher rohrartiger Hohlraum Verwendung findet, welcher in der Nähe des freien Endes des Schwingrohres in dieses einmündet und welcher so bemessen ist, daß in ihm eine Resonanzschwingung zur Schwingung des Gasstromes im Schwingbrenner auftritt, wobei der Hohlraum im Bereich seines Austritts aus dem Wärmeaustausch mit dem Schwingrohr mit gegensinnig wirkenden Rückschlagorganen ausgestattet ist, von denen das eine den Durchgang durch den Hohlraum und das andere eine Durchtrittsöffnung durch die Hohlraumwandung beherrscht und welche derart arbeiten, daß bei Schwingen der Gassäule im Hohlraum in Richtung von der Einmündungsstelle auf das freie Ende des Hohlraumes sich das erstere Rückschlagorgan öffnet und das letztere schließt, bei Schwingen der Gassäule in umgekehrter Richtung sich das erstere Rückschlagorgan schließt und das letztere öffnet.
• Mit einer derartigen Einrichtung werden hohe Wärmeübergänge erzielt. Ferner läßt sich mit Hilfe dieser einfachen Einrichtung ein Vielfaches der Verbrennungsgase an Luft fördern, und zwar von so hohem Druck, daß die Widerstände eines Wärmetauschers und der Förderleitungen überwunden werden. Die Wirkungsweise der genannten erfindungsgemäßen Einrichtung ist hierbei derart, daß dann, wenn die Impulsfrequenz des Schwingrohres (Lauffrequenz) mit der Eigenfrequenz des Resonators übereinstimmt, die Schwingungen zu so hoher Druckamplitude aufgeschaukelt werden, daß am freien Ende des oder der angeschlossenen Resonatoren abwechselnd Luft angesaugt und dann ausgestoßen wird.
• Gemäß einer Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung ist vorgesehen, daß der Resonator durch ein das Schwingrohr im Abstand umgebendes Mantelrohr gebildet wird, wobei die Anschlußstelle durch einen Ringspalt zwischen den gleichachsig ineinander liegenden Rohren hergestellt wird.
• Es ist zwar bereits bekannt, ein mit periodischen Verpuffungen arbeitendes Gerät mit einem Hüllrohr zu umgeben und durch den gebildeten Hüllraum während der Unterdruckphase im Brennrohr Luft ansaugen zu lassen, die durch Ventile in, der Nähe des Brennrohrendes in das Brennrohr eintritt; bei dem genannten Hüllrohr handelt es sich jedoch nicht um eine Einrichtung zum Erhitzen und pulsierenden Fördern von Luft wie beim Gegenstand der Erfindung, sondern um eine Kühlvorrichtung für die Schwingbrennerwandungen. Die Ventile an der Lufteintrittsstelle in das Brennrohr verhindern zudem eine :Übertragung der Druckphase im Brennrohr auf die Luftsäule.
• Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel in schematischer Darstellungsweise.
• In dem impulsgebenden Rohr i, im folgenden Schwingrohr genannt, werden die Schwingungen durch die Brennkammer 2 eines Schwingbrennergerätes erzeugt. Ein Rohr 3 umgibt das Schwingrohr i nach Art eines Mantels und steht bei 6 mit ihm in Verbindung. Ein Rohr 13 ist durch das Schwingrohr i in dessen Längsrichtung hindurchgeführt und an das Schwingrohr i mit seinem Ende ebenfalls angeschlossen. Die Hohlräume der Rohre 3 und 13 wirken als Resonatoren, die von ihren Anschlußstellen aus durch die Schwingungen im Schwingrohr i angeregt werden. Die nicht an das Schwingrohr i angeschlossenen Enden der Rohre 3 und 13 münden in die zu fördernde Luft aus und sind mit Rückschlagorganen versehen, die so geschaltet sind, daß beim Schwingen der Gassäule in Richtung auf die Anzapfstelle 6 hin ein Schließen der Organe 8 und Öffnen der Organe 7 und damit Ansaugen von Luft (entsprechend den Pfeilen bei 7) erfolgt, während beim Zurückschwingen der Gassäule ein Schließen der Organe 7 und Öffnen der Organe 8 und damit Fördern des erhitzten Gasstromes in die senkrecht nach unten mündende Leitung eintritt. Zugleich bilden die Rohre 3 und 13 mit dem Schwingrohr i einen Wärmetauscher.
• Das Rohrende ¢ des Schwingrohres i ist zweckmäßig diffusorartig erweitert und seine Länge auf die Lauffrequenz abgestimmt.
• Wie aus dem gezeichneten Ausführungsbeispiel ersichtlich ist, werden bei Anwendung des Gegenstandes der Erfindung sehr kleine räumliche Abmessungen erzielt. Der Wärmeübergang im Resonator wird außerordentlich günstig, da infolge der pulsierenden Bewegung der zu fördernden und zu erhitzenden Luft die Wärmeübergangszahl ebenso hoch wird wie die bekanntlich hohe Wärmeübergangszahl zwischen dem pulsierenden Heizgasstrom und dem Schwingrohr i. Der Bauaufwand für das Heizgerät ist gering.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Einrichtung zum Erhitzen und pulsierenden Fördern von Luft unter Verwendung eines mit periodisch sich wiederholenden Verpuffungen zündfähigen Gemisches arbeitenden Schwingbrenners, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines mit dem Schwingrohr des Schwingbrenners im Wärmeaustausch befindlichen rohrartigen Hohlraumes, welcher in der Nähe des freien Endes des Schwingrohres in dieses einmündet, der Hohlraum so bemessen ist, daß in ihm eine Resonanzschwingung zur Schwingung des Gasstromes im Schwingbrenner auftritt, wobei der Hohlraum im Bereich seines Austritts aus dem Wärmeaustausch mit dem Schwingrohr mit gegensinnig wirkenden Rückschlagorganen ausgestattet ist, von denen das eine den Durchgang durch den Hohlraum und das andere eine Durchtrittsöffnung durch die Hohlraumwandung beherrscht und welche derart arbeiten, daß bei Schwingen der Gassäule im Hohlraum in Richtung von der Einmündungsstelle auf das freie Ende des Hohlraumes sich das erstere Rückschlagorgan öffnet und das letztere schließt, bei Schwingen der Gassäule in umgekehrter Richtung sich das erstere Rückschlagorgan schließt und das letztere öffnet. In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 176 838.