PL179713B1

PL179713B1 - Pakiet blach grzejnych do regeneracyjnych wymienników ciepla PL PL

Info

Publication number: PL179713B1
Application number: PL96315465A
Authority: PL
Inventors: Gerd Koester; Winfried Moll; Siegfried Schlueter
Original assignee: Apparatebau Rothemuehle Brandt & Kritzler Gmbh; Rothemuehle Brandt Kritzler
Priority date: 1995-08-04
Filing date: 1996-07-31
Publication date: 2000-10-31
Also published as: HU9602121D0; HUP9602121A2; US6253833B1; MX9603164A; HU219043B; AU6077096A; DE19528634A1; EP0757219A2; AU699782B2; HUP9602121A3; EP0757219B1; EP0757219A3; ATE224526T1; DE59609680D1; JPH09119790A; CZ230396A3; ZA966572B; PL315465A1; CZ288231B6

Abstract

1. Pakiet blach grzejnych do regenera- cyjnych wymienników ciepla, do stycznego lub promieniowego montazu w zawie- rajacych, podzielone na trapezowe segmenty, komory nosnikach powierzchni grzejnych regeneracyjnego wymiennika ciepla ze stalymi lub obrotowymi masami kumulacyj- nymi, który to pakiet sklada sie w wielu lezacych jedna na drugiej, polaczonych w calosc blach profilowanych, pomiedzy któ- rymi znajduja sie kanaly przeplywowe, zna- mienny tym, ze na co najmniej dwóch przeciwleglych stronach (18, 19) pakietu co najmniej obie zewnetrzne blachy profilowa- ne (1 4 , 15) maja postac polaczonej warstwo- wo i trwale pod wzgledem ksztaltu, pary (17) blach profilowanych. FIG. 3 PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest pakiet blach grzejnych do regeneracyjnych wymienników ciepła, do stycznego lub promieniowego montażu w zawierających, podzielone na trapezowe segmenty, komory nośnikach powierzchni grzejnych regeneracyjnego wymiennika ciepła ze stałymi lub obrotowymi masami kumulacyjnymi.

Regeneracyjny wymiennik ciepła można wykorzystywać jako podgrzewacz powietrza w energetycznych i przemysłowych instalacjach spalania do podgrzewania powietrza do spalania, a jako podgrzewacz gazu w układach oczyszczania spalin, na przykład w reaktorach pracujących na zasadzie katalizy, do podgrzewania lub w płuczce gazowej do grzania wtórnego.

Powierzchnie grzejne, ewentualnie masy kumulacyjne takich regeneracyjnych wymienników ciepła składają się z dwóch różnie profilowanych, mających grubość na przykład 0,5 do 1,3 mm, ewentualnie powlekanych lub emaliowanych blach stalowych, które sąpołączone w pakiety odpowiednio do komorowej konstrukcji kołowego nośnika powierzchni grzejnych i osadzone ciasno w poszczególnych komorach tego nośnika. Blachy grzejne sąpołączone w pakiety za pomocąmasywnych skrzyń lub ram mocujących, układanych wokół łączonych w pakiety blach grzejnych. W przypadku blach grzejnych, układanych najczęściej stycznie z uwagi na stabilność położenia pakietów, pakiety blach grzejnych łączy się zazwyczaj ze sobą na ich równoległych, w odniesieniu do trapezowego kształtu, zakończeniach za pomocą płyt skrajnych, które na górze lub na dole sąpołączone ze sobąza pomocąpoziomych wsporników. Pakiety blach grzejnych sąustawione zgodnie z kierunkiem przepływu gazu, to znaczy z reguły pionowo. W tej znanej od dawna konstrukcji pakietów blach grzejnych masywne uchwyty nie tylko zwiększają ciężar pakietu, lecz także zabierają wiele miejsca z istniejącej do dyspozycji przestrzeni montażowej . Dotyczy to w jednakowym stopniu blach ustawionych stycznie, j ak też blach ustawionych promieniowo, powodując nieuniknione ograniczenie wolnego przekroju przepływu powietrza lub gazu.

179 713

Celem wynalazku jest uproszczenie konstrukcji pakietu blach grzejnych na wstępie opisanego rodzaju, zwłaszcza zaś opracowanie pakietu, charakteryzującego się mniejszym ciężarem uchwytów i lepszym przepływem.

Pakiet blach grzejnych do regeneracyjnych wymienników ciepła, do stycznego lub promieniowego montażu w zawierających, podzielone na trapezowe segmenty, komory nośnika powierzchni grzejnych regeneracyjnego wymiennika ciepła ze stałymi lub obrotowymi masami kumulacyjnymi, który to pakiet składa się z wielu leżących jedna na drugiej, połączonych w całość blach profilowanych, pomiędzy którymi znajdują się kanały przepływowe, charakteryzuje się według wynalazku tym, że na co najmniej dwóch przeciwległych stronach pakietu, co najmniej obie zewnętrzne blachy profilowane mają postać połączonej warstwowo i trwale pod względem kształtu, pary blach profilowanych.

Jedna blacha profilowana pary blach profilowanych jest karbowana, a druga blacha profilowana jest fałdowana. Blachy profilowane są połączone ze sobą za pomocą punktów zgrzewanych, a pionowe wsporniki zewnętrzne blach profilowanych są połączone ze wspornikami poziomymi, znajdującymi się na górze i na dole pakietu, przy czym czołowe powierzchnie wsporników poziomych leżą na tej samej wysokości, co czołowe powierzchnie promieniowych ścianek komór nośnika powierzchni grzejnych.

Przy montażu pakietu blach grzejnych, zawierającego blachy ustawione stycznie, w parę blach według wynalazku są zaopatrzone obie wzajemnie równoległe powierzchnie skrajne. Przy montażu pakietu blach grzejnych, w którym blachy profilowane są ustawione promieniowo w odniesieniu do nośnika powierzchni grzejnych, w parę blach profilowanych według wynalazku są natomiast zaopatrzone wzajemnie rozbieżne, odpowiednio do trapezowego kształtu komór nośnika powierzchni grzejnych, dłuższe boki pakietów. Pakiety blach grzejnych nie wymagają zatem użycia ciężkich płyt skrajnych, a nawet całej obudowy, ponieważ wystarczająco dobrą stabilność zapewniają tutaj pary blach profilowanych, tworzące quasi-wsporniki skrzynkowe. Stabilność tę dodatkowo zwiększa fakt, że pionowe wsporniki zewnętrzne blach profilowanych są połączone ze, znajdującymi się na górze i na dole pakietów, wspornikami poziomymi, tak że w efekcie pakiet powierzchni grzejnych jest owinięty wspornikami, tworzącymi quasi-pasy

Dzięki warstwowemu połączeniu co najmniej obu skrajnych blach profilowanych pakietu, poza zmniejszeniem ciężaru osiąga się przede wszystkim lepsze wykorzystanie przestrzeni montażowej w nośniku powierzchni grzejnych, a co za tym idzie, zwiększenie aktywnej powierzchni grzejnej. Efekt ten uzyskuje się dzięki temu, że w przeciwieństwie do typowych układów z zastosowaniem płyt skrajnych lub ram obwodowych, profilowane blachy jednej lub kilku par można, podobnie jak wszystkie pozostałe blachy grzejne pakietu, wykorzystać jako powierzchnie grzejne o odpowiednich wolnych przekrojach w całym obszarze poszczególnych komór; pakiet blach grzejnych umożliwia zatem zwiększenie mocy grzejnej. Jednocześnie zmniejsza się blokada w przekrojach przepływowych poszczególnych komór, co pozwala zredukować straty przepływu przenoszących ciepło mediów i zmniejszyć spadek ciśnienia. Brak ograniczeń przekrojów przepływowych w konstrukcji warstwowej umożliwia zaopatrzenie pakietu blach grzejnych w pary blach profilowanych ze wszystkich stron, czyli otoczenie go parami blach profilowanych, co ma korzystny wpływ na stabilność pakietu.

W przypadku, gdy jedna z blach pary blach profilowanych jest karbowana, a druga fałdowana, para blach profilowanych składa się z blachy o profilu silniej pofałdowanym i blachy o profilu słabiej pofałdowanym. W przypadku zaś kilku par blach oba rodzaje blach profilowanych sąumieszczone na odpowiednich bokach pakietu naprzemian jedna na drugiej, w sposób powtarzalny.

Obie blachy jednej lub kilku par blach profilowanych można połączyć ze sobą metodą zgrzewania punktowego w ramach automatycznego procesu technologicznego, tworząc pełniący rolę wspornika skrzyniowego element warstwowy, czyli otaczające pakiet uchwyty, znajdujące się w miejscach, w których blachy stykają się punktowo Ze względu na przepływ ciepła i przepływ mediów profile blachy karbowanej są ustawione ukośnie do profili blachy fałdowanej. Zgrzewanie punktowe można przeprowadzić po umieszczeniu jedna na drugiej

179 713 blach profilowanych, wykonanych przykładowo metodąznaną z niemieckiego opisu nr DE 41 22 949 A Zamiast zgrzewania punktowego dwie lub więcej blach profilowanych można połączyć ze sobą za pomocą na przykład śrub lub nitów.

Według zalecanej postaci wykonania wynalazku czołowe powierzchnie wsporników poziomych leżą na tej samej wysokości, co czołowe powierzchnie promieniowych ścianek komór nośnika powierzchni grzejnych. Uzyskana dzięki warstwowej konstrukcji wspornika wysoka stabilność kształtu pakietów blach grzejnych umożliwia umieszczenie na tej samej wysokości poziomych wsporników blach grzejnych i ścianek komór na górnej i dolnej czołowej stronie nośnika powierzchni grzejnych. W ten sposób powstaje, odpowiednio do liczby - najczęściej dwóch - równoległych wsporników poziomych, dodatkowe promieniowe uszczelnienie, a co za tym idzie, zmniejszenie przecieków mediów. Dzieje się tak dlatego, że uszczelnienie nie dotyczy wyłącznie pojedynczej ścianki komory nośnika powierzchni grzejnych i odpowiedniej promieniowej płyty uszczelniającej, lecz także równoległych względem promieniowych ścianek komór, płaskowników mocujących dla poziomych wsporników pakietów blach grzejnych, które pokrywają się z górną i dolną krawędzią nośnika powierzchni grzejnych. Wsporniki poziome zwiększajązatem liczbę linii uszczelniających, przypadającą na uszczelnienie promieniowe i komorę nośnika powierzchni grzejnych, co pociąga za sobą, spowodowane spadkiem ciśnienia, zmniejszenie strumienia objętościowego w obszarze tych uszczelnień, przyczyniając się tym samym do zmniejszenia przeciekó w.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat regeneracyjnego wymiennika ciepła zaopatrzonego w wirujące kołpaki obrotowe, fig 2 - ukazany na fig. 1 regeneracyjny wymiennik ciepła, widziany w przekroju wzdłuż płaszczyzny wlotu powietrza od strony dopływu powietrza, fig. 3 - stanowiący szczegół regeneracyjnego wymiennika ciepła pakiet blach grzejnych, w którym oba równoległe zakończenia są utworzone ze zgrzanych punktowo od zewnątrz blach profilowanych, fig 4 zgrzaną punktowo blachę profilowaną na końcach pakietu blach według fig. 3 w powiększeniu, fig. 5 - osadzony w komorze nośnika powierzchni grzejnych regeneracyjnego wymiennika ciepła pakiet blach grzejnych w widoku z góry, fig. 6 - szczegóły pakietu blach grzejnych według fig. 5 i fig. 7 - nośnik powierzchni grzejnych z umieszczonymi na górze i na dole, promieniowymi uszczelnieniami nie pokazanych bliżej kołpaków obrotowych, ewentualnie kanałów przyłączeniowych.

Do wykonanego według fig. 1 w postaci podgrzewacza powietrza, regeneracyjnego wymiennika ciepła 1 gorące spalmy dochodzą przez kanał 2 z me przedstawionej wytwornicy pary. Gorący gaz G wpływa od góry do regeneracyjnego wymiennika ciepła 1, który w przykładzie wykonania zawiera w swej środkowej części nośnik 3 powierzchni grzejnych, składający się z okrągłych komór 13, o rosnących od wewnątrz do zewnątrz przekrojach, podzielonych na trapezowe segmenty (por. fig. 2). W komorach 13 nośnika 3 mieszcząsię masy kumulacyjne w postaci pakietów 4 blach grzejnych (por. fig. 3). Po obu stronach nośnika 3 powierzchni grzejnych, ewentualnie pakietów 4 blach grzejnych znajdująsię podzielone na segmenty kołpaki 5, 6, które obracająsię wspólnie wokół pionowej osi 7, przy czym wskutek ruchu obrotowego stale coraz to inne części mas kumulacyjnych lub pakietów 4 blach grzejnych podlegajądziałaniu gorącego gazu G Liczne blachy profilowane pakietów 4 są przy tym nagrzewane przez gaz G, który ulega wówczas oziębieniu i opuszcza regeneracyjny wymiennik ciepła 1 na dolnym końcu przez kanał 8 Na dolnym końcu regeneracyjnego wymiennika ciepła 1 do kołpaka 6 podłączony jest przewód 9, przez który zimne powietrze L do spalania napływa w przeciwprądzie względem gazu G przez obracający się, według fig 2, w kierunku obrotów 10 kołpak 6 do pakietów 4 blach grzejnych ogrzewanych gazem G. Powietrze L chłodzi, pełniące rolę mas kumulacyjnych, blachy profilowane pakietów 4, pochłaniając zawarte w nich ciepło i płynie jako gorące powietrze przez obracający się wspólnie z kołpakiem 6 górny kołpak 5 (por. fig. 1) przez kanał 11 do paleniska.

Dopasowane do konkretnej wielkości trapezowych komór 13 pakiety 4 blach grzejnych składają się z wielu przylegających do siebie, różnych blach profilowanych 14,15 (por. fig. 4), z których blachy 14 są karbowane imają głęboko walcowane profile, zaś blachy 15 sąfałdowanei

179 713 mają walcowane profile o mniejszej wysokości. Blachy profilowane 14, 15 są umieszczone naprzemiennie, przy czym każde dwie blachy 14, 15 są połączone ze sobą za pomocą zgrzewania punktowego w punktach 16 w parę 17 blach profilowanych, to znaczy w, złożony z płyt warstwowych, wspornik skrzynkowy o stabilnym kształcie, przy czym - wychodząc od górnych powierzchni - zawsze tylko blacha fałdowana 15 jest zgrzana w parę z blachą karbowaną 14. Jak widać bliżej z fig. 4 i 6, na każdej z górnych powierzchni pakietu 4 blach grzejnych można zgrzać punktowo ze sobą kilka par 17 blach profilowanych, co można dowolnie zmieniać w zależności od stabilności pakietu.

Stabilność kształtu, zapewniona przez punkty zgrzewania 16, jest uzupełniana przez, umieszczone przy skrajnych parach 17 blach profilowanych, pionowe wsporniki zewnętrzne 20, które sąpołączone ze wspornikami poziomymi 21, znajdującymi się na górze i na dole pakietów (por. fig. 3), tak że pakiet 4 blach grzejnych jest owinięty dwoma, zajmującymi niewiele miejsca, pasmami ze wsporników. Zamiast ukazanego na fig. 5 stycznego montażu pakietu 4 blach grzejnych, pakiety te można również ustawiać tak, by blachy profilowane 14, 15 były ustawione promieniowo. W tym przypadku poszczególne blachy profilowane 14, 15 są ustawione równolegle do promieniowych ścianek 22 komór 13 nośnika 3 powierzchni grzejnych.

Dzięki wyjątkowo wysokiej stabilności kształtu pakietów 4 blach grzejnych, zewnętrzne powierzchnie czołowe 23 górnych i dolnych wsporników poziomych 21 mogą leżeć na tym samym poziomie, co powierzchnie czołowe 24 promieniowych ścianek 22 komór 13 (por. fig. 7) W połączeniu z promieniowymi uszczelkami 25 obrotowych kołpaków 5, 6 zwiększa się w ten sposób liczba linii uszczelnień, przypadająca na uszczelkę promieniową25 i komorę 13, a mianowicie dzięki obecności pewnej liczby wsporników poziomych 21. Przechodzący w obszarze tych uszczelnień wskutek spadku ciśnienia strumień objętościowy (por. na fig 7 strzałki L dla strumienia powietrza i strzałki G dla strumienia gazu) zmniejsza się w istotnym stopniu wskutek uzyskanego wielokrotnego uszczelnienia, co sprzyja zmniejszeniu przecieków.

179 713

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Pakiet blach grzejnych do regeneracyjnych wymienników ciepła, do stycznego lub promieniowego montażu w zawierających, podzielone na trapezowe segmenty, komory nośnikach powierzchni grzejnych regeneracyjnego wymiennika ciepła ze stałymi lub obrotowymi masami kumulacyjnymi, który to pakiet składa się w wielu leżących jedna na drugiej, połączonych w całość blach profilowanych, pomiędzy którymi znajdują się kanały przepływowe, znamienny tym, że na co najmniej dwóch przeciwległych stronach (18,19) pakietu co najmniej obie zewnętrzne blachy profilowane (14, 15) mają postać połączonej warstwowo i trwale pod względem kształtu, pary (17) blach profilowanych.
2. Pakiet blach grzejnych według zastrz. 1, znamienny tym, że jedna blacha profilowana (14) pary (17) blach profilowanych jest karbowana, a druga blacha profilowana (15) jest fałdowana,
3. Pakiet blach grzejnych według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że blachy profilowane (14,15) są połączone ze sobą za pomocą zgrzewania punktowego w punktach (16).
4 Pakiet blach grzejnych według jednego z zastrz. 1 do 3, znamienny tym, ze blachy profilowane (14,15) mająpionowe wsporniki zewnętrzne (20) połączone ze wspornikami poziomymi (21), znajdującymi się na górze i na dole pakietu.
5. Pakiet blach grzejnych według zastrz. 4, znamienny tym, że czołowe powierzchnie (23) wsporników poziomych (21) leżąna tej samej wysokości, co czołowe powierzchnie (24) promieniowych ścianek (22) komór (13) nośnika (3) powierzchni grzejnych.