DE966614C - Regenerativ-Waermeaustauscher, insbesondere Luftvorwaermer - Google Patents

Description

• Regenerativ-Wärmeaustauscher, insbesondere Luftvorwärmer Die Erfindung betrifft einen Regenera,tiv-Wärmeausta.uscher, insbesondere Luftvorwärmer, dessen Regenerativmasse aus durch Abstandhalter voneinander getrennt gehaltenen Platten besteht, die in Richtung der Hauptströmung verlaufende Kanäle bilden. Die Abstandhalter können in Form von Wellen in den Platten selbst angeordnet sein, sogenannte Nocken, oder sie werden in Form dicker Drähte oder anderer Profile aus Eisen vorzugsweise auf die Platten aufgeschweißt. Der Einfachheit halber sind im folgenden diese Abstandhalter »Rillen«- genannt. Die Abstandhalter können also auch aus in den Platten eingeschnittenen, auf -gel)ogern.-n Laschen bestehen. Der Abstand zwischen den Rillen ist in der Regel um ein Vielfaches größer als der Abstand zwischen der Platte und der oberen Kante der Laschen, d. h. der Höhe der Rillen. Ein derartiger Kanal, in dem das Mittel strömt, ist auf zwei Seiten von Platten und auf den 1>eid.en anderen Seiten von den Rillen begrenzt. Die Form der Oberfläche dieser Elemente ist für die Wärmeübertragung und den Strömungsdruck des Mittels im Vorwärmer von höchster Bedeutung.
• Die übliche Oberflächengestaltung derartiger Elemente bestand in einer Wellenform, die in einem entsprechenden Winkel zur Hauptströmungsrichtung der Gase verlief. Die hierdurch hervorgerufene Wirbelbildung führt zu einer verhältnis mäßig hohen Wärmeübertragung, ohne eines zu hohen Preßdruckes im Vorwärmer zu bedürfen. Um der Bildung zu starker Grenzströmungen, die die Wärmeübertragung vermindern, da sie isolierend wirken, vorzubeugen, ist bereits vorgeschlagen worden, die Oberfläche durch eingestanzte öffnungen zu unterbrechen (ein bekannter Weg zur Steigerung der Wärmeiibertragung).
• »Grenzströmungen« ist ein Begriff, der zur Klärung der Frage! von Wärmeübertragungsproblemen eingeführt worden ist. Wenn ein Gas gegen eine hervorstehende Kante einer Platte und parallel mit der Hauptfläche der Platte strömt, ist die Geschwindigkeit des Gases dicht an der Plattenoberfläche im wesentlichen gleich derjenigen in einem größeren Abstand von der Plattenoberfläche. Wenn diese Oberfläche eine große Ausdehnung in Richtung des Gasstromes aufweist, wird die Geschwindigkeit des Gases in unmittelbarer Nähe der Oberfläche zufolge der auftretenden Reibung an der Oberfläche vermindert, wodurch eine Strömung dicht an der Oberfläche entsteht, in der die Geschwindigkeit des Gases geringer ist als in einem gewissen Abstand von der Oberfläche. Die Strömung in der Nähe der Oberfläche, in der die Geschwindigkeit des Gases merklich geringer ist als die Fallgeschwindigkeit, nimmt unter gewissen Umständen den ganzen Raum des Strömungskanals ein. In der Grenzströmung - der angewandte Druck hält sich in dem oben angegebenen Rahmen -ist die Geschwindigkeit des Gases in der Nähe der Oberfläche um so niedriger, je stärker die Grenzströmung ist. Die Wärmeübertragung wird also dann kleiner, wenn sich eine Grenzströmung bildet.
• Die Erfindung bezieht sich also auf diese Hauptgruppe wärmeübertragender Oberflächen. Wichtig ist, daß die Aufteilung einer wärmeübertragenden Oberfläche so vorgenommen wird, daß der Strömungsdruck im Vorwärmer nicht auf einen ungewöhnlichen Wert gesteigert werden muß, d. h., daß das Verhältnis a/d p zum Preßdruck noch einen brauchbaren Wert ergibt, wobei a dem Wärmeübergangskoeffizienten und d p dem Strömungsdruck im Vorwärmer entspricht. Unter Berücksichtigung dieser Umstände bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Oberflächenform mit besonders vorteilhaften Eigenschaften. Da diese Oberflächenform außerdem einfach herzustellen ist, ergibt sich nicht nur die vorteilhafte Elementenoberfläche, sondern ebenso eine Senkung der Herstellungskosten des fertigen Luftvorwärmers.
• Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß die parallel zur Hauptströmung liegenden, vorzugsweise ebenen Flächen der Einbauplatten mit die Bildung träger Grenzschichten in den Gasteilströmen verhindernden Durchbrechungen versehen sind. Derartige Unterbrechungen in der Oberfläche vermindern die Bildung von. Grenzströmungen in einer Stärke, die die Wärmeübertragung wesentlich beeinträchtigt, weil der Gasstrom immer wieder aufs neue auf eine vorhandene Kante stößt, wodurch die Bedingungen für die Bildung einer ununterbrochenen isolierenden Grenzströmung nahezu beseitigt werden. Die Elementenoberfläche entsprechend der Erfindung wird im nachfolgenden, unter Bezugnahme auf die Zeichnung, beschrieben, die vereinfacht dargestellte Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes zeigt.
• Fig. i ist eine Plattenzusammenstellung, bei der eine der Platten mit einer doppelseitigen Rille versehen ist; Fig. 2 ist eine Plattenverbindung, bei der beide Platten mit einfachen Rillen auf einer Seite versehen sind; Fig. 3 zeigt eine Platte, bei der die Abstandhalter aus auf einer Seite der Platte aufgeschweißten, dicken Drähten besteht; Fig. 4. zeigt eine Platte mit aufgeschweißten Drähten auf beidem Seiten; Fig. 5 bis io zeigen verschiedene Plattengestaltungen, Bei dem in Fig. i dargestellten Gegenstand sind die Platten 2 und q. mit ausgeschnittenen Schlitzen 6 versehen, die rechtwinklig zur Hauptströmungsrichtung 8 des Mittels verlaufen. Die Entfernung der Schlitze 6 voneinander soll größer sein als die Dicke der Platten und vorzugsweise das Doppelte der Plattenstärke betragen. Je enger der flache Teil zwischen den Ausnehmungen 6 in der Strömungsrichtung ist, um so geringer sind die Möglichkeiten für die Bildung einer isolierenden Grenzströmung. Im Hinblick auf die Kosten usw. sollten die Flächen zwischen den Ausnehmungen nicht schmäler als das Vier- bis Fünffache der Dicke der Platten sein.
• In Fig. i ist die obere Platte 2 mit aufrechten doppelseitigen Rillen 12 versehen. In der Zusammenstellung nach Fig. 2 werden die Platten von aufrechten einseitigen Rillen 18 im Abstand voneinander gehalten, und es ist vorteilhaft, wenn in einem Vorwärmer alle Elemente genau die gleiche Form aufweisen. Die Zwischenräume zwischen den Rillen sind hier versetzt angeordnet, um ein Ineinanderrutschen der Elementenplatten zu verhindern. Einfache Rillen können aber auch, wie in Fig.3 dargestellt, durch abstandhaltende Drähte 2o gebildet werden, die vorzugsweise auf die Platten aufgeschweißt werden. Die Platte kann auch in Verbindung mit einer Platte anderer Art verwendet werden, wie dies in Fig. 4. dargestellt ist. Diese Art weist aufgeschweißte abstandhaltende Drähte auf beiden Seiten der Platte auf. Fig. 5 zeigt eine Platte 24 gemäß der Erfindung mit einer glatten Platte 26. In Fig. 6 ist eine Verbindung dargestellt, in der die Platte 28 gewellt ist. In Fig. 7 ist an Stelle einer zweiten Platte ein DrahtnPetz 30 vorgesehen.
• Die Ausnehmungen können auch in einer anderen Art ausgebildet sein. So zeigt beispielsweise Fig. 8 eine Plattenverbindung, in der die eine Platte 3.I mit Ausnehmungen versehen ist, die in einem Winkel zur Hauptströmungsrichtung 32 des Gases verlaufen. Die Fig. g und io zeigen weitere Ausführungsbeispiele von Plattenzusammensetzungen.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Regenerativ-Wärmeaustauscher, insbesondere Luftvorwärmer, dessen Regenerativmasse aus durch Abstandhalter voneinander getrennt gehaltenen Platten besteht, die in Richtung der Hauptströmung verlaufende Kanäle bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die parallel zur Hauptströmung liegenden, vorzugsweise ebenen Flächen der Einbauplatten mit die Bildung träger Grenzschichten in den Gasteilströmen verhindernden Durchbrechungen versehen sind.
2. 2. Wärmeaustauscher nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrechungen als Schlitze ausgebildet sind, die im Winkel, vorzugsweise im rechten Winkel zur Hauptströmung verlaufen.
3. 3. Wärmeaustauscher nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die. mit den die Bildung träger Grenzschichten verhindernden Schlitzen versehenen- Platten abwechselnd mit ebenen oder gewellten Platten oder mit netzartigen Zwischenbauten versehen sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 700941, 596871, 723175, 416226; USA.-Patentschriften Nr. 858:258, 2 313 o81; schweizerische Patentschrift Nr. 26 772; französische Patentschrift Nr. 837765.