DE1931647C3 - Heizgaserzeuger für eine Anlage zur Oberflächenbehandlung, z.B. von lackierten Gegenständen, mit einer Behandlungs-, z.B. Lacktrocknungskammer - Google Patents

Description

2. Heizgaserzeuger nach Anspruch 1, dadurch Trocknungsofens, vciwendeten, zum Brenner zurückgekcnnzcichnet, daß die die Flammenkammcr kehrenden Gasen von außen umspült wird und mit (26) von dem Abluftzuleitungskanal (25) tren- 3° über seinen Umfang verteilten Durchlaßöffnungen nende Wand (~1) mit Mitteln zum verstärkten versehen ist, durch welche ein Teil der gekühlten Wärmeaustausch, z. B. mit Rippen, Nadeln (27) Gase zur Bildung eines die Flamme umhüllenden od. dgl., versehen ist. Schutzgasmantels eingeführt wird. Die Mischung der

3. Heizgaserzeuger nacl. Ansoruch 1 oder 2, rückgeführten Gase mit den Heizgasen ist jedoch dadurch gekennzeichnet, daß die den Abluftzulei- 35 auch bei dieser bekannten Vorrichtung nur betungskanal (25) und den diesen umgebenden Ge- schränkt und die Zeitdauer der Mischung auf einen mischableitungskanal (37) trennende Wand (29) jeweils einmaligen Durchgang der Gase durch die mit Mitteln zum verstärkten Wärmeaustausch, Brennkammer begrenzt.

insbesondere mit einem den Gemischableitungs- Aufgabe der Erfindung ist es vur allem, das ein-

kanal (37) unterteilenden, mit der Wand (29) in 40 gangs beschriebene Verfahren auch unter ungünsti-

wärmeleitender Berührung stehenden Rohrbündel gen Umständen noch zuverlässiger zu gestalten, ins-

(37 a), versehen ist. besondere möglichst weitgehende Ausnutzung des

4. Heizgaserzeuger nach einem der An- Warmeinhalts der Heizgase, eine intensive Mischung sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der derselben mit der Abluft bzw. dem Abgas und damit das Flammenkegelgehäuse (20) ringförmig um- 45 eine Verbesserung des Wirkungsgrads der Nachverschließende Abluftzuleitungskanal (25) an seinen. brennung zu erreichen und ein Löschen der Flamme Austritt mit Mitteln wie Schaufeln (31) od. dgl. durch die Abluft oder das verwendete Abgas zu verzur Erzeugung oder Unterstützung einer schrau- hindern. Die Erfindung besteht demgemäß darin, daß benförmigcn Rotationsströmung der Abluft ver- an den das Flammkegclgchäuse umgebenden Abluftsciien ist. 50 Zuleitungskanal eine an den Stirnseiten offene Misch-

5. Heizgaserzeuger nach einem der An- kammer für Heizgas und Abluft angeschlossen und sprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der diese an ihrem dem Zuleitungskanal benachbarten Abluftziileitungskanal (25) an seiner Austritts- und an ihrem anderen Ende mit einem sie umgebenmündung mit einem sich vorzugsweise etwa ko- den Rücklaufkanal verbunden ist, an den sich die nisch verjüngenden Wandteil (30) verschen ist, 55 Gemischableitung entgegen der Stromrichtung im der die — vorzugsweise sich ebenfalls konisch Abluftzuleitungskanal anschließt.

bzw. düscnförmig verjüngende — Flammenkegel- Durch die Erfindung ist eine sehr lange Mischzeit

gehäusewand (23, 24) in Stromrichtung überragt in der heißen Zone des Heizgaserzeugers erreichbar,

und die öffnungen (35) für die Rückkehr des indem das Heizgas-Luftgemisch unter der Jnjektor-

Heizgas-Luftgemischs in die Mischkammer (28) 60 wirkung des aus der Flammenkammer in die Misch-

gegen den aus der Flammenkammcr (26) unter kammer austretenden entflammten Flammkegels zu .

Erzeugung einer Injektorwirkung austretenden einer vielfachen Rückkehr über den äußeren Rück-

Hcizgasstrom abschirmt. laufkanal in die Mischkammer und zu einem viel-

6. Heizgaserzcuger nach einem der An- fachen Kreislauf durch die Mischkammer hindurch sprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in 65 veranlaßt wird, bevor das Gemisch zur Beheizung der Ableitung des Hcizgas-Luftgemischs ein des Umluftstroms abgeleitet wird. Katalytbrenner (46) angeordnet ist. Die Erfindung sieht darüber hinaus entsprechend

den Ansprüchen 2 bis 6 Maßnahmen vor, um den

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mcKWStnnd dos Hcizgaserzcugers weiter zu verern und insbesondere eine möglichst hohe Tem-WBtur in der Mischknmmer sicherzustellen, indem gier Wärmeabfuhr entgegengewirkt und die im ableitenden Heizgas-Uiftgcmiseh enthnltene Wärme

• zusätzlichen Aulhci?.ung des Heizgaserzeugers

N, der in diesen einzuleitenden Abluft (oder — was pvcils in diesen Begriff miteingeschlossen ist — des greifenden Abgases) und des in der Mischkammer !bildeten Gemische benutzt wird. |ln der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der |_rfindung dargestellt. Hierbei zeigt

pig. 1 einen Waagcrechtschnitt eines Lufterhilzer-

ercgats mit einem erfindungsgemäßen Heizgasecuger, etwa im Schnitt nach Linie 1-1 der F i g. 2,

pig. 2 einen Lotrechtschnitt nach Linie 2-2 der |p. 1 und

fig. 3 einen Ausschnitt aus F i g. 1 in größerem Sb

Über einer lediglich angedeuteten Trocknunes-■kaininer 10 ist das Lufterhitzeraggregat 11 angeordnet. Auf dei Trocknungskammer wird Luft in Pfeiirichtunp r, von Ventilatoren 12 und 13 angesaugt denen gleichzeitig Frischluft in Ficilrichtung.r., über einen Zuleitungsraum 14 zugeführt wird.

Das I. mluft-Frischluft-Gemisch wird in Pfeilrichtung-V;· einem Wärmetauscher 15 zugeleitet, der in einem Raum 16 innerhalb des mit einer Isolation 17 versehenen Lufterhitzeraggregats 11 angeordnet ist und in der später noch beschriebenen Weise beheizt wird. Aus dem Raum 16 gelangt tias Umluft-Frischluft-Gcmisch wieder in die Trocknungskammer 10 zurück.

Von den Ventilatoren 12 und 13 bzw. von einem derselben wird ein Teil der Umluft durch eine Leitung 18 in Pfeilrichtung JT) als Abluft einem Hcizgascrzcugcr 19 zugeleitet, der ein Flammkegelgehäuse 20 mit vorgeschalteter Brenndüse 21 aufweist und in F i g. 3 in größerem Maßstabe dargestellt ist.

Durch die Brenndüsc21 wird der Brennstoff, z. B. flüssiger Brennstoff, dem Brennluft beispielsweise konzentrisch bei 22 zugeführt wird, in das Innere des Flammkegelgehäuses 20 eingespritzt und dort auf beliebige geeignete Weise entzündet. Das Flammkegelgehäuse 20 wird im wesentlichen durch eine rohrfön.iige Wand 23 mit konischer Mündung 24 gebildet und von einem ringförmigen Abluftzuleitungskanal 25 umschlossen, in den die Abluftleitung 18, wie besonders; F i g. 2 zeigt, tangential einmündet, so daß die in Pfeilrichtung Jt₅ einströmende Abluft den Abluftzuleitungskanal schraubenförmig durchströmt. Zur Erhöhung des Wärmeübergangs zwischen der den Innenraum des Flammkegelgehäuses 20 bildenden Flammenkammer 26 und dem Abluftzuleitungskanal 25 ist die Wand 23 mit Rippen oder Nadeln 27 versehen, die sowohl in die Flammenkammer 26 als auch in den Abluftzuleitungskanal 25 hineinragen und dadurch einen guten Ausbrand des Brennstoffs, insbesondere unter Verdampfung flüssigen Brennstoffs, und eine intensive Wärmeabgabe an die Abluft bewirkt.

Flammenkammer 26 und Abluftzuleitungskanal münden in eine Mischkammer 28. Das Zuleitungsrohr V) ist zu diesem Zweck über das Flammkcgelgchäuse20 axial hinaus verlängert, wobei die eine Trennwand 29 α bildende Verlängerung im wesentlichen die Mischkammer 28 begrenzt. Die ZusammenfUhrurtg des in der Flammenkammer 20 erzeugten Heizgases und der Abluft aus dem Zuleitiingskanal 25 erfolgt über einen konischen Kanu! 25 ti, der einerseits durch die konische MUndungswnnd 24 des FlummkcgeigehHuses und andererseits durch einen sich verjüngenden Wandteil 30 des Zislcitungskanals 25 gebildet wird, wobei der Wandteil 30 zur konischen Mündungswand 24 axial versetzt ist und mit Drallscimufeln 31 versehen ist, um der in Pfeilrichtung.Vfi in die Mischkammer 28 austretenden Abluft ίο einen zusätzlichen Drall zu geben bzw. die schraubenförmige Strömung der Mischluft zu unterstützen.

Die Mischkammer 28 wird von einer die Verlängerung des Zuleitungsrohrs 29 bildenden Trennwand 2^CJ ei ringförmig umschlossen. Diese Trennwand endet einerseits in einem gewissen Abstand von der Endwand 33, weiche die Mischkammer 28 axial abschließt, so daß zwischen der Trennwand 29 α und der Endwand 33 ein ringförmiger Durchtrittsquerschnitt 34 entsteht; andererseits ist sie mit schlitzförmipen Öffnungen 35 versehen, durch welche das ■ms der Mischkammer28 in den dieselbe ringförmig umgebenden Rücklauf ;anal 36 in Pfeilrichtung .V7 überströmende Hcizgas-Luftgcmisch in Pfeilrichtung r_H wieder in die Mischkammer 28 zurückströmen kann, und zwar unter der Injekiorwirkung, die das aus der Flammenkammer 20 bzw. aus deren Mündung 24 in die Mischkammer 28 austretende Heizgas-Luftgemisch ausübt.

Der von dem abzuführenden Gemisch durchströmte Ableitungskanal 37 wird des weiteren durch ein Rohrbündel 37 a in Längsrichtung durchsetzt, wobei die Rohrwände des Bündels mit dem den Abgaszulcitungskanal 25 und den Gemiscnahlcitungskanal 37 trennenden Zuleitungsrohr 29 wärmeleitend verbup.dcn sind, derart, daß einerseits das austretende Heizgas-Luftgemisrh eine zusätzliche Führung erhü't und andererseits das noch heiße Gemisch eine Heizwirkung auf die zutretende Abluft ausübt, wie diese andererseits auch von innen her durch die in der Fiammenkammer 26 erzeugten Heizgase über die Rippen oder Nadeln 27 beheizt wird.

Das durch den Ableitungskanal 37 in Pfeil richtung .V₉ abströmende Heizgas-Luftgemisch wird durch eine Leitung 41 dem Wärmetauscher 15 zugeleitet. »5 Dieser ist im Ausführungsbeispiel zweistufig mit einer in Pfeilrichtung .r₎₀ durchströmten ersten Stufe 42, einer in Pfeilricliwung Jt₁₁ durchströmten Kammer und einer in Pfeürichtung Jt₁., durchströmten zweiten Stufe 44 ausgebildet. Durch eine Leitung 45 wird das Gemisch in Pfeürichtung X_n abgeleitet. In der Kammer 43 ist ein Katalytbrenner46 untergebracht, der von dem in Pfcilrichiung.v,, aus der ersten in die zweite Stufe des Wärmetauschers überströmenden Gcm'sch durchströmt wird und zur zusätzlichen Verbrennung noch vorhandener brennbarer Bestandteile im Gemisch dient. Der Katalytbrenner arbeitet im Vergleich zur Temperatur in der Flammenkammer nur hei einer verhältnismäßig niedrigen Temperatur, z. B. üblicherweise in einem Bereich zwischen und 350° C. Er ist zweckmäßig an c'ncr Stelle eingebaut, in der sich eine geeigneie Mischgastcmpcralur erreichen läßt und an der eine leichte Möglichkeit für Revision, Ein- und Ausbau des Katalytbrcnncrs vorhanden ist.

65 Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßcn Einrichtung geht aus der vorstehenden Beschreibung ohne weiteres hervor:

Während die bei t, aus der Trocknungskammer

Antretende, mit Frischluft von χ, her vermischte und in Pfeilrichtung JT₁, wieder in dic'I rocknungskammcr zurückkehrende Umluft von den Stufen 44 und 42 des Wärmetauschers IS beheizt wird, treten Tcilströmc der Umluft in PfcilrichUing .r., und Jr_n tanp.cntial in den zur Brenndüse 21 bzw. zur Flammcnkammcr 26 konzentrischen Zulcilungsknnal 25 ein. so daß sie diesen schraubenförmig durchströmen und sich an der düscnförmigcn Mündung 24 der FlammcnkGmmcr 26 bzw. in der Mischkammer 28 mit den Heizgasen aus der Fiammcnkammcr vermischen, indem sie mit Rotationsbewegung über den mit ilen Drallschaufcln 31 versehenen konischen Kanal 25« in die Heizgase einströmen. Das auf diese Weise gebildete Hcizgas-Luftgcmisch strömt in PfcilrichUing Xy in den Rücklaufkanal 36 und von dort teilweise durch den Ahlcitungskanai 37 bzw. das denselben unterteilende Rohrbündel 37 α zum Wärmetauscher 15, größtenteils jedoch unter der Iijcklorwirkung der Heizgase bzw. des Hcizgas-Luftgcmischs in Pfeilrichtung Xn wieder in die Mischkammer zurück, derart, daß die Heizgase, bevor sie zum Wärmetauscher wcilcrgclcitct werden, viele Male, beispielsweise durchschnittlich zehn- bis zwanzigmal im Sinne eines Schlaufcnrcaktors die Mischzonc in der Mischkammer 28 durchlaufen. Hierdurch wird eine intensive Mischung der Heizgas-Luftbcstandtcile des Gemisehs und somit eine weitgehende Verbrennung (Grobverbrennung) der in der Abluft enthaltenen, noch brennbaren Bestandteile erreicht.

Hinc Rest- oder Feinverbrennung findet hierauf in tier Zwischenkammer 43 zwischen der ersten und der /weilen Stufe des Wiirmelauschers 15 am Katalysator 46 statt. Durch entsprechende Bemessung der Zutind Ableitungen bzw. des Wärmetauschers und durch geeignete Regelung der Abluftmenge kann erreicht werden, daß das die erste Stufe 42 durchströmende

ίο Gemisch eine bestimmte Temperatur, z. B. zwischen 300 und 350" C aufweist, so daß der Katalytbrenncr 46 eint möglichst hohe Restverbrennung der in dem Heizgas-! „uf(gemisch noch enthaltenen brennbaren Bestandteile vornehmen kann. Die hierbei erzeugte

Verbrennungswärme wird alsdann in der zweilcn Stufe 44 des Wärmetauschers dazu ausgenutzt, die in Pfcilrichtung X₃ den Wärmetauscher durchströmende Umluft im Verein mit der ersten Stufe 42 zu erhitzen, so daß insgesamt eine höchstmögliche Ausnutzung

ao der in dem Gemisch enthaltenen Wärme erziclbar ist. Zugleich wird ein besonderer Lufterhitzer für die Umluft erspart.

Hcizcrzcugcr und Kalalytbrcnncr, gegebenenfalls in Verbindung mit dem Wärmetauscher 15, können so

»5 ausgebildet sein, daß sie auch noch nachträglich in eine vorhandene Umluflcrhitzcranlage oder ohne wesentlich Änderung eines normalen Lufterhitzers eingebaut werden können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

! 93t 647 ι Die Erfindung bezieht sich auf einen Reizgaserzeu- PiUcmansprUehe; ger für eine Anlage zur Oberflächenbehandlung, z. B. von lackierten Gegenständen, mit einer Behand-

1. Heizgascrzcuger für eine Anlage zur Ober- lungs-, z.B. Laektrockniingskammer, einem mittels fläcbenbchundlung, z.B. von lackierten Gegen- 5 aus Brennstoff erzeugten Heizgases betriebenen stunden, mit einer Behandlung»-, z. B. Lacktrock- Wärmetauscher zur indirekten Beheizung eines durch nungskammer, einem mittels aus Brennstoff er- die Behandlungskammcr durch* ein Gebläse abgezeugtem Heizgas betriebenen Wärmetauscher zur saugten Umluflstroms mit einem von diesem auf der indirekten Beheizung eines durch die Behänd- Gebläsedruckscite abgezweigten, brennbare Bestandlungskammer durch ein Gebläse gesaugten Um- io teile enthaltenden, durch Frischluft ersetzten Abluftluftstroms mit einem von diesem auf der Gebläse- strom, der das Zylindergehäuse des aus der Brenndruckseite abgezweigten, brennbare Bestandteile düse des Heizgaserzeugers entströmenden Flammcnenthaltenden durch Frischluft ersetzten Abluft- kegeis schraubenförmig umströmt.

strom, der das Zylindergehäuse des aus der Bei Verwendung von öl als Brennstoff für den Brenndüse des Heizgaserzeugers entströmenden 15 Heizgaserzeuger hat es sich gezeigt, daß die Flamme Flammenkcgels schraubenförmig umströmt, da- d^rch die ihr beigemischte Abluft häufig ausgelöscht durch gekennzeichnet, daß an den das wird, was bei Verwendung von Gas als Brennstoff Flammenkegelgehäuse umgebenden Abluftzulei- im allgemeinen nicht auftritt. Offenbar ist diese Erlungskanal (25) eine an den Stirnseiten offene scheinung auf unzureichende Mischung von Heizgas Mischkammer (28) für Heizgas und Abluft an- 20 und Abluft oder Abgas zurückzuführen, wobei unter geschlossen utul diese an ihrem dem Zuleitungs- »Heizgas« allgemein das Brennprodukt des Brennkanal (25) benachbarten unü an ihrem anderen Stoffs in der im Heizgaserzeuger entstehenden bzw. Ende (bei 34, 35) mit einem sie umgebenden aus diesem in die Miscnkammer übertretenden Rücklaufkanal (36) verbunden ist, an den sich Flamme verstanden werden soll, die Gemischableitung (37, 37 a, 41) entgegen der 25 Es sind Umwälzheizungen bekannt (deutsche Stromrichtung im Abluftzuleitungskanal (25) an- Patentschrift 644 028), bei denen ein Brcnnkammerscl ließt. mantel von den zur Beheizung, z. B. eines Back- oder