DE443028C - Kreuzstrom-Waermeaustauscher fuer gasfoermige Stoffe mit nur unmittelbarer Heizflaeche - Google Patents

Description

Bei Wärmeaustauschern für gasförmige Stoffe, z. B. mit Verbrennungsgasen betriebenen Luftvorwärmern, besteht einerseits die Gefahr, daß, namentlich an der Eintrittsstelle der heißen Gase, die Temperatur der Feuergase und Luft trennenden, den Wärmeaustausch vermittelnden Wand die mit Rücksicht auf die Betriebssicherheit zulässige Höhe überschreitet. Andererseits kann auch,

ίο insbesondere bei weitgehender Ausnutzung der Heizgaswärme, der Fall eintreten, daß die Trennwand eine so niedere Temperatur annimmt, daß der Taupunkt der Verbrennungsgase unterschritten wird und Kondenswasserabscheidung erfolgt. Bei Wärmeaustauschvorrichtungen mit Rippenflächen kann eine Regelung der Wandtemperatur an solchen gefährdeten Stellen durch Anbringung verschieden großer Rippenflächen zu beiden Seiten der Trennwand erfolgen.

Nach der Erfindung wird eine Regelung der Wandtemperatur von Wärmeaustauschvorrichtungen ohne Verwendung von Rippenflächen, die der erschwerten Reinigung

wegen oft unerwünscht sind, also unter ausschließlicher Anwendung unmittelbar wirkender Wärmeaustauschflächen, dadurch erreicht, daß in der Nähe der Ein- oder Austrittsstellen die Trennwände des Wärmeaustauschers mit Bezug auf die Strömungsrichtung der Gase verschieden, z. B. einerseits glatt,' andererseits wirbelerzeugend, ausgebildet sind, während sie im übrigen Teil des Wärmeaustauschers beiderseits gleiche Oberflächengestaltung besitzen. Bei solcher ungleichen Stärke der Wärmeübertragung zu beiden Seiten der Trennwand stellt sich deren Temperatur so ein, daß sie sich der Temperatur des auf der Seite mit der stärkeren Wärmeübertragung strömenden Mittels mehr nähert als der Temperatur des anderen Mittels, und es ist dadurch die Möglichkeit gegeben, schädliche Temperatursteigerungen * oder -erniedrigungen von der Trennwand fernzuhalten.

Die Erhöhung der Wärmeübertragung auf der einen Seite der Trennwand kann in an sich bekannter Weise beispielsweise dadurch erfolgen, daß die Trennwände nach Art von Wellblechen ausgebildet sind, die von den wärmeaustauschenden Mitteln so bespült werden, daß das Mittel, an dessen Tem-

peratur die Trennwandtemperatur stärker angenähert werden'soll, quer über die Wellen geführt und so zu einem ständigen Richtungswechsel veranlaßt wird, der eine erhebliehe Erhöhung der Wärmeübertragung ztir Folge hat, während das andere Mittel sich in Wellenrichtung, also in möglichst glatter Strömung, fortbewegt.

Eine für die Herstellung solcher Wärmeaustauscher besonders zweckmäßige Ausführungsform ergibt sich, wenn die von den wärmeaustauschenden Stoffen durchströmten Kanäle in an sich bekannter Weise in Gruppen unterteilt werden, die in Richtung des Heizgasstromes aufeinanderfolgen, wobei dann die Trennwände je ganzer Gruppen entweder verschiedenartige (für die an den Ein- oder Austrittsstellen der wärmeaustauschenden Stoffe liegenden Gruppen) oder beiderseits gleichartige (für die übrigen Gruppen) Wandausbildung erhalten.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar in Form eines sogenannten Gas-Luft-Erhitzers. Dabei ist

• Abb. ι fein senkrechter Schnitt,

Abb. 2 ein Grundriß im Schnitt gemäß Schnittlinie H-II, '

Abb. 3 ein senkrechter. Schnitt gemäß Schnittlinie IH-III.

Der Wärmeaustausehkörper dieser Vorrichtung besteht aus in engen Abständen nebeneinanderstehenden Blechwänden 1, 2, 3, welche seitlich bzw. oben und unten so miteinander verbunden sind, daß Kanäle« für die vom Brenner 4 entwickelten Heizgase und Kanäle b für die zu erwärmende Luft abwechselnd aufeinanderfolgen. Die Heizgase durchströmen die Kanäle α von unten nach oben, während die von einem Gebläse 5 geförderte Luft durch Umführungen 6 und Führungswände 7 gezwungen wird, die Kanäle b in einem Zickzackstrom quer zur Richtung der Heizgase zu durchströmen, um durch Kanal 8 in erwärmtem Zustande auszutreten. Die den stärksten Wärmeeinwirkungen unterliegende Stelle der Wärmeaustauschvorrichtung befindet sich dort, wo die | Heizgase in die Kanäle α eintreten. Um zu i verhindern, daß die Temperatur der Wände j an dieser Stelle ein zulässiges Maß über- [ steigt, werden die in der Nähe des Heizgas-.eintrjtts liegenden Wände 1 wellenförmig ge- ; staltet und die Wellen so angeordnet, daß die 1 Heizgase in der Wellenrichtung, also gerad- ! Hnig, strömen, während die zu erwärmende i Luft quer über die Wellen geführt wird. Da- j durch wird erreicht, daß die Temperatur der j Trennwände 1 sich mehr der Temperatur der zu erwärmenden Luft nähert, die erheblich tiefer als die der unmittelbar vom Brenner kommenden Heizgase ist, so daß ein Glühendwerden der Wandungen mit seinen schädlichen Begleiterscheinungen selbst bei hohen Lufttemperaturen vermieden werden kann.

Im obersten Teil der Wärmeaustauschvorrichtung, in der Nähe der Lufteinführungsstelle, wo die Heizgase bereits stark abgekühlt sind, sind die Trennwände 3 wiederum wellenartig gestaltet, hier jedoch so, daß die Luft in -der Wellenrichtung und die Heizgase quer zu den Wellen strömen. Die Folge ist, daß die Temperatur der Trennwände an dieser Stelle sich mehr der Temperatur der Heizgase nähert, wodurch erreicht wird, daß eine Abkühlung der Trennwände durch die kalte einströmende Luft bis unter den Taupunkt der Heizgase nicht eintritt, so daß ein Kondenswasserniederschlag aus den Heizgasen, der zu vorzeitiger Zerstörung der So Trennwand durch Korrosion Anlaß gibt, vermieden wird.

Die Trennwänden des mittleren Teils der Wärmeaustauschvorrichtung bieten beiden wärmeaustauschenden Mitteln glatte Beruhrungsflächen; sie könnten jedoch auch beiderseits mit Einrichtungen zur Verstärkung der Wärmeübertragung versehen sein, da hierdurch an der Wirkung in bezug auf die Temperaturregelung bei den Trennwänden 1 und 3 der Endteile nichts geändert wird.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Kreuzstrom-Wärmeaustauscher für gasförmige Stoffe mit nur unmittelbarer Heizfläche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nähe der Ein- oder Austrittsstellen die Trennwände mit Bezug auf die Strömungsrichtung der Gase verschieden, z. B. einerseits glatt, andererseits wirbelerzeugend, ausgebildet sind, während sie im übrigen Teile des Wärmeaustauschers . beiderseits gleiche, vorzugsweise glatte Oberflächengestaltung besitzen.
2. 2. Kreuzstrom-Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von den wärmeaustauschenden Stoffen durchströmten Kanäle in an sich bekannter Weise in der Richtung des Heizgasstromes in aufeinanderfolgende Gruppen unterteilt sind, und daß die verschiedenartige Wandausbildung je ganze, den Einoder. Austrittsstellen der wärmeaustauschenden Stoffe zunächstliegende Kanalgruppen umfaßt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.

   PPRLIN. GEDRUCKT !N DER REICHSDRUCKEREI,