DE1501452A1

DE1501452A1 - Heat exchanger

Info

Publication number: DE1501452A1
Application number: DE19661501452
Authority: DE
Inventors: Brandis Dipl-Ing Curt; Siemer Dipl-Ing Herward; Fritz Lameter; Alexander Maywald
Original assignee: Weser AG
Current assignee: Weser AG
Priority date: 1966-10-01
Filing date: 1966-10-01
Publication date: 1970-01-08
Also published as: NL6711485A; GB1193175A; BE701912A; FR1551027A; CH507496A; ES344211A1; AT289868B

Description

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Titel: '.Värmetauscher.Title: '.Värmetauscher.

Die Srfändung betrifft Wärmetauscher mit mehreren, durchströmten, sich in einem Gehäuse umgebenden Kammern, deren Wände aus durchströmten, ringförmig gebogenen und dicht miteinander verbundenen Rohren gebildet sind.The seizure concerns heat exchangers with several, flowed through, chambers surrounding each other in a housing, the walls of which are made of flow-through, annularly curved and tightly connected to each other connected pipes are formed.

Kinfachste Bauformen solcher Wärmetauscher sind als Kühler für Flüssigkeiten bekannt geworden, bei denen in einem zylindrischen Gehäuse mit Bogen, Deckel, Zu- und Ablauf, mehrere Mantelrohre konzentrisch ineinandergesteckt sind, die infolge unterschiedlicher Durchmesser mehrere sich einander umgebende Kammern bilden (DBP 837.542). Die zu kühlende Flüssigkeit durchströmt die Kammern in wechselnden Richtungen. Eine Verbesserung der Kühlwirkung kann durch doppelwandige Mantelrohre mit innerem Hohlraum erzielt werden. Da solche ',Värmetauscher von nur einem Medium durchströmt werden können, findet der Wärmetausch nur zwischen diesem Medium und den Wandungen der Kammern und des Gehäuses statt.The simplest designs of such heat exchangers are as coolers become known for liquids, in which in a cylindrical housing with bend, cover, inlet and outlet, several Casing pipes are concentrically plugged into one another, the several surrounding one another due to different diameters Form chambers (DBP 837.542). The liquid to be cooled flows through the chambers in alternating directions. An improvement the cooling effect can be achieved by double-walled jacket pipes with an inner cavity. Because such ', heat exchanger can be flown through by only one medium, the heat exchange takes place only between this medium and the walls of the Chambers and the housing.

Wärmetauscher der genannten Bauart für mehrere strömende Medien besitzen hohle Kammerwandungen mit einem darin angeordneten Leitungssystem, welches von einem zweiten Medium durchströmt wird (DRP 522.962). Solche Wärmetauscher sind insbesondere als Dampferzeuger bekannt, bei denen das Heizmedium die Kammern und Wasser das Leitungssystem der Kammerwandungen durchströmt. Eine hierauf aufbauende Entwicklung hat bereits zu Konstruktionen geführt, bei denen die Kammerwandungen unmittelbar durch Jiohr-Heat exchangers of the type mentioned for several flowing media have hollow chamber walls with one arranged therein Line system through which a second medium flows (DRP 522.962). Such heat exchangers are in particular as Known steam generators in which the heating medium flows through the chambers and water flows through the pipe system of the chamber walls. One Development based on this has already led to constructions in which the chamber walls are directly

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wendeln gebildet werden, deren Rohre eng aneinander liegen oder client, miteinander verbunden sind, um eine V/and zu bilden (DRP 164*756, 293.360, 647.193, DBP 963.604, DAS 1.186.876 u.a.) Bei diesen Ausführungen besteht ein Mantelrohr oder bestehen mehrere, konzentrisch ineinandergesteckte Mantelrohre, welche Kammerwände bilden, jeweils aus um die Längsachse des Wärmetauschers gewickelten Rohrschlangen, die von einem an dem Y/ärmetausch beteiligten Medium durchströmt werden. Es handelt sich hierbei meistens um Dampferzeuger, bei denen Wasser durch diese Rohre strömt. Die hiernach bekannten Konstruktionen liegen der Erfindung zugrunde, deren Aufgabe eine Verbesserung dieser bekannten und in der Wirkung gelobten Konstruktionen hinsichtlich der Anpassungsmöglichkeiten an unterschiedliche Leistungsforderungen, Herstellungsaufwand und Montageaufwand am Betriebsort ist»coils are formed, the tubes of which are close to each other or client, are connected to each other to form a V / and (DRP 164 * 756, 293.360, 647.193, DBP 963.604, DAS 1.186.876, etc.) With these versions there is a jacket pipe or there is several, concentrically nested casing tubes, which Chamber walls form, in each case from coiled tubes wound around the longitudinal axis of the heat exchanger, which are connected to the Y / heat exchanger medium involved are flowed through. These are mostly steam generators, in which water flows through them Pipes flows. The constructions known hereinafter are based on the invention, the object of which is to improve this known and constructions praised in terms of their effectiveness in terms of the ability to adapt to different performance requirements, Manufacturing costs and assembly costs at the place of operation is »

Zur Lösung der gestellten Aufgabe werden erfindungsgemäß wesentliche Gestaltungsmerkmale eines Wärmetauschers der eingangs beschriebenen Bauart darin gesehen, daß der Wärmetauscher aus mehreren, in Ebenen quer zur Längsachse der ringförmigen Kammern dicht miteinander verbindbaren, in sich vollständig ausgerüsteten Elemente aufgebaut ist, von denen jedes aus einem Teil des Gehäuses, aus darin angeordneten Abschnitten von durch Rohre gebildeten Kammerwänden und aus den für den Betrieb des Wärmetauschers erforderlichen Einrichtungen besteht.According to the invention, essential elements are used to solve the problem Design features of a heat exchanger of the type described at the outset are seen in the fact that the heat exchanger consists of several, in planes transversely to the longitudinal axis of the annular chambers can be tightly connected to one another, completely equipped in themselves Elements is constructed, each of which is formed from a part of the housing, from sections of pipes arranged therein Chamber walls and the facilities required for the operation of the heat exchanger.

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Sinngemäß soll diese etwas vereinfachte Ausdrucksforra umfassen, daß ein aus derartigen Elementen aufgebauter Wärmetauscher nach dem Zusammenbau der Elemente betriebsklar ist. Die Elemente werden daher bei ihrer Anfertigung je nach dem Bestimmungszweck des Wärmetauschers mit den für diesen Zweck erforderlichen Armaturen, Zweigleitungen, Anschlüssen usw. ausgerüstet, so daß die Montage des Wärmetauschers am Betriebsort lediglich in einer Befestigung der Elemente, in der Verbindung der Elemente untereinander und gegebenenfalls in dem Verlegen einiger Hilfsleitungen usw. besteht.This somewhat simplified expression is intended to encompass that a heat exchanger constructed from such elements is ready for use after the elements have been assembled. The elements are therefore in their manufacture depending on the Intended purpose of the heat exchanger with the fittings, branch lines, connections, etc. required for this purpose. equipped, so that the assembly of the heat exchanger at the operating site only in a fastening of the elements in the connection the elements with each other and, if necessary, in the laying of some auxiliary lines, etc.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung wird darin gesehen, daß der Wärmetauscher aus im Herstellerwerk vollständig oder doch wenigstens nahezu vollständig gefertigten Elementen besteht. Diese Vorfertigung der Elemente in den Werkstätten des Herstellerwerkes ist nicht nur kostensparender, weil umfangreiche I«;ontageaufwendungen entfallen, sondern ermöglicht auch einen erheblich besseren Gütegrad der Arbeitsausführung und der davon abhängigen Eigenschaften des Wärmetauschers, weil die Herstellung der Elemente in den Werkstätten des Herstellerwerkes unter den bestmöglichen Bedingungen erfolgt.A major advantage of the invention is seen in the fact that the heat exchanger is completely or at least made in the manufacturer's works consists of at least almost completely manufactured elements. This prefabrication of the elements in the workshops of the manufacturer is not only more cost-effective because of extensive daily expenses omitted, but also enables a significantly better quality of work execution and that of it dependent properties of the heat exchanger, because the manufacture of the elements in the workshops of the manufacturing plant under takes place under the best possible conditions.

Gleichrangig mit diesen Vorzügen ist zu bewerten, daß die erfindungsgemäße Ausbildung des Wärmetauschers eine Anpassung ein und derselben Grundkonstruktion an unterschiedliche Leistungsforderungen ermöglicht. Zur Anpassung an solche unterschiedlichen Leistungsforderungen werden lediglich Elemente inEquivalent to these advantages is to be assessed that the inventive Formation of the heat exchanger an adaptation of one and the same basic construction to different performance requirements enables. To adapt to such different performance requirements, only elements in

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der erforderlichen Zahl montiert. Dadurch können Wärmetauscher nach der Erfindung auf Vorrat hergestellt werden, so daß bei Bedarf nach den aufgegebenen Leistungsdaten ein diesen Daten entsprechender Wärmetauscher zusammengestellt werden kann. Damit ergibt sich die Möglichkeit, jederzeit einzelne Elemente eines Wärmetauschers, z. B. für Reparaturzwecke, schnell mit wenig Aufwand auszuwechseln. Sogar eine nachträgliehe Vergrößerung oder Verkleinerung eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers kann vorgenommen werden.the required number assembled. As a result, heat exchangers according to the invention can be produced in stock, so that If necessary, a heat exchanger corresponding to these data can be compiled according to the performance data given can. This makes it possible to use individual elements of a heat exchanger at any time, e.g. B. for repair purposes, can be changed quickly with little effort. Even a subsequent enlargement or reduction of an inventive Heat exchanger can be made.

Zur Vervollständigung des angestrebten Zieles ist vorgesehen, daß die Rohre aller mantelrohrförmigen Kammerwandabschnitte jedes Elementes zu nur einer durchgehenden Schlange oder V/endel miteinander verbunden sind, die demzufolge nur ein Einlaufende, und ein Auslaufende aufweist. Diese Maßnahme vereinfacht die Konstruktion und ist für die meisten Verwendungszwecke ausreichend, denn in der Regel erfolgt der Wärme tausch in solchen Geräten zwischen zwei Medien, von denen eines die Kammern und eines die die Kammerwände bildenden Rohre durchströmt. Falls mehrere Medien an dem Wärmetausch in einem Gerät beteiligt sind, lassen sich dafür besondere Rohrschlangen schaffen, wie es später noch erläutert wird, oder können Rohrschlangen verschiedener Elemente an verschiedene Kreisläufe oder dgl. angeschlossen werden. Bei einer der Erfindung im Sinne nach am besten entsprechenden Konstruktion können die beiden Enden der Rohrschlange jedes· Elementes aus dem Gehäuse herausgeführt und außerhalb des Gehäu-To complete the aim, it is provided that the tubes of all jacket-tube-shaped chamber wall sections of each element to only one continuous snake or v / endel are connected to each other, which accordingly has only one inlet end and one outlet end. This measure simplifies the Construction and is sufficient for most purposes, because the heat exchange usually takes place in such Devices between two media, one of which flows through the chambers and one of which flows through the tubes forming the chamber walls. If several media are involved in the heat exchange in one device, special pipe coils can be created for this, as will be done later Will be explained below, or coils of different elements can be connected to different circuits or the like. In a construction that best corresponds to the invention, the two ends of the pipe coil can each Element led out of the housing and outside of the housing

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ses miteinander in Verbindung gebracht werden. Für diese Verbindung ist eine Reihenschaltung, bei der das Auslaufende der Rohrschlange des einen Elementes und das Einlaufende der Rohrschlange des benachbarten Elementes z. B. durch Plansche aneinandergeschlossen sind, so daß die Rohrschlangen der einzelnen Elemente nacheinander durchströmt werden, besonders einfach. Aus wärmetechnischen Gründen ist eine solche Lösung vielfach nicht angebracht. Erfindungsgemäß ist für solche Fälle vorgesehen, daß einerseits die Einlaufenden der Rohrschlangen der Elemente in einen gemeinsamen Einlaufsammler und andererseits die Auslaufenden dieser Rohrschlangen in einen gemeinsamen Auslaufsammler münden, so daß die Rohrschlangen der einzelnen Elemente parallel zueinander durchströmt werden, wobei man durch weitere Hilfsmittel erreichen kann, daß diese Paralleldurchströmung nicht nur gleichsinnig, sondern bei Bedarf auch in entgegengesetzten Richtungen erfolgen kann. Sowohl der bzw. die Einlaufsammler als auch der bzw. die Auslaufsammler werden vorteilhaft außerhalb des Gehäuses angeordnet. Bei gleichsinniger Paralleldurchströmung werden ein Einlaufsammler und ein Auslaufsammler als über alle Elemente durchgehend ausgebildet. Bei äußerer Anordnung können die Sammler in individueller Weise gestaltet werden, und ihre Lage sowie ihre Form beeinflussen den Bau der Elemente selbst nicht. be associated with each other. For this connection, a series connection in which the outlet end of the coil of one element and the inlet end of the coil of the adjacent element z. B. are connected to each other by splashes, so that the coils of the individual elements are flowed through one after the other, particularly simple. Such a solution is often not appropriate for thermal reasons. According to the invention it is provided for such cases that on the one hand the inlet ends of the coils of the elements open into a common inlet header and on the other hand the outlet ends of these coils open into a common outlet header so that the flow through the coils of the individual elements is parallel to one another, which can be achieved by further aids that this parallel flow can take place not only in the same direction, but also in opposite directions if necessary. Both the inlet collector (s) and the outlet collector (s) are advantageously arranged outside the housing. With parallel flow in the same direction , an inlet header and an outlet header are designed to be continuous across all elements . When arranged externally , the collectors can be designed individually, and their position and shape do not affect the construction of the elements themselves.

Sollten die Temperaturverhältnisse im Wärmetauscher gegenüber der äußeren Umgebung eine Isolierung erforderlich machen, istShould the temperature conditions in the heat exchanger make insulation necessary from the external environment vorgesehen, daß diese Isolierung ebenfalls abschnittsweise aufprovided that this insulation also in sections

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die Außenfläche jedes einzelnen Elementes aufgebracht ist. Jedes Element soll also mit einer in sich selbständigen Isolierung versehen sein, deren Materialien je nach dem Verwendungszweck ausgewählt sein können. Erreicht wird dadurch, daß eine evtl. erforderliche Isolierung den durch die Erfindung angestrebten Zweck nicht behindert. Es entstehen zwar zwischen den Isolierungen der einzelnen Elemente im Bereich der Verbindungsebenen dieser Elemente ringförmige Zwischenräume ohne Isolierung, aber diese Zwischenräume sind meistens nicht hinderlich oder können nachträglich mit einem geeigneten Isolierstoff ausgefüllt werden.the outer surface of each individual element is applied. Each element should therefore have an independent insulation be provided, the materials of which can be selected depending on the purpose. What is achieved is that any insulation that may be required does not hinder the purpose aimed at by the invention. Although there are between the insulation of the individual elements in the area of the connection levels these elements are annular spaces without insulation, but these spaces are usually not a hindrance or can be filled in later with a suitable insulating material.

Zur Erzielung einer stabilen und zweckmäßigen Ausbildung der Verbindung der einzelnen Elemente untereinander wird ergänzend vorgeschlagen, daß jedes Element an den beiden Seitenrändern seines Gehäuseteiles je einen nach außen gerichteten Plansch aufweist. Diese Plansche können dann unter Einschaltung einer Dichtung unmittelbar miteinander verschraubt werden, jedoch wird sich die Montage der Verbindung schneller und leichter ausführen lassen, wenn anstelle unzählig vieler Bolzen für jede einzelne Planschverbindung nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung durchgehende Anker verwendet werden, die die einzelnen Plansche durchgreifen und an ihren Enden mit aufschraubbaren Muttern oder gegebenenfalls mit Treibkeilen oder dgl. versehen sind.In order to achieve a stable and appropriate design of the connection between the individual elements, this is supplemented proposed that each element on the two side edges of its housing part each have an outwardly directed splash having. These puddles can then be screwed together directly with the inclusion of a seal, however the assembly of the connection will be quicker and easier if instead of countless many bolts for each single facing connection can be used according to a further proposal of the invention through anchors, which the individual Reach through the pool and at its ends with screw-on nuts or, if necessary, with drive wedges or the like are.

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Insbesondere bei großen Ausführungen und liegender Anordnung des Wärmetauschers ist es empfehlenswert, jedes Element mit eigenen Stützgliedern auszurüsten, die auf einer Unterlage, z. B. einem Fundament, befestigbar sind.It is advisable to include each element with large versions and a horizontal arrangement of the heat exchanger equip your own support members that are on a pad, z. B. a foundation can be fastened.

Wärmetauscher der erfindungsgemäßen Art können zum Kühlen oder Heizen von Flüssigkeiten oder Gasen bzw. Flüssigkeiten und Gasen Verwendung finden. Eine bevorzugte Ausführungsform des erfingungsgemäßen Wärmetauschers wird darin gesehen, daß er als Heißwasserbereiter oder als Schnelldampferzeuger ausgebildet ist, in der Form, daß die Kammern von einem Heizmittel und die Rohre der Kammerwände von Wasser durchströmt werden. Als Heizmittel ist im ersten Fall z. B. Dampf geeignet, aber auch Abgase, Rauchgase oder dgl. können insbesondere im zweiten Fall Verwendung finden. Durch den wärmetechnisch günstigen Aufbau des erfindungsgemäßen Wärmetauschers wird der genannte Verwendungszweck besonders nahegelegt. Es bereitet keine großen Schwierigkeiten, insbesondere keine das durchschnittliche Können eines Fachmannes übersteigenden Schwierigkeiten, den vorgeschlagenen Wärmetauscher als Mehrzug-Flammrohr-Rauchrohrkessel mit Wasserrohren auszubilden. Bei einer solchen Ausführungsart bilden die raittige Kammer mit im wesentlichen rundem Querschnitt das Flammrohr, die diese mittige Kammer umgebenden ringförmigen Kammern die Rauchrohre und die Rohre der Kammerwände die Wasserrohre. Eine solche Konstruktion ist außerordentlich wirtschaftlich, wobei das schon herausgestellte Merkmal einer leichten AnpassungHeat exchangers of the type according to the invention can be used for cooling or Find heating of liquids or gases or liquids and gases use. A preferred embodiment of the inventive Heat exchanger is seen in the fact that it is designed as a hot water heater or as a high-speed steam generator is, in the form that the chambers are traversed by a heating medium and the tubes of the chamber walls by water. As a heating medium is in the first case z. B. steam suitable, but also exhaust gases, flue gases or the like. Can especially in the second case Find use. Due to the thermally favorable construction of the heat exchanger according to the invention, the stated purpose is achieved particularly suggested. It doesn't cause much difficulty, especially not the average skill level of one Difficulties exceeding those skilled in the art, the proposed heat exchanger as a multi-pass flame tube smoke tube boiler with water pipes to train. In such an embodiment, the raittige chamber with an essentially round cross-section form the flame tube, the annular chambers surrounding this central chamber are the smoke tubes and the tubes of the chamber walls are the water tubes. Such a construction is extremely economical, with the feature of easy adaptation already highlighted

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an unterschiedliche leistungsforderungen besonders zur Geltung kommt. Ein Kessel dieser Art kann auch mit einem Überhitzer gebaut werden. Zu diesem Zweck werden zwischen den die Kammerwände einzelner oder mehrerer Elemente bildenden Rohre zusätzlich Rohrschlangen angeordnet, die in den die Rauchgaszüge darstellenden Kammern frei aufgehängt und an den tJberhitzerkreislauf angeschlossen sind. Bei einem Heizkessel mit den erfindungcgemäßeii Merkmalen werden die Stirnseiten des Gehäuses zweckmäßig aus einem feuerfesten Gestein aufgemauert, wobei eine der beiden Stirnmauern als Feuerung ζ. Β. einen Ölbrenner aufnimmt, dessen Flamme in die mittlere, das Flammrohr darstellenden Kammer gerichtet ist.to different performance requirements particularly to the advantage comes. A boiler of this type can also be built with a superheater. For this purpose, the chamber walls are placed between the individual or multiple elements forming pipes are additionally arranged in coils that represent the flue gas passages Chambers are freely suspended and connected to the superheater circuit. In the case of a boiler with the according to the invention Features, the end faces of the housing are expediently built up from a refractory stone, one of the two Front walls as firing ζ. Β. an oil burner receives, the flame in the middle, the flame tube representing chamber is directed.

Zur Herstellung der Umkehrungen für die Rauchgaszüge lassen sich an den äußeren Seiten der beiden Endelemente zwischen,ihren die Kammerwände bildenden Rohren und dem Mauerwerk freie Durchgänge schaffen. Der letzte Rauchgaszug wird vorteilhaft von der äußeren Kammerwand und der Gehäusewand umschlossen, wobei die Kammerwand mit einem geeigneten Abstand von der Gehäusewand angeordnet ist. Die Durchströmung der als Wasserrohre dienenden, die Kammerwände bildenden Rohre erfolgt zweckmäßig in einem schon erwähnten Parallelstrom in der Weise, daß zunächst die den äußeren Rauchgaszug umschließenden Rohre und zuletzt die das Flammrohr umschließenden Rohre durchflossen werden. Dementsprechend muß natürlich auch die Schlange der Roh·» re in den Abschnitten jedes Elementes gewickelt sein. Um dabeiTo produce the reversals for the flue gas flues can be on the outer sides of the two end elements between their The pipes forming the chamber walls and the masonry create free passages. The last flue gas pass is advantageous enclosed by the outer chamber wall and the housing wall, the chamber wall at a suitable distance from the housing wall is arranged. The flow through the pipes serving as water pipes and forming the chamber walls is expedient in an already mentioned parallel flow in such a way that first the pipes surrounding the outer flue gas duct and finally the pipes surrounding the flame tube are traversed. Correspondingly, of course, the snake of the raw must also re wrapped in the sections of each element. To do it

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zu erreichen, daß der Einlauf jeder Schlange und auch ihr Auslauf im äußeren Kammerwandabschnitt liegen und ohne Schwierigkeiten nach außen geführt werden können, soll bei ungerader Zahl von sich umgebenden Kammerwandabschnitten wenigstens die Wendelung der Rohre in einem Kammerwandabschnitt doppelgängig sein.to achieve that the inlet of each snake and also its outlet are in the outer chamber wall section and without difficulty can be led to the outside, if there is an odd number of surrounding chamber wall sections, at least the Coiling of the tubes in a chamber wall section must be double-threaded.

Die spezielle Art der ringförmigen Kammern mit über die gesamte Länge gleichbleibendem Querschnitt gibt dem Konstrukteur die Möglichkeit, die Kammerquerschnitte von innen nach außen kleiner werden zu lassen, mit dem Ziel, in allen Kammern eine gleichbleibende Rauchgasgeschwindigkeit zu erreichen. Die dazu nötigen Querschnitte lassen sich leicht errechnen. Die Erfindung schafft aber glatte Kammerwände, gleichbleibende Kammerquerschnitte und keine in die Kammern hineinragenden Vorsprünge als Voraussetzung für die genannte Maßnahme. Bisher war eine gleichbleibende Gasgeschwindigkeit bei solchen als Heizkessel verwendeten Wärmetauschern nicht ohne weiteres möglich.The special type of ring-shaped chambers with a constant cross-section over the entire length gives the designer this Possibility of making the chamber cross-sections smaller from the inside to the outside, with the aim of maintaining a constant in all chambers To achieve flue gas speed. The cross-sections required for this can easily be calculated. The invention creates but smooth chamber walls, constant chamber cross-sections and no projections protruding into the chambers as a prerequisite for the measure mentioned. So far there has been a constant gas velocity not easily possible with such heat exchangers used as heating boilers.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist auf der Zeichnung dargestellt. Es zeigenAn embodiment of the invention is shown in the drawing. Show it

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt des Erfindungsgegenstandes und1 shows a schematic longitudinal section of the subject matter of the invention and

Fig. 2 einen schematischen Querschnitt nach der Linie II-II der Fig. 1.Fig. 2 is a schematic cross section along the line II-II of Fig. 1.

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Das auf der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt die Anwendung der Erfindung bei einem Heizkessel, in der Bauart eines Mehrzug-Flammrohr-Rauchrohrkessels.The embodiment shown in the drawing shows the application of the invention to a boiler of the type of a multi-pass flame tube smoke tube boiler.

Das Gehäuse 1 dieses Kessels ist auf der Zeichnung mit dicken Linien dargestellt. Es hat die Form eines Rohres mit waagerechter Mittelachse. Die Fig. 1 zeigt die Unterteilung des Gehäuses in mehrere Abschnitte mit parallel zueinander und senkrecht zur erwähnten horizontalen Mittelachse liegenden Trennebenen. Die Stirnkanten jedes Gehäuseteiles 2 sind mit einem nach außen gerichteten Flansch 3 versehen, so daß die einzelnen Gehäuseteile 2 beispielsweise durch Schrauben unter Zwischenschaltung einer Dichtung miteinander verbindbar sind. In jedem Gehäuseteil 2 sind mehrere konzentrisch ineinander gesteckte Kammerwandabschnitte 4 und 5 angeordnet, die erfindungsgemäß aus dicht miteinander verbundenen Rohrwendeln gebildet sind, so daß die in der Ebene der Hilfslinie 6 und die in der Ebene der Hilfslinie 7 entsprechend Fig. 1 liegenden Kammerwandabschnitte 4 bzw. 5 jeweils eine Kammerwand bilden, wobei im Falle des Ausführungsbeispieles diese Kammerwände die Rauchgaszüge einschließen. Die Zugrichtung der Rauchgase ist zum besseren Verständnis mit dünnen Pfeilen in Fig. 1 angegeben. Zwischen den beiden in der Ebene der Hilfslinien 6 und 7 liegenden Kammerwänden sind weitere Rohre 8 erkennbar, die jedoch nicht eng aneinanderliegen und, bezogen auf das Beispiel, Rohre einer Überhitzerschlange sein können, die in einem der Rauchgaszüge angeordnet ist. Bei der Gestaltung der Kammerwandabschnitte aus wendeiförmigen Rohren kann man so vorgehen, daßThe housing 1 of this boiler is shown in the drawing with thick lines. It has the shape of a pipe with a horizontal Central axis. Fig. 1 shows the division of the housing into several sections with parallel to each other and parting planes lying perpendicular to the mentioned horizontal central axis. The front edges of each housing part 2 are with provided an outwardly directed flange 3, so that the individual housing parts 2, for example by screws under Interposition of a seal can be connected to one another. In each housing part 2 several are concentric with one another inserted chamber wall sections 4 and 5 arranged, which are formed according to the invention from tightly interconnected tubular coils are, so that those lying in the plane of the auxiliary line 6 and those in the plane of the auxiliary line 7 according to FIG Chamber wall sections 4 and 5 each form a chamber wall, these chamber walls in the case of the embodiment Include flue gas ducts. The direction in which the flue gases are drawn is indicated by thin arrows in FIG. 1 for a better understanding. Further tubes 8 can be seen between the two chamber walls lying in the plane of the auxiliary lines 6 and 7, but these not close to each other and, based on the example, can be tubes of a superheater coil, which in one of the Flue gas is arranged. When designing the chamber wall sections from helical tubes, one can proceed in such a way that

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alle Rohre der Kammerwandabschnitte jedes Elementes zu einer durchgehenden Schlange miteinander verbunden werden oder daß die Rohrwendeln der in einer Ebene 6 bzw. 7 liegenden Kammerwandabschnitte zu einer durchgehenden Rohrschlange miteinander verbunden sind. Als Verbindungselemente können handelsübliche Rohrkupplungen oder einfache Verbindungsflansche benutzt werden.all tubes of the chamber wall sections of each element are connected to one another to form a continuous serpentine or that the coils of the chamber wall sections lying in a plane 6 or 7 with one another to form a continuous pipe coil are connected. Commercially available pipe couplings or simple connecting flanges can be used as connecting elements.

Das Ausführungsbeispiel zeigt eine Konstruktion, bei der die Rohrwendel des äußeren Kammerwandabschnittes und die Rohrwendel des inneren Kammerwandabschnittes als durchgehende Rohrschlange miteinander verbunden sind, deren Enden aus dem Gehäuse herausgeführt wurden, derart, daß das Einlaufende dieser Schlange an einen über alle Elemente durchgehenden Einlaufsammler 9 und das Auslaufende dieser Schlange an einen ebenfalls über alle Elemente durchgehenden, auf der Zeichnung nicht erkennbaren Auslaufsammler angeschlossen sind. Bei dieser konstruktiven Lösung werden die Rohrwendeln der einzelnen Elemente parallel durchströmt. Die Anordnung der beiden Sammler außerhalb des Gehäuses ergibt eine einfachere Lösung und ermöglicht eine baukastenartige Erweiterung bzw. auch Verkleinerung des Kessels, wobei lediglich andere Sammler angefertigt v/erden müssen.The embodiment shows a construction in which the coiled tubing of the outer chamber wall section and the coiled tubing of the inner chamber wall section are connected to one another as a continuous pipe coil, the ends of which lead out of the housing were, in such a way that the inlet end of this queue to an inlet collector 9 and the This snake runs out to a run-out collector which is also continuous over all elements and cannot be seen in the drawing are connected. With this constructive solution, the flow through the coiled tubing of the individual elements is parallel. The arrangement of the two collectors outside the housing results in a simpler solution and enables a modular one Expansion or reduction of the boiler, whereby only other collectors have to be made.

Der von den in der Ebene der Linie 7 liegenden Kammerwandabschnitten 5 umschlossene Raum 10 bildet das Flammrohr. Die beiden Stirnenden des Gehäuses 1 sind durch ein feuerfestes Mauerwerk 11 bzw. 12 abgeschlossen, wobei das Kauerwerk 12 eine mittige Öffnung 13 für die Anordnung einer geeigneten Feuerung,Of the chamber wall sections lying in the plane of line 7 5 enclosed space 10 forms the flame tube. The two ends of the housing 1 are made of fireproof masonry 11 or 12 completed, the masonry 12 having a central opening 13 for the arrangement of a suitable furnace,

z. B. eines Ölbrenners aufweist. Diese beiden feuerfesten Mauer-z. B. has an oil burner. These two fireproof wall

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werke 11 und 12 bilden an den äußeren Seiten der beiden Endelemente zwischen sich und den die Kammerwandabschnitte bildenden Rohren freie Durchgänge 14 und 15_f welche als Umkehrungen für die Rauchgaszüge dienen. Der letzte Rauchgaszug wird dadurch gebildet, daß die Gehäusewandabschnitte 2 mit einigem Abstand die äußeren Kammerwandabschnitte aus den Rohrwendeln 4 umgeben. Die Durchströmung in sich abwechselnden Richtungen von innen nach außen läßt die Rauchgase aus diesem letzten Rauchgaszug in den Abzug 16 (Pig. 2) gelangen. Man erkennt, daß es bei der erfindungsgemäßen Lösung relativ einfach ist, den ringförmigen Rauchgaszügen einen Querschnittsflächeninhalt zu geben, bei den in allen Hauchgaszügen eine gleichbleibende Gasgeschwindigkeit erreicht wird, wie es eingangs schon erläutert wurde.Works 11 and 12 form on the outer sides of the two end elements between them and the tubes forming the chamber wall sections free passages 14 and 15 _f which serve as reversals for the flue gas passages. The last flue gas flue is formed in that the housing wall sections 2 surround the outer chamber wall sections made of the tubular coils 4 at a certain distance. The flow in alternating directions from the inside to the outside allows the flue gases from this last flue gas to pass into the flue 16 (Pig. 2). It can be seen that in the solution according to the invention it is relatively simple to give the annular flue gas flues a cross-sectional area in which a constant gas velocity is achieved in all the flue gas flues, as already explained at the beginning.

Die bei einem Heizkessel erforderliche Isolierung ist in Anpassung an die Erfindung so ausgebildet, daß jedes Element auf der Außenfläche seines Gehäuseteiles 2 eine in sich selbständige Isolierung 19 trägt. Am Aufstellungsort sind daher nur noch die einzelnen Elemente sowie die erforderlichen Überlei-The insulation required for a boiler is being adapted to the invention designed so that each element on the outer surface of its housing part 2 is an independent one Insulation 19 carries. There are therefore only the individual elements as well as the necessary reconciliation

tungen miteinander zu verbinden, denn jedes Element kann in der Werkstatt vollständig, und zwar einschließlich aller für den Kesselbetrieb nötigen Hilfseinrichtungen hergestellt und montiert werden.connections with each other, because every element can be completely in the workshop, including all for The auxiliary equipment required for boiler operation is manufactured and installed.

Um jederzeit, auch nachträglich, eine Erweiterung des Kessels,In order to expand the boiler at any time, even afterwards,

z. B. in Anpassung an höhere Leistungsforderungen, vornehmenz. B. in adaptation to higher performance requirements

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zu können, sieht die Erfindung bei liegender Anordnung vor, daß jedes Element mit eigenen, auf einem Fundament 17 befestigbaren Stützgliedern 18 ausgerüstet ist.To be able to, the invention provides for a horizontal arrangement that each element can be attached to a foundation 17 with its own Support members 18 is equipped.

Die Erfindung erwähnt schließlich als vorteilhafte Lösung für die Verbindung der einzelnen Elemente untereinander verhältnismäßig lange Anker, z. B. Schraubanker, die parallel zur Gehäusewand alle Verbindungsflansche 3 durchgreifen und lediglich an einem Ende verschraubt, verkeilt oder in anderer Weise unter Zugspannung gesetzt werden.Finally, the invention is mentioned as an advantageous solution for connecting the individual elements to one another in a proportionate manner long anchors, e.g. B. screw anchors that reach through all the connecting flanges 3 parallel to the housing wall and only to one end screwed, wedged or otherwise placed under tension.

Obwohl die Erfindung hier an einem Kessel erläutert wurde, ergibt sich aus der Beschreibung und insbesondere auch aus der schematischen Darstellung der Zeichnung, daß die durch die Erfindung gegebenen Gestaltungsregeln für alle Wärmetauscher benutzt werden können, die mehrere, durchströmte, sich in einem Gehäuse umgebende Kammern aufweisen, deren Wände aus ebenfalls durchströmten, dicht miteinander verbundenen Rohren gebildet sind.Although the invention has been explained here on a boiler, results from the description and in particular also from the Schematic representation of the drawing that the design rules given by the invention for all heat exchangers can be used, which have several, flow-through, surrounding chambers in a housing, the walls of which also flowed through, tightly interconnected pipes are formed.

909882/0608 "¹⁵~909882/0608 " ¹⁵ ~

Claims

150H52 claims

1.Heat exchanger with several flow-through chambers surrounding each other in a housing, the walls of which flow through, are formed ring-shaped and tightly interconnected pipes,

characterized in that the heat exchanger consists of several, in planes transverse to the longitudinal axis of the annular chambers tight interconnectable, complete elements are constructed, each of which consists of a part (2) of the housing (11), from sections (4,5) arranged therein of the chamber wall formed by tubes and from for the operation the heat exchanger required facilities.

2. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the tubes of all jacket-shaped chamber wall sections (4,5) of each element are connected to one another in a continuous queue.

3. Heat exchanger according to claims 1 to 2, characterized in that that the two ends of the snake of each element are led out of the housing (1).

4. Heat exchanger according to claims 1 to 3, characterized in that that the outgoing ends of the snakes of the individual elements each with the incoming end of the snake of the neighboring Element are connectable.

-16-

909882/0608909882/0608

150K52 Λ "

5. Heat exchanger according to claims 1 to 3, characterized in that that on the one hand the inlet ends of the parallel flow-through snakes of the elements in a common Inlet collector (9) and on the other hand the outflow of the Snakes flow into a common outlet collector.

6. Y / heat exchanger according to claim 5 »characterized in that the inlet collector (9) and the outlet collector outside the Housing (1) are arranged and formed continuously over all elements.

7. Heat exchanger according to one or more of the preceding claims, characterized in that between the jacket-shaped Chamber wall sections (4 »5) of each element forming Pipes coils (8) of a different stream are wound.

8. Heat exchanger according to one or more of the preceding Claims, characterized in that each element with one applied to the outer surface of the housing part Isolation (19) is provided.

9. Y / heat exchanger according to one or more of the preceding Claims, characterized in that each element on both side edges of its housing part (2) one after has outwardly directed plan (3) for the connection of the elements with one another.

-17-. 909882/0608

150H52 4b

10. Heat exchanger according to claim 9 »characterized in that for the connection of all elements continuous, the plansche the elements penetrating anchors are provided.

11. Heat exchanger according to one or more of the preceding Claims, characterized in that when the heat exchanger is arranged horizontally, each element has its own on one Foundation (17) is equipped with attachable sentence members (18).

12. Heat exchanger according to one or more of the preceding claims, characterized in that it is designed as a high-speed steam generator in which the chambers are flowed through by a heating means and the tubes of the chamber walls of water.

13. Heat exchanger according to claim 12 and one or more of the preceding claims, characterized in that it designed as a multi-pass flame tube smoke tube boiler with water pipes is, in which the central chamber with a substantially round cross-section, the flame tube (10), which this central Ring-shaped chambers surrounding the chamber form the smoke pipes and the pipes of the chamber walls form the water pipes.

14. Heat exchanger according to claims 12 and 13 and according to claim 7, characterized in that the between the

909882/0608909882/0608

150U52

Tubes of the chamber walls of each element or individual elements coiled tube coil (8) a superheater form.

15. Heat exchanger according to claims 12 and 14 and one or more of the preceding claims, characterized in that that the end faces of the housing consist of a fireproof masonry (11, 12) and one Front wall (12) receives the furnace.

16. Heat exchanger according to claims 12 to 15 and one or more of the preceding claims, characterized in that that on the outer sides of the two end elements between the tubes forming the chamber walls and the end walls free passages (14, 15) are provided as reversals for the flue gas passages.

17. Heat exchanger according to claims 12 to 16 and one or several of the preceding claims, characterized in that the last flue gas pass through the housing wall parts (2) and is formed by the outer Karamer wall sections (4) of the elements, which are arranged radially in front of it.

18. Heat exchanger according to one or more of the preceding Claims, in particular according to Claims 12 to 17, characterized in that the flow through the chamber wall sections forming coils of the individual elements takes place parallel to one another from the outside to the inside.

909882/0608 ~¹⁹~909882/0608 ~ ¹⁹ ~

19. Heat exchanger according to one or more of the preceding claims, characterized in that the elements with an odd number of surrounding chamber wall sections, the helix in at least one chamber wall section is wound double.

20. Heat exchanger according to one or more of the preceding claims and with a gas atom in the annular chambers, characterized by an inside-out detachable cross-section of the annular chamber in adaptation to a constant gas velocity in all chambers.

909882/0608909882/0608

λ*λ *

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