<B>Röhren-</B> VY ärmeaustauseher. Die Erfindung betrifft einen Wärmeaus- tauscher vom Röhrentypus, d. h. von der Art, bei welcher ein Wärmeaustausch zwischen zwei Fluida von verschiedenen Temperaturen durch Wandungen von Röhren hindurch stattfindet, durch bzw. um welche Röhren die Fluida strömen.
Der erfindungsgemässe Wärmeaustauscher ermöglicht einen thermischen Wirkungsgrad, der sich mit demjenigen von bekannten Wärmeaustauschern vergleichen lässt, und gleichzeitig Einfachheit der Anordnung und der konstruktiven Ausführung, insbesondere was Vorsorge für thermische Expansion und Kontraktion und leichte Demontage anbe trifft.
Im allgemeinen wird ein Parallelstrom- oder Gegenstrom - Wärmeaustauscher einen viel höheren thermischen Wirkungsgrad erge ben als ein Wärmeaustauscher vom Quer stromtypus; aber die erstgenannten Typen sind meistens nicht von so einfacher Bauart, verbunden mit leichter Demontagemöglich keit, wie der Querstromtypus. Ferner können bei der üblichen Bauart mit geraden Röhren in Verbindung mit seitlichem Eintritt und Austritt für die Strömung des zweiten Flui dums stagnierende Zonen an den Enden vor handen sein, an welchen die Röhren durch das zweite Fluidum nicht so wirksam bespült wer den wie an andern Stellen; man nennt dies den Endeffekt .
Die Erfindung ermöglicht eine verhältnis mässig kompakte Konstruktion, wenn die Ver- wendung von Röhren von relativ kleinem Durchmesser beabsichtigt ist.
Der erfindungsgemässe Röhren-Wärmeaus- tauscher ist gekennzeichnet durch Bündel von Röhren, welche wenigstens annähernd die selbe Gesamtlänge besitzen und an zwei Stel len abgebogen sind, um mittlere Teile von wenigstens annähernd .derselben Länge und je zwei Schenkelteile zu bilden, wobei die Schenkelteile der Gruppen beider Rohrenden je in einer Ebene unter gleichem Winkel zu den Mittelteilen, aber in entgegengesetzter Richtung verlaufen, und die von solcher Länge sind, dass die Endender beiden Schen kelteile der Röhren aller Bündel in je einer zu den Mittelteilen parallelen Ebene liegen, so dass ein Zusammenfügen .der einzelnen Bündel von nebeneinander liegenden Rohren ermöglicht ist,
ferner gekennzeichnet durch ein die Bündel umschliessendes Gehäuse, wel ches seitlich ein Einlass- und ein Auslass-Sam- melstück aufweist, welche Stücke mit den freien Enden der gebogenen Schenkelteile in Verbindung stehen, und wobei das Einlass- und das Auslasssammelstück für den ausser halb der Röhren verlaufenden Flüssigkeits strom an entgegengesetzten Enden des Ge häuses sich befinden, um einen Längsstrom in bezug auf den Mittelteil der Röhren und einen Querstrom in bezug auf die abgeboge nen Schenkelteile der Röhren zu erzeugen.
Es kann also ein gerader, durchgehender Flüssigkeitsstrom ausserhalb der Röhren flie ssen ohne Erzeugung einer Starzone.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungs gegenstandes ist auf beiliegender Zeichnung dargestellt, in welcher Fig. 1 schematisch eine perspektivische Ansicht eines Wärmeaustauschers ist, welche eine Anordnung der Rohrbündel zeigt.
Fig. 2 ist eine perspektivische Ansieht einer andern Anordnung eines Rohrbündels. Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht eines Rohrdistanzierungsstückes.
Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform der miteinander im Eingriff befindlichen Blöcke der Rohrbündel.
In Fig. 1 weist ein Gehäuse 1 einen recht eckigen Kanal mit Einlasssammelstück 2 und Auslasssammelstück 3 an dessen entgegen gesetzten Enden für die Durchströmung des einen der Fluida auf.
Das andere Fluidum strömt durch Röh ren 4, welche so angeordnet sind, da.ss sie im allgemeinen den Anforderungen eines Parallelstrom- oder Gegenstrom-Wärmea-Lis- tausahers, je nach der Strömungsrichtung in den Röhren und in dem rechteckigen Gehäuse 1 entspricht.
Die Enden der Röhren 4 sind quer mir Strömungsrichtung des erstgenannten Flui dums im Gehäuse 1 gegen ihre Eintritts- bzw. Austrittssammelstücke 5 bzw. 6 gerichtet.
Die Röhren 4, :die wenigstens annähernd die gleiche Gesamtlänge besitzen, sind an zwei Stellen abgebogen, um mittlere Teile, von we nigstens annähernd derselben Länge, und je zwei Schenkelteile zu bilden, wobei .die Schen kelteile der Gruppen beider Rohrenden je in einer Ebene mater rechtem Winkel in bezug auf die Mittelteile und in entgegengesetzter Richtung verlaufen, und ihrer thermischen Expansion ist somit in einer einfachen und wirksamen Weise Rechnung getragen.
Es ist so möglich, geradlinigen Durchfluss durch das Gehäuse 1 zri haben und trotzdem zu sichern, dass die ganze Oberfläche der Röhren von dem erstgenannten Fluidum bespült wird, wodurch stagnierende Zonen vermieden wer den, wie solche in Abwesenheit von speziellen Schikanen sich um die Enden der Röhren bei der gebräuchlichen Anordnung von geraden Röhren in Verbindung mit seitlichem Eintritt und Austritt für das andere Fluidum, sich meistens ergeben.
Um die Notwendigkeit der innern Reini gung der Röhren zu vermeiden, ist zweckmä ssig vorgesehen, dass das heissere Fluidum auf dem Fluidumsweg ausserhalb der Röhren strömt, wobei angenommen ist, dass das hei ssere Fluidum dasjenige ist, welches Nieder schläge auf den Röhren erzeugt, so da.ss nur äussere Reinigung der Röhren erforderlich ist.
Die abgebogenen Röhren 4 sind in fla chen Bündeln 7 angeordnet, welche aus irgend einer Zahl von Röhren, die im we sentlichen in der gleichen Ebene liegen, be stehen. Die übereinander liegenden Bündel können, quer zur Richtung des ausserhalb der Röhren fliessenden Stromes, versetzt. sein. Fig. 1 zeigt ein Bündel 7 von Röhren, welche in Form und Grösse alle identisch sind. Diese weisen relativ zueinander gleich lange Schen kelteile auf, deren Enden in Haltestäben 8 und 9 gelagert sind, welche Stäbe quer zur Richtung des ausserhalb der Röhren flie ssenden Flüssigkeitsstromes liegen und durch Winkeleisen 10 zusammengehalten sind.
Fig. 2 zeigt ein Bündel 7, bei welchem die Röhren 4 auf andere Art angeordnet sind, d. h. Röhren von identischer Länge, deren quer gerichtete Schenkelteile jedoch an Länge von einem Minimum zu einem Maximum zu nehmen. Die Enden der Schenkelteile sind in Haltestäben 8 und 9 gelagert, welche Halte stäbe in dieser Ausführung parallel zur Richtung des ausserhalb der Röhren flie ssenden Flüssigkeitsstromes liegen. Jedes Bün del 7 von abgebogenen Röhren 4 ist mit den Haltestäben 8 und 9 versehen, welche Ein- bzw. Ausla.ss-Verteilerblöeke bilden.
Eine An zahl von Bündeln 7 sind im Wärmeaustau- scher entsprechend den Bedürfnissen dessel ben angeordnet. Wie in den Fig. 1 und 2 leicht ersichtlich, sind die beiden Schenkel teile der Rohre 4 aller Bündel 7 von solcher Länge, dass ihre freien Enden in je einer zu den Mittelteilen der Rohre parallelen und zu den Schenkelteilen senkrechten Ebene lie gen, so dass ein Zusammenfügen der einzel nen Bündel von nebeneinander liegenden Roh ren ermöglicht ist. Die Haltestäbe 8 und 9 sind mit im Ge häuse 1 fixierten Elementen 10 verbunden. Die Elemente 10 können Stücke von Winkel eisen sein, die Löcher für Schrauben zum Be festigen der Haltestäbe 8 und 9 aufweisen.
Die Haltestäbe 8 und 9 können mit flachen und glatten Seiten versehen sein zur gasdich ten Verbindung mit benachbarten Stäben, unter Einschaltung von Packungen oder ohne solche, oder die Stäbe 8 bz-#v. 9 können auch ineinandergreifen, z. B. mit Rippen 11 und Nuten 12 wie in Fig. 4 gezeigt.
Die Befestigung der Röhren in den Halte stäben 8 und 9 kann auf irgendeine der be kannten Arten erfolgen, z. B. kann jeder Stab 8 iuuid 9 aus zwei Teilen bestehen mit zusammenpassenden halbkreisförmigen Aus sparungen zum Fassen der Röhren beim Zu sammenbau der beiden Hälften. Die Stäbe 8 und 9 können aus gesinterten Metallpulvern hergestellt sein.
Trennelemente 13, wie in Fig. 3 gezeigt, können zwischen den Rohrbündeln 7 oder zwischen benachbarten Röhren 4 vorgesehen sein, um ihren Abstand zu sichern und Durchhängen zu vermeiden. Jedes der Trenn elemente 13 ist durch einen Streifen von federndem Material gebildet, der in seiner Längsachse gekrümmt oder gebogen und quer zur Längsachse gewellt ist, wobei der ge krümmte Teil den Raum zwischen benach barten Bündeln 7 oder benachbarten Röhren 4 ganz ausfüllt und der Abstand der Wellen dem Abstand der Röhren 4 entspricht, so dass der mittlere Teil einer Welle eine Röhre auf nimmt und die Enden einer benachbarten Welle eine benachbarte Röhre.
Die Bauart des vorbeschriebenen Wärme. austauschers ist von besonderer Bedeutung in den Fällen, in welchen eine kompakte Kon struktion gewünscht wird, wie z. B. im Flug zeugbau. Sie ist auch besonders nützlich bei Verwendung von Röhren mit sehr kleinem Durchmesser.