CH334080A - Rekuperator, insbesondere für Gase hoher Temperaturen - Google Patents

Description

  



  Rekuperator, insbesondere f r Gase hoher Temperaturen
Bei bekannten Verfahren zum WÏrmeaustausch zwischen zwei Medien wird in den weitaus meisten Fällen die WÏrme in   Rekupe-      ratoren durch    eine   Wärmeaustauschfläche    hindureli  bertragen, die zugleich die Trennwand zwischen den beiden wärmeaustauschenden Medien bildet. Zufolge des schlechten Wärme überganges von Gas auf Gas, erreicht beim Wärmeaustausch zwischen Gasströmen die Temperatur der   Wärmeaustauschfläche    schon an   sicle    einen hohen Wert.

   Dies ist aber besonders bei   Rekuperatoren    für hohe Betriebstemperaturen unerwünscht, da es in vielen Fällen. die   VerwendunghochwertigerWerk-    stoffe bedingt und die Lebensdauer und Betriebssicherheit des Rekuperators verringert.



  Durch Undichtheiten der   Wärmeaustausch-    flÏche tritt eine Mischung der beiden wÏrmeaustauschenden Medien ein, die unter UmstÏnden sehr nachteilige Folgen haben kann und in vielen Fällen dazu zwingt, den   Rekupe-    rator, ja sogar die ganze Anlage, in deren Wärmefluss er eingeschaltet ist, abzuschalten.



  Neben den   Reparaturkosten laufen    in solehen Fallen die hohen Kosten für   Produk-    tionsausfälle auf.



     Dure1    Senkung der WÏrmeaustauschflÏehentemperatur wird die Materialbeanspru  chung    der   Wärmeaustauschfläche herabgesetzt    und damit die Verwendung billigerer, weniger hitzebeständiger Werkstoffe ermöglicht, be  ziehungsweise    die Lebensdauer und Betriebs Sicherheit des Rekuperators erhöht.

   Bei bereits bekannten   Rekuperatoren    wird dies durch die Verwendung eines die   Wärmeaustausch-    wand des Rekuperators durchsetzenden, sowohl in den kälteren als auch in den   wärmeren    Raum desselben ragenden Hohlkörpers erreicht, in dem ein Wärmeübertragungsmittel enthalten ist, das im tiefer gelegenen wÏrmeaufnehmenden Teil des Hohlkörpers verdampft und im wärmeabgebenden Teil desselben kon  densiert, um    sodann wieder in den wÏrmeaufnehmenden Teil des Hohlkörpers   zurück-    zufliessen. Durch die gute Wärmeübertragung auf eine siedende Flüssigkeit wird eine   wesent-    liche Senkung der Wärmeaustauschflächentemperatur des Rekuperators erreicht.

   Das    Wärmeübertragungsmittel muss die Eigen-    schaft haben, dass es bei der Betriebstemperatur verdampft, wobei der Dampfdruck in technisch beherrsehbarer Grösse zu bleiben hat, imd es muss auch chemisch beständig sein.



   Die Erfindung betrifft nun eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung dieser bekannten Art von   Rekltperatoren.    Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Rekuperator mit einer Vielzahl   soleher    Hohlkörper versehen ist, wobei die Hohlkörper als beidseitig geschlossene, mit einer bestimmten Menge des   Wärmeübertragungsmittels    gefüllte Rohre ausgebildet und unabhängig voneinander aus der   Wärmeaustauschwand    des Rekuperators herausziehbar sind. Die   Wärmeaustausch-      iläche wird    somit in erster Linie nicht von der den kälteren vom   wärmeren Raum des    Rekuperators trennenden Wand gebildet, sondern von der Summe der WÏnde aller als Rohre ausgebildeten Hohlkörper.

   Durch die Verwendung einer Vielzahl voneinander   unab-      hängiger,    einzeln herauszieh-und   austausch-    barer Hohlkörper wird vor allem eine weitere Herabsetzung der   Wärmeaustauschflächen-    temperatur und auch ein rascherer Umlauf des   Wärmeübertragungsmittels,    also eine in  tensivere Wirkungsweise erzielt. Auch    die Be  triebssicherlieit    ist erhöht, da bei   Undicht-    werden eines oder auch einiger Hohlkörper   mur    ein geringer Teil der   Gesamtwärmeaus-    tauschfläche ausfällt und vor allem eine Mischung der wÏrmetauschenden Medienstr¯me vermieden wird.

   Um den  ber dem Wärme übertragungsmittel entstehenden Dampfdruck möglichst niedrig zu halten und gleichzeitig den Wärmeübergang vom   Wärmeübertra-      gungsmittel. auf    die   Hohlkörperwand    zu beg ist es zweckmϯig, vor dem Verschliessen der Hohlkörper die  ber dem WÏrme bertragungsmittel im Hohlk¯rper be  findliche Luft    zu entfernen.



   In der Zeichnung ist ein Ausf hrungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigt Fig.   1    einen zur   Abgasverwer-    tung einer   Feuermgsanlage    dienenden   Relit-    perator im Aufriss, wogegen Fig. 2 in gleicher Darstellung einen einzelnen Hohlk¯rper in grösserem Massstab wiedergibt.



   Die in einer Vielzahl vorgesehenen, als beidseitig geschlossene Rohre ausgebildeten, schräg angeordneten Hohlkörper 1   durchset-    zen   die Wärmeaustauschwand    2 des Rekuperators und ragen nach einer Seite hin in den durch den Abzugsschacht 3 für die heissen Abgase gebildeten wärmeren Raum, und nach der andern Seite hin in den vom Schacht 3 durch die Wärmeaustausehwand 2 getrennten kälteren Raum 4 des Rekuperators. Beide RÏume werden von den zueinander parallel verlaufenden Hohlkörpern   1    vollständig durehquert.

   Die rohrförmigen Hohlkörper   1    enthalten ein Wärmeübertragungsmittel 5   (Fig.    2), das auf der wärmeaufnehmenden Seite, also in den den Abzugssehaeht 3 durchquerenden
Teilen der Hohlkörper   1    unter dem Einfluss der Wärme der   zmu    Schornstein   stromenden   
Abgase verdampft und im dampfförmigen
Zustand in die den kälteren   Raum 4 durch-    querenden Teile der Hohlkörper 1  bertritt, um dort, also auf der   wärmeabgebenden    Seite, unter Abgabe der Kondensationswärme   wie-    der in den flüssigen Zustand  berzugehen.



   Das solcherart wieder verflüssigte   Wärme-     übertragungsmittel fliesst sodann unter dem
Einfluss der Schwerkraft in die tiefer liegen den Teile der Hohlk¯rper   1    zur ck, wo es abermals verdampft wird.



   Die durch die Wärmeaustauschwand 2 hin durchgesteekten Hohlkörper 1 greifen mit ihren einen Enden 6 in entsprechende Vertie    fungen    der den   Abzugssellaeht    3 nach au¯en hin begrenzenden Wand   7    ein. Die andern
Enden 8 der Hohlkörper   1    ragen in   Ausneh-       mungen    9 der den kÏlteren Raum 4 nach au¯en hin begrenzenden Wand 10. Die Aus nehmungen 9 sind mittels einer Platte 11 ab gedeckt. Der wärmeabgebende   Pläehenteil.    der
Hohlkörper 1 ist mit   flächenvergrössernden    Rippen 12 versehen.

   Nach Abnahme der Platte
11 k¯nnen die Hohlkörper   l      unabhängig von-    einander, also einzeln, aus der sie tragenden    Wärmeaustauschwand    2 herausgezogen und vom Rekuperator entfernt werden, um sie bei spielsweise gegen andere auszutauschen (ver gleiche gestrichelte Partie in Fig. 1).



   Der mit solchen, durch beidseits   geschlos-    sene Rohre gebildeten Hohlkörpern 1 ver sehene Rekuperator bietet auch den Vorteil, dass eine weitgehende Anpassung an gegebene
Platzverhältnisse und eine besonders gedrängte
Bauart ermöglicht ist. Durch   zweckentspre-       chende    Bemessung von an den wärmeabgeben den oder wärmeaufnehmenden Hohlkörper teilen anzubringenden flÏchenvergr¯¯ernden
Rippen, Nadeln und dergleichen, kann das    Fläehenverhältnis    der beiden wärmeaustau schenden   Flächenteile    jedes Hohlkörpers 1  (wärmeaufnehmende und wärmeabgebende
FlÏche) den Raumverhältnissen weitgehend angepasst werden.

   Somit ist der erfindungs gemässe Rekuperator bei Benützung von   Wärmeübertragungsmitteln    mit   entsprechen-    dem Siedepunkt in einem sehr weiten Tempe  raturbereich    verwendbar. Er ist mit billigen Werkstoffen verhältnismässig leicht   herstell-    bar, da als Hohlkörper handelsiibliche Rohre verwendet werden k¯nnen.



   Der erfindungsgemässe Rekuperator ist, abgesehen von seiner Verwendbarkeit für die Abwärmeverwertung von Feuerungsanlagen jeder Art und für direkt befeuerte Luft- oder Gaserhitzer, f r alle Verfahren geeignet, bei clenen Gase erhitzt oder gekühlt werden sollen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Rekuperator, insbesondere für Gase hoher Temperaturen, mit die WÏrmeaustauschwand des Rekuperators durchsetzendem, sowohl in den kälteren als auch in den warmeren Raum desselben ragendem Hohlk¯rper, in dem ein WÏrme bertragungsmittel enthalten ist, das im tiefer gelegenen wärmeaufnehmenden Teil des Hohlkörpers verdampft und im wÏrmeabgebenden Teil desselben kondensiert, um sodann wieder in den wärmeaufnehmenden Teil des Hohlkörpers zurückzufliessen ; dadurch gekennzeichnet, dass der Rekuperator mit einer Vielzahl solcher Hohlkörper (l) versehen ist, wobei die Hohlkörper (1) als beidseitig geschlossene, mit einer bestimmten Menge des WÏrme bertragungsmittels (5) gefüllte Rohre ausgebildet und unabhängig voneinander aus der Wärmeaustausohwand (2) des Rekuperators herausziehbar sind.