DE1880328U

DE1880328U - HEAT EXCHANGER MADE OF CERAMIC MATERIAL.

Info

Publication number: DE1880328U
Application number: DE1963A0020420
Authority: DE
Original assignee: APPBAU ROTHEMUEHLE BRANDT
Current assignee: APPBAU ROTHEMUEHLE BRANDT
Priority date: 1963-08-02
Filing date: 1963-08-02
Publication date: 1963-10-10

Description

Apparatebau Bothemühle, Brandt & Kritzler 5961 Eothemühle über Olpe i/Westf.Apparatebau Bothemühle, Brandt & Kritzler 5961 Eothemühle via Olpe i / Westf.

Gr eb r auchsmu s t e ranme ldung
"Wärmeaustauscher aus keramischem Material"Gr eb r auchsmu ste ranme ldung
"Ceramic material heat exchanger"

Rekuperative Wärmeaustauscher für aggressive Medien, wie säurehaltige Flüssigkeiten oder säurehaltige Gase, werden der Haltbarkeit wegen möglichst aus säureunempfindlichen Materialien gemacht. Vielfach ist nur eines der beiden wärmeaustauschenden Medien aggressiv, so daß auch nur auf einer Seite der wärmeaustauschenden Wände eine Korrosionsgefahr besteht. Soweit solche Wärmeaustauscher mit Rauchgasen zu tun haben, ist überdies zu beachten, daß Staub in aggressiven G-asen im lalle des Fiederschlags von feuchtigkeit, ζ. B. durch Taupunktsunterschreitungen, dazu neigt, mit metallenen Wänden chemische Verbindungen einzugehen, die zu fest haftenden Ansätzen führen.Recuperative heat exchangers for aggressive media such as acidic Liquids or acidic gases are made of acid-insensitive materials as much as possible for durability. In many cases, only one of the two heat-exchanging media is aggressive, so that only on one side of the heat-exchanging media Walls are at risk of corrosion. So much for such heat exchangers have to do with smoke gases, it should also be noted that dust in aggressive gases in the fall of moisture, ζ. B. by falling below the dew point, tends to be with metal Walls to enter into chemical compounds that lead to firmly adhering deposits.

In allen solchen fällen haben sich keramische Heizflächen bewährt, weil sie chemisch unempfindlich sind, damit keiner Korrosion ausgesetzt sind, und weil sich aus ihnen aus Mangel an chemischer Bindung· mit der Heizfläche nur verhältnismäßig locker sitzende Ansätze bilden. Solche keramischen Heizflächen bestehen aus Glas, Porzellan oder ähnlichen keramischen Materialien oder aus mit Emaille überzogenen Blechen, wobei der Überzug beiderseits oder nur auf der der Korrosion ausgesetzten Seite zu sein braucht.In all such cases, ceramic heating surfaces have proven themselves, because they are chemically insensitive and therefore not exposed to corrosion and because, due to the lack of chemical bonding, they only form relatively loosely fitting attachments with the heating surface. Such ceramic heating surfaces consist of glass, porcelain or similar ceramic materials or of enamel-coated ones Sheets, the coating needing to be on both sides or only on the side exposed to corrosion.

Die genannten Materialien sind durchweg sehr empfindlich gegen Druck oder Biegebeanspruchung und haben zum Teil eine geringe festigkeit.The materials mentioned are all very sensitive to pressure or bending stress and some of them are low strength.

Die fernhaltung schädlicher Einflüsse auf diese Materialien ist die Grundlage des Gebrauchsmusters.Keeping these materials away from harmful influences is the basis of the utility model.

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Zu diesem Zweck sollen solche Wärmeaustauscher als Rohr-Wärmeaustauscher ausgeführt werden, deren 'Rohre als Heizflächen aus den erwähnten keramischen Materialien, G-las oder Emaille, bestehen, die an den Enden in Lochplatten als Stirnplatten eingesetzt sind und wobei der die Eohre umgebende Raum mit einer Ummantelung versehen ist, in der Anschlüsse für das Medium, das diesen Saum passiert, vorgesehen sind.For this purpose, such heat exchangers are intended as tube heat exchangers are carried out, whose 'pipes as heating surfaces are made of the ceramic materials mentioned, glass or enamel, which are inserted at the ends in perforated plates as face plates and the space surrounding the ears is provided with a jacket in which connections for the medium that surrounds this seam happened, are provided.

Die besonderen Kennzeichen der mustergerechten Ausführung bestehen darin,The special characteristics of the sample-compliant execution exist in this,

daß zwischen dem Material der Heizflächen und den metallischen Materialien Weichdichtungen eingelegt sind, die jede Berührung der keramischen Stoffe mit Metall verhindern,that soft seals are inserted between the material of the heating surfaces and the metallic materials, which prevent any contact prevent ceramic substances with metal,

die desweiteren diese Weichdichtungen in die Zwischenräume zwischen den Heizflächenrohren und den lochwandungen in den Stirnplatten eingedrückt sind zur Abdichtung gegen den Druckunterschied der miteinander in Wärmeaustausch stehenden Stoffe.Furthermore, these soft seals in the spaces between the heating surface tubes and the hole walls in the Front plates are pressed in to seal against the pressure difference between the substances exchanging heat with one another.

daß die Stirnplatte des unteren Endes der Rohre mit metallisch vollen oder hohlen Ankern in der oberen Stirnplatte aufgehängt ist, so daß die Rohre nicht durch G-ewichte belastet werden.that the end plate of the lower end of the tubes with metallic full or hollow anchors are suspended in the upper face plate so that the pipes are not subjected to weight loads.

daß die Rohre am oberen Ende einen Bund haben, der der Aufhängung in der oberen Stirnplatte dient, während sie in den löchern der unteren Stirnplatte axial in den Dichtungen verschiebbar gehalten sind,that the tubes have a collar at the top which is used to hang them in the upper face plate while they are in the holes the lower end plate are held axially displaceable in the seals,

daß das Verhältnis von Rohrlänge zu Rohrdurchmesser kleiner als 50;1 ist, um das Eigengewicht der Rohre, insbesondere bei rein keramischen Materialien, gering zu halten und daß aus dem gleichen Grunde der Wärmeaustauscher im reinen Kreuzstrom geschaltet ist.that the ratio of pipe length to pipe diameter is less than 50; 1 is around the dead weight of the pipes, especially in the case of pure ceramic materials, and that, for the same reason, the heat exchanger is connected in pure cross-flow is.

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daß das wärme ab ge To ende Medium durch die Rohre strömt, um diese einigermaßen gleichmäßig zu erwärmen undthat the heat from ge To end medium flows through the pipes to these to heat up reasonably evenly and

daß die Stirnplatten an den dem aggressiven Medium ausgesetzten Flächen durch einen Überzug durch dessen Eorrosionsangriff geschützt sind.that the face plates on the surfaces exposed to the aggressive medium are protected by a coating from its erosion attack are.

Zur mustergerechten Ausführung sind nicht alle aufgezählten Eigenschaften gemeinsam erforderlich, sondern die jeweils für den -vorliegenden Zweck notwendigen.Not all of the properties listed are sufficient for a sample-compliant execution jointly required, but each for the present Purpose necessary.

Die Abbildung zeigt ein Beispiel einer mustergerechten Ausführung eines Bohrwärmeaustauschers.The figure shows an example of a sample-based design of a drilling heat exchanger.

Dieser Wärmeaustauscher möge der Luftaufwärmung eines Dampfkessels dienen, wobei die Rauchgasabkühlung so weit geht, daß der Saupunkt an den Heizflächen unterschritten und Schwefelsäure aus den Gasen niedergeschlagen wird. Die wärmeabgebenden Rauchgase durchströmen den Wärmeaustauscher in Pfeilrichtung.-(1) und passieren das Innere der Rohre. Die wärmeaufnehmende Luft durchströmt den Wärmeaustauscher in Pfeilrichtung (2) und umströmt die Rohre. Der Wärmeaustauscher wird begrenzt durch die obere Stirnplatte (3) am Bauchgaseintritt, durch die untere Stirnplatte (4) am Rauchgasaustritt und durch die vor und hinter der Zeichnungsebene liegenden Seitenwände. Oben und unten schließen die Rauchkanäle (5) und (6), rechts und links die Luftkanäle (7) und (8) an. Die obere Stirnplatte und damit der Wärmeaustauscher ist an oberen Irägern (9) aufgehängt. Zur Entlastung der Rohre von dem Gewicht der unteren Stirnplatte ist diese an Ankern (10) an der oberen aufgehängt. Die Anker können aus vollem Material bestehen. Es können als Anker jedoch Rohre verwendet werden, die dann allerdings der Korrosion wegen sehr starke Wandstärken erhalten müssen, um ihre Lebensdauer lang genug zu dehnen.This heat exchanger may be used to heat the air of a steam boiler serve, the flue gas cooling goes so far that the sauppunkt on the heating surfaces and sulfuric acid is precipitated from the gases. The heat-emitting smoke gases flow through the heat exchanger in the direction of the arrow .- (1) and pass inside of the pipes. The heat-absorbing air flows through the heat exchanger in the direction of the arrow (2) and flows around the pipes. The heat exchanger is limited by the upper front plate (3) at the belly gas inlet, by the lower front plate (4) at the flue gas outlet and by the side walls in front of and behind the plane of the drawing. Above and The smoke channels (5) and (6) close at the bottom, the ones on the right and left Air ducts (7) and (8). The upper face plate and thus the The heat exchanger is suspended from the upper beams (9). For relief of the tubes is equal to the weight of the lower face plate these are suspended from anchors (10) on the upper one. The anchors can be made of solid material. However, pipes can be used as anchors which, however, must be kept very thick due to the corrosion in order to have a long enough service life stretch.

Als Heizfläche dienen die Rohre (11), die aus Glas, Keramik oder aus Blech, das auf der. Innenseite mit Emaille überzogen ist, "bestehen können. Die Rohre haToen einen Bund (12) am oberen Ende, an dem sie in der oberen Stirnplatte aufgehängt sind. In der unteren Stirnplatte sind sie durch deren Löcher hindurchgesteckt. Das · obere Ende jedes Rohres ist mit einer Dichtungs- und Schutzhülse (13) aus plastischem Stoff überzogen. Der Stoff kann aus Asbest, aus imprägniertem Asbest oder aus Plastik ohne und mit Verstärkung durch Glasfasern und Asbest bestehen. Die Art des Stoffes richtet sich nach Temperatur und Aggressivität des zu behandelnden Mediums. Zur Abdichtung der Rohre in den löchern der Stirnplatten wird auf diese über die zwi se he ng e nagten Hülsen (13) ein Druck ausgeübt mittels Sicherungsplatten (14) die durch Schrauben oder Keile (17) gegen die Stirnplatte (3) angezogen werden. Die Schutzhülse (13) überdeckt auch die Stirnflächen der Rohre, so daß keinerlei metallische Berührung der Rohre durch die Sicherungsplatten (14) oder-die Stirnplatte (3) erfolgen kann.The tubes (11), which are made of glass, ceramics or made of sheet metal that is on the. Inside is covered with enamel, "consist can. The tubes have a collar (12) at the top which they are suspended in the upper face plate. They are inserted through the holes in the lower faceplate. That · The upper end of each tube is covered with a sealing and protective sleeve (13) made of plastic material. The fabric can be made of asbestos, consist of impregnated asbestos or plastic with and without reinforcement with glass fibers and asbestos. The nature of the substance is judged depending on the temperature and aggressiveness of the medium to be treated. To seal the tubes in the holes in the end plates, pressure is exerted on them via the gnawed sleeves (13) Locking plates (14) which are tightened against the face plate (3) with screws or wedges (17). The protective sleeve (13) covered also the end faces of the tubes, so that no metallic contact of the tubes by the locking plates (14) or the Front plate (3) can be done.

Eine Berührung der unteren Enden der Rohre durch die Stirnplatte (4) wird unterbunden durch Schutzringe (15) um diese Rohre, die aus gleichem oder ähnlichem plastischen Material bestehen wie die Hülsen (13)· Zur Halterung jeder dieser Dichtungshülsen wird jeweils ein geteilter Ring (16) -verwendet., dessen Innen- und Außendurchmesser konisch ist. Durch die Einpressung dieses Ringes in die Löcher der Stirnplatte (4) wird ein Druck auf die plastischen Schutz- und Dichtungshülsen (15) ausgeübt, der die Abdichtung besorgt. Der Druck auf den geteilten Ring (16) erfolgt durch Schrauben oder Keile (17) mittels der Druckplatte (19). 'Contact with the lower ends of the tubes by the face plate (4) is prevented by protective rings (15) around these tubes, which are made of consist of the same or similar plastic material as the sleeves (13) split ring (16) -used., its inside and outside diameter is conical. By pressing this ring into the holes of the Front plate (4) a pressure is exerted on the plastic protective and sealing sleeves (15), which ensures the seal. Of the Pressure on the split ring (16) takes place with screws or Wedges (17) by means of the pressure plate (19). '

Da gläserne oder keramische Rohre sehr leicht mechanisch zu beschädigen sind, sind in den anschließenden Luft- und Rauchkanälen abnehmbare Gitter (18) angebracht, die eine unbeabsichtigte Berührung der Rohre beim Befahren der Kanäle verhindern sollen.Since glass or ceramic pipes can be mechanically damaged very easily are, removable grilles (18) are attached in the adjoining air and smoke channels to prevent unintentional contact the pipes should prevent when driving through the canals.

Claims

Utility model claims

1. Tube heat exchanger, consisting of horizontal perforated plates with vertical pipes as a heating surface and a jacket of the space surrounding the pipes, characterized in that the tubes are made of glass or ceramic material or enameled sheet metal, are suspended in the upper face plate and that the pipe ends are covered or encased by plastic protective sleeves in such a way that the pipes do not come into contact with metal will.

2. Tube heat exchanger according to claim 1, characterized in that that the sealing of the upper drilling ends in the upper face plate is taken care of by locking plates, which against the Front plate are tightened and press through the plastic protective sleeves on the front ends of the pipes.

3. Tube heat exchanger according to claim 1 and 2, characterized in that that the sealing of the lower pipe ends in the lower end plate is taken care of by pressing the plastic Protective sleeves by means of conical rings, which are tightened in the annular space between the pipes and the circumferences of the holes in the faceplate be pressed against the faceplate.

4. tubular heat exchanger according to claim 1 to 3, characterized in that that the upper face plate is suspended in a supporting structure and that the lower face plate by means of metallic anchors to the upper face plate is suspended.

5. tubular heat exchanger according to claim 1 to 3 or 4-, characterized in that accessible connections of supply and discharge lines contain removable grids to protect the tubes from contact.