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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.
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Der Gesamtwirkungsgrad dieser bekannten Anlagen ist daher gering.
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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.
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In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in einigen Ausführungsformen
beispielsweise dargestellt.
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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.
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In der Fig, 3 ist ein gleichartiger solcher Grundriß einer anderen
Ausführungsform veranschaulicht.
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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.
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Fig.6 ist wiederum im Schnitt ein Grundriß einer anderen Ausführungsform.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.