CH240525A - Gas heater with tubular elements arranged in a combustion chamber. - Google Patents

Gas heater with tubular elements arranged in a combustion chamber.

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CH240525A
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CH
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gas
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gas heater
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tube
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German (de)
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Studien Aktiengesel Technische
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Tech Studien Ag
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/06Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits having a single U-bend

Description

  

  Gaserhitzer mit in einer Verbrennungskammer     angeordneten        Röhrenelementen.       Die     Erfindung    betrifft einen Gaserhitzer  mit in einer Verbrennungskammer angeord  neten Röhrenelementen, insbesondere für  Wärmekraftanlagen, in denen ein gasförmiges  Arbeitsmittels, vorzugsweise Luft, nachdem es  in mindestens einem Verdichter auf höheren  Druck gebracht worden ist, in einem Erhitzer  durch indirekte äussere Wärmezufuhr auf  höhere Temperatur gebracht     wird    und hier  auf unter     Leistungsabgabe    an     mindestens     einen     Nutzleistungsempfänger    in mindestens  einer Turbine expandiert.  



  In dem Erhitzer solcher Wärmekraft  anlagen ist von aussen her dem umlaufenden  Arbeitsmittel eine bestimmte Wärmemenge  zuzuführen, um dasselbe auf eine bestimmte       Endtemperatur    zu erhitzen. Bei gegebenen  Verhältnissen im Feuerraum ist die Wärme  menge, welche sich dem Arbeitsmittel von  aussen her zuführen lässt,     proportional    dem  Produkt aus Länge und Aussendurchmesser  der im Feuerraum gelegenen     Erhitzerrohre.     Bei einer gegebenen Aufwärmung muss dann  die durchströmende     Arbeitsmittelmenge    pro-         portional    jenem Produkt sein,

   damit die er  forderliche Wärmemenge aufgenommen wird       und    ferner gefährliche     Wärmestauungen    in  den Rohren vermieden werden. Aus der     Kon-          tinuitätsgleichung    folgt im weiteren, dass die  durchströmende Luftmenge proportional dem       Produkte    aus ihrer Strömungsgeschwindig  keit und dem Quadrate des     Rohrinnendurch-          messers    ist. Aus den zwei zuletzt angeführten  Tatsachen ergibt sich auch, dass die Rohrlänge  proportional dem Produkt aus Strömungs  geschwindigkeit und     Rohrinnendurchmesser     ist.  



  Da es sowohl aus     preislichen    Gründen wie  auch mit Rücksicht auf die in     Erhitzerrohren     auftretenden Druckverluste vorerst als erstre  benswert erscheint,     mit    kleinen Rohrlängen  auszukommen, so liegt nahe, die Strömungs  geschwindigkeit klein und den Rohrinnen  durchmesser mit Rücksicht auf die Druck  verluste verhältnismässig gross zu wählen.  



  Verschiedene Umstände sprechen jedoch  gegen die Wahl zu kleiner Strömungsge  schwindigkeiten für das zu erhitzende Ar-           beitsmittel.    So fällt einmal der Wirkungsgrad  von Wärmekraftanlagen der hier in Betracht  kommenden Art bekanntlich um so besser aus,  je höher das Arbeitsmittel erhitzt wird. Da  aber der Wärmeübergang in     Röhrengaserhit-          zern    zwischen Rohrwand und Arbeitsgas nicht  besonders lebhaft ist, so erfordert ein Arbei  ten mit hohen     Arbeitsmitteltemperaturen,    dass  für die     Erhitzerteile,    die den höchsten Tem  peraturen     ausgesetzt    sind, warmfeste und  hitzebeständige Werkstoffe verwendet wer  den.

   Solche Stoffe sind aber teuer, und sie  lassen sich zudem nicht leicht bearbeiten, so  dass darnach getrachtet werden muss, mit  möglichst kleinen Mengen solcher Stoffe aus  zukommen. Das ist der Fall, wenn die Strö  mungsgeschwindigkeit des zu erhitzenden  Mittels gross gewählt wird, da letzteres     dann     viel Wärme aus den Rohren abführen und da  durch Wärmestauungen in denselben verhin  dern kann. Die Höhe der äusserst zulässigen       Druckverluste    verbietet jedoch fürgewöhnlich,  die Strömungsgeschwindigkeit des zu erhit  zenden Arbeitsmittels derart hoch zu wählen,  wie es vom Standpunkte der Verhinderung  von Wärmestauungen in den     Erhitzerrohren     wünschenswert wäre.  



  Die Strömungsgeschwindigkeiten des Ar  beitsmittels lassen sich sodann auch nicht zu  klein wählen, weil das unerwünscht grosse  Rohre erfordern würde. Vergrössert man  jedoch den Rohrdurchmesser, so hat zur Ein  haltung einer bestimmten, maximal zugelas  senen     Rohrwandtemperatur    bei sonst gleichen  Verhältnissen, das heisst gleicher Aufwär  mung des Arbeitsmittels. gleichem Druck und  gleicher Wärmezufuhr, die Geschwindigkeit,  mit welcher das zu erhitzende Arbeitsmittel  die     Erhitzerrohre    durchströmt, nach den     Strö-          inungs-    und     Wärmeübergangslehren    eine pro  portional der dritten Wurzel aus dem Rohr  durchmesserverhältnis gehende Vergrösserung  zu erfahren.

   Jede Erhöhung der     Durchström-          geschwindigkeit    bringt aber, wie schon er  wähnt, höhere Druckverluste mit sich, da  diese bekanntlich in erster Näherung propor  tional dem Quadrat der Geschwindigkeit und  ferner proportional dem Quotienten aus Rohr-         länge    und     Rohrdurchmesser    sind. Dabei ist  der Druckverlust in der Rohrleitung auch  noch proportional dem     Druckverlustbeiwert,     welcher von der     Rohrrauhigheit    und der     Rey-          noldschen    Zahl abhingt.  



  Mit Rücksicht auf diese     Tatsachen    er  scheint es daher     unerwarteterweise    wieder  vorteilhafter, den     Innendurehinesser    der Er  hitzerrohre klein zu wählen. Bei kleinen     Röh-          reninnendurchmessern    machen sich jedoch  Einflüsse, die bei grossen Rohrdurchmessern  ohne weiteres vernachlässigt werden dürfen,  in sehr     starkem    Masse geltend.

   So lässt sich  bei Röhren mit kleinem     Innendurchmesser    die  Wandstärke nicht einfach proportional dem  Durchmesser verkleinern, sondern sie muss aus  Herstellungsgründen und sodann wegen des  notwendigen     Abzunderungszuschlages    ver  hältnismässig grösser gehalten  -erden. Folg  lich ist bei     Röhren    von kleinem Innendurch  messer die     @Värmebeliistung    der Rohrinnen  flächo (in     kcal;\m-    sek ausgedrückt) bedeu  tend grösser     als    an der unmittelbar dein  Wärmeanfall ausgesetzten Aussenfläche.

    Wenn daher eine bestimmte, gegebene Rohr  ivandtemperatur nicht     übersohritten    werden  soll, so sind an der     Rohrinnenfläche        grössere          Wärmeübergangszahlen    anzustreben. Dies  lässt sich dadurch erreichen, dass dem die Röh  ren     durchströnicnden        Medium    eine grössere Ge  schwindigkeit erteilt wird. Das verursacht  aber wieder     grössere    Druckverluste. Ferner  fällt in Betracht. dass der     Drucli#verlustbei-#vert     bei Röhren mit kleinem     Innendurchmesser.    bei  sonst gleichen Verhältnissen, bedeutend grö  sser ist als bei Röhren mit grossem Innendurch  messer.

   Aus diesen verschiedenen Gründen  tritt daher in Röhren mit kleinem Innendurch  messer ein starkes     Anwachsen    der schädlichen  Druckverluste ein. Diese in anderem     Zusa.m-          menhange    nicht stichhaltigen Anschauungen  führen zu     einem        Gaserhitzer    mit in einer Ver  brennungskammer angeordneten und an min  destens einen Verteiler und mindestens     einen     Sammler für das zu erhitzende Gas ange  schlossenen     Riflireneleinenten.    Zweck der     Er-          findun-    ist.

   einen solchen Gaserhitzer zu  schaffen, der unter weitgehender Berücksich-           figung    der vorstehend besprochenen     Zusam-          menhäxlbe    und Erkenntnisse bei hinreichender  Betriebssicherheit die     Strahlungswärme    weit  gehend auszunutzen erlaubt und sich ferner  verhältnismässig billig herstellen lässt.

   Er  reicht wird dies gemäss vorliegender Erfin  dung dadurch, dass sich jedes Röhrenelement  aus einer in der Strömungsrichtung des zu er  hitzenden Gases immer grösser werdenden  Zahl von absatzweise im Durchmesser immer  kleiner werdenden Verästelungen eines an den  Verteiler angeschlossenen Rohres und einer  anschliessenden, gegen ein an den Sammler  angeschlossenes Rohr hin immer mehr abneh  menden Zahl von absatzweise im Durch  messer immer grösser werdenden Verästelun  gen aufbaut.

   In einem solchen Erhitzer lässt  sich die zweckmässigste Anpassung der Rohr  durchmesser an die     Feuerraumtemperaturen     erreichen, indem kleinste Rohrdurchmesser  gerade nur an den Stellen vorgesehen werden  können, wo die grösste Wärmezufuhr statt  findet und wo infolgedessen kleine Rohr  durchmesser und hohe     Arbeitsmittelgeschwin-          digkeiten    besonders erwünscht sind. Ein Er  hitzer     naFh    der     Erfindung        bietet    zudem den  Vorteil, dass     sieb.    ohne Zwischenbehälter an  den Stellen, an denen eine Änderung des Rohr  durchmessers vorgesehen ist, auskommen lässt.

    Das ist insofern von Bedeutung, als solche  Zwischenbehälter den Bau verteuern, da sie  einen     grossen    Werkstoffaufwand, der sich  nicht zur Übertragung von Wärme ausnutzen  lässt, bedingen. Werden solche Zwischenbehäl  ter ausserhalb des Feuerraumes aufgestellt  und nur die Rohre mit kleinem Durchmesser  der Flammenstrahlung ausgesetzt, so bringt  das den weiteren     Nachteil    mit sich, dass Rohr  teile durch das Mauerwerk des Feuerraumes       bindurchzuführen    sind, wobei die betreffen  den Rohrlängen für die     Wärmeübertragung     verloren gehen. Das wirkt sich ungünstig hin  siehtlieh der     Druclzverluste    aus.

   Werden die       Zwisehenbehälter    dagegen     in    den Feuerraum  verlegt, so müssen sie durch eine Isolierschicht  gegen zu hohe Wärmeeinstrahlung geschützt       werden,    was erst recht einen grossen Baustoff  aufwand erfordert. Bei einem Gaserhitzer    nach der Erfindung lässt sich dagegen an  nähernd der gesamte Druckverlust, der vom  Standpunkte des Wirkungsgrades aus noch  in Kauf genommen werden kann, dazu benut  zen, für das Arbeitsmittel in den Erhitzer  rohren eine genügende Geschwindigkeit zu  erhalten. In der eigentlichen Heizfläche gibt  es dann praktisch     keine    Stelle mit Druckver  lust, die nicht gleichzeitig dazu beitragen  würde, die Wärmeübertragung zu verbessern.  



  Auf der Zeichnung ist eine beispielsweise  Ausführungsform des Erfindungsgegenstan  des veranschaulicht, und zwar zeigt:       Fig.    1 in vereinfachter Darstellungsweise  einen senkrechten Schnitt durch den Er  hitzer,       Fig.    2     Teile    eines Röhrenelementes dieses       Erhitzers    in grösserem Massstab in einer Ab  wicklung in die Zeichnungsebene und       Fig.    3 einen Schnitt nach der Linie       III-III    der     Fig.    1.  



  In     Fig.    1 bezeichnet 1 den Feuerraum  eines für die     gohlenstaubfeuerung    eingerich  teten Gaserhitzers. Die     Kohlenstaubbrenner     und die in Verbindung damit vorzusehenden  Einrichtungen sind der     Einfachheit    halber  nicht dargestellt. Der Feuerraum 1 ist von  Wandungen 2 aus feuerfestem Baustoff um  schlossen. Über der obern     Wandung    2 des  Feuerraumes 1 sind ein Verteiler 3 und ein       Sammler    4 für das zu erhitzende Gas an  geordnet, das durch eine Leitung 5     in    den  Verteiler 3 ein- und durch     eine    Leitung 6 aus  dem Sammler 4 austritt.

   E     bezeichnet    Röhren  elemente des Erhitzers, von denen jedes durch  ein Rohr 7 an den Verteiler 3 und durch ein  Rohr 8 an den Sammler 4 angeschlossen ist.  Jedes Rohr 7 verästelt sich, in der     Strö-          mungsrichtung    Z des zu erhitzenden Gases  gesehen, in eine immer grösser werdende Zahl  von absatzweise im Durchmesser immer klei  ner werdenden Zweigen. Die einzelnen, ab  satzweise im Durchmesser     immer    kleiner wer  denden     Verästelungsgruppen        eines    Elementes  E sind mit den Bezugszeichen 7'     bezw.    72, 73  und 74 belegt.

   An die     Verästelungsgruppe    74  schliesst sich, immer     in    der     Strömungsrichtung         Z des zu erhitzenden Gases gesehen, eine  gegen das an den Sammler 4 angeschlossene  Rohr 8 hin immer mehr abnehmende Zahl  von absatzweise im Durchmesser immer     grö-          sserwerdenden    Verästelungen an; die betref  fenden, im Durchmesser immer grösser werden  den Gruppen von Ästen sind mit den Bezugs  zeichen 8'     bezw        8''',    8' belegt. Dabei befindet  sich die Gruppe 74 mit der grössten Zahl von  Verästelungen im Gebiete der höchsten Feuer  raumtemperaturen.

   Zweckmässig sind dabei  die an der     Feuerraumwand    9 mit dem     R.auch-          gasaustrittskanal    10 angeordneten Röhrenele  mente 11 so eingebaut, dass deren Rohre im  Gebiete des     Rauchgasaustrittskanals    10, in  der aus     Fig.    3 ersichtlichen Weise, in der  Strömungsrichtung der Rauchgase     R    betrach  tet, in einer Flucht liegen, so dass sich dort  zwischen den einzelnen Elementen 11 ein ver  hältnismässig grosser, freier     Durchtrittsquer-          schnitt    für die Rauchgase ergibt (vergleiche       Fig.    3).

   Dem vordersten Ast dieser Röhren  elemente 11, der infolge der Flammenstrah  lung, Gasstrahlung und Berührungsübertra  gung     (Queranströmung)    einem erhöhten  Wärmeanfall ausgesetzt ist, ist je ein Schutz  rohr 12 von kleinerem Durchmesser als dem  des zu schützenden Astes vorgeschaltet, durch  das ein lebhafter Wärmeaustausch erfolgt und  das infolgedessen eine verhältnismässig nied  rige     Rohrwandtemperatur    annimmt. Durch  solche Schutzrohre 12 werden die Röhren  elemente 11 mindestens teilweise von zu star  ker Erwärmung geschützt.  



  Durch entsprechende Wahl der Strö  mungsrichtung des Arbeitsmittels in Verbin  dung mit der richtigen Festlegung des Durch  messers der verschiedenen Gruppen von Ver  ästelungen lässt sich erreichen, dass die     Rohr-          w        andtemperatur    eines Röhrenelementes über  all angenähert gleich hoch ist, so dass sich  gleiche Wärmedehnungen für den aufsteigen  den und absteigenden Ast ergeben. Das bringt  den Vorteil mit sich, dass nur geringe bauliche  Vorkehrungen für den Ausgleich von Wärme  dehnungen vorzusehen sind, d. h. es ist mög  lich, den Verteiler und Sammler ausserhalb des  Feuerraumes fest zu lagern.

   Infolgedessen    sind dann auch keine kostspieligen     Kompen-          satoren    in den an den Sammler     und    Verteiler  angeschlossenen Leitungen vorzusehen.  



  Es ist nicht erforderlich, dass alle Erhitzer  elemente     desselben        CTaserhitzers    gleich stark  verästelt sind. So können zum Beispiel die       besonders    hohen Temperaturen ausgesetzten  Elemente weniger stark verästelt sein, so dass  durch dieselben mehr zu erhitzendes Gas  strömt und aus denselben daher mehr Wärme  als aus den stärker     verästelten    Elementen ab  geführt wird.



  Gas heater with tubular elements arranged in a combustion chamber. The invention relates to a gas heater with pipe elements angeord in a combustion chamber, in particular for thermal power plants in which a gaseous working medium, preferably air, after it has been brought to a higher pressure in at least one compressor, is brought to a higher temperature in a heater by indirect external heat supply is and expanded here on with power output to at least one useful power receiver in at least one turbine.



  In the heater of such thermal power plants, a certain amount of heat must be supplied from the outside to the circulating working fluid in order to heat the same to a certain final temperature. Given the conditions in the furnace, the amount of heat that can be supplied to the working medium from the outside is proportional to the product of the length and outer diameter of the heater tubes in the furnace. With a given warming up, the amount of working medium flowing through must be proportional to the product

   so that he required amount of heat is absorbed and dangerous heat build-up in the pipes can be avoided. From the continuity equation it follows that the amount of air flowing through is proportional to the product of its flow velocity and the square of the pipe inside diameter. The two facts mentioned last also show that the pipe length is proportional to the product of the flow velocity and the pipe inside diameter.



  Since it initially seems worthwhile to get by with small pipe lengths, both for reasons of price and with regard to the pressure losses that occur in the heater tubes, it makes sense to choose a small flow velocity and a relatively large pipe inner diameter with regard to the pressure losses.



  However, various circumstances speak against the choice of flow velocities that are too low for the working fluid to be heated. For example, the efficiency of thermal power plants of the type under consideration here is known to be better, the higher the temperature of the working medium. However, since the heat transfer in tubular gas heaters between the pipe wall and the working gas is not particularly brisk, working with high working medium temperatures requires that heat-resistant and heat-resistant materials are used for the heater parts that are exposed to the highest temperatures.

   Such materials are expensive, however, and they cannot be easily processed, so that efforts must be made to get by with the smallest possible quantities of such materials. This is the case when the flow rate of the medium to be heated is selected to be large, since the latter can then dissipate a lot of heat from the tubes and prevent heat build-up in the same. However, the level of the extremely permissible pressure loss forbids usually to choose the flow rate of the working fluid to be heated as high as would be desirable from the standpoint of preventing heat build-up in the heater tubes.



  The flow velocities of the working medium can then not be selected too small, because that would require undesirably large pipes. However, if the pipe diameter is increased, a certain maximum permissible pipe wall temperature has to be maintained with otherwise the same conditions, that is to say the same warm-up of the working medium. the same pressure and the same heat supply, the speed with which the working fluid to be heated flows through the heater tubes, according to the flow and heat transfer gauges, an increase in proportion to the third root of the tube diameter ratio.

   However, as already mentioned, every increase in the flow velocity brings with it higher pressure losses, since these are known to be proportional to the square of the velocity and also proportional to the quotient of the pipe length and pipe diameter as a first approximation. The pressure loss in the pipeline is also proportional to the pressure loss coefficient, which depends on the pipe roughness and Reynold's number.



  With these facts in mind, it unexpectedly again seems to be more advantageous to select a small inner diameter of the heater tubes. In the case of small inner tube diameters, however, influences which can easily be neglected in the case of large tube diameters become very important.

   In the case of tubes with a small inner diameter, the wall thickness cannot simply be reduced in proportion to the diameter, but must be kept relatively larger for manufacturing reasons and then because of the necessary scaling allowance. As a result, in the case of tubes with a small inside diameter, the heat dissipation of the inside of the tube (expressed in kcal; \ msec) is significantly greater than on the outside surface directly exposed to the heat.

    Therefore, if a specific, given pipe wall temperature is not to be exceeded, greater heat transfer coefficients are to be aimed for on the inner surface of the pipe. This can be achieved by giving the medium flowing through the tubes a greater speed. However, this again causes greater pressure losses. Also comes into consideration. that the pressure loss is reduced in tubes with a small inner diameter. all other things being equal, it is significantly larger than for tubes with a large inner diameter.

   For these various reasons, therefore, a large increase in harmful pressure losses occurs in tubes with a small inner diameter. These in other context not valid views lead to a gas heater with rifle elements arranged in a combustion chamber and connected to at least one distributor and at least one collector for the gas to be heated. The purpose of the invention is.

   to create such a gas heater which, taking into account the above-discussed relationships and findings, allows the radiant heat to be used to a large extent with sufficient operational safety and which can also be produced relatively cheaply.

   It is enough, according to the present invention, in that each tube element consists of an increasing number in the direction of flow of the gas to be heated from intermittently decreasing in diameter branches of a pipe connected to the distributor and an adjoining pipe against one of the Collector connected pipe builds up ever more decreasing number of intermittently in diameter increasingly larger branches.

   In such a heater, the most expedient adaptation of the pipe diameter to the furnace temperature can be achieved by providing the smallest pipe diameters only at the points where the greatest heat supply takes place and where, as a result, small pipe diameters and high working fluid speeds are particularly desirable. A heater according to the invention also offers the advantage that sieve. can do without intermediate containers at the points where a change in the pipe diameter is intended.

    This is important insofar as such intermediate tanks make the construction more expensive, since they require a large amount of material that cannot be used to transfer heat. If such Zwischenbehäl ter are set up outside the furnace and only the pipes with a small diameter are exposed to the flame radiation, this has the further disadvantage that pipe parts have to be carried out through the masonry of the furnace, whereby the pipe lengths for the heat transfer are lost. This has an unfavorable effect on the pressure losses.

   If, on the other hand, the intermediate containers are placed in the furnace, they have to be protected against excessive heat radiation by an insulating layer, which requires a lot of construction material. In a gas heater according to the invention, on the other hand, almost the entire pressure loss that can still be accepted from the point of view of efficiency can be used to obtain a sufficient speed for the working fluid in the heater pipes. In the actual heating surface there is then practically no point of loss of pressure that would not also help to improve the heat transfer.



  In the drawing, an example embodiment of the subject matter of the invention is illustrated, namely: Fig. 1 in a simplified representation a vertical section through the He heater, Fig. 2 parts of a tubular element of this heater on a larger scale in a development in the plane of the drawing and Fig 3 shows a section along the line III-III in FIG.



  In Fig. 1, 1 denotes the furnace of a gas heater set up for coal dust firing. The pulverized coal burners and the devices to be provided in connection therewith are not shown for the sake of simplicity. The combustion chamber 1 is enclosed by walls 2 made of refractory building material. Over the upper wall 2 of the furnace 1, a distributor 3 and a collector 4 for the gas to be heated are arranged, which enters the distributor 3 through a line 5 and exits the collector 4 through a line 6.

   E denotes tubular elements of the heater, each of which is connected to the manifold 3 by a pipe 7 and to the collector 4 by a pipe 8. Each tube 7 branches out, viewed in the direction of flow Z of the gas to be heated, into an ever increasing number of branches which are gradually becoming smaller and smaller in diameter. The individual, from batchwise in diameter always smaller who denden ramifications of an element E are denoted by the reference numerals 7 'respectively. 72, 73 and 74 occupied.

   The branching group 74 is followed, always viewed in the flow direction Z of the gas to be heated, by a number of branching branches that are intermittently increasing in diameter, which decreases towards the pipe 8 connected to the collector 4; the groups in question are becoming larger and larger in diameter and are given the reference characters 8 'and 8' '', 8 '. Group 74 with the greatest number of branches is in the area of the highest combustion chamber temperatures.

   The tubular elements 11 arranged on the furnace wall 9 with the exhaust gas outlet duct 10 are expediently installed in such a way that their tubes are viewed in the area of the flue gas outlet duct 10, in the manner shown in FIG. 3, in the flow direction of the flue gases R, lie in alignment, so that there is a relatively large, free passage cross-section for the flue gases between the individual elements 11 (see FIG. 3).

   The foremost branch of these tube elements 11, which is exposed to increased heat build-up as a result of the flame radiation, gas radiation and touch transmission (transverse flow), is preceded by a protective tube 12 with a smaller diameter than that of the branch to be protected, through which a lively heat exchange takes place and that consequently assumes a relatively low pipe wall temperature. By such protective tubes 12, the tube elements 11 are at least partially protected from excessive warming.



  By appropriate choice of the flow direction of the working medium in conjunction with the correct definition of the diameter of the various groups of branches, it can be achieved that the pipe wall temperature of a pipe element is approximately the same everywhere, so that the same thermal expansions for the ascending and descending branches result. This has the advantage that only minor structural precautions have to be taken to compensate for thermal expansion, i.e. H. it is possible, please include to store the distributor and collector outside the combustion chamber.

   As a result, no expensive compensators then have to be provided in the lines connected to the collector and distributor.



  It is not necessary that all heater elements of the same C gas heater are branched to the same extent. For example, the elements exposed to particularly high temperatures can be less branched, so that more gas to be heated flows through them and therefore more heat is dissipated from them than from the more branched elements.

 

Claims (1)

PIITENTA;1 SPRL CH Gaserhitzer mit in einer Verbrennungs kammer angeordneten Röhrenelementen, die an mindestens einen Verteiler und mindestens einen Sammler für das zu erhitzende Gas angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, da.ss ich jedes Röhrenelement aus einer in der Strömungsrichtung des zu erhitzenden Gases immer grösser werdenden Zahl von absatz weise im Durchmesser immer kleiner werden den Verästelungen eines an den Verteiler an geschlossenen Rohres und einer anschliessen den, gegen ein an den Sammler angeschlos senes Rohr hin immer mehr abnehmenden Zahl von absatzweise im Durchmesser immer grösser werdenden Verästelungen aufbaut. PIITENTA; 1 SPRL CH gas heater with tube elements arranged in a combustion chamber, which are connected to at least one distributor and at least one collector for the gas to be heated, characterized in that each tube element always consists of one in the flow direction of the gas to be heated As the number of paragraphs in diameter becomes larger and smaller, the branches of a pipe connected to the distributor and a pipe that is connected to a pipe that is connected to the collector builds up ever decreasing number of branches with ever larger diameter branches. L \ TER A1 SPRtC HE 1. Gaserhitzer nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die grösste Ver- ä stelung im Gebiete der höchsten Feuerraum- temperaturen des Gaserhitzers gelegen ist. L \ TER A1 SPRtC HE 1. Gas heater according to patent claim, characterized in that the largest branch is located in the area of the highest combustion chamber temperatures of the gas heater. \_'. Gaserhitzer nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet. dass die Röhren elemente, die an der Feuerraumwand mit dem Rauchgasaustrittskanal angeordnet sind, so eingebaut sind, dass die Verästelungen jedes Elementes im Gebiet jenes Kanals in bezug auf die Strömungsrichtung der Rauchgase in einer Flucht liegen, so dass zwischen den ein zelnen Röhrenelementen ein freier Durch trittsquerschnitt für die Rauchgase übrig bleibt. 3. \ _ '. Gas heater according to claim, characterized by. that the tube elements, which are arranged on the furnace wall with the flue gas outlet duct, are installed in such a way that the branches of each element in the area of that duct are aligned with respect to the flow direction of the flue gases, so that a free passage between the individual tube elements cross-section for the flue gases remains. 3. Gaserhitzer nach Patentanspruch und Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem vordersten Ast der in einer Flucht liegenden Verästelungen eines Elementes, welcher infolge der Flammenstrahlung. Gas strahlung und Berührungsübertragung einem erhöhten Wärmeanfall ausgesetzt ist, ein Schutzrohr von kleinerem Durchmesser als dem des zu schützenden Astes vorgeschaltet ist, durch das das betreffende Röhrenelement mindestens teilweise vor zu starker Erwär mung geschützt wird. Aktiengesellschaft für technische Studien. Gas heater according to claim and dependent claim 2, characterized in that the foremost branch of the ramifications lying in alignment of an element, which as a result of the flame radiation. Gas radiation and contact transmission is exposed to increased heat build-up, a protective tube with a smaller diameter than that of the branch to be protected is connected upstream, through which the tube element in question is at least partially protected from excessive heat. Joint stock company for technical studies.
CH240525D 1944-04-01 1944-04-01 Gas heater with tubular elements arranged in a combustion chamber. CH240525A (en)

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CH240525D CH240525A (en) 1944-04-01 1944-04-01 Gas heater with tubular elements arranged in a combustion chamber.

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CH (1) CH240525A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE962389C (en) * 1954-07-30 1957-04-18 Weser Ag Air heater for hot air turbines with closed circuit
US3153447A (en) * 1963-09-11 1964-10-20 Tranter Mfg Inc Oil cooling heat exchange unit

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