DE1451232A1 - Nach dem Querstromprinzip arbeitender Konvektionswaermetauscher - Google Patents

Description

• Nach dem Querstromprinzip arbeitender Konvektionswärmetauscher Die Erfindung betrifft einen Konvektionswärmetauscher zwischen zwei Gasen, der nach dem Querstromprinzip arbeitet, bei dem eine Verteilerleitung und eine das erwärmte Gas aufnehmende Sammelleitung vorgesehen sind. Hierbei sind übereinstimmend mit einer bekannten Ausführungsform die Verteilerleitung und die Sammelleitung mit einer im wesentlichen im rechten Winkel zu ihnen liegenden Verteilerkammer und einer Sammelkammer und jede dieser Verteilerkammern durch Umkehrelemente mit je einer Sammelkammer verbunden. Je eine Verteilerkammer bildet dabei mit einer Sammelkammer und den sie verbindenden Umkehrelementen eine auswechselbare Einheit.
• Bei der bekannten Ausführungsform sind die Sammelkammern und die Verteilerkammern übereinander angeordnet, wodurch ihr Unterbringen in einem ihrer Leistung entsprechenden Heizkanal erschwert ist.
• Bei einer anderen bekannten Ausführungsform ist dieser gedrängte Zusammenbau der Wärmeaustauschelemente zwar erreicht, dieser Wärmeaustauscher arbeitet jedoch nach dem Gegenstromprinzip, wodurch bei Kalt- und Warmkorrosionsangriff der gesamte Wärmeaustauscher betroffen und das Austauschen einzelner Elemente nicht mehr möglich ist. Die Erfindung hat sich. die Aufgabe gestellt, bei einem nach dem Querstromprinzip arbeitenden Wärmetauscher die Verteilerleitung und die Sammelleitung in einfachster leeise@ durch auswechselbare Wärmeaustauscheinheiten zu verbinden und bei gedrängtem Zusammenbau der austauschbaren Einheiten den der Leistung angemessenen Kanalquerschnitt voll auszunutzen, Zum Lösen dieser Aufgabe schafft die Erfindung einen nach dem Querstromprinzip arbeitenden Konvektionswärmetauscher zwischen zwei Gasen mit einer Verteilerleitung und einer das erwärmte Gas aufnehmenden Sammelleitung, die mit einer im wesentlichen im rechten Winkel zu ihnen liegenden Verteilerkammer und einer Sammelkammer verbunden sind, und jede Verteilerkammer durch Umkehrrohrelemente mit einer Sammelkammer verbunden ist, wobei je eine Verteilerkammer mit einer Sammelkammer und den sie verbindenden Umkehrelementen eine auswechselbare Einheit bildet, und das Neue besteht darin, daß bei dem aus einer Verteilerkammer und einer Sammelkammer gebildeten Kammerpaar diese beiden nebeneinanderverlaufenden Kammern der Länge nach versetzt und durch eine Anzahl gleichartiger U-förmig gebogener Umkehrrohre verbunden sind, die in zur Längsrichtung des Kammerpaares senkrechten Ebenen liegen.
• Der durch diese Ausbildung des Wärmetauschers erreichte Vorteil besteht darin, daß durch das Versetzen der nebeneinander verlaufenden Kammern -Verteilerkammer und Sammelkammer - der Kanalquerschnitt sich voll ausnutzen läßt und die Möglichkeit des Auswechselns einzelner Wärmeaustauscheinheiten verbessert wird, weil an jede Einheit gut heranzukommen ist.
• Die Erfindung umfaßt noch eine Reihe weiterer wertvoller Einzelheiten,'die später näher beschrieben sind.
• Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung an zwei Ausführungsformen und zwar zeigen: Fig. 1 einen in einem waagerechten Kanal eingebauten Wärmeaustauscher im Längsschnitt nach Linie T-= der Fig. 2; Fig. 2 eine Oberansicht nach Fig. L; Fig. 3 Darstellung einer Einzelheit in perspektivischer Ansicht; Fig. 4 eine weitere Ausführungsform eines in einem senkrechten Kanal eingebauten Wärmeaustauschers. Nach den Fig. 1 bis 3 ist in einem waagerechten. Kanal 1, der zweckmäßig rechteckförmigen, gegebenenfalls quadratischen Querschnitt aufweist, ein Konvektionswärmeaustauscher eingebaut, wobei an der Stelle, an der sich der Wärmeaustauscher befindet, die Kanaldecke entfernt ist. Der Wärmeaustauscher besteht aus einem an einem Ende geschlossenen Verteilerkasten 2 für ein in der Richtung des Pfeiles 3 einströmendes Wärme aufnehmendes Gas und einem an einem Ende geschlossenen Sammelkasten 4, aus dem das erwärmte Gas in der Richtung des Pfeiles 5 strömt. Die beiden Kästen 2 und 4 sind außerhalb des Kanals 1 angeordnet und mittels Verteilerkammern 6 und Sammelkammern 7 miteinander verbunden. Jede Verteilerkammer ist an ihrem einen offenen Ende mit einem Anschlußstutzen 8 des Verteilerkastens 2 verbunden. Das andere Ende 9 der Verteilerkammern 6 ist geschlossen. Die Verteilerkammern 6 liegen in der gleichen horizontalen Ebene und sind in solchem Abstand voneinander angebracht, daß zwischen zwei angrenzenden Verteilerkammern 6 eine Sammelkammer 7 eingeschoben werden kann, die an ihrem einen offenen Ende mit einem Anschlußstutzen 10 des Sammelkastens 4 verbunden ist.
• Das andere Ende 11 der Sammelkammern 7 ist geschlossen. Wie aus den Fig. 1 und 2 hervorgeht, bilden die Verteiler- und Sammelkammern einen Deckenteil des Kanals 1, der zum Isolieren und Abdichten mit einer Matte 12 aus Mineralwolle bedeckt ist.
• Um bei einem Kanal mit gewölbter Decke die in der Strömungsrichtung des Wärme abgebenden Gases gesehen ersten und gegebenenfalls auch die letzten Verteiler- und Sammelkammern gegen allzu starke Wärmestrahlung von dem Kanal aus zu schützen, sind Anschlußbalken 13 und 14 vorgesehen, die aus einem offenen, mit einer feuerfesten Masse gefüllten Blechkasten bestehen. Jeden der Verteilerkammern 6 ist mit einer daneben liegenden Sammelkammer 7 durch eine Reihe U-Rohre 15 verbunden, die in den Kanal 1 ragen und zur Strömungsrichtung (vgl. Pfeil 16) des Wärme abgebenden Gases senkrecht liegen. Nach Fig. 3 bildet jede U-Rohrreihe zusammen mit einer Verteilerkammer 6 und einer Sammelkammer 7 eine Einheit, die während des Betriebes von dem Wärmeaustauscher entfernt werden kann, nachdem die Verbindung zwischen den Kammern 6 und 7 und den entsprechenden Anschlußstutzen 8 und 10 gelockert und in den Stutzen 8 und 10 eingebaute Drosselorgane 8' bzw. 10' in Schließstellung gebracht worden sind. Die abgenommene Einheit kann entweder durch eine neue solche Einheit oder durch einen Distanzbalken 13 und 14 ersetzt werden.
• Die aus den Kammern 6 und 7 bestehende Deckenpartie stützt sich auf die Seitenwände 17 und 18 des Kanals ab und kann sich in allen Richtungen ausdehnen, da ein kleiner Zwischenraum zwischen den Kammern 6 und 7 verbleibt, der die Ausdehnung in der Längsrichtung des Kanals sichert, die Ausdehnung in der Querrichtung desKanals wird durch die frei liegenden Enden 9 und 11 ermöglicht. Da die U-Rohre 15 frei in den Kanal herabhängen, ist auch ihre Längenausdehnung unbehindert. Das Gleiche trifft für die Kästen Z und 4 zu.
• Es ist möglich, den Wärmeaustauscher nach den Fig. 1 bis 3 derart anzuordnen, daß die Kammern 6 und 7 nichtreinen Deckenteil, sondern einen Seitenwandteil des Kanals 1 bilden.
• Nach Fig. 4 ist der Wärmeaustauscher in einem senkrecht verlaufenden Kanal 1' eingebaut. Der Aufbau des Wärmeaustauschers ist der gleiche wie bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 3, mit dem Unterschied, daß der Wärmesustauscher hier aus zwei hintereinandergeschalteten Wärmeaustauscher-Aggregaten besteht und daß die Kammern 6 und 7 einen Seitenwandteil im Kanal 1' bilden. Auch der Wärmeaustauscher nach Fig. 1 bis 3 kann aus zwei oder mehr hintereinandergeschalteten Aggregaten bestehen, und bei der Ausführungsform nach Fig. 4 kann ein einziges Aggregat zur Verwendung kommen. Zum Abstützen der waagerecht liegenden U-Rohre ist nach Fig. 4 jede Rohrkrümmung mit einem Ansatz 19 versehen, der auf einer Schiene 20 liegt, die an der den Kammern 6 und 7 gegenüberstehenden Kanalseitenwand befestigt ist.
• Nach Fig. 4 läßt sich der untere Teil des für den oberen Wärmeaustauscher vorgesehenen Sammelkastens 4 als Verteilerkasten 2 für das darunter liegende zweite Aggregat verwenden, dabei ist die dritte Einheit der beiden Wärmeaustauscher durch einen Distanzbalken 21 ersetzt, der in gleicher Weise wie die Balken 13 und 14 bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 3 ausgebildet ist.
• Alle Teile des beschriebenen Wärmeaustauschers bestehen vorzugsweise aus wärmebeständigem Stahl.

Claims (7)

1. Patentansprüche 1. Nach dem Querstromprinzip arbeitender Konvektionswärmetauscher zwischen zwei Gasen mit einer Verteilerleitung und einer das erwärmte Gas aufnehmenden Sammelleitung, cje mit einer im wesentlichen im rechten Winkel zu ihnen liegenden Verteilerkammer und einer Sammelkammer verbunden sind, und jede Verteilerkammer durch Umkehrrohrelemente mit einer Sammelkammer verbunden ist, wobei je eine Verteilerkammer mit einer Sammelkammer und den sie verbindenden Umkehrelementen eine auswechselbare Einheit bildet, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem aus einer Verteilerkammer (6) und einer Sammelkammer (7) gebildeten Kammerpaar diese beiden nebeneinander verlaufenden Kammern der Länge nach versetzt und durch eine Anzahl gleichartiger U-förmig gebogener Umkehrrohre (15) verbunden sind, die in zur Längsrichtung des Kammerpaares (6, 7) senkrechten Ebenen liegen.
2. 2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Distanzbalken (21), die als Ersatz für eine Einheit (6, 7, 15) dienen.
3. 3. Wärmeaustauscher nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch ein Drosselorgan (8', 10') in jedem der Anschlußstutzen (8, 10) der Verteilerleitung (2) und/oder Sammelleitung (4). .
4. 4. Wärmeaustauscher nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch zwei oder mehr hintereinander geschaltete Verteilerleitungen (2) und Sammelleitungen (4) mit zugeordneten Verteilerkammern (6) und Sammelkammern (7) sowie U-Rohrreihen (15).
5. 5. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, der in einem horizontalen Kanal angeordnet ist und bei dem sowohl die Verteilerleitungen und Sammelleitungen als auch die Verteilerkammern und Sammelkammern in horizontalen Ebenen gelegen sind, wobei *die Sammelkammern sich gegen die Seitenwände des Kanals abstützen und eine Deckenpartie bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilerleitungen (2) und die Sammelleitungen (4) in vertikalen Ebenen angeordnet sind, während die Verteilerkammern (6) und die Sammelkammern (7), die in einer Ausnehmung der einen Seitenwand des Kanals (1') angebracht und von dieser getragen werden, in horizontalen Ebenen derartig liegen, daß sie eine diese Ausnehxung deckende Seitenwandpartie bilden.
6. 6. Wärmeauetauscher nach den Ansprüchen 1 bis 4, der in einem vertikalen, vorzugsweise gemauerten Kanal (1') angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertäilerleitungen (2) und die Sammelleitungen (4) in vertikalen Ebenen angeordnet sind, während die Verteilerkammern 0 und die Sammelkammern (7), welche in einer Ausnehmung in der einen Seitenwand des Kanals (1') angebracht und von derselben getragen'sind, in horizontalen Ebenen derartig gelegen sind, daß sie eine die genannte Ausnehmung deckende Seitenwandpartie bilden.
7. 7. Wärmeaustauscher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedes U-Rohr (15) an seiner gekrümmten Partie mit einer Zunge (19) oder dergleichen zur Auflage auf der Kanalseitenwand versehen ist.