DE2615833A1

DE2615833A1 - RECUPERATOR

Info

Publication number: DE2615833A1
Application number: DE19762615833
Authority: DE
Inventors: Hermann Kroeger
Original assignee: GEFI GES F INDUSTRIEWAERME MBH
Current assignee: GEFI GES F INDUSTRIEWAERME MBH
Priority date: 1976-04-10
Filing date: 1976-04-10
Publication date: 1977-10-20

Description

Gefi Gesellschaft für Industriewärme mit beschränkter Haftung, 4150 Krefeld, BlumentalstraBe 164 .Gefi Society for industrial heating with limited liability, 4150 Krefeld, Blumentalstrasse 164.

RekuperatorRecuperator

Die Erfindung betrifft einen Rekuperator mit einem inneren Kanal für ein Heißgas, das seine Wärme an einen Mantel des Kanals abgibt und am Ende des Kanals in einen den Mantel umgebenden Ringraum umgelenkt wird, der wenigstens einen vom Mantel begrenzten Strömungskanal für die durch Strahlung und Kovektion zu erwärmende
Luft aufweist.The invention relates to a recuperator with an inner channel for a hot gas, which gives off its heat to a jacket of the channel and is deflected at the end of the channel into an annular space surrounding the jacket, which closes at least one flow channel bounded by the jacket for radiation and co-section warming
Has air.

Rekuperatoren dienen insbesondere zum Wärmeaustausch
zwischen gasförmigen Medien und werden z.B. eingesetzt, um die Wärme eines Abgases zu nutzen.Recuperators are used in particular for heat exchange
between gaseous media and are used, for example, to use the heat of an exhaust gas.

Bei einem bekannten Rekuperator.strömt das heiße Abgas durch den inneren Kanal und gibt dabei seine Wärme
hauptsächlich durch Strahlung an den Mantel ab. Am Ende des Kanals wird das heiße Abgas umgelenkt und inIn a known recuperator, the hot exhaust gas flows through the inner duct and gives off its heat in the process
mainly by radiation on the coat. At the end of the channel, the hot exhaust gas is diverted and fed into

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Rohre geleitet, die in einem den inneren Kanal konzentrisch umgebenden Ringraum angeordnet sind (DT-AS 1 095 439) Der Ringraum ist gegenüber dem Kanal abgeschlossen und besitzt an seinen Enden je einen Lufteinlaß bzw. Luftauslaß für die zu erwärmende Luft, die auf ihrem Wege durch den Ringraum durch die von dem inneren Mantel und den Rohren abgegebene Strahlungswärme sowie im übrigen durch Konvektion aufheizt. Mehrere sich teilweise über den Querschnitt des Ringraumes erstreckende Zwischenboden sollen den Weg der zu erwärmenden Luft verlängern und die Wärmeübergabe verbessern. Diese Anordnung hat allerdings.verschiedene Nachteile. So können unterschiedliche Wärmedehnungen der den Ringraum bildenden Bauteile und der Einbauten zu unerwünschten Verformungen und gegebenenfalls auch zu Zerstörungen von Teilen des Rekuperators führen. Außerdem ist der Aufbau des Rekuperators durch die verschiedenen Einbauten im Ringraum kompliziert und seine Herstellung deshalb schwierig. Ferner stört, daß die heißen Abgase durch Rohre mit verhältnismäßig kleinem Querschnitt geleitet werden, so daß bei Verwendung staubhaltiger oder ungenügend gereinigter Abgase die Gefahr von Verstopfungen besteht.Pipes arranged in an annular space concentrically surrounding the inner channel (DT-AS 1 095 439) The annular space is closed off from the channel and has an air inlet or air outlet at each of its ends for the air to be heated which on its way through the annulus by the inner jacket and the pipes given off radiant heat as well as heated by convection for the rest. Several are partially across the cross-section The intermediate floor extending from the annular space is intended to lengthen the path of the air to be heated and the transfer of heat to enhance. However, this arrangement has various disadvantages. So can different thermal expansions the components forming the annular space and the internals lead to undesirable deformations and possibly also to Destruction of parts of the recuperator lead. In addition, the structure of the recuperator is due to the different Built-in components in the annulus are complicated and therefore difficult to manufacture. It is also annoying that the hot exhaust gases be passed through pipes with a relatively small cross-section, so that when using dusty or insufficiently cleaned exhaust gases there is a risk of blockages.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Rekuperator mit einfachem Aufbau und verbessertem Wärmeübergang anzugeben.The object of the invention is to provide a recuperator with a simple Specify structure and improved heat transfer.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Mantel doppelwandig ausgebildet ist und zwischen seinen Wänden zwei durch einen Zwischenmantel voneinander getrennte an ihrem einen Ende miteinander verbundene Ringräume ein-This object is achieved in that the jacket is double-walled and two between its walls Annular spaces which are separated from one another at one end and which are connected to one another by an intermediate jacket

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schließt, die an ihrem anderen Ende jeweils an den Lufteinlaß bzw. den Luftauslaß angeschlossen sind.closes, which are each connected at their other end to the air inlet and the air outlet.

Damit ergibt sich ein wesentlich einfacherer Aufbau insbesondere derjenigen Flächen und Bereiche, die zum Wärme übergang beitragen. Der Mantel und der Zwischenmantel können aus koaxial zueinander angeordneten zylindrischen Rohrabschnitten bestehen, die sich leicht fertigen und zusammenbauen lassen. Damit ergibt sich auch für die hei ßen Abgase ein Ringraum mit verhältnismäßig großem Querschnitt ohne störende Einbauten, .an denen sich z.B. staubförmige oder andere von den Gasen mitgeführte Bestandteile absetzen können. Der Wärmeübergang wird erheblich verbessert, weil der Weg der zu erwärmenden Luft durch den Rekuperator praktisch verdoppelt ist und damit dem Weg der durch den Rekuperator geführten heißen Abgase entspricht. Bei dem erfindungsgemäßen Rekuperator können Heißgas und Luft im Gegenstrom oder auch im Gleichstrom geführt sein. Soll der Rekuperator nach dem Gleichstromprinzip arbeiten, dann wird der innere Ringraum des Mantels an den Lufteinlaß und der äußere Ringraum des Mantels an den Luftauslaß angeschlossen.This results in a much simpler structure, in particular those surfaces and areas that are used for heat transition contribute. The jacket and the intermediate jacket can consist of cylindrical coaxially arranged There are pipe sections that are easy to manufacture and assemble. This also results in an annular space with a relatively large cross-section for the hot exhaust gases without disturbing built-in components, on which e.g. dusty or other components carried by the gases can be found can settle. The heat transfer is significantly improved because the path of the air to be heated is practically doubled by the recuperator and thus the path of the hot run through the recuperator Corresponds to exhaust gases. In the recuperator according to the invention, hot gas and air can flow in countercurrent or in Be conducted direct current. If the recuperator is to work according to the direct current principle, then the inner annulus becomes of the jacket is connected to the air inlet and the outer annulus of the jacket is connected to the air outlet.

Um unerwünschte Verformungen aufgrund unterschiedlicher Wärmedehnungen der einzelnen Bauteile zu vermeiden, ist es vorteilhaft, wenn der Zwischenmantel kürzer ist als der Mantel und vor der freien Stirnseite des Mantels endet. Dadurch wird innerhalb des Mantels vor der freien Stirnseite ein die beiden Ringräume verbindender Ringspalt gebildet, durch den die aus dem inneren RingraumIn order to avoid undesirable deformations due to different thermal expansions of the individual components, it is advantageous if the intermediate jacket is shorter than the jacket and ends in front of the free end face of the jacket. As a result, an annular gap connecting the two annular spaces is formed within the jacket in front of the free end face , through which the annular gap emerges from the inner annular space

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in den äußeren Ringraum umgeleitete Luft strömt.air diverted into the outer annulus flows.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert; es zeigt die -einzige Figur einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Rekuperator.In the following the invention is explained with reference to an embodiment shown in the drawing; the single figure shows a longitudinal section through a recuperator according to the invention.

Der dargestellte Rekuperator besitzt einen Außenmantel 1 aus Stahlblech, der mit einer Isolierung 2 aus feuerfesten Steinen ausgekleidet ist. Das obere Ende des Außenmantels 1 ist mit einer ebenfalls isolierten Haube 3 verschlossen. Am unteren Ende des Außenmantels 1 befindet sich ein isolierter Boden 4 mit einer Einlaßöffnung 5 für z.B. heiße Rauchgase.The recuperator shown has an outer jacket 1 made of sheet steel, with insulation 2 made of fireproof Stones is lined. The upper end of the outer jacket 1 is also insulated with a hood 3 locked. At the lower end of the outer jacket 1 there is an insulated base 4 with an inlet opening 5 for e.g. hot flue gases.

Konzentrisch zur Einlaßöffnung 5 erstreckt sich, von der Einlaßöffnung 5 ein auf dem Boden 4 abgestützter doppelwandiger Mantel 6 aus Stahlblech, dessen Innenwandung 7 einen Kanal 8 für die heißen Rauchgase umschließt, die durch den Kanal 8 bis zum oberen Ende des Rekuperators geleitet und dort durch einen zwischen dem Mantel 6 und der Haube 3 gebildeten Ringspalt 9 umgelenkt sowie in einen zwischen der Isolierung 2 und der Außenwandung 10 des Mantels 6 gebildeten Ringraum 11 geleitet werden, den sie durch einen im unteren Bereich des Rekuperators in dem Außenmantel 1 angeordneten Auslaß 12 verlassen.Concentrically to the inlet opening 5 extends from the Inlet opening 5 is a double-walled jacket 6 made of sheet steel and supported on the floor 4, the inner wall of which 7 encloses a channel 8 for the hot flue gases that pass through the channel 8 to the upper end of the Recuperators passed and deflected there through an annular gap 9 formed between the jacket 6 and the hood 3 and in an annular space 11 formed between the insulation 2 and the outer wall 10 of the jacket 6 are passed through an outlet arranged in the outer shell 1 in the lower region of the recuperator 12 leave.

Der Auslaß 12 ist unmittelbar oberhalb eines im Ringraum 11 angeordneten isolierten Bodens 13 angebracht,The outlet 12 is attached directly above an insulated floor 13 arranged in the annular space 11,

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der sich zwischen dem Außenmantel 1 und der Außenwandung 10 des Mantels 6 erstreckt.between the outer jacket 1 and the outer wall 10 of the jacket 6 extends.

Unterhalb des Bodens 13 befindet sich ein weiterer Boden 14 zwischen dem Außenmantel 1 und einem zwischen Innenwandung 7 und Außenwandung 10 des Mantels 6 angeordneten Zwischenmantel 15, der auf dem Boden 14 abgestützt und von diesem getragen wird.Below the floor 13 there is another floor 14 between the outer jacket 1 and one between Inner wall 7 and outer wall 10 of the jacket 6 arranged intermediate jacket 15, which is supported on the bottom 14 and is borne by it.

Die zu erwärmende Luft wird über einen im Außenmantel 1 zwischen den Böden 4 und 14 angeordneten Lufteinlaß 16 zugeführt und gelangt dadurch in einen zwischen der Innenwandung 7 und dem Zwischenmantel 15 gebildeten Ringraum 17, den sie beim dargestellten Ausführungsbeispiel von unten nach oben durchströmt. Der Zwischenmantel 15 endet in einigem Abstand vor dem oberen Rand des Mantels 6, so daß ein Ringspalt 18 gebildet ist, durch den die zu erwärmende Luft aus dem inneren Ringraum 17 in einen zwischen der Außenwandung 10 und dem Zwischenmantel 15 gebildeten äußeren Ringraum 19 übertreten kann. Die zu erwärmende Luft durchströmt den Ringraum 19 von oben nach unten und verläßt den Ringraum durch einen im Außenmantel 1 zwischen den Böden 13 und 14 angeordneten Luftauslaß 20.The air to be heated is supplied via an air inlet 16 arranged in the outer jacket 1 between the bases 4 and 14 is supplied and thereby arrives in a space formed between the inner wall 7 and the intermediate jacket 15 Annular space 17 through which it flows from bottom to top in the illustrated embodiment. The intermediate coat 15 ends some distance in front of the upper edge of the jacket 6, so that an annular gap 18 is formed, through which the air to be heated from the inner annular space 17 into one between the outer wall 10 and the Intermediate jacket 15 formed outer annular space 19 can cross. The air to be heated flows through the Annular space 19 from top to bottom and leaves the annular space through an in the outer jacket 1 between the floors 13 and 14 arranged air outlet 20.

Wie sich aus der Zeichnung unmittelbar ergibt, werden Rauchgas und Luft im Gleichstrom geführt und legen ungefähr gleich lange Wege durch den Rekuperator zurück. Der Aufbau des Rekuperators aus im wesentlichen konzentrisch zueinander angeordneten Bauteilen ist einfach und ermöglicht eine preiswerte Herstellung. Deforma-As can be seen directly from the drawing, flue gas and air are guided in cocurrent and lay approximately the same distance back through the recuperator. The structure of the recuperator is essentially concentric components arranged to one another is simple and enables inexpensive manufacture. Deforma-

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tionen aufgrund ungleichmäßiger Wärmedehnungen können insbesondere deswegen nicht auftreten, weil der Zwischenmantel 15 unabhängig vom Mantel 6 auf dem Boden 14 abgestützt und gehalten ist. Störende Verstopfungen oder Verschmutzungen sind so gut wie ausgeschlossen, weil Einbauten, an denen sich die Verschmutzungen ablagern könnten, nicht vorhanden sind.Functions due to uneven thermal expansion cannot occur in particular because the intermediate jacket 15 is supported and held on the floor 14 independently of the jacket 6. Disturbing blockages or soiling are as good as impossible because there are no fixtures on which the soiling could be deposited.

AnsprücheExpectations

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Claims

Expectations

HJ recuperator with an inner duct for a hot gas, which gives off its heat to a jacket of the channel and at the end of the channel into an annular space surrounding the jacket is deflected, the at least one limited by the jacket flow channel for the radiation and Has convection to be heated air, characterized in that the jacket (6) is double-walled is and between its walls (7, 10) two separated by an intermediate jacket (15), at their includes one end interconnected annular spaces (17, 19), which at its other end each to the Air inlet (16) and the air outlet (20) are connected.

2. Recuperator according to claim 1, characterized in that the inner annular space (17) of the jacket (6) to the Air inlet (.16) and the outer annulus (19) of the jacket (6) is connected to the air outlet (20).

3. Recuperator according to claim 1, characterized in that the intermediate jacket (15) is shorter than the jacket (6) and ends in front of the free end face of the jacket (6).

4. Recuperator according to one of claims 1-3 »characterized in that the intermediate jacket (15) for prevention of a thermal short-circuit is built up in multiple layers in a sandwich construction.

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