DE1218478B - Waermetauscher zum Erhitzen oder Verdampfen fluessiger oder gasfoermiger Medien mittels staubfuehrender Heizmedien - Google Patents

Description

• Wärmetauscher zum Erhitzen oder Verdampfen flüssiger oder gasförmiger Medien mittels staubführender Heizmedien Die Erfindung betrifft die bekannte Gattung von Wärmetauschern zum Erhitzen oder Verdampfen flüssiger oder gasförmiger Medien mittels staubführender Heizmedien mit im wesentlichen zueinander achsparallelen Kanälen für das Heizmedium und das wärmeaufnehmende Medium, wobei mindestens die Kanäle für das Heizmedium diesem einen Drall erteilende Leitvorrichtungen enthalten und die Wandungen dieser Kanäle im wesentlichen achsparallel verlaufende Schlitze aufweisen.
• In anderem Zusammenhang ist ferner bereits eine Grenzschichtabsaugung für Wärmetauscher bekanntgeworden.
• Außerdem ist es auch schon für Wärmetauscherrohre bekannt, daß mehrere Längsrillen über den Umfang einer Rohrinnenwand verteilt sind. Die eingangs genannte bekannte Ausführung weist den Nachteil auf, daß nur verschwindende Mengen des staubführenden Heizmediums, das schraubenförmig durch die Kanäle strömt, die mit je einem Schlitz versehen sind, durch diese Schlitze austreten können, weil der Raum, in den die Schlitze führen, ein Strömungstotraum ist und - von örtlichen geringen Unterschieden abgesehen - keine Druckdifferenz zwischen dem Inneren der mit Schlitzen versehenen Kanäle und diesem Strömungstotraum besteht.
• Gegenüber dieser bekannten Ausführung liegt für die Erfindung die Aufgabe vor, in den Kanälen für das staubführende Heizmedium eine wesentlich intensivere Abführung der Grenzschicht und der Staubteilchen zu erreichen, wodurch es gelingt, einen besseren Wärmeübergang und eine höhere Leistung der Anlage bei gleichem Bauvolumen oder ein kleineres Bauvolumen bei gleicher Leistung zu erhalten.
• Ausgehend von einem Wärmetauscher der eingangs genannten Gattung wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Wandungen mindestens eines jeden Kanals für das Heizmedium über ihren Umfang verteilt mehrere Schlitze aufweisen und die durch die Schlitze gebildeten Nebenströmungskanäle an ihren stromabwärts gelegenen Enden in den Hauptstrom einmünden.
• Nach Ausgestaltungen der Erfindung sind die Kanäle und die durch die Schlitze gebildeten Nebenströmungskanäle für das Heizmedium durch die äußeren Oberflächen entsprechend ausgebildeter, rohrförmiger, in sich das wärmeaufnehmende Medium führender Wärmetauschelemente gebildet und haben die Wärmetauschelemente im Querschnitt malteserkreuzförmige Gestalt.
• In der Zeichnung sind Wärmetauscher gemäß der Erfindung in einigen Ausführungsformen beispielsweise dargestellt. Die Figuren sind zum Teil schematisch gehalten.
• Die F i g. 1 und 2 geben im Auf- und Grundriß ein erstes Ausführungsbeispiel wieder. Mit 1 sind die Wärmetauschelemente bezeichnet, die, nebeneinandQrgestellt, die Kanäle 2 ergeben, die von dem Heizmedium durchströmt werden. Dieses Heizmedium strömt also gemäß den Pfeilen 3 über Leitvorrichtungen 4 in die genannten Kanäle 2. Das Heizmedium durchläuft dann diese Kanäle 2 in einer Drallströmung und tritt entsprechend den Pfeilen 3 aus den Kanälen 2 wieder aus. Die Grenzschichten des drallförmig strömenden Mediums werden gemäß den Pfeilen 5 durch die Schlitze 6 abgeschält. Diese abgeschälten Medienteilchen werden dann am unteren Ende der Wärmetauschelemente 1 gemäß den Pfeilen 5 der Hauptströmung - Pfeile 3 - wieder zugeleitet. Die Schlitze 6 sind z. B. oben (F i g. 1 rechts oben) bei 7 abgedeckt. Im Gegenstrom dazu fließt gemäß den Pfeilen 8 das zu erwärmende bzw. zu verdampfende Medium. Dieses Medium kann durch für in einer Reihe liegende Wärmetauschelemente 1 gemeinsame Zuführungsleitungen 9 zugeführt und dann durch ähnliche Leitungen 10 abgeführt werden. Wie man aus den F i g. 1 und 2 sieht, sind durch die Zuleitungsrohre 9 und durch die Ableitungsrohre 10 mit den dazwischenliegenden Wärmetauschelementen 1 konstruktiv in sich geschlossene Einheiten gegeben, die, wie im Grundriß mit 11, 12 und 13 angedeutet, einfach nebeneinandergestellt werden können. Eine Distanzierung der einzelnen nebeneinandergestellten Gruppen voneinander erfolgt durch die Leitvorrichtungen 4. Die Leitvorrichtungen 4 innerhalb einer Anlage können auch jeweils von gleicher Art sein. Sie können andererseits, wie dargestellt, von verschiedener Art sein.
• Bei der Ausführung nach F i g. 3 sind wiederum Wärmetauschel.emente vorhanden, die zu Gruppen verbunden sind. Diese Elemente werden von dem zu erhitzenden Medium gemäß den Pfeilen 8 durchströmt. Das Heizmedium durchfließt die Kanäle zwischen den Elementen 1 nach den Pfeilen 3 in Drallströmung. In den Kanälen sind zentral liegende Rohre 14 vorgesehen, die die Leitvorrichtungen 4 tragen. Durch diese Rohre 14 wird das zu erwärmende Medium oder ein beliebiges drittes Medium geführt, wie die Pfeile 8 angeben. Es tritt somit auch dieses in den Rohren 14 strömende Medium in Wechselwirkung mit dem Heizmedium gemäß den Pfeilen 3. Durch diese Anordnung dienen die Leitvorrichtungen 4 als weitere Heizflächen. Auch die zentral liegenden Rohre 14 besitzen Sammelleitungen 15 und 16, was weitere für sich leicht montierbare, geschlossene Gruppen ergibt.
• Aus der Konstruktion nach den F i g. 4 und 5 ist zu ersehen, daß eine Absaugung der Grenzschicht der Drallströmung außen und innen erfolgen kann. Die Abschälung außen, erfolgt nach den Pfeilen 5, die Abschälung innen ist durch die Pfeile 17 angedeutet. Der innen zentral liegende Verdrängungskörper ist mit 18 bezeichnet, und weist Schlitze 19 zur inneren Abschälung der Grenzschicht auf. Die Leitmittel sind wiederum mit 4 benannt.
• Aus den .einander zugeordneten Rissen F i g. 6 und 7 ist eine vorteilhafte Konstruktion :eines erfindungsgemäßen @ärmetauschelementes 1 zu erkennen. Es sind auf :einem Seelenrohr 25 entsprechend geformte Guß- oder Preßstücke-27 wärmeleitend aufgezogen. Selbstverständlich können solche Wärmetauschelemente auch ohne Verwendung eines Seelenrohres im ganzen durch Gießen, Ziehen: -oder Pressen hergestellt werden.
• Beim Wärmetauschelement 1 nach F i g. 8 sind die Nebenströmungskanäle durch aufgesetzte Kanalteile 26 gebildet. Die Ausführung F i g. 9 zeigt, daß die Leitvorrichtungen 4 auch mit dem Wärmetauschelement 1 :ein Stück bilden können.

Claims (6)

1. Patentansprüche: 1. Wärmetauscher zum Erhitzen oder Verdampfen flüssiger oder gasförmiger Medien 55 mittels staubführender Heizmedien mit im wesentlichen zueinander achsparallelen Kanälen für das Heizmedium und das wärmeaufnehmende Medium, wobei mindestens die Kanäle für das Heizmedium diesem einen Drall erteilende Leit-:vorrichtuiigdn enthalten und die Wandungen dieser. Kanäle im wesentlichen achsparallel verlaufende Schlitze aufweisen, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Wandungen mindestens eines jeden Kanals (2) für das Heizmedium über ihren Umfang verteilt mehrere Schlitze (6) aufweisen und die durch die Schlitze gebildeten Nebenströmungskanäle an ihren stromabwärts gelegenen Enden in den Hauptstrom einmünden.
2. 2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (2) und die durch die Schlitze (6) gebildeten Nebenströmungskanäle für das Heizmedium durch die äußeren Oberflächen entsprechend ausgebildeter rohrförmiger, in sich das wärmeaufnehmende Medium führender Wärmetauschelemente (1) gebildet sind.
3. 3. Wärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauschelemente (1) im Querschnitt malteserkreuzförmige Gestalt haben.
4. 4. Wärmetauscher nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauschelemente (1) durch Leitvorrichtungen (4) voneinander in Abstand gehalten sind.
5. 5. Wärmetauscher nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Schlitze (6) gebildeten Nebenströmungskanäle durch an die Wärmetauschelemente (1) angesetzte besondere Kanalteile (26) hergestellt sind.
6. 6. Wärmetauscher nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils in den Mitten der Leitvorrichtungen (4) Verdrängungskörper (18) und an diesen Ableitmittel (Schlitze 19) zum Ableiten der sich an ihren Außenberandungen ausbildenden Grenzschicht angebracht sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 920 079, 913 349, 852 544, 840 098, 717 766, 624116, 596 871, 594 638, 542 088, 336 254, 161027; schweizerische Patentschriften Nr. 207 254, 177 035; französische Patentschriften Nr. 978 066, 502116; Patentanmeldung D 198Ia/17f (bekanntgemacht am 29.6.1951); B. Eck, »Technische Strömungslehre«, 3. Auflage, 1949,S.320. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1030 848.