DE930147C - Roehrenwaermeaustauscher - Google Patents

Roehrenwaermeaustauscher

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Publication number
DE930147C
DE930147C DEW4653A DEW0004653A DE930147C DE 930147 C DE930147 C DE 930147C DE W4653 A DEW4653 A DE W4653A DE W0004653 A DEW0004653 A DE W0004653A DE 930147 C DE930147 C DE 930147C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
tubes
heat exchanger
exchanger according
tubular heat
pipes
Prior art date
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Expired
Application number
DEW4653A
Other languages
English (en)
Inventor
Stefan Dipl-Ing Guczky
Roland Dipl-Ing Kemmetmueller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Waagner Biro AG
Original Assignee
Waagner Biro AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Waagner Biro AG filed Critical Waagner Biro AG
Application granted granted Critical
Publication of DE930147C publication Critical patent/DE930147C/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Description

  • Röhrenwärmeaustauscher Es sind schon Röhrenwärmeaustauscber bekannt, bei denen ein mit festen Bestandteilen beladenes gasförmiges Medium beim Durchströmen der Rohre unter gleichzeitiger Reinigung durch Zentrifugalwirkung mit einem die Rohraußenwand beaufschlagenden Mittel in Wärmeaustausch tritt. Bei den bekannten derartigen Wärmeaustauschern sind die als zentrifugale Reiniger ausgebildeten Rohre mit Zwischenräumen angeordnet, durch die das zweite Medium sich frei bewegen kann. Dies ist nachteilig, weil bei einzelnen freistehenden Rohren hinter jedem Rohr Windschattengebiete entstehen, die am Wärmetausch wenig oder gar nicht teilnehmen. Außerdem wird der Durchströmwiderstand für das außen strömende Medium groß, so daß dieses Medium bei einem zur Verfügung stehenden Druckgefälle nur verhältnismäßig langsam strömen kann; dieses langsam strömende Medium ist dann aber nicht in der Lage, die gesamte Wärme abzutransportieren, die durch die zentrifugalen Reiniger von innen her geliefert wird. Endlich sind beim Bau derartiger Anlagen gewisse Unsymmetrien nicht zu vermeiden. Das die Rohre außen umspülende Medium strömt dann auf dem Wege geringsten Widerstandes, so daß einzelne Rohrgruppen stark und andere schwach umspült sind.
  • Der Gesamtwirkungsgrad dieser bekannten Anlagen ist daher gering.
  • Sämtliche obengenannten Nachteile werden gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß die Rohre reihenweise angeordnet sind und die Rohre jeder Reihe unmittelbar oder mittelbar einander berühren, so daß zwei benachbarte Rohrreihen die einander gegenüberliegenden Wände eines Kanales bilden, durch den sich . das zweite wärmeaustauschende Mittel bewegt. In dem genannten Kanal kann das außen strömende Medium gleichmäßig rasch und widerstandsfrei geführt werden, was hohe Wärmeübergangszahlen ergibt. Nach einem weiteren Kennzeichen der Erfindung sind die Rohre in bekannter Weisse mit zum Ausschleudern der festen Bestandteile dienenden Wandöffnungen versehen, die sich bei zwei benachbarten Rohrreihen an einander zugekehrten Rohrseiten befinden und der von diesen Rohrseiten seitlich begrenzte Kanal als Sammelraum für die ausgeschleuderten Bestandteile des Gases dient, während die anderen Längsseiten der beiden Rohrreihen von dem zweiten wärmeaustauschenden Mittel beaufschlagt werden.
  • In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in einigen Ausführungsformen beispielsweise dargestellt.
  • Fig. i zeigt einen axialen Mittelschnitt nach der Linie I-I der Fig. 2 im Aufriß, einer Anlage gemäß der Erfindung; Fig. 2 ist im Grundriß ein Schnitt nach der Linie II-II der Fig. i.
  • In der Fig, 3 ist ein gleichartiger solcher Grundriß einer anderen Ausführungsform veranschaulicht.
  • Die Fig.4 und 5 zeigen in zugehörigen Rissen eine weiterhin abgeänderte Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung. Fig.4 stellt dabei einen Mittelschnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 5 und Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 4 dar.
  • Fig.6 ist wiederum im Schnitt ein Grundriß einer anderen Ausführungsform.
  • Fig. 7 ist ein Aufriß geschnitten nach der Linie VII-VII der Fig. 8 einer Ausführungsform, bei der je zwei Zyklonwände zu Gxuppen zusammengefaßt sind; im Fig. 8 ist der entsprechende Grundriß im Schnitt nach der Linie VIII-VII der Fig. 7 wiedergegeben. In ähnlicher Weise zeigen die Fig.9 und io in einander zugeordneten Rissen ein weiteres solches Ausführungsbeispiel. Dabei stellt Fig. 9 im Aufriß gesehen einen Schnitt nach der Linie IX-IX der Fig. io, und Fig. io im Grundriß einen Schnitt nach der Linie X-X der Fig. 9 dar.
  • Bei dem Röhrenwärmeaustauscher nach den Fig. z und 2 strömt das Rohgas in Richtung der Pfeile i i in die Zyklone i ein. Der Staub verläßt diese Zyklone i an den Austragsöffnungen 12, das Reingas entweicht durch die Reingasrohre 13 in Richtung der Pfeile 14. Zwischen den Zyklonen i sind die Räume 2 bzw. die Kanäle gebildet, durch die das wärmemäßig zu behandelnde Medium in Richtung der Pfeile 15 strömt. Diese Strömung ist hier parallel geschaltet. Der Staubsammelraum ist mit 3 benannt. Aus der Fig. 2 erkennt man deutlich, _ daß die Zyklone i reihenweise angeordnet sind und die Rohre jeder Reihe mittelbar einander berühren, so daß zwei benachbarte Rohrreihen die einander gegenüberliegenden Wände eines Kanales 2 bilden, durch den sich das zweite wärmeaustauschende Mittel bewegt: Der Wärmeaustausch erfolgt hier über die gewöhnlichen Wandungen dieser Zyklone i.
  • Im Gegensatz dazu ist bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.3 der Wärmeaustausch durch dichtende Platten 4 gegeben. Hier bilden diese Platten glatte Durchzugskanäle 2 für das wärmemäßig zu behandelnde Medium. Das Medium durchstreicht diese Kanäle :2 z. B. hintereinander, wie der Pfeil 15 angibt.
  • In den Fig.4 und 5 ist grundsätzlich dieselbe Anlage wie in den Fig. i und 2 dargestellt, es sind hier bloß noch Querrippen 5 vorgesehen, die den Wärmeaustausch begünstigen. Im übrigen ist die Wirkungsweise dieser Anlage genau so wie die oben beschriebene. Die Fig.6 weist arnalog zu Fig.3 wiederum durchgehende, glatte Kanäle bildende Platten 4 auf; die Teile der Rippen 5, die außerhalb der Zyklonwände liegen, dienen zur Wärmeübertragung an die gemäß Pfeilen 15 durchstreichende Luft. Die Teile der Rippen 5 innerhalb der Zyklonwände, also die Rippenteile, die die eigentliche Zyklonwandung mit den Platten 4 verbinden, leiten die Wärme von der Zyklonwandung an die genannten Platten.
  • Bei den weiteren Ausführungsbeispielen nach den Fig.7 und 8 bzw. 9 und io sind je zwei Zyklonwände zu . Gruppen zusammengefaßt. Zwischen den Zyklonwänden einer Gruppe liegt der Staubsammelraum 3, an den Außenseiten der Gruppen findet der Wärmeaustausch statt. Das Rohgas wird wiederum jeweils in Richtung der Pfeile i i zugeführt, das Reingas verläßt bei 14 die Anlage. Die Staubausscheidung erfolgt durch besondere Staubaustragsöffnungen 12 in den Staubsammelraum 3. Die zu erwärmende Luft streicht in Richtung der Pfeile 15 -zwischen den Zyklongruppen hindurch. Beim Röhrenwärmeaustauscher gemäß den Fig. 7 und 8 sind an den Zyklonen i für den Wärmeaustausch Querrippen 5 vorgesehen, bei der Ausführung nach den Fig. 9 und io Längsrippen 6. Entsprechend den jeweils eingezeichneten Pfeilen 15 strömt in Fig. 7 die Luft durch die Kanäle 2 aus der Zeichenebene heraus und in Fig. 9 durch eine Leitung 16 in die Zeichenebene hinein. Die Staubräume 3 zwischen den Zyklonwänden der Gruppen stellen durch Abdeckungen 7 an den , Stirnseiten der Zyklone i und durch andere derartige Abdeckungen 8 am Ende jeder Zyklonwand im wesentlichen allseitig geschlossene Räume dar.
  • Die Erfindung ist .auf die dargestellten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt. Die Luftführung zwischen den Rohrreihen kann jeweils in parallelen Strömen oder auch hintereinander erfolgen, wie dies durch besondere Betriebsverhältnisse geboten erscheint. Die Konstruktion zur Bildung der Rohrreihen kann auf verschiedene Art, z. B. durch direktes Aneinanderschweißen der Zyklonwandungen, mittels Zwischenstücken, durch im ganzen hergestellte, unlösbar zusammenhängende Zyklonreihen u. dgl. ausgeführt sein. Selbstverständlich kann der Einlaufleitapparat für die Zyklone ein tangentialer, axialer oder auch diagonaler Apparat sein. Die Zyklone selbst können jeweils mit lotrechten oder waagerechten Achsen angeordnet werden. Bei den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen wären dann Aufriß und Grund -riß gegebenenfalls zu vertauschen.
  • Bei der Anordnung von je zwei Zyklonwänden in Form einer Gruppe ist es selbstverständlich auch möglich, daß der Wärmeaustausch zwischen den Wänden dieser Gruppe stattfindet und der Staubaustrag an den Außenseiten der Gruppe erfolgt.
  • Der Verwendungszweck des Gegenstandes der Erfindung ist auf diesem Arbeitsgebiet praktisch unbeschränkt. Insbesondere kann der Röhrenwärmeaustaus.c'her gemäß der Erfindung zur Entstaubung von Abgasen einer Feuerung verwendet werden, wobei gleichzeitig die Verbrennungsluft für diese Feuerung vorgewärmt wird; die Abgase einer Feuerung können in gleiche # Weise auch zur Vorwärmung des Speisewassers von Kesselanlagen dienen. Der Gegenstand der Erfindung ist fernerhin bei Wärmeaustauschanlagen aller Art verwendbar, z. B. bei Kälte- oder Klimaanlagen, wobei ein Wärmetransport nach den gegebenen Bedingungen vom Medium innerhalb der Zyklone nach außen oder vom Medium außerhalb der Zyklone nach innen stattfinden kann. Als Medium, das wärmemäßig zu behandeln ist, kommen Medien in gasförmiger, flüssiger und fester Form und Mischungen solcher Aggregatformen in Frage; so können insbesondere auch feste bewegbare Stoffe wie schüttbare Materialien (Sand, Kohle u. dgl.) wärmemäßig in der gewünschten Art behandelt werden.

Claims (9)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Röhrenwärmeaustauscher, bei dem ein mit festen Bestandteilen beladenes gasförmiges Medium beim Durchströmen der Rohre unter gleichzeitiger Reinigung durch Zentrifugalwirkung mit einem die Rohraußenwand beaufschlagenden Mittel in Wärmeaustausch tritt, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (i) reihenweise angeordnet sind und die Rohre jeder Reihe unmittelbar oder mittelbar einander berühren, so daß zwei benachbarte Rohrreihen die einander gegenüberliegenden Wände eines Kanales (2) bilden, durch den sich das zweite wärmeaustauschende Mittel bewegt.
  2. 2. Röhrenwärmeaustauscher nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre in bekannter Weise mit zum Ausschleudern der festen Bestandteile dienenden Wandöffnungen (12) versehen sind, die sich bei zwei benachbarten Rohrreihen an einander zugekehrten Rohrseiten befinden und der von diesen Rohrseiten seitlich begrenzte Kanal (3) als Sammelraum für die ausgeschleuderten Bestandteile des Gases dient, während die anderen Längsseiten der beiden Rohrreihen von dem zweiten wärmeaustauschenden Mittel beaufschlagt werden.
  3. 3. Röhrenwärmeaustauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelraum an seinen Stirnwänden (7) abgedeckt ist.
  4. 4.. Röhrenwärmeaustauscher nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem zweiten wärmeaustauschenden Mittel beaufschlagten Rohrteile mit den Wärmeaustausch begünstigenden Vorsprüngen (5, 6) versehen sind.
  5. 5. Röhrenwärmeaustauscher nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß an den von dem zweiten wärmeaustauschenden Mittel beaufschlagten Seiten der Rohre zwecks mittelbarer Verbindung derselben zu einer Rohrreihe Platten (4.) vorgesehen sind, die entweder tangential an den Rohren anliegen oder in den zwischen zwei nebeneinanderstehenden Rohren vorhandenen Zwischenraum so eingesetzt sind, daß glatte Kanalwände entstehen.
  6. 6. Röhrenwärmeaustauscher nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre stehend oder liegend angeordnet sind.
  7. 7. Röhrenwärmeaustauscher nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das durch die Rohre strömende Medium in bekannter Weise Rauchgase und das die Rohraußenwände beaufschlagende Mittel in ebenfalls bekannter Weise Luft ist. B.
  8. Röhrenwärmeaustauscher nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das durch die Rohre strömende Medium in bekannter Weise Rauchgase und das die Rohraußenwände beaufschlagende Mittel Kesselwasser ist.
  9. 9. Röhrenwärmeaustauscher nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das die Rohraußenwände beaufschlagende Mittel aus festen bewegbaren Stoffen besteht. Angezogene Druckschriften Deutsche Patentschrift Nr. 542 o88.
DEW4653A 1950-10-27 1950-12-02 Roehrenwaermeaustauscher Expired DE930147C (de)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1016282B (de) * 1955-05-10 1957-09-26 Ferdinand Tschinka Dipl Ing Kreuzstrom-Plattenwaermeaustauscher aus Guss
DE1080127B (de) * 1955-05-26 1960-04-21 Waagner Biro Ag Waermetauscher mit drallfoermig durchstroemten Elementen, die, nebeneinandergestellt, weitere Durchstroemkanaele umgrenzen
DE1196219B (de) * 1956-10-19 1965-07-08 Hoechst Ag Als Waermeaustauscher ausgebildeter Abscheider
DE3009215A1 (de) * 1980-03-11 1981-09-17 Friedrich Wilhelm Dörrenberg Wirtschaftliche Verbrennungs-Technik, 5063 Overath-Untereschbach Multizyklon-entstaubungsvorrichtung fuer rauchgase
FR2654814A1 (fr) * 1989-11-23 1991-05-24 France Grignotage Sarl Echangeur de chaleur liquide-gaz.

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE542088C (de) * 1927-09-21 1932-01-20 Ernest Bernard Priebe Vorrichtung zum Reinigen von Abgasen, insbesondere von Rauchgasen

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