DE1020655B

DE1020655B - Waermetauscher mit leicht loesbar in Rohrplatten gelagerten Rohren

Info

Publication number: DE1020655B
Application number: DEH14609A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1951-11-30
Filing date: 1952-11-29
Publication date: 1957-12-12

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmetauscher mit Rohrwerk, und zwar insbesondere auf die Art der Befestigung der Rohre des Wärmetauschers an den Rohrplatten. Bekanntlich ist bei einem Röhren-Wärmetauscher ein Bündel von Rohren, die im Innern von einem der Wärmeträger durchströmt sind, zwischen zwei sogenannten »Rohrplatten« angebracht, zwischen denen der andere Wärmeträger umläuft, der im Austausch mit dem ersten Wärmeträger steht. Die Befestigung der Rohre des Wärmetauschers an den Rohrplatten wird im allgemeinen durch Einwalzen bzw. Umbördeln bewerkstelligt. Diese Arbeitsweise ist sehr langwierig und kostspielig.

Es sind auch bereits Wärmetauscher bekannt, bei denen die Rohre lösbar an den eingangs- und ausgangsseitigen Rohrplatten befestigt sind.

Um den Eintritt der Strömung in das Rohrinnere bei derartig lösbar angebrachten Rohren zu erleichtern, ist bekannt, konische oder in ähnlicher Weise sich erweiternde Paßstücke auf der Eingangsseite der Rohre vorzusehen, deren Außenumriß sich dem der benachbarten Paßstücke so anpaßt, daß vor der Rohrplatte eine kontinuierliche Oberfläche gebildet wird. Auf diese Weise wird die Strömung des Wärmeträgers beim Eintritt in die Rohre verbessert.

Es ist andererseits auch schon vorgeschlagen worden, innerhalb der Rohre an deren Eintrittsenden Wirbelerzeuger in Form schraubenförmiger Streifen anzubringen; derartige Vorrichtungen haben jedoch den Nachteil, daß sie den Rohrquerschnitt beeinträchtigen und vor allem eine Reinigung der Rohre beispielsweise durch Luft- oder Sandstrahlen ohne vorherigen Ausbau der Wirbelerzeuger unmöglich machen.

Nach der Erfindung wird am Eintrittsende eines Rohres jeweils ein konisches Paßstück vorgesehen, dessen Innenwandung mit schraubenförmig verlaufenden Rippen ausgestattet ist, die am Eintrittsquerschnitt des Rohres enden. Eine solche erfindungsgemäße Ausbildung des Paßstücks ermöglicht es, der eintretenden Strömung eine kreisförmige Bewegungskomponente mitzuteilen, ohne daß der lichte Querschnitt der Rohre praktisch beeinträchtigt wird, so daß die Rohre jederzeit ohne Vornahme einer Änderung leicht gereinigt werden können. Weiter kann die erfindungsgemäße Ausbildung des Paßstückes vorzugsweise in Verbindung mit einem als Venturirohr ausgebildeten Rohreinlauf des konischen Paßstücks erfolgen, wodurch erreicht wird, daß die festen Teilchen, die sich gegebenenfalls in der Strömung befinden, nach der Rohrachse zu abgelenkt werden, so daß die Innenwandungen der Wärmetauscherrohre nicht mit den festen Teilchen in Berührung kommen, Wärmetauscher mit leicht lösbar
in Rohrplatten gelagerten Rohren

Anmelder:

Andre Huet, Paris

Vertreter: Dr. W. Schalk und Dipl.-Ing. P. Wirth,
ίο Patentanwälte,

Frankfurt/M., Große Eschenheimer Str. 39

Beanspruchte Priorität:

Frankreich, vom 30. November 1951, 7. April

und 28. April 1952

wodurch Erosionen oder Ablagerungen vermieden werden.

An Hand der Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele zur Erläuterung der Erfindung beschrieben, und zwar zeigt

Fig. 1 im Schnitt die beiden Rohrenden in Verbindung mit den Rohrplatten im Falle einer Anbringung durch Bajonettverschluß,

Fig. 2 einen Schnitt durch das nach Fig. 2 verwendete kelchförmige Paßstück,

Fig. 3 eine Endansicht des kelchförmigen Paßstücks von der Seite her gesehen, von der das Rohr eingeführt wird, und

Fig. 4 in größerem Maßstab einen Schnitt durch das kelchförmige Paßstück in einer Gestaltung als Venturirohr.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel besitzen die Rohrplatten α und b des Wärmetauschers eine Reihe von kreisförmigen Öffnungen mit einem Durchmesser, der größer als der Durchmesser der Rohre / des Wärmetauschers und an die in sie einzupassenden Rohrenden g bzw. Paßstücke i angepaßt ist. Diese Öffnungen c und d können z. B. durch Ausstanzen hergestellt werden.

An einer Seite sind die Enden der Rohre f derart erweitert, daß der Durchmesser der größeren Kegelstumpffläche größer als der Durchmesser der zugehörigen Öffnung c der Platte α ist. Auf der anderen Seite greift das Ende jedes der Rohre/ in einen Fußoder Sockelteil;' eines kelchförmigen Paßstücks i ein. Der an der Außenseite kegelstumpfförmige Teil / des

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Claims

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Paßstücks i verkeilt sich mit seiner Außenfläche in bare Scheibe aus Metall, zwischen den Bund η und

einer der Öffnungen d der Rohrplatte b. die Rohrplatte α eingebracht.

Der Umriß des Paßstücks i kann gemäß Fig. 3 Das andere Ende des Rohres / ist zylindrisch und

sechseckig gestaltet sein, derart, daß alle an den gleitend in das Innere des kelchförmigen Paßstücks i

Enden der Rohre angebrachten Paßstücke sich längs 5 eingeführt, und zwar unter Zwischenschaltung einer

den Seiten des. Sechseckes .aneinander anschließen metalloplastischen Scheibep, die am Ende der zylin-

und einen stetigen Verlauf der Oberfläche an der drischen Ausnehmung des Paßstücks i vorgesehen ist,

Eintrittsseite des Wärmeträgers ergeben. längs deren das Rohr gleitend eingeführt wird.

An der Innenseite der Paßstücke i sind erfindungs- In die Wandung dieser zylindrischen Ausnehmung gemäß Rippen i vorgesehen, die schraubenförmig ver- 10 sind schraubenförmige Schrägflächen m angebracht, laufen; hierdurch wird eine kreisförmige Bewegungs- und am Ende des Rohres sind zwei symmetrische komponente der Strömungsfäden des in das Innere Zapfen in¹ vorgesehen, die gemäß Fig. 3 an den der Rohre/ eintretenden Wärmeträgers herbeigeführt. Schrägflächen ni angreifen. Ein an der äußeren Ober-Diese Rippen sind so gestaltet,, daß sie weder den Zu- fläche des abgesetzten Paßstücks i vorgesehener gang zu den Rohren noch deren Reinigung im Innern i₅ Zapfen q greift derart in eine Ausnehmung der Rohrbehindern, platte b, daß eine Drehbewegung des Paßstücks i in Um die Anbringung der Rohre an den Rohrplatten der öffnung der Platte b verhindert wird und denzu bewerkstelligen, genügt es, nach Einführen eines noch die Einführung des Paßstücks i in die Rohr-Rohres f in eine Öffnung c der Rohrplatte /> das auf- platte möglich ist.

geweitete Ende g dieses Rohres in dieser Öffnung zu 20 Die in der Rohrplatte b vorgesehene öffnung zur verkeilen. Hiernach oder zugleich wird in die ent- Aufnahme des abgesetzten Paßstücks i ist vorzugsgegengesetzte Rohrplatte b das Paßstück i ein- weise kegelstumpfförmig, und zwar mit einem Kegelgestoßen, das sich in gleicher Weise mit der öff- winkel, der von demjenigen der kegelstumpfförmigen nung d der Platte b verkeilt. Außenfläche des Paßstücks / abweicht, der sich mit

Wie ersichtlich, geht diese Montage außerordent- 25 dieser Öffnung verkeilen soll.

Hch schnell und wirtschaftlich vor sich, und zwar Hiernach setzt man in die im Bund η des Rohres f zufolge der Verteilung an beiden Rohrenden. vorgesehenen Öffnungen eine Art Schlüssel r ein, der Die Aufweitungen, die auf diese Weise die Rohre das Rohr / um seine Achse zu drehen erlaubt. Die am Eintrittsende und am Austrittsende des Wärme- relative Drehbewegung des Rohres / gegen das abtauschers aufnehmen, erleichtern die Strömung des 30 gesetzte Paßstück i (das sich nicht drehen kann, weil Wärmeträgers. Dabei gewährleisten die an der Ein- es durch den Zapfen q festgehalten wird) bewirkt, daß trittsseite des Wärmeträgers gelegenen Paßstücke /' die Zapfen m¹ auf den schraubenförmigen Bahnen m die Ausrichtung der Strömung des Mediums nach den ansteigen und demzufolge einerseits das abgesetzte Eintrittsöffnungen der Rohre f hin, und gleichzeitig Paßstück i in die kegelstumpfförmige öffnung der erteilen die schraubenförmigen Rippen / dem Wärme- 35 Platte b hineinziehen und verkeilen, während andererträger eine kreisförmige Bewegung. seits der am anderen Ende des Rohres zwischen dem - Am anderen Rohrende bewirkt die kegelstumpf- Bund η und der Rohrplatte α vorgesehene Anschlußförmige Aufweitung g eine Entspannung der Aus- ring 0 gequetscht wird. Auf diese Weise wird ein strömung des Wärmeträgers, durch die die Aus- dichter Anschluß gewährleistet. Die metalloplastische strömung beschleunigt wird. 40 Scheibe p zwischen dem Ende des Rohres / und dem Der Fußteil j der Paßstücke i kann so lang be- Grund der zylindrischen Ausnehmung in dem abmessen und gegebenenfalls auch so biegsam gestaltet gesetzten Paßstück i dient zum Abdichten dieser sein, daß er die Bewegung der Rohre f bei Wärme- Stelle.

ausdehnungen zuläßt und um so mehr erleichtert, als Gemäß Fig. 4 kann die innere Eintrittsöffnung des

diese Ausdehnungen sich sonst auf die Rohrplatten 45 Wärmeträgers F in das Paßstück i die Gestalt eines

auswirken könnten. Selbstverständlich können Ab- Venturirohrs erhalten, dessen eingeschnürte Zone χ

änderungen an Einzelheiten der Ausführung der Er- einen etwas kleineren Durchmesser als der Innen-

findung vorgesehen werden. Insbesondere kann die durchmesser des Rohres / hat.

Form der gegebenenfalls an den Rohrplatten vor- Bei dieser Gestaltung mit am Paßstück i vorgesehenen Rippen als auch der Außenumriß der Ein- 50 gesehenen schraubenförmigen Rippen / werden die trittspaßstücke i Sechseckform oder eine andere Viel- festen Teilchen, die der in das Innere des Rohres / eckform haben, die sich aus der Verteilung der Rohre eintretende Wärmeträger enthalten kann, in die Richin der Rohrplatte rechtfertigt. Die Umrisse der Paß- tung der Rohrachse X-X geleitet, und zwar in das stücke? brauchen jedoch nicht aneinander anzu- Innere eines Zylinders, der durch die in strichpunkschließen, und diese Stücke könnten Kegelstümpfe 55 tierten Linien A-B, C-D angedeuteten Erzeugenden entsprechend den Rohrenden g bilden. begrenzt ist, so daß die Innenwandung des Rohres / Die Verbindung der Enden h der Rohre / in den außer Berührung mit den festen Teilchen bleibt und Fußteilen / der kelchförmigen Paßstücke i kann durch frei von Erosionen oder Ablagerungen bleibt, die den einen Bajonettverschluß erfolgen, wobei das Rohr f Wärmeübergang beeinträchtigen würden, und der Fußteil k des Paßstücks i mit Schrägflächen 60
oder Auflaufflächen m versehen werden, derart, daß
eine Drehbewegung an einem der Organe, sei es am
Rohr f oder am Paßstück i, in bezug auf das andere
eine gesperrte Verbindung der Teile im Zusammenbau ergibt. 65 1. Wärmetauscher mit leicht lösbar in Rohr-Eine Ausgestaltung dieser Anordnung ist in den platten gelagerten Rohren, die jeweils am Ein-Fig. 1 bis 3 dargestellt. Hier endet der kegelstumpf- trittsende des Rohres mit Wirbelerzeugern und förmige Teil g des Rohres f, der in die Rohrplatte α einem konischen Paßstück versehen sind, dadurch eingreift, in einem zylindrischen Bund n, und es wird gekennzeichnet, daß die Innenwandung des eine metalloplastische Scheibe 0, d. h. eine verform- 70 konischen Paßstücks (J) mit schraubenförmig ver-

laufenden Rippen (/) ausgestattet ist, die am Eintrittsquerschnitt des Rohres (/) enden.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der von dem konischen Paßstück gebildete Rohreinlauf als Venturirohr ausgebildet ist (Fig. 4).

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 854 527, 630 455, 989,243 594;

österreichische Patentschriften Nr. 84 811, 11716; britische Patentschrift Nr. 140 954; USA.-Patentschriften Nr. 2 466 684, 958 910.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen