DE102010012006A1 - Heat exchanger for thermal exhaust air cleaning system, has heat exchanger pipe, whose inner space is flow-throughable by inner fluid medium, where wall of heat exchanger pipe has turbulence-generating structure at its inner side - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmetauscher für eine thermische Abluftreinigungsanlage, der mindestens ein Wärmetauscherrohr umfasst, dessen Innenraum von einem inneren fluiden Medium durchströmbar ist und das an seiner Außenseite von einem äußeren fluiden Medium umströmbar ist.The present invention relates to a heat exchanger for a thermal exhaust air purification system comprising at least one heat exchanger tube, the interior of which can be flowed through by an internal fluid medium and on the outside of which an external fluid medium can flow.
Dabei kann das äußere fluide Medium insbesondere ein oxidierbare Bestandteile enthaltener Rohgasstrom sein, der nach dem Durchlaufen des Wärmetauschers einer Brennkammer der thermischen Abluftreinigungsanlage zugeführt wird. In der Brennkammer wird durch zumindest teilweises Oxidieren der oxidierbaren Bestandteile des Rohgasstroms ein Reingasstrom erzeugt, welcher anschließend als inneres fluides Medium den Innenraum des Wärmetauscherrohres durchströmt, so dass Wärme aus dem Reingasstrom auf den Rohgasstrom übertragen wird.In this case, the outer fluid medium may be, in particular, a crude gas stream contained in an oxidizable constituent which, after passing through the heat exchanger, is fed to a combustion chamber of the thermal exhaust air purification plant. In the combustion chamber, a clean gas stream is generated by at least partially oxidizing the oxidizable constituents of the crude gas stream, which then flows through the interior of the heat exchanger tube as an inner fluid medium, so that heat is transferred from the clean gas stream to the raw gas stream.
Alternativ hierzu kann auch das Rohgas als inneres fluides Medium und das Reingas als äußeres fluides Medium verwendet werden.Alternatively, the raw gas may be used as the inner fluid medium and the clean gas as the outer fluid medium.
Für den Wärmeaustausch zwischen dem Rohgasstrom und dem Reingasstrom einer thermischen Abluftreinigungsanlage werden im bekannten Stand der Technik Glattrohre verwendet.For the heat exchange between the raw gas stream and the clean gas flow of a thermal exhaust air purification system smooth tubes are used in the prior art.
Ferner ist es bekannt, zusätzliche Bauteile, beispielsweise um ihre Längsrichtung verdrillte Blechstreifen, in solche Glattrohre einzubauen, um Turbulenz in der Strömung durch den Innenraum des Wärmetauscherrohres zu erzeugen und dadurch den Wärmeaustausch zwischen dem inneren fluiden Medium und dem äußeren fluiden Medium zu verbessern. Solche in die Wärmetauscherrohre eingebaute Turbulenzeinrichtungen führen jedoch zu einem erhöhten Fertigungsaufwand, vergrößern den Strömungswiderstand und können durch Anlagerung von Feststoffpartikeln aus dem inneren fluiden Medium zu Verstopfungen führen.Further, it is known to incorporate additional components, such as sheet metal strips twisted around their longitudinal direction, into such smooth tubes to create turbulence in the flow through the interior of the heat exchanger tube and thereby enhance the heat exchange between the inner fluid medium and the outer fluid medium. However, such incorporated in the heat exchanger tubes turbulence devices lead to increased manufacturing costs, increase the flow resistance and can lead to blockages by addition of solid particles from the inner fluid medium.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wärmetauscher für eine thermische Abluftreinigungsanlage der vorstehend genannten Art zu schaffen, welcher einen besonders effizienten Wärmeübergang zwischen dem inneren fluiden Medium und dem äußeren fluiden Medium ermöglicht.The present invention has for its object to provide a heat exchanger for a thermal exhaust air purification system of the aforementioned type, which allows a particularly efficient heat transfer between the inner fluid medium and the outer fluid medium.
Diese Aufgabe wird bei einem Wärmetauscher für eine thermische Abluftreinigungsanlage mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Wandung mindestens eines Wärmetauscherrohres an ihrer Innenseite und/oder an ihrer Außenseite eine Turbulenz erzeugende Struktur aufweist.This object is achieved in a heat exchanger for a thermal exhaust air purification system having the features of the preamble of claim 1 according to the invention in that the wall of at least one heat exchanger tube has on its inside and / or on its outside a turbulence generating structure.
Der vorliegenden Erfindung liegt das Konzept zugrunde, eine erhöhte Turbulenz in dem den Innenraum des Wärmetauscherrohres durchströmenden inneren fluiden Medium und/oder in dem das Wärmetauscherrohr umströmenden äußeren fluiden Medium dadurch zu erzielen, dass die Wandung des Wärmetauscherrohres selbst an ihrer Innenseite und/oder an ihrer Außenseite so strukturiert wird, dass in der die Turbulenz erzeugende Struktur anströmenden Fiuidströmung eine starke Turbulenz erzeugt wird, welche den Wärmeübertrag durch die Wandung des Wärmetauscherrohres zwischen dem inneren fluiden Medium und dem äußeren fluiden Medium erhöht.The present invention is based on the concept of achieving an increased turbulence in the inner fluid medium flowing through the interior of the heat exchanger tube and / or in the outer fluid medium flowing around the heat exchanger tube in that the wall of the heat exchanger tube itself on its inside and / or on its Outside is structured so that in the turbulence generating structure flowing to the Fiuidströmung a strong turbulence is generated, which increases the heat transfer through the wall of the heat exchanger tube between the inner fluid medium and the outer fluid medium.
Dadurch, dass erfindungsgemäß die gewünschte Turbulenz durch die Oberflächenstruktur der Wandung des Wärmetauscherrohres selbst erzeugt wird, ist es nicht erforderlich, zusätzliche Bauteile in das Wärmetauscherrohr einzubringen, um die Turbulenz der Strömung zu erhöhen und den Wärmeaustausch zu verbessern.Characterized in that according to the invention the desired turbulence is generated by the surface structure of the wall of the heat exchanger tube itself, it is not necessary to introduce additional components in the heat exchanger tube in order to increase the turbulence of the flow and to improve the heat exchange.
Dadurch wird der Fertigungs- und Materialaufwand für den erfindungsgemäßen Wärmetauscher reduziert.As a result, the production and material costs for the heat exchanger according to the invention is reduced.
Ferner bleibt im Innenraum des Wärmetauscherrohres ein großer durchströmbarer Querschnitt erhalten, was den Strömungswiderstand verringert und Verstopfungen durch die Anlagerung von Feststoffpartikeln aus dem inneren fluiden Medium vermeidet.Furthermore, in the interior of the heat exchanger tube, a large flow-through cross section is obtained, which reduces the flow resistance and avoids blockages by the addition of solid particles from the inner fluid medium.
Vorzugsweise umfasst die Turbulenz erzeugende Struktur mindestens ein Strukturelement, das sich über einen Umfangswinkel von mindestens 180° um die Längsachse des Wärmetauscherrohres herum erstreckt.Preferably, the turbulence-generating structure comprises at least one structural element which extends over a circumferential angle of at least 180 ° about the longitudinal axis of the heat exchanger tube.
Dadurch, dass die Turbulenz erzeugende Struktur mindestens ein Strukturelement umfasst, das sich, vorzugsweise ohne Unterbrechungen, über einen Umfangswinkel von mindestens 180° um die Längsachse des Wärmetauscherrohres herum erstreckt, wird eine homogenere Temperaturverteilung längs des Rohrumfangs erzielt, als dies bei Strukturelementen der Fall wäre, welche sich nur über einen kleineren Umfangswinkel erstrecken.Characterized in that the turbulence generating structure comprises at least one structural element, which extends, preferably without interruptions, over a circumferential angle of at least 180 ° around the longitudinal axis of the heat exchanger tube, a more homogeneous temperature distribution along the tube circumference is achieved, as would be the case with structural elements which extend only over a smaller circumferential angle.
Durch die homogenere Temperaturverteilung längs des Rohrumfangs wird eine effizientere Wärmeübertragung zwischen dem inneren fluiden Medium und dem äußeren fluiden Medium erzielt.The more homogeneous temperature distribution along the circumference of the tube achieves more efficient heat transfer between the inner fluid medium and the outer fluid medium.
Besonders günstig ist es zur Erzielung einer homogenen Temperaturverteilung längs des Rohrumfangs, wenn die Turbulenz erzeugende Struktur mindestens ein Strukturelement umfasst, das sich über einen Umfangswinkel von mindestens 360° um die Längsachse des Wärmetauscherrohres herum erstreckt.It is particularly favorable for achieving a homogeneous temperature distribution along the Pipe circumference, when the turbulence generating structure comprises at least one structural element which extends over a circumferential angle of at least 360 ° around the longitudinal axis of the heat exchanger tube around.
Ferner kann vorgesehen sein, dass die Turbulenz erzeugende Struktur mehrere Strukturelemente umfasst, welche sich über einen Umfangswinkel von mindestens 180°, vorzugsweise von mindestens 360°, um die Längsachse des Rohres herum erstrecken.Furthermore, it can be provided that the turbulence-generating structure comprises a plurality of structural elements which extend over a circumferential angle of at least 180 °, preferably of at least 360 °, around the longitudinal axis of the tube.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung erstrecken sich alle Strukturelemente der Turbulenz erzeugenden Struktur über einen Umfangswinkel von mindestens 180°, vorzugsweise mindestens 360°, um die Längsachse des Rohres herum.In a preferred embodiment of the invention, all structural elements of the turbulence-generating structure extend over a circumferential angle of at least 180 °, preferably at least 360 °, about the longitudinal axis of the tube.
Das mindestens eine Strukturelement kann insbesondere als ein an der Wandung des Wärmetauscherrohres ausgebildeter Vorsprung oder eine an der Wandung des Wärmetauscherrohres ausgebildete Vertiefung ausgebildet sein und vorzugsweise im Wesentlichen linienförmige Gestalt aufweisen.The at least one structural element can in particular be designed as a projection formed on the wall of the heat exchanger tube or a depression formed on the wall of the heat exchanger tube and preferably have a substantially linear shape.
Vorzugsweise sind im Innenraum des Wärmetauscherrohres keine zusätzlichen Bauteile, insbesondere keine Bauteile zur Turbulenzerzeugung, vorhanden.Preferably, no additional components, in particular no components for generating turbulence, are present in the interior of the heat exchanger tube.
Die Turbulenz erzeugende Struktur umfasst als Strukturelemente vorzugsweise an der Innenseite und/oder an der Außenseite der Wandung des Wärmetauscherrohres ausgebildete Vorsprünge und/oder Vertiefungen, welche insbesondere im Wesentlichen linienförmig ausgebildet sind.The turbulence-generating structure comprises as structural elements preferably on the inside and / or on the outside of the wall of the heat exchanger tube formed projections and / or depressions, which are in particular formed substantially linear.
Die Strukturlinien, längs welcher diese Vorsprünge und/oder Vertiefungen verlaufen, sind vorzugsweise zumindest abschnittsweise schräg zur Längsachse des Wärmetauscherrohres ausgerichtet.The structural lines, along which these projections and / or depressions extend, are preferably oriented at least in sections obliquely to the longitudinal axis of the heat exchanger tube.
Besonders günstig ist es, wenn die Turbulenz erzeugende Struktur als Strukturelement einen oder mehrere Vorsprünge an der Innenseite der Wandung des Wärmetauscherrohres und/oder eine oder mehrere Vertiefungen an der Außenseite der Wandung des Wärmetauscherrohres umfasst.It is particularly favorable if the turbulence-generating structure comprises as structural element one or more projections on the inside of the wall of the heat exchanger tube and / or one or more depressions on the outside of the wall of the heat exchanger tube.
Die Strukturlinien, längs welcher die Vorsprünge bzw. Vertiefungen verlaufen, können sich grundsätzlich von einem Anfangspunkt bis zu einem Endpunkt über eine beliebige Länge erstrecken oder auch ringförmig geschlossen ausgebildet sein.The structural lines, along which the projections or depressions extend, may in principle extend from an initial point to an end point over an arbitrary length or may also be of annular design.
Ferner ist es möglich, dass sich die Vorsprünge bzw. Vertiefungen zumindest abschnittsweise längs wendelförmiger Strukturlinien an der Wandung des Wärmetauscherrohres erstrecken.Furthermore, it is possible that the projections or depressions extend at least in sections along helical structure lines on the wall of the heat exchanger tube.
In diesem Fall erstrecken sich die als Vorsprünge bzw. Vertiefungen ausgebildeten Strukturelemente über einen Umfangswinkel, der einem Mehrfachen von 360° entspricht, um die Längsachse des Wärmetauscherrohres herum.In this case, the structural elements formed as projections or recesses extend over a circumferential angle corresponding to a multiple of 360 ° about the longitudinal axis of the heat exchanger tube.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass mindestens ein Wärmetauscherrohr des Wärmetauschers als ein Drallrohr ausgebildet ist.In a preferred embodiment of the invention, it is provided that at least one heat exchanger tube of the heat exchanger is designed as a swirl tube.
Solche Drallrohre sind beispielsweise in der
Ein Drallrohr weist eine längs einer wendelförmigen Bahn um seine Längsachse verlaufende Verformung der Wandung auf, durch welche an der Innenseite der Wandung ein wendelförmiger Vorsprung und entsprechend hierzu an der Außenseite der Wandung eine wendelförmige Vertiefung ausgebildet ist.A swirl tube has a longitudinally extending along a helical path deformation of the wall, through which on the inside of the wall, a helical projection and corresponding thereto on the outside of the wall, a helical recess is formed.
Die Wanddicke der Wandung ändert sich durch diese Verformung im Wesentlichen nicht.The wall thickness of the wall is not substantially changed by this deformation.
Der wendelförmige Vorsprung und die wendelförmige Vertiefung bilden Strukturelemente einer Turbulenz erzeugenden Struktur des Drallrohres.The helical projection and the helical depression form structural elements of a turbulence-generating structure of the swirl tube.
Ein Drallrohr kann insbesondere durch einen Prägevorgang, der an einem Glattrohr ausgeführt wird, hergestellt werden.A swirl tube can in particular be produced by an embossing process which is carried out on a smooth tube.
Erfindungsgemäß kann ein Einfach-Drallrohr verwendet werden, dessen Drallung einen oder mehrere linienförmige Vorsprünge und eine oder mehrere linienförmige Vertiefungen aufweist, welche sich im selben Drehsinn um die Längsachse des Drallrohrs winden.According to the invention, a single swirl tube can be used whose swirling has one or more line-shaped projections and one or more line-shaped depressions which wind in the same direction of rotation about the longitudinal axis of the swirl tube.
Alternativ hierzu kann auch vorgesehen sein, dass mindestens ein Wärmetauscherrohr als ein Kreuz-Drallrohr ausgebildet ist, welches mindestens zwei wendelförmige Vorsprünge mit einander entgegengesetzter Drehrichtung um die Längsachse des Drallrohrs und mindestens zwei wendelförmige Vertiefungen mit einander entgegengesetzter Drehrichtung um die Längsachse des Drallrohrs aufweist.Alternatively, it can also be provided that at least one heat exchanger tube is designed as a cross-twist tube having at least two helical projections with opposite rotational direction about the longitudinal axis of the swirl tube and at least two helical depressions with opposite rotational direction about the longitudinal axis of the swirl tube.
Als Drallwinkel α wird bei einem Drallrohr der Winkel bezeichnet, um den der wendelförmige Pfad der Drallung gegenüber einer senkrecht zur Längsachse des Drallrohres verlaufenden Ebene geneigt ist.In the case of a swirl tube, the angle at which the helical path of the swirl is inclined relative to a plane perpendicular to the longitudinal axis of the swirl tube is referred to as swirl angle α.
Bei dem erfindungsgemäßen Wärmetauscher kann vorgesehen sein, dass mindestens ein Wärmetauscherrohr einen Drallwinkel α von ungefähr 10° bis ungefähr 40°, vorzugsweise von ungefähr 20° bis ungefähr 30°, insbesondere von ungefähr 25°, aufweist. In the heat exchanger according to the invention can be provided that at least one heat exchanger tube has a helix angle α of about 10 ° to about 40 °, preferably from about 20 ° to about 30 °, in particular of about 25 °.
Durch die Verwendung von Drallrohren als Wärmetauscherrohre kann gegenüber der Verwendung von Glattrohren bei gleicher Wärmeübertragungsleistung eine Verringerung der erforderlichen Rohrlänge um bis zu 15% bei einem nach dem Kreuz-Gegenstrom-Prinzip arbeitenden Wärmetauscher und um bis zu 30% bei einem im direkten Gegenstrom-Prinzip arbeitenden Wärmetauscher erzielt werden.By using swirl tubes as heat exchanger tubes can be compared to the use of smooth tubes with the same heat transfer performance, a reduction of the required tube length by up to 15% for a cross-countercurrent principle working heat exchanger and up to 30% in a direct countercurrent principle working heat exchanger can be achieved.
Wird die Rohrlänge beibehalten, so steigert sich die Wärmeübertragungsleistung des Wärmetauschers bei der Verwendung von Drallrohren entsprechend. Der Einsatz von Drallrohren im Wärmetauscher einer thermischen Abluftreinigungsanlage reduziert somit die benötigte Anlagengröße oder steigert die Effizienz der Wärmeübertragung bei gleich bleibender Baugröße des Wärmetauschers.If the tube length is maintained, the heat transfer performance of the heat exchanger increases correspondingly when using swirl tubes. The use of swirl tubes in the heat exchanger of a thermal exhaust air purification system thus reduces the required system size or increases the efficiency of heat transfer with the same size of the heat exchanger.
Um eine gute Turbulenz erzeugende Wirkung der Turbulenz erzeugenden Struktur (sei es bei einem Drallrohr oder bei einer anders ausgebildeten Turbulenz erzeugenden Struktur) zu erzielen, ist es günstig, wenn die Turbulenz erzeugende Struktur eine radiale Ausdehnung aufweist, die mindestens 20% der Wanddicke t des Wärmetauscherrohres beträgt.In order to achieve a good turbulence-generating effect of the turbulence-generating structure (be it with a swirl tube or with a differently formed turbulence-generating structure), it is favorable if the turbulence-generating structure has a radial extent which is at least 20% of the wall thickness t of FIG Heat exchanger tube is.
Bei einem Drallrohr entspricht die radiale Ausdehnung der Turbulenz erzeugenden Struktur der Dralltiefe h, d. h. der durch die Drallung verursachten Differenz zwischen dem größten Außenradius des Wärmetauscherrohres und dem kleinsten Außenradius des Wärmetauscherrohres (im Bereich der durch die Drallung erzeugten Vertiefung).In the case of a swirl tube, the radial extent of the turbulence-generating structure corresponds to the swirl depth h, d. H. the difference caused by the twist between the largest outer radius of the heat exchanger tube and the smallest outer radius of the heat exchanger tube (in the region of the depression generated by the swirling).
Um die mechanische Stabilität des Wärmetauscherrohres nicht zu beeinträchtigen und den durchströmbaren freien Querschnitt des Wärmetauscherrohres nicht unnötig zu verringern, ist es ferner günstig, wenn die Turbulenz erzeugende Struktur eine radiale Ausdehnung aufweist, die kleiner ist als die Wanddicke t des Wärmetauscherrohres.In order not to impair the mechanical stability of the heat exchanger tube and not unnecessarily reduce the flow-through free cross section of the heat exchanger tube, it is also advantageous if the turbulence generating structure has a radial extent which is smaller than the wall thickness t of the heat exchanger tube.
Vorzugsweise ist die radiale Ausdehnung der Turbulenz erzeugenden Struktur kleiner als die Hälfte der Wanddicke t der Wandung des Wärmetauscherrohres.Preferably, the radial extent of the turbulence-generating structure is smaller than half the wall thickness t of the wall of the heat exchanger tube.
Grundsätzlich kann das Wärmetauscherrohr aus jedem beliebigen Material gebildet sein, das bei der höchsten im inneren fluiden Medium oder im äußeren fluiden Medium im Betrieb des Wärmetauschers auftretenden Temperatur dauerhaft eine ausreichende mechanische und chemische Beständigkeit aufweist.In principle, the heat exchanger tube may be formed from any material which permanently has sufficient mechanical and chemical resistance at the highest temperature occurring in the inner fluid medium or in the outer fluid medium during operation of the heat exchanger.
Besonders günstig ist es, wenn die Wandung des Wärmetauscherrohres aus einem metallischen Material, vorzugsweise aus einem nichtrostenden Stahlmaterial, gebildet ist.It is particularly favorable when the wall of the heat exchanger tube is formed from a metallic material, preferably from a stainless steel material.
Geeignete nichtrostende Stahlmaterialien sind beispielsweise die nichtrostenden Stähle mit den Werkstoffnummern 1.4301 (mit reduziertem Kohlenstoffgehalt von höchstens 0,045 Gewichtsprozent), 1.4401 (mit reduziertem Kohlenstoffgehalt von höchstens 0,045 Gewichtsprozent), 1.4541 und 1.4571 gemäß der
Grundsätzlich kann das Wärmetauscherrohr eine flexible Wandung oder eine starre Wandung aufweisen.In principle, the heat exchanger tube can have a flexible wall or a rigid wall.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Wärmetauscher der thermischen Abluftreinigungsanlage mehrere Wärmetauscherrohre umfasst, die zusammen ein Wärmetauscherrohr-Bündel bilden.In a preferred embodiment of the invention it is provided that the heat exchanger of the thermal exhaust air purification system comprises a plurality of heat exchanger tubes, which together form a heat exchanger tube bundle.
Ein solches Wärmetauscherrohr-Bündel kann insbesondere im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildet sein, wobei die Wärmetauscherrohre in einer oder mehreren Lagen um eine Längsachse des Wärmetauscherrohr-Bündels angeordnet sind und wobei die Wärmetauscherrohre derselben Lage jeweils denselben radialen Abstand von der Längsachse des Wärmetauscherrohr-Bündels aufweisen.Such a heat exchanger tube bundle may in particular be substantially hollow-cylindrical, wherein the heat exchanger tubes are arranged in one or more layers about a longitudinal axis of the heat exchanger tube bundle and wherein the heat exchanger tubes of the same layer each have the same radial distance from the longitudinal axis of the heat exchanger tube bundle.
Vorzugsweise sind die Wärmetauscherrohre derselben Lage im Wesentlichen äquidistant längs des Umfangs des Wärmetauscherrohr-Bündels in der jeweiligen Lage verteilt.Preferably, the heat exchanger tubes of the same layer are distributed substantially equidistantly along the circumference of the heat exchanger tube bundle in the respective layer.
Das Wärmetauscherrohr-Bündel kann ein oder mehrere Lagen von Wärmetauscherrohren, vorzugsweise zwei bis vier Lagen, insbesondere drei Lagen, umfassen.The heat exchanger tube bundle may comprise one or more layers of heat exchanger tubes, preferably two to four layers, in particular three layers.
Der Strömungsweg des äußeren fluiden Mediums kann, insbesondere durch mechanische Umlenkeinrichtungen, so geführt sein, dass das äußere fluide Medium mindestens ein Wärmetauscherrohr, vorzugsweise im Wesentlichen alle Wärmetauscherrohre, des Wärmetauschers zumindest abschnittsweise, vorzugsweise im Wesentlichen überall, quer zu der Längsrichtung des jeweiligen Wärmetauscherrohres umströmt.The flow path of the outer fluid medium, in particular by mechanical deflection, be guided so that the outer fluid medium flows around at least one heat exchanger tube, preferably substantially all heat exchanger tubes of the heat exchanger at least in sections, preferably substantially everywhere, transversely to the longitudinal direction of the respective heat exchanger tube ,
Ferner ist zur Maximierung des Wärmeübertrags die mittlere Strömungsrichtung des äußeren fluiden Mediums im Wärmetauscher vorzugsweise entgegengesetzt zur mittleren Strömungsrichtung des inneren fluiden Mediums im Wärmetauscher gerichtet.Furthermore, in order to maximize the heat transfer, the mean flow direction of the outer fluid medium in the heat exchanger is preferably opposite to the mean flow direction directed to the internal fluid medium in the heat exchanger.
Der erfindungsgemäße Wrmetauscher kann somit nach dem Kreuz-Gegenstrom-Prinzip aufgebaut sein.The heat exchanger according to the invention can thus be constructed according to the cross-countercurrent principle.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann auch vorgesehen sein, dass der Strömungsweg des äußeren fluiden Mediums durch den Wärmetauscher so geführt ist, dass das äußere fluide Medium mindestens ein Wärmetauscherrohr, vorzugsweise im Wesentlichen alle Wärmetauscherrohre, des Wärmetauschers zumindest abschnittsweise, vorzugsweise im Wesentlichen überall, im Wesentlichen parallel zu der Längsachse des jeweiligen Wärmetauscherrohres umströmt.Alternatively or additionally, it can also be provided that the flow path of the outer fluid medium through the heat exchanger is guided so that the outer fluid medium at least one heat exchanger tube, preferably substantially all heat exchanger tubes, the heat exchanger at least in sections, preferably substantially everywhere substantially flows around parallel to the longitudinal axis of the respective heat exchanger tube.
Auch bei dieser Ausgestaltung des Strömungswegs des äußeren fluiden Mediums ist vorzugsweise vorgesehen, dass die mittlere Strömungsrichtung des äußeren fluiden Mediums durch den Wärmetauscher entgegengesetzt zur mittleren Strömungsrichtung des inneren fluiden Mediums durch den Wärmetauscher gerichtet ist.Also in this embodiment of the flow path of the outer fluid medium is preferably provided that the mean flow direction of the outer fluid medium is directed through the heat exchanger opposite to the mean flow direction of the inner fluid medium through the heat exchanger.
Der erfindungsgemäße Wärmetauscher kann demnach auch nach dem direkten Gegenstrom-Prinzip ausgebildet sein.The heat exchanger according to the invention can therefore also be designed according to the direct countercurrent principle.
Durch das Zusammenwirken der Turbulenz erzeugenden Struktur an der Innenseite und/oder an der Außenseite der Wandung des Wärmetauscherrohres und des direkten Gegenstrom-Prinzips wird ein besonders wirksamer Wärmeübergang zwischen dem inneren fluiden Medium und dem äußeren fluiden Medium erzielt.By the interaction of the turbulence generating structure on the inside and / or on the outside of the wall of the heat exchanger tube and the direct countercurrent principle, a particularly effective heat transfer between the inner fluid medium and the outer fluid medium is achieved.
Um eine Strömungsführung für das äußere fluide Medium nach dem direkten Gegenstrom-Prinzip zu ermöglichen, ist es von Vorteil, wenn der Wärmetauscher mindestens ein Halteelement umfasst, an dem mindestens ein Wärmetauscherrohr gehalten ist, wobei das Halteelement mindestens eine Durchtrittsöffnung für den Durchtritt des äußeren fluiden Mediums durch das Halteelement aufweist.In order to enable a flow guidance for the external fluid medium according to the direct countercurrent principle, it is advantageous if the heat exchanger comprises at least one holding element on which at least one heat exchanger tube is held, wherein the holding element at least one passage opening for the passage of the outer fluid Having medium through the retaining element.
Das äußere fluide Medium kann in diesem Fall parallel zur Längsachse des Wärmetauscherrohres durch die Durchtrittsöffnung in dem Halteelement hindurchströmen.In this case, the outer fluid medium can flow through the passage opening in the holding element parallel to the longitudinal axis of the heat exchanger tube.
Im Gegensatz hierzu ist bei einem Wärmetauscher nach dem Kreuz-Gegenstrom-Prinzip vorzugsweise vorgesehen, dass der Wärmetauscher mindestens ein Halteelement umfasst, an dem mindestens ein Wärmetauscherrohr gehalten ist, wobei das Halteelement keine Durchtrittsöffnung für den Durchtritt des äußeren fluiden Mediums durch das Halteelement aufweist, so dass das äußere fluide Medium nicht durch das Halteelement hindurch strömen kann, sondern durch das Halteelement umgelenkt wird.In contrast, it is preferably provided in a heat exchanger according to the cross-countercurrent principle that the heat exchanger comprises at least one holding element on which at least one heat exchanger tube is held, wherein the holding element has no passage opening for the passage of the outer fluid medium through the holding element, so that the outer fluid medium can not flow through the holding element, but is deflected by the holding element.
Durch Verwendung mehrerer relativ zueinander versetzt angeordneter Halteelemente kann in diesem Fall eine mechanische Umlenkeinrichtung geschaffen werden, welche das äußere fluide Medium auf einen gewundenen Strömungspfad durch den Wärmetauscher zwingt.By using a plurality of relatively staggered retaining elements, a mechanical deflection device can be provided in this case, which forces the outer fluid medium onto a tortuous flow path through the heat exchanger.
Der erfindungsgemäße Wärmetauscher eignet sich insbesondere zur Verwendung in einer thermischen Abluftreinigungsanlage, die eine Brennkammer und mindestens einen erfindungsgemäßen Wärmetauscher umfasst.The heat exchanger according to the invention is particularly suitable for use in a thermal exhaust air purification system comprising a combustion chamber and at least one heat exchanger according to the invention.
Eine erfindungsgemäße thermische Abluftreinigungsanlage weist vorzugsweise einen Rohgasdurchsatz von mindestens 1.000 Nm3/h, insbesondere von mindestens 10.000 Nm3/h auf (1 Nm3 = 1 Normkubikmeter).A thermal exhaust air purification system according to the invention preferably has a raw gas throughput of at least 1,000 Nm 3 / h, in particular of at least 10,000 Nm 3 / h (1 Nm 3 = 1 standard cubic meter).
Eine solche thermische Abluftreinigungsanlage kann zur Behandlung von Abluft eingesetzt werden, welche aus verschiedensten industriellen Produktionsprozessen stammt, beispielsweise aus der Lackierung von Werkstücken, insbesondere von Fahrzeugkarosserien, aus der Imprägnierung von Karton oder von Filterpapieren, aus der Herstellung von gummierten Förderbändern, aus der Bedruckung von Verpackungsmaterialien, aus der Lackierung von Kreditkartenrohlingen, aus der Tapetenherstellung, aus der Beschichtung von Bleiband, aus der Herstellung von Dichtungen oder aus der Imprägnierung von gewebtem Glas.Such a thermal exhaust air purification system can be used for the treatment of exhaust air, which comes from a variety of industrial production processes, for example from the painting of workpieces, in particular vehicle bodies, from the impregnation of cardboard or filter papers, from the production of rubberized conveyor belts, from the printing of Packaging materials, from the coating of credit card blanks, from wallpaper production, from the coating of lead strip, from the manufacture of seals or from the impregnation of woven glass.
Ein besonders kompakter Aufbau der thermischen Abluftreinigungsanlage ergibt sich, wenn mindestens ein Wärmetauscher zumindest abschnittsweise, vorzugsweise im Wesentlichen vollständig, die Brennkammer der thermischen Abluftreinigungsanlage umgibt.A particularly compact design of the thermal exhaust air purification system results when at least one heat exchanger at least partially, preferably substantially completely, surrounds the combustion chamber of the thermal exhaust air purification system.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann aber auch vorgesehen sein, dass mindestens ein Wärmetauscher, der insbesondere zur Vorwärmung des Rohgases vor dem Eintritt in die Brennkammer dient, in Richtung der Längsachse der Brennkammer gegenüber der Brennkammer versetzt angeordnet ist.Alternatively or additionally, however, it can also be provided that at least one heat exchanger, which serves in particular for preheating the raw gas before it enters the combustion chamber, is arranged offset in the direction of the longitudinal axis of the combustion chamber relative to the combustion chamber.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen thermischen Abluftreinigungsanlage ist vorgesehen, dass die thermische Abluftreinigungsanlage einen Reingaskanal umfasst, durch welchen in der Brennkammer erzeugtes Reingas von einem Reingasaustritt der Brennkammer zu einem Reingaseintritt des Wärmetauschers strömt, wobei der Reingaskanal zumindest abschnittsweise, vorzugsweise im Wesentlichen vollständig, die Brennkammer umgibt und zumindest abschnittsweise, vorzugsweise im Wesentlichen vollständig, von dem Wärmetauscher umgeben ist. Dies ermöglicht es, das Reingas in dem Wärmetauscher im Gegenstrom zu dem Rohgas zu führen, ohne die gesamte Baulänge der Einheit aus Brennkammer und Wärmetauscher zu vergrößern.In a preferred embodiment of the thermal exhaust air purification system according to the invention it is provided that the thermal exhaust air purification system comprises a clean gas duct through which clean gas generated in the combustion chamber flows from a clean gas outlet of the combustion chamber to a clean gas inlet of the heat exchanger, the clean gas duct at least partially, preferably substantially completely, the Combustion chamber surrounds and at least partially, preferably substantially completely surrounded by the heat exchanger. This makes it possible to guide the clean gas in the heat exchanger in countercurrent to the raw gas, without increasing the overall length of the unit of combustion chamber and heat exchanger.
Grundsätzlich kann das in der Brennkammer der thermischen Abluftreinigungsanlage erzeugte Reingas als äußeres fluides Medium oder als inneres fluides Medium verwendet werden.In principle, the clean gas generated in the combustion chamber of the thermal exhaust air purification system can be used as an outer fluid medium or as an inner fluid medium.
Da das Reingas eine höhere Temperatur aufweist als das sekundärseitig den Wärmetauscher durchströmende fluide Medium, ist es günstig, wenn in der Brennkammer erzeugtes Reingas dem Innenraum eines Wärmetauscherrohres zuführbar ist, so dass das Reingas als inneres fluides Medium verwendet wird. In diesem Fall muss die Wärmedämmung eines Außengehäuses des Wärmetauschers nur auf die niedrigere Temperatur des von dem Reingas zu erwärmenden äußeren fluiden Mediums, welche niedriger ist als die Temperatur des Reingases, abgestimmt werden.Since the clean gas has a higher temperature than the fluid medium flowing through the secondary side of the heat exchanger, it is favorable if clean gas generated in the combustion chamber can be supplied to the interior of a heat exchanger tube, so that the clean gas is used as the inner fluid medium. In this case, the thermal insulation of an outer casing of the heat exchanger must be adjusted only to the lower temperature of the outer fluid to be heated by the clean gas, which is lower than the temperature of the clean gas.
Der erfindungsgemäße Wärmetauscher kann in der thermischen Abluftreinigungsanlage dazu verwendet werden, Wärme von dem in der Brennkammer der thermischen Abluftreinigungsanlage erzeugten Reingas auf das der Brennkammer zuzuführende Rohgas zu übertragen, um das Rohgas vor der Verbrennung der darin enthaltenen oxidierbaren Bestandteile vorzuwärmen.The heat exchanger according to the invention can be used in the thermal exhaust air purification system to transfer heat from the pure gas generated in the combustion chamber of the thermal exhaust air purification system to the raw gas to be supplied to the combustion chamber, in order to preheat the raw gas before the combustion of the oxidizable constituents contained therein.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann die thermische Abluftreinigungsanlage aber auch mindestens einen erfindungsgemäßen Wärmetauscher umfassen, mittels welchem Wärme von einem in der Brennkammer der thermischen Abluftreinigungsanlage erzeugten Reingas auf ein fluides Medium übertragbar ist, das von dem der Brennkammer der thermischen Abluftreinigungsanlage zugeführten Rohgas verschieden ist.Alternatively or additionally, however, the thermal exhaust air purification system may also comprise at least one heat exchanger according to the invention, by means of which heat from a pure gas generated in the combustion chamber of the thermal exhaust air purification system can be transferred to a fluid medium which is different from the raw gas supplied to the combustion chamber of the thermal exhaust air purification system.
Beispielsweise kann dieses vom Rohgas verschiedene fluide Medium, welches den Wärmetauscher sekundärseitig durchströmt,
- – eine Flüssigkeit sein, aus welcher ein Dampf erzeugt werden soll;
- – ein zu erwärmendes Thermalöl sein;
- – ein Kaltwasser sein, aus welchem Heißwasser oder Warmwasser erzeugt werden soll; oder
- – eine Umluft oder Frischluft sein, welche erwärmt und einem durch erwärmte Zuluft zu beheizenden Raum zugeführt werden soll.
- A liquid from which a vapor is to be generated;
- - be a thermal oil to be heated;
- - be a cold water from which hot water or hot water is to be generated; or
- - Be a circulating air or fresh air, which should be heated and fed to a heated supply air to be heated room.
Die thermische Abluftreinigungsanlage kann insbesondere zwei oder mehr erfindungsgemäß ausgebildete Wärmetauscher umfassen, mittels welchen Wärme von dem Reingas auf ein von dem Rohgas verschiedenes fluides Medium übertragbar ist.The thermal exhaust air purification system may in particular comprise two or more heat exchangers designed according to the invention, by means of which heat can be transferred from the clean gas to a fluid medium different from the raw gas.
Insbesondere dann, wenn das Rohgas aus einem Lackierbereich stammt, in welchem Werkstücke lackiert werden, ist es günstig, wenn die thermische Abluftreinigungsanlage einen Wärmetauscher umfasst, mittels welchem Wärme von dem in der Brennkammer der thermischen Abluftreinigungsanlage erzeugten Reingas auf eine Zuluft übertragbar ist, die einem Trockner zuführbar ist, in welchem die lackierten Werkstücke getrocknet werden.In particular, when the raw gas comes from a Lackierbereich, in which workpieces are painted, it is advantageous if the thermal exhaust air purification system comprises a heat exchanger, by means of which heat from the generated in the combustion chamber of the thermal exhaust air purification system clean gas is transferable to a supply air, the one Dryer is fed, in which the painted workpieces are dried.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Reinigen eines oxidierbare Bestandteile enthaltenden Abluftstroms mittels einer thermischen Abluftreinigungsanlage, wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte umfasst:
- – Erzeugen eines Reingasstroms durch zumindest teilweises Oxidieren der oxidierbaren Bestandteile des Abluftstroms in einer Brennkammer der thermischen Abluftreinigungsanlage; und
- – Übertragen von Wärme aus dem Reingasstrom auf ein fluides Medium mittels mindestens eines Wärmetauschers.
- - Generating a clean gas flow by at least partially oxidizing the oxidizable components of the exhaust air stream in a combustion chamber of the thermal exhaust air purification system; and
- - Transferring heat from the clean gas flow to a fluid medium by means of at least one heat exchanger.
Der vorliegenden Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der vorstehend genannten Art zu schaffen, bei welchem der Wärmeübertrag aus dem Reingasstrom auf das fluide Medium besonders effizient erfolgt.The present invention has the further object of providing a method of the aforementioned type, in which the heat transfer from the clean gas flow to the fluid medium takes place particularly efficiently.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 17 erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mindestens ein Wärmetauscher verwendet wird, welcher mindestens ein Wärmetauscherrohr umfasst, dessen Wandung an ihrer Innenseite und/oder an ihrer Außenseite eine Turbulenz erzeugende Struktur aufweist.This object is achieved in a method having the features of the preamble of claim 17 according to the invention in that at least one heat exchanger is used which comprises at least one heat exchanger tube whose wall has on its inside and / or on its outside a turbulence-generating structure.
Durch eine solche Turbulenz erzeugende Struktur wird die Turbulenz im Wärmetauscherrohr und/oder um das Wärmetauscherrohr herum deutlich erhöht, ohne dass hierfür der Einbau zusätzlicher Komponenten in das Wärmetauscherrohr erforderlich ist.By virtue of such a turbulence-generating structure, the turbulence in the heat exchanger tube and / or around the heat exchanger tube is markedly increased, without requiring the installation of additional components into the heat exchanger tube.
Die Turbulenz erzeugende Struktur kann durch mechanische Bearbeitung der Rohroberflächen erzeugt werden, ohne dass zusätzliche Bauteile in das Rohr eingebaut oder an das Rohr angebaut werden müssen.The turbulence-generating structure can be produced by machining the pipe surfaces without having to install additional components in the pipe or to attach them to the pipe.
Der erfindungsgemäße Wärmetauscher kann direkt mit der Brennkammer der thermischen Abluftreinigungsanlage verbunden sein oder nachgeschaltet ausgeführt werden und mit der Brennkammer über eine Reingasleitung verbunden sein.The heat exchanger according to the invention can be connected directly to the combustion chamber of the thermal exhaust air purification system or be made downstream and be connected to the combustion chamber via a clean gas line.
Vorzugsweise ist für mindestens einen erfindungsgemäßen Wärmetauscher der thermischen Abluftreinigungsanlage eine Bypass-Leitung vorgesehen, mittels weicher das Reingas strömungstechnisch an dem betreffenden Wärmetauscher vorbei geleitet werden kann. Preferably, a bypass line is provided for at least one heat exchanger according to the invention, the thermal exhaust air purification system, by means of softer the clean gas can be fluidly passed to the respective heat exchanger over.
Eine solche Bypass-Leitung weist vorzugsweise mindestens eine Bypass-Klappe auf, um den Volumenstrom durch die Bypass-Leitung zu steuern oder zu regeln.Such a bypass line preferably has at least one bypass flap in order to control or regulate the volume flow through the bypass line.
Durch die Verwendung eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers mit einer Turbulenz erzeugenden Struktur an der Innenseite und/oder an der Außenseite der Wandung mindestens eines Wärmetauscherrohres wird der thermische Wirkungsgrad einer thermischen Abluftreinigungsanlage erhöht.By using a heat exchanger according to the invention with a turbulence-generating structure on the inside and / or on the outside of the wall of at least one heat exchanger tube, the thermal efficiency of a thermal exhaust air purification system is increased.
Die Baulänge des Wärmetauschers kann hierdurch verkürzt und/oder die Anzahl an Wärmetauscherrohren des Wärmetauschers reduziert werden.The length of the heat exchanger can thereby be shortened and / or the number of heat exchanger tubes of the heat exchanger can be reduced.
Die Wärme des heißen Reingases kann, vorzugsweise in einem erfindungsgemäßen Wärmetauscher, zur Vorwärmung des Rohgases und/oder zur Erzeugung von Prozesswärme verwendet und somit zurückgewonnen werden.The heat of the hot clean gas can, preferably in a heat exchanger according to the invention, be used for preheating the raw gas and / or for generating process heat and thus be recovered.
Der Primärenergiebedarf der thermischen Abluftreinigungsanlage wird durch Verwendung des erfindungsgemäßen Wärmetauschers reduziert.The primary energy requirement of the thermal exhaust air purification system is reduced by using the heat exchanger according to the invention.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen.Further features and advantages of the invention are the subject of the following description and the drawings of exemplary embodiments.
In den Zeichnungen zeigen:In the drawings show:
Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.Identical or functionally equivalent elements are denoted by the same reference numerals in all figures.
Eine in den
Die zu reinigende Abluft ist ein Gasgemisch, das oxidierbare Bestandteile, beispielsweise flüchtige organische Verbindungen, enthält.The exhaust air to be cleaned is a gas mixture containing oxidizable components, such as volatile organic compounds.
Die oxidierbaren Bestandteile der Abluft werden in der Brennkammer
Das der Brennkammer
Das in der Brennkammer
Das Rohgas stammt aus einer in
Der aus der Rohgasquelle
In einer Rohgaszuführleitung
Ferner kann in die Rohgas-Zuführleitung
Der dem Rohgasstrom zugemischte Frischluftstrom ist mittels einer in der Frischluft-Zuführleitung
Der Reingas-Rohgas-Wärmetauscher
Ein Rohgasaustritt
Ein Reingasaustritt
An einen Reingasaustritt
Von dem Reingaskanal
Durch diese Bypass-Leitung
Der Bypass-Strom durch die Bypass-Leitung
Jeder der nachgeschalteten Wärmetauscher
Der Volumenstrom durch die jeweilige Bypass-Leitung
Ferner ist in der Reingasleitung
Es ist also insbesondere möglich, den Reingasstrom vollständig an einem der nachgeschalteten Wärmetauscher
Der Wärmeübertrag von dem Reingas auf das den jeweiligen nachgeschalteten Wärmetauscher
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass ein erster nachgeschalteter Wärmetauscher
Der in dem Wärmetauscher
Ein zweiter nachgeschalteter Wärmetauscher
Das in dem Wärmetauscher
Die Wassertemperatur in der Warmwasser-Abführleitung
In Abhängigkeit von der gewünschten Solltemperatur kann dann von einer (nicht dargestellten) Steuereinrichtung der thermischen Abluftreinigungsanlage
Ein dritter Wärmetauscher
Die zu erwärmende Frischluft oder Umluft wird einem Lufteintritt
Die durch Wärmeübertrag aus dem Reingas im Wärmetauscher
In der Luft-Abführleitung
In Abhängigkeit von der in der Luft-Abführleitung
Die Brennkammer
Insbesondere aus
Die Brennkammer
Das Wärmetauscher-Innengehäuse
Durch den Zwischenraum zwischen der Brennkammerwand
Im Zwischenraum zwischen dem Wärmetauscher-Innengehäuse
Die Wärmetauscherrohre
Wie am besten aus
Die Wärmetauscherrohre
An ihren beiden Enden sind die Wärmetauscherrohre
In Richtung der Längsachse
Die inneren Halteelemente
Die inneren Halteelemente
Der Außenradius der inneren Halteelemente
Der Außenradius der äußeren Halteelemente
Der Innenradius der äußeren Halteelemente
Somit bilden die inneren Halteelemente
Dieser Innenraum
Da dem Rohgas durch die Halteelemente
Da ferner die mittlere Strömungsrichtung
Der Eintritt des Rohgases in den Reingas-Rohgas-Wärmetauscher
Der Austritt des Reingases aus dem Reingas-Rohgas-Wärmetauscher
Die Reingas-Sammelkammer
Die Bypass-Leitung
Ferner ist der Kompensator
Um die Wirksamkeit des Wärmeübergangs von dem Reingas zu dem Rohgas in dem Reingas-Rohgas-Wärmetauscher
Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass die Wärmetauscherrohre
Wie aus den
Der Vorsprung
Die Gesamt-Wanddicke t der Wandung
Die Drallung des Drallrohres
Die Dralltiefe h (siehe
Vorzugsweise liegt der Außendurchmesser D eines Wärmetauscherrohres
Die Wandstärke eines Wärmetauscherrohres
Die Dralltiefe h liegt vorzugsweise im Bereich von ungefähr 0,3 mm bis ungefähr 0,9 mm.The twist depth h is preferably in the range of about 0.3 mm to about 0.9 mm.
Vorzugsweise ist die Dralltiefe h kleiner als die Wandstärke t, insbesondere kleiner als die halbe Wanddicke t. Preferably, the twist depth h is smaller than the wall thickness t, in particular smaller than half the wall thickness t.
Um andererseits einen wesentlichen Turbulenz erzeugenden Effekt durch die Drallung zu erzielen, beträgt die Dralltiefe h vorzugsweise mindestens 20% der Wanddicke t.On the other hand, to achieve a significant turbulence-generating effect by the swirl, the swirl depth h is preferably at least 20% of the wall thickness t.
Der Drallwinkel α (siehe
Ferner beträgt der Drallwinkel α vorzugsweise höchstens 40°, insbesondere höchstens 30°.Furthermore, the twist angle α is preferably at most 40 °, in particular at most 30 °.
Durch die Drallung der Wärmetauscherrohre
Durch die Vermischung, Benetzung und Anströmung der Turbulenzballen über das gesamte Rohr kommt es zu einem gesteigerten Kontakt zwischen den beteiligten Molekülen sowohl untereinander als auch mit den begrenzenden Oberflächen. Dabei nimmt der Wärmeübergang stärker zu als der Druckverlust. Gleichzeitig weisen Drallrohre durch den Selbstreinigungseffekt eine geringere Verschmutzung auf.Due to the mixing, wetting and flow of the turbulence bales over the entire tube, there is an increased contact between the molecules involved both with each other and with the limiting surfaces. The heat transfer increases more than the pressure loss. At the same time have swirl tubes by the self-cleaning effect less pollution.
Durch die Drallung der Wärmetauscherrohre
Bei Verwendung in einem Bündel-Wärmetauscher nach dem Kreuz-Gegenstrom-Prinzip kann die Rohrlänge der Wärmetauscherrohre
Bei gleicher Rohrlänge wird die Wärmeübertragungsleistung bei der Verwendung von Drallrohren entsprechend erhöht.With the same tube length, the heat transfer performance is increased accordingly when using swirl tubes.
Der Einsatz von Drallrohren
Die Wärmetauscherrohre
Ein solches Kreuz-Drallrohr ist schematisch in den
Bei einem Kreuz-Drallrohr
Die an der Außenseite
Im Übrigen stimmt ein Kreuz-Drallrohr
Die Wandung der Wärmetauscherrohre
Geeignete nichtrostende Stahlmaterialien, die eine ausreichende und dauerhafte Temperaturbeständigkeit aufweisen, sind beispielsweise
- – der nichtrostende Stahl mit der Werkstoffnummer 1.4301 nach
DIN EN 10217-7 - – der nichtrostende Stahl mit der Werkstoffnummer 1.4401 nach
DIN EN 10217-7 - – der nichtrostende Stahl mit der Werkstoffnummer 1.4541 nach
DIN EN 10217-7 - – der nichtrostende Stahl mit der Werkstoffnummer 1.4571 nach
DIN EN 10217-7
- - the stainless steel with the material number 1.4301 after
DIN EN 10217-7 - - the stainless steel with the material number 1.4401 after
DIN EN 10217-7 - - the stainless steel with the material number 1.4541 after
DIN EN 10217-7 - - the stainless steel with the material number 1.4571 after
DIN EN 10217-7
Die in den
Das Rohgas, gegebenenfalls mit durch die Frischluft-Zuführleitung
The raw gas, possibly with through the fresh
Von dort gelangt das Rohgas, welches im Reingas-Rohgas-Wärmetauscher
Von dort strömt das Reingas durch den Reingaskanal
Dort gelangt das, durch den Wärmeübergang auf das Rohgas auf eine Temperatur von beispielsweise ungefähr 320°C abgekühlte, Reingas durch die dem Brenner
Anschließend wird das Reingas über den Abluftkamin
Jeder der nachgeschalteten Wärmetauscher
Insbesondere können auch die Wärmetauscherrohre mindestens eines der nachgeschalteten Wärmetauscher
Durch das Fehlen von zusätzlichen Turbulenz erzeugenden Bauteilen im Innenraum der Wärmetauscherrohre
Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das Rohgas Silikone enthält, durch deren Oxidation in der Brennkammer
Eine in den
Um dies zu ermöglichen, bilden die Halteelemente
Vielmehr sind die Halteelemente
Dies kann, wie in
Die Streifen können beispielsweise aus einem Flachstahlmaterial gebildet sein und weisen vorzugsweise eine Breite (d. h. eine Erstreckung in der Richtung der Längsachsen
Die Gitterstruktur
Das Halteelement
Die sich überkreuzenden Streifen
Da die Querschnittsfläche jeder Aufnahme
Bei einer in
Für jedes Wärmetauscherrohr
Die Wärmetauscherrohre
Der Radius der Ausnehmung
Dadurch, dass bei der in den
Bei gleicher Baulänge erhöht sich die übertragene Wärmemenge bei der Verwendung von Drallrohren
Im Übrigen stimmt die in den
Eine in
Die Brennkammer
Der Reingas-Rohgas-Wärmetauscher
Dabei ist vorzugsweise das dem Brenner
Bei dieser dritten Ausführungsform ist die Rohrlänge des Reingas-Rohgas-Wärmetauschers
Im Übrigen stimmt die in
Ferner kann auch bei der in
Eine in
Um dies zu ermöglichen, mündet der Rohgaseinlass
In diese Rohgaskammer
Nach Durchströmen der Wärmetauscherrohre
Das Reingas gelangt, wie bei der ersten Ausführungsform, durch den Reingaskanal
Das Reingas umströmt die Außenseiten
Vom dem Brenner
Im Übrigen stimmt die in
Ferner ist es auch bei dieser vierten Ausführungsform möglich, den Reingas-Rohgas-Wärmetauscher
Ferner ist es auch möglich, den Reingas-Rohgas-Wärmetauscher
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- DIN 28178 [0027] DIN 28178 [0027]
- DIN EN 10217-7 [0044] DIN EN 10217-7 [0044]
- DIN EN 10217-7 [0188] DIN EN 10217-7 [0188]
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- DIN EN 10217-7 [0188] DIN EN 10217-7 [0188]
- DIN EN 10217-7 [0188] DIN EN 10217-7 [0188]
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