Wärmeaustausehvorriehtung mit in Böden eingesetzten Rohren. Die Erfindung betrifft eine Wärmea.us- tauschvorrichtung (Kühler, Dampfkessel und dergleichen) derjenigen Art, bei der Rohre in mindestens einen Boden eingesetzt sind. Bisher wurden bei zwei Böden beide Enden der Rohre mit Gewinde versehen und in die Rohrböden eingeschraubt,. wenn die Rohre beispielsweise bei Dampfkesseln als Anker rohre dienen sollten, sonst aber wurden glatte Rohre in glatte Bohrungen der Böden ein gewalzt.
Bei Kondensatoren war es bislang üblich, stopfbüchsenartige Dichtungen und Liderun- gen wenigstens an einer Seite anzuwenden.
Vorliegende Erfindung betrifft. eine Wärmeaustauschvorrichtung mit. in Böden eingesetzten Rohren, wobei jedes der Rohre am Ende kegelförmig nach innen eingezogen und von einer Schraubenmutter im Boden ge halten ist, wobei das Rohrende in einer Ring nut der Schraubenmutter liegt, deren innere Begrenzungswand derart ausgeweitet ist, dass sie das kegelförmige Ende des Rohres hinter greift.
Die Zeichnung zeigt mehrere Ausführungs beispiele, und es ist: Fig. 1 ein Rohr im Querschnitte, wozu Fig. 2 eine Schraubenmutter im Zustande vor dem Montieren darstellt; Fig. 3 zeigt ein im Rohrboden montiertes Rohr, wobei die Schraubenmatter gegenüber derjenigen nach Fig. 2 eine Ab-,veichung auf weist;
die Fig. 4 und 5 zeigen eine Schrauben- mutter mit in derselben angeordneten Drall stäben in Schnitt und Draufsicht, und Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungs beispiel im Schnitte.
Nach dem ersten Ausführungsbeispiel (F'ig. 1 und 2) ist 1 ein Rohr. dessen auf der Zeichnung ersichtliches Ende 6 zugeschärft und kegelförmig nach innen eingezo0exi ist. 2 ist eine Schraubenmutter, welche ring förmig ausgestaltet ist. Die Schraubenmutter besitzt eine Ringnut 4, deren äussere \Van- dung der Aussenseite des konischen Endes des Rohres entspricht und deren innere Be grenzungswand 3 soweit, ist, dass die Schrau benmutter 2 mit der Nut über das. konische Rohrende geschoben werden kann.
Die Mut ter 2 ist mit schwach konischem Aussen gewinde 9 versehen und mit dem Gewinde 9 so -weit in einen Rohrboden 11 (Fig. 3) ein geschraubt, dass sie gegen das konische Ende 6 des Rohres 1 anzuliegen kommt. Das Rohr 1 ragt durch eine (>ffnung des Rohrbodens 1', die ein dem Gewinde 9 entsprechendes Ge winde aufweist.
Nun wird die Begrenzungs wand ; der Rin-,mit 4 auf das konische Ende 6 niedergewalzt, al=o ausgeweitet, so dass sie das komische Ende hintergreift. Auf diese \Veise ist das Rohr 1 in .dem Rohrboden 11 völlig dicht und dauerhaft befestigt. Der in das Rohr eingewalzte Teil der Sührauben- mutter ist ein vollwertiger Ersatz der bei Dampfkesseln üblichen Brandringe.
Beim Ausführungsbeispiel nach der Fig. 3 sind an der einen Stirnseite der Schrauben mutter Schlitze 5 vorgesehen, für den Ein griff eines Steeksehlüssels mit entsprechen den Nasen.
, Durch die beschriebene Rohrbefestigung ist eine Verengung und daran anschliessend eine konische Erweiterung des Durchgangs querschnittes gebildet, wodurch für den Durcho,ang des die Wärm.eaustauschvorrich- tung durchströmenden Mediums zum Beispiel von Heizgasen, bei richtiger Gestaltung die Wirkung Lavalscher Expansionsdüsen erzielt wird.
Das hat eine erhöhte Durehfluss- geschwindigheit der Heizgase durch die Rohre zur Folge und damit eine Verbesserung des Wirkungsgrade, im Wärmeaustausch, durch die der etwaige Nachteil einer Verengung .des Rohres durch den innern Ring aufgehoben wird.
Die Anwendung der Schlitze 5 (Fig. 3) kommt hauptsächlich daniz in Frage, wenn die Teilung der Rohrböden so eng ist, dass sechshantige Schraubenmuttern und Auf steckschlüssel nicht angewendet werden kön nen.
In, den Schlitzen 5 für den Schlüssel können, wie die Fig. 4 und 5 zeigen, schrau benförmig verdrehte. Drallflügel 7 einge klemmt sein, die eine Drehbewegung in dem die Rohre durchströmenden Medium erzeu gen, was w=iederum zur Verbesserung des Wärmeaustausches beiträgt, unter gleichzeiti ger Aufhebung der Nachteile der Schlitze (Wirbelbildung).
Bei Kühlern und Wasserrohrkesseln kann man durch entsprechende Bemessung der Bohrung der Schraubenmuttern in den ein zelnen Rohrlagen die Durchflussinenge de Wassers in den verschiedenen Rohrlagen ge setzmässig nach den im Innern des Kühler herrschenden Temperaturen abstufen, eine Wirkung, die man bisher durch besonders eingesetzte durchbohrte Stopfen verschiedener Weite anstrebte.
Etwaigen Längsdehnungen der Rohre bei Wärmeaustauschvorriclitungen mit zwischen zwei Rohrböden angeordneten Rohren trügt man dadurch Rechnung, dass die obern Rohr bündel nach oben, die untern nach unten durchgebogen werden; das Einbringen dei, gebogenen Rohre macht bei den weiten Bob rungen der Rohrwand für die Anbringung der Schraubenmuttern keine Schwierigkeiten.
Selbstverständlich kann die Erfinclun auch bei einseitig eingespannten Rohren Ver wendung finden, beispielsweise bei F'ieldrohr- kesseln und Taschenkühlern für chemische Reaktionsgefässe. Eine solche Ausführung zeigt die Fig. 6, bei welcher 8 ein nur ein seitig offenes Rohr ist.
Heat exchange device with tubes inserted in floors. The invention relates to a heat exchange device (cooler, steam boiler and the like) of the type in which pipes are inserted into at least one base. So far, both ends of the tubes were threaded and screwed into the tube sheets for two floors. if the pipes were to serve as anchor pipes in steam boilers, for example, but otherwise smooth pipes were rolled into smooth holes in the floors.
In the case of capacitors, it has hitherto been customary to use stuffing box-like seals and lids on at least one side.
The present invention relates. a heat exchange device with. Pipes used in soils, each of the pipes being conically drawn inwards at the end and held by a screw nut in the soil, the pipe end being in an annular groove of the screw nut, the inner boundary wall of which is widened to the conical end of the pipe behind.
The drawing shows several exemplary embodiments, and it is: FIG. 1 a pipe in cross section, for which FIG. 2 shows a screw nut in the state before assembly; FIG. 3 shows a tube mounted in the tube sheet, the screw mat having a deviation from that of FIG. 2;
4 and 5 show a screw nut with twist rods arranged in the same in section and top view, and FIG. 6 shows a further embodiment example in section.
According to the first exemplary embodiment (FIGS. 1 and 2), 1 is a tube. whose end 6 shown in the drawing is sharpened and tapered inwardly. 2 is a screw nut which is designed in a ring shape. The screw nut has an annular groove 4, the outer turn of which corresponds to the outside of the conical end of the pipe and the inner boundary wall 3 of which is so far that the screw nut 2 with the groove can be pushed over the conical end of the pipe.
The courage ter 2 is provided with a slightly conical external thread 9 and screwed with the thread 9 so far into a tube sheet 11 (Fig. 3) that it comes to rest against the conical end 6 of the tube 1. The tube 1 protrudes through an (> opening of the tube sheet 1 ', which has a thread 9 corresponding to the thread.
Now the boundary wall is; the Rin-, rolled down with 4 on the conical end 6, al = o expanded so that it engages behind the strange end. In this way, the tube 1 is fastened in the tube sheet 11 in a completely tight and permanent manner. The part of the screw nut that is rolled into the pipe is a full replacement for the fire rings common in steam boilers.
In the embodiment of FIG. 3 nut slots 5 are provided on one end face of the screw, for a handle of a Steeksehlenkels with correspond to the noses.
The pipe fastening described creates a constriction and then a conical widening of the passage cross-section, whereby the effect of Laval expansion nozzles is achieved for the passage of the medium flowing through the heat exchange device, for example heating gases, if designed correctly.
This results in an increased flow rate of the hot gases through the tubes and thus an improvement in the efficiency in heat exchange, which eliminates the possible disadvantage of a narrowing of the tube through the inner ring.
The use of the slots 5 (Fig. 3) is mainly possible when the pitch of the tube sheets is so narrow that hexagonal nuts and socket wrenches cannot be used.
In, the slots 5 for the key can, as FIGS. 4 and 5 show, twisted helically beniform. Swirl vanes 7 be clamped in, which generate a rotary movement in the medium flowing through the tubes, which in turn contributes to improving the heat exchange, while at the same time eliminating the disadvantages of the slots (vortex formation).
In the case of coolers and water-tube boilers, by appropriately dimensioning the bore of the screw nuts in the individual pipe layers, the flow rate de water in the various pipe layers can be graded according to the temperatures inside the cooler, an effect that has hitherto been achieved through different types of specially used perforated plugs Aspired to expanse
Any longitudinal expansions of the tubes in heat exchange devices with tubes arranged between two tube sheets are taken into account in that the upper tube bundles are bent upwards, the lower ones downwards; the introduction of the bent pipes makes no difficulties with the wide Bob stanchions of the pipe wall for attaching the nuts.
Of course, the invention can also be used with tubes clamped on one side, for example with field tube boilers and pocket coolers for chemical reaction vessels. Such an embodiment is shown in FIG. 6, in which 8 is a tube that is only open on one side.