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Die Erfindung bezieht sich auf einen Stahlrohrrekuperator mit senkrecht
in einem horizontalen Heizgaskanal hängenden und in Querreihen angeordneten U-Rohren,
deren Endabschnitte an den Endabschnitten benachbarter U-Rohre anliegen, wobei jeweils
die in Heizgasströmungsrichtung vorderen und hinteren Rohrschenkel einer Querreihe
im Abstand voneinander senkrecht zur Heizgasströmungsrichtung auf gleicher Höhe
liegen. Bei einem bekannten derartigen Rekuperator (deutsche Patentschrift
154579) ist durch Ineinanderschachteln solcher U-Rohr-Querreihen eine versetzte
Rohranordnung erzielt.
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Bei einem Wärmetauscher mit stehenden #U-Rohren (USA.-Patentschrift
1694 395) wie auch bei einem Wärmetauscher mit liegenden U-Rohren
(deutsche Auslegeschrift 1008 330) ist es bekannt, die Rohre einer Querreihe
in einer schräg zur Strömungsrichtung des die Rohre anströmenden Mediums gelegenen
Ebene anzuordnen. Bei dem letztgenannten Wärmetauscher liegen die Rohrkrärnrner
der übereinander angeordneten und in Strömungsrichtung des die Rohre ausströmenden
Mediums versetzt zueinander vorgesehenen U-Rohre aneinander.
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Bei Stahlrohrrekuperatoren mit hängenden U-förmigen Rekuperatorrohren
ergibt sich häufig der Überstand, daß die Rohre insbesondere am unteren Ende sich
verdrehen und der Abstand von den benachbarten Rohren verändert wird. Hierdurch
wird nicht nur eine unterschiedliche Beaufschlagung der Rohre durch die Heizgase
bewirkt, sondern werden ungünstige.Strömungsverhältnisse des Heizgases und eine
ungleichmäßige Ablagerung von Stäuben, insbesondere an der Oberseite der Rohrkrümmer,
verursacht. Bei dem eingangs genannten bekannten Rekuperator wird dies dadurch vermieden,
daß die Rohrkrümmer aneinanderliegen, was jedoch dort zur Folge hat, daß der lichte
Abstand zwischen zwei quer zur Heizgasströmung nebeneinanderliegenden Rohrschenkeln
nur gleich einem Rohrdurchmesser ist. Hierdurch ergeben sich hohe Strömungswiderstände
für die Heizgase.
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Durch die Erfindung sollen diese Nachteile vermieden werden,
d. h. die bei Festlegung des Ab-
standes der U-Rohre bisher auftretenden
ungünstigen Strömungsverhältnisse des Heizgases sowie die starke Ablagerung von
Stäuben an den unteren Rohrenden sollen beseitigt werden. Die Verbesserung soll
mit einfachen Mitteln erreicht werden und bei bereits bestehenden Rekuperatoren
anläßlich des Austausches von Rohren anzuwenden sein.
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Zur Erreichung dieses Zieles geht die Erfindung von einem Stahlrohrrekuperator
der eingangs genannten bekannten Gattung aus und sieht vor, daß jeweils beide Rohrschenkel
sowie der Rohrkrümmer in einer schräg zur Heizgasströmungsrichtung verlaufenden
Ebene angeordnet sind, der in Helzgasströmungsrichtung vom gelegene Schenkel eines
U-Rohres in der Heizgasströmungsrichtting mit dem hinteren Schenkel eines der benachbarten
U-Rohre derselben Querreihe fluchtet und die unmittelbar benachbarten U-Rohre einer
Querreihe unterschiedlich lang sind.
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Wählt man vorzugsweise die Längendifferenz der unmittelbar benachbarten
Rohre einer Querreihe größer als der äußere Rohrdurchmesser, so können die Heizgase
die Oberseite des Rohrkrümrners vollständig oder fast vollständig bestreichen, wodurch
das Ablagern von Stäuben an' der Oberseite der> Krümmers weitgehend vermieden wird.
In Verbindung mit der Schrägstellung des Krümmers ergibt sich dabei eine Reinigungswirkung
an den Krämmein von bisher nicht bekannter Art.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigt F i g. 1 den Querschnitt durch den Heizgaskanal mit dem schematisch
dargestellten Stahlrohrrekuperator, F i g. 2 einen Seitenschnitt
durch den Kanal und F i g. 3 einen Horizontalabschnitt durch die Rohre
und den Heizgaskanal, F i g. 4 in vergrößertem Maßstab einen Ausschnitt aus
F i g. 2 und F i g. 5 gleichfalls in vergrößertem Maßstab die Lage
und Anordnung der Rohre zueinander.
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In dem horizontalen Heizgaskanal 1 mit seinen senkrechten Seitenwänden
2 und dem Boden 3 ist eine Vielzahl zu einem oder mehreren Bündeln oder Gruppen
zusammengefaßter Rohre R eingehängt, deren unteres Ende bei 4 über dem Boden des
Kanals3 gelegen ist, während das obere Rohrende in Überleitungs- und Vertellerkästen
5 bzw. in Sammelkästen 6 mündet.
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Die Rohre weisen einen geraden Schenkel 7 und einen im Abstand
hiervon gelegenen parallelen Schenkel 8 auf, die an ihrem unteren Ende durch
einen Krümmer 9 oder einen gekrümmten Abschnitt miteinander verbunden sind.
Das obere Ende des Schenkels 7 ragt bei 7a in den Überleitungs- oder Verteilerkasten
5, der von dem oberen Ende 8 a des zweiten Schenkels 8 durchsetzt
wird, das seinerseits in den Sammelkasten 6 mündet.
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Die Rohre R können, wie insbesondere aus F i g. 2 und
3 hervorgeht, gruppenweise zusammengefaßt sein, so z. B. zu den Gruppen I,
II, wobei die luftseitige Schaltung dieser Rohre in bekannter Weise im Kreuzgleichstrom
oder Kreuzgegenstrom zu den in Pfeilrichtung P durch den Kanal 1 strömenden
Heizgasen erfolgen kann.
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Die Rohre R sind in Querreihen zusammengefaßt. Derartige Querreihen
sind in F i g. 3 mit den Bezugsziffern 13, 14, 15, 16 ...
20 für die Rohrgruppe I und 21 ... 28 für die Rohrgruppe 11 versehen.
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Die Rohre sind in dem Heizgaskanal 1 derart angeordnet, daß
die beiden Schenkel 7,8 und der Rohrkrümmer 9 in einer schräg zur Strömungsrichtung
(Pfeilrichtung P) verlaufenden Ebene E (vgl. F i g. 3
und
5) gelegen sind. Des weiteren ist die Anordnung der Rohre so getroffen, daß
sich die benachbarten Rohre einer Querreihe mit entsprechenden Rohrabschnitten berühren
bzw. aneinanderliegen.
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Wie in F i g. 4 und 5 gezeigt, weist das Rohr R' kürzere
Schenkel T, 8' und damit einen höher gelegenen Krümmer 9' auf als
das Rohr Y' mit den Schenkeln 7", 8" und dem Krümmer 9". Daher liegt
der Schenkel 7" an dem Krümmer 9' an. Bei dem Rohr R', das wiederum
kürzer als das Rohr R" ist, liegt der Schenkel 8" an dem Krümmer 9111 an,
an dem auch der Schenkel 7rv des Rohres RIv Anlage findet. Somit liegen die jeweils
längeren Rohre entweder mit ihren vorderen oder mit ihren hinteren Schenkeln an
dem Krümmem der benachbarten kürzeren Rohre an, wodurch sich ein Rohrpaket ergibt,
in welchem trotz fluchtender Rohranordnung ein weitgehend gleicher Abstand der benachbarten
Rohre zueinander gegen ist und ein Verwinden der
Rohre, insbesondere
am unteren Ende, weitgehend ausgeschaltet ist.
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Die vorderen und die hinteren Schenkel 7, 8 der Rohre einer
Querreihe sind, wie aus F i g. 3 und 5
besonders zu erkennen ist, senkrecht
zur Strömungsrichtung auf gleicher Höhe gelegen (vgl. Linien S in F i
g. 5). Aber auch in Strömungsrichtung der Heizgase (Pfeilrichtung P) fluchten
die vorderen Schenkel 7 der Rohre einer Querreihe mit den hinteren Schenkeln
8 eines benachbarten Rohres der Querreihe. So z. B. liegt der Schenkel
7... des Rohres R... in Strömungsrichtung der Heizgase genau vor dem
Schenkel 8' des Rohres R'. Diese Anordnung hat den besonderen Vorteil, daß
man bei einem vorhandenen Rekuperator mit dem vorgegebenen Abstand der Bohrungen
7 b, 8 b im Boden 5 b
des Kastens 5 die erfindungsgemäßen
Rohre ohne Schwierigkeiten einsetzen kann, wobei der weitere Vorteil erzielt wird,
daß die Krümmer der bei der erfindungsgemäßen Anordnung benutzten Rohre einen größeren
Radius aufweisen als die der vorher benutzten Rohre, deren Radius von dem Abstand
der in Heizgasströmungsrichtung aufeinanderfolgenden Bohrungen 7 b,
8 b im Boden des Kastens 5 bestimmt wird. Mit anderen Worten,
statt eines Radius des Rohrkrümmers, der dem halben Abstand des Schenkels
7... vom Schenkel 8' entspricht, kann nunmehr ein Radius für den Krümmer
gewählt werden, der dem halben Abstand des Schenkels 7.. von dessen zugeordnetem
Schenkel 8... entspricht.
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In F i g. 4 ist auch dargestellt, daß die unmittelbar benachbarten
Rohre einer Querreihe 13 ... 28 unterschiedlich lang sind. Vorzugsweise ist
die Längendifferenz größer als der äußere Rohrdurchmesser, so daß sich ein Zwischenraum
Z zwischen den Rohrkrümmern zweier benachbarter Rohre einer Querreihe ergibt, durch
den das Heizgas hindurchströmen kann. An der Oberseite 0 der Krümmer sich
absetzender Staub wird durch die Heizgase fortgespült und kann zwischen den einzelnen
Reihen 13 ... 28 auf den Kanalboden fallen.