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Schmiedeeiserner Lufterhitzer Schmiedeeiserne Lufterhitzer, bei denen die Wärme eines oder mehrerer Gas- oder Ölbrenner oder einer mit festen Brennstoffen betriebenen Feuerung durch metallische Trennwände auf Luft übertragen wird, sind in mannigfachen Ausführungsformen bekannt. In der Regel bestehen diese Lufterhitzer einerseits aus einer von einem Blechmantel umgebenen Brennkammer und anderseits aus dieser Brennkammer nachgeschalteten Heizgaskanälen aus Blechtaschen oder Rohren. Sowohl die Brennkammer als auch die nachgeschalteten Heizgaskanäle geben dabei durch ihre Wände die auf der einen Seite aus den Heizgasen aufgenommene Wärme auf der anderen Seite an einen vorbeigeführten Luftstrom ab.
Bei dieser Art der Wärmeübertragung nehmen die Trennwände Temperaturen an, die jeweils zwischen den Temperaturen der an den beiden Seiten vorbeiströmenden Wärmeträger, nämlich einerseits Gas und anderseits Luft, liegen. Ist die Wärme- übergangszahl auf beiden Seiten einer Trennwand gleich gross, so ist die Temperatur der Trennwand bekanntlich durch das arithmetische Mittel der Temperaturen beider Wärmeträger bestimmt. Sind die Wärmeübergangszahlen dagegen verschieden gross, so nähert sich die Temperatur der Trennwand der Temperatur des Wärmeträgers, bei dem die grössere Wärmeübergangszahl vorhanden ist.
Für den vorliegenden Fall aber bedeutet dies, dass infolge der auftretenden Gas-, Flammen- oder Feuerbettstrahlung auf der Heizgasseite in der Brennkammer eine besonders grosse Wärmeübergangszahl zu verzeichnen ist. Ausserdem herrscht in diesem Teil der Brenn- kammer die höchste Temperatur des Lufterhitzers. Beides aber bewirkt eine hohe Temperatur der Brennkammerummantelüng, die, wenn sie aus Schmiedeeisen besteht, in kurzer Zeit durch Zunderbildung zerstört wird.
Zur Beseitigung dieser Gefahr der Zunderbildung infolge einer zu hohen spezifischen Wärmebelastung hat man bei bekannten Lufterhitzern eine stehende Brennkammer benutzt, deren Mantel mit gegen das Innere der Brennkammer hin offenen, ringsherum radial angeordneten, je aus zwei konvergierenden ebenen Wänden bestehenden Taschen versehen ist, die im Querschnitt derart tief und spitzwinklig ausgebildet und an ihrem unteren Ende je mit einem an der Brennkammeraussenseite zwischen den Taschen senkrecht verlaufenden Heizgasrohr so verbunden sind, dass düe am Brennkammerboden mittig eintretenden Heizgase eines Brenners oder einer Rostfeuerung in der Brennkammermitte hochsteigen,
in den Taschen nach unten strömen, zum Teil sich wieder mit über dem Brennkammerboden entstehenden Heizgasen hoher Temperatur mischen und zum anderen Teil durch die senkrechten Heizgasrohre nach oben steigen und durch eine Rauchgas- sammelkammer in einen Schornstein abziehen.
Bei der Ausbildung eines solchen Taschen aufweisenden Mantels der Brennkammer ergeben sich jedoch insofern immer noch Schwierigkeiten, als zwischen den nach aussen vorstehenden Rändern benachbarter Taschen immer noch ein ausreichender Raum für die senkrecht verlaufenden Heizgasrohre und für die wieder an diesen vorbeiströmende, zwischen den Taschen hochsteigende und die von diesen abgegebene Wärme aufnehmende Luft frei bleiben muss.
Da ausserdem die von den zuinnerst in der Brennkammer liegenden Teilen der Taschen gebildete lichte Weite der Brennkammer ein Mindestmass nicht unterschreiten darf, ist der von den beiden konvergenten Wänden jeder Tasche eingeschlossene Öffnungswinkel somit immer noch verhältnismässig gross, obgleich er vom Gesichtspunkt der Verringe-
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rung der spezifischen Wärmebelastung her noch wesentlich niedriger sein sollte.
Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zu Grunde, den Mantel der Brennkammer so auszubilden, dass der genannte Öffnungswinkel der Taschen möglichst klein ist, jedoch immer noch ein aus- rechender Raum für die aussen zwischen den benachbarten Taschen entlanggeführten Heizgasrohre und die hochsteigende Luft frei bleibt.
Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass zwischen den mit den Heizgasrohren verbundenen Taschen weitere gleichartige Taschen geringerer Tiefe angeordnet sind.
Auf der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung dargestellt.
Es zeigen: Fig. 1 einen senkrechten Mittelschnitt eines Luft- erhitzers nach der Linie 1-1 in Fig. 2, Fig. 2 einen waagrechten Schnitt des Lufterhitzers nach der Linie 2-2 in Fig. 1, in grösserem Massstab, und Fig. 3 einen senkrechten Schnitt einer Wand einer Tasche und des an diese angeschlossenen Heizgas- rohres, ebenfalls in grösserem Massstab, gemäss der Linie 3-3 in Fig. 2.
Der in den Fig. 1 bis 3 dargestellte schmiedeeiserne Lufterhitzer ist mit einem Gas- oder Ölbrenner 1 ausgestattet und weist eine stehende Brennkammer 2 auf, deren von einem zylindrischen Blechmantel 3 umgebener Mantel 4 eine Vielzahl von gegen das Innere der Brennkammer 2 hin offenen, ringsherum radial angeordneten, je aus zwei konvergierenden ebenen Wänden 5 bzw. 6 bestehenden Taschen aufweist.
Während die fast bis gegen die Innenwand des Blechmantels 3 vorstehenden Wände 5 verhältnismässig breit sind, weisen die jeweils zwischen zwei solchen Wänden angeordneten Wände 6 eine derart geringere Breite auf, dass zwischen den nach aussen vorstehenden Rändern 7 benachbarter Paare von Wänden 5 jeweils noch ein ausreichend grosser kanalartiger Zwischenraum 8 für die Aufnahme eines der Ableitung der Heizgase dienenden Heizgasrohres 9 sowie für die Strömung der zu erwärmenden Luft freibleibt. Jedes dieser Heizgasrohre 9 mündet dabei einerseits in der in der Fig. 3 gezeigten Weise unter einem spitzen Winkel a seitlich in das untere Ende 11 der entsprechenden, von zwei breiteren Wänden 5 gebildeten tieferen Tasche ein,
anderseits verläuft es senkrecht zwischen den Aussenflächen benachbarter Wände 5 nach oben und mündet in eine oberhalb der Brennkammer 2 angeordnete, gegenüber dieser durch einen aus feuerfester Stampfmasse bestehenden Deckel 12 getrennte Rauchgassammelkammer 13.
Um die Heizgasrohre 9 unter einem möglichst spitzen Winkel a in die tieferen Taschen einmünden zu lassen, sind die diesen zugekehrten Enden der Heizgasrohre in der in der Fig. 3 dargestellten Weise selbst als Rohrkrümmer abgebogen, in den Aussenflächen der Wände 5 parallelen Flächen abgeschnitten und an den Wänden 5 angeschweisst. Oberhalb jeder Mündung 14 dieser Heizgasrohre 9 in die Rauchgassammelkammer 13 befindet sich ausserdem auf der Aussenseite der letzteren jeweils ein Putzdeckel 15, der eine leichte Reinigung der Heizgasrohre 9 gestattet.
Unterhalb des den Brenner 1 umgebenden, die Brennkammer 2 nach unten hin abschliessenden, ebenfalls aus einer feuerfesten Stampfmasse bestehenden Bodens 16 ist ausserdem ein durch einen Elektromotor 17 angetriebenes Ventilatorrad 18 oder dergleichen angeordnet, das durch die mit 19 bezeichneten Öffnungen die zu erwärmende Luft ansaugt und in Richtung der Pfeile 21 in die kanalartigen Zwischenräume 8 drückt, aus denen die Luft dann nach Aufnahme der an sie von den Wänden 5 und 6 sowie den Heizgasrohren 9 abgegebenen Wärme wieder durch die Luftaustrittsöffnungen 22 nach aussen abströmt.
Diese einfache und glatte Luftführung gestattet bei nur geringen Zugverlusten die Anwendung verhältnismässig hoher Strömungsgeschwindigkeiten, so dass mit einer nur geringen Ventilatorleistung grosse Wärmeübergangszahlen erreicht werden.
Die von dem Brenner 1 aus senkrecht mit hoher Temperatur in die Brennkammer 2 eintretenden Heizgase dagegen strömen zunächst in Richtung der Pfeile 23 in der Brennkammermiitte gegen den Kammerdeckel 12, werden dort allseitig nach aussen in die Taschen abgelenkt und strömen, während sie ihre Wärme durch Strahlung und Konvektion an die Wände 5 und 6 dieser Taschen abgeben, in diesen in Richtung der Pfeile 24 nach unten. Hier wird ein kleiner Teil der nunmehr abgekühlten Heizgase in die an den unteren Enden 11 der von den breiteren Wänden 5 gebildeten tieferen Taschen angeschlossenen Heizgasrohre 9 eingeführt, in Richtung der Pfeile 25 durch diese Rohre geleitet und über die Rauchgassammelkammer 13 in einen nicht besonders dargestellten Schornstein oder dergleichen abgeführt.
Der andere grössere Teil der abgekühlten Heizgase dagegen kehrt zur Brennkammermitte zurück und vermischt sich hier mit den oberhalb des Brenners 1 aufsteigenden wärmeren Heizgasen, um mit diesen zusammen wieder in Richtung der Pfeile 23 hochzusteigen.
Damit aber bildet sich innerhalb der Brenn- kammer 2 ein Heizgas-Teilkreislauf aus, der aus warmen und aus abgekühlten Heizgasen besteht, wobei die von der Brennerflamme abgegebene Wärme einer grossen und ständig von aussen her gut gekühlten, von den Wänden 5 und 6 gebildeten Heizfläche zugeführt wird. Darüber hinaus wird aber auch die Strahlung der Brennerflamme an den Wänden 5 und 6 durch Mischen der wärmeren Heizgase mit den kälteren, im Teilkreislauf in den Taschen strömenden Heizgasen gemildert.
Weiterhin stehen je zwei Wände 5 bzw. 6, die zusammen eine Tasche bilden, in einem solchen spitzen Winkel ss zueinander, dass die auf der Innenfläche jeder solchen Wand je Flächeneinheit pro
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Zeiteinheit auftreffende Strahlungswärme nur etwa ein Bruchteil, etwa i/4 oder gar i/5 dessen beträgt, was sonst auf die Fläche eines gleichgrossen glatten Zylindermantels fallen würde.
Sowohl die die Wände 5 und 6 aussen kühlende Luft als auch die verhältnismässig kleüne spezifische Wärmebelastung der Wände 5 und 6 bewirken also, dass die Temperatur des aus den Wänden 5 und 6 bestehenden Mantels 4 der Brennkammer 2 unter der Verzunderungstemperatur gehalten werden kann. und die Taschen (6) geringerer Tiefe im. Querschnitt den gleichen Öffnungswinkel (ss) aufweisen.
2. Lufterhitzer nach dem Patentanspruch und dem Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die tieferen Taschen (5) und die Taschen (6) geringerer Tiefe derart abwechselnd zueinander angeordnet sind, dass zwischen den nach aussen vorstehenden Rändern (7) der benachbarten tieferen Taschen (5) noch ein ausreichender Raum (8) für die Heizgasrohre (9) und die zwischen diesen Taschen hochsteigende, Wärme aufnehmende Luft (21) frei bleibt.
3. Lufterhitzer nach dem Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedes am unteren Ende (11) der betreffenden tieferen Tasche (5) angeschlossene Heizgasrohr (9) unter einem spitzen Winkel (a) in die Tasche (5) mündet.
4. Lufterhitzer nach dem Unteranspruch 3, da durch gekennzeichnet, dass jedes Heizgasrohr (9) mittels eines sich maximal über einen Bereich von 45 erstreckenden Rohrkrümmers an die betreffende tiefere Tasche (5) angeschlossen ist.
5. Lufterhitzer nach den Unteransprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die den tieferen Taschen (5) zugekehrten Enden der Heizgasrohre (9) selbst als Rohrkrümmer abgebogen sind.
6. Lufterhitzer nach den Unteransprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die den tieferen Taschen (5) zugekehrten Enden der Heizgasrohre (9) oder der zwischengeschalteten Rohrkrümmer in den Aussenflächen der tieferen Taschen (5) parallelen Flächen abgeschnitten und aussen an diesen Taschen (5) angeschweisst sind.