DE2804106A1

DE2804106A1 - Waermetauscher

Info

Publication number: DE2804106A1
Application number: DE19782804106
Authority: DE
Inventors: Shuichi Furuya; Kensuke Karasawa; Tatsuya Koizumi; Koji Matsumoto; Kanagawa Yokohama
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1977-01-31
Filing date: 1978-01-31
Publication date: 1978-08-03
Also published as: SE440274B; DE2804106C2; US4206807A; GB1596666A; SE7801115L

Description

FURUKAWA TER MEER · MÜLLER · STEINMEiSTER

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches und insbesondere einen Wärmetauscher mit Heizrohren, die sich zwischen einem Heizbereich und einem wärmeaufnehmenden Bereich erstrecken.

Derartige Wärmetauscher führen üblicherweise einen Wärmetausch auf folgende Weise aus. Eine Arbeitsflüssigkeit ist in Metallrohren eingeschlossen , die bei verringertem Druck verschlossen sind. Eine poröse Schicht, die als "Docht" bezeichnet werden kann, befindet sich auf der Innenfläche der Metallrohre. Ein Ende der Metallrohre dient als Wärme aufnehmender Bereich, in dem die Arbeitsflüssigkeit Wärme durch Wärmeaustausch mit einem heißen Gas aufnimmt und verdampft. Der Dampf bewegt sich zu einem Heizbereich am anderen Ende des Heizrohres. Dort kondensiert er durch Wärmeaustausch mit einem kühlen Gas, und die kondensierte Flüssigkeit kehrt zum wärmeaufnehmenden Bereich zurück. Die übertragung der Wärme wird durchgeführt mit Hilfe der latenten Wärme unter Verwendung des Phasenwechsels der Arbeitsflüssigkeit zwischen dem flüssigen und dem gasförmigen Zustand.

Wärmetauscher dieser Art sind bisher als Gas-Gas-Wärmetauscher verwendet worden, bei denen die Wärme von Abgasen zur Erwärmung eines kühlen Gases, wie etwa Luft, benutzt wurde.

Diese herkömmlichen Wärmetauscher mit Heizrohren sind beispielsweise gem. Fig. 1 ausgebildet , auf die hier bereits Bezug genommen wird. In diesem Falle ist eine Trennwandplatte 2 innerhalb eines rechteckigen Gehäuses vorgesehen und unterteilt das Innere des Gehäuses. Eine Anzahl von Heizrohren 3, die mit Rippen besetzt sind, durchdringen die Trennwandplatte und bilden einen Wärmetauscher 4.

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Eine Seite der Heizrohre 3 befindet sich in einem Heizbereich 5, durch den ein kühles, zu erwärmendes Gas hindurchströmt, während die andere Seite der Heizrohre in einem wärmeaufnehmenden Bereich 6 liegt, durch den ein heißes Gas strömt.

Da jedoch ein Wärmetauscher dieser Art rechteckig ausgebildet ist und in waagerechter Richtung eine erhebliche Länge aufweist, sind die Abmessungen des Wärmetauschers groß, wenn ein ausreichender Wärmetaustausch durchgeführt werden soll. Außerdem ergeben sich bei derartigen Konstruktionen ungleichmäßige Strömungsverhältnxsse des Gases, so daß der Wärmeaustausch nicht sehr wirksam ist.

Bei einem anderen bekannten Ausführungsbeispiel eines derartigen Gas-Gas-Wärmetauschers ist eine Trennwandplatte innerhalb eines rechteckigen Gehäuses vorgesehen und unterteilt dieses, und eine Anzahl von Heizrohren durchdrigen die Trennwandplatte und bilden den Wärmetauscher. Der obere Teil der Heizrohre dient somit als Heizbereich, durch den ein kühles Gas hindurchströmt, und der untere Teil der Rohre nimmt Wärme eines heißen Gases auf. Die Abmessungen eines derartigen Wärmetauschers sind jedoch in Richtung der Tiefe begrenzt, damit der Strömungswiderstand der Gase nicht übermäßig hoch wird. Wenn daher ein ausreichend starker Wärmeaustausch durchgeführt werden soll, muß der Wärmetauscher flach ausgebildet sein, so daß es schwierig wird, einen gleichförmigen Gasdurchsatz zu erreichen. Daher müssen auch in diesem Fall die Abmessungen des Wärmetauschers verhältnismäßig groß sein.

Die Erfindung befaßt sich mit der Schaffung eines zylindrischen .Wärmetauschers, der es gestattet, die Abmessungen des Wärmetauschers zu verringern und die Wirksamkeit des Wärmeaustausches zu erhöhen.

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Die Erfindung ergibt sich im einzelnen aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs.

Erfindungsgemäß ist eine Anzahl von mit Rippen versehenen Heizrohren in einer Ringform angeordnet und durchdringt eine waagerechte Trennwandplatte, so daß insgesamt ein polygonaler oder zylindrischer, rohrförmiger Wärmetauscher entsteht. Der Wärmetauscher liegt in einem hohlen, zylindrischen Gehäuse mit einer spiralförmig auslaufenden Außenwand. Im oberen Teil der Spirale befindet sich ein Gasauslaß und im unteren Teil ein Gaseinlaß. Ein weiterer Gaseinlaß ist auf der oberen Stirnseite des Gehäuses und ein weiterer Gasauslaß auf der unteren Stirnseite des Gehäuses vorgesehen. Auf diese Weise dient der obere Teil des Gehäuses als Heizbereich und der untere Teil als wärmeaufnehmender Bereich.

Der erfindungsgemäße Wärmetauscher ist auf einen besonders wirksamen Wärmeaustausch ausgerichtet, da jede Kanalbildung oder Störung einer gleichmäßigen Strömung unterbleibt. Zu diesem Zweck sind radiale Trennwände vorgesehen, die getrennte Heizrohrgruppen voneinander abschließen. Die Heizrohrgruppen umfassen beispielsweise eine Anzahl von Heizrohren in gleichmäßigen Abständen. Die einzelnen Rohrgruppen sind zu einem Polygon zusammengefaßt.

Weiterhin befaßt sich die Erfindung mit dem Problem, daß die Wirksamkeit eines Wärmeaustausches verringert wird, wenn.große Druckverluste aufgrund turbulenter Strömungen auftreten, die sich innerhalb einer Leitung ergeben können, wenn das Gas sich im Heizbereich vom mittleren Teil des Wärmetauschers in Richtung der Außenseite bewegt, nachdem der Wärmeaustausch abgeschlossen ist, und etwa senkrecht auf das Gas gelangt, das im Inneren der Leitung zirkuliert.

Aus diesem Grunde sind eine Anzahl von Luft- oder Gas-Leit-

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platten vorgesehen, die sich auf dem äußeren Umfang des zylindrischen Wärmetauschers und innerhalb des Gehäuses im Heizbereich befinden. Diese Leitplatten sind in Richtung des äußeren Endes der Spirale gerichtet, so daß sie die BiI-dung von Turbulenzen unterdrücken.

Weiterhin sind zur Verbesserung der Strömungsverhältnisse Führungskörper oder Führungsteile vorgesehen, die etwa eine Kreiskegelform aufweisen und sich auf der oberen und unteren Oberfläche einer Trennwandplatte im hohlen Mittelbereich des zylindrischen Wärmetauschers befinden. Diese Führungsteile bewirken eine gleichmäßige Umlenkung des Gasstromes beim Eintritt oder Austritt in den oder aus dem Wärmetauscher. Wenn beim Gaseintritt das eintretende kühle Gas senkrecht auf die Trennwandplatte trifft, können Turbulenzen entstehen und Druckverluste eintreten. Außerdem entstehen größere Druckverluste in denjenigen Teilen des Wärmetauschers, die von dem offenen Ende der Spirale weiter entfernt sind, da hier die Außenwand des Gehäuses dichter an den Wärmetauschereinheiten liegt. Daher kann hier der Gasdurchsatz unzureichend werden. Auch in diesem Zusammenhang bewirken die Führungsteile einen Ausgleich.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß.

übe: den gesamten Umfang des zylindrischen oder polygonalen Wärmetauschers ein gleichmäßiger Gasdurchsatz erzielt wird. Zu diesem Zweck kann der Wärmetauscher so gestaltet sein, daß der Strömungswiderstand für das Gas mit zunehmendem -Abstand vom offenen Ende der Spirale abnimmt.

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Im übrigen befaßt sich die Erfindung mit einem Wärmetauscher in der Form eines Lufterhitzers, bei dem die Strömung Widerstände der Luft erheblich verringert werden.

Für weitere Einzelheiten wird auf die Unteransprüche und die folgende Beschreibung von Ausführungsbeispielen Bezug

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Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert:

Fig. 1 ist eine perspektivische Darstellung eines herkömmlichen Wärmetauschers;

Fig. 2 ist eine teilweise aufgebrochene Ansicht einer

Ausführungsform der Erfindung; Fig. 3 ist ein Schnitt entlang der Linie III-III in Fig.2;

Fig. 4 ist eine teilweise aufgebrochene Ansicht eines zylindrischen Wärmetauschers als weitere Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 5 ist ein Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 4;

Fig. 6 zeigt eine Anordnung aus Heizrohren in perspektivischer Darstellung;
Fig. 7A bis 7D sind schematische Darstellungen der

Anordnung der Heizrohre der Fig. 6;

Fig. 8 ist eine teilweise aufgebrochene Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines zylindrischen Heizrohr-Wärmetauschers;

Fig. 9 ist ein Schnitt entlang der Linie IX-IX in Fig. 8 Fig.10 ist eine perspektivische Darstellung der Anordnung

der Rohre des Wärmetauschers der Fig. 8; Fig.11 ist eine Draufsicht auf die wesentlichen Teile des Wärmetauschers mit Luft- oder Gasleitplatten, die frei drehbar angeordnet sind;

Fig.12 ist eine teilweise aufgebrochene Draufsicht eines zylindrischen Heizrohr-Wärmetauschers, bei dem der Wärmetauscherbereich keine Trennwand aufweist; Fig.13 ist eine teilweise aufgebrochene Draufsicht ' einer weiteren Ausführungsform eines Wärmetauschers;

Fig.14 ist ein Schnitt entlang der Linie XIV-XIV in

Fig.13;
Fig.15A und 15B, 16A und 16B, 17A und 17B und 18A und 18B sind schematische Darstellungen verschiedener Ab-Wandlungen des Wärmetauschers der Fig. 13;

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Fig. 19 ist eine teilweise aufgebrochene Draufsicht auf einen zylindrischen Heizrohr-Wärmetauscher in einer weiteren Ausführungsform;

Fig. 20 ist ein Schnitt entlang der Linie XX-XX in Fig. 19;

Fig. 21 ist eine teilweise aufgebrochene Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines zylindrischen Heizrohr-Wärmetauschers, der mit einem Wärmeaustauschbereich versehen ist, der Heizrohre in unterschiedlichen Verteilungen und Abständen aufweist;

Fig. 22 ist eine teilweise aufgeschnittene Draufsicht

eines Wärmetauschers mit Heizrohren unterschiedlichen Durchmessers;

Fig. 23 ist ein senkrechter Schnitt durch einen Wärmetauscher mit Rippen in unterschiedlichen Abständen;
Fig. 24 ist eine teilweise aufgeschnittene Draufsicht

eines Wärmetauschers mit Luftleitplatten; Fig. 25 ist eine Draufsicht auf die wesentlichen Teile eines Wärmetauschers mit Luft- oder Gasleitplatten

aus Drahtgewebe;
Fig. 26 zeigt eine teilweise aufgebrochene Draufsicht

eines Wärmetauschers in der Form eines Luft-Vorerhitzers;

Fig. 27 ist ein Schnitt entlang der Linie XXVII-XXVII in

Fig. 26.

In den Fig. 1 bis 3 sind Heizrohre mit 3 und ein Heizbereich mit 5 bezeichnet. Im Bereich 6 wird Wärme aufgenommen. Mit 7 ist ein Wärmetauscher bezeichnet. Ein Gehäuse 8 ist durch eine Trennwand 9 unterteilt. Mit sind Flügel oder Rippen bezeichnet. Mit 11 ist eine weitere Trennwand, mit 12 ein Gasauslaß und mit 13 ein Einlaß bezeichnet. 14 ist ein weiterer Einlaß und 15 ein weiterer Gasauslaß.

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In den Fig. 4 mit 7 sind 101 ein Wärmetauscher, mit 102a ein Gehäuse,mit 102b eine Trennwand, mit 102c ein Gasauslaß, mit 102d ein Einlaß, mit 102e ein weiterer Einlaß, mit 102f ein weiterer Gasauslaß, mit 103 ein Heizbereich, mit 104 ein endothermer Bereich, mit 105 Distanzstücke, mit 106 eine Wärmetauschereinheit, mit 107 Seitenplatten, mit 110 eine Trennwand, mit 111 Rippen, mit 112 Heizrohre, mit 113 eine Gruppe von Heizrohren, mit 114 eine Trennwand und mit 115 weitere Trennwände bezeichnet.

In Fig. 8 bis 12 sind mit 201 ein Wärmetauscher, mit 202 ein Gehäuse, mit 202a ein zylindrischer Hohlkörper, mit 202b eine Trennwand, mit 202c ein Gasauslaß, mit 203 ein Heizbereich, mit 204 ein wärmeaufnehmender Bereich, mit 205 Distanzstücke, mit 206, 206., 206₂ 206 „ Wärme-

tauschereinheiten, mit 210 Trennwände, mit 212 Heizrohre, mit 213 Rohrstücke, mit 214 Luft- oder Gas-Leitplatten, mit 215 eine Trennwand, mit 216 weitere Trennwände, mit 217 Leitungen und mit 219 Verbindungsstangen bezeichnet.

In Fig. 13 bis 18 sind mit 301 ein Wärmetauscher, mit 302 ein Gehäuse, mit 302a ein zylindrischer Hohlkörper, mit 302b eine Trennwand, mit 302c ein Gasauslaß, mit 302d ein Einlaß, mit 302e ein weiterer Einlaß, mit 302f ein weiterer Gasauslaß, mit 303 ein Heizbereich, mit °04 ein wärmeaufnehmender Bereich, mit 305 Distanzstücke, mit 306, 306.., 306„ ... 306.- Wärmetauschereinheiten, mit 310 Trennwände, mit 312 Heizrohre, mit 313 Gruppen von Rohren, mit 314 eine Trennwand, mit 315 weitere Trennwände, mit 316 Führungsteile und mit 317 Leitungen bezeichnet.

In Fig. 19 bis 25 sind mit 401 ein Wärmetauscher, mit 402 ein Gehäuse, mit 402a ein zylindrischer Hohlkörper, mit 402b eine Trennwand, mit 402c ein Gasauslaß, mit 402d ein Einlaß, mit 402e ein weiterer Einlaß, mit

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MEER · MÜLLER · STEINMEISTER Furukawa 1 02 I

40 2f ein weiterer Gasauslaß, mit 4 03 ein Heizbereich, mit 404 ein wärmeaufnehmender Bereich, mit 405 Distanzstücke, mit 406, 406.J, 406^ ... 406^₂ Wärmetauschereinheiten, mit 410 Trennwände, mit 412 Heizrohre, mit 413 eine Gruppe aus Rohren, mit 415 Trennwände, mit 416 Leitungen und mit 417 Luft- oder Gas-Leitplatten bezeichnet.

In Fig. 26 und 27 sind mit 501 ein Wärmetauscher, mit 502 ein Gehäuse, mit 502a und 502d Gasauslässe, mit 502b und 502c Einlasse, mit 503 ein Heizbereich, mit 504 ein wärmeaufnehmender Bereich, mit 505 eine Abgasleitung, mit 507, 507.., 507„ ... 507 .. ~ Wärmetauschereinheiten, mit 511a und 511b Trennwände, mit 513 Heizrohre, mit 514 Gruppen aus Heizrohren, mit 515 Trennwände und mit 516 Führungsteile bezeichnet.

Während sich Fig. 1 auf einen herkömmlichen Wärmetauscher bezieht, der oben bereits erläutert wurde, zeigen Fig. 2 und 3 eine erste Ausführungsform der Erfindung. Ein Wärmetauscher 7 befindet sich in einen hohlen zylindrischen Gehäuse 8, dessen Umfangswand schraubenförmig verläuft. Der Wärmetauscher ist in einen oberen Abschnitt und einen unteren Abschnitt mit Hilfe einer scheibenförmigen Trennwand 9 unterteilt. Der obere Abschnitt wird als Heizbereich und der untere Abschnitt als wärmeaufnehmender Bereich verwendet.

Der Wärmetauscher ist zylindrisch ausgebildet und umfaßt eine Anzahl von Heizrohren 3 mit Flügeln oder Rippen 10. Die Heizrohre 3 durchdringen die waagrecht angeordnete Trennwand 9 und sind in einer Kreisform angeordnet. Im Rahmen dieser kreisförmigen Anordnung können die die Trennwand 9 durchdringenden Heizrohre 3 im einzelnen in verschiedener Form unter Aussparung des Mittelbereiches der Trennwand 9 angeordnet sein, und zwar beispielsweise in Strahlenform, in konzentrischen Kreisen oder in schraubenförmiger Anordnung.

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Das Gehäuse 8, das den Wärmetauscher 7 aufnimmt, ist mit einer ringförmigen Trennwand 11 versehen, die waagerecht innerhalb des Gehäusekörpers 8a liegt, der als Hohlzylinder ausgebildet ist und dessen Umfangswand eine Schraubenform besitzt. Das offene Ende der Schraube der umfangswand des Gehäuses ist in obere und untere Abschnitte durch die ringförmige Trennwand 11 unterteilt. Der obere Abschnitt des offenen Endes dient als Gasauslaß 12, aus dem erwärmtes Gas austritt, während der untere Abschnitt als Einlaß für heißes Gas, wie etwa heißes Abgas oder dergleichen dient. Weiterhin ist im oberen Bereich des Gehäuses 8 ein Einlaß 14 vorgesehen, der mit dem hohlzylindrischen Bereich 7a des Wärmetauschers 7 in Verbindung steht und den Durchgang eines kühlen Gases gestattet. Ein Gasauslaß 15, durch den heißes Gas von dem oben erwähnten Einlaß 13 austritt, befindet sich an der unteren Seite des Gehäuses 8.

Der zylindrische Wärmetauscher arbeitet wie folgt:

Durch den Einlaß 14 auf der oberen Seite des Gehäuses 8 tritt ein Gas mit niedriger Temperatur in den Heizbereich ein, während ein Gas mit hoher Temperatur in den wärmeaufnehmenden Bereich 6 durch den Einlaß 13 auf der unteren Seite des Gehäuses 8 gelangt. Sodann heizt das heiße Gas bei schraubenförmiger Drehung innerhalb des Gehäuses den Bereich 6 des Wärmetauschers 7, der durch Heizrohre 3 gebildet wird, auf. Nachdem dem heißen Gas in dem wärmeaufnehmenden Bereich durch Wärmeaustausch Wärme entzogen worden ist, strömt dies durch den hohlen, zylindrischen Bereich 7a und tritt durch den Gasauslaß 15 an der unteren Seite des Gehäuses 8 aus. Andererseits wird die absorbierte Wärme durch die Förderwirkung der Heizrohre 3 schnell in den Heizbereich 5 des Wärmetauscher überführt und einem Wärmeaustausch mit dem kühlen Gas ausgesetzt, das durch

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den Einlaß 14 aufgenommen wird, so daß dieses aufgeheizt wird. Das kühle Gas bewegt sich schraubenförmig innerhalb des Gehäuses und berührt die Heizrohre 3 innerhalb des Heizbereiches, so daß ein Wärmeaustausch stattfindet. Sodann wird das erwärmte Gas durch den Gasauslaß 12 an der oberen Seite des Gehäuses 8 nach außen abgegeben.

Bei dieser Ausführungsform sind Heizrohre mit ausgezeichnetem Wärmeübergang in ringförmiger Anordnung zur Bildung eines zylindrischen Wärmetausches vorgesehen. Dadurch kann nicht nur die Größe des Wärmetauschers verringert, sondern der Wärmeaustausch verbessert werden, da der Wärmetauscher in einem hohlen, zylindrischen Gehäuse liegt, dessen Umfangswand schraubenförmig ausgebildet ist, so daß das Gas niedriger Temperatur und das Gas hoher Temperatur schraubenförmige Bewegungen in Berührung mit den Heizrohren des Wärmetauschers ausführen. Der Wärmetauscher ist daher äußerst vorteilhaft, insbesondere bei Anwendung zur Gewinnung von Abwärme in großen Mengen.

Die zweite Ausführungsform gemäß Fig. 4 bis 7 zeigt einen Wärmetauscher 101 in polygonaler Form. In dem Heizbereich 103 strömt ein zu erwärmendes, kühles Gas, und der wärmeaufnehmende Bereich 104 unterhalb des Heizbereichs 103 dient zur Durchleitung eines heißen Gases. Der Wärmetauscher 101 besteht aus 12 Wärmetauschereinheiten, die ringförmig in der Form eines polygonalen Rohres mit Hilfe von Distanzstücken 105 mit dreieckigem Querschnitt unter Winkeln von 30° angeordnet sind. Wie aus Fig. 6 hervorgeht, weist jede Wärmetauschereinheit 106 rechtwinkelige Seitenplatten 107, eine rechtwinkelige obere Platte 108, eine Bodenplatte 109 und eine Trennwand 110, die in einem Rahmen angeordnet sind, dessen fordere und hintere Seiten offen sind. Eine Anzahl von Heizrohren mit Rippen 111 durchdringen die Trennwand 110 in gleichen Abständen und bilden eine viereckige Gruppe 113. Gemäß Fig. 7 kann die

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Anordnung der Heizrohre 112 in gleichmäßigen Abständen in der Form gleichseitiger Dreiecke (Fig. 7A oder 7B) oder in quadratischer Anordnung (Fig. 7C oder 7D) erfolgen. In Fig. 7B und 7D handelt es sich um eine geänderte Anordnung in Bezug auf die Gasströmungsrichtung.

Gemäß Fig. 7 sind diese Wärmetauschereinheiten mit Hilfe von Distanzstücken 5 hintereinander im Umfangsbereich der Trennwand 114 angeordnet. Die Seitenplatten 107 dienen als radiale Trennwände 115, die jeweils eine rechtwinkelige Anordnung aus Rohren 113 voneinander trennen und einen Wärmetauscher 101 in der Form eines polygonalen Rohres bilden.

In dem Gehäuse 102, das den Wärmetauscher 101 aufnimmt, ist in waagerechter Richtung eine ringförmige Trennwand 102b angeordnet, die sich im Mittelbereich innerhalb des Gehäuses 102a befindet, dessen Umfangswand schraubenförmig ausgebildet ist. Am offenen Ende der Schraube ist ein Gasauslaß 102c oberhalb der Trennwand 102b vorgesehen, durch den Gas niedriger Temperatur, wie etwa Luft, nach der Erwärmung abgegeben wird. Unterhalb der Trennwand befindet sich am offenen Ende ein Einlaß 102d zur Einleitung heißen Gases, wie etwa Abwärmegas. Auf der oberen Seite des hohlen zylindrischen Gehäuses 102 ist ein Einlaß 102e vorgesehen, der mit dem hohlen Bereich 101a des Wärmetauschers 101 zur Einleitung kühlen Gases in Verbindung steht. Die untere Seite des Gehäuses nimmt einen Gasauslaß 102f auf, aus dem das Gas hoher Temperatur, das durch den Einlaß 102d eingetreten ist, wieder austritt.

Dieser zylindrische Wärmetauscher arbeitet wie folgt:

Ein Gas niedriger Temperatur gelangt in den Heizbereich 103 durch den Einlaß 102e an der oberen Seite des Gehäuses 102. Zur gleichen Zeit tritt ein Gas hoher Temperatur in den wärmeaufnehmenden Bereich 104 durch den

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Einlaß 102d an der unteren Seite des Gehäuses 102 ein. Das Gas hoher Temperatur, das in das Gehäuse 102 eintritt, bewegt sich sodann schraubenförmig entlang der Umfangsfläche des Gehäuses und passiert die Gruppe der Heizrohre 113, die voneinander durch Trennwände 115 getrennt sind, und in viereckigen Säulenformen angeordnet sind. Das heiße Gas unterliegt einem Wärmeaustausch und wird abgekühlt, bevor es den mittleren Bereich des Wärmeaustauschers 101 erreicht. Das gekühlte Gas tritt sodann durch den Auslaß 102f an der unteren Seite des Gehäuses 102 aus und wird durch eine Leitung abgegeben.

In diesem Falle bewirkt die Reihe der Trennwände 115, daß das heiße Gas gleichmäßig zwischen die Trennwände 115 strömt. Da die mit Rippen versehenen Rohre 112 in gleichmäßigen Abständen und gleichmäßig in einem dreickigen oder viereckigen Raster angeordnet sind, wird das heiße Gas einem sehr wirksamen Wärmeaustausch ausgesetzt.

Die Rohre 112 werden hergestellt, indem eine Arbeitsflüssigkeit in ein Metallrohr eingebracht wird, das unter verringertem Druck verschlossen wird. Die Wärme, die durch Wärmeaustausch mit dem heißen Gas aufgenommen wird, wird schnell zu dem Heizbereich 103 überführt, in dem der Wärmeaustausch mit dem kühlen Gas erfolgt, das durch den Einlaß 102 eintritt. In diesem Falle strömt das kühle Gas von dem Einlaß 102e an der oberen Seite des Gehäuses 102 zum Mittelbereich des Wärmetauschers 101. Von dort aus wird es zwischen den radialen Trennwänden 115 hindurch geführt, so daß es die durch die Trennwände unterteilten Wärmetauschereinheiten gleichmäßig durchströmt. Das gleiche gilt für den wärmeaufnehmenden Bereich 104. Dabei wird das kühle Gas intensiv erhitzt, und nach dem Passieren der Gruppe 113 der Rohre, die in gleichmäßigen Abständen angeordnet sind, bewegt sich das Gas schraubenförmig

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entlang der Umfangs fläche bis zu dem Gasauslaß 102c. Ein derartiger vorgefertigter zylindrischer Wärmetauscher aus Wärmetauschereinheiten 106, die in einem polygonalen Rohr gemäß Fig. 6 zusammengefaßt sind, ist nicht auf die zwölfeckige Form beschränkt, sondern kann auch anders ausgeführt sein. Diese Art der Zusammensetzung erleichtert die Herstellung eines Wärmetauschers großer Kapazität erheblich.

Bei dem oben beschriebenen Wärmetauscher weisen die Distanzstücke 105 eine dreieckige Form auf und dienen zur Einfügung zwischen den Wärmetauschereinheiten 106. Derartige Distanzstücke können jedoch fortgelassen werden, und die Wärmetauschereinheiten können miteinander durch andere Verbindungsstücke als derartige Distanzstücke verbunden werden.

Weiterhin ist die Erfindung nicht beschränkt auf den oben beschriebenen Typ der Wärmetauschereinheiten 106. Die Trennwände 110 und 114 können durch ein einziges Stück einer polygonalen oder kreisförmigen Platte ersetzt werden. Eine Anzahl von radial angeordneten Trennwänden 115 kann senkrecht auf der oberen und unteren Oberfläche des Umfangs einer derartigen Platte angebracht sein. In jedem Teil, der durch derartige Trennwände 115 abgeteilt ist, kann eine Anzahl von mit Rippen versehenen Heizrohren 112 in gleichmäßigen Abständen zur Bildung einer Gruppe 113 in Säulenform angeordnet sein. Dadurch würde sich etwa derselbe Wärmetauscher 101 ergeben, wie er in Fig. 4 gezeigt ist.

Die Rippen müssen nicht radial sein. Es können auch platten-0 förmige Rippen verwendet werden oder die Rippen fortgelassen v/erden.

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Die radial angeordneten Trennwände dieser Ausführungsform, die sich im Umfangbereich der Trennwand 110 befinden, dienen dazu, das Gas in dem Wärmetauscher gleichmäßig zu verteilen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Wärmetauschern erfolgt keine Kanalbildung oder ungleichmäßige Strömung. Außerdem sind in jedem Teil, der durch die Trennwände 115 unterteilt ist, Rohre mit Rippen in gleichmäßigen Abständen in säulenförmigen Gruppen angeordnet, die die Trennwandplatte 110 durchdringen. Das Gas, das in den Wärmetauscher eintritt, berührt die Heizrohre gleichmäßig, so daß jedes Heizrohr gleichmäßig belastet wird. Diese beiden vorteilhaften Effekte dienen zur erheblichen Verbesserung des Wärmeaustausches gegenüber herkömmlichen Wärmetauschern. Da die Heizrohre außerdem erfindungsgemäß regelmäßig in Gruppen angeordnet sind und das Gas die Rohrgruppen gleichmäßig berührt, ist die konstruktive Auslegung einfach, und es ist nicht notwendig, einen übermäßigen Sicherheitsfaktor zu berücksichtigen. Dadurch kann die Größe des Wärmetauschers verringert werden. Da die Erfindung eine Vorfertigung gestattet, wird die Herstellung, insbesondere bei großen Wärmetauschern erheblich vereinfacht.

Nunmehr soll die Ausführungsform der Fig. 8 bis 12 beschrieben werden. In diesem Fall befindet sich der Wärmetauscher 201 in dem Gehäuse 202. Durch den Heizabschnitt 20 3 wird kühles, zu erwärmendes Gas hindurchgeführt, und in dem wärmeaufnehmenden Bereich 204 unterhalb des Heizbereiches strömt heißes Gas.

Der Wärmetauscher 201 besteht aus 12 Wärmetauscherein-

heiten 206^, 206₂ ^2O612' ^{die im winkel von 30}° über

Distanzstücke 205 mit dreieckiger Querschnittsform verbunden sind. Der Wärmetauscher 201 bildet daher ein polygonales Rohr, das in eine Anzahl von Blöcken unterteilt ist. Wie in Fig. 10 gezeigt ist, umfaßt jede

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Wärraetauschereinheifc 206 einen Rahmen, der in der forderen und rückwärtigen Seite offen ist und aus Seitenplatten 207, einer oberen Platte 208, einer unteren Platte 209 und einer Trennwandplatte 210 besteht. Die rechteckigen Rohrgruppen 213 aus Heizrohren 212 durchdringen in gleichmäßigen Abständen die Trennwandplatte 210.In einem Zwischenraum des Heizbereiches 203 zwischen der oberen Platte 208 und der Trennwandplatte 210 befinden sich Luft- oder Gas-Leitplatten 214, die senkrecht zu den Platten 208 und 210 verlaufen und in Bezug auf die Seitenplatten 207 geneigt sind. Alle Wärmetauschereinheiten 206., 206_ ... 206_1? sind in dieser Weise ausgebildet und über die Distanzstücke 205 im Umfangsbereich einer polygonalen Trennwandplatte 215 angeordnet. Die Leitplatten 214 sind in Richtung des offenen Endes des schraubenförmigen Gehäuses 202 geneigt. Die Seitenplatten 207 verlaufen radial und dienen als Trennwände 216, und jeder Block, der durch den nächsten Block durch die Trennwände 216 getrennt ist, bildet eine säulenförmige Rohrgruppe 213. Die Rohrgruppen bilden einen Wärmetauscher in der Form eines polygonalen Rohres.

Die Umfangswand des Gehäuses 202, das den Wärmetauscher 201 aufnimmt, ist schraubenförmig und weist einen hohlen, zylindrischen Gehäusekörper 202a auf, während das Ende der Schraube offen ist. Eine ringförmige Trennwand 202b leigt waagerecht im mittleren Bereich des inneren ümfangs und bildet Kanäle oder Leitungen 217 oberhalb und unterhalb der Trennwandplatte. Der obere Abschnitt des offenen Endes der Schraube des Gehäuses 202 dient als Gasauslaß 202c, durch den ein kühles, zu erwärmendes Gas, wie etwa Luft, nach der Erwärmung austritt. Der untere Abschnitt des offenen Endes dient als Einlaß 202d zur Aufnahme eines heißen Gases, etwa eines Abgases. Auf der oberen Seite

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des Gehäuses 202 befindet sich ein Einlaß 202e, der mit dem hohlen Abschnitt 201a des Wärmetauschers 201 in Verbindung steht und kphles Gas einleitet. An der unteren Seite ist der Gasauslaß 202f für das heiße Gas vorgesehen.

Dieser Wärmetauscher arbeitet folgendermaßen. Ein kühles Gas tritt durch den Einlaß 202e auf der oberen Seite des Gehäuses 202 in den Heizbereich 203 ein, während ein heißes Gas in den wärmeaufnehmenden Bereich 204 durch den Einlaß 202d an der unteren Seite des Gehäuses 202 gelangt. Das heiße Gas bewegt sich schraubenförmig entlang der Umfangsflache innerhalb der Leitung 217 und passiert die durch die Trennwände 216 unterteilten Bereiche und die Heizrohrgruppen 213 und wird dabei abgekühlt, bevor es den Mittelbereich des Wärmetauschers 201 erreicht. Dort tritt es durch den Gasauslaß 202f nach unten aus dem Gehäuse 202 aus.

Die Heizrohre 212 werden hergestellt durch Einfüllen einer Arbeitsflüssigkeit in ein Metallrohr, das unter verringertem Druck verschlossen wird. Die durch den Wärmeaustausch aufgenommene Wärme wird schnell zu der Seite des Heizbereiches 203 überführt. Dort geht sie auf das kühle Gas über. Das kühle Gas tritt in den Mittelbereich des Wärmetauschers 201 durch den Einlaß 202e ein und strömt gleichmäßig durch die Blöcke der Wärmetauschereinheiten, wie es umgekehrt in dem wärmeaufnehmenden Bereich 204 geschieht. Das durch Wärmeaustausch erwärmte Gas gelangt sodann in die Leitung 217 mit Hilfe der Leitplatten 214 und bewegt sich zum offenen Ende des schraubenförmigen Gehäuses. Die Leitplatten weisen in die Richtung des schraubenförmigen Auslasses, so daß Turbulenzen vermieden werden. Durch diese Anordnung werden Druckverluste verringert, die sich durch turbulente Strömung ergeben

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können. Dadurch wird die Wirksamkeit des Wärmeaustauschers zugleich verbessert.

Die Wärmetauschereinheiten 206 können vorgefertigt werden, wie es in Fig. 10 gezeigt ist. Sie können sodann auf einfache Weise in einer polygonalen Rohrform als Wärmetauscher 201 zusammengefaßt werden. Dies ist insbesondere vorteilhaft, da die Herstellungsgröße des Wärmetauschers verringert wird.

Der Wärmetauscher 201 muß nicht zwölfeckig sein, sondern kann auch anders ausgebildet sein. Die Wärmetauschereinheiten 206 müssen nicht notwendigerweise durch Distanzstücke 205 verbunden werden. Vielmehr kommen auch andere Verbindungseinrichtungen in Betracht. Die Leitplatten 214 können auch drehbar an den Wärmetauschereinheiten mit Hilfe von Achsen 218 befestigt sein und miteinander durch Verbindungsstangen 219 so verbunden sein, daß ihr Neigungswinkel einstellbar ist.

Fig. 12 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform, bei der keine Trennwände 216 vorgesehen sind. Ein zylindrischer Wärmetauscher 201 umfaßt ringförmig angeordnete Heizrohre 212, die eine scheibenförmige Trennwandplatte 215 durchdringen. Auf dem Umfangsbereich des Heizbereiches 203 des Wärmetauschers 201 sind Leitplatten 214 vorgesehen, die in Richtung des offenen Endes der Schraube weisen.

Mit dieser Ausführungsform wurde ein Experiment durchgeführt, das im folgenden näher erläutert wird.

Die Heizrohre 212 bestanden aus Kupfer als inneres Rohr und Kohlenstoffstahl als äußeres Rohr, so daß sich ein Doppelrohr ergab mit einem Außendurchmesser von 25,4 mm und einer Länge von 3 800 mm. Sodann wurden Rippen aus

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Kohlenstoffstahl mit einem Durchmesser von 52,4 mm an der Außenseite des Doppelrohres in Abständen von 3,5 mm befestigt. Als Arbeitsflüssigkeit für die Wärmeübertragung wurde Diphenyl-Öl innerhalb des Doppelrohres vorgesehen, und das Doppelrohr wurde verschlossen. Eine Wärmetauschereinheit 206 mit 288 Heizrohren 212, die eine Trennwandplatte 210 gemäß Fig. 10 durchdringen, wurde aus 24 Reihen mit 12 Querreihen gebildet. Im oberen Bereich dieser Heizrohre, d.h. der Heizseite, wurden 4 Leitplatten 214 unter einem Neigungswinkel von 40° vorgesehen, deren Dicke 2,5mm, deren Breite 150mm und deren Länge 1 4 00 mm betrug. Insgesamt wurden 12 Wärmetauschereinheiten 206., 206«... 206₁₂ verwendet, die in der oben angegebenen Weise hergestellt waren und auf dem Umfang der zwölfeckigen Trennwandplatte 215 gemäß Fig. 8 verteilt wurden. Dadurch ergab sich ein zwölfeckiges Rohr mit einem Außendurchmesser von 6 960 mm. Der Wärmetauscher 201 wurde innerhalb eines schraubenförmigen Gehäuses 202 angebracht und bildete einen zylindrischen Wärmetauscher.

Mit diesem Wärmetauscher wurde ein Wärmeaustausch zwischen einem heißen Gas und einem kühlen Gas unter den in Tabelle I gezeigten Bedingungen durchgeführt. Dabei ergab sich ein Wärmeaustausch von 9,6 χ 10 Kcal/h.

TABELLE I

endothermer Abschnitt Heizabschnitt

(hohe Temperatur) (niedrige Temperatur)

Eintrittstemperatur 250⁰C 20⁰C

Austrittstenperatur 153⁰C 170⁰C

Strömungsdurchsatz 325,000 Nm³/h 210,000 Nm³/h Gesamtdruckverlust 63mm Aq 28 mm Aq

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Zum Vergleich mit der Erfindung wurde dasselbe Experiment mit einem zylindrischen Wärmetauscher ohne Leitplatten 214 durchgeführt. Der Wärmeaustausch betrug in diesem Falle 5,65 χ 10 Kcal/h. Daraus geht hervor, daß die Wirksamkeit des Wärmeaustauschers etwa um 70 % verbessert wird, während der Druckverlust um etwa 3 0 % verringert wird.

Wie bereits erwähnt wurde, wird bei dem Wärmetauscher der vorliegenden Ausführungsform eine turbulente Strömung in der Leitung auf der Seite des Heizbereiches auf ein Minimum gebracht. Dadurch wird der Wärmeaustausch verbessert. Außerdem gestattet diese Ausfükrungsfrom die Verringerung der Abmessungen eines Gebläses und weiterer Leitungen.

Nunmehr soll die Ausführungsform gemäß Fig. 13 bis 18 beschrieben werden. Innerhalb des Gehäuses 302 befindet sich der Wärmetauscher 301. Mit 303 ist der Heizbereich für kühles Gas und mit 304 der wärmeaufnehmende Bereich für ein heißes Gas bezeichnet.

Der Wärmetauscher 301 ist als polygonales Rohr ausgebildet und umfaßt eine ringförmige Anordnung aus 12 Wärmetauschereinheiten 306.., 3.06- ... 306₁₂, die über Distanzstücke 305 mit dreieckigem Querschnitt verbunden sind. Der Wärmetauscher ist auf diese Weise in eine Anzahl von Blöcken unterteilt. Wie aus Fig. 6 hervorgeht, ist jede der Wärmetauschereinheiten 306 mit einem Rahmen ausgerüstet, der aus rechteckigen Seitenplatten, einer rechteckigen oberen Platte, einer rechteckigen unteren Platte und einer rechteckigen Trennwandplatte besteht, während die vordere und hintere Seite offen ist. Eine Anzahl von Heizrohren sind in gleichmäßigen Abständen angeordnet und durchdringen die Trennwandplatte, so daß sie die Form einer viereckigen Rohrsäule bilden.

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Die Wärmetauschereinheiten 306.

306.

... , _ivjvj- ... 306.jp sind nacheinander im Umfangsbereich einer Trennwandplatte 314 über Distanzstücke 305 befestigt. Die Seitenplatten 307 liegen in radialer Richtung und dienen als Trennwände 315, die die Säulengruppen voneinander trennen. Auf den oberen und unteren Flächen der Trennwandplatte 314 innerhalb des hohlen Bereichs 301a befinden sich Führungsteile 316, die etwa eine Kreiskegelform konzentrisch zu der Trennwandplatte 314 aufweisen.

Die Umfangswand des Gehäuses 302, das den Wärmetauscher aufnimmt, ist schraubenförmig ausgebildet, wobei das Ende der Schraube offen ist. In mittlerer Höhe des hohlen Gehäusekörpers 302a ist eine waagerechte Trennwandplatte 302b angebracht, die Leitungen 317 oberhalb und unterhalb der Trennwandplatte bildet. Das offene Ende der Schraube bildet wiederum, wie bei den vorangegangenen Ausführungsformen, Einlaß und Auslaß für die Gase. Auf der oberen und unteren Seite des Gehäuses befinden sich weitere Einlasse und Auslässe 302e, 302f. Auch hier besteht Übereinstimmung mit den vorangegangenen Ausführungsformen .

Die Führungsteile 316 auf beiden Seiten der Trennwandplatte 314 sind konzentrisch zu dem Einlaß 302e und dem Gasauslaß 302f angeordnet. Durch die etwa kreisförmigen, kegelförmigen Führungsteile 316 werden die Gase beim Eintritt bzw. Austritt gleichmäßig umgelenkt, so daß turbulente Strömungen innerhalb des hohlen Bereiches 301b wirksam vermieden werden können. Außerdem tragen die Führungsteile 316 zu einer gleichmäßigen Verteilung der Gase im Umfang beim Eintreten in den Wärmetauscher bei.

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Der Wärmetauscher kann hergestellt werden, indem vorgefertigte Wärmetauschereinheiten gemäß Fig. 6 in einem polygonalen Rohr zusammengesetzt werden.

Gemäß Fig. 15A und 15B kann die Wirksamkeit des Wärmeaustauschers weiter gesteigert werden, wenn die Führungsteile 316 von der Rückseite der Schraube des Gehäuses 302 abgerückt werden und nicht in der Mitte der Trennwandplatte 314 liegen. Eine bessere Wirksamkeit ergibt sich daher, wenn die Führungsteile in der Zeichnung nach oben gerückt sind. Auf der Seite des wärmeaufnehmenden Abschnitts 304 wird eine Gaszufuhr zu einem tieferen Bereich in der Schraube des Gehäuses unzureichend, und zwar aufgrund des Wandwiderstandes innerhalb der Leitung 317. Bei einer exzentrischen Position des Führungsteils 316 kann die Gasverteilung insgesamt gleichmäßiger gestaltet werden. Die Gaszufuhr zu dem tieferen Bereich der Schraube nimmt ebenfalls auf der Heizseite 303 ab. Auch hier kann das in gleicher Weise exzentrisch versetzte Führungsteil 316 zu einer gleichmäßigeren Gasverteilung bis hin zum Ende der Schraube führen.

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Fig. 16A und B zeigen eine abgewandelte Ausführungsform, bei der die Führungsteile 316 im Mittelpunkt der Trennwandplatte 314 und konzentrisch zum Einlaß bzw. Auslaß 3o2e und 3o2f angeordnet sind. Die Führungsteile 316 sind zwar etwa kreisl^egelförmig ausgebildet, jedoch liegen ihre Spitzen exzentrisch versetzt gegenüber dem tieferen Teil der Schraubenform des Gehäuses.

Fig. 17A und 17B zeigen eine weitere Ausführungsform, bei der die Führungsteile 316 etwa eine kreisförmige Schraube mit einer konkav gekrümmten Fläche 316a an ihrem auslaufenden, bodenseitigen Ende bilden. Diese Führungsteile sind an der Trennwandplatte 314 derart befestigt, daß die konkaven Flächen 316a dem tieferen Teil der Schraube des Gehäuses 2o2 zugewandt sind.

Fig. 18A und 18B veranschaulichen Führungsteile 316, die etwa dieselbe Kreiskegelform aufweisen wie diejenigen der Fig.13. Sie sind konzentrisch in Bezug auf die Trennwandplatte 314 angeordnet, während in diesem Falle die Einlaß- und Auslaßöffnung 3o2e, 3o2f im oberen und unteren Teil des Gehäuses 3o2 tiefer in Richtung der Schraube des Gehäuses 3o2 versetzt und exzentrisch in Bezug auf die Führungsteile 316 angeordnet sind.

25

Die Ausführungsformen der Figuren 16 bis 18 wirken sich in derselben Weise aus wie diejenige der Fig. 15. und ein ungleichmäßiger Strom oder eine Kanalbildung des Gases innerhalb der hohlen Bereiche 3o1a und 3o1b wird verhindert, so daß ein gleichmäßiger Strom beim Eintreten bzw. Austreten des Gases und zugleich ein hoher Wärmeaustausch sichergestellt wird.

Bei allen zuvor beschriebenen Ausführungsformen weisen die Führungsteile 316 glatte Oberflächen auf. Die Erfindung ist auf derartige Oberflächen jedoch nicht beschränkt

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Vielmehr können auch Führungsteile mit Riffeln oder Rillen in Längsrichtung verwendet v/erden. Der Wärmetauscher 3o1 muß nicht in der zuvor beschriebenen, vorgefertigten Weise zusammengefügt sein, sondern kann als eine Einheit von Anfang an hergestellt und durch Trennwände 315 in einer Anzahl von Blöcken unterteilt sein. Die Trennwände 316 können fortgelassen werden, und ein zylindrischer Wärmetauscher 3o1 kann aus einer ringförmigen Anordnung eine Anzahl von Heizrohren 312 bestehen, die die Trennwandplatte 314 durchdringen. Anschließend sollen einige Experimente näher erläutert werden, die mit der vorliegenden Ausführungsform durchgeführt worden sind.

Es wurden Heizrohre 312 hergestellt unter Verwendung von Kupfer als Innenrohr und Kohlenstoffr.tahl als Außenrohr. Der Außendurchmesser der Gesamtanordnung betrug 25,4mm und die Länge 38oo mm. Rippen aus Kohlenstoff stahl mit einem Außendurchmesser von 52,4mm befanden sich auf der Außenseite dieses Doppelrohres in Abständen von 3,5mm.

Ein Wärmeübertragungsmedium aus Diphenyl- ^l Befand sich innerhalb des Doppelrohres als Arbeitsflüssigkeit und die Rohre wurden verschlossen. Insgesamt wurden 288 Heizrohre auf diese Weise hergestellt und durch die Trennwandplatte hindurchgeführt, wie es in Fig. 6 gezeigt ist, und zwar in 24 Reihen al 2 Rohre, die insgesamt eine Wärmetauschereinheit bildeten. Insgesamt wurden 12 VJärmetauschereinheiten 3o6.. , 3o6_?, ...3o6^„ auf diese Weise zusammengefügt und auf dem Umfang einer zwölfeckigen Trennwandplatte 314 angebracht, die mit Führungsteilen 316 in geeigneter Kreiskegelform auf beiden Oberflächen gem. Fig. 13 versehen war. Dieser Wärmetauscher 3o1 wurde innerhalb eines schraubenförmigen Gehäuses 3o2 untergebracht, das Einlasse und Auslässe 3o2e, 3o2f auf den oberen und unteren Seiten konzentrisch zu der Trennwandplatte 314 aufwies. Ein zylindrischer Heizrohr-Wärmetauscher dieser Art ist in Fig.13

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gezeigt. In diesem Falle wies jedes Führungsteil etwa eine Kreiskegel form auf mit einem Bodendurchmesser von 2ooomm und einer Höhe von looomm in der Mitte der Trennwandplatte 314, wie es in Fig. 13 gezeigt ist.

Mit einem derartigen Wärmetauscher wurde ein Wärmeaustausch zwischen einem heißen Gas und einem kühlen Gas unter den Bedingungen der Tabelle 2 durchgeführt. Die übergegangene Wärmemenge betrug 9.ο χ 1ο Kcal/h.

1o

Tabelle 2

Endothermer Bereich Heizbereich (hohe Temeratur)· \ (niedrige Temp.)

15

Eintrittstemperatur:	25o°C	2o°C	Nm³/H
Austrittstemperatur:	153°C	17o°C	Aq
Strömungsdurchsatz:	325.ooo Nm³/h	2I0.000
Gesamtdruckverlust:	35 mm Aq	28 mn

2o

Der Wärmetauscher wurde weiterhin dadurch abgewandelt, daß die Position der Führungsteile 316 aus der Mitte der Trennwandplatte 314 gem. Fig. 15 zu einer Position im Abstand von 5oomm von der Mitte nach oben in der Zeich-

25

nung verschoben wurde. Nach dieser Änderung wurde ebenfalls die übergegangene Wärmemenge gemessen. Sie betrug 9,6 χ 1o Kcal/h, so daß erkennbar ist, daß sich dadurch der Wärmeübergang weiter verbessert.

Zum Vergleich mit dem erfindungsgemäßen Wärmetauscher wurde ein Experiment durchgeführt mit einem Wärmetauscher ohne die Führungsteile 316. In diesem Fall ergab sich ein Wärmeübergang von 8,0 χ 1o Kcal/h. Die erfindungsgemäßen Wärmetauscher bedeuten in diesem Fall also f.ine Leistungssteigerung von 12 bis 2o%.

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Wie zuvor angegeben wurde, wird erfindungsgemäß ein ungleichmäßiger Gasstrom und eine Kanalbildung verhindert, so daß sich ein gleichförmiger Gasstrom über den gesamten Umfang des Wärmetauschers ergibt. Dadurch wird die Belastung der einzelnen Heizrohre ausgeglichen, so daß die Wirksamkeit des Wärmeaustausches erheblich verbessert wird. Die Aufstellung der Wärmebildung kann vereinfacht werden. Die Abmessungen bei Wärmetauschern mit großer Kapazität werden geringer.

Anschließend soll die Ausführungsform der Figuren 19 bis 25 erläutert werden. Der Wärmetauscher 4o1 ist wiederum als polygonales Rohr ausgebildet, das sich in einem Gehäuse 4o2 befindet. Mit 4o3 ist der Heizbereich für kühles Gas und mit 4o4 der endotherme oder wärmeaufnehmende Bereich unterhalb des Heizbereiches für heißes Gas bezeichnet.

Der Wärmetauscher 4o1 besteht aus 12 Wärmetauschereinhei-

2o ten 4o6

1'

4o6

2'"

die ringförmig unter einem

Winkel von 3o° über Distanzstücke 4o5 mit dreieckigem Querschnitt verbunden sind, wie es bereits bei den vorangegangenen Ausführungsbeispielen der Fall ist. Im übrigen besteht weitgehende Übereinstimmung mit den vorangegangenen Ausführungsformen. In diesem Fall ist jedoch die Anzahl der Reihen der Heizrohre in jeder Wärmetauschereinheit unterschiedlich, und zwar beispielsweise schrittweise abnehmend von Stufe zu Stufe, so daß beispielsweise die Anzahl der Reihen in der ersten Wärmetauschereinheit 14 und in der zwölften Wärmetauschereinheit 3 beträgt. Andernfalls kann die Anzahl der Reihen der Heizrohre in anderer Weise, beispielsweise jeweils nach mehreren Einheiten abnehmen.

35 Die Wärmetauscherheiten

4o6~... 4o6 _ sind hinter-

einander auf dem Umfang einer polygonalen Trennwandplatte

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416 über die Distanzstücke 4o5 verbunden. Die Seitenplatten sind radial ausgerichtet und dienen als Trennwände 415, die Blöcke unterteilen, in denen sich Rohrsäulen befinden, die insgesamt einen Wärmetauscher 4o1 in der form eines Polygonalrohres bilden.

Das Gehäuse 4o2 weist wiederum Schraubenform auf. Es besteht aus einem hohlzyiindrischen Gehäusekörper 4o2a und einem auslaufenden, offenen Ende der Schraube. Im Mittelbereich des Gehäusekörpers 4o2a ist eine rinförmige Trennwandplatte 4o2b vorgesehen, die Leitungen 416 oberhalb und unterhalb der Trennwandplatte bildet. Am offenen Ende der Schraube befinden sich wiederum Einlasse und Auslässe 4o2b, 4o2c für die Gase, und auf der oberen und unteren Seite des Gehäuses sind weitere Einlasse und Auslässe 4o2e, 4o2f vorgesehen. In der Mitte befindet sich wiederum ein hohler Bereich 4o1b. Zum genaueren Verständnis wird auf die vorangegangenen Ausführungsformen Bezug genommen.

2o

Bei diesem erfindungsgemäßen Wärmetauscher wird Gas niedriger Temperatur im Heizbereich 4o3 erwärmt und Gas hoher Temperatur wird im endothermen Bereich 4o4 abgekühlt. Im übrigen wird zur Arbeitsweise des Wärmetauschers auf die Erläuterungen zu den vorangegangenen Ausführungsformen Bezug genommen.

Die Leitungen 416 werden enger in den tieferen Teilen der Schraubenform des Gehäuses, und die Druckverluste nehmen in dem Wärmetauscher 4o1 in diesen tieferen Bereichen der Schraubenform des Gehäuses aufgrund des Widerstandes der Wandfläche der Leitungen 416 zu. Da jedoch die Wärmetauschereinheiten 4o6. , 4o6₂· . . 4o6.. „ nach und nach einen geringeren Druckverlust für das hindurchgehende Gas bewirken, da die Reihen der Rohre

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nach und nach abnehmen, ist der Gasdurchsatz über den gesamten Wärmetauscher 4o1 annähernd ausgeglichen. Außerdem dienen die radialen Trennwände 415 dazu, einen gleichmäßigen Durchsatz des heißen Gases in den durch die Trennwände getrennten Blöcken zu bewirken, so daß sich ein wirksamer Wärmeaustausch ergibt.

Die Heizrohre sind in der bereits beschriebenen Weise ausgebildet und übertragen Wärme von dem endothermen Bereich zum Heizbereich. Die Gasströme bewegen sich in der bereits erläuterten Weise. Da die Anzahl der Heizrohre bei diesem Wärmetauscherzu den tieferen Bereichen der Schraubenform des Gehäuses hin abnimmt, so daß sich die Druckverluste in den Wärmetauschereinheiten verringern, wie es auch im endothermen Bereich 4o4 der Fall ist, strömt auch das Gas niedriger Temperatur durch den Wärmetauscher 4o1 mit etwa gleichförmigem Durchsatz im gesamten Umfang trotz der Reibungswirkung der Wandfläche der Leitung 416 und turbulenter Strömungswiderstände.

2o

Auch bei dem zuletzt beschriebenen Wärmetauscher können die vorgefertigten Einheiten der Fig. 6 verwendet werden.

Die Form des Wärmetauschers 4o1 ist nicht auf den zwölfeckigen Umriß beschränkt. Die Wärmetauschereinheiten 4o6 müssen nicht notwendigerweise durch Distanzstücke 4o5, sondern können auch in anderer Weise verbunden sein.

Fig.-21 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem ein zylindrischer Wärmetauscher ohne Trennwände 4o5 innerhalb des schraubenförmigen Gehäuses 4o2 ausgeführt ist.

Bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform nimmt die An-Zc hl der Rohre und damit der Strömungswiderstand in den einzelnen Wärmetauschereinheiten vom offenen Ende des schraubenförmigen Gehäuses her ab, so daß sich gleichmä^·

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ßige Strömungsdurchsätze über den gesamten Umfang des Wärmetauschers ergeben.

Fig. 22 zeigt eine weitere Abwandlung, bei der der Wärmetauscher 4o1 eine ringförmige Anordnung einer Anzahl von Heizrohren 412 umfaßt, die eine kreisförmige Trennwandplatte 414 durchdringen. In diesem Fall nimmt der Druchmesser der Heizrohre nach und nach mit ihrem Abstand vom offen Ende der Schraubenform des Gehäuses 4o2 ab.

Fig. 23 zeigt eine weitere Abwandlung, bei der der Wärmetauscher 4o1 Heizrohre 412 umfaßt, an denen Rippen 411 derart angebracht sind, daß der Abstand der Rippen mit dem Abstand vom offenen Ende der Schraubenform des Gehäuses 4o2 abnimmt, so daß der Strömungswiderstand auch hier verringert wird.

Fig. 24 zeigt eine weitere Abwardlang, bei der Luft- oder Gas-Gleitplatten 417 an den Wärmetauschereinheiten 4o6., 4o6_, .... angebracht sind, die voneinander durch Trennwände 415 getrennt sind. Die Breite der Leitplatten nimmt mit dem Abstand vom offenen Ende der Schraube des Gehäuses ab, so daß auch in diesem Falle die Strömungswiderstände abnehmen.

25

Die Leitplatten 417 müssen nicht fest angebracht sein, sondern können auch drehbar sein. Sie können auch durch andere Einrichtungen als durch Verbindungsstangen verbunden sein. Die Leitplatten 417 können durch Drahtnetze ersetzt werden, bei denen die Maschenweite nach und nach mit zunehmendem Abstand zum offenen Ende des Gehäuses zunimmt.

Über die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele hinaus ist die Anzahl der Reihen der Rohre, je Abstand und der

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Abstand zwischen den Rippen sowie die Größe der Leitplatten 417 darüberhinaus veränderlich, so daß die erwähnten Maßnahmen miteinander kombiniert werden können.

1o

Im folgenden soll ein weiterer Versuch erläutert werden. Die Heizrohre 412 wurden hergestellt durch Befestigung von Rippen 411 aus Kohlenstoffstahl mit Außendurchmesser von 52,4mm und Abständen von 3,5mm auf der Außenseite eines Doppelrohres aus einem inneren Kupferrohr und einem Kohlenstoff Stahlrohr mit einem Außendurchmesser von 25,4mm und einer Länge von 3. 8ooitim. Im Inneren befand sich Diphenylöl als Wärmeübertragungsmedium.

Ein zwölfeckiger, zylindrischer Wärmetauscher 4o1 wurde hergestellt durch Kombination von Heizrohren 412 in den Wärmetauschereinheiten 4o6.. , 4o6_ ,. . . . 4o6 „ , wobei die Anzahl der Rohrreihen entsprechend der Position der einzelnen Einheit gem. Fig. 19 und 2o geändert wurde. Die Anzahl der Heizrohre und ihre Anordnung in den einzelnen Einheiten ergibt sich aus Tabelle 3. Insgesamt wurden 3456 Heizrohre verwendet.

Tabelle 3

25 Einheit-No.

No. 1 und No. 2

No. 3 und No. 4

No. 5 und No. 6

No. . 7 und No. 8

^3o No. 9 und No. 1o

No.11 und No. 12

Anzahl der Heizrohre

2 χ 24 Reihen χ 14 Rohre = 672

2 χ 24 Reihen χ 13 Rohre = 624

2 χ 24 Reihen χ 12 Rohre = 576

2 χ 24 Reihen χ 11 Rohre = 528

2 χ 24 Reihen χ 1o Rohre « 48o

35

Der Wärmetauscher 4o1 der beschriebenen Art wurde unter den Bedingungen der Tabelle 4 geprüft. Die übertragene Wärmemenge betrug 9,6 χ 1o Kcal/h.

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1o

Eintrittstemperatur: Austrittstenperatur: Strömungsdurchsät ze: Gesaratdruckverlust:

Tabelle 4

Endothermer Bereich
(hohe Temperatur)

25o°C
153⁰C

325.ooo Ri?/h
36 inn Aq

Heizbereich (niedrige Temp.)

2o°C 17o°C

21O.OOO Nn³/h 28 ram Aq

Zum Vergleich wurde ein zylindrischer Wärmetauscher mit Wärmetauschereinheiten 4o6.. , 4o6₂,...4o6 ₂ geprüft, bei denen sich in jeder Einheit 24 Reihen von 12 Rohren befanden. Es ergab sich eine Wärmeübertragung von 8,o χ 1o Kcal/h. Daraus geht hervor, daß die Wirksamkeit des Wärmeüberganges um 2o% gesteigert wurde.

Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist der Gasdurchsatz daher im wesentlichen über den gesamten Umfang gleichförmig, und damit wird auch die Wärmebelastung der einzelnen Rohre ausgeglichen. Auch hier ergeben sich die Vorteile geringer Dimensionen des Wärmetauschers bei. hoher Leistungsfähigkeit. Weiterhin wird die Berechnung der Wärmewerte erleichtert.

Nunmehr soll eine weitere Ausführungsform der Erfindung anhand von Fig. 26 und 27 beschrieben werden. Der Wärmetauscher 5o1 ist wiederum als polygonales Rohr ausgebildet und befindet sich innerhalb eines Gehäuses 5o2. Der Heizbereich ist mit 5o3, der endotherme Bereich mit 5o4 bezeichnet. Mit 5o5 ist der Auslaß zur Abgabe des heißen Gases nach außen nach dem Durchgang durch den endothermen Bereich bezeichnet.

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Der Wärmetauscher 5o1 umfaßt 12 Wärmetauschereinheiten 5OV₁/ 507^,...5o7 „, die über Distanzstücke 5o6 mit dreieckigem Querschnitt in einem Ring angeordnet sind und Winkel von 3o° miteinander bilden, so daß sich eine Anzahl von unterteilten Blöcken ergibt. Die Wärmetauschereinheiten entsprechen wiederum der Darstellung der Fig.6.

Die Wärmetauschereinheiten 5o7 sind auf dem Umfang einer polygonalen Trennwandplatte 511b gem. Fig. 26 angeordnet.

Die Seitenplatten 5o8 der Wärmetauschereinheiten liegen in Radialrichtung und dienen als Trennwände zur Unterteilung der einzelnen Rohrgruppen. Im .hohlen Mittelbereich 5o1a des Wärmetauschers 5o1 sind Führungsteile 516 auf der oberen und unteren Oberfläche der Trennwandplatte 511b vorgesehen. Die Führungsteile 516 sind etwa kreisförmige Kegel, die sich konzentrisch innerhalb der Mitte der Trennwandplatte befinden.

Auf der Oberseite des Gehäuses 5o2 ist ein Gasauslaß 5o2a vorgesehen, der mit dem hohlen inneren Bereich 5o1a in Verbindung steht und konzentrisch zu diesem liegt und die erwärmte Luft abgibt. Auf der Unterseite des Gehäuses befindet sich der Einlaß 5o2b für das heiße Gas. Der Umfang des Gehäuses 5o2 ist offen. Im oberen Bereich des offenen Umfangs im Heizbereich 5o3 ist ein Filter 517 vorgesehen, und dieser Teil des Gehäuses dient als Einlaß 5o2c für kalte Luft. Im unteren Bereich des Umfangs befindet sich der endotherme Bereich 5o4 in einer schraubenförmigen Auslaßleitung 5o5, die den endothermen Bereich umgibt. Die Umfangswand der Auslaßleitung 5o5 verläuft schraubenförmig und die Auslaßleitung weist ein offenes Ende auf, das als Auslaß 5o2d für das heiße Gas nach Durchführung des Wärmeaustausches dient.

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Ein zylindrischer Luftvorerhitzer dieser Art arbeitet wie folgt. Ein heißes Gas tritt in den endothermen Bereich 5o4 durch den Einlaß 5o2b an der unteren Seite des Gehäuses 5o2 ein. Es wird sodann durch das Führungsteil 516 gleichmäßig in den endothermen Bereich 5o4 verteilt. Die radiale Ausrichtung der Trennwände 515 bewirkt eine gleichmäßige Verteilung des heißen Gases durch alle Blöcke der Wärmetau'schereinheiten. In jedem Block erfolgt der bereits erläuterte Wärmeaustausch über die Rohrgruppen 514. Anschließend dreht sich das Gas schraubenförmig, während es sich entlang der Umfangswand innerhalb der Austrittsleitung 5o5 bewegt, und es wird nach außen durch den Gasauslaß 5o2d am Ende der Schraubenform abgegeben.

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Durch diesen Wärmeaustausch erhält die Arbeitsflüssigkeit in den Heizrohren 513 latente Verdampfungswärme und verdampft. Der Dampf bewegt sich schnell in den Heizbereich 5o3 und gibt dort latente Kondensationswärme ab und kondensiert wiederum. Der Zyklus der Verdampfung und Kondensation wiederholt sich schnell, so daß die endotherme Wärme in den Heizbereich 5o3 übertragen wird.

In gleicher Weise wird das zu erwärmende Gas, insbesondere Luft, im Heizbereich 5o3 erwärmt und durch das Führungsteil 516 angehoben, so daß es aus dem Auslaß 5o2a in Richtung eines Blasofens oder dgl. austritt.

Da bei dieser Ausführungsform die Luft niedriger Temperatur direkt in den Heizbereich 5o3 von dem Einlaß 5o2c auf dem Umfang des Gehäuses 5o2 eintritt, ohne durch eine Leitung hindurchzugehen, ergeben sich keine Druckverluste durch Turbulenzen oder dgl. oder Reibung an einer Leitungswand. Dadurch kann die Größe eines Einzugsgebläsäs verringert werden, und der Luftstrom ist besonders gleichmäßig, so daß sich ein guter Wärmeaustausch ergibt.

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Die radial angeordneten Trennwände 515 gewährleisten eine gleichmäßige Verteilung des Gasstromes auf die einzelnen Wärmetauscherblöcke. Da der Wärmetauscher 5o1 aus Wärmetauschereinheiten (wie in Figur 6 gezeigt) zusammengesetzt ist, ergibt sich eine einfache Möglichkeit einer Herstellung eines Luftvorerhitzers großer Kapazität.

Zuvor ist ein zwölfeckiger Wärmetauscher beschrieben worden. Der Wärmetauscher 5o1 kann jedoch auch jede andere Form, etwa eine achteckige Form, eine Kreisform etc. aufweisen. Außerdem ist auch in diesem Falle nicht eine Vorfabrikation der Wärmetauschereinheiten notwendig, so daß der gesamte Wärmetauscher auch unter Verwendung einer Platte anstelle der Trennwandplatten 511a und 511b hergestellt werden kann. Beispielsweise kann eine polygonale oder eine kreisförmige Platte als Trennwandplatte eingesetzt werden, auf der eine Anzahl von Trennwänden 515 radial auf der oberen und unteren Oberfläche angebracht wird und Heizrohre 513 die Trennwandplatte durchdringen, wobei einzelne Blöcke zwischen den Trennwänden 515 gebildet werden und ein Wärmetauscher entsteht, der der Ausführungsform der Fig. 2 6 konstruktiv entspricht. Eine derartige Ausführung ist für kleine Luftvorerhitzer geeignet, bei dem das Montageproblem keine Rolle spielt, und die Form der Rippen 512 kann variiert werden und es können radiale Rippen oder plattenförmige Rippen verwendet werden. Es können auch Heizrohre ohne Rippen verwendet werden. Die Führungsteile 516 sind nicht unbedingt notwendig, da das Gewicht der Luft bei Erwärmung abnimmt und die im Heizbereich erwärmte Luft aufsteigt. Außerdem kann die Luft durch ein nicht gezeigtes Gebläse abgesaugt werden. Anschließend soll ein Versuch erläutert werden, der im Zusammenhang mit der zuletzt beschriebenen Ausführungsform durchgeführt wurde.

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Es wurden ein Kupferrohr als inneres Rohr und ein Stahlgußrohr als äußeres Rohr mit einem Gesamtaußendurchmesser von 25,4mm und einer Länge von 3ooomm verwendet. Rippen aus Kohlenstoffstahl mit Außendurchmessern von 52,4mm befanden sich auf dem äußeren Umfang mit einem Abstand von 3,5mm. In das Innere der Rohre wurde Wasser eingefüllt.

Jede Wärmetauschereinheit wurde hergestellt durch Anord-"Io nung von 48o Rohren 513, die die Trennwandplatte 511a in gleichmäßigen Abständen gem. Fig. 6 durchdrangen. Es wurden insgesamt 12 Wärmetauschereinheiten im Kreis auf dem Umfang der Trennwandplatte 511b verwendet und damit insgesamt 576o Rohre 513 . Ein Gasauslaß wurde am endothermen Bereich 5o4 zur Bildung eines zylindrischen Luftvorerhitzers gem. Fig. 26 und 27 angebracht.

Ein Gas hoher Temperatur von 25o°C wurde dem Luftvorerhitzer zur Erwärmung von Luft von 15⁰C zugeführt. Das Ergebnis dieses Versuches ist in Tabelle 5 dargestellt. Die übertragene Wärmemenge betrug 9,8 χ 1o Kcal/h.

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Tabelle 5

Endotherme Seite (hohe Temperatur)

Eintrittstemperatur: Austrittstemperatur: 3o Strömungsdurchsatz: Gesamtdruckverlust:

25o°C
15o°C

4OO.OOO Nm /h 75 mm H₃O

Heizseite (niedrige Temp.)

15°C 165°C

4OO.OOO Nm /h 5o mm H-O

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Vergleichsbeispiel:

Der Wärmetauscher 5o1 wurde in unveränderter Weise verwendet. Zusätzlich würde jedoch ein Einlaßrohr um den Heizbereich 5o3 herum in der Form des Auslaßrohres 5o5 zur

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Vervollständigung eines weiteren zylindrischen Luftvorerhitzers verwendet.

Dem Luftvorerhitzer wurde Gas mit hoher Temperatur von 25o°C zugeführt, sodann wurde Luft von 15⁰C dem Wärmetauscher 5o1 durch die schraubenförmige Einlaßleitung zugeführt. Die Ergebnisse dieses Versuches sind in Tabelle 6 gezeigt. Die übertragene Wärmemenge betrug 9,2 χ 1o⁶Kcal/h.

Tabelle 6

Endotherme Seite	Heizseite	Temp.)
(hohe Temeratur)	(niedrige
25o°C	15°C
16o°C	155°C	³/H
4O.OOO Nm /h	4o.ooo Nm	H₂O
8o mm H 0 2	65 mm

Eintrittstemperatur:
Austrittstemperatur:
Strömungsdurchsatz:
Gesamtdruckverlust:

Diese Art des Luftvorerhitzers ist daher sehr wirksam, da sie wenig durch Druckverluste beeinflußt ist und das Gas niedriger Temperatur direkt in den Heizbereich einströmt, der nach außen hin offen ist und keine ihn umgebende Leitung aufweist. Die fehlende Eintrittsleitung verringert auch das Gewicht und die Kosten des Luftvorerhitzers. Auch diese Ausführungsform gestattet eine Vorfertigung der Wärmetauschereinheiten und eine Montage an Ort und Stelle.DieserVorteil ist insbesondere bei großen Luftvorerhitzern bedeutsam.

Claims

PATENTANWÄLTE

TER MEER - MÜLLER - STEINMEISTER^q^

D-8000 München 22 D-48OO Bielefeld

Triftstraße 4 Siekerwall 7

St/st 31.Jan.1978

Furukawa Electric Comp., Ltd. No.6-1, Marunouchi 2-chome Chiyoda-ku TOKYO, Japan

Wärmetauscher

Prioritäten: 31. Jan. 1977, Japan, No. 1o2oo/77

2. Juni 1977, Japan, No. 71954/77

17. Aug. 1977, Japan, No. 98335/77

17. Aug. 1977, Japan, No. 98336/77

17. Aug. 1977, Japan, No. 98337/77

2. Dez. 1977, Japan, No. ueannt)

Patentansprüche

1/ Wärmetauscher mit einem Gehäuse, das durch eine Trennwand in einen Heizbereich und einen Wärme aufnehmenden Bereich unterteilt ist, und mit einer Anzahl von Heizrohren, die von dem einen Be-reich durch die Trennwand hindurch in den anderen Bereich verlaufen, an ihren Enden verschlossen sind und ein Wärmeübertragungsmedium enthalten, dadurch gekennzeich net, daß das Gehäuse (1o2, 2o2...) als zylindrisches oder polygonales Rohr ausgebildet ist, das Öffnungen (14,15...) im mittlerai, oberen und unteren, stirnseitigen Bereich und

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auf dem Umfang aufweist , daß auf dem Umfang des Gehäuses eine spiralförmige, an ihrem freien Ende offene Leitung vorgesehen ist, in der sich eine entsprechende Trennwand (1o2b) befindet, und daß das offene Ende der Spirale oberhalb und unterhalb der Trennwand (1o2b...) und die stirnseitigen öffnungen (14 , 15) des Gehäuses Einlasse bzw. Auslässe für einen zu erwärmenden und einen wärmeabgebenden Gasstrom bilden.
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2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizrohre (112, 212..) in Gruppen in einem Kreis angeordnet sind und in bogen- oder abschnittförmige Blöcke (1o6, 2o6...) durch radiale Trennwände (115, 215) unterteilt sind.

3. Wärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blöcke mit zunehmendem Abstand vom offenen Ende der Spirale einen geringeren Durchströmungswiderstand aufweisen.

4. Wärmetauscher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Blöcke (1o6, 2o6...) mit zunehmendem Abstand vom offenen Ende der Spirale eine geringere Anzahl von Heizrohren enthalten.

5. Wärmetauscher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Heizrohre (112, 212...) mit zunehmendem Abstand vom offenen Ende der Spirale verringert ist.

6. Wärmetauscher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizrohre (112,212...) Rippen (111, 211...) tragen, deren Abstände mit zunehmendem Abstand vom offenen Ende der Spirale vergrößert sind.

7. Wärmetauscher nach Anspruch 3, dadurch g e k e η η -

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zeichnet, daß Leitplatten (214) oder Drahtnetze im Gasstrom derart angeordnet sind, daß der Druckverlust mit zunehmendem Abstand vom offenen Ende der Spirale abnimmt.
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8. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennz eichnet, daß die Blöcke (1o6, 2o6...) der Heizrohre rechteckige Einheiten bilden, die als polygonaler Ring zusammengefaßt sind und senkrechte, als Trennwände dienende Seitenwände (1o7) aufweisen.

9. Wärmetauscher nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Blöcke (1o6, 2o6) vorgefertigte Blöcke sind, die eine Anzahl von senkrechten Heizrohren

(112) umfassen, die eine waagerechte, rechtwinklige Trennwandplatte (11o) durchdringen, und daß die Blöcke durch obere und untere rechtwinklige Platten (1o8, 1o9) abgeschlossen sind.

1o. Wärmetauscher nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgefertigten Blöcke (1o6, 2o6..) mit der Trennwandplatte (9, 114) im Mittelbereich des Wärmetauschers verbunden sind.

5 11. Wärmetauscher nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitplatten (214) in Richtung des offenen Endes der Spirale weisen.

12. Wärmetauschernach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch im wesentlichen kreiskegelförmige Führungsteile (315,316) im Mittelbereich der quergerichteten Trennwandplatte (314) auf deren oberer und unterer Oberfläche.

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