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Den Gegenstand des vorliegenden Patentes bildet ein Wärmeaustauschapparat, um in nutzbringender Weise die Hitze von Abgasen und dgl. zu verwerten, und hat der Apparat in Sonderheit die Aufgabe, diese Gewinnung der Abhitze bei Bewältigung grosser Gasmassen rationell durchzuführen. Im eisenhüttenmännischen Betrieb, insbesondere beim Betrieb von Cowperapparaten, ergeben sich ausserordentlich grosse Quantitäten von Abgasen, die mit einer Temperatur von etwa 500 in den Schornstein entweichen.
Zur Ausnutzung dieser Hitze ist mehrfach vorgeschlagen worden, zwischen die Cowperapparate und den Schornsteinen eiserne Wärmeaustauschapparate einzuschalten, zu dem Zweck. unter Ausnutzung der Abhitze den für die Hochöfen bestimmten Gebläsewind vorzuwärmen. ehe derselbe zur weiteren Erwärmung den Cowperapparaten zugeführt wird.
Die Konstruktion derartiger Wärmeaustauschapparate verlangt nun zunächst die Ausbildung einer möglichst grossen Heizfläche, beispielsweise pro Hochofen von mittlerer Grösse eine nutzbare Heizfläche
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erfüllt werden, ohne welche der Apparat nicht rationell arbeiten kann : 1. Muss der Einbau derjenigen Flächen, an denen der Wärmeaustausch geschieht, derartig sein, dass der ganze Wärmeaustauschapparat dem strömenden Abgase einen möglichst geringen Widerstand entgegensetzt ;
2. muss die Apparatur derart angeordnet sein, dass eine kontinuierliche Befreiung der mit den Abgasen in Berührung kommenden Heizflächen vom Flugstaub vorgenommen werden kann.
Der den Gegenstand des vorliegenden Patentes bildende Apparat löst diese beiden Aufgaben in einer der Praxis entsprechenden Weise. Will man strömenden Gasen in ökonomischer Weise durch Austausch an Heizflächen Wärme entziehen oder zuführen, so ist in Hinblick auf die geringe Wärmeleitungsfäbigkeit der Gase notwendig, eine möglichst weitgetriebene Unterteilung der Gasströme stattfinden zu lassen. Am zweckmässigsten erfolgt diese Unterteilung. indem man die Gase durch Bündel von schmiedeeisernen Röhren hindurchgehen lässt. Von dieser Massnahme geht der Erfindungsgegenstand aus, und zwar insbesondere davon, den zu erwärmenden Gebläsewind durch Rohrbündel zu schicken, welche von den Abgasen, deren Wärme verwertet werden soll, umspült sind.
Ordnet man nun beispielsweise die Rohre in geradlinigen Reihen hintereinander an, so wird eine ökonomische Ausnutzung der Heizfläche nich erzielt, da jedes Rohr der folgenden Reihe durch das davorstehende der Einwirkung des Abgasstromes zum grössten
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ein derartig grosser Strömungswiderstand, dass eine Anwendung dieser Anordnung nur geschehen kann, wenn durch Einschaltung von Ventilatoren oder dgl. Hilfsmittel für einen reichlichen Ersatz der vernichteten Strömungsenergie gesorgt wird.
Dazu kommt noch, dass, während bel geradliniger Anordnung der Rohrreihen die Möglichkeit der Einführung eines zum Abkratzen des Flugsh1ubes dienenden Instrumentes möglich ist, bei der versetzten Anordnung der Rohre diese Möglichkeit nicht gegeben ist, wenigstens solange man nicht die Lücke zwischen den Rohrreihen so gross wählt, dass eine ökonomische Ausbildung der einzelnen Heizelemente nicht
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zur Aufhängung gebracht, die gleichzeitig das Deckeugewölbe tragen. Diese hängende Anordnung empfiehlt sieh, um eine Inanspruchnahme der schmiedeeisernen Rohre auf Biegung zu verhüten, und um gleichzeitig ihnen bei der Erwärmung des Apparates die ungehinderte Ausdehnung zu ermöglichen.
Der Ummauerungsraum ist durch schmiedeeiserne Abdeckplatten q in zwei Teile geteilt, in deren unterem das Rohrsystem untergebracht ist, und deren oberer zur Anordnung des später zu beschreibenden Antriebes für die vertikal arbeitenden Flugstaubkratzer benutzt wird. Die Abdeckplatten q ruhen am besten auf den Flanschen der Köpfe b. In der oberhalb der Abdeckplatten befindlichen Kammer befindet sich, wie angedeutet, der Antriebsmechanismus für die Hin- und Herbewegung durch einen am besten ausserhalb des Wärmeaustauschapparates angeordneten Elektromotor r, dessen elektrische Schaltung so gewählt sein kann, dass er automatisch stillgesetzt und zur Umkehr seiner Bewegung veranlasst wird. sobald die Kratzerrahmen jeweilig an dem einen oder anderen Punkte ihrer Bahn angelangt sind.
Die Abkratzvorrichtung für den an den Rohren sich ansetzenden Flugstaub besteht aus einer Rahmeneinrichtung, die sich innerhalb je eines Rohrbündels auf und nieder bewegt, wobei die Einrichtung aus Rücksicht auf den Kraftverbrauch am besten so geschaffen ist, dass je zwei Kratzerrahmen an einer Kette hängen und sich auf diese Weise gegenseitig ausbalancieren. Die Kratzerrahmen 8 bestehen.
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nicht starr verbunden, sondern werden in ihrer Lage durch die U-Eisen einerseits und durch die Rohrreihen andererseits gesichert. Diese 1-Eisen tragen die die Rohre umfassenden Kratzer w, wie dieses in Fig. 6 und 7 gesondert dargestellt ist.
Auf den 1-Eisen Ul befinden sich, durch Ver-
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gelegt werden, während von oben her in geeigneter Weise durch Bügel, Schrauben oder dgl. ein umgekehrtes T. Eisen y gegen die Knaggen M gelegt wird, um ein Herausheben der Kratzer nach oben hin aus den Zwischenlagern a ; zu verhindern. Die beiden Kratzerhälften w sind so an dem Ringe befestigt, dass sie das Rohr unter federndem Druck umfassen. Dieses kann auch noch dadurch befördert werden, dass die Knaggen M des Ringes w nach unten hin keilförmig
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000 dazu liegenden Teilen.
Da. durch, dass die Ringe die Rohre a dort mit etwas grösserem Spiel umgeben, ist die Möglichkeit des Andrückens der Kratzer w gefördert. Die Kratzerrahmen s hängen an Ketten z, die in geeigneter Weise durch den Motor r in alternierende Bewegung gesetzt werden, derart, dass die Rahmen sich innerhalb der Rohrbündel kontinuierlich auf und ab bewegen und so vermittelst der Kratzer w die Rohrwandungen dauernd frei von Flugstaub halten. Die beschriebene Konstruktion der Kratzer und der Kratzerrahmen ist derartig ausgebildet, dass der Einbau derselben in die fertig montierten Wärmeaustauschapparate erfolgen kann, und dass auch jede etwa notwendige Auswechslung der einzelnen Teile ohne Schwierigkeit ermöglicht ist.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Wärmeaustauschapparat, insbesondere für Cowperapparate, bestehend aus Bündeln schmiedeeiserner Rohre, die zwischen den ebenen Endplatten eiserner Köpfe eingewalzt sind, und deren Gruppierung in einer die möglichst vollkommene Ausnutzung der Heizfläche erzielenden Weise bei gleichzeitig geringstem Strömungswiderstand für die auszunutzenden Abgase unter Wahrung der Möglichkeit einer Anbringung von automatischen Kratzvorrichtungen erfolgt ist, gekennzeichnet durch eine Anordnung der Rohre in Reihen, deren Richtung mit der Strömungsrichtung der Abgase einen spitzen Winkel bildet.
2. Bei Wärmeaustauschapparaten, deren Heizfläche aus Rohrbündeln besteht. die Anbringung von sich gegenseitig ausbalancierenden Kratzerrahmen, die aus einem festen äusseren Viereck bestehen, innerhalb dessen die einzelnen Kratzerträger verschiebbar angeordnet sind.