DE3502340A1 - SUBMERSIBLE HEATING DEVICE - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Tauchheiz-Vorrichtungen und insbesondere verbesserte Wärmetauscher zur Verwendung in Verbindung mit einem Brennstoffbrenner mit laminarer Strömung mittlerer Intensität, um Flüssigkeit in einem Tank oder einem ähnlichen Behälter zu erhitzen.The invention relates to immersion heaters and, more particularly, to improved heat exchangers for use in conjunction with a medium intensity laminar flow fuel burner to liquid in a tank or in a similar container.

Indirektes Erhitzen von Flüssigkeiten unter Verwendung eines Wärmetauschers ist eine bekannte Technik. Ein frühes Beispiel ist ein Dampfboiler, beispielsweise einer Lokomotive, bei welchem die Verbrennungsprodukte eines Ofens bzw. einer Feuerstelle durch Durchgänge nahe von Dampfrohren geführt werden, bevor sie aus einem Kamin abgegeben werden. Neuerdings werden als Wärmequelle Gas- oder Ölbrenner verwendet, und anstelle einer lediglich naturelichen Ansaugung kann ein erzwungener Zug angewendet werden, um die Verbrennungsgase durch den Wärmetauscher hindurch vorzutreiben, wobei entweder ein Gebläse stromaufwärts der Stelle des Mischens von Brennstoff und Luft, oder eine Saugeinrichtung, beispielsweise ein Ventilator, am stromabwärtigen Ende des Wärmetausehers angeordnet wird. Es können auch Gebläse und Saugeinrichtung an den betreffenden Stellen verwendet werden.Indirect heating of liquids using a heat exchanger is a known technique. An early example is a steam boiler, such as one Locomotive in which the products of combustion of a stove or hearth pass through passageways near Steam pipes are routed before being discharged from a chimney will. Recently gas or oil burners have been used as a heat source, and instead of a natural one Inlet suction, a forced draft can be applied to the combustion gases through the heat exchanger propel, with either a fan upstream of the point of mixing fuel and air, or a suction device, for example a fan, is arranged at the downstream end of the heat exchanger. A blower and suction device can also be used at the relevant points.

Bei modernen Tauchheiz-Vorrichtungen können allgemein zwei Arten unterschieden werden. Eine erste Art verwendet Diffusoren oder andere Hindernisse für die Strömung des Gemisches aus Brennstoff und Luft axial zum Eintrittsende des Wärmetauschers. Typisch werden der Brennstoff und/oder die Luft durch schräge Öffnungen hindurch eingeführt, wodurch eine Verwirbelung des Gemisches bewirkt wird, wo es stromabwärtsWith modern immersion heating devices can generally two Types are distinguished. A first type uses diffusers or other obstacles to the flow of the mixture of fuel and air axially to the inlet end of the heat exchanger. Typically, the fuel and / or air are introduced through inclined openings, thereby creating a Swirling of the mixture is caused where it is downstream

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des Brenners brennt. Ein Brenner dieser Art ist so gestaltet, daß soweit wie möglich vollständige Verbrennung erhalten wird entweder in einer Brennkammer stromaufwärts des Wärmetauschers oder in jedem Fall in einem kurzen Anfangsteil der Länge des Wärmetauschers. the burner is burning. A burner of this type is designed that as far as possible complete combustion is obtained either in a combustion chamber upstream of the Heat exchanger or in any case in a short initial part of the length of the heat exchanger.

Eine zweite Art bekannter Tauchheiz-Vorrichtungen verwendet einen Brenner mit laminarer Strömung und erzwungenem Zug, wobei die Flamme des Brenners ohne Behinderung durch Diffusoren, verwirbelungserzeugende Strahlen oder dgl. entlang des Inneren des Wärmetauschers langgestreckt ist. Die in solchen Vorrichtungen verwendeten Brenner sind üblicherweise Brenner hoher Intensität, was bedeutet, daß sie eineA second type of known immersion heater is used a burner with laminar flow and forced draft, the flame of the burner passing through without obstruction Diffusers, vortex-generating jets or the like. Is elongated along the interior of the heat exchanger. the Burners used in such devices are typically high intensity burners, meaning that they are a

Wärmeerzeugung von mehr als 2,25 KW je cm der Querschnittsfläche desjenigen Teiles des Wärmetauschers haben, in den der Brenner feuert. Es bestehen Beschränkungen hinsichtlich der Gestaltung eines Wärmetauschers, der in Verbindung mit einem Laminarströmungsbrenner hoher Intensität verwendet werden kann. Die Hauptbeschränkung hinsichtlich der Gestaltung des Wärmetauschers liegt in der Notwendigkeit einen langen anfänglichen Zünd- bzw. Feuerungsschenkel zu haben, welches derjenige Teil des Wärmetauschers ist, in den der Brenner feuert. Die bevorzugte Gestaltung von Wärmetauschern umfaßt bisher ein U-förmiges Rohr, in welchem die Richtung der Strömung der Flamme oder der Verbrennungsprodukte entlang einer leichten Kurve geändert wird. In einem Versuch, die Wirksamkeit einer solchen Vorrichtung dadurch zu verbessern, daß die Wärmeübertragungsfläche des Wärmetauschers vergrößert wird, wurde vorgeschlagen, daß der Einlaßendteil des Wärmetauschers - der Feuerungsschenkel - sich in eine Anzahl von Auslaßendteilen verzweigen sollte, und zwar über einzelne U-Biegungen, so daß der Wärmetauscher in gewisser Weise einem Weidenbaum ähnlich ist. Dies ist eine schwierig herzustellende komplexe Struktur, und sie hat ihr eigene Schwachstellen dort, wo die "Zweige" sich mit dem "Stamm"Heat generation of more than 2.25 KW per cm of the cross-sectional area of that part of the heat exchanger in which the burner fires. There are restrictions on the design of a heat exchanger that is in connection can be used with a high intensity laminar flow torch. The main limitation on the design of the heat exchanger is the need to have a long initial ignition or firing leg, which is the part of the heat exchanger into which the burner fires. The preferred design of heat exchangers hitherto comprises a U-shaped tube in which the direction of flow of the flame or the products of combustion along a slight curve is changed. In an attempt to improve the effectiveness of such a device by that the heat transfer area of the heat exchanger is increased, it has been proposed that the inlet end part of the heat exchanger - the furnace leg - should branch into a number of outlet end parts, namely over individual U-bends so that the heat exchanger is somewhat similar to a willow tree. This is a difficult one complex structure to be produced, and it has its own weak points where the "branches" meet the "trunk"

verbinden.associate.

Ein Hauptzweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Verwendung eines Laminarströmungsbrenners zu ermöglichen mit den sich hierbei ergebenden Vorteilen, während gleichzeitig ein Wärmetauscher wirtschaftlich geschaffen ist, der in der Lage ist, im wesentlichen die gesamte·von dem Brenner erzeugte Wärme wiederzugewinnen. Durch Verwendung eines hochwirksamen Wärmetauschers kann gemäß der Erfindung ein Brenner mittlerer Intensität, der etwa nur ein Drittel eines Brenners hoher Intensität kostet, so gestaltet werden, daß annähernd die gleiche Wärmeübertragung erzielt wird mit beträchtlich verringerter Wärmever-A main purpose of the present invention is to to enable the use of a laminar flow burner with the resulting advantages while at the same time a heat exchanger is created economically which is capable of substantially the entire · of recover heat generated by the burner. By using a highly efficient heat exchanger, according to the invention a medium intensity burner that costs only about a third of a high intensity burner, so be designed so that approximately the same heat transfer is achieved with considerably reduced heat consumption.

im Vergleich zu einer Vorrichtung, bei welcher ein in Verbindung mit einem Brenner hoher Intensität vervMlidet wird. Die Herstellungs- und Installationskosten sind }Mt Verwirklichung der Erfindung beträchtlich geringer als bsi einer Vorrichtung, bei welcher ein Brenner hoher Intensität in einen Wärmetauscher feuert, der von der oben beschriebenen bekannten Art mit Abzweigungen ist.compared to a device in which a high intensity burner is avoided. The manufacturing and installation costs are as fires} Mt realization of the invention is considerably less bsi a device in which a high intensity combustor in a heat exchanger of the above-described known type with branches.

der Erfindung ist eine Tauchheiz-Vorrichtung geschaf- '^:'in, die in Kombination folgende Merkmale aufweist, nämlich j-inen Laminarströmungsbrenner für Brennstoff und Luft mittlerer Intensität gemäß der vorliegenden Beschreibung, einen •armetauscher zum Eintauchen in eine zu erhitzende Flüssigkeit, und eine Einrichtung zum Hervorrufen eines Druckunter-.chiedes an dem Gebilde aus Brenner und Wärmetauscher derart, iaß die Laminarströmungsflamme des Brenners beim Gebrauch langgestreckt wird in einem und entlang dieses Feuerungsrohrteiles des Wärmetauschers. Der Wärmetauscher weist eine Kammer, die größeren Querschnitt als das Feuerungsrohr an dessen vom Brenner entfernt liegenden Ende hat, und eine Mehrzahl von Rückkehrrohren auf, die sich jeweils von der gleichen Seite der Kammer wie das Feuerungsrohr zu einer Abgabeeinrichtung erstrecken, die sich im Gebrauch außerhalbthe invention is an immersion heater created ' ^: ' in, which has the following features in combination, namely j-inen laminar flow burner for fuel and air of medium intensity according to the present description, an • heat exchanger for immersion in a liquid to be heated, and a Device for causing a pressure difference in the structure of burner and heat exchanger in such a way that the laminar flow flame of the burner is elongated during use in and along this furnace tube part of the heat exchanger. The heat exchanger has a chamber larger in cross-section than the firing tube at its end remote from the burner, and a plurality of return tubes each extending from the same side of the chamber as the firing tube to a dispenser which, in use, extends outside

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des Tankes oder ähnlichen Behälters befindet, in welchem die zu erhitzende Flüssigkeit enthalten ist.of the tank or similar container is in which the liquid to be heated is contained.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Abgabeeinrichtung mit den Rückkehrrohren einheitlich und gemeinsam gebildet, und sie'hat die Form eines ringförmigen Kastens, der den Endteil des Feuerungsrohres, der den Brenner aufnimmt, umgibt, und die Rückkehrrohre erstrecken sich zwischen der Kammer und dem ringförmigen Kasten in einer Anordnung im Abstand voneinander in Umfangsrichtung rund um das Feuerungsrohr.In a preferred embodiment, the delivery device is formed uniformly and jointly with the return pipes, and it's in the shape of a ring-shaped box, which surrounds the end portion of the firing tube that receives the burner, and the return tubes extend between the chamber and the annular box in an arrangement spaced from one another in the circumferential direction around the furnace tube.

Das Feuerungsröhr und die Rückkehrrohre können alle geradlinig und allgemein parallel zueinander verlaufen, jedoch können bei einer abgewandelten Ausführungsform, um unterschiedliche Ausdehnung der Rückkehrrohre zu kompensieren, die Rückkehrrohre teilschraubenlinienformigen Wegen mit ähnlichem Gang zwischen der Kammer und dem ringförmigen Kasten folgen.The firing tube and return tubes can all be straight and generally parallel to one another, however can, in a modified embodiment, to compensate for different expansion of the return pipes, the return tubes have partial helical paths of similar flight between the chamber and the annular box follow.

Die Rückkehrrohre können Rauchgasturbulatoren bzw. Wirbelungserzeuger für das Rauchgas oder Verbrennungsgas enthalten, um die Wärmeübertragungswirksamkeit von den Rückkehrrohren zu erhöhen.The return pipes can be smoke gas turbulators or vortex generators for the flue gas or combustion gas included in order to increase the heat transfer efficiency from the return pipes to increase.

Jedes der genannten Rohre hat über seine gesamte Länge vorzugsweise gleichmäßigen inneren Querschnitt, und.Vorzugsweise liegt das Verhältnis zwischen¹ der Querschnittsfläche des Inneren des Feuerungsrohres und der Gesamtquerschnittsfläche des Inneren aller Rückkehrrohre im Bereich von 2:1 bis 1:4.Each of said tubes preferably has a uniform internal cross-section over its entire length, and preferably the ratio between ^{1 of} the cross-sectional area of the interior of the furnace tube and the total cross-sectional area of the interior of all return tubes is in the range of 2: 1 to 1: 4.

Das Verhältnis von Länge zu Durchmesser des Feuerungsrohres liegt vorzugsweise im Bereich von 5:1 bis 20:1, und es kann 12:1 betragen.The ratio of length to diameter of the furnace tube is preferably in the range of 5: 1 to 20: 1 and it can be 12: 1.

— Ja — - yes -

Die Kammer ist vorzugsweise zylindrisch, und das Feuerungsrohr tritt axial in eine der ebenen Flächen der Kammer ein, in die auch alle Rückkehrrohre eintreten.The chamber is preferably cylindrical and the furnace tube enters axially into one of the flat surfaces of the chamber, into which all return pipes also enter.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert.A preferred embodiment of the invention is explained below with reference to the drawing, for example.

Fig. 1 ist eine schaubildliche Ansicht eines Wärmetauschers zur Verwendung in einer Vorrichtung gemäß der Erfindung. Fig. 1 is a perspective view of a heat exchanger for use in a device according to the invention.

Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht nach Linie H-II der Fig. 1.FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line H-II of FIG. 1.

Ein Zusammenbau gemäß der Erfindung umfaßt in Kombination einen Wärmetauscher, von welchem ein Ausführungsbeispiel in der Zeichnung dargestellt ist, und einen Brenner mit erzwungenem Zug für das Gemisch aus Brennstoff und Luft, wobei Verbrennung mit einer laminar strömenden oder fließenden Flamme erfolgt und wobei der Brenner zu der Brennerart mittlerer Intensität gehört. In der Zeichnung ist kein Ausführungsbeispiel eines Brenners dargestellt, jedoch sind solche Brenner an sich bekannt, und sie sind von einfacher Ausführung. Sie umfassen im wesentlichen einen Auslaß an einem Ende einer Brennstoffzuführleitung, beispielsweise einer Gasleitung, umgeben von einem Lufteinlaß, und einer Einrichtung stromabwärts des Gasrohres und des Lufteinlasses zum Zünden des Gemisches, An das Brennergehäuse kann eine Luftpumpe oder ein Gebläse angeschlossen sein, um Luft unter Druck in den Brenner einzuführen. Alternativ oder zusätzlich kann eine nichtdargestellte Saugeinrichtung am stromabwärtigen Ende des Wärmetauschers vorgesehen sein, so daß der Brenner mit erzwungenem Zug arbeitet. Der ausgewählte Laminarströmungsbrenner mittlerer Intensität ist mit dem dargestellten Wärmetauscher 10 dadurch gekoppelt,An assembly according to the invention comprises in combination a heat exchanger, one embodiment of which is shown in the drawing, and a burner with forced Train for the mixture of fuel and air, with combustion with a laminar flow or flowing Flame occurs and the burner is of the medium intensity burner type. There is no in the drawing Embodiment of a burner shown, but such burners are known per se, and they are of simpler Execution. They essentially comprise an outlet at one end of a fuel supply line, for example a gas line surrounded by an air inlet and means downstream of the gas pipe and the air inlet To ignite the mixture, an air pump or a fan can be connected to the burner housing to generate air to be introduced into the burner under pressure. Alternatively or additionally, a suction device (not shown) can be installed on the downstream end of the heat exchanger so that the burner operates with forced draft. The selected Medium intensity laminar flow burner is coupled to the illustrated heat exchanger 10 by

daß der Brenner in Richtung des Pfeiles A in Fig. 1 in dem stromaufwärtigen Ende 11 des mittleren Feuerungsschenkels oder Feuerungsrohres 12 des Wärmetauschers befestigt wird. Das Gemisch aus Gas und Luft, welches in unbehinderter laminarer Strömung linear von dem Brenner in das Rohr 12 strömt, wird stromabwärts des Brenners gezündet, so daß unter dem erzwungenen Zug, welchem das Gemisch unterworfen ist, eine Flamme langgestreckt erzeugt wird von dem Brenner in das Feuerungsrohr 12 und entlang dieses Rohres 12.that the burner in the direction of arrow A in Fig. 1 in the upstream end 11 of the middle firing leg or the furnace tube 12 of the heat exchanger is attached. The mixture of gas and air, which in unhindered laminar flow flowing linearly from the burner into the tube 12 is ignited downstream of the burner, so that under the forced draft to which the mixture is subjected, a flame is generated elongated by the Burners into the combustion tube 12 and along this tube 12.

Der Laminarströmungsbrenner mit erzwungenem Zug, der zur Verwendung in Verbindung mit dem Wärmetauscher 10 ausgewählt wird, ist von der Art, die mit mittlerer Intensität arbeitet, worunter ein Brenner zu verstehen ist, der eine Wärmeerzeugung bzw. eine Wärmeabgabe im Bereich von 0,225 bisThe forced draft laminar flow burner used for Use in conjunction with the heat exchanger 10 selected is of the medium intensity type, which is to be understood as a burner which generates heat or gives off heat in the range from 0.225 to

2
2,25 KW je cm der Querschnittsfläche desjenigen Teiles des Feuerungsrohres 12 des Wärmetauschers 10 hat, in den der Brenner feuert. Ein Laminarströmungsbrenner hoher Intensität wurde bereits weiter oben definiert. Ein Laminarströmungsbrenner niedriger Intensität würde ein Laminarströmungsbrenner mit natürlicher Ansaugung sein mit einer Wärmeerzeugung oder Wärme;
schnittsfläche.2
2.25 KW per cm of the cross-sectional area of that part of the combustion tube 12 of the heat exchanger 10 in which the burner fires. A high intensity laminar flow burner was defined above. A low intensity laminar flow burner would be a naturally aspirated laminar flow burner with heat generation or heat;
cutting surface.

gung oder Wärmeabgabe von weniger als 0,225 KW je cm Quer-supply or heat emission of less than 0.225 KW per cm of transverse

Der dargestellte Wärmetauscher 10 ist dafür geeignet, Flüssigkeit in einem nichtdargestellten Gefäß oder dgl. zu erhitzen, und er umfaßt eine Montageplatte 13, die in einer senkrechten Wand des Gefäßes oder dgl. angeordnet werden kann, so daß der Wärmetauscher 10 sich an einer zweckentsprechenden Stelle waagerecht in das Gefäß erstreckt. Das Einiaßende 11 des Feuerungsrohres 12, der daran angebrachte nichtdargestellte Brenner und ein ringförmiger Rauchkasten 14, der das Feuerungsrohr 12 umgibt, sind sämtlich hinter der Montageplatte 13 und damit beim Betrieb der VorrichtungThe heat exchanger 10 shown is suitable for heating liquid in a vessel (not shown) or the like, and it comprises a mounting plate 13 which is arranged in a vertical wall of the vessel or the like can, so that the heat exchanger 10 extends horizontally at an appropriate point in the vessel. That Inlet end 11 of the furnace tube 12 attached to it Burners (not shown) and an annular smoke box 14 surrounding the furnace tube 12 are all behind the mounting plate 13 and thus during the operation of the device

¹ ttetiH-11 ei t* auijöücttnwt, Auf dwr ¹ ttetiH-11 ei t * auijöücttnwt, on dwr

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

anderen Seite der Montageplatte 13 und demgemäß beim Betrieb sich in das Gefäß erstreckend ist das Feuerungsrohr 12 so dargestellt, daß es sich in eine trommeiförmige oder hohle zylindrische Kammer 15 erstreckt. Die Kammer 15 hat größeren Durchmesser als das Feuerungsrohr 12, und das Feuerungsrohr 12 tritt in der Mitte einer der ebenen Wände der Kammer 15 in diese ein. Rückkehrrohre 16 kleineren Durchmessers treten durch die gleiche Wand 17 der Kammer 15 in diese ein, und zwar in einer Anordnung in Umfangsrichtung im Abstand voneinander derart, daß sie das Feuerungsrohr 12 umgeben. An ihren gegenüberliegenden Enden gehen die Rückkehrrohre 16 durch die Montageplatte 13 hindurch und endigen in der Rauchkammer bzw. in dem Rauchkasten 14.the other side of the mounting plate 13 and accordingly extending into the vessel during operation is the furnace tube 12 shown extending into a drum-shaped or hollow cylindrical chamber 15. The chamber 15 has larger diameter than the firing tube 12, and the firing tube 12 enters the center of one of the flat walls the chamber 15 in this one. Return tubes 16 smaller ones Diameter enter through the same wall 17 of the chamber 15 in this, in an arrangement in the circumferential direction at a distance from one another in such a way that they surround the furnace tube 12. At their opposite ends the return pipes 16 go through the mounting plate 13 and end in the smoke chamber or in the smoke box 14th

In jedem der Rückkehrrohre 16 kann wahlweise ein langgestreckter, gewellter oder schiefflächiger Metallstreifen (nicht dargestellt) angeordnet sein, der dazu dient, die Turbulenz der Verbrennungsprodukte zu erhöhen, die durch die Rückkehrrohre 16 hindurchgehen, und dadurch die Wärmeübertragung auf die Flüssigkeit zu verbessern. Im Betrieb gehen die Flamme und die Verbrennungsprodukte entlang des Feuerungsrohres 12 zur Kammer 15, wo die Strömungsrichtung umgekehrt wird und die Strömung so aufgeteilt wird, daß sie durch die Rückkehrrohre 16 hindurch zum Rauchkasten 14 gelangt. Die Verbrennungsprodukte verlassen den Rauchkasten 14 durch einen radialen Auslaß 18 und strömen zu einem nichtdargestellten Kamin.In each of the return tubes 16 can optionally be an elongated, corrugated or oblique metal strip (not shown) to be arranged, which serves to increase the turbulence of the combustion products that pass through the return tubes 16 pass through, thereby improving the heat transfer to the liquid. Operational the flame and the products of combustion go along the Firing tube 12 to chamber 15, where the direction of flow is reversed and the flow is divided so that through the return pipes 16 to the smoke box 14 arrives. The combustion products leave the smoke box 14 through a radial outlet 18 and flow to it a fireplace not shown.

Um der Korrosion derjenigen Flächen des Wärmetauschers 10 zu widerstehen, die der Flamme, den Verbrennungsprodukten und der zu erhitzenden Flüssigkeit ausgesetzt sind, sind diese Flächen vorzugsweise aus rostfreiem Stahl, aus Kupfer oder aus mit einem Emailüberzug versehenen Stahl gebildet.In order to resist the corrosion of those surfaces of the heat exchanger 10, those of the flame, the products of combustion and are exposed to the liquid to be heated, these surfaces are preferably made of stainless steel Made of copper or enameled steel.

Die Anordnung der geraden Rohre 12 und 16 gemäß der Darstellung ist sehr bequem und wirtschaftlich durchführbar durch Verschweißen der Enden der Rohre 12 und 16 in in geeigneter Weise gebildeten Löchern in den einander zugewandten ebenen Wänden der Kammer 15 bzw. des Rauchkastens 14. Im Vergleich zu einem einzigen gebogenen Rohr schafft die Anordnung gemäß der Erfindung innerhalb einer gegebenen Gesamtlänge eine beträchtlich vergrößerte Wärmeübertragungsfläche. Dies ist wichtig, weil es erwünscht ist, mehr als 90 % der von der Verbrennung verfügbaren Wärme zu extrahieren durch Kondensieren der Verbrennungsprodukte innerhalb des Wärmetauschers.The arrangement of the straight tubes 12 and 16 as shown is very convenient and economical to carry out by welding the ends of tubes 12 and 16 in in appropriately formed holes in the facing flat walls of the chamber 15 or the smoke box 14. Compared to a single bent tube it creates the arrangement according to the invention within a given Overall length a considerably increased heat transfer area. This is important because it is desired more extract than 90% of the heat available from combustion by condensing the combustion products within the heat exchanger.

Wärmetauscher von Tauchheiz--Vorrichtungen erfordern von Zeit zu Zeit ein Entzundern. Die einfache Ausführung mit geraden Rohren 12,16 gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel führt von selbst zu Wartungsarbeiten, die bequemer und einfacher auszuführen sind als bei U-förmigen Rohren oder Rohren mit Serpentinengestalt.Immersion heater heat exchangers take time at times a descaling. The simple design with straight tubes 12, 16 according to the illustrated embodiment leads by itself to maintenance work that is more convenient and easier to carry out than with U-shaped pipes or pipes with a serpentine shape.

Bei einer nichtdargestellten abgewandelten Ausführungsform ist das Feuerungsrohr 12 wiederum geradlinig, jedoch folgen die Rückkehrrohre 16 teilschraubenlinienförmigen Wegen mit ähnlichem Gang oder ähnlicher Steigung zwischen der Kammer 15 und dem Rauchkasten 14, und die Verbindungen an den gegenüberliegenden Enden ein und desselben Rückkehrrohres 16 sind in Umfangsrichtung relativ zueinander versetzt. Hierdurch wird nicht nur eine größere Wärmeübertragungsfläche für eine gegebene Gesamtlänge der Ausführung geschaffen, sondern es werden auch die Spannungen an den Schweißverbindungen zwischen den Rückkehrrohren 16 und dem Rauchkasten 14 und der Kammer 15 beseitigt, die durch unterschiedliche Ausdehnung hervorgerufen sind.In a modified embodiment, not shown, the firing tube 12 is again straight, however the return tubes 16 follow partially helical paths with a similar pitch or similar pitch between the chamber 15 and the smoke box 14, and the connections at the opposite ends of one and the same return pipe 16 are offset relative to one another in the circumferential direction. This not only creates a larger heat transfer surface for a given total length of execution, but also the stresses eliminated at the welded joints between the return pipes 16 and the smoke box 14 and the chamber 15, the caused by different expansion.

Das Verhältnis von Länge zu Durchmesser des Feuerungsrohres 12 beträgt vorzugsweise etwa 12:1. Das Verhältnis zwt-The ratio of length to diameter of the furnace tube 12 is preferably about 12: 1. The relationship between

BAD ORlGfNALBAD ORlGfNAL

sehen der Querschnittsfläche des Inneren des Feuerungsrohres 12 und der Summe der Querschnittsflächen des Inneren aller Rückkehrrohre 16 liegt im Bereich zwischen 2:1 bis 1:4.see the cross-sectional area of the interior of the furnace tube 12 and the sum of the cross-sectional areas of the interior of all return tubes 16 is in the range between 2: 1 to 1: 4.

Claims (9)

PatentansprücheClaims Tauchheiz-Vorrichtung, mit einem Laminarströmungsbrenner für Brennstoff und Luft, einem Wärmetauscher zum Eintauchen in eine zu erhitzende Flüssigkeit, und mit einer Einrichtung, um einen Druckunterschied an dem Gebilde aus Brenner und Wärmetauscher derart hervorzurufen, daß die laminar strömende Flamme des Brenners beim Gebrauch in einen Feuerungsrohrteil des Wärmetauschers und entlang dieses Rohrteiles langgestreckt wird, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:Immersion heater, with a laminar flow burner for fuel and air, a heat exchanger for Immersion in a liquid to be heated, and with a device to create a pressure difference on the structure cause from burner and heat exchanger in such a way that the laminar flowing flame of the burner when Use in a furnace tube part of the heat exchanger and is elongated along this tube part, characterized by the combination of the following features: (i) Der Brenner ist ein Brenner mittlerer Intensität gemäß der Definition in der Beschreibung, und(i) The burner is a medium intensity burner as defined in the description, and (ii) der Wärmetauscher (10) umfaßt eine Kammer (15), de-(ii) the heat exchanger (10) comprises a chamber (15) from which ren Querschnitt größer ist als der Querschnitt des Feuerungsrohres (12) an seinem von dem Brenner entfernt liegenden Ende, und eine Mehrzahl von Rückkehrrohren (16), die sich jeweils von der gleichen Seite (17) der Kammer (15) wie das Feuerungsrohr (12) zu einer Abgabeeinrichtung (14) erstrekken, die beim Gebrauch der Vorrichtung außerhalb des Gefäßes, Behälters oder dgl. angeordnet ist, in welchem die zu erhitzende Flüssigkeit enthalten ist.ren cross-section is larger than the cross-section of the firing tube (12) at its end remote from the burner, and a plurality of Return pipes (16) which each extend from the same side (17) of the chamber (15) as the firing pipe (12) to a discharge device (14), which is arranged outside the vessel, container or the like when the device is in use, in which the liquid to be heated is contained. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Abgabeeinrichtung (14) mit den Rückkehrrohren (16) einheitlich und gemeinsam ausgebildet ist und die Gestalt eines ringförmigen Kastens2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the delivery device (14) with the return tubes (16) is unitary and common and has the shape of an annular box (14) hat, der den Endteil (11) des Feuerungsrohres (12), der den Brenner aufnimmt, umgibt, und daß die Rückkehrrohre "(16) sich zwischen der Kammer (15) und dem ringförmigen Kasten (14) in einer Anordnung erstrecken, in der sie auf einem Umfang rund um das Feuerungsrohr (12) in Abständen angeordnet sind.(14) which has the end part (11) of the combustion tube (12), which houses the burner, and that the return tubes "(16) are between the chamber (15) and the annular Extending box (14) in an arrangement in which they are arranged at intervals on a circumference around the combustion tube (12). 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Feuerungsrohr (12) und alle Rückkehrrohre (16) geradlinig sind und allgemein parallel zueinander verlaufen.3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the furnace tube (12) and all Return tubes (16) are straight and generally parallel to one another. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Rückkehrrohre (16) zwischen der Kammer (15) und dem ringförmigen Kasten (14) teilschraubenlinienförmigen Wegen ähnlichen Ganges oder ähnlicher Steigung folgen. 4. Apparatus according to claim 2, characterized in that the return tubes (16) between the chamber (15) and the annular box (14) partially helical Follow because of a similar Ganges or a similar incline. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß jedes Rohr über seine Länge gleichmäßigen Innenquerschnitt hat und daß das Ver-5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized characterized that each pipe has a uniform internal cross-section over its length and that the hältnis zwischen der Querschnittsfläche des Inneren des Feuerungsrohres (12) und der Summe der Querschnittsflächen des Inneren aller Rückkehrrohre (16) im Bereich von 2:1 bis 1:4 liegt.ratio between the cross-sectional area of the interior of the Firing tube (12) and the sum of the cross-sectional areas of the interior of all return tubes (16) is in the range of 2: 1 to 1: 4. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Länge zu Durchmesser des Feuerungsrohres (12) im Bereich von 5:1 bis 20:1 liegt.6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized characterized in that the ratio of length to diameter of the furnace tube (12) is in the range from 5: 1 to 20: 1. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß das genannte Verhältnis 12:1 beträgt.7. Apparatus according to claim 6, characterized in that said ratio is 12: 1 amounts to. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Kammer (15) zylindrisch ist, das Feuerungsrohr (12) axial in eine der ebenen Flächen (17) der Kammer (15) eintritt, und daß alle Rückkehrrohre (16) ebenfalls in der genannten ebenen Fläche (17) eintreten.8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the chamber (15) is cylindrical, the furnace tube (12) axially enters one of the flat surfaces (17) of the chamber (15), and that all return tubes (16) also in the said enter flat surface (17). 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennze ichnet , daß die Rückkehrrohre (16) Mittel zum Verwirbeln der Rauch- bzw. Verbrennungsgase bzw. Mittel zum Erzeugen von Turbulenz dieser Gase enthalten.9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized marked ichnet that the return pipes (16) means for swirling the flue or combustion gases or means for generating turbulence of these gases contain.