DE1299387B - Rohrheizkoerper mit Brenner fuer stroemenden Brennstoff, insbesondere an Strahlungsheizgeraeten fuer Raeume - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft einen Rohrheizkörper mit Brenner für strömenden Brennstoff, insbesondere an Strahlungsheizgeräten für Räume, mit einem Innenrohr und einem dieses im Abstand umgebenden Außenrohr, bei welchem die Brennerflamme in Richtung der Längsachse des Innenrohres in dieses hineinwirkt, bei welchem ferner die Verbrennungsgase nach Durchströmen des Innenrohres um 180° umgelenkt werden, in den Ringraum zwischen Innen-und Außenrohr eintreten und dieses sodann nach Wärmeabgabe durch einen Abgasstutzen verlassen und bei welchem Verbrennungsluft durch einen Eintrittsstutzen und einen Zuführungskanal dem Brenner zuströmt, wobei eine rekuperative Vorwärmung eintritt.
• Bei einem bekannten derartigen Rohrheizkörper sind der Abgasstutzen und die Verbrennungsluftzuführung so zueinander angeordnet, daß ,der Ringraum zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr auf seiner ganzen Länge und damit auch im Bereich des am stärksten erhitzten Teiles des Innenrohres (Brennerflamme) von Verbrennungsgasen durchströmt und die Verbrennungsluft mit bereits zum Teil abgekühlten Verbrennungsgasen vorgewärmt wird. Diese Anordnung macht ein besonderes Luftzuführungsrohr erforderlich, erreicht wird durch sie, daß die Verbrennungsluft mit bereits abgekühlten Verbrennungsgasen in Wärmeaustausch tritt und das am höchsten erhitzte Verbrennungsgas dem eigentlichen Heizzweck dient. Nachteilig macht sich bei diesen Heizkörpern neben dem durch das besondere Luftzuführungsrohr verhältnismäßig komplizierten Aufbau jedoch bemerkbar, daß sich die spezifische Heizleistung des Brenners nicht, wie in vielen Fällen, insbesondere bei Verwendung des Heizkörpers als Wärmestrahler, erwünscht wäre, über ein bestimmtes Maß hinaus erhöhen läßt. Denn der am stärksten erhitzte Teil den Innenrohres im Bereich des Brenners und der Brennerflamme ist auch auf der Seite des Ringraumes mit heißen Verbrennungsgasen beaufschlagt, so daß die zulässige Materialbelastung bereits bei verhältnismäßig kleinen spezifischen Heizleistungen erreicht wird.
• Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, diese Nachteile zu beseitigen und einen Rohrheizkörper der geschilderten Art zu schaffen, der sich durch einen einfachen Aufbau auszeichnet und mit hohen Heizleistungen betrieben werden kann.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ringraum zwischen .dem Innen- und Außenrohr durch eine, in Strömungsrichtung der Verbrennungsgase im Ringraum gesehen, vor dem durch die Brennerflamme am stärksten erhitzten Bereich des Innenrohres angeordnete, quer zur Längsachse der Rohre verlaufende, gasdichte Trennwand unterteilt ist und daß sich der Abgasstutzen im nahen Bereich der Trennwand vor dieser und .der Verbrennungslufteintrittsstutzen im nahen Bereich hinter dieser befindet, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß der den zuletzt genannten Stutzen enthaltende Ringraumteil als Verbrennungsluftzuführungskanal dient. Durch die Erfindung wird neben der baulichen Vereinfachung erreicht, daß der am stärksten erhitzte Bereich des Innenrohres mit .der Verbrennungsluft in Wärmetausch gebracht und damit gekühlt wird. Dadurch kann die Wärmebelastung dieses Rohrteils gegenüber dem bekannten gesteigert werden, ohne Materialschäden befürchten zu müssen, und es ist möglich, den Brenner mit größerer spezifischer Heizleistung auszulegen.
• Bei einer Ausführungsform des Rohrheizkörpers nach der Erfindung besteht das Außenrohr aus zwei Rohrstücken, und die Trennwand ist als Flansch ausgebildet, wobei dieser die Rohrstücke miteinander verbindet und gleichzeitig als Abstandshalter zwischen Innenrohr und Außenrohr dient. Hierdurch wird die Möglichkeit geschaffen, für das den Strömungspfad für die Verbrennungsluft begrenzende Rohrstück des Außenrohres, .das thermisch nur gering belastet ist, eilt billigeres Material zu verwenden, als für das den Strömungspfad für die Verbrennungsgase begrenzende Rohrstück des Außenrohres. In einem Fall sind Koblenstoffstahl und hochlegierter Chromnickelstahl als Werkstoffe vorgesehen.
• Eine andere Ausführungsform ist so ausgebildet, daß .die das Außenrohr bildenden Rohrstücke im wesentlichen bleichen Außendurchmesser aufweisen.
• Bei einer weiteren Ausführung ist der Brenner dichtend in das freie Ende des Außenrohres eingesetzt, wobei sein Mundstück in das Innenrohr hineinragt. In einem Fall ist die dichtende Verbindung so gestaltet, daß eine Verschiebbarkeit des Brenners gegenüber dem Außenrohr ermöglicht ist: Dadurch wird auf einfache Weise der Abschluß des .die Verbrennungsluft führenden Ringraumteiles erreicht und gleichzeitig der Tatsache Rechung getragen, daß sich das Innenrohr auf Grund seiner starken Erwärmung wesentlich stärker ausdehnt als das Außenrohr im Bereich der Verbrennungsluftführung.
• Eine andere Ausführungsform sieht vor, daß der Verbrennungslufteintrittsstutzen tangential in den die Verbrennungsluft führenden Ringraumteil einmündet. Dadurch wird eine schraubenlinienförmige Luftströmung um das Innenrohr herum erreicht.
• Neben diesen Ausführungsformen ist eine vorgesehen, bei der das Innenrohr aus Teilzylindexschalen gebildet ist, deren Längskanten nach außen umgebördelt und miteinander verschweißt sind, Durch diese Bördelkanten wird eine beträchtliche mechanische Versteifung des Rohres erzielt, wodurch die Verwendung von Blechen relativ geringer Wandstärke ermöglicht wird. Diese Bördelkanten sind in anderen Fällen gleichzeitig als Abstandshalter zwischen Innenrohr und Außenrohr ausgebildet. Bei Ausführungsformen, bei denen das Außenrohr aus zwei Rohrstücken zusammengesetzt ist, ist vorgesehen, auch dasjenige Rohrstück, das den Strömungspfad für die Verbrennungsgase bildet, in der vorstehend beschriebenen Weise aus Teilzylinderschalen mit nach außen umgebördelten und miteinander verschweißten Längskanten aufzubauen.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen Rohrheizkörper, teilweise längsgeschnitten, und F i g. 2 einen Schnitt gemäß Linie A-A in F i g. 1. Der Rohrheizkörper besteht im wesentlichen aus einem Innenrohr 1, das von einem mit 2 bezeichneten Ölbrenner beheizt wird und von einem Außenrohr umgeben ist, das aus zwei Rohrstücken 3 und 4 zusammengesetzt ist. Der Brenner 2 ist axial verschiebbar in das freie Ende 5 des Außenrobrstückes 3 eingesetzt und ragt mit .seinem Mundstück 6 in das Innenrohr 1 hinein. Die Rohrstücke 3 und 4 sind durch einen Flansch 7 miteinander verbunden, der am Innenrohr 1 angeschweißt ist und den Ringraum zwischen dem Innenrohr 1 und dem von den Rohrstücken 3, 4 gebildeten Außenrohr in zwei Ringraumteile 8 und 9 aufteilt. Der Ringraumteil 8 dient zur Führung der Verbrennungsluft zum Brenner 2. Zu diesem Zweck mündet in den Ringraumteil8 nahe dem Flansch 7 ein Lufteintrittsstutzen 10. Die Lufteinführung erfolgt tangential, um eine schraubenlinienförmige Luftströmung um das Innenrohr 1 in dem Ringraumteil 8 zum Brenner 2 hin und damit eine gute Kühlung des durch die Brennerflamme am stärksten erhitzten Abschnittes des Innenrohres 1 zu erzielen. Die Abdichtung des Ringraumteiles 8 an dem dem Flansch 7 abgewandten Ende erfolgt mit Hilfe von Dichtungsringen 11, die zwischen dem Brenner 2 und dem Rohrstück 3 angeordnet sind.
• Das Außenrohrstück 4 ist an seinem von dem Flansch 7 abgewandten Ende durch einen angeschweißten Deckel 12 verschlossen, der einen Befestigungsstutzen 13 trägt. Das Innenrohr 1 endet, wie ersichtlich, vor dem Deckel 12, so daß die heißen Verbrennungsgase aus dem Innenrohr 1 um 180° umgelenkt werden, in den Ringraum 9 strömen und vor dort aus durch einen nahe dem Flansch 7 angeordneten Abgasstutzen 14 abgeführt werden.
• Wie aus F i g. 2 ersichtlich, sind das Innenrohr 1 und das Außenrohrstück 4 jeweils aus zwei Halbzylinderschalen 1 a,1 b bzw. 4 a und 4 b zusammengesetzt, deren Längskanten 15 bzw. 16 nach außen umgebördelt und miteinander verschweißt sind. Dadurch wird eine Versteifung dieser Rohre erzielt, die die Verwendung von Blechen relativ geringer Wandstärke ermöglicht. Die Abstandshaltung erfolgt durch das Brennermundstück 6, den Flansch 7 und Abstandshalter 17.
• Das Außenrohr 3 ist thermisch erheblich geringer belastet als das Innenrohr 1 und das Außenrohrstück 4. Es besteht daher aus einem billigeren Material. Da es als Träger für den Brenner 2 dient, weist es eine größere Wandstärke auf als das Außenrohrstück 4.
• Der Brenner 2 ist ein Hochdruckzerstäubungsbrenner, der eine Brennstoffdüse 18, eine Zündeinrichtung 19 und eine Mischdüse 20 aufweist. Die durch den Stutzen 10 und den Ringraumteil 8 zugeführte Verbrennungsluft strömt durch den Ringspalt 21 der Mischdüse 20 in das Innenrohr 1 und kühlt den dem Brenner benachbarten Abschnitt des Innenrohres 1. Bei dem ausgeführten Gerät wird mit einer Brennraumbelastung von 60 000 000 kcal/ms gearbeitet, wobei am Außenrohrstück 4 eine Oberflächenbelastung von 12 kcal/cm2 auftritt.

Claims (10)

1. Patentansprüche: 1. Rohrheizkörper mit Brenner für strömenden Brennstoff, insbesondere an Strahlungsheizgeräten für Räume, mit einem Innenrohr und einem dieses im Abstand umgebenden Außenrohr, bei welchem die Brennerflamme in Richtung der Längsachse des Innenrohres in dieses hineinwirkt, bei welchem ferner :die Verbrennungsgase nach Durchströmen des Innenrohres um 180° umgelenkt werden, in den Ringraum zwischen Innen-und Außenrohr eintreten und .dieses sodann nach Wärmeabgabe durch einen Abgasstutzen verlassen und bei welchem Verbrennungsluft durch einen Eintrittsstutzen und einen Zuführungskanal dem Brenner zuströmt, wobei eine rekuperative Vorwärmung eintritt, d a d u r c h gekennzeichnet, daß der Ringraum (8, 9) zwischen dem Innen- und Außenrohr (1 bzw. 3, 4) durch eine, in Strömungsrichtung .der Verbrennungsgase im Ringraum gesehen, vor dem durch die Brennerflamme am stärksten erhitzten Bereich des Innenrohres (1) angeordnete, quer zur Längsachse der Rohre verlaufende gasdichte Trennwand (7) unterteilt ist und daß sich der Abgasstutzen (14) im nahen Bereich der Trennwand (7) vor dieser und der Verbrennungslufteintrittsstutzen (10) im nahen Bereich hinter dieser befindet, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß der den zuletzt genannten Stutzen (10) enthaltende Ringraumteil (8) als Verbrennungsluftzuführungskanal wirkt.
2. 2. Rohrheizkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenrohr aus zwei Rohrstücken (3 und 4) besteht und die Trennwand (7) als Flansch ausgebildet ist, wobei dieser die Rohrstücke (3 und 4) miteinander verbindet und gleichzeitig als Abstandshalter zwischen Innenrohr (1) und Außenrohr (3, 4) dient.
3. 3. Rohrheizkörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die das Außenrohr bildenden Rohrstücke (3, 4) im wesentlichen gleichen Außendurchmesser aufweisen.
4. 4. Rohrheizkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner (2) dichtend in das freie Ende (5) des Außenrohres (3, 4) eingesetzt ist und mit seinem Mundstück (6) in das Innenrohr (1) hineinragt.
5. 5. Rohrheizkörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die dichtende Verbindung so gestaltet ist, daß eine axiale Verschiebbarkeit des Brenners gegenüber dem Außenrohr (3, 4) ermöglicht ist.
6. 6. Rohrheizkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbrennungslufteintrittsstutzen (10) tangential in den die Verbrennungsluft führenden Ringraumteil (8) einmündet.
7. 7. Rohrheizkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (1) aus Teilzylinderschalen (1 a,1 b) gebildet ist, deren Längskanten (15) nach außen umgebördelt und miteinander verschweißt sind. B.
8. Rohrheizkörper nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bördelkanten (15) des Innenrohres (1) als Abstandshalter zwischen Innenrohr (1) und Außenrohr (3, 4) ausgebildet sind.
9. 9. Rohrheizkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der den Strömungspfad für die Verbrennungsgase begrenzende Teil (4) des Außenrohres (3,4) aus Teilzylinderschalen (4 a, 4 b) gebildet ist, deren Längskanten (16) nach außen umgebördelt und miteinander verschweißt sind.
10. 10. Rohrheizkörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das den Strömungspfad für die Verbrennungsluft begrenzende Rohrstück (3) des Außenrohres aus Kohlenstoffstahl, das Innenrohr (1) und das den Strömungspfad für die Verbrennungsgase begrenzende Rohrstück (4) des Außenrohres dagegen aus hochlegiertem Chromnickelstahl bestehen.