DE572136C

DE572136C - Heat exchange device

Info

Publication number: DE572136C
Application number: DEM114877D
Authority: DE
Original assignee: GUILAUME MERTENS
Current assignee: GUILAUME MERTENS
Priority date: 1930-05-20
Filing date: 1931-04-10
Publication date: 1933-03-11

Description

Wärmeaustauschvorrichtung In Wärmeaustauschvorrichtungen ist der Wärmeaustausch kräftiger, wenn der Temperaturunterschied zwischen dem Heizelernent und dem zu heizenden Element zunimmt. Dieser Wärmeaustausch ist ebenfalls eine Funktion der Geschwindigkeit der beiden Elemente.Heat exchange device In heat exchange devices is the heat exchange stronger if the temperature difference between the heating element and the one to be heated Element increases. This heat exchange is also a function of the speed of the two elements.

Es sind bereits Wärmeaustauschvorrichtungen bekannt, bei denen die Temperaturdifferenz zwischen dem Heizmittel und dem zu heizenden Mittelerhöht wie auch eine Beschleunigung der Geschwindigkeit des zu heizenden Mittels erreicht wird. Zu diesem Zweck bestehen die beLinnten Wärmeaustauschvorrichtungen aus einem Flüssigkeitsbehälter, Erhitzern und Verbindungsrohren zwischen dem oberen und unteren Teil des Flüssigkeitsbehälters und den Erhitzern, und bei diesen wird durch die Erwärmung der Flüssigkeit in den Erhitzern vermittels einer Mehrzahl von senkrechten Heizrohren die Umlaufgeschwindigkeit der Flüssigkeit aus den Erhitzern durch die Verbindungsrohre und dem Flüssigkeitsbehälter beschleunigt.There are already known heat exchange devices in which the Temperature difference between the heating medium and the medium to be heated increases as an acceleration of the speed of the medium to be heated is also achieved. For this purpose, the internal heat exchange devices consist of a liquid container, Heaters and connecting pipes between the upper and lower part of the liquid container and the heaters, and with these, the heating of the liquid in the Heating by means of a plurality of vertical heating pipes the circulation speed the liquid from the heaters through the connecting pipes and the liquid container accelerated.

Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf eine Wärmeaustauschvorrichtung mit Flüssigkeitsbehälter, Erhitzer und Verbindungsrohren zwischen dem oberen und unteren Teil des Flüssigkeitsbehälters und des Erhitzers und weist als Neuheit ein oder mehrere Heizrohre auf, die durch die oberen und unteren Verbindungsrohre zwischen Flüssigkeitsbehälter und Erhitzer hindurchgehen', so daß die in den unteren Verbindungsrohrenangeordneten Heizrohre icine Vorwärmung der Flüssigkeit und durch die Zuführung der bereits vorgewärmten Flüssigkeit in den Erhitzern eine Beschleunigung des Flüssigkeitsumlaufes ergeben, während die in den oberen Verbindungsrohren .angeordneten Heizrohre dafür sorgen, daß bei Beginn des .Umlaufes, bereits erwärmtes Wasser in den Flüssgkeitsbiehälter strömt.The invention also relates to a heat exchange device with liquid tank, heater and connecting pipes between the upper and lower part of the liquid container and the heater and shows as a novelty or more heating pipes on, passing through the upper and lower connecting pipes between Liquid container and heater pass through 'so that those arranged in the lower connecting pipes Heating pipes icine preheating of the liquid and by feeding the already preheated Liquid in the heater result in an acceleration of the liquid circulation, while the heating pipes arranged in the upper connecting pipes ensure that that at the beginning of .Umlaufes, already heated water in the liquid container flows.

Weitere Kennzeichen der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung an Hand ieiniger Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die beiliegenden Abbildungen deutlicher hervortreten.Further characteristics of the invention will become apparent from the following description on the basis of a few exemplary embodiments with reference to the accompanying illustrations stand out more clearly.

Abb. i zeigt eine Ausführuxigsfornzelementarster Ausführung...Fig. I shows an embodiment of the most elementary embodiment ...

Abb.2 zeigt eine. praktische Ausführungsform, in welcher Brauereiabdämpfe als heizendes Mittel benutzt werden.Fig.2 shows a. practical embodiment in which brewery fumes be used as a heating medium.

Abb.3 Lind 4 zeigen weitere Ausführungsformen.Fig.3 and 4 show further embodiments.

In der Abb. i ist i der Flüssigkeitsbiehälter, der das zu heizende Mittel, z. B. Wasser, enthält; 2 ist der Erhitzer, der die Heizrohre 3 enthält. 4 und 5 sind die Zuleitungen des zu erhitzenden Wassers vom Flüssigkeitsbleh,ä1-ter i zu dem Erhitzer z. 6 ist die Ableitung des erwärmten Wassers, das den Erhitzer verl:äßt und den Flüssigkeitsbehälter i speist.In Fig. I i is the liquid container that is to be heated Means, e.g. B. contains water; 2 is the heater that contains the heating tubes 3. 4 and 5 are the supply lines of the water to be heated from the liquid sheet, ä1-ter i to the heater z. 6 is the drainage of the heated water leaving the heater and feeds the liquid container i.

Es ist bekannt, daß sich die Dichte des Wassers, das- in dem Erhitzer 12 erwärmt wird, verändert und das Wasser im letzteren zu einer Fortbewegung von unten nach oben veranlaßt wird mit einer dem Unterschiede der Dichte des erhitzten und des kalten, vom Flüssigkeitsbehälter i kommenden Wassers -entsprechenden Geschwindigkeit. Gleichzeitig wird imFlüssigkeitsbehälter eineFortbewegungvon oben nach unten erfolgen. Auf diese Weise wird der gesamte Inhalt des Flüssigkeitsbiehälters i in ein und derselben Richtung durch die Rohre q. und 5, den Erhitzer 2 und das Rohr 6 fließen: Um die Umlaufgeschwiridigkeit über den Auftrieb der im Erhitzer 2 :enthaltenen Wassermenge und demnach den Wärmeaustausch noch zu erhöhen, ist es nötig, die Temperatur des Wassers im Erhitzer 2 ebenfalls noch weiter zu erhöhen. Diese Wirkung wird erzielt, indem die obere und untere Verbindungsleitung zur Erwärmung ausgenutzt werden durch Verlängerung der Heizrohre des Erhitzers bis in diese Verbindungsleitungen.It is known that the density of the water that- in the heater 12 is heated, changed and the water in the latter to a locomotion of is caused from the bottom to the top with one of the differences in the density of the heated and the cold water coming from the liquid container i - corresponding speed. At the same time, the liquid container will move from top to bottom. In this way, the entire contents of the liquid container i are in one and the same direction through the pipes q. and 5, heater 2 and pipe 6 flow: About the circulation speed via the buoyancy of the amount of water contained in the heater 2: and therefore to increase the heat exchange, it is necessary to increase the temperature of the Water in the heater 2 also to increase even further. This effect is achieved by using the upper and lower connecting lines for heating Extension of the heating pipes of the heater up to these connecting lines.

Abb. i zeigt schematisch eine Einrichtung dieser Art. In dem oberen Rohr 6, das mit einem wesentlichen Teil seiner Länge in den Flüssigkeitsbehälter i hineiriragt, ist ein Heizelement 8 angeordnet, das den Zweck hat, sowohl die Umlaufgeschwindigkeit des zu erwärmenden Wassers als auch den Wärmeaustausch zu erhöhen.Fig. I shows schematically a device of this type. In the upper one Tube 6, which with a substantial part of its length in the liquid container i protrudes, a heating element 8 is arranged, which has the purpose of both the rotational speed of the water to be heated and to increase the heat exchange.

Ein Heizelement 7 ragt in das Rohr 5 hinein und steht mit den Heizrohren des Erbitzers 2 in Verbindung. Auch in diesem Falle wird die Umlaufgeschwindigkeit des Wassers des Flüssigkeitsbehälters i erhöht infolge der zusätzlichen heizenden Oberfläche des Teiles 7. Praktisch können die Heizrohre 7 und 8 von gleicher Heizfläche wie die Heizrohre 3 vorgesehen werden, jedoch z. B. von doppelter oder mehrfacher Länge der letzteren, so daß die UmlaufgeschwiTidigkeit des Wassers in den Rohren 5 und 6 im Verhältnis zur Erhöhung der. Geschwindigkeit des Wassers im Erhitzer 2 erhöht wird.A heating element 7 protrudes into the pipe 5 and stands with the heating pipes of the errant 2 in connection. In this case too, the rotational speed becomes the water of the liquid container i increased due to the additional heating Surface of the part 7. In practice, the heating tubes 7 and 8 can have the same heating surface how the heating pipes 3 are provided, but z. B. of double or multiple Length of the latter, so that the circulation speed of the water in the pipes 5 and 6 in proportion to the increase in. Speed of the water in the heater 2 is increased.

In praktischen Ausführungsformen werden die Heizelemente 7 und 8 vorteilhafterweise in dem einen oder dem anderen Sinne leicht geneigt angeordnet, um den Austritt von Luft bzw. Kondenswasser zu sichern. Luftreiniger sowie. Ausscheidevorrichtungeri für urkondensierten Dampf, automatische Ausblasevorrichtungen und andere bekannte Hilfsmittel könnten an der beschriebenen Vorrichtung ohne Nachteile angebracht werden.In practical embodiments, the heating elements 7 and 8 are advantageous in one sense or the other arranged slightly inclined to the exit of To secure air or condensation. Air purifier as well. Separatori for primary condensed steam, automatic blow-out devices and other known ones Aids could be attached to the device described without any disadvantages.

Endlich kann in :einer anderen Ausführungsform das Heizelement mit Abdämpfen beschickt werden, wie z. B, Abdämpfe aus einer Brauerei. Die Auftriebskraft solcher Dämpfe ist sehr schwach, fast Null, so daß der Gebrauch eines Ventilators berechtigt erscheint. Weiterhin ist der Druck dieser Dämpfe sehr gering, so daß, der Widerstand in der Vorrichtung soweit wie möglich verringert werden -muß, um ein Zurückströmen der Dämpfe in die Brauhalle zu vermeiden.Finally, in another embodiment, the heating element can with Steaming are charged, such. B, exhaust fumes from a brewery. The buoyancy such fumes is very weak, almost zero, so the use of a fan appears justified. Furthermore, the pressure of these vapors is very low, so that, the resistance in the device must be reduced as much as possible in order to to prevent the vapors from flowing back into the brewery hall.

Abb. 2 zeigt eine derartige Abdämpfe verwertende Ausführungsform der Erfindung. Die Heizrohre 8 sind in einem gemeinsamen Punkte g, der am Ende des Rohres 6 liegt, vereinigt. Heißes Wasser tritt aus dem Rohre 6 durch die öffnung 12 in den Kessel, während kondensiertes Wasser aus den Abdämpfen durch die Ableitung 13 abgeführt wird.Fig. 2 shows such an embodiment of exhaust vapors Invention. The heating tubes 8 are in a common point g, which is at the end of the tube 6 is united. Hot water exits the pipes 6 through the opening 12 in the boiler, while condensed water from the vapors through the discharge line 13 is discharged.

Das Kondensationswasser wird unmittelbar durch das Rohr 13 weitergeleitet und wegen seiner hohen Temperatur zur Speisung des Kessels benutzt.The condensation water is passed on directly through the pipe 13 and because of its high temperature used to feed the boiler.

Auf den oberen Teil dieses Rohres i3 zweigt ein Rohr 1q. von kleinerem Durchmesser ab, um nicht kondensierte Gase (Luft) abzuscheiden, diese entlang dem kalten Boden des Flüssigkeitsbehälters i zum unteren Teil des Erhitzers 2 zu führen und in denselben auszutragen.A pipe 1q branches off to the upper part of this pipe i3. of smaller Diameter in order to separate non-condensed gases (air), these along the to lead the cold bottom of the liquid container i to the lower part of the heater 2 and to be carried out in the same.

Im Erhitzer 2 ist ein Rohr i 5 von großem Querschnitt eingesetzt, dessen oberer Teil über der Ventilklappe 17 mit der Dampfleitung 16 verbunden ist. Dieses Rohr 15 ist am unteren Ende geöffnet und reicht bis zum Boden i8 im Erhitzer z. Bei-Inbetriebsetzung wird die Ventilklappe 17 geöffnet, so daß die ausströmenden Dämpfe :einen Unterdruck. im Rohr 15 erzeugen. Dieser Unterdruck wird die Luft und die Gase veranlassen, aus dem Rohr 14 in das Heizelement des Erhitzers 2 auszutreten, so daß der Umlauf des Wärmemittels gesichert sein wird.A pipe i 5 of large cross section is inserted in the heater 2, the upper part of which is connected to the steam line 16 via the valve flap 17. This tube 15 is open at the lower end and extends to the bottom i8 in the heater z. When starting up, the valve flap 17 is opened so that the vapors flowing out: a negative pressure. generate in pipe 15. This negative pressure will cause the air and the gases to exit the pipe 14 into the heating element of the heater 2, so that the circulation of the heating medium will be ensured.

Das Gasaustrittsrohr 14 für nicht kondensierte Dämpfe ist mit regelbaren Ventilklappen versehen, um den Umlauf zu regeln.The gas outlet pipe 14 for non-condensed vapors is adjustable Provided valve flaps to regulate the circulation.

In Abb.2 ist der Dampfkreislauf durch ausgezogene Pfeile und der Wasserumlauf durch gestrichelte Pfeile angedeutet.In Fig.2 the steam cycle is shown by solid arrows and the water cycle indicated by dashed arrows.

Wasseransammlungen auf dem Boden 18 des Erhitzers 2 werden durch das Rohr 23 ausgeschieden.Water accumulations on the bottom 18 of the heater 2 are caused by the Tube 23 eliminated.

In dieser Ausführungsform fließen die gasförmigen Heizmittel m einem geschlossenen Kreislauf und in derselben Richtung wie das Kesselwasser. Das gasförmige Heizmittel ;er-' hält dauernd Zufuhr durch das Dampfrohr 16.In this embodiment, the gaseous heating means flow in one closed circuit and in the same direction as the boiler water. The gaseous one Heating means; is continuously supplied through the steam pipe 16.

In der in Abb. 3 dargestellten Ausfüh- -rungsform ist das obere Rohr 6 mit den Heizrohren 8 ,außerhalb- des Flüssigkeitsbehälters i, der mit diesem Rohr 6 durch den`: Stutzen i o in Verbindung steht, angeordnet. ; Die günstigste Oberfläche für den Wärmeaustausch ist hier wesentlich vergrößert, und das gesamte Wasservolumen des Flüssigkeitsbehälters i wird in Umlauf geraten, da das von dem Stutzen i9 gelieferte Wasser in den gesamten oberen Teil des Flüssigkeitsbehälters, welcher seiner Dichte entspricht, verteilt werden wird.In the embodiment shown in Fig. 3, the upper tube is 6 with the heating tubes 8, outside the liquid container i, which is connected to this tube 6 by the`: stub i o is in communication, arranged. ; The cheapest surface for the heat exchange is here significantly increased, and that entire Water volume of the liquid container i will circulate because that of the Nozzle i9 delivered water to the entire upper part of the liquid container, which corresponds to its density will be distributed.

In der in Abb. q. dargestellten Ausführungsform ist der Flüssigkeitsbehälter i in einer gewissen Entfernung vom Erhitzer 2 angeordnet, so daß Verbindungsrohre 2o und 22 von beachtlicher Länge benutzt -werden können.In the in Fig.q. The embodiment shown is the liquid container i placed at a certain distance from the heater 2 so that connecting pipes 2o and 22 of considerable length can be used.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Heat exchange device consisting of a liquid tank, a heater, connecting pipes between the upper and lower part of the liquid tank and the heater, -a plurality - of heating pipes vertically passing through the heater ', the heating means of which down through the heater- or in a closed circuit (including the Heater, characterized in that one or more heating pipes pass through the connecting pipes which are provided between the liquid container (i) and the heater (2), so that additional heating of the circulating liquid and an acceleration of the liquid circulation is generated.

2. Heat exchange device according to claim i, characterized in that. the connecting pipe between the upper part of the liquid holder (i) and the Heater (2) arranged for the most part in the upper part of the liquid container so that a high liquid temperature - is achieved during operation.

3. Heat exchange device according to claim i, characterized in that the horizontal The pipe length of the heating pipes in the connecting lines is a multiple of the vertical Pipe length, the diameter of the pipes being the same. q .. heat exchange device according to claim i, characterized in that means are provided, the upper one and lower horizontal heating pipe as well as the vertical heating pipes with different To feed heating means.