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Verfahren;zum Beheizen von Winderhitzern und Winderhitzer. Für die
wärmewirtschaftliche Leistungsfähigkeit eines Winderhitzers ist von besonderer Bedeutung
die Einwirkung der unmittelbaren Flammenstrahlung auf das Mauerwerk sowie ein erhöhter
Wärmeaustausch der Heizgase und des Windes mit dem Gitterwerk. Der Wärmeaustausch
vollzieht sich hauptsächlich in der vom Gas oder Wind zuerst durchströmten Zone
des Gitterwerkes, die nur etwa bis 3 m beträgt. Die an dieser Stelle
geleistete
Wärmearbeit ist, neben der ZVirkung der unmittelbaren Flammenstrahlung, im wesentlichen
eine Folge der hier entstehenden Wirbelströmung, hervorgerufen durch den Stoß der
Gase bzw. des Windes gegen die Stirnfläche des Mauerwerkes. Daß tatsächlich hier
der größte Wärmeaustausch stattfindet, bestätigt jede Untersuchung eines fingere
Zeit in Betrieb gewesenen Winderhitzers; nur die ersten 2 bis 3 m sind verschlackt
und reparaturbedürftig, die vom Gaseintritt weiter entfernte Zone hingegen auch
nach langer Betriebszeit noch immer in gutem Zus;ande. Dies letztere ist im wesentlichen
darauf zurückzuführen, daß die Strömung sich in den langen Kanälen allmählich beruhigt,
die Lebhaftigkeit des Wärmeaustausches, trotz hoher Temperaturunterschiede zwischen
Gas bzw. Wind und Mauerwerk, dementsprechend abnimmt. Dadurch bedingt werden, neben
großen Abmessungen der Winderhitzer, die erheblichen Temperaturunterschiede innerhalb
derselben. Diese Temperaturunterschiede haben wieder zur Folge ein schnelles Abfallen
der Heißwindtemperatur, und zwar um so mehr, je kleiner die hocherhitzte Zone des
Mauerwerkes ist.
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Auf dieser Erkenntnis beruht die Erfindung. Sie erhöht die Leistungsfähigkeit
der Winderhitzer, stehender oder liegender, dadurch, daß erstens die im besonderen
Maße wärmeaufnahmefähigen Schichten vermehrt werden und zweitens eine Beruhigung
der Gas- und Windströme innerhalb des TvIauerwerkes verhindert wird. Diese beiden
Merkmale können in Verbindung miteinander wie auch einzeln angewendet werden.
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Jede Winderhitzergruppe besteht, wie auch sonst üblich, aus einzelnen,
miteinander verbundenen, liegenden oder stehenden Winderhitzern. Diese werden jedoch
nicht nur von einer Seite, sondern jeder Erhitzer abwechselnd von beiden Enden -
bei stehenden Winderhitzern also von oben und unten - beheizt. Abb. i zeigt schematisch
den Grundriß der nebeneinanderliegenden Winderhitzer i, 2 und 3, die durch Leitungen
zu einer Gruppe zusammengeschlossen sind. Sie können natürlich auch in beliebiger
Zahl neben,- und übereinander oder in Dreiecksform zu einer Gruppe vereinigt werden,
wie es Abb. 2 und 3 zeigt.
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In Abb. i bedeutet q. die Gaszuführungsleitung für die Brenner an
den beiden Enden der Winderhitzer, 5 die Verbindungsleitung zwischen dien Erhitzern
für die Heizgase, 6 die Abgasleitung, 7 den Abzugskanal, 8 die Kaltwind- und 9 die
Heißwindleitung. Jeder Erhitzer ist also° durch die Abgasleitungen doppeLseitig
mit dem Abzugskanal, verbunden. Die Aufspeic'berung der Wärme in der Heizperiode
und die Wärmeabgabe an den Wind vollzieht sich bei dieser dreiteiligen Gruppe beispielsweise
folgendermaßen: Winderhitzer i, durch die Abgase des ihm vorgeschalteten Winderhitzers
während dessen Aufheizung vorgewärmt, wird zuerst durch den einen seiner Brenner
von der einen Seite beheizt. Die Heizgase durchströmen den Erhitzer i, gelangen
durch die Verbindungsleitung 5 in den Erhitzer 2, heizen ihn vor und ziehen dann
durch die Abgasleitung 6 in den Abzugskanal 7 ab. Nach einer bestimmten Zeit, die
vom gewünschten Wärmezustand des Gitterwerkcs im Erhitzer i abhängt, wird der zuerst
arbeitende Brenner abgestellt und der ihm gegenüberliegende in Tätigkeit gesetzt.
Die Heizgase durchströmen jetzt die Winderhitzer i und 2 in entgegengesetzter Richtung,
gleichen damit die Temperaturunterschiede im Gitterwerk annähernd aus. Während der
Aufheizzeit der Winderhitzer i und 2 gibt Erhitzer 3 in der Windperiode seine Wärme
an den Kaltwind ab. Nach Be-,endigung der Periode wird Winderhitzer 2 aufgeheizt,
3 vorgeheizt und i gibt seine Wärme an den Wind ab u. s. f. - In dem angenommenen
Beispiel tritt der Kaltwind immer nur von einer Seite in die Winderhitzergruppe
ein, während der Heißwind von der anderen Seite abzieht. Es ist natürlich ebensogut
möglich, die Leitungen so anzuordnen, daß der Kaltwind, ähnlich den Heizgasen, von
beiden Seiten in die Winderhitzer eintreten kann. Es ist ferner selbstverständlich,
daß entsprechend den Verhältnissen jeweils der vorzuheizende Winderhitzer von den
Heizgasen auch immer nur in einer Richtung durchzogen zu werden braucht; die entsprechende
Anordnung würde eine Vereinfachung des Leitungssystems mit sich bringen.
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Abb. q. zeigt eine andere Ausführungsform der doppelseitig beheizten
@Vinderhitzer. Wie ersichtlich, können hier die Heizgase in der Mitte abgezogen
werden. Dies hat den Vorteil, daß die Beheizung des Erhitzers von beiden Seiten
gleichzeitig erfolgen kann, wodurch die Aufheizung um ein weiteres Maß beschleunigt
wird. Die aus der Mitte austretenden Heizgase können, entsprechend den Verhältnissen,
gleich in den Kamin oder, zum Verheizen, noch durch einen oder mehrere andere Winderhitzer
geleitet werden. Die Zu-oder Abführung der Reizgase aus der Mitte erfolgt in der
Regel aus Stutzen, jedoch können die Stutzen entsprechend Abb. 5 und 6 auch zu einem
zweckmäßigerweise durch Schlitze io mit dem, Innern, des Winderhitzers verbundenen
Ring ii ausgebildet werden. Diese Anordnung hat den Vorzug, daß die Gleichmäßigkeit
der Gas- oder Windverteilung in den Kanälen durch seitlichen Abzug
bzw.
seitliche Zuführung des Gases oder Windes erheblich gefördert wird.
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Für die Führung des Heizgases und des Windes sind die verschiedenartigsten
Kombinationen möglich. So lassen sich die Heizgase z. B: in der Mitte des Winderhitzers
oder an einem oder beiden Enden einführen, wobei sie denselben entweder gegeneinander
oder abwechselnd von den Enden zur Mitte und umgekehrt, oder von hinten nach vorn
und von vorn nach hinten durchströmen können; für die Windführung gilt dasselbe.
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Wie oben ausgeführt, ist der f4'ärmeaustausch zwischen Gas oder Wind
und llauerwerk in hohem Maße abhängig von Stoß und Wirbelströmung. Diese Erkenntnis
wird dadurch ausgewertet, daß das Gitterwerk des Winderhitzers, wie in Abb.7 im
Längsschnitt angedeutet, durch mehrere senkrecht zu den Kanälen liegende Spalten
unterbrochen wird, und zwar derart, daß die Heizkanäle der durch die Spalten getrennten
Ghterwerksabschnitte gegeneinander versetzt angeordnet sind. Auf diese Weise wird
erreicht, daß der Gas- oder Windstrom mehrere Male gegen Stirnflächen stößt, daß
dementsprechend die Stöße und Wirbelströmungen, die bei den sonst im allgemeinen
gebräuchlichen Winderhitzern nur am Eingang der Wärmezone entstehen, wiederholt
verursacht werden, womit die Bedingungen für einen erhöhten Wärmeaustausch gegeben
sind. Diese Maßnahme ist sowohl bei doppelseitiger wie bei einseitiger Beheizung
der Winderhitzer von Vorteil.
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Das Verfahren und die verschiedenen Anordnungen der Erfindung können
in gleicher Weise bei liegenden und stehenden Winderhitzern angewendet werden. Die
Hauptvorteile bestehen im wesentlichen in der zentralen Anordnung der Brenner, der
Zu- bzw. Abführungsleitungen und der dadurch bewirkten gleichmäßigen Wärmebelastung
der Gitterwerkskanäle; ferner in bedeutender Raumersparnis der Anlagen wie überhaupt
erheblich geringeren Abmessungen. Ein weiterer Vorteil ist der, daß die Abhitze
des unter Feuer befindlichen Erhitzers zur Vorwärmung eines ihm nachgeschalteten
benutzt werden kann, was bekanntlich bei den bisher üblichen Winderhitzern mit Rücksicht
auf ihre großen Abmessungen und den dafür unzureichenden Kaminzug nicht möglich
ist. Durch die Doppelseitigkeit der Beheizung und die Art der Gaszuführung wird
ferner ein erheblich schnelleres und intensiveres Aufheizen erreicht, als es bei
den bisher gebräuchlichen Winderhitzern der Fall ist. Erhöht wird dieser Vorzug
durch die Unterteilung des Gitterwerkes in terbindung mit den gegeneinander versetzten
Kanälen. Aber nicht nur schneller und intensiver erfolgt die Beheizung, auch die
Gleichmäßigkeit der Temperatur innerhalb der Winderhitzer wird in einem Maße gefördert,
daß die Erhitzer in ihrer ganzen Länge eine fast gleich hohe Temperatur aufweisen.
Dadurch wird eine bedeutende Ersparnis an Heizgas und ein nur sehr langsames Abfallen
der Heißwindtemperatur erzielt.