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Regenerativ -Abgas - Lufterhitzer
| Die I@.rfm(lumg betrifft einett Regenerativ-Abgas- |
| LufterIiitzer, ltestehen(1 aus ganz oder teilweise finit |
| einer Flüssigkeit gefüllten Rohrschleifen oder ge- |
| schlrisscnen Rohren, deren längerer Teil im Abgas- |
| zug und deren kürzerer Teil im Luftkanal liegt. |
| Es ist bekannt, die @Värmefibertragungsrohre ge- |
| neigt @tiiztior(liieii und die mit Flüssigkeit gefüllten |
| Rohrteile in den Abgasstrom zti verlernen. so daß die |
| in den Rohren lwhndliche Flüssigkeit verdampft und |
| im olleren "feil der Rohre unter Abgabe der Ver- |
| dampfungswärine an (las wärmeaufnehmende -Mittel |
| wieder kondensiert. Es ist ferner bekannt, die |
| @@"ärmeültertragungsrohre als zusammenhängende |
| ltolirsclileife auszubilden, deren Windungen ab- |
| wechselnd den Rauchgas- und Luftkanal durch- |
| setzen. Der @@'ürrneträger wird hierbei durch die |
| kohrsclileifen hindurchgedrückt, nimmt also jeweils |
| auf der IZauch@as#rite Wärme auf. die er anschlie- |
| 13eri-c1 auf der Luftseite wieder abgibt. Wenn (las |
| @@ ürniealigelxnde Mittel, z. 13. Rauchgase, und das |
| wärmeaufnehmende Mittel. z. B. Luft, im Gegen- |
| strom durch einen solchen Regenerativwärmeaus- |
| tauscher geführt werden und das wärmeaufneh- |
| mende Mittel sehr niedrige Eintrittstemperatur bzw. |
| geringen Temperaturunterschied gegenüber den |
| austretenden Rauchasen besitzt. dann besteht die |
| Gefahr der Tatipunktunterschreitung am Rauchgas- |
| austritt, wodurch Materialzerstörungen infolge |
| chemischer :angriffe und starke Flugaschenablage- |
| rungen an deti Wärmeaustauschelementen auftreten |
| können. |
| Dieser Mangel kann dadurch behoben werden, daß |
| die Wärmeiibertragung je Gradl Temperaturunter- |
| schied an der luftseitigen wärmeabgebenden Heiz- |
| fläche gegenüber dem entsprechenden Wert auf der |
| Rauchgasseite verkleinert wird. Die rauchgasseitig |
aufgenommene Wärmemenge kommt dadurch mit der luftseitig abgegebenen
Wärmemenge erst dann ins Gleichmaß, wenn der Regenerativkörper mit seinerTeniperatur
näher an die kauchgastemperatur heranrückt. Wenn auf diese Weise die rauchgasseitige
Heizfläche überall, also auch am Rauchgasaustritt. über den Taupunkt gehoben wird,
ist die Gefahr beseitigt.
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Zur Erzielung günstiger Heizflächen und Strö mungswiderstandsgrößen
wird im allgemeilien die Temperatur der in Wärmeül>ertragungsrohren umlaufenden
Regenerierflüssigkeit und die Temperatur der Rohre selbst ungefähr in der Mitte
zwischen Rauchgas- und 1_uftteinl>eratur liegen, ähnlich i\-ie die Rohrwandtemperatur
bei titimittelllar übertragenden Lufterhitzern. Wird aber die 1leizfläclietigi-öiie
oder z. P. finit der Luftgeschwindigkeit die \\'<irtneül>ergatigszäh.l an der
Luftseite verkleinert. so wird je Grad Temperaturunterschied zwischen Reizfläche
und Luft -,ven.iger Wärme übertragen. Um nun die von den Rauchgasen übernomineneWärmemenge
mit der an die Luft abzugebenden Wärmemenge inis Gleichmaß zu bringen, muß sich
die Temperatur: der umlaufenden Flüssigkeit und somit auch die der Rohrwand höher
einstellen. Dies kann in der Weise geschehen, daß durch entsprechende Bemessung
der Verhältnisse von wärmeaufnehmender zu wärmeabgebender Heizfläche oder entsprechender
Wahl der Wärmedurchgangszahl des \\'erkstoffes die Rohrwandteniperatur oberhalb
des Taupunktes liegt.
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Da eilte Kondensation des in den Rauchgasen enthaltenen Wasserdampfes
in der Regel in dem Teil der wärmeaustauschenden Fläche auftritt, der in unmittelbarer
Nähe des Kaltlufteintrittes liegt, kommt es vor allem darauf an, diesen Teil zu
schützen. Gemäß der Erfindung wird daher vorgeschlagen, die Heizfläche vorzugsweise
im Bereich des Lufteintrittes durch Abdecken öder Verkürzen der \\'ärmeiiliertraguiigsrohre
zu verkleinern.
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Damit wird erreicht, daß in den abgedeckten bzw. verkürzten Rohren
die Wandtemperatur steigt, und es ist nur eine Frage der Bemessung, das Maß dieser
Temperatursteigerung so festzulegen, daß die Wandtemperatur der in der Nähe des
Lufteintrittes liegenden Rohre bei keiner Belastung unter den Taupunkt absinkt.
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In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in zwei Ausführungsbeispielen
dargestellt.
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Gemäß A11. i besteht jede der nebeneinanderhegenden Rohrtafeln i des
Regenerativ Abgas-Lufterhitzers aus einer Anzahl von im ungleichmäßigen Sechseck
gebogener, endloser Rohre 2, weiche ganz mit der wärmeaustauschenden Flüssigkeit
gefüllt sind,. Der Abgas-Lufterhitzer ist in einem Schacht, welcher durch eine Trennwand
3 in zwei verschieden große Kanäle 5 und 6 unterteilt ist, derart angeordnet, daß
die obere und untere Kante jeder sechseckigen Rohrschleife 2 in der Trennwand 3
und die drei zusammenhängenden größeren Sechseckseiten der Rohrschleifen innerhalb
des Kanals 4 liegen. Durch den Kanal 4 größeren Querschnittes strömen in Pfeilrichtung
die ivärmeabgel>eiideri Rauchgase und durch den Kanal 5 kleineren Querschnittes
in entgegengesetzter Richtung die zu erwärmende Luft. Die in den Rohrschleifen 2
befindliche Flüssigkeit nimmt aus den heißen Rauchgasen Wärme auf, steigt infolge
Verringerung ihrer Wichte nach oben, tritt durch die Trennwand 3 in den Teil der
Rohrschleife 2 über, welcher ini Luftkanal 5 liegt. Durch die Wärmeabgabe an den
Luftstrom bzw. an die luftgekühlte Rohrschleife-erhält die Flüssigkeit wieder eine
größere Wichte, so claß sie abwärts fließend durch die Trennwand 3 wieder in den
rauchgasbeheizten Teil der Rohrschleife gelangt und auf diese Weise einen ununterbrochenen
Kreislauf vollführt. Die Wärnieiiliei-tragung an die luftseitige wärineabgel>ende
Heizfläche wird dadurch wirksam verkleinert, daß ein Teil a dieser Reizfläche eine
Isolierung erhält; der Wärmedurchgang dieser Heizfläche kann jedoch auch durch andere
Mittel gedrosselt werden.
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Bei dem anderen Ausführungsbeispiel nach der Erfindung gemäß Abb.
2 besteht der Regerierativ-Abgas-Lufterhitzer aus nebeneinander- und übereinanderliegenden,
geneigt angeordneten, geradelt Wärmeübertragungsrohren finit beiderseits verschlossenen
Rohrenden. Jedes dieser Rohre 3 ist nur teilweise mit der Regenerierflüssigkeit
gefüllt und liegt mit seinem unteren, längeren Teil im Rauchgaskanal 4 und mit seinem
oberen, kürzeren Teil im Luftkanal 5. Die Flüssigkeit i\-ird durch die Rauchgasbeheizurng
der Rohre 3 verdampft, und die Dämpfe werden im oberen Rohrteil infolge Abgabe der
Verdampfungswärme an den Luftstrom kondensiert. Die luftseitigen Rohrenden des Wärmeaustauschers
sind am Lufteintritt gekürzt, wodurch die Heizfläche selbst und die Ltiftgesclii\-indigkeit,
also die Übertragungszahl je Rohr gerechnet, kleiner und eine Temperaturverschiebung
der Heizfläche, zur Rauchgasteniperatur hin Hervorgerufen wird.
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Während die Ausführungsbeispiele Lufterhitzer darstellen, kann die
erfindungsgemäße Verbesserung ebenfalls zur gefahrlosen Erwärmung gasförmiger Brennstoffe
durch Rauchgase Verwendung finden, weil auch dieses zu erwärmende Mittel meist mit
niedriger Temperatur zur Verfügung steht.