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.Regenerative heat exchangers, especially air preheaters The invention
relates to a Regenera, tiv-Wärmeausta.uscher, in particular air preheater, whose
Regenerative material made of plates kept separated from one another by spacers
exists, which form channels running in the direction of the main flow. The spacers
can be arranged in the form of waves in the plates themselves, so-called cams,
or they are preferably in the form of thick wires or other profiles made of iron
welded onto the plates. For the sake of simplicity, these spacers are shown below
"Grooves" - called. The spacers can also be made from cut into the panels,
on -gel) ogern.-n tabs insist. The distance between the grooves is usually
many times larger than the distance between the plate and the top edge
of the tabs, d. H. the height of the grooves. Such a channel in which the agent
is on two sides of plates and on the other sides of
limited to the grooves. The shape of the surface of these elements is for heat transfer
and the flow pressure of the medium in the preheater is of paramount importance.
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).The usual surface design of such elements consisted of one
Waveform that is at a corresponding angle to the main flow direction of the gases
passed. The vortex formation caused by this leads to a relatively moderate
high heat transfer without requiring too high a pressure in the preheater.
Around
the formation of excessively strong boundary currents, which reduce the heat transfer, there
It has already been proposed to prevent them having an insulating effect, the surface
interrupted by punched openings (a well-known way of increasing the
Heat transfer).
»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."Border currents" is a term that clarifies the question! from
Heat transfer problems have been introduced. When a gas protrudes against a
Edge of a plate and flowing parallel to the main surface of the plate is the velocity
of the gas close to the plate surface is substantially the same as that in one
greater distance from the plate surface. When this surface is a great expanse
in the direction of the gas flow, the speed of the gas is in the immediate
The proximity of the surface is reduced due to the friction occurring on the surface,
creating a flow close to the surface in which the speed
of the gas is less than at a certain distance from the surface. The current
near the surface where the velocity of the gas is noticeably slower
is than the speed of fall, takes up all space under certain circumstances
of the flow channel. In the boundary flow - the applied pressure is kept in
within the framework given above - is the velocity of the gas near the surface
the lower, the stronger the boundary current is. So the heat transfer will
then smaller when a boundary flow is formed.
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.The invention thus relates to this main group of heat-transferring surfaces. It is important that the division of a heat-transferring surface is carried out in such a way that the flow pressure in the preheater does not have to be increased to an unusual value, i.e. that the ratio a / dp to the pressing pressure still gives a usable value, where a is the heat transfer coefficient and d p corresponds to the flow pressure in the preheater. With these circumstances in mind, the present invention relates to a surface shape with particularly advantageous properties. Since this surface shape is also easy to produce, it not only results in the advantageous element surface, but also a reduction in the production costs of the finished air preheater.
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.The invention consists essentially in the fact that the parallel to
Main flow lying, preferably flat surfaces of the mounting plates with the formation
Provide sluggish boundary layers in the partial gas flows preventing breakthroughs
are. Such interruptions in the surface reduce the formation of. Boundary currents
at a strength that significantly impairs the heat transfer because of the gas flow
repeatedly encounters an existing edge, which creates the conditions
for the formation of an uninterrupted insulating boundary flow almost eliminated
will. The element surface according to the invention is in the following,
with reference to the drawing, described the simplified illustrated embodiments
of the subject matter of the invention shows.
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.Fig. I is a panel assembly in which one of the panels
is provided with a double-sided groove; Fig. 2 is a plate connection,
in which both plates are provided with simple grooves on one side; Fig. 3
shows a plate in which the spacers are welded onto one side of the plate,
made of thick wires; Fig. 4 shows a plate with welded wires
both sides; Fig. 5 to io show different plate designs, in which in
Fig. I object shown are the plates 2 and q. with cut out slots
6 provided, which run at right angles to the main flow direction 8 of the agent.
The distance between the slots 6 should be greater than the thickness of the plates
and preferably be twice the plate thickness. The narrower the flat part
between the recesses 6 in the flow direction, the smaller the
Possibilities for the formation of an isolating boundary flow. With regard
the costs, etc. should not be less than the areas between the recesses
be four to five times the thickness of the panels.
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.In Fig. I the upper plate 2 is provided with upright double-sided grooves 12. In the arrangement according to FIG. 2, the plates are held at a distance from one another by upright, one-sided grooves 18, and it is advantageous if all the elements in a preheater have exactly the same shape. The spaces between the grooves are offset here in order to prevent the element panels from slipping into one another. However, as shown in FIG. 3, simple grooves can also be formed by spacing wires 2o, which are preferably welded onto the plates. The plate can also be used in conjunction with another type of plate, as shown in FIG. This type has spacing wires welded onto both sides of the plate. Fig. 5 shows a plate 24 according to the invention with a smooth plate 26. In Fig. 6 a connection is shown in which the plate 28 is corrugated. In Fig. 7, a wire mesh 30 is provided in place of a second plate.
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.The recesses can also be designed in a different way.
For example, FIG. 8 shows a plate connection in which the one plate 3.I
is provided with recesses which are at an angle to the main flow direction 32
of the gas. Figures g and io show further exemplary embodiments of plate compositions.