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DE69905465T2 - Wärmetauscher - Google Patents

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DE69905465T2
DE69905465T2 DE69905465T DE69905465T DE69905465T2 DE 69905465 T2 DE69905465 T2 DE 69905465T2 DE 69905465 T DE69905465 T DE 69905465T DE 69905465 T DE69905465 T DE 69905465T DE 69905465 T2 DE69905465 T2 DE 69905465T2
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DE
Germany
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slide
heat exchanger
heat exchange
pipe
heat
Prior art date
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Application number
DE69905465T
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DE69905465D1 (de
Inventor
Richard Ruislip JAMIESON
Mark Wootton WICKHAM
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.)
Tanjung Citech Uk Ltd Hull Gb
Original Assignee
Alstom UK Ltd
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Publication date
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Publication of DE69905465T2 publication Critical patent/DE69905465T2/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F27/00Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus
    • F28F27/02Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus for controlling the distribution of heat-exchange media between different channels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/005Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for only one medium being tubes having bent portions or being assembled from bent tubes or being tubes having a toroidal configuration
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D21/0001Recuperative heat exchangers
    • F28D21/0003Recuperative heat exchangers the heat being recuperated from exhaust gases
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2250/00Arrangements for modifying the flow of the heat exchange media, e.g. flow guiding means; Particular flow patterns
    • F28F2250/06Derivation channels, e.g. bypass
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S165/00Heat exchange
    • Y10S165/092Heat exchange with valve or movable deflector for heat exchange fluid flow
    • Y10S165/109Heat exchange with valve or movable deflector for heat exchange fluid flow with by-pass of heat exchanger or heat exchanger section
    • Y10S165/11Bypass within or surrounds heat exchanger
    • Y10S165/113Bypass centrally located in heat exchanger

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  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Lift Valve (AREA)

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf Wärmetauscher, welche eine interne Umleitungskanalvorrichtung aufweisen, die betätigt werden kann, um die Umleitung von heißem Gas um eine Wärmetauschvorrichtung herum zu steuern, und um einen Gasstrom zu einem Umleitungskanalkreislauf zu lenken. Sie bezieht sich insbesondere auf Wärmetauscher in Verbindung mit Gasturbinen und Gas/Dieselmotoren, um Wärme aus deren Abgasen zu ziehen.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Wärmetauscher des Typs, welcher benutzt wird, um Wärme aus den Abgasen von Gasturbinen oder Gas/Dieselmotoren zu gewinnen, besitzen gewöhnlich einen Umleitungskanalkreislauf, der sich außerhalb der Wärmeaustauschvorrichtung und deren Gehäuse befindet. Dabei strömt das Abgas zu dem Kreislauf der Wäremaustauschvorrichtung und der Umleitungskanalkreislauf wird von einem oder zwei Absperrorganen mit Verschlußklappen oder desgleichen gesteuert; solche Absperrorgane sind als Begrenzer bekannt. Es gibt Vorrichtungen, in denen eine einziger Begrenzer den Fluß durch beide Kreisläufe steuert. Alternativ gibt es Vorrichtungen mit zwei Begrenzern, in welchen ein Begrenzer den Strom durch den Kreislauf der Wärmetauschvorrichtung, und ein anderer Begrenzer den Strom durch den Umleitungskanalkreislauf steuert. Beide Typen sind in der Regel schwer, sperrig und kompliziert und wenn solche Begrenzer kontinuierlich reguliert wurden, um den Strom kontinuierlich veränderlich zu steuern, traten Zuverlässigkeitsprobleme auf. Zum Beispiel wurde bei Vor wurde bei Vorrichtungen mit zwei Begrenzern ein Maschinenschaden durch den gewaltigen Staudruck infolgedessen, daß beide Begrenzer gleichzeitig geschlossen waren, anstatt daß ein Kreislauf immer offen war, verursacht.
  • Die Offenlegungssschrift DE 42 07 667 A zeigt einen Wärmetauscher, der einen Begrenzer in der Form eines Rohrschiebers aufweist, welcher entlang einer Achse innerhalb eines Gehäuses gleiten kann, um die Öffnung zu einem Kanal, welcher einen Wärmetauscher enthält, zu öffnen oder zu schließen. Wenn der Rohrschieber die Wärmetauschkanal schließt, umgehen die Abgase den Wärmetauscher und durchlaufen ausschließlich das Rohr des Rohrschiebers. Wenn jedoch der Rohrschieber den Kanal öffnet, durchläuft das Abgas sowohl den Wärmetauschkanal als auch das Rohr des Rohrschiebers.
  • Kurze Beschreibung der Erfindung
  • Ein erfindungsgemäßer Wärmetauscher zur Gewinnung von heißer Gaswärme weist ein äußeres Gehäuse, einen Wärmetauschkanal, einen Umleitungskanal, eine Wärmetauschvorrichtung, die innerhalb des Wärmetauschkanal angebracht ist, eine verstellbare Rohrschiebervorrichtung, die so angepaßt werden kann, daß veränderliche Mengen von heißem Gas veranlaßt werden, durch den Umleitungskanal anstatt durch den Wärmetauschkanal zu strömen, und einen ersten und zweiten Schiebersitz auf, wobei die Wärmetauschvorrichtung die verstellbare Rohrschiebervorrichtung umgibt, wobei die verstellbare Rohrschiebervorrichtung einen Rohrschieber einschließt, der durch Antriebsvorrichtungen axial entlang der beiden Kanäle beweglich ist, um gleichzeitig den Gasstrom durch den Wärmetauschkanal und den Umleitungskanal zu steuern, wobei der Rohrschieber mit Hilfe der Antriebsvorrichtungen axial entlang der Wärmetauschvorrichtung zwischen zwei Extrempositionen beweglich ist, um für die eine Extremposition einen gasdichten Verschluß zwischen dem ersten Schiebersitz und einem ersten Ende des Rohrschiebers zu schaffen, damit das Gas gezwungen ist, durch die Wärmetauschvorrichtung zu strömen, und um für die andere Extremposition ein gasdichten Verschluß zwischen dem zweiten Schiebersitz und einem zweiten Ende des Rohrschiebers zu schaffen, damit das Gas gezwungen ist, durch den Umleitungskanal zu strömen, welche eine zentrale Verbindung des Rohrschiebers aufweist, und dabei die Wärmetauschvorrichtung zu umgehen.
  • Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, daß der regulierbare Rohrschiebermechanismus eher ein integraler Teil des Wärmetauschers als ein eigenes Gerät ist und im Aufbau viel einfacher als Begrenzer aus dem Stand der Technik ist, was die Regulierung zuverlässiger macht. Ein weiterer Vorteil ist die dabei gegebene sichere Ausführung der Rohrschiebervorrichtung, mit welcher es nicht möglich ist, beide Wege des Gasstroms gleichzeitig zu sperren, wodurch Geräte, die sich stromaufwärts befinden, vor Schaden durch Überdruck bewahrt werden. Eine weiterer Vorteil ist, daß diese Erfindung leichter ist und weniger Raum erfordert als Vorrichtungen aus dem Stand der Technik; dies ist besonders vorteilhaft für Anwendungen auf hoher See.
  • Außerdem besitzen bekannte Modelle gewöhnlich einen eigenen Schalldämpfer, der sich im Gaskreislauf entweder stromaufwärts oder stromabwärts des Wärmetauschers befindet. Bei der vorliegenden Erfindung kann die Anlage vorteilhaft mit Schalldämpfungsverkleidungen auf beiden Seiten des Rohrschiebers ausgeführt werden, um den Schall in dem Umleitungskanal und/oder dem Wärmetauschkanal zu dämpfen. Es ist auch möglich, die Umleitungskanal mit einem Stromteiler, der sich im Zentrum des Rohrschiebers befindet, zu versehen, wobei der Stromteiler auch eine Schalldämpfungsverkleidung hat, welche dem Rohrschieber zugewandt ist. Mit Hilfe dieser Maßnahmen soll beabsichtigt werden, die Erfordernis eines eigenen Schalldämpfers auszuschließen.
  • Weitere Vorteile der Erfindung werden aufgrund der folgenden Beschreibung und der Patentansprüche offensichtlich werden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden nun mit Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben:
  • 1 zeigt eine Vorderansicht teilweise im Querschnitt entlang der Zentrallinie eines erfindungsgemäßen Wärmetauscher mit einem inneren, beweglichen Rohrschieber, welcher sich in einer Position befindet, für welche heißes Gas durch den Wärmetauscher geleitet wird;
  • 2 zeigt eine Vorderansicht des gleichen Wärmetauschers ähnlich wie in 1, aber der Rohrschieber befindet sich in einer Lage, für welche heißes Gas am Wärmetauscher vorbei und durch eine zentrale Verbindung geleitet wird;
  • 3 zeigt eine 2 ähnelnde Vorderansicht einer alternativen, erfindungsgemäßen Ausführungsform;
  • 4A zeigt in einer Seitenansicht des Rohrschiebers wie er geführt werden könnte, um innerhalb des Wärmetauschers hoch und runter zu gleiten;
  • 4B zeigt eine vergrößerte Ansicht der Querschnittslinie B-B in 4A;
  • Die 4C und 4D zeigen in einer Seitenansicht bzw. Querschnittsansicht ein vergrößertes Detail des Führungsmechanismus, 4D ist eine Ansicht des Querschnitts D-D in 4C; und
  • die 5 und 6 sind Skizzen alternativer, erfindungsgemäßer Ausführungsformen der Erfindung in einer Seitenansicht teilweise im Querschnitt.
  • Genaue Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung
  • Die Wärmetauscher, welche in den Figuren gezeigt werden, sind Anlagen für die Gewinnung von Wärme aus Abgasen, die beispielsweise für die Öl- und Gasindustrie auf hoher See geeignet sind. Die Anlagen haben in der Regel eine zylindrische Gestalt und sind so dargestellt, daß deren Hauptachsen vertikal verlaufen. Wie in 1 angedeutet, ist eine solche Anlage dafür ausgelegt, heißes Gas 10 durch eine Gaszuleitung 34 von einer Gasturbine oder einer anderen Maschine (nicht gezeigt) zu erhalten, das Gas durch den Wärmetausch mit einer Flüssigkeit, welche in einer Wärmetauschvorrichtung 2 zirkuliert, zu kühlen, und das gekühlte Gas 18 weiterzuleiten, um es schließlich über die Gasableitung 7 zu einem Speicher oder weiterer Verwendung zu bringen. Die Wärmetauschflüssigkeit 36 wird von und zu der Wärmetauschvorrichtung 2 durch konzentrische Rohre 38 geleitet und kann als Prozeßflüssigkeit verwendet werden oder, um Dampf oder ähnliches zu erzeugen.
  • Wie in den 1 und 2 gemeinsam gezeigt, weist der Wärmetauscher gewöhnlich ein zylindrisches, äußeres Gehäuse oder Mantel 1 auf, der einen ringförmigen Wärmetauscher 2, einen internen Rohrschieber 3 und einen Schieberstopfen 4 hat. Der Rohrschieber 3 kann innerhalb der Wärmetauschvorrichtung 2 zwischen zwei Extrempositionen gleiten. In 1 wird der Rohrschieber 3 in seiner oberen Extremposition gezeigt, so daß die zentrale Verbindung 19 des Rohrschiebers, welche als Umleitungskanal bezeichnet worden ist, wirkungsvoll gesperrt ist. Dabei strömen nahezu die gesamten Abgase durch die Wärmetauschvorrichtung 2. In dieser Position ist für den erforderlichen, gasdichten Verschluß, um einen Strom durch den Umleitungskanal 19 zu vermeiden, gesorgt, wenn die obere "Messerkante" 14 des Rohrschiebers 3 gegen einen Rohrschiebersitz 13 drückt, der an dem Schieberstopfen 4 angebracht ist.
  • 2 zeigt den Rohrschieber 3 in seiner unteren Extremposition, für welche nahezu das gesamte, heiße Gas 10 durch den Umleitungskanal 19 strömt und somit an der Wärmetauschvorrichtung 2 vorbeigeleitet wird. In dieser Position bildet ein kegelstumpfförmiger Schiebersitz 12 am unteren Ende des Rohrschiebers 3 einen gasdichten Verschluß mit dem komplementären, kegelstumpfförmigen Schiebersitz 11, der an dem Mantel 1 unterhalb der Wärmetauschvorrichtung 2 angebracht ist, so daß das heiße Gas 10 gezwungen ist, durch den Umleitungskanal 19 zu strömen und am Schieberstopfen 4 durch die ringförmige Öffnung 16 zwischen dem Stopfen 4 und den äußeren Bauteilen auszutreten.
  • Der Stopfen 4 wird in seiner axialen Lage innerhalb der Umleitungskanal 19 konzentrisch zum Mantel 1 mit Hilfe einer Mittelstange 40 gehalten, die entlang der Längsachse des Mantels verläuft. Die Mittelstange 40 selbst ist am Mantel 1 mit Hilfe der Streben 9 und 15 angebracht, welche sich am oberen bzw. unteren Ende der Mittelstange 40 befinden. Es sollten sich mindestens drei Streben jeweils in der oberen und unteren Position befinden, wobei diese Streben in einem gleichen Winkelabstand um die Konstruktion verlaufen sollten.
  • Wie insbesondere im rechten Teil (nicht im Querschnitt) der 1 gezeigt ist der Rohrschieber 3 an seinem unteren Ende an den Stäben 20 angebracht, um den Rohrschieber axial innerhalb des Wärmetauschers hoch und runter zu bewegen. Die Stäbe gehen durch die gasdichten Verschlüsse 17 hindurch und werden durch eine oder mehrere Antriebsvorrichtungen 9, welche an der Gaszuleitung 22 durch Halterungsplatten 30 angebracht sind, angetrieben. Die Antriebsvorrichtungen 9 können hydraulisch, pneumatisch oder manuell betrieben werden. Beispielsweise können die Stäbe 20 und damit der Rohrschieber 3 mit Hilfe einer Kugelspindelvorrichtung an einer Verstellschraubenspindel, die durch einen elektrischen Motor angetrieben wird, angehoben und abgesenkt werden. Wiederum sollte es mindestens drei Stäbe 20 geben, von denen jeder durch eine Antriebsvorrichtung angetrieben wird und die sich im gleichen Winkelabstand um die Konstruktion herum befinden.
  • Luft 32 kann vorteilhaft in den unteren Wärmetauscherraum 21 durch den gasdichten Verschluß 17 oder alternativ in einen Raum, welcher durch einen mehrfach befestigten Verschluß (nicht gezeigt) verursacht ist, mit dem Zweck, eine Dichtung durch die vollständige Isolation des Wärmetauscherkreislaufs von dem heißen Gas 10 zu schaffen, eingeführt werden. Zusätzlich oder alternativ kann solche Luft verwendet werden, um ungewünschte Wärme von der Arbeitsflüssigkeit innerhalb der Wärmetauschvorrichtung 2 zu entfernen, wenn das heiße Gas 10 nur den Umleitungskanal 19 durchquert.
  • Für die Schallabsorption innerhalb des Wärmetauschers ist die Innenseite des Mantels 1 bzw. die Außenseite des Rohrschiebers 3 mit den Schalldämpfungsverkleidungen 5 und 6 ausgestattet. Die Schalldämpfungsverkleidung dient auch der Temperaturisolierung, um den Wärmeverlust durch die Wände der Wärmetauschkanal zu vermindern.
  • 3 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Wie in 2 befindet sich die Umleitungskanal der Anlage in der extrem geöffneten Stellung. Aber der Schieberstopfen 4 besitzt hier nach unten den Fortsatz 8, welcher axial die Umleitungskanal 19 konzentrisch zum Mantel 1 und zur Mittelstange 40 durchläuft. Der Fortsatz 8 wirkt als Stromteiler und hat ein zylindrisches Oberteil und ein konisches Unterteil. Um für eine verbesserte Schalldämpfung in dem Umleitungskanal 19 zu sorgen, besitzt die äußere Oberfläche des zylindrischen Teils des Stromteilers 8, welcher dem Rohrschieber 3 zugewandt ist, eine Schalldämpfungsverkleidung 35 über mindestens einen Teil seiner Ausdehung. Zusätzlich ist der untere Teil des Rohrschiebers 3 mit einer Schalldämpfungsverkleidung 42 an seiner inneren Oberfläche ausgestattet. Jedoch ist ungefähr das oberste Fünftel des Rohrschiebers 3 nicht mit der Verkleidung 42 bedeckt, um zu vermeiden, daß der Gasstrom durch den ringförmigen Ausgang 16 des Umleitungskanals gestört oder eingeschränkt wird.
  • Wie in den 4A bis 4D gezeigt ist eine seitliche Halterung des Rohrs zusätzlich zu der durch die Stützen 20 erforderlich, um übermäßige Vibrationen des Rohrschiebers zu verhindern. Sie kann auf eine Anzahl verschiedener Arten erreicht werden. In dieser Ausführungsform sind an der Außenfläche des Rohrs 3 drei Führungsschienen 24 angebracht. Diese Führungsschienen 24 verlaufen entlang des Rohrs und haben einen Abstand von 120 Grad um es herum. Auf ähnliche Weise ist der Mantel 21 der Anlage mit drei Führungsschienen 22, welche den Schienen 24 zugewandt sind, versehen. Die Dimensionen sind so gewählt, daß ein kleiner Zwischenraum 44 zwischen den gegenüberliegenden Oberflächen der Schienen auftritt. Führungsplattenpaare 23 sind nahe des oberen und unteren Endes der Schienen 22 angebracht und erstrecken sich von dort, um die Schienen 24 mit einem kleinen Freiraum zu umfassen, so daß verhindert wird, daß die Schienen 24 am Rohr 3 nicht mehr an den Schienen 22 am Mantel 1 ausgerichtet sind. Wie in den 4A, 4C und 4D gezeigt weist der untere Teil einer jeden Schiene 24 am Rohr 3 einen Rollmechanismus 25 auf, bei welchem eine Rolle 46 frei auf der Oberfläche der Schiene 22 läuft, indem sie sich um eine Achse 47 dreht. Die Achse 47 wird an jedem Ende von den Lagerplatten 49 gehalten, welche am oberen Ende des Rollblocks 48 angebracht sind. Der Block 48 wiederum ist an seinem oberen und unteren Ende an der Schiene 24 durch vibrationsabsorbierende Verbindungen 45 angebracht. Wie aus 4A hervorgeht ist das obere Ende jeder Schiene 22 am Mantel 1 mit einem ähnlichen Rollmechanismus versehen. Der Rollmechanismus 25' unterscheidet sich vom Rollmechanismus 25 lediglich dadurch, daß sein Rollblock 48' an der Schiene 22 angebracht ist und daß seine Rolle entlang der Oberfläche der Schiene 24 läuft.
  • Die 5 und 6 skizzieren alternative Ausführungsformen der Erfindung, um alternative Methoden, wie der Rohrschieber 3 geführt werden kann, darzustellen. In den 5 und 6 sind ähnliche Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie in den 1 bis 4 versehen und werden nicht weiter beschrieben werden, da sie sich nur in den genauen Abmessungen und der Gestalt unterscheiden.
  • In 5 wird das Rohr 3, welches sich in seiner untersten Stellung befindet, durch vier Stäbe 53 geführt, welche mit dem oberen und unteren Ende des äußeren Gehäuses 1 verbunden sind. Der Schieberstopfen 4 wird auch von den Stäben 53 gehalten, so daß er zentral am Rohr 3 ausgerichtet ist. Das Rohr 3 kann entlang der Stäbe aufgrund der röhrenförmigen Lager 54, welche an dem Rohr 3 angebracht sind, gleiten. Ein weiteres Merkmal dieser Ausführungsform ist, daß der Schieberstopfen 4 eine kurze Distanz axial die Stäbe 53 hochgleiten kann, um die Kraft, welche auf das Rohr 3 und den Stopfen 4 durch die Antriebsvorrichtungen 9 ausgeübt wird, zu begrenzen. Dies dient dazu, die Beschädigung der Anlage für den Fall einer übermäßigen axialen Aufwärtsbewegung des Rohrs aus irgendeinem Grund, zu verhindern.
  • In 6 befindet sich das Rohr 3 in seiner höchsten Position, das heißt, der Umleitungskanal ist geschlossen. In dieser Ausführungsform hat der Schieberstopfen 4 einen zylindrischen Fortsatz 58, der sich axial hinunter durch den Umleitungskanal 19 bis zu einer Stellung unterhalb des Schiebersitzes 11 erstreckt. Das obere Ende des Stopfens 4 wird seitlich durch die Halterungsstäbe 55, welche am äußeren Gehäuse 1 angebracht sind, gehalten. Der Rohrschieber 3 wird vom Stopfen 4 durch zwei Führungslager 56 geführt und seitlich gestützt.
  • Obwohl die 1 bis 6 weiter oben den Rohrschieber 3 in seinen zwei Extrempositionen zeigen, sollte nicht vergessen werden, daß die Stellung des Rohrs abhängig vom Kraftaufwand der Antriebsvorrichtungen 9 verstellbar ist, so daß Zwischenstellungen angenommen werden können, in denen etwas heißes Gas 10 durch den Umleitungskanal 19 und etwas heißes Gas durch den Wärmetauscher 2 strömen kann.
  • Obwohl in der oben beschriebenen Anordnung das Rohr 3 außerdem sowohl den Umleitungskanal 19 als auch die Innenwand des Wärmetauschkanals bildet, wäre es auch möglich, zusätzlich zu dem beweglichen Rohr 3 eine feste Innenwand zu haben, die es erlaubt, den Umleitungskanal vom Wärmetauscher zu trennen.
  • Das Gehäuse 1, der Wärmetauschkanal und der interne Umleitungskanal 19 sind vorzugsweise zylindrisch, jedoch sind auch nichtkreisförmige Durchschnitte funktionsfähig.
  • Mit nur relativ geringen Veränderungen des Inneren kann der Wärmetauscher auch so ausgestaltet sein, daß das Abgas in eine Richtung strömt, die der in den Figuren gezeigten entgegengesetzt ist.
  • Der Wärmetauscher ist am besten für den Betrieb in einer vertikalen Anordnung wie in allen Figuren gezeigt geeignet. Jedoch kann er auch wieder mit relativ geringen Veränderungen des Inneren in jeder anderen Stellung, einschließlich der horizontalen und umgekehrten, betrieben werden. Das In nere des Wärmetauschers kann auch so verändert werden, daß der Stopfen am anderen Ende des Wärmetauschers sitzt, was für bestimmte Anwendungen vorteilhaft sein kann.
  • Die Lage der Antriebsvorrichtungen und die Anbringung der Antriebsstäbe kann sich auch am oberen Ende des Wärmetauschers anstatt am unteren Ende befinden.

Claims (16)

  1. Wärmetauscher zur Gewinnung von heißer Gaswärme, der ein äußeres Gehäuse (1), einen Wärmetauschkanal, einen Umleitungskanal (19), eine Wärmetauschvorrichtung (2), die innerhalb der Wärmetauschkanal angebracht ist, eine verstellbare Rohrschiebervorrichtung, die so angepaßt werden kann, daß veränderliche Mengen von heißem Gas veranlaßt werden, durch den Umleitungskanal anstatt durch den Wärmetauschkanal zu strömen, und einen ersten und zweiten Schiebersitz (13, 11) aufweist, wobei die Wärmtauschvorrichtung die verstellbare Rohrschiebervorrichtung umgibt, wobei die verstellbare Rohrschiebervorrichtung einen Rohrschieber (3) einschließt, der durch Antriebsvorrichtungen (9, 20) axial entlang beider Kanäle beweglich ist, um gleichzeitig den Gasstrom durch den Wärmetauschkanal und den Umleitungskanal zu steuern, wobei der Rohrschieber (3) mit Hilfe der Antriebsvorrichtungen (2) axial entlang der Wärmetauschvorrichtung zwischen zwei Extrempositionen beweglich ist, um für die eine Extremposition einen gasdichten Verschluß zwischen dem ersten Schiebersitz (13) und einem ersten Ende (14) des Rohrschiebers zu schaffen, damit das Gas gezwungen ist durch die Wärmetauschvorrichtung zu strömen, und um für die andere Extremposition ein gasdichten Verschluß zwischen dem zweiten Schiebersitz (11) und einem zweiten Ende (12) des Rohrschiebers zu schaffen, damit das Gas gezwungen ist, durch den Umleitungskanal zu strömen, welcher eine zentrale Verbindung des Rohrschiebers aufweist, und dabei die Wärmetauschvorrichtung zu umgehen.
  2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, für welchen der Rohrschieber (3) den Umleitungskanal und eine innere Wand des Wärmetauschkanals bildet.
  3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, für welchen der erste Schiebersitz einen Schieberstopfen (4) umfaßt, der bezüglich des Umleitungskanal zentral gelegen ist.
  4. Wärmetauscher nach einem vorhergehenden Anspruch, für den der zweite Schiebersitz an dem äußeren Gehäuse angebracht ist.
  5. Wärmetauscher nach einem vorhergehenden Anspruch, für den die Antriebsvorrichtung (20) an dem zweiten Ende des Rohrschiebers (3) angebracht ist.
  6. Wärmetauscher nach Anspruch 4 mit Mitteln, um Dichtungsluft in einen ringförmigen Zwischenraum zwischen dem zweiten Schiebersitz und der Wärmetauschvorrichtung einzuführen.
  7. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Umleitungskanal Schalldämpfungsverkleidungen aufweist, um den von dem Wärmetauscher ausgehenden Schallpegel zu verringern.
  8. Wärmetauscher nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei der Umleitungskanal einen Stromteiler aufweist, der dabei hilft, das heiße Gas durch den Wärmetauscher zu leiten.
  9. Wärmetauscher nach Anspruch 3 und Anspruch 8, wobei der Stromteiler einen Fortsatz des Schieberstopfens aufweist.
  10. Wärmetauscher nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, wobei der Stromteiler (8) eine Schalldämpfungsverkleidung (35) aufweist.
  11. Wärmetauscher nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei der Rohrschieber (3) eine Schalldämpfungsverkleidung (42) aufweist.
  12. Wärmetauscher nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei der Umleitungskanal und der Wärmetauschkanal Abgase an einen konvergenten Teil des äußeren Gehäuses (1) abgeben, welcher seinerseits zu einer Abgasleitung (7) führt.
  13. Wärmeaustauscher nach Anspruch 12 und Anspruch 3, wobei der Schieberstopfen (4) im konvergierenden Teil des Gehäuses (1) untergebracht ist.
  14. Wärmetauscher nach einem vorhergehenden Anspruch, für welchen der Rohrschieber (3) während der axialen Bewegung von Führungsschienen (22) oder Führungsstäben (53) geführt ist, die an dem Gehäuse (1) angebracht sind.
  15. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 13, für welchen der Schieberstopfen (4) einen sich axial erstreckenden Fortsatz (58) hat und der Rohrschieber (3) von dem Schieberstopfen durch Führungslager geführt und seitlich gestützt wird.
  16. Wärmetauscher nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei der Wärmetauscher in Serie an eine Maschine angeschlossen ist, von welcher er Abgase erhält.
DE69905465T 1998-06-08 1999-06-08 Wärmetauscher Expired - Lifetime DE69905465T2 (de)

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