Wärmeaustauschrohr. Die Erfindung bezieht sich auf ein mit oberflächenvergrössernden Elementen verse- henes metallenes .Wärmeaustauschrohr. Solche Wärmeaustauschrohre finden zum Beispiel in Rauchgaskanälen von Dampferzeugungsanla- gen und dergleichen Verwendung.
Für Kessel sind Wärmeaustauschrohre, in deren Innern das Kesselwasser stmömt, vor geschlagen worden, die mit stabförmigen, nach entgegengesetzten Richtungen diametral vorstehenden Elementen besetzt sind.
Bei der Entwicklung dieses Typs von Wärmeaustauschrohren führte das Problem der Befestigung der erwähnten Elemente an den Rohren dazu, die stabförmigen, Elemente je für sich an den Rohren fest-zuschweissen. Die Elemente werden an den Rohren in auf den Umfang gleichmässig verteilten Längs reihen angeordnet, derart, dass sie radial ab stehen.
Ein Teil der Elemente wird dann so gebogen, @dass alle Elemente in parallelen Ebenen liegen. Für die Erreichung einer maximalen Wärmeübertragung ist es notwen dig, dass die oberflächenvergrössernden Ele mente durchwegs die gleiche Länge haben. Daraus folgt dann, dass die äussern Enden der Elemente verschiedenen Abstand von der Rohrachse erhalten.
Wenn solche Rohre Seite an Seite mit ihren ,Achsen .in einer gemein samen Ebene derart angeordnet sind, dass die Elemente jedes Rohres parallel und gegen: die Elemente, eines benachbarten Rohres gerich tet sind, dann ist der Zwischenraum zwischen den Enden der Elemente benachbarter Röhre nicht gleichförmig.
Die Erfindung bezweckt, Wärmeaustausch rohre mit oberflächenvergrössernden Elemen ten so auszubilden, dass sie in einer gemein samen Ebene quer zur Strömungsrichtiuigdes Gases angeordnet werden.
können,, und zwar derart, dass,diegeraden Teile jedes einzelnen oberflächenvergrössernden Elementes eines Rohres in Flucht mit den entsprechenden Teilender Elemente eines benachbarten Roh res liegen und dass gleichzeitig der Zwischen raum zwischen den Enden der Elemente be nachbarter Rohre gleichförmig gehalten wer den kann,. ' Dieses Ziel wird beim erfindungsgemässen Wärmeaustauschrohr dadurch erreicht,
dass die oberfläehenvergrösserndjen Elemente als in Reihen angeordnete, aus Metalldraht ge bogene; Wähnliche -Schleifen ausgebildet sind, deren Schenkel mit dem Rohr,wärmeleitend vereinigt sind, und zwar einerseits je an der Verbindungsstelle zweier innern Schenkel und anderseits je an den innern Enden. der äussern Schenkel.
Trotzdem die innern Schenkel kür zer sind als die äussern, ergibt sich für die einzelnen Elemente die gleiche Länge des Wärmeleitweges, weil die äussern Enden der Schenkel von ungleicher Länge paarweise miteinander verbunden sind.
Zweckmässig werden die oberflö,chenver- grösseruden Elemente für jedes Rohr aus Draht vor der Vereinigung mit,dem Rohr vor- geformt, um die Vereinigung mit dem Rohr und die Befestigung an demselben zu erleich tern.
Die Zeichnung veranschaulicht Ausfüh rungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes. Es zeigen: Fig.1 den Querschnitt durch den Rauch gaskanal eines Dampfkessels mit Reihen von Wärmeaustauschrohren der erfindungs gemässen Ausführung, Fig. 2 eine schaubildliche Därstellung eines der in Fig. 1 gezeigten Rohre vergrössert, Fig.3 den Grundriss zu Fig. 2',
Fig. 4 die schaubildliehe Darstellung einer andern Ausführungsform, Fig. 5 ,dien Querschnitt durch ein Rohr mit einer andern Ausführung der oberflächen vergrössernden Elemente, Fig. 6 den Grundriss zu Fig. 5, Fig. 7 die Seitenansicht eines Rohres nach Fig. 6. .
In sämtlichen! Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen. Mit 5 ist -das - Wärmeaustauschröhr als Ganzes be zeichnet, das zusammengesetzt ist aus einem Metallrohr 6 und den oberflächenvergrössern den Elementen 7. Solche Wärineaustausch- rohre sind in den Gaskanal 8 derart einge baut, -dass ein Wärmeaustausch zwischen den heissen, durch den Kanal strömenden Ver brennungsgasen und dem durch die Rohre strömenden Kesselwasser stattfindet.
Zur Verwirklichung des Ziels sind die oberflächenvergrössernden Elemente gebildet durch Drahtstücke von entsprechend hoher Wärmeleitfähigkeit, beispielsweise aus Kupfer. Diese Drahtstücke sind so gebogen, da.ss sich auf zwei gegenüberliegenden Seiten eines Rohres Reihen von W-förmigen oder Schleifen 9 ergeben.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis- 4 besitzt. jede W-förmige Schleife ein Paar von äussern Schenkeln 10 und ein Paar von innern Schenkeln 11.
Die äussern Schenkel 10 und die innern Schenkel 11 sind durch innere bzw. äussere Bögen 12, bzw. 13 miteinander verbunden. Die Schenkel einer jeden W-för- migen Schleife sind parallel zueinander, in gleichem Abstand voneinander und in einer gemeinsamen Ebene angebracht, die senkrecht zur Rohrachse steht. Der Abstand zwischen den äussern Schenkeln ist vorzugsweise etwas kleiner als der äussere Durchmesser des Roh res, so dass -die Schenkel dicht an dem Rohr anliegen.
Die die Verbindung der innern Schenkel herstellenden, innern Bögen 12. liegen an der Aussenoberfläche des Rohres an. Bei derartiger Anordnung sind die äussern Bögen 13 in glei chem Abstand von einer Ebene, die durch die Rohrachse geht und senkrecht ist zur Mittellinie der W-förmigen Schleife. Beider Ausführungsform nach den F'ig.1 bis 3 sind sämtliche W-förmigen Schleifen 9 auf einer Rohrseite durch ein einziges Draht stück von entsprechender Länge gebildet.
Be nachbarte- W-förmige Schleifen sind durch Bögen 14 j -verbunden. Diese Bögen. liegen aussen auf dem Mantel des Rohres abwech selnd auf -entgegengesetzten .Seiten auf. Die sich ergebende Reihe von miteinander ver bundenen W-förmigen Schleifen, die natürlich vorgeformt sein können, lässt sich leicht und schnell als Einheit an dem Rohr befestigen. Die Reihe W-förmiger Schleifen auf der ent gegengesetzten Rohrseite ist. in der gleichen Weise ausgeführt und an dem Rohr ange bracht.
Beachtung verdient der Umstand, dass die beiden Reihen so zueinander liegen, dass die an dem Rohr befestigten Verbindungs- bögen 14 der einen Reihe in den Zwischen räumen --wischenden entsprechenden Verbin dungsbögen der andern Reihe liegen (siehe Fig. 3).
Durch diese Anordnung wird es er möglicht, die Reihen von Schleifen mittels Widierstundsschweissalng mit einer Schweiss maschine zu befestigen, bei welcher die Elek troden Sätze von Rädern sind, zwischen -denen sich das Rohr mit den Schleifenreihen bewegt, wobei ein Radsatz die Bögen 14 an gegen- überliegenden Rohrseiten festschweisst, wäh rend :
ein anderer 'Satz sich längs der Mittel ebene der Reihen von W-förmigen Schleifen bewegt, um die innern Bögen 12 an,dem Rohr festzuschweissen. Bei der Ausführungsform der Fig.4 ist jedes Paar von auf gegenüberliegenden Rohr seiten angeordneten W-förmigen .Schleifen aus einem einzigen Drahtstück unabhängig von dem benachbarten Paar von VV-förmigen Schleifen ausgeführt,. In diesem Falle sind die einzelnen Paare W-förmiger Schleifen mit dem Rohr in geeignetem Abstand. vereinigt..
Bei der Ausführungsform der Erfindung nach den Fig. 5 bis 7, bei der die W-för- migen Schleifen auf beiden Seiten des Rohres aus ein und demselben Drahtstück bestehen, sind: benachbarte Paare W-förmiger Schleifen an der einen Seite des Rohres durch Draht teile 15 verbunden (siehe Fig. 7), die schräg zu dem Rohr liegen.
In allen Ausführungsbeispielen ist, wie ersichtlich, die wirkliche Länge der äussern Schenkel 10 einer W-förmigen Schleife grö sser als .die Länge der benachbarten in- nern Schenkel 11 derselben Schleife. Diese Tatsache spielt aber keine Rolle; da der heisseste Punkt: des die beiden genannten Schenkel 10 und 11 bildenden Drahtstückes auf der Mitte desselben liegt: Die Längen der beiden Wärmeleitwege längs der beiden Schenkel 10 und 11 von diesem Punkt bis zur Rohrwand werden dadurch gleich.
Die Angleichung der Länge der Wärmeleitwege gibt die Möglichkeit, benachbarte Rohre in ge meinsamer Ebene und die oberflächenver grössernden Elemente benachbarter Rohre achsgleich zueinander anzuordnen, wodurch der eingangs erwähnte Nachteil, der sieh bei Verwendung von einzelnen stabförmigen, oberflächenvergrössernden Elementen ergibt, vermieden wird.
Des weiteren wird der Vorteil erzielt, dass sich die Zahl der Schweissverbindungen, die erforderlich sind, um .die oberflächenver- grössernden Elemente an den Rohren zu be- festigen, verringert.
Bei allen Beispielen sind zwei Schleifen- reihen: vorgesehen, wobei die Schleifen paar weise so angeordnet. sind, dass .eine Schleife einer Reihe in derselben Ebene wie eine Schleife der andern Reihe liegt.