DE1175704B - Vertical heat exchanger consisting of cylindrical parts arranged in one another on the same axis - Google Patents

Vertical heat exchanger consisting of cylindrical parts arranged in one another on the same axis

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DE1175704B
DE1175704B DEW13680A DEW0013680A DE1175704B DE 1175704 B DE1175704 B DE 1175704B DE W13680 A DEW13680 A DE W13680A DE W0013680 A DEW0013680 A DE W0013680A DE 1175704 B DE1175704 B DE 1175704B
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heat exchanger
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Kjell Birger Westman
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KJELL BIRGER WESTMAN
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    • 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
    • F28D21/00Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00

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Description

Stehender, aus gleichachsig ineinander angeordneten zylindrischen Teilen bestehender Wärmetauscher Die Erfindung betrifft einen stehenden Wärmetauscher mit innerer Brennkammer zum rekuperativen Erhitzen eines durchströmenden Mediums durch Rauchgase aus der Brennkammer, der aus gleichachsig ineinander angeordneten zylindrischen Teilen besteht, bei dem die Rauchgase durch einen ersten Kanal und das zu erhitzende Medium durch einen zweiten Kanal strömen und die äußere Mantelfläche einen Behälter bildet, der gleichzeitig als äußerer Mantelteil des zweiten Kanals dient.Standing, coaxially arranged cylindrical Parts of Existing Heat Exchangers The invention relates to an upright heat exchanger with internal combustion chamber for recuperative heating of a medium flowing through through flue gases from the combustion chamber, which are coaxially arranged one inside the other consists of cylindrical parts, in which the flue gases through a first channel and the medium to be heated flow through a second channel and the outer jacket surface forms a container, which at the same time serves as the outer casing part of the second channel serves.

Bei diesen bekannten Wärmetauschern bestehen Schwierigkeiten, in einfacher Weise eine wirksame Gegenströmung des wärmeaufnehmenden Mediums und in Zusammenhang damit eine niedrige Temperatur der Wärmeaustauschwandungen auch in dem Teil des ersten Kanalsystems zu erzielen, in dem die Rauchgastemperatur am niedrigsten ist. Außerdem ist es schwierig, hohe Temperaturen an den empfindlichsten Stellen der Wärmeaustauschwandungen, wie es die Verbindungsstellen sind, zu vermeiden. Diese Schwierigkeiten haben bei dem bisher bekannten Wärmetauscher der genannten Art entweder eine hohe Abgastemperatur oder einen verwickelten Aufbau zur Folge.In these known heat exchangers there are difficulties in simple Way an effective counter-flow of the heat-absorbing medium and in context thus a low temperature of the heat exchange walls also in the part of the first duct system in which the flue gas temperature is lowest. It is also difficult to withstand high temperatures in the most sensitive areas of the Avoid heat exchange walls, such as the connection points. These Have difficulties with the previously known heat exchanger of the type mentioned either result in a high exhaust temperature or an intricate structure.

Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, einen derartigen Wärmetauscher so auszubilden, daß bei einfachem, leicht herstellbarem und montierbarem Aufbau eine niedrige Abgastemperatur erzielt wird.The invention has therefore set itself the task of such To train heat exchangers so that with simple, easy to manufacture and assemble Structure a low exhaust gas temperature is achieved.

Zu diesem Zweck besteht die Erfindung bei einem stehenden, aus gleichachsig ineinander angeordneten zylindrischen Teilen bestehenden Wärmetauscher mit innerer Brennkammer zum rekuperativen Erhitzen eines durchströmenden Mediums durch Rauchgase aus der Brennkammer, bei dem die Rauchgase durch einen ersten Kanal und das zu erhitzende Medium durch einen zweiten Kanal strömen und bei dem die äußere Mantelfläche des Wärmetauschers einen Behälter bildet, der gleichzeitig den äußeren Mantelteil des zweiten Kanals bildet, darin, daß der durch die äußere Mantelfläche des Wärmetauschers gebildete Behälter durch einen abnehmbaren Deckel geschlossen ist und daß in den Behälter die unten geschlossene Brennkammer lose eingesetzt ist, deren aufwärts gerichteter Rauchgaskanal in den ersten Kanal übergeht, wobei die den ersten Kanal begrenzenden Mantelteile, zwei voneinander lösbare Einheiten bilden, von denen die eine fest mit dem Rauchgaskanal verbunden ist und die Form einer Schale aufweist, während die andere Einheit als Hohldeckel ausgebildet mit einem kragenförmigen Rand und einem Abzugsrohr für die Rauchgase versehen die schalenförmige Einheit nach oben abschließt. Ein besonderer Vorteil des Wärmetauschers nach der Erfindung besteht darin, daß die erwähnten Mantelteile untereinander zerlegbar sind, wodurch der Austausch von beschädigten Teilen und Kontrollbesichtigungen während des Betriebes wesentlich erleichtert bzw. ermöglicht werden und der Wärmetauscher in einfacher Weise hergestellt und montiert werden kann.For this purpose, the invention consists of a standing, equiaxed nested cylindrical parts existing heat exchanger with inner Combustion chamber for recuperative heating of a medium flowing through with flue gases from the combustion chamber, in which the flue gases pass through a first duct and the one to be heated Medium flow through a second channel and in which the outer surface of the Heat exchanger forms a container, which is also the outer shell part of the forms the second channel, in that the through the outer surface of the heat exchanger formed container is closed by a removable lid and that in the Container, the combustion chamber closed at the bottom is inserted loosely, its upwards directed flue gas channel merges into the first channel, the first channel limiting jacket parts, form two detachable units, of which the one is firmly connected to the flue gas duct and has the shape of a bowl, while the other unit is designed as a hollow cover with a collar-shaped edge and a discharge pipe for the flue gases provided the bowl-shaped unit closes at the top. There is a particular advantage of the heat exchanger according to the invention in that the mentioned shell parts can be dismantled from one another, whereby the exchange of damaged parts and inspection visits during operation are facilitated or made possible and the heat exchanger is produced in a simple manner and can be assembled.

Zweckmäßig ist der kragenförmige Rand zwischen den beiden Einheiten an der kältesten Stelle des ersten Kanals angebracht. Der zweite Kanal kann durch eine Trennwand das zu erhitzende Medium in einen Zweigstrom unterschiedlicher Temperatur und/oder Menge unterteilen, der getrennt von Hauptstrom durch einen Auslaß strömen kann, wobei die Trennwand gegebenenfalls aus wärmeisolierendem Material besteht.The collar-shaped edge between the two units is useful attached to the coldest point of the first channel. The second channel can through a partition wall the medium to be heated in a branch flow of different temperatures and / or subdivide the amount that flows separately from the main flow through an outlet can, wherein the partition optionally consists of heat-insulating material.

Außerdem kann eine entfernbare Trennwand zwischen einem unteren und einem oberen Bereich des zweiten Kanalsystems des Wärmetauschers einschaltbar sein und der obere Bereich Einlaß- und Auslaßöffnungen besitzen, die von Einlaß- bzw. Auslaßöffnungen im unteren Bereich getrennt sind.There can also be a removable partition between a lower and be switched on in an upper region of the second channel system of the heat exchanger and the upper portion have inlet and outlet ports leading from inlet and outlet ports, respectively. Outlet openings in the lower area are separated.

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt durch den Wärmetauscher, F i g. 2 einen Querschnitt nach der Linie II-II der F i g. 1, F i g. 3 einen Querschnitt nach der Linie III-III der F i g. 1. In der Zeichnung bezeichnet 1 eine Brennkammer, die unten geschlossen und als Aschkammer 1' ausgebildet ist. Die durch eine zylindrische Mantelwand 2 begrenzte Brennkammer 1 besitzt einen aufwärts gerichteten Rauchgaskanal3, der in ein erstes Kanalsystem übergeht, das durch zylindrische Mantelteile 4, 5, 6 und 7 sowie ringförmige Bodenplatten 8 und 9 begrenzt ist.An embodiment of the subject matter of the invention is in Drawing shown, it shows F i g. 1 a longitudinal section through the heat exchanger, F i g. 2 shows a cross section along the line II-II in FIG. 1, Fig. 3 shows a cross section according to the line III-III of FIG. 1. Referred to in the drawing 1 a combustion chamber which is closed at the bottom and designed as an ash chamber 1 '. The combustion chamber 1, which is delimited by a cylindrical jacket wall 2, has an upward direction directed flue gas channel3, which merges into a first channel system, which is through cylindrical Shell parts 4, 5, 6 and 7 and annular bottom plates 8 and 9 is limited.

Die zylindrischen Mantelteile 4, 5, 6 und 7 und die Bodenteile 8, 9 bilden zwei voneinander lösbare Einheiten 4, 5, 8 bzw. 6, 7, 9, die an einer Verbindungsstelle 10 miteinander verbunden sind. Die eine Einheit 4, 5, 8 ist mit dem Rauchgaskanal 3 fest verbunden und hat die Form einer Schale, während die andere Einheit 6, 7, 9 oben als ein Hohldeckel ausgebildet ist, der an der Verbindungsstelle 10 mit einem kragenförmigen Rand 10' versehen ist, der die schalenförmige Einheit nach oben abschließt. In den genannten yHohldeckel ist ein Abzugsrohr 11 für die Rauchgase eingeführt.The cylindrical casing parts 4, 5, 6 and 7 and the base parts 8, 9 form two units 4, 5, 8 and 6, 7, 9 which can be detached from one another and which are connected to one another at a connection point 10. One unit 4, 5, 8 is firmly connected to the flue gas duct 3 and has the shape of a shell, while the other unit 6, 7, 9 is designed at the top as a hollow cover which is provided with a collar-shaped edge 10 'at the connection point 10 is that closes the shell-shaped unit at the top. An exhaust pipe 11 for the flue gases is inserted into the above-mentioned hollow cover.

Ein zweites Kanalsystem für das zu erhitzende Medium umgibt allseitig das erste Kanalsystem. Das zweite Kanalsystem ist zwischen dem äußeren zylindrischen Teil 12 des Deckels b im oberen Bereich des den Wärmetauscher bildenden und mit a bezeichneten Behälters und der äußeren Mantelfläche des zylindrischen Mantelteiles 5, sowie zwischen den zylindrischen Mantelteilen 6 und 7 und einer besonderen, dazwischen gesetzten Trennwand 13 ausgebildet.A second channel system for the medium to be heated surrounds on all sides the first sewer system. The second channel system is between the outer cylindrical one Part 12 of the cover b in the upper region of the heat exchanger forming and with a designated container and the outer jacket surface of the cylindrical jacket part 5, as well as between the cylindrical shell parts 6 and 7 and a special one in between set partition wall 13 is formed.

Die Trennwand 13, die den Strom des zu erhitzenden Mediums den Mantelteilen 6 und 7 zu folgen zwingt. kann vorzugsweise aus einem wärmeisolierenden Material bestehen. Nach oben hin ist das zweite Kanalsystem durch den mit b bezeichneten abnehmbaren Deckel des Behälters rc begrenzt.The partition wall 13, the flow of the medium to be heated to the jacket parts 6 and 7 forces to follow. can preferably be made of a heat insulating material exist. Towards the top is the second channel system through the designated b removable lid of the container rc limited.

Das zweite Kanalsystem steht einerseits mit einer Einlaßöffnung 14 für das zu erhitzende Medium und andererseits mit zwei Auslaßrohren 15, 16 für das erhitzte Medium in Verbindung.The second channel system is connected on the one hand to an inlet opening 14 for the medium to be heated and on the other hand to two outlet pipes 15, 16 for the heated medium.

Mit 17 ist ein mit einem Motor 18 versehenes Gebläse für das zu erhitzende Medium bezeichnet. Das Gebläse 17 kann gegen eine Pumpe ausgetauscht werden, wenn das zu erhitzende Medium eine Flüssigkeit ist. Mit 19 ist eine in einem gesonderten Raum angebrachte ölpumpe bezeichnet, die den Brennstoff zu einem Brenner 20 pumpt, der gegebenenfalls auch in einer mit 21 bezeichneten Beschickungstür angeordnet sein kann.At 17 is provided with a motor 18 fan for the to be heated Medium called. The fan 17 can be exchanged for a pump, if the medium to be heated is a liquid. At 19 there is one in a separate one Space-mounted oil pump, which pumps the fuel to a burner 20, which may also be arranged in a loading door denoted by 21 can be.

Normalerweise strömt das zu erhitzende Medium durch die Einlaßöffnung 14 in den Wärmetauscher hinein und teilt sich am oberen Ende einer die Brennkammern 1 umgreifenden zylindrischen Trennwand 22 in zwei Zweigströme auf, wovon der eine am oberen Ende der Brennkammer 1 umgeleitet, in dem Ringraum zwischen Trennwand 22 und Brennkammer 1 erhitzt und durch den Auslaß 16 abgeführt wird, während der andere Zweigstrom nach aufwärts strömt, Wärme von dem rauchgasdurchströmten ersten Kanalsystem aufnimmt und am oberen Ende des Hohldeckels 6, 7, 9 bei der Trennwand 13 umgeleitet wird, um schließlich die Vorrichtung durch die Auslaßöffnung 15 zu verlassen. In diesem Fall werden somit zwei verschieden temperierte Ströme des gleichen Mediums erzeugt.Normally, the medium to be heated flows through the inlet opening 14 into the heat exchanger and divides at the upper end of a cylindrical partition 22 encompassing the combustion chambers 1 into two branch flows, one of which is diverted at the upper end of the combustion chamber 1, in the annular space between the partition 22 and combustion chamber 1 is heated and discharged through the outlet 16, while the other branch flow flows upwards, absorbs heat from the first channel system through which the flue gas flows and is diverted at the upper end of the hollow cover 6, 7, 9 at the partition wall 13 to finally pass the device through to leave the outlet opening 15. In this case, two differently tempered streams of the same medium are generated.

Durch das Einschalten einer bei 23 dargestellten ringförmigen, entfernbaren Trennwand kann der Wärmetauscher in einen unteren und einen oberen Bereich aufgeteilt werden. Das im unteren Bereich befindliche, durch die Einlaßöffnung 14 eingetretene zu erhitzende Medium, beispielsweise Luft, wird in diesem Falle mittels der Trennwand 22 an der Brennkammer vorbeigeführt und durch den Auslaß 16 entnommen. In den oberen Bereich, der durch die Trennwand 23 gegenüber dem unteren Bereich ab-, gedichtet ist, kann ein anderes zu erhitzendes Medium, beispielsweise eine Flüssigkeit, durch einen gesonderten Einlaß 24 zugeleitet und durch den Auslaß 15 entnommen werden. Infolge der Trennwand 23 wird also das eine Medium an der Brennkammer 1 erhitzt, während das im oberen Bereich befindliche zweite Medium an der Mantelfläche des zylindrischen, die schalenähnliche Erweiterung bildenden Teiles des Rauchgaskanals erwärmt wird.By turning on an annular, removable one shown at 23 The partition wall can divide the heat exchanger into a lower and an upper area will. The one located in the lower area, entered through the inlet opening 14 Medium to be heated, for example air, is in this case by means of the partition 22 passed by the combustion chamber and removed through the outlet 16. In the upper Area that is sealed off by the partition 23 from the lower area is, another medium to be heated, for example a liquid, can through fed to a separate inlet 24 and removed through outlet 15. As a result of the partition 23, one medium is heated at the combustion chamber 1, while the second medium located in the upper area on the lateral surface of the cylindrical part of the flue gas channel that forms the bowl-like expansion is heated.

Mit strichpunktierten Linien 25 ist ein äußeres Kanalsystem für erhitztes Medium bezeichnet, in dem sich eine Wärmekammer 26 befinden kann. Verschiedene zu erhitzende Gegenstände, z. B. Flugzeugmotoren, können in die Kammer 26 eingebracht und beheizt werden, insbesondere wenn Flugzeuge im Freien oder in kalten Hallen stehen. Somit bildet das Zirkulationssystem 15, 25, 16, 26, 25 und 14 eine geschlossene Einheit.With dash-dotted lines 25 is an external channel system for heated Medium denotes in which a heating chamber 26 can be located. Different too heating objects, e.g. B. aircraft engines can be introduced into the chamber 26 and heated, especially when aircraft are outdoors or in cold hangars stand. Thus, the circulation system 15, 25, 16, 26, 25 and 14 forms a closed one Unit.

Claims (5)

Patentansprüche: 1. Stehender, aus gleichachsig, ineinander angeordneten, zylindrischen Teilen bestehender Wärmetauscher mit innerer Brennkammer zum rekuperativen Erhitzen eines durchströmenden Mediums durch Rauchgase aus der Brennkammer, wobei die Rauchgase durch einen ersten Kanal und das zu erhitzende Medium durch einen zweiten Kanal strömen und die äußere Mantelfläche des Wärmetauschers einen Behälter bildet, der gleichzeitig den äußeren Mantelteil des zweiten Kanals bildet, d a d u r c h gekennzeichnet, daß der durch die äußere Mantelfläche des Wärmetauschers gebildete Behälter (a) durch einen abnehmbaren Deckel (b) geschlossen ist und daß in den Behälter (a) die unten geschlossene Brennkammer (1, 1') lose eingesetzt ist, deren aufwärts gerichteter Rauchgaskanal (3) in den ersten Kanal übergeht, wobei die den ersten Kanal begrenzenden Mantelteile (4 bis 9) zwei voneinander lösbare Einheiten (4, 5, 8 bzw. 6, 7, 9) bilden, von denen die eine (4, 5, 8) fest mit dem Rauchgaskanal (3) verbunden ist und die Form einer Schale aufweist, während die andere Einheit (6, 7, 9) als Hohldeckel ausgebildet mit einem kragenförmigen Rand (10) und einem Abzugsrohr (11) für die Rauchgase versehen die schalenförmige Einheit nach oben abschließt. Claims: 1. Standing heat exchanger consisting of equiaxed, nested, cylindrical parts with an inner combustion chamber for recuperative heating of a medium flowing through the combustion chamber using flue gases, the flue gases flowing through a first channel and the medium to be heated through a second channel and the outer jacket surface of the heat exchanger forms a container which at the same time forms the outer jacket part of the second channel, characterized by the fact that the container (a) formed by the outer jacket surface of the heat exchanger is closed by a removable cover (b) and that in the container ( a) the combustion chamber (1, 1 ') closed at the bottom is inserted loosely, the upwardly directed flue gas channel (3) of which merges into the first channel, the shell parts (4 to 9) delimiting the first channel being two detachable units (4, 5, 8 or 6, 7, 9), of which one (4, 5, 8) is fixed to the flue gas duct (3) verbu and has the shape of a shell, while the other unit (6, 7, 9) designed as a hollow cover with a collar-shaped edge (10) and an exhaust pipe (11) for the flue gases closes the shell-shaped unit at the top. 2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kragenförmige Rand (10) zwischen den beiden Einheiten an der kältesten Stelle des ersten Kanals angebracht ist. 2. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that that the collar-shaped edge (10) between the two units at the coldest point of the first channel is attached. 3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Kanalsystem im Bereich der Brennkammer (1) mittels einer die äußere Mantelfläche (2) der zylindrischen Wand der Brennkammer (1) umgreifenden Trennwand (22) unterteilt ist, daß ein Zweigkanal entsteht mit einer eigenen Auslaßöffnung (16). 3. Heat exchanger according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the second channel system in the region of the combustion chamber (1) by means of one encompassing the outer jacket surface (2) of the cylindrical wall of the combustion chamber (1) Partition wall (22) is subdivided so that a branch channel is created with its own outlet opening (16). 4. Wärmetauscher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine entfernbare Trennwand (23) zwischen einem unteren und einem oberen Bereich des zweiten Kanalsystems des Wärmetauschers einschaltbar ist und daß der obere Bereich eigene Einlaß- und Auslaßöffnungen (24, 15) aufweist. 4. Heat exchanger according to claim 3, characterized in that a removable partition wall (23) between a lower and an upper area of the second channel system of the heat exchanger can be switched on and that the upper area has its own inlet and outlet openings (24, 15). 5. Wärmetauscher nach Anspruch 3 oder 4, in dem das zweite Kanalsystem Trennwände besitzt, die so angeordnet sind, daß sie den Mediumstrom verlängern und an den heißen Wänden des ersten Kanals bzw. der Brennkammer vorbeizuströmen zwingen, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwände (13,22) aus wärmeisolierendem Material bestehen. In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschriften Nr. 872479, 455553.5. Heat exchanger according to claim 3 or 4, in which the second channel system has partition walls which are arranged so that they extend the flow of medium and force it to flow past the hot walls of the first channel or the combustion chamber, characterized in that the partition walls (13 , 22) are made of heat-insulating material. Documents considered: French Patent Specifications Nos. 872479, 455553.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR455553A (en) * 1913-03-14 1913-08-04 Eduard Behrsin Fan unit for heating by superheated air
FR872479A (en) * 1940-10-30 1942-06-10 Hot air generator

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