DE1039076B - Nach dem Strangpressverfahren hergestelltes Waermeaustauscherrohr und daraus aufgebaute Waermeaustauscher - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft ein nach dem Strangpreßverfahren hergestelltes Wärmeausta,uscherrohr mit massiven längsverlaufenden Rippen. Es ist besonders zum Bau von Wärmeaustauschern geeignet, bei denen zwei Medien mit unterschiedlichen Wärmeübergangsbedingungen vornehmlich im Gegenstrom fließen.

Die Erzeugung von Längsrippen durch Strangpressen ist bekannt. Zum Bau von Haarnadel- oder Bündeilwärmeaustauschern verwendet man im allgemeinen zylindrische Rohre mit radialen, Außenrippen, deren Enden auf einem Kreise liegen. Bei Haarnadelaustauschern mit solchen Längsrippenrohren haben beide Stränge meist getrennte Mantelrohre, Daher sind verhältnismäßig komplizierte Abdichtungen notwendig, wenn ein leichtes Ein- und Ausbauen ermöglicht werden soll. Bei Bündelaustauschern mit zylindrischen Längsrippenrohren kann der stets verhältnismäßig große rippenraumseitige Strömungsquerschnitt ohne Verzicht auf engstmögliche Packung kaum unterteilt werden. Dies bedingt wegen, der meist begrenzten Baulänge häufig sehr kleine Strömungsgeschwindigkeiten und führt damit zu schlechten Wärmeübergangszahlen, so daß die Wärmeaustauschflache unverhältnismäßig viel größer ausgelegt werden muß als bei Bündelkonstruktionen, deren Mantelraum unterteilt werden kann und die daher gestatten, das zur Verfügung stehende Druckgefälle auszunutzen. Den gleichen Nachteil zeigen insbesondere auch Einsteckvorwärmer mit zylindrischen Längsrippenrohren, wodurch der Vorteil der billigen Rippenfläche zum Teil wieder aufgehoben wird.

Die erwähnten Nachteile lassen sich mit Hilfe des erfindungsgemäßen Wärmeaustauscherrohres, bei dem die Enden der Außenrippen auf einem Halbkreis liegen, vermeiden.

Es.sind Wärmeaustauscher bekannt, bei denen als Trennwand zwischen, beiden Medien ein gefälteltes Blech verwendet wird, dessen taschenförmige Ausbiegungen innerhalb eines Halbkreises liegen. Da hierbei jedoch die Wärmeaustauschflächen beidseitig gleich groß sind, handelt es sich nicht um Rippen, d. h. um massive Ansätze an die beide Medien trennende Wandung, sondern darum, durch die (kostspielige) Fältelung mehr Trennwandfläche auf kleinem Raum unterzubringen.

Das erfindungsgemäße Wärmeaustauscherrohr kann auf mannigfache Weise Verwendung finden. Insbesondere lassen sich mehrere Halbkreisprofile so in einem Mantelrohr anordnen, daß trotz der dichtestmöglichen Packung noch ebene Umlenkwände in Längsrichtung eingelegt werden können, wodurch der mantelseitige Strömungsquerschnitt unterteilt werden kann. Beispiele hierfür werden nachstehend beschrieben :

Nach dem Strangpreßverfahren

hergestelltes Wärmeaustauscherrohr

und daraus aufgebaute Wärmeaustauscher

Anmelder:

Dipl.-Ing. Friedrich Lohmann,
Bielefeld, Goethestr. 15

Dipl.-Ing. Friedrich Lohmann, Bielefeld,
ist als Erfinder genannt worden

Ein Ausführungsbeispiel eines nach dem Strangpreßverfahren hergestellten Wärmeaustauschrohres nach der Erfindung ist in Fig. 1 dargestellt. Am Kernrohr 1 sind Rippen 2 angepreßt, deren Enden auf einem Halbkreis liegen. Kurze Rippen 3 an der Flachseite des Profils sind zur Abstützung von Dichtungsfolien vorgesehen.

Fig. 2 zeigt (a im Quer-, b im Längsschnitt) einen Haarnadelwärmeaustauscher, der besonders einfache Reinigung gestattet und deshalb bei großer Verschmutzungsgefahr zu bevorzugen ist. Zwei Profile 4 und 5, zwischen deren Flachseiten, eine elastische hitzebeständige Dichtungsfolie 6 eingeklemmt und durch einige Schrauben 7 gehalten wird, sind in, ein gemeinsames Mantelrohr 8 eingeschoben. Durch geringes Zusammenbiegen der beiden äußersten Rippen 9 des einen Profils wird erreicht, daß sich die Längskanten der Folie schräg stellen und sich selbstdichtend der Mantelwandung anschmiegen. Zur Abdichtung des Mantelraumes nach außen dient ein normaler Flansch 10 in Verbindung mit einem nur mit zwei Löchern versehenen Rohrboden 11, in den die von den Rippen befreiten Profilenden eingewalzt oder -geschweißt werden. Nach Lösen des Flansches 10 und der Innenrohr-Anschlußflansche 12 läßt sich der berippte Innenteil aus dem Mantelrohr herausnehmen und reinigen. Nach Bedarf können mehrere solcher Wärmeaus tausche reinheit en. in Serie oder parallel zu einem Wärmeaustauscheraggregat zusammengebaut werden.

Fig. 3 zeigt den Querschnitt eines kleinen, Einsteckvorwärmers, der z. B. beim Auspumpen von stark viskosen Flüssigkeiten aus Tankwagen besonders vorteilhaft ist, da sowohl der Volumenverminderung des kondensierenden Heizdampfes als auch der Viskosi-

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Claims (4)

tätsminderung der vorzuwärmenden Flüssigkeit durch entsprechende Änderung der Strömungsquerschnitte Rechnung getragen wird und zugleich bei dichtester Rohrpackung ein Dreifachstrom (also kurze Bauart) erreicht wird. Der Dampf tritt ein in eine obere (strichpunktiert angedeutete) Verteilerleitung 13, durchströmt unter teilweiser Kondensation die drei Halbkreisprofile 14, sodann eine untere Verteilerleitung 15 (gestrichelt angedeutet), die beiden mittleren Profile 16, die beiden Profile 17 und drückt schließlich sein Kondensat durch das Einzelprofil 18 in l>eliebiger Richtung heraus. Der Mantelraum ist durch das die 1>eiden mittleren Profile 16 umschließende Rohr 19 und die Stege 20 unterteilt. Die kalte, noch stark viskose Flüssigkeit tritt aus dem Tank in den linken Teil des Mantelraumes (Profile 17 und 18) ein, strömt dann im rechten Teil des Mantelraumes (Profile 14) zurück und wird — inzwischen durch die Erwärmung dünnflüssiger geworden — durch das Mittelrohr 19 abgesaugt. Fig. 4 zeigt den Querschnitt durch einen Bündelaustauscher mit einer Packung von 38 Halbkreisprofilen in Bienenwal>enform, bei dem der Mantelraum durch drei einander parallele Umlenkbleche 21, 22 und 23 in vier annähernd gleiche Querschnitte unterteilt ist. Hierdurch läßt sich bei vorgegebenem Durchsatz eine wesentlich erhöhte Strömungsgeschwindigkeit erreichen, so daß für die gleiche Wärmedurchgangsleistung weniger Austauschfläche als bei ungeteilten Austauschertypen benötigt wird. Wenn der Rohrboden entsprechend aufgeteilt wird, kann l>ei solchem Mehrfachstrom sogar mit exaktem Gegenstrom gearbeitet werden. Rippenrohre von rundem Querschnitt lassen eine Unterteilung des Mantelraumes nur zu, wenn man auf die dichteste Rohrpackung verzichtet. Bei Verwendung des Halbkreisprofils gemäß Erfindung ist es aber nicht notwendig, die übliche Anordnung der Bienenwabenform beizu1)ehalten. Man kann vielmehr durch eine andere Anordnungsart im gleich großen Mantelrohr 40 Profile so unterbringen, daß dessen Querschnitt durch ebene Trennbleche in bis zu 8 gleiche Strömungswege aufgeteilt werden kann. Wegen der durch die Außenrippen erheblich vergrößerten Wärmeaustauschfläche wird es selbst l>ei Medien mit ziemlich unterschiedlichen Wärmeübergangsbedingungen — ζ. B. bei Kühlung von öl durch Wasser — ein Vorteil sein, auch den AVärmeüljergang an die Innenrohrseite (Kühlwasser) zu verbessern. Ρλ ϊ ε ν τ a ns!' η r τ -11 ·::

1. Nach dem Strangpreßverfahren hergestelltes Wärmeaustauschrohr mit massiven längsverlaufenden Außenrippen, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Rippen sämtlich oder teilweise auf einem Halbkreis liegen.

2. Wärmeaustauschrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es mit an sich bekannten längsverlaufenden Innenrippen versehen ist.

3. Wärmeaustauscher unter Verwendung von Rohren mit halbkreisförmigem Profil nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß eine gerade Anzahl von Halbkreisprofilen so in einem Mantelrohr angeordnet ist. daß sich trotz der dichtestmöglichen Packung noch ebene Umlenkwände in Längsrichtung einlegen lassen.

4. Wärmeaustauscher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei haarnadelförmig verbundene Halbkreisprofile, zwischen deren Flachseiten zur Umlenkung der mantelseitigen Strömung eine elastische Dichtungsfolie eingeklemmt ist, in ein gemeinsames Mantelrohr eingeschoben sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Schweizerische Patentschriften Nr. 152 051. 802;

französische Patentschrift Nr. 1119 516;
britische Patentschrift Nr. 521548;
USA.-Patentschriften Nr. 2 578 917, 2 247 388.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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