CH343179A - Gas heater with heater elements each consisting of a tube with an insert body - Google Patents

Gas heater with heater elements each consisting of a tube with an insert body

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CH343179A
CH343179A CH343179DA CH343179A CH 343179 A CH343179 A CH 343179A CH 343179D A CH343179D A CH 343179DA CH 343179 A CH343179 A CH 343179A
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CH
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gas
heater
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German (de)
Inventor
Spillmann Werner Dr Dipl-Ing
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Tech Studien Ag
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    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H3/00Air heaters
    • F24H3/02Air heaters with forced circulation
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    • F24H3/08Air heaters with forced circulation the air being kept separate from the heating medium, e.g. using forced circulation of air over radiators by tubes
    • F24H3/087Air heaters with forced circulation the air being kept separate from the heating medium, e.g. using forced circulation of air over radiators by tubes using fluid fuel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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    • 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
    • F28D7/10Heat-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 being arranged one within the other, e.g. concentrically
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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    • F28F13/00Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/06Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media

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Description

  

  Gaserhitzer mit je aus einem Rohr mit Einlagekörper bestehenden     Erhitzerelementen       Die Erfindung betrifft einen Gaserhitzer mit je  aus einem Rohr mit Einlagekörper bestehenden, vom  zu erhitzenden Gas durchströmten     Erhitzerelementen,     bei welchen der Einlagekörper als ein in der Achs  richtung des Rohres sich erstreckendes, verdrilltes  Band von der Breite des     innern    Rohrdurchmessers  ausgeführt ist.  



  Zur Verbesserung der Wärmeübertragung in Er  hitzerrohren für Gase oder Dämpfe ist schon das Vor  sehen von Einlagen im Rohrinnern vorgeschlagen  worden. Diese Einlagen können beispielsweise rein als  Verdrängungskörper wirken und dazu dienen, die  Strömungsgeschwindigkeit des zu erhitzenden Me  diums längs der Rohrwand zu erhöhen. Ausserdem  können solche Einlagekörper auch Strahlungswärme  der Rohrwand auffangen und diese durch Berührung  an das Strömungsmedium weitergeben. Es ist auch  eine Ausführung eines     Erhitzerelementes    bekannt,  bei welcher in einem Rohr als Einlagekörper ein in  dessen Achsrichtung sich erstreckendes, verdrilltes  Band von der Breite des innern Rohrdurchmessers  angeordnet ist.  



  Bei allen diesen bekannten     Erhitzerelementen     strömt das zu erhitzende Gas stets in der gleichen  Richtung durch das Rohr. Infolge der Temperatur  zunahme des im Innern strömenden, zu erhitzenden  Gases wird aber das Rohr nun nicht auf seiner ganzen  Länge in gleicher Weise gekühlt. Während die einen  Teile des Rohres bis zur äussersten Grenze ausgenützt  sein können, wäre es sehr wohl möglich, andere Teile  des Rohres noch weiter zu belasten.  



  Die Erfindung bezweckt nun, einen Gaserhitzer  zu schaffen, welcher für eine besonders starke     Aus-          nützung    bezüglich Wärmebelastung geeignet ist, und  bei welchem auch die Möglichkeit besteht, hochhitze  beständige Sonderbaustoffe zu verwenden.

   Dieses  Ziel wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass das    Rohr am einen Ende abgeschlossen ist und auf der  Seite dieses Endes in den Brennraum des Erhitzers       hineinragt,    und dass das entsprechende Ende des       verdrillten    Bandes zwischen sich und dem Rohr  abschluss einen Zwischenraum freilässt und das  offene Ende des Rohres auf einer Seite des Bandes  mit einem     Zufluss    und auf der andern Seite des Bandes  mit einem Abfluss für das durch das Rohr strömende  Gas in Verbindung steht.  



  Das auf einer Seite des Bandes am offenen Rohr  ende in das Rohr eingeführte Gas strömt dann längs  einer Schraubenlinie gegen das abgeschlossene Rohr  ende, tritt dort durch den Zwischenraum zwischen  Bandende und     Rohrabschluss    auf die andere Seite des  Bandes über und kehrt hernach auf dieser Seite wieder  längs einer Schraubenlinie zum offenen Rohrende zu  rück.  



  Nachdem das zu erhitzende Gas das Rohr in Achs  richtung durchströmt hat, wird es also hierbei durch  das gleiche Rohr wieder in Richtung gegen die Ein  trittsstelle zurückgeführt. Es tritt also auf der ganzen  Rohrlänge ungefähr die gleiche     mittlere    Gastempera  tur auf. Die     Verdrillung    des eingelegten Bandes ist  in dem Sinne von besonderer Bedeutung, dass nun  nicht die eine Rohrseite allein von kälterem Gas und  die andere von heisserem Gas     beaufschlagt    ist, sondern  dass sowohl das kältere wie auch das heissere Gas  längs des ganzen Rohrumfanges geführt wird.  



  In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand  beispielsweise veranschaulicht. Es zeigen:       Fig.    1 einen axialen Längsschnitt durch ein an  einen gasführenden Kanal eines Erhitzers angeschlos  senes     Erhitzerelement,          Fig.    2 einen Schnitt nach der Linie     II-II    der       Fig.    1,       Fig.    3 und 4 weitere     Ausführungsbeispiele    für den      Anschluss des offenen Rohrendes des     Erhitzerelemen-          tes    an gasführende Kanäle,       Fig.5    einen schematischen Längsschnitt durch  einen Gaserhitzer,

         Fig.    6 einen Schnitt nach der Linie     VI-VI    der       Fig.    5 und       Fig.7    einen schematischen Längsschnitt durch  eine weitere Ausführungsform eines Gaserhitzers.  Das in     Fig.    1 dargestellte     Erhitzerelement    besteht  aus einem Rohr 1 mit einem Einlagekörper 2. Die  ser ist als ein in der Achsrichtung des Rohres 1  sich erstreckendes verdrilltes Band von der Breite des  innern Rohrdurchmessers ausgebildet. Am einen  Ende ist das Rohr 1 durch eine mit diesem aus einem  Stück bestehende     Halbkugelhaube    3 abgeschlossen.

    Das verdrillte Band 2 reicht indessen nicht bis zum  abgeschlossenen Rohrende,     sondern    das entspre  chende Bandende 4 lässt zwischen sich und dem Rohr  abschluss, das heisst der Haube 3, einen Zwischenraum  5 frei. Zur Erhöhung der Wärmeübertragung an der  Aussenseite ist ferner das Rohr 1 mit die Oberfläche  vergrössernden Ansätzen versehen, welche als in Achs  richtung verlaufende Rippen 6 ausgebildet sind.  



  Die     Erhitzerelemente    werden im Gaserhitzer so  angeordnet, dass die Rohre auf der Seite ihres ab  geschlossenen Endes in den Brennraum des Erhitzers  hineinragen.  



  Gemäss     Fig.    1 ragt anderseits das offene Ende 7  des Rohres 1 in einen in Abteile unterteilten gas  führenden Kanal 8 hinein, welcher durch Wände 9  und 10 begrenzt ist. Das Rohr 1 verläuft durch  eine Öffnung der Wand 9, und das Rohrende 7 ist  mit der Kanalwand 9 über eine Hülse 11 verbunden,  welche den in den Kanal 8 hineinragenden Rohrteil  an der     Durchtrittstelle    durch die Wand 9 mit Spiel  umgibt. Das verdrillte Band 2 weist auf der Seite des  offenen Rohrendes ein Verlängerungsstück 12 auf,  welches quer durch den Kanal 8 hindurchgeführt und  mit der Wand 10 verschweisst ist. Es ist so ausge  bildet, dass es den unmittelbaren Durchtritt des  Gases in der Längsrichtung des Kanals 8 verhindert.

    Beispielsweise vom linken Abteil her kommendes, zu  erhitzendes Gas, wird infolge dieser Anordnung des  Verlängerungsstückes 12 gezwungen, auf der einen  Seite des Bandes 2 in das Rohr 1 einzutreten und  längs einer Schraubenlinie gegen das geschlossene  Rohrende zu strömen. Hierauf durchströmt es den  Zwischenraum 5 zwischen dem Bandende 4 und der       Abschlusshaube    3 des Rohres 1, gelangt auf die  andere Seite des Bandes 2 und kehrt hernach auf  dieser Seite wieder längs einer     Schraubenlinie    zum  offenen Rohrende zurück, um schliesslich durch dieses  Rohrende auszutreten und im rechten Abteil des  Kanals 8     weiterzuströmen.     



  Eine solche Anordnung ist insbesondere geeignet,  wenn das aufzuheizende Gas mehrere     Erhitzerele-          mente    nacheinander zu durchströmen hat. Es können  dann gleichartige     Erhitzerelemente    nacheinander in  der in     Fig.    1 gezeigten Weise im Kanal 8 angeordnet  werden.    Um möglichst hohe Temperaturdifferenzen für die  Wärmeübertragung ausnützen zu können, ist es vor  teilhaft, mindestens das Rohr 1 des     Erhitzerelementes     aus einer     Sintermetallegierung,    z. B.     Molybdän-Silicit,     herzustellen.

   Das beschriebene     Erhitzerelement    ist für  die Verwendung solchen Baustoffes besonders ge  eignet, da es bisher erst gelang, daraus Rohrstücke  von beschränkter Länge, von verhältnismässig grossem  Durchmesser und grosser Wandstärke, ohne die Mög  lichkeit von Schweiss- oder Lötverbindungen herzu  stellen.  



  Wird als Baustoff für das Rohr 1 eine solche       Sintermetallegierung    vorgesehen, so wird für die Her  stellung der Verbindung des Rohres 1 mit der Hülse  11 zweckmässig das Rohr 1 vorerst in der Nähe seines  offenen Endes an einer Stelle 13 mit     einer    Hart  chromschicht belegt. Dadurch wird die Verbindung  des Rohres 1 mit der Hülse 11 durch eine Hart  lötung ermöglicht. Da die Hülse 11 mit dem Rohr  ende 7 in den Kanal 8 hineinragt, ist dafür gesorgt,  dass die Lötstelle nur etwa auf die Temperatur des       aufgeheizten,    aus dem     Erhitzerelement    austretenden  Gases gebracht wird, während der der Flamme des  Erhitzers ausgesetzte Teil des Rohres 1 auf weit  höhere Temperatur kommt.  



       Fig.    3 zeigt einen Einbau des     Erhitzerelementes,     welcher für eine Parallelschaltung mehrerer solcher  geeignet ist. Es sind zwei Kanäle 14 und 15 vor  gesehen, von denen der erste das zu erhitzende Gas  und der zweite das die     Erhitzerelemente    verlassende  erhitzte Gas führt. Der Kanal 15 ist vom     Brenn-          raum    des Erhitzers durch eine Wand 16 getrennt. Das  Rohr 1 des betreffenden     Erhitzerelementes    ragt mit  seinem offenen Ende 7 in den Kanal 15 hinein. Für  die Verbindung des Rohrendes 7 mit der Wand 16  ist eine Hülse 17 vorgesehen, welche wieder den in  den Kanal 15 hineinragenden Rohrteil an der Durch  dringungsstelle durch die Wand 16 mit Spiel umgibt.

    Die Hülse 17 ist aber nun über das Rohrende 7  hinaus verlängert, und das Band 2 weist einen Ver  längerungsteil 18 auf, welcher das Innere der Hülsen  verlängerung in zwei Räume 19 und 20 unterteilt. Die  Kanäle 14 und 15 sind durch eine Wand 21 vonein  ander getrennt, und die Verlängerung der Hülse 17  erstreckt sich bis zur Wand 21 und ist mit dieser  verschweisst. Die Verlängerung 18 des Bandes 2  ist an ihrem Ende umgebogen, und der Raum 19  steht in unmittelbarer Verbindung mit dem Kanal 14  für den     Zufluss    des in das Rohr 1 zu leitenden Gases.  Der Raum 20 steht dagegen über eine Öffnung 22  der Hülse 17 mit dem Kanal 15 in Verbindung, so  dass das auf der Seite des Raumes 20 aus dem Rohr  1 austretende erhitzte Gas durch diesen Raum 20  und den Kanal 15 abfliessen kann.  



  Werden nun mehrere     Erhitzerelemente    in dieser  Weise angeordnet, so werden sie parallel von dem  durch den Kanal 14 eintretenden Gas durchflossen,  wobei das die Elemente verlassende Gas im Kanal  15 wieder gesammelt wird.      Bei der Anordnung nach     Fig.    4 ist ein gasführen  der Kanal 23 vorgesehen, welcher durch Wände 24  und 25 begrenzt ist. Das Rohr 1 des betreffenden       Erhitzerelementes    durchdringt eine Öffnung der Wand  24 und ragt mit seinem offenen Ende 7 in den Kanal  23 hinein. Für die Verbindung des Rohrendes mit  der Kanalwand 24 ist eine Hülse 26 vorgesehen,  welche wiederum den die Wand 24 durchdringenden  Teil des Rohres 1 mit Spiel umschliesst und über das  Rohrende 7 hinaus verlängert ist.

   Sie geht durch die  Wand 25 hindurch und ist längs ihres Umfanges mit  dieser verschweisst. Die Verlängerung der Hülse 26  ist an ihrem Ende 27 abgeschlossen, und eine Ver  längerung 28 des Bandes 2 erstreckt sich bis zum  abgeschlossenen Hülsenende und teilt das Innere  der Hülse in zwei Räume 29 und 30. Der Raum  29 bzw. 30 ist durch eine Öffnung 31 bzw. 32 mit  entsprechenden Abteilen des Kanals 23 verbunden.  



  Werden nun mehrere     Erhitzerelemente    in dieser  Weise angeordnet, so ist es möglich, durch entspre  chende Anordnung von nicht dargestellten Trenn  wänden zwischen den Hülsen 26 und den Kanal  wänden die einzelnen     Erhitzerelemente    vom zu er  hitzenden Gas in Parallel- oder in Hintereinander  schaltung zu     beaufschlagen.    Strömt beispielsweise das  zu erhitzende Gas im Kanal 23 von links zu, und  wird durch eine entsprechende Trennwand ein direkter  Zutritt zu einem benachbarten     Erhitzerelement    33  verhindert, so strömt es durch die Öffnung 31 in den  Raum 29 und von dort auf der einen Seite des Ban  des 2 in das Rohr 1.

   Nach Durchströmen des Er  hitzerelementes verlässt das Gas das Rohr 1 über  den Raum 30 und die Öffnung 32, wobei es wieder  in ein Abteil des Kanals 23 gelangt. Steht nun eine  Öffnung 34 der Hülse 35 eines benachbarten Erhitzer  elementes 33 ebenfalls mit diesem Kanalabteil in  Verbindung, so kann das das     Erhitzerelement    1 ver  lassende Gas aus diesem Kanalabteil in dieses  benachbarte     Erhitzerelement    33 übertreten. Die bei  den     Erhitzerelemente    werden in diesem Falle in Nach  einanderschaltung vom zu erhitzenden Gas     beauf-          schlagt.     



  In den     Fig.    5 und 6 ist ein Gaserhitzer mit im  wesentlichen zylindrischem Brennraum 36 dargestellt.  Einem in der Achse des Brennraumes 36 angeord  neten Brenner 37 liegen     Erhitzerelementenrohre    1  der beschriebenen Art gegenüber. Die Achsen der       Erhitzerelemente    sind parallel zur Strömungsrich  tung der Verbrennungsgase angeordnet, und die Rohre  1 ragen entgegengesetzt zu dieser Richtung in den  Brennraum hinein. Die geschlossenen Rohrenden  sind der Flamme zugekehrt.

   Die     Erhitzerelemente     sind in sternförmig angeordneten Eintrittsrohren 38  eingesetzt, und die je in einem solchen     Eintrittsrohr     38 eingesetzten     Erhitzerelemente    werden vom zu er  hitzenden Gas nacheinander durchströmt, wobei das  Gas zuerst in das äusserste Element gelangt und  nach Verlassen des innersten Elementes in einem  Austrittsrohr 39 wieder nach aussen geführt wird. Die       Erhitzerelemente    weisen eine bezüglich ihrer Lage    im Brennraum 36 von aussen nach innen abnehmende  Länge auf.

   Die Zu- und Ableitungsrohre werden  auf der dem Brennraum 36 abgewendeten Seite abge  stützt, und die     Erhitzerelemente    entziehen den     Brenn-          gasen    so viel Wärme, dass diese nicht mehr     imstande     sind, die Abstützungen auf schädliche Temperatur  aufzuheizen.  



  Gemäss     Fig.    7 verlaufen die Achsen der in den  zylindrischen Brennraum 40 eines Gaserhitzers hinein  ragenden     Erhitzerelementenrohre    1 quer zur Strö  mungsrichtung der von einem in der     Erhitzerachse     angeordneten Brenner 41 ausgehenden Verbren  nungsgase. Das zu erhitzende Gas tritt durch einen  Kanal 42 ein. Die quer zur Achsrichtung des     Erhit-          zers    gelegenen     Erhitzerelemente    werden parallel vom  zu erhitzenden Gas durchströmt, und das erhitzte Gas  wird hernach in einem Kanal 43 gesammelt. Die in  den Brennraum 40 hineinragenden Rohre 1 der Er  hitzerelemente weisen eine in Strömungsrichtung der  Verbrennungsgase zunehmende Länge auf.

   An den  Kanal 43 schliesst ein nach den Rohren 1 von  den Verbrennungsgasen im Querstrom     beaufschlagtes     Rohrbündel 44 an. Dieser im wesentlichen durch  Berührung mit den Verbrennungsgasen beheizte Er  hitzerteil wird von den in den Brennraum 40 hinein  ragenden Rohren 1 der     Erhitzerelemente    gegen die  Strahlung der Flamme im Brennraum 40 abge  schirmt.



  Gas heater with each consisting of a tube with insert body heater elements The invention relates to a gas heater with each consisting of a tube with insert body, through which the gas to be heated flowed through heater elements, in which the insert body as an extending in the axial direction of the tube, twisted band of the Width of the inner pipe diameter is executed.



  To improve the heat transfer in He heater tubes for gases or vapors, the before see of deposits in the tube interior has been proposed. These deposits can act purely as a displacement body, for example, and serve to increase the flow rate of the medium to be heated along the pipe wall. In addition, such insert bodies can also collect radiant heat from the pipe wall and pass it on to the flow medium by contact. An embodiment of a heater element is also known in which a twisted band, which extends in its axial direction and has the width of the inner tube diameter, is arranged in a tube as an insert body.



  In all of these known heating elements, the gas to be heated always flows in the same direction through the tube. As a result of the increase in temperature of the gas to be heated flowing inside, the pipe is not cooled in the same way over its entire length. While some parts of the pipe can be used up to the extreme limit, it would very well be possible to load other parts of the pipe even further.



  The invention now aims to create a gas heater which is suitable for a particularly high level of utilization with regard to heat load, and in which there is also the possibility of using highly heat-resistant special building materials.

   This goal is achieved according to the invention in that the tube is closed at one end and protrudes on the side of this end into the combustion chamber of the heater, and that the corresponding end of the twisted band leaves a gap between itself and the tube termination and the open end of the Tube communicates on one side of the belt with an inlet and on the other side of the belt with an outlet for the gas flowing through the tube.



  The gas introduced into the pipe on one side of the tape at the open pipe end then flows along a helical line against the closed pipe end, passes through the space between the tape end and the pipe end to the other side of the tape and then returns lengthways on this side a helix to the open end of the pipe.



  After the gas to be heated has flowed through the tube in the axial direction, it is thus returned through the same tube in the direction towards the point of entry A. So it occurs over the entire length of the pipe about the same average gas temperature. The twisting of the inserted tape is of particular importance in the sense that one side of the pipe is not only exposed to colder gas and the other side of hotter gas, but that both the colder and the hotter gas are guided along the entire circumference of the pipe.



  The subject matter of the invention is illustrated, for example, in the drawing. 1 shows an axial longitudinal section through a heater element connected to a gas-carrying channel of a heater, FIG. 2 shows a section along line II-II in FIG. 1, FIGS. 3 and 4 further exemplary embodiments for connecting the open pipe end of the heater element on gas-carrying channels, Fig. 5 a schematic longitudinal section through a gas heater,

         6 shows a section along the line VI-VI in FIG. 5 and FIG. 7 shows a schematic longitudinal section through a further embodiment of a gas heater. The heater element shown in Fig. 1 consists of a tube 1 with an insert body 2. The water is designed as a twisted band extending in the axial direction of the tube 1 of the width of the inner tube diameter. At one end, the tube 1 is closed by a hemispherical hood 3 consisting of one piece with it.

    The twisted band 2, however, does not extend to the closed pipe end, but the corre sponding band end 4 can be closed between itself and the pipe, that is, the hood 3, a gap 5 free. To increase the heat transfer on the outside, the tube 1 is also provided with the surface enlarging approaches, which are formed as ribs 6 extending in the axial direction.



  The heater elements are arranged in the gas heater in such a way that the tubes protrude into the combustion chamber of the heater on the side of their closed end.



  According to FIG. 1, on the other hand, the open end 7 of the pipe 1 protrudes into a gas-carrying channel 8 which is divided into compartments and which is delimited by walls 9 and 10. The pipe 1 extends through an opening in the wall 9, and the pipe end 7 is connected to the duct wall 9 via a sleeve 11 which surrounds the pipe part protruding into the duct 8 at the point of passage through the wall 9 with play. The twisted band 2 has an extension piece 12 on the side of the open pipe end, which is passed transversely through the channel 8 and is welded to the wall 10. It is formed in such a way that it prevents the direct passage of the gas in the longitudinal direction of the channel 8.

    For example, gas to be heated coming from the left-hand compartment is forced as a result of this arrangement of the extension piece 12 to enter the tube 1 on one side of the band 2 and to flow along a helical line against the closed end of the tube. It then flows through the space 5 between the end of the strip 4 and the end cap 3 of the pipe 1, reaches the other side of the strip 2 and then returns on this side along a helical line to the open end of the pipe, finally exiting through this end of the pipe and on the right Compartment of the channel 8 to flow further.



  Such an arrangement is particularly suitable when the gas to be heated has to flow through several heating elements one after the other. Heater elements of the same type can then be arranged in succession in the channel 8 in the manner shown in FIG. In order to be able to use the highest possible temperature differences for the heat transfer, it is before geous to at least the tube 1 of the heater element made of a sintered metal alloy, for. B. molybdenum silicite to produce.

   The heater element described is particularly suitable for the use of such a building material, as it has only been possible so far to make pipe sections of limited length, of relatively large diameter and large wall thickness, without the possibility of welded or soldered joints.



  If such a sintered metal alloy is provided as a building material for the pipe 1, then the pipe 1 is expediently occupied for the time being near its open end at a point 13 with a hard chrome layer for establishing the connection between the pipe 1 and the sleeve 11. This enables the connection of the tube 1 to the sleeve 11 by a hard soldering. Since the sleeve 11 with the pipe end 7 protrudes into the channel 8, it is ensured that the soldering point is only brought to approximately the temperature of the heated gas emerging from the heater element, while the part of the pipe 1 exposed to the flame of the heater is open far higher temperature comes.



       Fig. 3 shows an installation of the heater element, which is suitable for a parallel connection of several such. There are two channels 14 and 15 seen before, of which the first leads the gas to be heated and the second the heated gas leaving the heating elements. The channel 15 is separated from the combustion chamber of the heater by a wall 16. The tube 1 of the relevant heater element protrudes with its open end 7 into the channel 15. For the connection of the pipe end 7 to the wall 16, a sleeve 17 is provided which again surrounds the pipe part protruding into the channel 15 at the point of penetration through the wall 16 with play.

    The sleeve 17 is now extended beyond the pipe end 7, and the band 2 has a United extension part 18 which divides the interior of the sleeve extension into two spaces 19 and 20. The channels 14 and 15 are separated from each other by a wall 21, and the extension of the sleeve 17 extends to the wall 21 and is welded to this. The extension 18 of the band 2 is bent over at its end, and the space 19 is in direct connection with the channel 14 for the inflow of the gas to be conducted into the tube 1. The space 20, on the other hand, is connected to the channel 15 via an opening 22 in the sleeve 17, so that the heated gas emerging from the tube 1 on the side of the space 20 can flow through this space 20 and the channel 15.



  If several heater elements are now arranged in this way, the gas entering through channel 14 flows through them in parallel, the gas leaving the elements being collected again in channel 15. In the arrangement according to FIG. 4, a gas-leading channel 23 is provided which is delimited by walls 24 and 25. The tube 1 of the heater element concerned penetrates an opening in the wall 24 and protrudes with its open end 7 into the channel 23. For the connection of the pipe end to the channel wall 24, a sleeve 26 is provided, which in turn encloses the part of the pipe 1 penetrating the wall 24 with play and is extended beyond the pipe end 7.

   It goes through the wall 25 and is welded to it along its circumference. The extension of the sleeve 26 is completed at its end 27, and an extension 28 of the band 2 extends to the closed sleeve end and divides the interior of the sleeve into two spaces 29 and 30. The space 29 and 30, respectively, is through an opening 31 and 32 are connected to corresponding compartments of the channel 23.



  If several heater elements are arranged in this way, it is possible to apply the individual heater elements from the gas to be heated in parallel or in series by appropriate arrangement of partitions, not shown, between the sleeves 26 and the channel walls. For example, if the gas to be heated flows in from the left in channel 23, and if direct access to an adjacent heater element 33 is prevented by a corresponding partition, it flows through opening 31 into space 29 and from there on one side of the band 2 in the pipe 1.

   After flowing through the heater element, the gas leaves the tube 1 via the space 30 and the opening 32, whereupon it enters a compartment of the channel 23 again. If an opening 34 of the sleeve 35 of an adjacent heater element 33 is also in connection with this channel compartment, the gas that leaves the heater element 1 can pass from this channel compartment into this adjacent heater element 33. In this case, the gas to be heated is applied to the heating elements in series.



  In FIGS. 5 and 6, a gas heater with a substantially cylindrical combustion chamber 36 is shown. A burner 37 angeord designated in the axis of the combustion chamber 36 are heater element tubes 1 of the type described opposite. The axes of the heater elements are arranged parallel to the flow direction of the combustion gases, and the tubes 1 protrude opposite to this direction into the combustion chamber. The closed tube ends are facing the flame.

   The heater elements are inserted in inlet pipes 38 arranged in a star shape, and the heater elements used in such an inlet pipe 38 are flowed through one after the other by the gas to be heated, the gas first entering the outermost element and after leaving the innermost element in an outlet pipe 39 again is guided outside. The heater elements have a length that decreases from the outside inwards with respect to their position in the combustion chamber 36.

   The inlet and outlet pipes are supported on the side facing away from the combustion chamber 36, and the heater elements extract so much heat from the combustion gases that they are no longer able to heat the supports to a harmful temperature.



  According to FIG. 7, the axes of the heater element tubes 1 protruding into the cylindrical combustion chamber 40 of a gas heater extend transversely to the direction of flow of the combustion gases emanating from a burner 41 arranged in the heater axis. The gas to be heated enters through a channel 42. The heater elements located transversely to the axial direction of the heater are flowed through in parallel by the gas to be heated, and the heated gas is then collected in a channel 43. The protruding into the combustion chamber 40 tubes 1 of the He heater elements have an increasing length in the flow direction of the combustion gases.

   A tube bundle 44, which is acted upon by the combustion gases in the cross-flow after the tubes 1, connects to the channel 43. This substantially heated by contact with the combustion gases He heater part is shielded from the protruding into the combustion chamber 40 tubes 1 of the heater elements against the radiation of the flame in the combustion chamber 40 abge.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Gaserhitzer mit je aus einem Rohr mit Einlage körper bestehenden, vom zu erhitzenden Gas durch strömten Erhitzerelementen, bei welchen der Ein lagekörper als ein in der Achsrichtung des Rohres sich erstreckendes, verdrilltes Band von der Breite des innern Rohrdurchmessers ausgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (1) am einen Ende abgeschlossen ist und auf der Seite dieses Endes in den Brennraum des Erhitzers hineinragt, und dass das entsprechende Ende (4) des verdrillten Bandes (2) zwischen sich und dem Rohrabschluss (3) einen Zwischenraum (5) freilässt und das offene Ende (7) des Rohres (1) auf einer Seite des Bandes (2) mit einem Zufluss und auf der andern Seite des Bandes (2) PATENT CLAIM Gas heater, each consisting of a tube with insert body, the gas to be heated flowing through heater elements, in which the one layer body is designed as a twisted band extending in the axial direction of the tube with the width of the inner tube diameter, characterized in that the tube (1) is closed at one end and protrudes into the combustion chamber of the heater on the side of this end, and that the corresponding end (4) of the twisted band (2) has a gap (5) between itself and the tube end (3) leaves free and the open end (7) of the tube (1) on one side of the belt (2) with an inflow and on the other side of the belt (2) mit einem Abfluss für das durch das Rohr strö mende Gas in Verbindung steht. UNTERANSPRÜCHE 1. Gaserhitzer nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass mindestens die Rohre (1) der Er hitzerelemente aus einer Sintermetallegierung be stehen. 2. Gaserhitzer nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Rohre (1) auf der Aussenseite mit die Oberfläche vergrössernden Ansätzen (6) ver sehen sind. 3. communicates with a drain for the gas flowing through the pipe. SUBClaims 1. Gas heater according to claim, characterized in that at least the tubes (1) of the heater elements are made of a sintered metal alloy. 2. Gas heater according to claim, characterized in that the tubes (1) on the outside with the surface enlarging approaches (6) are seen ver. 3. Gaserhitzer nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die offenen Rohrenden der Er hitzerelemente in einen das Gas führenden Kanal (8 bzw. 15 bzw. 23) hineinragen und mit der Kanalwand (9 bzw. 16 bzw. 24) über Hülsen (11 bzw. 17 bzw. 26) verbunden sind, welche den in den Kanal hineinragen den Rohrteil mit Spiel umgeben. 4. Gaserhitzer nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Hülsen (17 bzw. 26) über das Rohrende (7) hinaus verlängert ist und dass deren Inneres je durch eine über das offene Rohr ende hinausgehende Verlängerung (18 bzw. 28) des verdrillten Bandes (2) in zwei Räume (19, 20 bzw. Gas heater according to claim, characterized in that the open pipe ends of the heater elements protrude into a channel (8 or 15 or 23) carrying the gas and are connected to the channel wall (9 or 16 or 24) via sleeves (11 or 17 and 26) are connected, which surround the protruding into the channel the pipe part with play. 4. Gas heater according to dependent claim 3, characterized in that each of the sleeves (17 or 26) is extended beyond the pipe end (7) and that the inside thereof is each extended by an extension (18 or 28) of the open pipe end twisted tape (2) into two spaces (19, 20 or 29, 30) unterteilt ist, von denen der eine mit einem Zuflusskanal für das in das Rohr zu leitende Gas und der andere mit einem Abflusskanal für das das Rohr verlassende Gas in Verbindung steht. 5. Gaserhitzer nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsen der Erhitzerelemente (1) quer zur Strömungsrichtung der Verbrennungs gase im Brennraum (40) angeordnet sind. 6. 29, 30), of which one is in communication with an inflow channel for the gas to be conducted into the pipe and the other with an outflow channel for the gas leaving the pipe. 5. Gas heater according to claim, characterized in that the axes of the heater elements (1) are arranged transversely to the flow direction of the combustion gases in the combustion chamber (40). 6th Gaserhitzer nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die in den Brennraum (40) hin einragenden Rohre (1) der Erhitzerelemente eine in Strömungsrichtung der Verbrennungsgase zuneh mende Länge aufweisen und so einen nachgeschal teten, durch Berührung mit den Verbrennungsgasen beheizten Erhitzerteil (44) gegen die Strahlung der Flamme im Brennraum (40) abschirmen. 7. Gaserhitzer nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Achsen der Erhitzerelemente parallel zur Strömungsrichtung der Verbrennungsgase angeordnet sind und die Rohre (1) entgegengesetzt zu dieser Richtung in den Brennraum (36) hineinragen. Gas heater according to dependent claim 5, characterized in that the tubes (1) of the heater elements protruding into the combustion chamber (40) have an increasing length in the flow direction of the combustion gases and thus counteract a downstream heater part (44) heated by contact with the combustion gases shield the radiation from the flame in the combustion chamber (40). 7. Gas heater according to claim, characterized in that the axes of the heater elements are arranged parallel to the flow direction of the combustion gases and the tubes (1) protrude opposite to this direction into the combustion chamber (36).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3682241A (en) * 1969-03-05 1972-08-08 Schmidt Sche Heissdampf Heat exchanger, particularly for cooling fresh cracked and/or synthesis gases

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