DE2732027A1

DE2732027A1 - Waermetauscher fuer einen rekuperator

Info

Publication number: DE2732027A1
Application number: DE19772732027
Authority: DE
Inventors: Juergen Ing Grad Fiedler
Original assignee: GEFI GESELLSCHAFT fur INDUSTRIEWAERME MBH; GEFI GmbH
Current assignee: Kloeckner Gefi Kg Industrielle Waermetechnik 415
Priority date: 1977-07-15
Filing date: 1977-07-15
Publication date: 1979-02-01

Description

Dr.-mg. WALTER STARK PATENTANWALT D-4150 Krefeld 1 · Moerser Straße 140 · Telefon (02151) 28222 α 20469

Datum

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Wärmetauscher für einen Rekuperator

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher für einen Rekuperator mit einem Wärmeübergangsraum für das zu erwärmende Fluid mit einer Wärmeübergangswand und einer gegenüberliegenden Trennwand, durch die eine Einlaßleitung in Richtung auf die Wärmeübergangswand einmündet, sowie mit einem zur Auslaßleitung führenden, ringförmigen Auslaß.

Aus der DT-OS 21 05 978 ist ein als Rekuperator ausgebildeter Wärmetauscher bekannt, der aus einzelnen Wärmetauscherelementen besteht. Diese werden zu Wärmetauscherwänden derart zusammengesetzt, daß sie einen Rauchkanal bilden. Die Wärmetauscherelemente selbst sind plattenförmig ausgebildet und weisen ein Gehäuse auf, das aus einer rauchgasseitigen Wärmeübergangswand und einer als Rückwand dienenden Trennwand besteht, wobei durch eine die Trennwand durch-

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Deutsche Bank AG Krefeld 103/1525 BLZ 32070080 ■ Stadt-Sparkasse K.t,:„;d 305722 BLZ 32050000 · Postscheck Eeaen 4055-431 BLZ 36010043

PATENTANWALT DR. STARK ■ MOERSE* SlH. 140 · tM<S0 KREFE-LD ■ 'S» (02151) 28222 u. 20469 · Q3 853578

dringende Einlaßleitung das zu erwärmende Fluid gegen die Wärmeübergangswand gelenkt wird. Auf diese Weise entsteht ein intensiver Wärmetausch. Danach wird das erwärmte Fluid in einen mit einem Innenraum des Gehäuses in Verbindung stehenden Ringkanal gesammelt und einer Auslaßleitung zugeführt.

Derartige aus einzelnen Elementen zusammengesetzte Wärmetauscherwände sind relativ aufwendig zu fertigen und haben nur eine vergleichsweise geringe wärmeaufnehmende Fläche. Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, einen Wärmetauscher der eingangs genannten Art für einen Rekuperator so weiter zu entwickeln, daß er bei einfachem Aufbau einen möglichst guten Wärmeübergang gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Wärmeübergangswand als ein die Trennwand im Abstand umgebendes Gehäuse mit einer rückseitig angeordneten Auslaßleitung ausgebildet ist. Das in den Wärmeübergangsraum eingeleitete Fluid wird demnach nicht mehr in einem Ringkanal gesammelt, sondern nach Umströmen der Außenkante der Trennwand durch das Gehäuse weiter umgelenkt und zur Mitte hin geleitet. Auf diese Weise strömt das Fluid sehr lange an der Innenseite der Gehäusewandung entlang, so daß sich eine sehr große Wärmeübergangsfläche ergibt.

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PATENTANWALT DR. STARK · MOERSHR SlP. 14M · Ο-Ί50 KREFELO · 'S* (02151) 28222 u. 20468 - DS 853578

In Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Gehäuse linsenförmig ausgebildet ist. Diese Form ergibt eine besonders strömungsgünstige Führung des zu erwärmenden Fluid. Die Herstellung dieser Form kann dadurch geschehen, daß zwei genormte Klöpperböden zusammengesetzt werden. Da es sich um genormte Teile handelt, die beispielsweise nur einfach zusammengeschweißt zu werden brauchen, ist die Fertigung hierdurch relativ einfach und kostengünstig. Abweichend davon kann jedoch auch vorgesehen sein, daß das Gehäuse rechteckig, insbesondere quadratisch ausgebildet ist.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgeschlagen, daß die Einlaßleitung von der Auslaßleitung ringförmig umgeben ist.

Dies hat den Vorteil einer sehr kompakten Konstruktion. Außerdem wird das durch die Einlaßleitung hineinströmende Fluid durch das ausströmende Fluid schon vorgewärmt.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Trennwand nur an der Einlaßleitung befestigt ist. Auch dies trägt zur Vereinfachung der Konstruktion bei. Zur Versteifung der Trennwand ist gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ein Versteifungsrohr vorgesehen.

Die von dem Gehäuse umgebene Trennwand kann, wie die Erfindung

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PATENTANWALT OR. STARK · MOERSIiR STH. 143 · D-<150 XREFELD · "g» (02151) 28222 u. 20469 · EI 853578

ferner vorschlägt, als isolierte Platte ausgebildet sein. Dies kann beispielsweise in Sandwichbauweise geschehen. Dabei können, wie ferner vorgeschlagen ist, die Außenwände der Platte aus Metall bestehen, zwischen denen Isoliermaterial angeordnet ist. Als Isoliermaterial kann beispielsweise Metallwolle zur Anwendung kommen.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Wärmetauscher mit der Auslaßleitung an einem Träger befestigt ist. Auf diese Weise ist ein leichter Einbau des komplett vorgefertigten Teils in einen Rekuperator möglich. Der Träger kann dabei mit Stampfmassen isoliert sein, so daß Wärmeverluste vermieden werden.

Schließlich ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß an dem Träger mehrere Wärmetauscher befestigt sind. Auch diese Zusammenfassung mehrerer Wärmetauscher zu einem vorgefertigten Teil erleichtert deren Einbau sehr.

In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher veranschaulicht. Sie zeigt in einem Vertikalschnitt eine insgesamt mit 1 bezeichneten Wärmetauscher, der in einem Kanal 2 für das wärmeabgebende Medium angeordnet ist. Der Wärmetauscher 1 weist ein linsenförmiges Gehäuse 3 auf, das aus zwei Hälften 3a, 3b zusammengeschweißt ist. Bei den Hälften handelt es sich

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PATENTANWALT DR. STARK · MOERSER STR 14C · D-4'50 KRErELO · 'S* (02151) 28222 u. 20469 · 03 853578

- 8 um genormte Klöpperböden.

An der Rückseite des Gehäuses 3 ist eine Auslaßleitung 4 angesetzt, an deren oberen, geschlossenen Ende ein rechtwinklig angesetzter Rohrstutzen 4a mit einem Anschlußflansch 4b angeformt ist.

In die Auslaßleitung 4 ist eine Einlaßleitung 5 konzentrisch eingesetzt. Deren Durchmesser ist kleiner als der der Auslaßleitung 4, so daß sich für letztere ein ringförmiger Querschnitt ergibt. Am unteren Ende dieser Einlaßleitung 5 ist eine Platte 6 befestigt, deren Außenkanten mit einem Versteifungsrohr 7 versehen ist. Dieses Versteifungsrohr 7 hat einen relativ geringen Abstand zum Gehäuse 3-Die Platte 6 selbst ist in Sandwichbauweise gefertigt, so daß sie eine gute Eigenstabilität hat und darüberhinaus wärmefest ist. In der Mitte läßt sie einen Durchtritt für die Einlaßleitung 5.

Der Wärmetauscher ist mit der Auslaßleitung 3 an einem Träger 8 derart befestigt, daß sein Gehäuse 3 relativ weit in den von dem wärmeabgebenden Medium durchflossenen Kanal 2 hineinragt. Dieser Träger 8 ist mit einer Stampfmasse 8a isoliert und kann als Ganzes zusammen mit dem Wärmetauscher 1 vom Mauerwerk mittels einer Montageoese 10 abgehoben und bewegt

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PATENTANWALT OR. STARK · MOERSCR STR. '.4C · 3-4150 KRE.'ELD · φ (02151) 28222 u. 20469 · Qg) 853578

werden. An einem solchen Träger 8 können auch mehrere Wärmetauscher 1 neben - oder hintereinander - angeordnet sein.

Um ein Fluid zu erwärmen, wird es durch die Einlaßleitung in den Wärmeübergangsraum 11 hineingeleitet. Dort prallt das Fluid auf die als Wärmeübergangswand wirkende untere Hälfte 3a des Gehäuses 3 und verteilt sich dann nach allen Seiten. Es passiert dann den relativ engen Spalt zwischen Platte 6 und Gehäuse 3» wobei die Geschwindigkeit erhöht ist, und gelangt dann in den Raum auf der Rückseite der Platte 6. Dort wird das mittlerweile erwärmte Fluid zur Mitte hin gelenkt und strömt dann in die Auslaßleitung 4 und anschließend in den Rohrstutzen 4a. Durch den langen Weg, den das Fluid an der Innenseite des ganz von dem wärmeabgebenden Medium umflossenen Gehäuses zurücklegt, wird es sehr stark erwärmt, so daß dieser Wärmetauscher einen relativ größeren Wirkungsgrad hat als die bisher bekannten.

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Le e rs e i t e

Claims

Dr-Ing. WaLVE R STARK

D-4150 Krefekj 1 · Moerser Straße 140 · Telefon (02151) 28222 u. 20469

H.Juli 1977

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Mein Zeichen 5 st 77 117

Ihr Zeichen

Gefi Gesellschaft für Industriewärme mit beschränkter Haftung, Blumentalstraße 164, 4150 Krefeld

Ansprüche

M.!Wärmetauscher für einen Rekuperator mit einem Wärmeübergangsraum für das zu erwärmende Fluid mit einer Wärmeübergangswand und einer gegenüberliegenden Trennwand durch die eine Einlaßleitung in Richtung auf die Wärmeübergangswand einmündet, sowie mit einem zur Auslaßleitung führenden, ringförmigen Auslaß, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeübergangswand als ein die Trennwand (6) im Abstand umgebendes Gehäuse (3) mit einer rückseitig angeordneten Auslaßleitung (4) ausgebildet ist.
2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (3) linsenförmig ausgebildet ist.

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Mulacne Bank AQ KrefekJ W3/152S BLZ 320700» ■ Stadt-8park«tee KnMMd 305722 BLZ 32050000 ■ Poet»eheok Eaeen «65-431 BLZ3W1004S

INSPECTED

PATENTANWALT OR. STARK · MOERSER STR. 140 - D-4'50 KREFELO · 'S» (02151) 28222 u. 20469 · QS 853578
3. Wärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (3) aus zwei genormten Klöpperböden zusammengesetzt ist.
k. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (3) rechteckig, insbesondere quadratisch ausgebildet ist.
5. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßleitung (5) von der Auslaßleitung (A) ringförmig umgeben ist.
6. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (6) nur an der Einlaßleitung (5) befestigt ist.
7. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenkanten der Trennwand (6) mit einem Versteifungsrohr (7) versehen sind.
8. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwände als isolierte Platte (6) ausgebildet ist.
9. Wärmetauscher nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (6) in Sandwichbauweise gefertigt ist.

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PATENTANWALT DR. STARK · MOERSER STR. 110 · D-4150 KRErELO · & (02151) 28222 u. 20469 · [S 853578
10. Wärmetauscher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwände der Platte (6) aus Metall bestehen, zwischen denen Isoliermaterial angeordnet ist.
11. Wärmetauscher nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Isoliermaterial Metallwolle ist.
12. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (1) mit der Auslaßleitung (4) an einem Träger (8) befestigt ist.
13· Wärmetauscher nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (8) mit Stampfmasse (8a) isoliert ist.
14. Wärmetauscher nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet^, daß an einem Träger (8) mehrere Wärmetauscher (1) befestigt sind.

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