DE3202587A1

DE3202587A1 - Waermeuebertrager und form zur herstellung desselben

Info

Publication number: DE3202587A1
Application number: DE19823202587
Authority: DE
Inventors: Aloys Ing. Feldmann (grad.), 4270 Dorsten
Original assignee: KUEPPERSBUSCH
Current assignee: KUEPPERSBUSCH
Priority date: 1982-01-27
Filing date: 1982-01-27
Publication date: 1983-08-04

Description

K-200 -3- 15.12.1981

Bt/gf

KÜPPERSBUSCH AKTIENGESELLSCHAFT Gelsenkirchen

Wärmeübertrager und Form zur Herstellung desselben

Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager und eine Form zu seiner Herstellung gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 bzw. 3.

Ein bekannter Wärmeübertrager dieser Art (DE-OS 27 43 333) b,efte.ht §us einem in zwei Lagen aufgewickelten Rohr, dessen Windungen in jeder Lage axial nebeneinander liegen und in gleicher UmIaufrichtung umlaufen. Die Enden des Rohres sind an einer Seite parallel zur Achsrichtung der Lagen weggeführt. Bei dieser Ausgestaltung kann der Wärmeübertrager nur aus einem leicht biegbaren Material wie Metall oder Kunststoff gefertigt werden, die gegen heiße und chemisch aktive Wärmeträgermittel wie beispielsweise Rauchgase nicht beständig sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wärmeübertrager zu schaffen, der in einfacher Weise aufgebaut ist und nach dem Schlickergießverfahren herstellbar ist.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der .Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs.

Bei einer Ausgestaltung gemäß der Erfindung entstehen

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zwischen den einzelnen Windungen keine in Entformungsrichtung liegenden Hinterschneidungen wobei der überschüssige Schlicker nach einer gewissen Verweilzeit der in eine entsprechende Form eingefüllten Gesamtschlickermenge an den Einfüllöffnungen wieder ausgegossen werden kann. Es ergibt sich dadurch eine weitgehend gleiche Wandstärke über den gesamten Querschnitt, wobei der keramische Schlicker nach dem Brennen und ggf. Glasieren beständig gegen die aggressiven Stoffe in heißen Rauchgasen ist.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Querschnittsdarstellung eines Wärmeübertragers näher erläutert.

Ein Rohrkörper 1 verläuft in bifilarer Anordnung von einem Zentrum aus nach Art einer Spirale in einer Ebene in mehreren Windungen nach außen, wobei die Enden 2,3 etwa radial am Umfang nach außen stehen. Zwischen den einzelnen Windungen des Rohrkörpers 1 befinden sich spiralig mit umlaufende Zwischenräume 4 bzw. 5 die in axialer Richtung der Windungen offen sind. Der Rohrkörper 1 hingegen weist einen geschlossenen Querschnitt auf, der vorzugsweise rund oder oval ist, um den durch die Zwischenräume 4,5 hindurchströmenden Rauchgasen einen geringen Strömungswiderstand entgegen zu setzen. Die außenliegenden Enden der Zwischenräume 4,5 sind durch Verbindungsstege 6 abgeschlossen, die zur Versteifung eine Verbindung zwischen dem sonst frei auslaufenden Fuß der Enden 2, 3 mit dem jeweils benachbarten Abschnitt des Rohrkörpers 1 bilden. Die Verbindungsstege 6 erzeugen dabei auch eine bis auf die Öffnungen der Enden 2,3 geschlossene Außenkontur des Wärmeübertragers. Um eine Versteifung der übrigen Abschnitte des Rohrkörpers 1 zu erreichen, können zwischen den einzelnen Windungen Haltelaschen angeformt werden, welche teilweise die Zwischenräume 4, 5 überbrücken. Es ergibt sich dadurch ein inlsich

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steifer Aufbau des Wärmeübertragers mit am Außenumfang liegenden Enden 2,3 des Rohrkörpers l,so daß der Anschluß von Leitungen, die den durch den Rohrkörper 1 zu führenden Wärmeträger aufnehmen, in einfacher Weise möglich ist.

Dabei können die Enden 2, 3 eine benachbarte Kanalwand

die unmittelbar durchdringen so daß Zuleitungen gegenüber den durch die Zwischenräume 4, 5 zu führenden Rauchgasen abgeschirmt sind.

Für die Herstellung eines Wärmeübertragers dieser Art aus keramischem Werkstoff eignet sich besonders eine Form aus wasseraufnehmendem Material, bei der in einem die Außenkontur umschließenden Gehäuse am Umfang 2 Öffnungen vorgesehen sind· In dem Gehäuse befinden sich dabei zwei gleichsinnig zum Zentrum hin mit gegenseitigem Abstand spiralig umlaufende Stege, deren innenliegende Enden im Zentrum mit gegenseitigem Abstand angeordnet sind. Je ein radial außenliegendes Ende der Stege steht dabei in Umfangsrichtung zwischen den Öffnungen und ist mit Abstand vom Mantel des Gehäuses angeordnet, wodurch einerseits eine Fließverbindung zwischen benachbarten Abschnitten des Rohrkörpers 1 vermieden, zur Verbindung des Fußes der Enden 2, 3 mit den benachbarten Wänden des Rohrkörpers jedoch ein Verbindungssteg 6 gebildet wird. Die radiale Stärke der Stege bestimmt den Abstand zwischen den einzelnen Windungen des Rohrkörpers 1, wobei die Stege von einer Deckfläche des Gehäuses bis an die gegenüberliegende Deckfläche reichen. Es ist dadurch ein freier Durchgang in axialer Richtung zwischen den Windungen des Rohrkörpers sichergestellt. Das Gehäuse ist dabei in einer zur Windungsebene parallelen Ebene geteilt wodurch die Stege in axialer Richtung gezogen werden können. Zur Bildung von Haltelaschen zwischen den Windungen können in den Stec-un radial

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gerichtete Durchbrechungen vorgesehen werden, deren Breite in Umfangsrichtung etwa der Wandstärke des Rohrkörpers 1 entspricht oder kleiner ist. Wird in eine so ausgebildete Form keramischer Schlicker eingefüllt, dann entziehen die Wände der Form den benachbarten Schlickerschichten Feuchtigkeit, wodurch sich der Schlicker verdichtet und seine Schließfähigkeit verliert. Wird daher der Schlicker nach einer gewissen Verweilzeit ausgegossen, was beispielsweise durch Drehen der Form um eine waagerechte Achse erfolgen kann, dann fließt der nicht verdichtete entwässerte Schlicker nach außen ab, so daß der Rohrkörper l in der Form verbleibt. Nach einem Trockenvorgang und einem ggf. auszuführenden Vorbrennvorgang kann der so gebildete Wärmeübertrager aus der Form entfernt werden.

Um zu entwärmende Gase nacheinander durch mehrere in einer Flucht liegende Wärmeübertrager führen zu können, sind an ihren Stirnseiten Zentriermittel vorgesehen, die eine axiale Ausrichtung und damit ein exaktes Hintereinanderliegen der Zwischenräume 4 bzw. 5 bewirken. Diese Zentriermittel können Zapfen sein, die im Bereich von Haltelaschen in die Zwischenräume 4,5 greifen oder axial hinterinander angeordnet und mit unterschiedlich geneigten Anlageflächen ausgebildet sind derart, daß aneinander gestellte Wärmeübertrager in einer Flucht zu liegen kommen.

Claims

K-200 -1- 15.12.1981

Bt/gf

KÜPPERSBUSCH AKTIENGESELLSCHAFT Gelsenkirchen

Ansprüche

Il.) Wärmeübertrager mit einem mehrgängigen gewundenen von einem ersten Wärmeträgermittel durchströmbaren Rohrkörper, dessen Windungen mit Abstand voneinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungen des Rohrkörpers bifilar nach Art einer Spirale in einerEbene und die Enden am Außenumfang angeordnet sind.
2. Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungen durch Haltelaschen miteinander verbunden sind.
3. Form zur Herstellung eines Wärmeübertragers gemäß Anspruch l oder 2 nach dem Schlickergießverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß in einem die Außenkontur umschließenden Gehäuse am Umfang zwei Öffnungen vorgesehen sind, daß in dem Gehäuse zwei gleichsinnig zum Zentrum hin mit gegenseitigem Abstand spiralig umlaufende Stege vorgesehen sind, obren innenliegende Enden im Zentrum mit gegenseitigem Abstand angeordnet sind·
4β Form nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die außenliegenden Enden der Stege mit Abstand vom Mantel des Gehäuses angeordnet sind und daß je ein Ende in Umfangsrichtung zwischen den Öffnungen steht.
5. Form nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse in einer zur Windungsebene parallelen Ebene geteilt ist.

K-200 -2- 15.12.1981

Bt/gf
6. Form nach Anspruch 3 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege von einer Deckfläche des Gehäuses bis an die gegenüberliegende Deckfläche reichen.
7. Form nach Anspruch 3 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege radial gerichtete Durchbrechungen aufweisen, deren Breite in Umfangsrichtung etwa der Wandstärke des Rohrkörpers entspricht oder kleiner ist,
8. Wärmeübertrager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrkörper in axialer Richtung Zentriermittel aufweist.
9.Wärmeübertrager nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentriermittel zur Ebene der Windungen geneigte Anlageflächen aufweisen, wobei die Neigung an gegenüberliegenden Seiten des Rohrkörpers entgegengesetzt ist.