Stehender Wärmeaustauscher mit Rohren zur Führung eines Heizmediums
und einer oberen eine schräg aufwärts geneigte Unterseite aufweisenden Kammer Die
Erfindung betrifft einen stehenden Wärmeaustauscher mit geraden oder wendelförmigen,
in Rohrplatten einer oberen und unteren Kammer einmündenden Rohren zur Führung eines
Heizmediums, vorzugsweise Dampf, welches eine zu erwärmende, die Rohre umspülende
Flüssigkeit bis zum Siedepunkt erhntzt, wobei die Unterseite der oberen Kammer schräg
aufwärts geneigt ist.Vertical heat exchanger with tubes for guiding a heating medium
and an upper chamber Die having an inclined upwardly sloping bottom
The invention relates to an upright heat exchanger with straight or helical,
tubes opening into tube plates of an upper and lower chamber for guiding a
Heating medium, preferably steam, which flows around the pipes to be heated
Liquid heats up to the boiling point, with the bottom of the upper chamber sloping
is inclined upwards.
Es sind Wärmeaustauscher bekannt, bei welchen die in der zu erwärmenden
Flüssigkeit, z. B: Wasser, entstehenden Dampfblasen nur zum Teil durch den Abflußstutzen
mit entweichen können, da die -den Wasserraum abschließende obere Rohrplatte oberhalb
dieses Stutzens angeordnet .ist und daher zu dieser Dampfblasen aufsteigen, die
sich an der Rohrplatte absetzen und insbesondere zwischen den Enden der in die Rohrplatte
einmündenden Erhitzerrohre Dampfblasennester bilden, welche beim Nachschub von kälterer
Flüssigkeit schlagartig kondensieren, wodurch gefährliche Erschütterungen und Wasserschläge
entstehen.There are heat exchangers known in which the in to be heated
Liquid, e.g. B: Water, vapor bubbles only partly through the drainage connection
can escape with, since the upper tube plate closes the water space above
this nozzle .is arranged and therefore rise to this vapor bubbles, the
settle on the tube plate and in particular between the ends of the tube plate
opening heater tubes form vapor bubble nests, which when replenishing from colder
The liquid condenses suddenly, causing dangerous vibrations and water hammer
develop.
Man hat vorgeschlagen, die Unterseite der oberen Kammer schräg aufwärts
zu neigen, wobei ihr oberster Scheitel mit dem der Öffnung des Abflußstutzens zusammenfällt.
Diese Anisführung, die wohl die Abführung der Dampfblasen ermöglicht, weist aber
nun den Nachteil auf, daß der Wärmeaustausch ungünstiger ist als bei den bereits
beschriebenen Vorwärmern, da das Wasser exzentrisch nach der einen Mantelseite abfließt,
was eine verminderte Wasserbewegung längs der der Abflußleibung gegenüberliegenden
Wand und damit einen verminderten Wärmeaustausch im Bereich der kurzen Rohre zur
Folge hat.It has been suggested that the bottom of the upper chamber be sloped upwards
to incline, its uppermost apex coinciding with that of the opening of the drainage nozzle.
However, this aniseed duct, which probably allows the vapor bubbles to be discharged, points
now has the disadvantage that the heat exchange is less favorable than with the already
preheaters described, as the water flows off eccentrically to one side of the shell,
resulting in reduced water movement along the opposite side of the drainage embankment
Wall and thus a reduced heat exchange in the area of the short tubes
Consequence.
Die Erfindung zielt darauf ab, einen solchen Wärmeaustauscher leistungsmäßig
zu verbessern, und besteht im Wesen darin, daß die Unterseite der in bekannter Weise
zentrisch im Wärmeaustauscher eingesetzten und einen kleineren Durchmesser als der
Behältermantel aufweisenden oberen Kammer die Form einer durch die Rotation um die
Längsachse des Wärmeaustauschers eines Kegelschnittes, vorzugsweise eines gleichschenkeligen
Dreiecks oder eines Kreisabschnittes entstandenen Körpers oder die Form einer nach
unten gerichteten Pyramide aufweist.The invention aims to provide such a heat exchanger in terms of performance
to improve, and in essence consists in that the bottom of the in a known manner
used centrally in the heat exchanger and a smaller diameter than the
Container jacket having upper chamber the shape of a by the rotation around the
Longitudinal axis of the heat exchanger of a conic section, preferably an isosceles
Triangle or a segment of a circle or the shape of a after
has downward pyramid.
Aus der besonderen Ausbildung der Unterseite als Drehfläche ergibt
sich unter gleichen Bedingungen, und zwar bei gleichen Behälterdurchmessern, gleichen
Neigungswinkeln .der Unterseiten zur Horizontalen, gleichen Abständen der oberen
Randlinie bzw. des obersten Scheitels der Unterseiten von den unteren Rohrplatten
und gleicher Ausbildung und Anzahl der Rohren, daß der erfindungsgemäße Austauscher
eine größere Gesamtlänge der Rohre und somit eine größere Leistung als der bekannte
Vorwärmer aufweist. Dies ist damit begründet, daß einerseits die Höhe der drehflächigen
Unterseite halb so groß ist als der Abstand vom untersten zum obersten Scheitel
der bekannten schrägen Unterseite und somit das kürzeste Rohr bei dem erfindungsgemäßen
Austauscher länger ist als bei dem bekannten und anderseits im erfindungsgemäßen
Austauscher eine größere Anzahl längster Rohre eingebaut werden können, wogegen
im bekannten Vorwärmer höchstens zwei solche Rohre unterzubringen sind. Weiter ermöglicht
die .drehflächige Ausbildung der Unterseite, deren Erzeugende halb so lang ist wie
die längste Abmessung der schrägen Unterseite, ein wirkungsvolleres und rascheres
Abführen der Dampfblasen. Durch die zentrische Ausbildung .der Unterseite ist aber
auch der Wärmeaustausch bei dem erfindungsgemäßen Austauscher günstiger als bei
dem bekannten, weil das Wasser gleichmäßig nach allen Seiten radial abströmt, wogegen
bei dem bekannten Vorwärmer, wie bereits ausgeführt wurde, das Wasser exzentrisch
nach einer Mantelseite abfließt. Ein weiterer Vorteil besteht .darin, daß der Ein-
und Ausbau des Erhitzeraggregates, bestehend aus der oberen Kammer, den Erhitzerrohren
und der unteren Rohrplatte in einfacher Weise möglich ist, da dieses in ihrer Gesamtheit
eine gerade zylindrische Form aufweist.Results from the special design of the bottom as a rotating surface
under the same conditions, namely with the same container diameter, the same
Inclination angles of the lower sides to the horizontal, equal distances of the upper ones
Edge line or the uppermost vertex of the undersides of the lower tube plates
and the same design and number of tubes as the exchanger according to the invention
a greater total length of the pipes and thus a greater performance than the known
Has preheater. This is justified by the fact that on the one hand the height of the rotating surface
The bottom is half as large as the distance from the lowest to the uppermost vertex
the known sloping underside and thus the shortest tube in the case of the invention
Exchanger is longer than in the known and on the other hand in the invention
Exchangers a larger number of the longest pipes can be installed, whereas
in the known preheater at most two such pipes are to be accommodated. Next enabled
the. Drehfläche formation of the underside, the generating line is half as long as
the longest dimension of the sloping bottom, a more effective and faster one
Dissipation of the vapor bubbles. Due to the centric training. The bottom is
the heat exchange with the exchanger according to the invention is also more favorable than with
the well-known, because the water flows radially evenly on all sides, on the other hand
in the known preheater, as already stated, the water is eccentric
flows off to one side of the shell. Another advantage is that the input
and removal of the heater unit, consisting of the upper chamber, the heater tubes
and the lower tube plate is possible in a simple manner, since this in its entirety
has a straight cylindrical shape.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes gemäß
der Erfindung schematisch im Längsschnitt dargestellt.In the drawing, an embodiment of the subject is shown in FIG
the invention shown schematically in longitudinal section.
Der zylindrische Mantel 1 des Wämeaustauschers ist oben mit einer
kegelförmigen Haube 2 und unten
mit einer Bodenplatte 3 abgeschlossen.
Die zu erwärmende Flüssigkeit, z. B. Wasser, strömt durch einen Eintrittsstutzen
4 in den durch den Mantel 1 umschlossenen Behälterraum 5, in dem die Erhitzerrohre
6 untergebracht sind, und wird durch einen am Ende der Haube 2 angeordneten Austrittsstutzen
7 abgeführt. Die Erhitzerrohre 6 sind an ihren unteren Enden in eine Rohrplatte
8 eingesetzt und münden mit den oberen Enden in die Kammer 9. Das Heizmedium, z.
B. Dampf, strömt durch einen am oberen Ende des Austauschers vorgesehenen Eintrittsstutzen
10 durch die Kammer 9 in die Erhitzerrohre 6 und -durch die zwischen den Platten
8 und 3 gebildete untere Kammer 11 und den Austrittsstutzen 12 ab.The cylindrical shell 1 of the heat exchanger is at the top with a
conical hood 2 and below
finished with a base plate 3.
The liquid to be heated, e.g. B. water, flows through an inlet nozzle
4 in the enclosed by the jacket 1 container space 5, in which the heater tubes
6 are housed, and is through an outlet nozzle arranged at the end of the hood 2
7 discharged. The heater tubes 6 are at their lower ends in a tube plate
8 inserted and open with the upper ends in the chamber 9. The heating medium, z.
B. Steam flows through an inlet connection provided at the upper end of the exchanger
10 through the chamber 9 into the heater tubes 6 and through the between the plates
8 and 3 formed lower chamber 11 and the outlet connection 12 from.
Die obere von einem Boden der sogenannten Rohrplatte 14 und einem
Deckel 15 begrenzte Kammer 9 liegt mit Abstand vom Mantel l frei im Behälterraum
5 des Austauschers, so daß also zwischen Mantel 1 und Rohrplatte 14 eine ringförmige
Durchtrittsöffnung 13 für das Wasser verbleibt. Die Rohrplatte 14 ist in Form eines
nach abwärts gerichteten Kegelmantels ausgebildet, wodurch, wie beschrieben, das
Aufsteigen -der Dampfblasen und ihre beschleunigte Mitnahme durch die längs der
Kegelfläche streichende Flüssigkeit ermöglicht wird. Die Rohrplatte 14 kann natürlich
auch eine andere Form mit aufwärts gerichteten, Schrägflächen erhalten, welche dieselbe
Wirkung ergeben, z. B. pyramidenförmig, oder auch als Beispiel für eine gekrümmte
Ausführung halbkugelförmig ausgebildet sein. Die Neigung der Schrägflächen soll
zur sicheren Ableitung der Dampfblasen wenigstens 30° betragen.The upper one of a bottom of the so-called tube plate 14 and one
Lid 15 limited chamber 9 is at a distance from the jacket l free in the container space
5 of the exchanger, so that between jacket 1 and tube plate 14 is an annular
Passage opening 13 remains for the water. The tube plate 14 is in the form of a
downwardly directed cone shell, whereby, as described, the
Rise of the vapor bubbles and their accelerated entrainment through the length of the
Conical surface brushing liquid is made possible. The tube plate 14 can of course
also received another shape with upward sloping surfaces, which are the same
Result, e.g. B. pyramidal, or as an example of a curved one
Execution be hemispherical. The slope of the sloping surfaces should be
for safe evacuation of the vapor bubbles should be at least 30 °.