Wärmeaustauscher Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmeaus- tauscher für Wärmequellen mit Temperaturen, oberhalb von 650 C.
Der Bedarf an solchen Wärmeaustauschern, welche in der Lage sind, sehr hohen Temperaturen und Drük- ken standzuhalten, steigt mit der Forderung nach ver mehrter Ausnutzung von Wärmekraftmaschinen. Gerade aber die hohen Temperaturen und Drücke konnten bis her mit den herkömmlichen Wärmeaustauschern nicht beherrscht werden.
Die Erfindung stellt eine wesentliche Verbesserung dar und ist durch die Kombination folgender Merkmale gekennzeichnet: a) ein Metallrohr, durch welches ein Medium strömt; b) mehrere aus keramischem Material bestehende längliche Umhüllungsteile zum Schützen des Rohres vor der Wärmequelle;
c) das Rohr und die Umhüllungsteile haben ver schiedene Wärmeausdehnungskoeffizienten, wobei das Rohr mit dem höheren Wärmeausdehnungskoeffizien- ten innerhalb der Umhüllungsteile mit dem niedrigeren Wärmeausdehnungskoeffizienten angeordnet ist und im kalten Zustand ein Zwischenraum zwischen dem Rohr und den Umhüllungsteilen besteht, so dass bei Errei chen der Betriebstemperatur das Rohr eng an den Um hüllungsteilen anliegt.
Beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungs gegenstandes sollen anhand der Zeichnungen nachfol gend näher erläutert werden. Es zeigen: Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Wärmeaus tauscherabschnitt, Fig. 2 den Abschnitt gemäss Fig. 1 bei Betriebs temperatur, Fig. 3 den Abschnitt gemäss Fig. 1 in kaltem Zu stand, Fig. 4 einen Querschnitt durch eine Ausführungs variante eines Wärmeaustauscherabschnittes, Fig. 5 einen Querschnitt durch eine weitere Aus führungsvariante eines Wärmeaustauscherabschnittes,
Fig. 6 einen Querschnitt durch eine weitere Aus führungsvariante eines Wärmeaustauscherabschnittes, Fig. 7 einen Querschnitt durch eine weitere Aus führungsvariante eines Wärmeaustauscherabschnittes, Fig. 8 einen Querschnitt durch eine weitere Aus führungsvariante eines Wärmeaustauscherabschnittes, Fig. 9 einen Querschnitt durch eine weitere Ausfüh rungsvariante eines Wärmeaustauscherabschnittes,
Fig. 10 eine schematische Darstellung einer Gas turbine als Anwendungsgegenstand für einen Wärme- austauscher, Fig. 11 eine Vertikalanordnung eines Wärmeaustau- schers, Fig. 12 eine Variante des Austauschers gemäss Fig. 11, Fig. 13 eine Variante des Austauschers gemäss Fig. 12,
Fig. 14 einen weiteren Ausschnitt eines Wärme- austauschers und Fig. 15 einen Schnitt durch den Austauscher entlang der Schnittlinie 15-15 in Fig. 14.
Zum besseren Verständnis der mit dem Erfindungs gegenstand zu lösenden Probleme sei zunächst auf ein Anwendungsgebiet näher eingegangen, das in der Kom bination einer Gasturbine mit einer Abdampfturbine in einem Kraftwerk besteht.
Eine solche Gasturbine ist eine besonders erwünschte Vorschaltmaschine, da sie sich als besonders bewährt zeigt. Ein Hindernis für die vorstehend angedeutete Ver wendung besteht aber in dem Problem der Befeuerung der Turbine mit Kohle oder mit Rückstand-Brennöl. Bei der Kohlebefeuerung besteht das Problem in der Vermeidung von Beschädigungen des Turbinenrades und ähnlicher Teile infolge Erosion oder Ablagerung feuerflüssiger Asche, welche Alkalisulfate und etwas Vanadiumoxyd enthält. Bei der Ölfeuerung hingegen verursachen komplexe Vanadium enthaltende Rück stände bei hohen Temperaturen eine starke Korrosion.
Eine Lösung dieser Probleme besteht in der Verwen dung von Wärmeaustauschern - des Strahlentypus zur Übertragung der Hitze aus der unter atmosphärischem Druck stehenden Flamme der Kohle- oder ölverbren- nung in unter Überdruck stehende Luft, welche in der Gasturbine verwendet wird. Der Wärmeaustauscher kann als Heizquelle für einen Wärmeprozess dienen oder als Abgaswärmeaustauscher. Die Verwendung eines Wärmeaustauschers erlaubt ferner die vorteilhafte Kon struktion einer Gasturbine mit geschlossenem Umlauf.
Bei einem solchen Wärmeaustauscher ist eine Aus gangstemperatur von ungefähr 850 C erforderlich für eine Anpassung an übliche Turbinen und sollte 1000 C oder höher sein. Herkömmliche Austauscher aus rost freiem Stahl sind aber auf Temperaturen um 650 C beschränkt. Nur die sogenannten Superlegierungen , mit grossen Anteilen kritischer Komponenten, wie Ko balt und Niob, widerstehen dem Kriechen bei solch hohen Temperaturen. Solche Materialien sind aber für Wärmeaustauscher nicht ökonomisch. Da wegen der Kosten die Grösse der Austauscher klein gehalten wer den muss, muss die Temperaturdifferenz zwischen Wan dung und Luft sehr gross sein.
Deshalb sind Wandungs- temperaturen von 1100 C bis 1250 C erwünscht. In bezug auf die Widerstandsfähigkeit bei solchen hohen Temperaturen kommt an sich als ökonomisches Mate rial, welches nicht kriecht und welches einer Oxydation widersteht, nur besonders feuerfeste Werkstoffe in Frage, wie Aluminiumoxyd, Magnesiumoxyd, Mullit und Sili- ciumcarbid, welche aber porös und sehr schwer zu ver arbeiten sind.
Diese Probleme sollen die nachfolgend zu beschrei benden Ausführungsformen eines Wärmeaustauschers lösen.
Gemäss Fig. 1 ist mit 10 ein Kanalabschnitt eines Wärmeaustauschers bezeichnet, welche Anordnung ein rohrförmiges Gehäuse 11 aus beispielsweise rostfreiem Stahl oder aus Inconel-Legierung umfasst. Konzentrisch um die Röhre 11 sind ein oder mehrere Umhüllungs teile 12, 12' angeordnet, für welche Keramikmaterial, etwa die verschiedensten Formen von Silikonkarbiden, wie tongebundene, nitritgebundene oder selbstbindende Silikonkarbide, Verwendung findet.
Das Umhüllungsteil 12 dient der Festigkeit auch bei hohen Temperaturen, um zu verhindern, dass die innere Röhre 11 infolge Kriechbrüche zerreisst. Die in nere Röhre 11 dient als dichte Führungsröhre, welche leicht an herkömmliche Leitungsysteme anschliessbar ist. Die beschriebene Anordnung macht sich die kom plementären Eigenschaften von Metall und Keramik zu nutze, indem Metall leicht bearbeitbar und leckdicht verschweissbar, aber relativ schwach bei hohen Tem peraturen, Keramik, aber schwer bearbeitbar und schwer dichtzuhalten, dagegen aber sehr widerstandsfähig gegen Hitze ist.
Ein anderer Vorteil dieser Kombination einer inneren Metallröhre mit einem äusseren Keramikbehälter besteht in der Möglichkeit, verschiedene Metalle zu verwenden unter Bedingungen, die sonst ohne Abstüt zung zu Kriechrissen führen würden. Die beschriebene Kombination dient dem Zweck, durch Verwendung der Keramikumhüllung 12 das Metallrohr 11 gegen Innen druck abzustützen und vor den Verbrennungsprodukten zu schützen. Zusätzlich lässt sich die Wandungsdicke des Rohres 11 gegenüber jener notwendigen ohne Ver wendung der Keramikummantelung verringern.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird für das Rohr 11 eine Inconel-Metall-Legierung und für das Gehäuse 12 Silikonkarbid verwendet. Inconel-Metall ist eine Legierung aus 77 % Nickel, 15 % Chrom, 7 % Eisen und geringe Anteile Kupfer, Zink, Mangan und Koh lenstoff. Inconel-Metall hat eine Kurzzeitdehnungsfe- stigkeit von etwa 773 kg/cm2 und eine Längendehnung von 67 % bei 1100 C. Dieses Metall kann in einer nicht- sulfidizierten Atmosphäre bei Temperaturen von 1100 bis l250 C verwendet werden.
Andere geeignete Le gierungen sind Nickel-Chrom-Legierungen mit 80 % Nik- kel und 20% Chrom, 310-nichtrostender-Stahl mit <B>25%</B> Nickel, 20% Chrom und 55% Eisen und 446- nichtrostender Stahl mit 27 % Chrom und 63 % Eisen. Die Wandungsdicke der Röhre 11 kann etwa 1,6 mm betragen. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform wurde für das Gehäuse 12 ein tongebundenes Silikon- karbid mit einer Wandstärke von etwa 12,7 mm ver wendet.
Um ein Zusammenwirken der Röhre 11 mit der Keramikröhre 12 zu erreichen, muss eine bestimmte Beziehung zwischen deren Temperaturexpansionscharak- teristiken aufgestellt werden. Der Ausdehnungskoeffi zient des Keramiks ist 2,6 - 10-6 pro 5/9 C und der des hier verwendeten Metalls 8,4 - 10-6 pro 5/9 C. Hieraus ergibt sich die Notwendigkeit eines Radial spaltes zwischen den beiden Teilen 11 und 12. Der Spalt ist hierbei von den unterschiedlichen Koeffizien ten abhängig und muss so gross sein, dass das ausdeh nende Metall nicht die Keramikumhüllung sprengt, son dern nur an dieser anliegt.
Somit stützt die Hülle 12 das Rohr 11 bei den Betriebstemperaturen ab, wobei sich bei Abkühlung das Rohr 11 zusammenzieht, ohne dass eine bleibende Verformung eintritt. Bei Spitzen temperaturen um l100 C beträgt die relative Expansion der Metallröhre 1,2 % des Radius der letzteren, was ein Mass für den minimalsten Abstand zwischen Teilen 11 und 12 darstellt.
Ohne Rücksicht darauf, ob das Gehäuse aus Metall und die Umhüllungsteile aus keramischem Material be stehen oder ob es umgekehrt ist, muss in jedem Falle das Gehäuse einen höheren Wärmeausdehnungskoeffi- zienten aufweisen als der Umhüllungsteil. Auf diese Weise ergibt sich, dass der Zwischenraum zwischen den Umhüllungsteilen und dem inneren Gehäuse bei Errei chen der Betriebstemperaturen nicht mehr vorhanden ist. Hierdurch ergibt sich eine sehr enge und vor allen Dingen gleichmässige Kontaktgabe zwischen dem Ge häuse und den Umhüllungsteilen.
Sie bilden also eine feste Einheit, wobei die Eigenschaften beider Materia lien sich in vorteilhafter Weise ergänzen, indem das eine Material für die Leckdichtigkeit und das andere Material für die Festigkeit der gesamten Einheit ver antwortlich ist.
Es sind, wie vorstehend schon angedeu tet, auch Anwendungen denkbar, bei welchen der grö ssere Druck des fluiden Mediums von aussen auf die Rohranordnung des Austauschers einwirkt. In einem solchen Falle müsste das innere Rohr aus Keramik (Magnesit mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten von<B>7,2-</B> 10-6 bei 22 bis 1000 C) und das äussere Rohr aus ferritischem rostfreiem Stahl (Typ 446-rost- freier Stahl) mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten von 6,6 .10 -6 bei 22 bis 650 C bestehen.
Die Umhüllungsteile 12, welche im nachfolgenden der Einfachheit halber mit Keramikgehäuse bezeich net werden, werden mit entsprechend innerer axialer Verjüngung gegossen, um den Gusskern leicht entfernen zu können. Diese Verjüngung kann etwa 1,6 mm in bezug auf den Durchmesser bei einer Länge von etwa 762 mm betragen. Hierfür sollte das Maximalspiel am weitesten Ende der Verjüngung 2,5 % nicht übersteigen, um eine übermässige Dehnung des Metalls zu vermei den. Dies bringt einen Minimalspalt von etwa 8 mm und, als Beispiel, eine Verjüngung von 8 mm pro 0,3 m für 63 mm Bohrung.
In Anbetracht der schwierigen Verhältnisse bei ho hen Betriebstemperaturen und der begrenzten Länge der Silikonkarbid-Röhren muss zwischen den einzelnen Röh renabschnitten eine Verbindungsstelle geschaffen wer den, dergestalt, dass das umhüllte Metallrohr ausreichend geschützt ist und Innen- wie Aussenrohr die Möglichkeit haben, axial zu expandieren. Gleichzeitig soll die Ver bindungsstelle unzulässige Abnutzungen am Metallrohr vermeiden.
Gemäss Fig. 1 ist zwischen den einzelnen Keramik rohrabschnitten 12, 12' usw. eine Stossverbindung 13 vorgesehen, wobei die Abschnitte kontinuierlich aufein anderfolgen. Nachdem nun das Metallrohr 11 eine grö ssere Dehnung als die einzelnen Keramikrohrabschnitte aufweist, wird sich bei Betriebstemperatur ein Spalt zwischen den Abschnitten einstellen. Dieser Spalt soll möglichst schmal gehalten werden, so dass die dünne Wandung des Rohres 11 den Spalt unter mässiger Span nung überbrückt.
Es wurde gefunden, dass der genannte Spalt bei einer Abschnittslänge von 30 cm ungefähr 3,9 mm beträgt. Wandungsteile des Rohres 11 über brücken die einzelnen Spälte mit einem inneren Druck von etwa 20,5 kg/cm2.
Die Verwendung einer grossen Anzahl von Keramik rohrstücken 12 macht den Bedarf einer komplizierten Verbindung zwischen den einzelnen Stücken unnötig und reduziert das axiale Anfressen. Hierbei muss ver hindert werden, dass die Abschnitte auf dem Rohr 11 gleiten, um gleichmässige Spälte an allen Verbindungs stellen zu erzielen. Unzulässige Spaltöffnungen, insbe sondere zu weite Spälte, würden einer ausreichend fe sten Überbrückung durch das Rohr 11 entgegenstehen. In der Praxis wird die Gleichmässigkeit der Spälte durch den Vorteil der inneren Verjüngung der Stücke 12, 12' im Zusammenwirken mit dem Rohr 11 gewährleistet.
Während des Betriebes wird sich nun bei hoher Temperatur die Anordnung gemäss Fig. 1 in eine An ordnung gemäss Fig. 2 verändern, wobei ein Spalt 14 erscheint, indem sich das Metallrohr 11 entsprechend ausgedehnt hat. Wie ersichtlich, nimmt das Rohr 11 hierbei eine mit der Verjüngung des betreffenden Ab schnittes 12 übereinstimmende Form an, wobei ein ge krümmter Abschnitt 15 den Spalt überbrückt. Nach Ab kühlung nimmt dann die Anordnung eine Gestalt gemäss Fig. 3 an. Wie ersichtlich, behält das Rohr 11 dabei die durch die Hitze bewirkte Deformation bei, was ein gegenseitiges Verschieben verhindert.
Selbstverständlich sind auch noch andere Verbin dungen zwischen den einzelnen Stücken 12, 12' usw. denkbar, wie nachstehend anhand einiger Ausführungs formen näher erläutert werden soll.
Gemäss Fig. 4 ist zwischen benachbarten Keramik rohrstücken 12 und 12' eine Verbindungsanordnung 16 vorgesehen, bei welcher eine Stossfuge 17 von einem dünnen Metallzylinder 18 umgeben wird. Dieser Metall zylinder besteht aus dem gleichen Material wie das Rohr 11 und soll das Eindringen von Verbrennungs rückständen in die Stossfuge verhindern sowie die kor rosiven Partikeln in den Gasen neutralisieren. Der Me tallzylinder 18 ist ferner noch vom einen Zylinder 19 umgeben, der aus dem gleichen Material wie die Stücke 12 besteht. Zwischen beiden Zylindern ist hierbei ein Spalt vorgesehen.
Wo der axiale Spalt zwischen benachbarten Kera mikstücken gross sein kann oder wo der Teil des Me tallrohres, welcher den Spalt überbrückt, noch zusätz lich abgestützt werden soll, kann eine Verbindungsan ordnung 20 gemäss Fig. 5 vorgesehen werden. Hier weist das Element 18' eine innere Ringschulter auf, so dass sich für den Zylinder eine T-förmige Querschnittsform ergibt. Hierbei teilt der Steg den Spalt in zwei Teil- spälte auf.
Wie Fig. 6 näher veranschaulicht, kann der den Zylinder 18 umgebende Ring 19 .auch als Teil des Keramikrohrstückes angeformt sein. Wie die Ausfüh rungsform zeigt, befindet sich am einen Ende eines Keramikstückes 22 eine Lippe 23, welche das Ende des benachbarten Keramikstückes 22' überlappt. Zwi schen beiden sich überlappenden Enden befindet sich der Metallring 18.
Bei der Verbindungsanordnung 24 gemäss Fig. 7 sind die beiden benachbarten Keramikstücke 25 bzw. 25' stufenförmig abgesetzt, wobei sich die Lippen 26 und 27 derart mit radialem Abstand überlappen, dass zwischen diesen noch der Metallring 18 Platz hat.
Bei der Verbindungsanordnung 28 zweier Keramik rohrstücke 29 und 30 gemäss Fig. 8 weist das Keramik stück 29 eine Absetzung 31 und das Keramikteil eine Absetzung 31' auf, derart, dass von beiden Teilen eine zylinderförmige Kammer 32 begrenzt wird, welche der Aufnahme eines Keramikringes 33 und des konzen trisch zu letzterem angeordneten Ringes 18 dient. Der von den Körpern 33 und 18 überbrückte Spalt 34 wird hierbei wieder in zwei kleinere Teilspalte aufgeteilt.
Eine alternative Lösung zur Verstärkung der Wan dung im Bereich des Spaltes zeigt Fig. 9. Die Ver bindungsanordnung 35 zwischen zwei Keramikteilen 36 und 36' wird durch eine Lippe 37 hergestellt, welche .am Teil 36' angeformt ist und welche den Teil 36 gleitend oder mit einem Abstand 38 zur Einfügung des Zylinders 18 übergreift. Ferner befindet sich zwischen Rohr 11 und Röhre 36 zur Überbrückung des Stosses 40 ein kurzer Metall- oder Keramikzylinder 39, der auf seiner Innenseite bombiert ist. Im Betrieb wird sich, wie beschrieben, das Rohr 11 ausdehnen und sich aus sei ner gezeigten Lage in die gestrichelt eingezeichnete Lage 11' verformen.
Die Vertiefung im Rohr 11 im Bereich des Ringes 39 kann auch durch Wirbelung oder Ge- senkarbeit vorgeformt werden. In diesem Falle kann der Ring 39 zweigeteilt sein, welcher dann von der Vertiefung und den darüberliegenden Abschnitten 36 und 36' festgehalten wird. Der Zweck des Ringes 39 besteht in der überbrückung der Stossfuge bei gleich zeitiger Verstärkung der Rohrwandung an dieser Stelle. Diese Konstruktion kann verwendet werden, wenn die Keramikabschnitte länger sind, was grössere Spälte er gibt, oder wenn ein grösserer Druck herrscht als bei den Ausführungsformen gemäss Fig. 1 bis 6.
Das Prin zip aller in Fig. 4 bis 9 dargestellten Verbindungsan ordnungen besteht in der Herstellung einer gekrümmten Bahn zwischen der korrodierenden Atmosphäre und dem Rohr 11, in welcher zweckmässig ein Metallring einbezogen ist zum Abfangen der korrodierenden Par tikeln.
Fig. 10 zeigt nun eine der Anwendungsformen des Wärmeaustauschers von der vorbeschriebenen Konstruk tion, und zwar anhand einer Gasturbinenkraftanlage 41. Der Kreis 41 stellt eine kohlegefeuerte Anlage dar, bei welcher die Kohle im Brennraum 42 verbrannt wird. Die Verbrennungsprodukte gelangen dann durch einen Wärmeaustauscher 43 zu einem Abgaskessel oder ähn lichen Apparat.
Ein fluides Medium, etwa Luft, gelangt durch einen Kompressor 44 in den Wärmeaustauscher 43, in welchem die Temperatur des Mediums stark an steigt. Vom Wärmeaustauscher 43 wird das Medium durch eine Turbine 45 geführt. Der Auslass der Turbine 45 wird dann dem Brennraum 42 zugeführt. Bei einer solchen Anlage betragen die Abmessungen des Wärme austauscherrohres 11 etwa 12 m und die der Keramik abschnitte 12 30-60 cm.
Es wurde gefunden, dass bei einer solchen Anlage vorteilhaft eine grosse Anzahl Keramikabschnitte Verwendung finden mit einer Stoss verbindung an den Verbindungsstellen, etwa gemäss der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform. Werden Keramik teile von 91 cm bis 1,52 m verwendet, sollten Stoss verbindungen gemäss Fig. 5, 8 oder 9 verwendet wer den.
Die Austauscherröhrenanordnung kann horizontal verlaufend montiert werden, wobei alle 91 bis 152 cm eine Abstützung erfolgen muss, oder vertikal verlaufend montiert werden, wie in einem herkömmlichen Boiler. Bei der Vertikalmontage müssen aber Massnahmen ge troffen werden, durch welche das Gewicht der Umhül lungsteile im wesentlichen aufgenommen wird, um ein Strecken oder Drücken des Metallrohres am heissen Ende zu vermeiden. Eine solche Anordnung 50 ist in Fig. 11 dargestellt. Gemäss Fig. 11 umfasst die Anord nung eine Heissleitung 51 und eine Kaltleitung 52 sowie eine verbindende Rohranordnung 53, welche der Ver brennungshitze in einem Feuerraum ausgesetzt ist.
Die Austauschluft strömt von der Kaltleitung durch die Rohranordnung zur Heissleitung. Die genannte Rohr anordnung 53 ist, wie anhand der Fig. 1 beschrieben, ausgebildet. An der Rohranordnung 53 ist eine Expan sionsschleife 54 angeschlossen, welche neben dem Ex pansionsausgleich gleichzeitig noch den Zweck erfüllt, das Gewicht der Rohranordnung 53 elastisch aufzuneh men. Die Schleife 54 kann ferner als Vorhitzer Ver wendung finden, wofür Abgase aus dem Verbrennungs raum direkt an die Schleife geführt werden.
Anstelle der Expansionsschleife kann zur Kompen sation der Expansion und als Tragmittel auch ein Balg 55 gemäss Fig. 12 verwendet werden, welcher am Rohr 52 anschliesst, wobei für eine Ausdehnung das Rohr 11 in Gleitverbindung 56 mit dem Rohr 52 steht. Alter nativ hierzu kann aber auch gemäss Fig. 13 anstelle des Balges eine Feder 58 verwendet werden, wobei sich das Rohr 11 über eine Packung 57 in das Kaltrohr 52 erstreckt.
Anordnungen gemäss den Fig. 12 und 13 erfordern bei grösserer Länge eine Verspannung zwischen den ein zelnen Rohren wie Klemmen und dergleichen, um ihr Ausbiegen zu vermeiden. Die Fig. 14 zeigt Massnahmen hierfür bei einer Anordnung von mehreren parallel ver laufenden Rohren 60 und 61 usw. Die einzelnen Kera- mikumhüllungsteile 62, 63, 64 und 65 sind mittels glockenförmig oder hülsenförmig ausgebildeter Verbin dungen, ähnlich der in Fig. 6 beschriebenen Verbin dung, miteinander vereinigt.
Zur Vermeidung von Aus- biegung oder Knickung der parallelen Rohre werden in einandergreifende Ansätze als Verbindung verwendet. Das Glockengehäuse oder die Hülse 66 des Rohres 62 hat z. B. seitlich herausragende Ansätze 67 und 68, welche je einen konkaven Einschnitt 71 zur Aufnahme des benachbarten Rohres 64 bilden. Der Hülsenteil 6.9 des Keramikrohres 64 ist bei 70 hinterschnitten zur Aufnahme des Ansatzes 68. Dieses Ineinandergreifen der einzelnen Teile, welches. auch als Verriegelung be zeichnet wird, ist in der Fig. 15 besser gezeigt.
Diese Figur stellt einen Querschnitt entsprechend den Schnitt- linien 15 der Fig. 14 dar. Die Ansätze 68, 68' zeigen diesen konkaven Einschnitt 71. Die Hülse 69 des Kera mikrohres 64 ist ebenfalls hinterschnitten und weist die beiden seitlich herausragenden Ansätze 72, 73 auf. Wie dargestellt, sind diese beiden Ansätze 72, 73 in einer Linie angeordnet; welche zu der Richtung um 45' ver schoben ist, in welcher die anderen Ansätze 67, 67', 68, 68' angeordnet sind.
Es wurden in Versuchen Rohranordnungen der vor beschriebenen Art mit einer Länge von 60 bis 122 cm unter Druck in einem elektrischen Ofen erhitzt. Hierbei wurden Inconel-Metallrohre von 41,3 bis 62,5 mm Durchmesser und tongebundene Silikonkarbid-Mantel- rohrabschnitte verwendet. Der Druck betrug für die grösseren Rohre 3,15 kg/em2 und für die kleineren Rohre 5,25 kg/cm2. Der Versuch erstreckte sich über 1500 Std. bei einer Temperatur von etwa 1100 C.
Zu sätzlich wurden Rohranordnungen der vorbeschriebenen Art in kohlebefeuerten Öfen bei einem Druck von 7,03 kg/cm2 getestet. An keinem der getesteten Stücke konnten nachfolgend Korrosionserscheinungen festgestellt werden.
Bei einem anderen Versuch mit gleichen Rohran ordnungen wurde bei einer Temperatur von 1150 C Luft mit atmosphärischem Druck und einer Temperatur von 27 C von 19,76 m pro Sekunde durchgeblasen. Die Temperatur des Metallrohres wurde dort mit 1050 C gemessen und die austretende Luft mit 138 C bei einer Länge von 914 mm.
Es wurde ferner festgestellt, dass zwischen Innen- und Aussenrohren keine chemische Reaktion stattfindet. Wärmeaustauscher der vorstehend ausführlich be schriebenen Art können für alle erdenklichen Anlagen der Industrie verwendet werden. Insbesondere lässt sich ein solcher Wärmeaustauscher in Maschinen verwenden, deren Arbeitsmedium ein Metalldampf, wie Quecksilber, Zäsium, Zink usw. ist, wo die Korrosion bisher ein besonderes Problem darstellte. Weitere Anwendungsge biete sind beispielsweise die bereits genannten Gastur binen, Generatoren, Dampferhitzer oder aber Erhitzer für Chemikalien.
Als Material für das innere Rohr können ferner auch andere als die vorgenannten Verwendung finden, etwa Quarz oder Siliziumglas, welche bei entsprechen der Abstützung noch höhere Temperaturen erlauben als Metall. Bei der Verwendung von reduzierenden Gasen wie Wasserstoff oder Kohlenwasserstoffen ist es erstre benswert, das Innenrohr aus doppeltem Metall herzustel len. Das sogenannte Innenrohr besteht aus einem Me tall, welches von der reduzierenden Atmosphäre nicht angegriffen wird. Das sogenannte äussere Rohr besteht aus einem weiteren Metall, welches von der oxydieren den Atmosphäre nicht angegriffen wird. Beide werden von einem Hartmetallmantelumhüllt.