DE898345C

DE898345C - Rekuperator fuer kleinere Industrieoefen

Info

Publication number: DE898345C
Application number: DE1949P0039831
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dipl-Ing Truelsen
Original assignee: Dipl-Ing Heinrich Truelsen Krefeld
Current assignee: Dipl-Ing Heinrich Truelsen Krefeld
Priority date: 1949-04-14
Filing date: 1949-04-14
Publication date: 1953-11-30

Description

Rekuperator für kleinere Industrieöfen Der Einbau von Rekuperatoren zur Ausnutzung der Abgaswärme von kleineren Industrieöfen zwecks Vorwärmung der Verbrennungsluft oder zur Erzeugung von Warmluft für Heizung, Trocknung usw. scheitern oft an den zu hohen Kosten für den Rekuperator im Verhältnis zum Ofen, an dem organisch wirkenden Aufbau der gebräuchlichen Rekuperatoren und an der Möglichkeit, diese unterzubringen.
Man kennt Rekuperatoren der verschiedensten Bauart, wobei die einzelnen Elemente als Hohlkörper ausgebildet sind. Einer dieser bekannten Rekuperatoren besteht beispielsweise aus einem nach einer Seite offenen Gehäuse, in dem ein oder mehrere Elemente mit annähernd elliptischem Querschnitt angeordnet sind; die zu erhitzendeLuft strömt durch das Innere dieser Elemente, während die Abgase die Elemente außen umspülen. Zur besseren Wärmeleitung sind innen und außen Längs- und Querrippen an diesen Rekuperatoren vorgesehen. Derartige Rekuperatoren werden auch so ausgebildet, daß sie in ihrem Verlauf U-förmig durchgebogen sind. !Ferner sind Rekuperatoren bekannt, die aus einem oder mehreren Elementen bestehen und deren Elemente tropfenförmigen Querschnitt aufweisen. Man versuchte auch, einen günstigen Wärmeübergang zu erreichen, indem man in die Trennwand zwischen Abgas- und Luftkanal senkrecht zum Heizgasstrom Rippen einsetzte, d. h. also einfache metallische Platten, die von dem Abgas- in den Luftkanal ragten. !Ein weiterer Wärmeaustauscher ist als Abhitzkessel ausgebildet; er ist als ein nach unten offener Behälter ausgebildet und in einzelne Zellen unterteilt. Diese nebeneinander angeordneten Zellen werden beispielsweise die erste Zelle mit Abgas, die zweite mit Luft, die dritte wieder mit .Abgas usw. beschickt, so daß die Luft zwischen zwei Abgaszellen erwärmt werden kann. Die einzelnen Zellen sind durch eine oben durchbrochene Ouerwand in zwei Kammern unterteilt; der Abgas- bzw. Luftstrom wird der einen.Zellenkammcr zugeleitet und aus der anderen Zellenkammer abgeführt.
Die hier geschilderten Rekuperatoren haben den Nachteil, daß sie viel Raum beanspruchen und ihre Herstellung teuer ist.
Diesem Nachteil begegnet vorliegende !Erfindung dadurch, daß ein Plattenrekuperator für kleine Industrieöfen geschaffen wurde, bei dem die Platten in einer Nische der Ofendecke und/oder einer seitlichen Ofenwand angeordnet sind, so daß sie bei geringem Platzbedarf und niedrigen Einbaukosten nicht nur von den Abgasen des Ofens beaufschlagt, sondern auch durch Einstrahlung der Wärme des Mauerwerks zusätzlich erwärmt werden; die Platten sollen dabei auf beiden Seiten mit unterbrochenen Rippen besetzt sein. Die Heizfläche besteht also aus Platten, die in an sich bekannter Weise auf beiden Seiten mit unterbrochenen Rippen versehen sind. Auf der einen Seite streichen die Rauchgase vorbei und auf der anderen Seite im Gleich- oder Gegenstrom dazu die vorzuwärmende Luft. @Es werden also drei Seiten der Abgaskanäle durch das Mauerwerk des Ofens und deren Ab.-schluß durch die Platten erzielt, deren Rippen auf der einen iSeite in die Mauernische und auf der anderen iSeite in den Luftkanal hineinragen, der von einer Blechkappe umfaßt wird. Infolgedessen ist die Bauhöhe des Rekuperators sehr gering, und er kann so in das Ofengehäuse eingefügt werden, daß er äußerlich nicht in Erscheinung tritt, also das äußere Bild des Ofens in keiner Weise beeinflußt.
In der Zeichnung ist der -Gegenstand der Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt Abb. i einen Längsschnitt und Abb. 2 einen Ouerschnitt des Rekuperators.
Das Ofenmauerwerk bildet in dem dargestellten Ausführungsbeispiel oben eine Nische i, die durch die Platte 2 abgeschlossen ist. In diese Nische ragen die Rippen 3 der Platte 2 hinein. ;Durch die Nische strömen die Abgase des Ofens in Richtung des eingezeichneten Pfeiles. Die Rippen 4 der Platte 2 ragen in den Luftkanal s hinein, der durch eine Blechkappe 6 abgedeckt ist und von der Luft im Gegenstrom zu den Abgasen durchströmt wird.
Die Übertragung der Abgaswärme auf die Platte 2 ist bei der gewählten Anordnung sehr intensiv. Zunächst findet eine Übertragung der Wärme durch Berührung der heißen Abgase mit den Rippen statt. Zur Steigerung des Wärmeübergangs und zur Vermeidung von @Gußspannungen sind die Rippen in an sich bekannter Weise in Abständen unterbrochen. Dadurch wird die Grenzschicht ständig regeneriert. Außerdem ist der Wärmeübergang beim Anströmen der Kanten besonders intensiv. Weiter findet eine Übertragung der Wärme durch Strahlung der Gase zwischen den Rippen statt.
Die Abgase der Industrieöfen enthalten stets in erheblichem Umfang Kohlensäure und Wasserdampf, die beide stark strahlen. !Die Strahlung ist abhängig von der Schichtstärke der Gase. Der Rippenabstand wird so gewählt, daß eine gute ,Ausnutzung der Gasstrahlung gewährleistet ist. Außerdem strahlt auch das umgebende Mauerwerk auf die Heizplatte und gibt die durch die Berührung mit den Abgasen aufgenommene Wärme an die Heizplatte ab, wirkt also als indirekte Heizfläche.
Die Wärmeaufnahme der Platte ist im Verhältnis zum Materialaufwand sehr günstig. Um eine große wärmeabgebende Fläche auf der Luftseite zu erhalten, wird hier die Rippenteilung eng gewählt, unter 2o mm, und die Luftgeschwindigkeit so groß wie möglich genommen. Günstige Verhältnisse in bezug auf die Wärmeübertragung, die Wandungstemperatur und die ,Strömungswiderstände ergeben sich, wenn die Rippenteilung auf der Gasseite etwa doppelt so. groß gemacht wird wie auf der Luftseite.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Rekuperator mit beiderseitig der Wärmeaustauschfläche angeordneten unterbrochenen Rippen für kleinere Industrieöfen, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Rippen (3,4) besetzte Platten (2) in einer Nische (i) der Ofendecke undioder einer seitlichen Ofenwand angeordnet sind, so daß die Platten (2) bei geringem Platzbedarf und niedrigen Einbaukosten nicht nur von den Abgasen des Ofens beaufschlagt, sondern auch durch Einstrahlung der Wärme des Mauerwerks zusätzlich erwärmt werden.
2. Rekuperator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Nische derart ausgebildet ist, daß der :Abschluß der Abgaskanäle durch die Platten (2) erzielt wird, deren Rippen (3, 4) auf der einen Seite in die Mauernische (i) und auf der anderen Seite in den Luftkanal (5) hineinragen, der von einer Blechkappe (6) umfaßt wird.
3. Rekuperator nach den .Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß,der Rippenabstand auf der Gasseite etwa 30 mm beträgt, um die Gasstrahlung für die Wärmeübertragung weitgehend auszunutzen.
4. Rekuperator nach einem der Ansprüche i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Rippenteilung auf der Luft- und iGasseite etwa i : 2 ist, um die Wandungstemperatur der Platten niedrig zu halten und dadurch ihre Hitzebeständigkeit und Lebensdauer zu erhöhen.