Wärmeaustauschapparat. Die Erfindung bezieht sich auf Wärme austauschapparate, bei welchen das eine Wärmeaustauschmittel durch ein in einem Mantel untergebrachtes Röhrenbündel hin durchströmt und das andere Wärmeaus tauschmittel über abwechselnd auf der einen und der andern Seite an den Mantel ange schlossene Zwischenwände im hin- und hergehenden Querstrom das Röhrenbündel kreuzt, und bei welchen das Röhrenbündel innerhalb des Mantels, zu beiden Seiten des Querstromes, durch Leitwände abgedeckt ist,
um ein freies Durchtreten des Querstromes zwischen Röhrenbündel und Mantel zu ver hindern. Bei Verwendung starrer Leitwände muss ein an der Innenwandung sorgfältig ausgearbeiteter Mantel verwendet werden, und die an dem Mantel anliegenden ganten der Leitwände müssen entsprechend der Mantelrundung abgedreht werden.
Ausserdem müssen die Zwischenwände, von welchen die Querströmkammern gebildet werden, an dem Rande, mit welchem sie an den Leitwänden anliegen, dem. wellenförmigen Profil der Leitwände angepasst werden, wenn die Leit- wände sich mit ihrem Profil genau der Form des Röhrenbündels anschmiegen sollen.
Ge mäss vorliegender Erfindung sind die Leit- wände von federnden Blechen gebildet, wel che zwischen den die Querströmkammern ab teilenden Z-v#ischenwänden liegen und in ihrem mittleren Teil an den Zwischenwänden derart befestigt sind, dass sich die freien En den der Leitwände federnd an die Innenwan dung des Mantels anlegen. Hierdurch wird eine genaue Bearbeitung der Innenwandung des Mantels, also ein Ausdrehen des Mantels.
unnötig gemacht, und die ganten- der Leit- wände brauchen nicht nach dem Innendurch messer des Mantels abgerichtet zu werden, da durch die Federung ein dichter Abschlul3 erzielt wird. Ausserdem brauchen wegen der Unterteilung der Leitwände die Zwischen wände am Rande nicht dem Profil der Leit- bleche angepasst zu werden.
Ferner können die Leitwände leicht so gestaltet werden, d@ (3 sie auf der Eintrittsseite des Querstromes von den Röhren abstehen, so dass sich der Querstrom auf die ganze Breite verteilen kann, während auf der Austrittsseite des Querstromes die Leitbleche bis ans Ende an dem Röhrenbündel nahezu anliegen und den. Querstrom durch Stauung zwingen, alle Röh ren gleichmässig zu bespülen.
Auf der Zeichnung sind Ausführungs beispiele dargestellt.
Fig. 1. und 2 zeigen ein erstes Ausfüh rungsbeispiel im Längs- und Querschnitt; Fiy. 3 bis 5 zeigen ein anderes Ausfüh rungsbeispiel, und zwar zeigt Fig. 3 einen Querschnitt durch den Mantel, während Fig. 4 und 5 senkrechte Schnitte durch den Fuss zeigen; Fig. 6a, <B>61)</B> und 7 zeigen ein weiteres Aus führungsbeispiel im Längsschnitt (geteilt) und Querschnitt.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 ist die übliche Röhrenanordnung bei behalten. Die Röhren 1 sind in einem Man tel 2 zwischen die Rohrböden 3 und 4 ein gewalzt. Oben am Mantel befindet sich der Öleintritt 5, unten der Ölaustritt 6. Der Fuss 7 ist als Wasserein- und -austrittskammer ausgebildet. Der Wassereintritt 8 ist vom Wasseraustritt 9 durch eine senkrechte Trennwand 10 geschieden, welche an den untern Rohrboden 4 dicht angeschlossen ist.
Über dem obern Rohrboden 3 befindet sich die Kammer 11 für die Wasserumkehr beim Übergang von dem rechten Teil der Röhren zum linken Teil der Röhren. Durch horizon tale Zwischenwände 12, welche abwechselnd rechts und links an den Mantel 2 angeschlos sen sind, wird die zickzackartige Querströ- mung des Öls vom Öleintritt bis zum Ölaus- tritt herbeigeführt, wobei der Richtungs wechsel in den Umkehrkammern 13 erfolgt. Der Wasser- und der Öllauf ist durch Pfeile angedeutet.
Die freien Räume 14 und 15 sind beider seits des Röhrenbündels zwischen Röhren bündel und Mantel durch Leitbleche 16 und 17- abgedeckt, welche je zwischen zwei Zwi schenwänden 12 liegen. Die Leitbleche 16 und 17 sind in der Mitte an den Zwischen wänden befestigt, während sie mit ihren End- kanten federnd an der Innenwandung des Mantels anliegen.
Die Leitbleche sind so ge formt, dass sie sich. dem äussern Umfang des Röhrenbündels im übrigen anpassen, aber auf der Einlaufseite des Öls gleichsam Eintritts schleusen 18, 19 bilden, durch welche das Öl an den beiden Seiten auf die ganze Breite des Rohrbündels geleitet wird, so dass auch die seitlich äussersten Röhren an dem Wärme austausch teilnehmen. Nach dem Ausström ende hin wird der Querstrom des Öls durch die hier an dem Umfange des Röhrenbündels nahezu anliegenden Leitbleche 16 und 17 nach der Mitte des Röhrenbündels hin 111 gewissem Masse gestaut, wodurch eine gleich mässige Durchfliessung des ganzen Röhren systems gesichert wird, ohne dass ein freies seitliches Vorbeiströmen möglich ist.
Der Querschnitt der Umkehrräume 13 bleibt un verändert. In Abb. 2) sind die Leitbleche für eine Höhenabteilung dargestellt, bei welcher der Öldurchtritt von links her folgt. In der benachbarten Höhenabteilung liegen die Leit- bleche umgekehrt als dargestellt, das heisst derart, dass die Eintrittsschleusen 18 und 19 rechts liegen, während die Bleche links am Umfang des Röhrenbündels anliegen.
Bei der Ausführungsart nach Abb. 3 ist die Anzahl der Röhren zur Verbesserung des Wirkungsgrades vermindert, derart, dass das Röhrenbündel einen im Querschnitt recht eckigen Raum einnimmt, also sich seitlich nicht bis an den zylindrischen Mantel er streckt. Eine Röhrenreihe 20 ist hierbei in der IZittellinie 21 des Apparates angeordnet. Diese Anordnung der Röhren hat neben der Verminderung der Röhrenzahl den Vorteil, dass die seitlichen Leit- und Abdeckbleche 16 und 17 für alle Höhenabteilungen gleich sein können.
Die Bleche sind in diesem Falle wel lenförmig ausgebildet in Anpassung an die seitlich letzten Röhrenreihen, und in solchem Abstand von diesen angeordnet, dass ein Öl strom in den zwischen den Leitblechen und den letzten Röhrenreihen vorhandenen Räu men noch zur Wärmeaustauschwirkung mit den letzten Röhrenreihen gelangt. Die Leit- bleche 16 und 17 werden zwischen je zwei horizontale Zwischenwände 12 eingeschoben und mit ihnen durch Punktschweissung ver bunden. Die Enden 22 bleiben jedoch frei, so dass sie sich zwecks guten Abschlusses federnd an den Aussenmantel 2 mit ihren Endkanten anlegen.
Im Fuss 7 mit Wassereintritt 8 und Was- seraustritt 9 ist eine senkrechte Trennungs wand vorgesehen, welche aus einem Busseiser nen Steg 25 mit einem obern Schlitz 26 be steht. In diesen Schlitz ist ein Blech 27 ein gesetzt, welches im obern Teil 28 wellenför mig ausgebildet ist, und zwar derart, dass sich die Wellen den Lochumfängen der mitt leren Röhrenreihe 20 (Fig. 3) anpassen, so dass von dieser mittleren Röhrenreihe 20 ab wechselnd je eine Röhre in die Eintrittskam mer 8 und eine in die Austrittskammer 9 mündet. Ein in den Schlitz 26 unter dem Blech 27, 28 eingelegter, zweckmässig wellen förmig gebogener Federdraht 29 drückt das Blech fest gegen den Rohrboden 4.
Das Blech kann aber auch durch Eisenkitt in solcher Lage fest an dem Busseisernen Steg 25 ange bracht werden, dass es eben und dicht an den Rohrboden anliegt.
Bei den bisher beschriebenen Ausfüh rungsformen ist zwar schon der wesentliche Vorteil vorhanden, dass die Leitbleche 16, 17 infolge ihrer Anordnung und Federung längs gerader Kanten gegen die Innenwand des Aussenmantels abdichten, auch wenn dieser Mantel im Innern nicht abgedreht und bear beitet ist, wie auch der Vorteil, dass die Zwi schenwände 12 an den Kanten der gewellten Form der Leitbleche nicht angepasst zu wer den brauchen, weil die Leitbleche nicht durchgehen. Bei dieser Anordnung ist es aber noch erforderlich, die ganten der Zwi schenwände in der Kreisform genau der In nenwandung des Aussenmantels anzupassen, damit kein achsiales Durchströmen von einer Querströmkammer zur benachbarten am Aussenrande erfolgen kann.
Bei dem Aus führungsbeispiel nach Fig. 6a, 6b und 7 ist dieser Nachteil vermieden. Der hier darge stellte Apparat, der als Pfannendunst- kondensator für Brauereien gedacht. ist, be steht aus einem System paralleler Längs rohre 1, die in Stirnböden 2 und 3 eingesetzt sind. Auf die Rohre 1 sind in gleichmässigen Abständen als Zwischenwände die Blechplat ten 4 aufgesetzt, welche abwechselnd oben und unten abgeschnitten sind, so dass dadurch die Kammern für die Querströmung des Kühlmittels im Zickzackwege entstehen.
Seit lich sind diese Querströmkammern 5 durch Leitbleche 6 abgedeckt, welche sich in vor liegendem Falle vertikal erstrecken, wobei sie mit ihren Vorder- und Hinterkanten auf den Blechplatten 4 aufliegen und in deren Mitte an den Platten 4 befestigt sind, so dass die obern und untern Enden 7 dieser Leitbleche nach aussen federn. Quer zu den Leitblechen 6, und zwar im vorliegenden Falle oben und unten, sind in die Umkehrkammern R Ab deckbleche 9 eingesetzt, welche sich mit ihren Vorder- und Hinterkanten gegen die Platten 4 anlegen, während die gradlinigen Seiten kanten 10 gegen die in ihrem Bereich liegen den seitlichen Leitblechenden 7 sich federnd andrücken.
Aussen sind diese Abdeckbleche 9 mit einer in Längsrichtung von .vorn nach hinten verlaufenden angeschweissten Rippe 11 versehen. Wird dieses System von Röhren 1 mit Zwischenplatten 4, seitlichen Leitblechen 6 und querliegenden Abdeckblechen 9 ver mittelst durchgehender Schraubbolzen 12 zu sammengezogen, so bildet es einen einheit lichen Körper, der in den Mantel 13 der Vor richtung eingeschoben werden kann, welcher mit den Ein- und Auslassstutzen 14 und 15 für das Kühlmittel versehen ist.
An die Rohrböden 2 und 3 werden die Stirnkammern bezw. Deckel und Hauben 16 und 17 für Ein- und Abführung des zu kondensierenden Pfannendunstes angeschlossen. Beim Einfuh ren des Röhrensystems in den Mantel 13 wer den die Ahdeckbleche 9 so weit federnd zu sammengedrückt, dass sich die Enden 1 0 gegen die Leitblechenden 7 scharf anlegen. Diese Leitblechenden 7 legen sich ihrerseits dicht gegen die Innenwandung des Mantels 13 an.
Es ist also ein System von ausrei chend gegeneinander abgedichteten Strö- tnungskammern geschaffen, ohne dass andere als gradlinig ebene Bearbeitungsflächen oder -kanten vorhanden sind. Man kann in diesem Falle als Mantel für den Apparat ein roh gegossenes oder roh bearbeitetes Rohr ver wenden, indem der eigentliche Mantel des Systems jetzt von den federnden Blechen ge bildet wird, die mit ebenen Kanten gegen einander anliegen.
Ausserdem brauchen die Zwischenwände am Rande keine genau kreis förmige Bearbeitung zu erfahren, da es nun mehr auf die Breite des Abstandes der Rän der von der Innenwandung des Mantels nicht mehr ankommt. Das ganze Innensystem der Röhren, Zwischenwände, Leit- und Abdeck- bleche kann vor Einführung in den Mantel als einheitlicher Körper zusammengesetzt und zusammengeschraubt werden, um dann als Ganzes in den Mantel eingeschoben zu werden, wobei die gegenseitige federnde ab dichtende Anlage der Teile erfolgt, und zwar längs ebener Kanten, deren saubere Be arbeitung einfach ist.
Heat exchange apparatus. The invention relates to heat exchange apparatus in which the one heat exchange medium flows through a tube bundle housed in a jacket and the other heat exchange medium via alternately on the one and the other side of the jacket connected partition walls in the reciprocating cross flow of the tube bundle crosses, and in which the tube bundle inside the jacket, on both sides of the cross flow, is covered by baffles,
to prevent a free passage of the cross flow between the tube bundle and the jacket. If rigid guide walls are used, a carefully crafted jacket must be used on the inner wall, and the ganten of the guide walls that lie on the jacket must be turned off according to the jacket curve.
In addition, the partitions from which the cross-flow chambers are formed must be at the edge with which they rest against the guide walls. Wave-shaped profile of the guide walls can be adapted if the guide walls are to fit exactly with their profile to the shape of the tube bundle.
According to the present invention, the guide walls are formed by resilient metal sheets, which lie between the intermediate walls dividing the transverse flow chambers and are attached in their middle part to the intermediate walls in such a way that the free ends of the guide walls are resiliently against the inner walls put on the jacket. This enables precise machining of the inner wall of the jacket, that is to say turning the jacket out.
made unnecessary, and the ganten- of the guide walls do not need to be dressed according to the inside diameter of the jacket, since a tight seal is achieved by the suspension. In addition, because of the subdivision of the guide walls, the partition walls at the edge do not need to be adapted to the profile of the guide plates.
Furthermore, the baffles can easily be designed in such a way that they protrude from the tubes on the entry side of the cross-flow so that the cross-flow can be distributed over the entire width, while on the exit side of the cross-flow, the guide plates extend to the end of the tube bundle are almost in contact and force the cross flow through congestion to flush all tubes evenly.
Execution examples are shown in the drawing.
Fig. 1 and 2 show a first Ausfüh approximately example in longitudinal and cross section; Fiy. 3 to 5 show another exemplary embodiment, namely Fig. 3 shows a cross section through the jacket, while Figs. 4 and 5 show vertical sections through the foot; 6a, 61) and 7 show a further exemplary embodiment in longitudinal section (divided) and cross section.
In the embodiment of FIGS. 1 and 2, the usual tube arrangement is retained. The tubes 1 are rolled in a Man tel 2 between the tube sheets 3 and 4. At the top of the jacket is the oil inlet 5, at the bottom the oil outlet 6. The foot 7 is designed as a water inlet and outlet chamber. The water inlet 8 is separated from the water outlet 9 by a vertical partition 10, which is tightly connected to the tube sheet 4 below.
The chamber 11 for the water reversal at the transition from the right part of the tubes to the left part of the tubes is located above the upper tube sheet 3. The zigzag cross-flow of the oil from the oil inlet to the oil outlet is brought about by horizontal partition walls 12, which are alternately connected to the right and left of the jacket 2, the change of direction taking place in the reversing chambers 13. The water and oil flow is indicated by arrows.
The free spaces 14 and 15 are on both the side of the tube bundle between tubes bundle and jacket by baffles 16 and 17- covered, which are between two walls 12 between. The guide plates 16 and 17 are fastened in the middle to the intermediate walls, while their end edges rest resiliently against the inner wall of the jacket.
The baffles are shaped so that they can. adapt to the outer circumference of the tube bundle, but on the inlet side of the oil, as it were, form an inlet 18, 19 through which the oil is conducted on both sides over the entire width of the tube bundle, so that the outermost tubes on the side of the heat exchange participate. After the outflow end, the cross-flow of the oil is backed up to a certain extent by the guide plates 16 and 17, which are here almost adjacent to the circumference of the tube bundle, towards the center of the tube bundle 111, whereby an even flow through the entire tube system is ensured without a free lateral flow is possible.
The cross section of the reversal spaces 13 remains unchanged. In Fig. 2) the baffles for a height division are shown, in which the oil passage follows from the left. In the adjacent height division, the baffles are positioned the other way around than shown, that is to say in such a way that the entry locks 18 and 19 are on the right, while the plates on the left lie against the circumference of the tube bundle.
In the embodiment according to Fig. 3, the number of tubes to improve the efficiency is reduced, so that the tube bundle occupies a rectangular cross-section space, so it does not stretch laterally to the cylindrical jacket. A row of tubes 20 is arranged in the center line 21 of the apparatus. In addition to reducing the number of tubes, this arrangement of the tubes has the advantage that the lateral guide and cover plates 16 and 17 can be the same for all height compartments.
In this case, the sheets are designed to be well-shaped to match the last rows of tubes on the sides, and are arranged at such a distance that an oil flow in the spaces between the baffles and the last rows of tubes still has a heat exchange effect with the last rows of tubes. The guide plates 16 and 17 are inserted between two horizontal partition walls 12 and connected to them by spot welding. The ends 22 remain free, however, so that they rest resiliently against the outer jacket 2 with their end edges for the purpose of a good closure.
In the foot 7 with water inlet 8 and water outlet 9, a vertical partition wall is provided, which consists of a bus bar 25 with an upper slot 26. In this slot a plate 27 is set, which is formed wellenför mig in the upper part 28, in such a way that the waves adapt to the hole circumferences of the middle row of tubes 20 (Fig. 3), so that from this middle row of tubes 20 from alternately one tube each into the entry chamber 8 and one into the exit chamber 9 opens. A spring wire 29, suitably bent in a wave-like shape, inserted into the slot 26 under the sheet 27, 28, presses the sheet firmly against the tube sheet 4.
However, the sheet can also be firmly attached to the bus-iron web 25 by means of iron cement in such a position that it lies flat and tightly against the tube sheet.
In the embodiments described so far, the main advantage is that the guide plates 16, 17 seal against the inner wall of the outer shell due to their arrangement and resilience along straight edges, even if this shell is not turned off and processed inside, as well the advantage that the intermediate walls 12 at the edges of the corrugated shape of the guide plates are not adapted to who need the, because the guide plates do not go through. With this arrangement, however, it is still necessary to adapt the ganten of the intermediate walls in the circular shape exactly to the inner wall of the outer jacket so that no axial flow can take place from one cross-flow chamber to the adjacent one on the outer edge.
In the exemplary embodiment according to FIGS. 6a, 6b and 7, this disadvantage is avoided. The device shown here, intended as a pan vapor condenser for breweries. is, be available from a system of parallel longitudinal tubes 1, which are used in front floors 2 and 3. On the tubes 1, the Blechplat th 4 are placed at regular intervals as partitions, which are cut off alternately at the top and bottom, so that the chambers for the cross flow of the coolant arise in a zigzag path.
Since Lich these cross-flow chambers 5 are covered by baffles 6, which extend vertically in front of the case, where they rest with their front and rear edges on the sheet metal plates 4 and are attached in the middle of the plates 4, so that the top and bottom Feather ends 7 of these baffles outwards. Transversely to the baffles 6, in the present case above and below, are used in the reversal chambers R from cover plates 9, which create with their front and rear edges against the plates 4, while the straight sides edge 10 against the in their area lie the lateral baffle ends 7 press resiliently.
On the outside, these cover plates 9 are provided with a welded-on rib 11 running in the longitudinal direction from the front to the rear. If this system of tubes 1 with intermediate plates 4, lateral baffles 6 and transverse cover plates 9 are pulled together by means of continuous screw bolts 12, it forms a unified body that can be inserted into the jacket 13 of the device, which with the and outlet ports 14 and 15 are provided for the coolant.
On the tube sheets 2 and 3, the front chambers are BEZW. Lid and hoods 16 and 17 connected for introduction and removal of the pan vapor to be condensed. When introducing the tube system into the jacket 13 who the Ahdeckbleche 9 so far resiliently compressed that the ends 1 0 against the baffle ends 7 apply sharply. These baffle ends 7 in turn lie tightly against the inner wall of the jacket 13.
A system of flow chambers that are sufficiently sealed off from one another is thus created without the presence of machining surfaces or edges other than straight-line planar ones. You can use a raw cast or raw machined pipe ver in this case as a jacket for the apparatus by the actual jacket of the system is now formed by the resilient metal sheets that rest against each other with flat edges.
In addition, the partitions at the edge do not need to experience an exactly circular processing, since it no longer depends on the width of the distance between the edges of the inner wall of the shell. The entire inner system of the tubes, partition walls, guide and cover plates can be put together and screwed together as a single body before being introduced into the jacket, so that it can then be pushed into the jacket as a whole, with the parts being mutually resilient and sealing, namely along flat edges, which are easy to clean.