CH197954A - Verfahren zum Betriebe von Röhrengaserhitzern und Röhrengaserhitzer zur Ausführung dieses Verfahrens. - Google Patents

Description

  Verfahren zum Betriebe von     Röhrengaserhitzern    und     Röhrengaserhitzer     zur Ausführung dieses Verfahrens.    Sollen technische     Gme    oder Luft in Röh  ren, welche um einen Feuerraum angeordnet  sind, durch Rauchgase von flüssigem oder  festem     Brennstoff,        auf    einige hundert Grad  Celsius erhitzt werden, so ist dies mit       Schwierigkeiten    verbunden,     weil    infolge der  schlechten     Wärmeübergangszahlen    auf der       Rohrinnenseite    die     Rohrwandtemperaturen     oft unzulässig hoch werden.

   Dies ist     um    so  mehr der Fall, je höher die     Feuerraumtempe-          ratur    ist, der die Rohre ausgesetzt sind. Wird  dann ein solcher     Gaserhitzer        bezw.    dessen  Brenner zudem     noch    mit hochvorgewärmter  Verbrennungsluft betrieben, so ergibt sich  im Feuerraum infolge dieser     Vorerwärmung     eine besonders hohe Temperatur, so     dass    die       Erhitzerrohre    erst recht ;gefährdet sind.  



  Es ist schon vorgeschlagen worden, einen  Teil der abgehenden     Rauchgase    wieder in  den     Brennraum    zurückzuführen und diesen  Teil     mit,den        frischen,        heissen    Feuergasen zu  mischen. Dabei hat es sich gezeigt, dass für    eine wirkungsvolle Mischung besondere, dem  Feuerraum und den Brennern angepasste Vor  kehrungen .getroffen werden müssen. Ins  besondere ist dies bei Verbrennungsvorgän  gen nötig, welche mit verhältnismässig hoch  vorgewärmter Verbrennungsluft von bei  spielsweise einigen<B>1,00'</B> C arbeiten.

   Damit  nämlich in solchen Fällen :die Wärmeüber  tragung an die den Feuerraum umgebenden  Rohre durch .direkte Strahlung nicht zu gross  wird, muss sofort nach .dem     Entstehen    der       Brennflamme    die     Flammentemperatur    herab  gesetzt werden.  



  Die Erfindung betrifft nun ein Verfah  ren zum Betriebe von     Röhrengaserhitzern,     bei welchen -die Rohre von den zu heizenden  Gasen durchströmt werden und vorgewärmte       Frischluft    für die Verbrennung des Brenn  stoffes verwendet, sowie ein Teil der Rauch  gase zwang läufig in den Feuerraum zurück  geführt wird.

   Die Erfindung betrifft ferner  einen     Röhrengaserhitzer    zur Ausführung      dieses     Verfahrens.    Zweck der Erfindung ist,  unter Ausnutzung der     vorstehend    erwähnten       Erkenntnis    ein Verfahren zu schaffen,     wel-          ehes    in wirksamer Weise die Temperatur im  Feuerraum solcher     Röhrengaserhitzer    herab  zusetzen gestattet, so     .dass    die     Erhitzerrohre     von der Strahlungswärme der den Feuerraum  durchströmenden Heizgase nicht mehr unzu  lässig hoch erhitzt werden.

   Zu diesem     Be-          hufe    werden gemäss vorliegender Erfindung  die rückgeführten Rauchgase in mindestens  zwei Strömen in den Feuerraum des     Er-          hitzers    geleitet, und zwar derart, dass der  eine Strom längs des den eigentlichen Feuer  raum begrenzenden, der Strahlungswärme der  diesen Raum durchströmenden Heizgase aus  gesetzten Teils der     Erhitzerrohre    strömt und  dass der andere Strom unmittelbar allseitig  über einer     Heizflamme    eintritt.

   Ferner wird  die sich mit den     Brenngasen    mischende, rück  geführte     Rauchgasmenge    so gross bemessen,  dass die Temperatur der Heizgase am Ein  tritt in den von den zu heizenden Rohren  begrenzten Raum bereits derart tief ist, dass  die von rückgeführten Rauchgasen bestriche  nen Rohre von der Strahlungswärme der  Heizgase im Feuerraum nicht mehr unzu  lässig hoch erhitzt werden können.

   Ein       Röhrengaserhitzer    zur Ausführung dieses  Verfahrens weist gemäss vorliegender Erfin  dung einen .die     Brennkammer        begrenzenden     Körper auf, der mit     Durchlässen    zum Ein  führen der unmittelbar über die Heizflamme  zu leitenden Rauchgase versehen ist, wobei       iLZittel    vorgesehen sind, welche die freie       Durchtrittsfläehedieser        Durchlässe    zu ändern       gestatten.     



  Auf der Zeichnung ist eine Ausführungs  form eines     Röhrengaserhitzers    zur     Ausfüh-          rung-des    beanspruchten Verfahrens beispiels  weise in vereinfachter Darstellung veran  schaulicht, und zwar zeigt:       Fig.    1 einen axialen Längsschnitt durch  den Erhitzer und  Fix. 2 einen Schnitt nach der Linie     II-II     der     Fig.    1.  



  Der gezeigte     Röhrengaserhitzer    weist  einen zentralen Feuer- und Abgasraum 1 auf,    in den als     Leitvorrichtung    für die Feuergase  dienende, zylindrische Blechkörper 2, 3  koaxial zur     112ittelaxe    des Raumes 1 ein  gebaut sind. Im untern Teil des Feuerraumes  ist ein mit Schlitzen 4 versehener Körper 5  angeordnet, welcher .den eigentlichen     Brenn-          raum    6 begrenzt, in      -elchen    Brenner 7 ragen.  Die Zuführung von vorgewärmter Frischluft  in den Brennraum 6, deren     Längsaxe    mit  derjenigen .des Feuerraumes 1 zusammen  fällt, erfolgt in dessen     Axrichtung    durch  eine Leitung B.

   Im Feuer- und Abgasraum 1       ,sind    strahlenförmig um dessen     Axe    eine  grosse Anzahl von     Erhitzerröhren    9 angeord  net, von .denen jedes eine Schlange bildet.  Die     Axen    dieser Schlangen liegen in senk  rechten Ebenen. Die     innersten    Stränge all  dieser Rohre 9 begrenzen zusammen den  eigentlichen Feuerraum.

   Die verschiedenen  Rohre 9 sind unten an eine gemeinsame, ring  förmige     Verteilleitung    10 für das zu er  hitzende Gas und .oben an eine gemeinsame,  ringförmige     ,Sammelleitung    11 für das er  hitzte Gas     angeschlossen.    Die Rauchgase       durchströmen    den Feuer- und Abgasraum 1  in Richtung der     Pfeile    A;

   ein Teil derselben  strömt durch eine Leitung 121 ab, während  der übrige Teil von einer als Gebläse     aus-          @0-ebildeten    Fördervorrichtung 1? durch eine  Leitung 13 mit eingebauter     Reglerklappe    14       ;an.gesaugt    und durch eine Leitung 15 in den  Feuerraum 1 rückgeführt     wird.    Die Rück  führung in diesen Raum erfolgt in<I>zwei</I> :

  Strö  men, von denen der eine vorerst in einen ,den  Körper 5 umgebenden Ringraum 16 gelangt  und hernach längs des der Strahlungswärme  der im Feuerraum 1 aufsteigenden     Heizgase          ausgesetzten    Teils der     Erhitzerrohre    9, das  heisst also längs des innersten     iStranges    dieser  Rohre 9, .geleitet wird, so dass sich vor diesen  Rohren ein dieselben vor der direkten     Ein-          irkung    der Heizgase schützender Schleier  kälterer Gase bildet.

       Diesem        Rauehgasstrom     wird von im Ringraum 1.6 angeordneten     Leit-          scha.ufeln    17 ein gewisser Drall erteilt. Der  zweite Strom     rückgeführter    Gase tritt durch  die Schlitze 4 des Körpers 5 in den zylin  drischen Brennraum 6 ein.      Die Schlitze 4     sind    so geformt und an  geordnet,     dassdieser        zweite    Strom zur       Breniraumage    symmetrisch in den Raum 6       eintritt,    und zwar     unmittelbar    über der Heiz  flamme, die sich in diesem Raume gebildet  hat.

   Zweckmässig werden die verschiedenen,  für die rückgeführten Rauchgase in Betracht  kommenden     Durchlässe    so     bemessen,        .dass    die  Menge der rückgeführten Rauchgase, welche  durch den Ringraum 116 strömt, etwa ein  Viertel derjenigen beträgt,     welche,durch    die  Schlitze 4     in    den     Brennraum    6 gelangt. Ein  einstellbarer Schieber 18, welcher den Kör  per 5 umgibt und welcher mit -Schlitzen 19       (Fig.    2) versehen ist, gestattet, :die in den  Brennraum 6 gelangende     Raucbgasmenge    zu  regeln.

   Die Verstellung     :des    Schiebers 1:8 wird  von einem in den Feuerraum 1     eingebauten          Thermostat    2.0     beherrscht,    der den Gang  eines Motors 21 beeinflusst. Dieser     steht     durch ein Gestänge 22 mit dem Schieber 1.8       in    Wirkungsverbindung.  



  Bei dem beschriebenen     Röhrengaserhitzer     bilden die in den Brennraum 6 gelangenden  Rauchgase über der ganzen Heizflamme, die  in diesem Raum vorhanden ist, eine kältere  Schicht, durch welche die heissen Feuergase  hindurch müssen, so dass sie infolge Mischung  sofort eine Abkühlung erfahren.

   Im     Brenn-          raum    6 findet eine rasche und gründliche  Mischung der rückgeführten Rauchgase mit  den heissen Feuergasen statt, so dass die Tem  peratur dieses die Heizgase bildenden Ge  misches beim Eintritt in den Feuerraum 1  bereits gleichmässig auf ein solches Mass, bei  spielsweise 1000 bis<B>1200'C,</B> gesunken ist,  dass die Rohre 9, deren     innerster    Strang  überdies von den aus .dem     Ringraum    16 kom  menden Rauchgasen von beispielsweise 500  bis<B>700'C</B> bestrichen wird, von der     Strah-          lungswärme    der im Raum 1     hachsteigenden     Heizgase nicht mehr :derart erhitzt werden  können, dass sie gefährdet wären.  



       Selbstverständlich    hängen die rückgeführ  ten     Rauchgasmengen,    sowie die zulässigen  Temperaturen weitgehend von den Eigen  schaften und zulässigen Wärmebeanspru-         öhungen    der für .die     hitzebeständigen    Gas  erhitzerrohre verwendeten Baustoffe ab.  



  23 bezeichnet einen Thermostat, welcher  die durch :die Schlitze 4 oder den Ringraum  16 .:strömende     Rauehgasmenge,    oder beide       Mengen        zusammen,    in nicht gezeigter Weise  in Abhängigkeit von der Temperatur der  Rohre 9 zu regeln     gestattet.     



  Das Ganze kann auch :derart ausgebildet  sein, dass sowohl der Thermostat 2,0, als auch  der Thermostat 23 die :durch den Ringraum  16     strömende    Menge, oder sogar gleichzeitig  beide Ströme rückgeführter Rauchgase regeln  kann. Ferner kann :das     Ganze    derart aus  gebildet sein, dass auch den durch die  Schlitze 4 strömenden Rauchgasen ebenfalls  ein schwacher Drall erteilt wird.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I: Verfahren zum Betriebe von Röhrengas- erhitzern, bei welchen :die Rohre von -,den zu heizenden Gasen durchströmt werden und vorgewärmte Frischluft für die Verbrennung des - Brennstoffes verwendet, sowie ein Teil :der Rauchgase zwangläufig in den Feuer raum zurückgeführt- wird, dadurch :gekenn zeichnet, :dass die .rückgeführten Rauchgase in mindestens zwei Strömen in den Feuer raum des Erhitzers geleitet werden, und zwar derart, dass der eine Strom längs des den eigentlichen Feuerraum begrenzenden, :der Strahlungswärme der diesen Raum durch strömenden Heizgase ausgesetzten Teils :

   der Erhitzerrohre strömt und dass der andere Strom unmittelbar allseitig über einer Heiz- flamme eintritt, und dass ferner die sich mit den Feuergasen mischende, rückgeführte Rauchgasmenge so .gross bemessen wird, :dass die Temperatur .der Heizgase am Eintritt in den von den zu heizenden Rohren begrenzten Raum bereits derart tief ist, dass die von rückgeführten Rauchgasen bestrichenen Rohre von der ;Strahlungswärme der Heiz gase im Feuerraum nicht mehr unzulässig er hitzt werden können. UNTERANSPRÜCHE: 1.

   Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, :dass d:er rückgeführte Teil der Rauchgase, welcher unmittelbar über die Heizflamme .geleitet wird, in einen zylindrischen Brennraum, in den die Frischluft in dessen Axriehtung ein geführt wird, symmetrisch zur Brenn- raumaxe eingeführt wird. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass .die unmittelbar über die Heizflamme geleitete Menge der rückgeführten Rauchgase grösser bemessen wird als die längs der den Feuerraum be grenzenden Rohre geleitete Rauchgas menge. 3. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens dem einen der Ströme rückgeführter Rauchgase Drall erteilt wird.

   PATENTANSPRUCH II: Röhrengaserhitzer zum Ausführen des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass ein die Brennkammer begrenzender Körper mit Durchlässen zum Einführen der unmittelbar über die Heiz- flamme zu leitenden Rauchgase versehen ist und Mittel vorhanden sind, welche die freie Durchtrittsfläche dieser Durchlässe zu ver ändern gestatten.

   UNTERANSPRÜCHE: 4. Röhrengaserhitzer nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vor gesehen sind, welche die längs der den Feuerraum begrenzenden Rohre geleitete Menge von Rauchgasen zu regeln .ge statten. .5. Röhrengaserhitzer nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vor gesehen sind, welche die Regelung min destens des einen der rückgeführten Rauch gas ströme in Abhängigkeit von .der Feuer- raumtemperatur bewirken.

   (i. Röhrengaserhitzer nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vor gesehen sind, welche die Regelung minde stens des einen der rückgeführten Rauch gasströme in Abhängigkeit von .der Tem peratur der Erhitzerrohre bewirken.

   7. Röhrengaserhitzer nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vor gesehen sind, welche die Regelung min- destens des einen der rückgeführten Rauchgasströme bleichzeitig in Abhängig keit von der Feuerraumtemperatur und der Temperatur der Erhitzerrohre be wirken.