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Lufterhitzerelement Die Erfindung betrifft ein Lufterhitzereleinent
für batterieartig zusammengesetzte Lufterhitzer.
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Es sind gußeiserne oder aus Sonderstahlguß hergestellte, batterieartig
zusammengesetzte. Lufterhitzer für Industrieöfen bekannt, die zwar gegenüber steinernen
Lufterhitzern bedeutende Vorteile bieten, dennoch aber mannigfache Nachteile aufweisen,
die ihre Wirtschaftlichkeit erheblich beeinträchtigen. Die gegossene Ausführung
dieser Lufterhitzer bedingt nämlich eine massive Bauart der an der Innen- und Außenseite
mit Rippen, Nadeln u. dgl. versiehenen Heizrohre, zumindest aber der auf die schmiedeeisernen
Heizrohre aufgezogenen, mit Nadeln versehenen, gegossenen Ringe, was besonders bei
den für hohe Gastemperaturen bestimmten Lufterhitzern infolg,- des bedeutenden Aufwandes
an teuren Stahlsorten die Herstellungskosten sehr verteuert. Auch hat sich die Anordnung
von Nadeln bei schwankenden Staubgehalten des Rauchgases als nachteilig erwiesen,
weil durch den Flugstaub alsbalfd Verstopfung2n eintreten, die durch regelmäßige
Reini, gung nicht beherrscht werden können, so daß sich dadurch der anfänglich gute
Wärmedurchgang im Dauerbetrieb erheblich verschlechtert. Da der Flugstaub bei hohen
Temperaturen außerdem als Flußmittel wirkt, verursacht er weiter eine vorzeitige
Zerstörung Gier Nadeln. Folglich tritt im Dauerbetrieb solcher Lufterhitzer eine
verminderte Wirtschaftlichkeit ein, zumal die hohen Erhaltungskosten den Vorteil
der Nadelkonstruktion bei «weitem aufheben.
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Es sind zwar auch rippenlose Lufterhitzer bekannt, deren Elemente
aus geschmiedetem Stahl, z. B. aus hitzebeständigem Stahl, bestehen, doch haben
auch sie den Nachteil, daß ihr Gewicht, auf die Eiirheit der Heizfläche bezogen,
groß ist und daher bedeutende Herstellungskosten verursacht.
Auch
bei derartigen Lufterhitzern, besonders bei solchen mit langen eingewalzten Heizrohren,
kann die notwendige Heizfläche nicht in einem entsprechend kleinen Raum untergebracht
werden. Solche Lufterhitzer "können daher nur selten für Kanalbauten verwendet werden.
Überdies wirkt sich bei ihnen die ungleiche Dehnung der Heizrohre bei wechselnder
Temperaturbeaufsdhlagung nachteilig aus.
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Weiter wurden flache Kästen aus gewöhnlichem Blech als Heizelemente
vorgeschlagen, die aber nicht derart zusammengebaut waren, daß eine praktische Verwendung
als Luftvorwäriner für Kesselanlagen gegeben war. Zur Behebung dieses Mangels hat
man an den Wänden dieser rippyenlosen kastenförmigen Heizelemente, in welche zur
Vergrößerung der Heizfläche Leitbleche von gewelltem Querschnitt eingefügt sein
können, Durchbrechungen vorgesehen und die Elemente auf Luftzuführungs- und Ableitungsrohre
aufgeschoben, die an dem von den Heizelemerrten umschlossenen Teilen mit Durchtrittsöffnungen
für die Luft versehen sind, um die Elemente auch in Rauchgasleitungen einbauen zu
können. Diese Bauart hat jedoch den Nachteil, daß die Elemente gegenüber den Luftzuführungs-
und Ableitungsrohren wegen der unvermeidlichen Längendehnung infolge ungleichmäßiger
Wärmeeinwirkung alsbald undicht werden. Auch müssen bei der Auswechslung eines in
der Mitte befindlichen Elementes alle vorher befestigten Elemente von den beiden
Leitungsrohren abgezogen werden, bevor man das mittlere sc'had,hafte Etement auswechseln
kann. Dadurch wird aber -die an sich schon mangelhafte Abdichtung noch verschlechtert,
da durch solche Reparaturen ein zunehmender Verschleiß entsteht. Weiter tritt bei
dieser Bauart ein bedeutender Druckabfall ein, weil die zu erhitzende Luft nur durch
die Durchtrittsöffnungen der Zuführungs- und Ableitungsrohre hindurchströmen kann.
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Bei Wärmeaustaus(fhern aus geschweißten Rohren mit linsenförmigem
Querschnitt ist es bekannt, die an den Rohrenden angeordneten gegossenen Rohrböden
aus einzelnen über die ganze Länge der Rohrwand reichenden Wandteile zusammenzusetzen,
deren Breite der halben Rohrleitung entspricht und deren zur Aufnahme der Rohrenden
dienende bogenförmige Ausschnitte auf abwechselnd entgegengesetzten Seiten angebracht
sind. Nachdem die Elemente solcher Wärmeaustauscher miteinander in unlösbarer Verbindung
mit den über die ganze Länge der Rohrwand reichenden Wandteilen stehen und die Herstellung
in gesc'hl'ossener Rohrwand durch Einschweißen der Rohre,die in verschiedenen Größen
auftretenden Längenausdeihnungen durch ungleichmäßige Beaufschlagung des Wärmeaustauschers
nicht berücksichtigt, so wird nur eine mangelhafte Abdichtung erreicht, die durch
Vergießen der zusammengesetzten Rohrböden mit Zement oder .durch Verstreichen mittels
Lehm, Schamotte u. dgl. verbessert werden muß, aber nicht sachgemäß beseitigt werden
kann.
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Die vorerwähnten Heizelemente aus rippenlosen flachen Kästen und die
Wärmeaustauscher aus geschweißten Rohren mit linsenförmigen Querschnitt haben überdies
den gemeinsamen Nachteil, daß sie für Lufterhitzungen bei Temperaturen von iooo°
C und darüber nicht geeignet sind. Cberdies kommen sämtliche vorerwähnten Lufterhitzer.
mit Ausnahme der gegossenen, zur Erhitzung von Preßluft und sonstigen unter Druck
stehenden gasförmigen Stoffen schon wegen ihrer ungenügenden Abdichtung, die zu
großen Substanzverlusten führen würde, nicht in Betracht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lufterhitzerelement
für batterieartig zusammengesetzte Lufterhitzer zu schaffen, das für hohe Abgastemperaturen
verwendbar ist und dabei eine verhältnismäßig große Heizfläche bei geringem Gewicht
in der Raumeinheit aufweist. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst,
daß das aus zusammengeschweißten Rohrteilen bestehende Lufterhitzerelement mit inneren
Längsrippen und äußeren Querrippen aus hitzebeständigem Stahlblech versehen ist.
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Die Rohre dieses Lufterhitzerelementes bestechen vorzugsweise aus
je zwei durch Pressen hergestellten und zusammengeschweißten Hälften, an welche
die Längsrippen und die Querril)pyen angeschweißt sind.
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Ein weiteres Merkmal dieses Lufterhitzerelementes besteht darin, daß
die-Enden der Rotihre an die Flansche angeschweißt sind.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
dargestellt, und zwar zeigt Abb. i das Lufter'hitrerelement im Querschnitt und Abb.
2 im Längsschnitt.
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Mit i ist einer der beiden Flansche bezeichnet, an die das flachgedrückte
ovale, aus zwei Hälften 2, 3 zusammengeschweißte Heizrohr 4 an seinen beiden Enden
angeschweißt ist. Dieses Heizrohr weist innen Längsrippen 5 und außen Querrippen
f> auf, die ebenfalls durch Schweißen befestigt sind. In der Mitte des Heizrohres
d ist ein Verstärkungsbolzen 7 angeordnet, der angeschweißt oder sonstwie befestigt
sein kann. Die Löcher 8 an den Flanschen i sind zwecks Verschraubung der Elemente
zu batterieartig zusammengesetzten Lufterhitzern vorgesehen. Zur Abdichtung der
Elemente untereinander ist an den Stirnflächen der Flansche i eine Rinne 9 für das
Dichtungsmaterial vorgesehen.
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Bei Lufterhitzern, die aus Elementen ,gemäß der Erfindung zusammengesetzt
sind, erscheinen die vorerwähnten Nachteile der bekannten Lufterhitzer durch die
besondere Leichtbauart der Elemente vermieden, bei der die erforderliche Warmfestigkeit
durch eingeeignetes Rippensystem erzielt wird, so daß sie bis zu 25 atü bei gewöhnlicher
Temperatur und bis zu 8 atü sogar bei einer Temperatur von iooo° C und darüber drucksicher
sind.