DE1081484B - Vertical heat exchanger with pipes for guiding a heating medium and an upper chamber with an upwardly inclined underside - Google Patents

Vertical heat exchanger with pipes for guiding a heating medium and an upper chamber with an upwardly inclined underside

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Publication number
DE1081484B
DE1081484B DESCH22979A DESC022979A DE1081484B DE 1081484 B DE1081484 B DE 1081484B DE SCH22979 A DESCH22979 A DE SCH22979A DE SC022979 A DESC022979 A DE SC022979A DE 1081484 B DE1081484 B DE 1081484B
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DE
Germany
Prior art keywords
heat exchanger
upper chamber
guiding
heating medium
pipes
Prior art date
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Pending
Application number
DESCH22979A
Other languages
German (de)
Inventor
Ing Josef Wustinger
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Schiff and Stern GmbH
Original Assignee
Schiff and Stern GmbH
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Publication date
Application filed by Schiff and Stern GmbH filed Critical Schiff and Stern GmbH
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Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/005Heat-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 for only one medium being tubes having bent portions or being assembled from bent tubes or being tubes having a toroidal configuration

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Description

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 °.

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Stehender 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 erhitzt, wobei die Unterseite der oberen Kammer schräg aufwärts geneigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite der in bekannter Weise zentrisch im Wärmeaustauscher eingesetzten und einen kleineren Durchmesser als der Behältermantel aufweisenden oberen Kammer (9) die Form einer durch die Rotation um die Längsachse des Wärmeaustauschers eines Kegelschnittes, vorzugsweise eines gleichschenkeligen Dreiecks oder eines Kreisabschnittes entstandenen Körpers oder die Forni einer nach unten gerichteten Pyramide aufweist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1007 044; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1737 442; französische Zusatzpatentschrift Nr. 45 496.PATENT CLAIM: Vertical 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 heats a liquid to be heated up to the boiling point, the underside of the upper chamber being inclined upwards , characterized in that the underside of the upper chamber (9) used in a known manner centrally in the heat exchanger and having a smaller diameter than the container shell has the shape of a conic section, preferably an isosceles triangle or a segment of a circle, created by the rotation around the longitudinal axis of the heat exchanger Body or the shape of a downward pyramid. Documents considered: German Auslegeschrift No. 1007 044; German utility model No. 1737 442; French additional patent specification No. 45 496.
DESCH22979A 1957-08-30 1957-10-22 Vertical heat exchanger with pipes for guiding a heating medium and an upper chamber with an upwardly inclined underside Pending DE1081484B (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1778220B1 (en) * 1968-04-09 1970-06-18 Nova Appbau Honer Kg Water heater

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR45496E (en) * 1934-12-01 1935-09-12 Gaucherand Ginot Improvements to temperature exchangers, heaters and refrigerants, condensers ...
DE1737442U (en) * 1956-11-17 1957-01-10 Doerhoefer & Co STANDING HEAT EXCHANGER.
DE1007044B (en) * 1955-04-19 1957-04-25 Bruno Prinke Dr Ing Standing, steam-heated countercurrent device

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