DE1057148B

DE1057148B - Waermeaustauscher mit hintereinander-geschalteten Rohren oder Rohrgruppen

Info

Publication number: DE1057148B
Application number: DES47505A
Authority: DE
Inventors: Hans Linder; Hans Mueller
Original assignee: Siemens Plania Werke AG
Current assignee: Siemens Plania Werke AG
Priority date: 1956-02-14
Filing date: 1956-02-14
Publication date: 1959-05-14

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft einen Wärmeaustauscher mit hintereinandergeschalteten Rohren oder Rohrgruppen, die von dem zu kühlenden oder zu erwärmenden flüssigen oder gasförmigen Medium durchströmt werden und an ihrer Außenseite von einem die Wärme aufnehmenden oder abgebenden Medium umspült werden. Derartige Wärmeaustauscher werden in der Chemietechnik in großem Umfang verwendet und bestehen je nach ihrem Verwendungszweck aus Metall oder keramischen Werkstoffen, wie z. B. Graphit, der bekanntlich durch Imprägnieren; mit Kunstharz gas- und flüssigkeitsdicht gemacht werden kann und sich durch hohe Wärmeleitfähigkeit und Beständigkeit gegenüber Säuren und Basen auszeichnet.

Da sich Graphitrohre nur schwer als. durchgehende Rohrschlangen ausbilden, lassen, ist es- üblich, die Rohre von Wärmeaustauschern mit ihren Enden an j,e einen Verteilerraum anzuschließen, durch den mehrere Rohre dann parallel geschaltet sind.--;.

Bekanntlich hängt der Wärmeübergang; und damit die Wärmeaüstauschleistung unter anderem von der Durchflußgeschwindigkeit des zu behandelnden Mediums ab. ,-Dadurch, daß die Durchflußmenge .in der Eifö^el .gegeben. ist, ist mit der Wahl der günstigsten Durchflußgeschwindigkeit auch der Durchflußquerschnitt; festgelegt. - ■ ,

Gemäß .der im folgenden beschriebenen Erfindung ist die Möglichkeit gegeben, auf einfache Weise Rohre im,-, beliebiger AnzaW hintereinande.rzuschalten,. wodurch man sich leicht, den jeweiligen .Erfordernissen in bezug auf Durchflußmenge und.Durchflußgeschwindigkeit anpassen kann. Dies hat den Vorteil, daß solche Wärmeaustauscher auf-Grund ihrer günstigen Betriebsyerhältnisse mit einer kleineren Austausehfläche ausgelegt werden können. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß Wärmeaustauscher ohne Änderung;; der Rohrabmessung für verschiedene Zwecke ''«ns-'· gleichen Bauelementen hergestellt werden können uricT bereits vorhandene Wärmeaustauscher auf einen anderen Verwendungszweck mit anderen Betriebsbedin gungen leicht umgestellt werden können.

Erreicht wird dies nach der Erfindung dadurch, daß die Umlenkräume in den beiden Verteilern, in die die hintereinanderzuschaltenden Rohre oder Rdhrgruppen mit ihren Enden einmünden, durch Trennscheiben gebildet sind, die dem lichten Querschnitt des Verteilers entsprechen und auf einem in den Hohlraum des Verteilers axial einzusetzenden Stab oder Rohr angeordnet sind. Auf diese Weise ist es leicht möglich, durch Ausweohseln der als Träger für die Trennscheiben dienenden Stäbe oder Rohre die Zahl der hintereinanderzuschaltenden Rohre dem jeweiligen Bedarf anzupassen. Die als Träger für die Trennscheiben verwendeten Rohre werden hierbei Wärmeaustauscher mit hintereinandergeschalteten Rohren oder Rohrgruppen

Anmelder:

Siemens-Planiawerke Aktiengesellschaft für Kohlefabrikate,
Meitingen bei Augsburg

Hans'Linder, Kühlenlhal über Donauwörth,
und Hans Müller," Meitingen bei Augsburg,
sind als Erfinder genannt worden "

gleichzeitig- für den Zu- und. Abfluß, des die iiintereinandergeschalteten Rohre durchströmenden. Mediums benutzt. Zweckmäßig bildet: der Stab oder das' Rohr' erforderliche 25 mit dem Einlauf- bzw.."AMaufstutzen eine Baueinheit., Bei den bisherigen Wärmeaustauschern.' "sind die beiden Verteilerrfür die^Hintereinänderschaltung der Rohre oder Rohrgruppen durch feste Trennwände-in-, die einzelnen Umlenkräume unterteilt.und bilden mit dem Verteiler eine, feste Baueinheit, so ".daß eine Anpassung des Wärmeaustauschers bezüglich der Hintereinander- oder Parallelschaltung ■ der Rohre nicht möglich, ist... . ... : "... ■ .

. Erwähnte sei, daß .ah. Stell«-des·: mit' den ^Trenn-; scheiben versehenen Stabes oder Rohres für den Einbau in den-Verteilerraum auch Einzelkörper verwen- \£§t werden ikönnen, die aus einem Schaft und einer ""trennscheibe bestehen und in dem Verteilerraum übereinander angeordnet werden.

Ein Ausfü'hrungsbeispiel der Erfindung ist an Hand der Zeichnung beschrieben.

Fig. 1 zeigt den Wärmeaustauscher im Schnitt;
Fig. 2 zeigt die Seitenansicht des Rohrregisters; Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch das Rohrregister ;

Fig. 4 und 5 zeigen ein Rohrregister mit einzelnen hintereinandergeschalteten Rohren.

Das in dem Wärmeaustauscher zu behandelnde Medium tritt im Rohrstutzen 1 ein und verläßt nach Durchströmen der Rohre 2 den Wärmeaustauscher über den Rohrstutzen 3. Die Rohre 2 sind mit ihren Enden an Verteiler 4 und 5 angeschlossen und bilden mit diesem das Rohrregister. Wie Fig. 2 erkennen läßt, sind zwei Reihen von Rohren an die Verteiler 4

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Claims

1 und 5 angeschlossen. Die Verteiler 4 und 5, die im Querschnitt etwa quadratisch ausgebildet sind, besitzen je einen Hohlraum 10,11, in den die Rohre 2 münden. Das Rohrregister ruht auf dem sockeiförmigen Teil 6 und ist in den Flüssigkeitsbehälter 7 eingesetzt, dessen Wandung mit 8 bezeichnet ist. Durch Bügel 9 ist das Rohrregister an der Wandung 8 festgelegt. Der Flüssigkeitsbehälter 7 enthält die die Wärme aufnehmende oder abgebende Flüssigkeit, die die Außenwandung der Rohre 2 umspült. Für den Zu- und Abfluß des Flüssigkeitsbehälters 7 sind in bekannter Weise Zu- und Abflußstutzen vorgesehen, die jedoch in der Zeichnung nicht dargestellt sind. Je nach der gewünschten Durchflußgeschwindigkeit des zu behandelnden Mediums werden eine bestimmte Anzahl Rohre 2 parallel geschaltet und die so gebildeten Rohrgruppen durch in die Hohlräume 10 und 11 eingesetzte Trennscheiben 13 hintereinandergeschaltet. Hierbei werden jedoch die Trennscheiben in dem Verteilerraum 10 gegenüber den Trennscheiben im Verteilerraum 11 um die entsprechende Rohrteilung zueinander versetzt angeordnet. Auf diese Weise entstehen einzelne Umlenkräume, durch die das zu behandelnde Medium von der einen Rohrgruppe in die nächste Rohrgruppe gelenkt wird. Zweckmäßig sind die Trennscheiben 13 auf einem Stab 14 oder Rohr 15 befestigt, so daß der Einbau der Trennscheiben 13 in den Verteilerraum 10 bzw. 11 durch Einsetzen des Stabes oder Rohres von oben erfolgen kann. Hierbei bildet der Stab oder das Rohr mit dem Einlaufstutzen 1 bzw. Ablaufstutzen 3 eine Baueinheit. Die Trennscheiben 13 können auch als federnde Ringe, ähnlich den Kolbenringen, ausgeführt werden, die in passenden Eindrehungen am Stab 14 oder Rohr 15 angeordnet sind. Um die Stutzen 1 und 3 an den Verteilern 4 und 5 leicht abdichten und befestigen zu können, sind die Einsatzenden der Stutzen 1 und 3 konisch ausgebildet, die in eine entsprechende konische Bohrung der Verteiler 4 und 5 eingesetzt und gegebenenfalls mit diesen verkittet werden können. Die Gesamtanordnung ist so getroffen, daß das die Rohre 2 durchströmende Medium von der letzten Rohrgruppe durch das Rohr 15 zum Ablaufstutzen 3 fließt; entsprechend dem Verwendungszweck kann auch die umgekehrte Durchflußrichtung gewählt werden. An sich wäre es auch denkbar, die Trennscheiben nicht an dem zentralen Stab 14 oder Rohr 15 festzulegen, sondern an die Wandung der Verteiler 4 und 5. Um nun den in Fig. 1 bis 3 dargestellten Wärmeaustauscher, bei dem die aus vier parallel geschalteten 148 Rohren bestehenden Rohrgruppen hintereinandergeschaltet sind, hinsichtlich der Anzahl parallel geschalteter Rohre abzuwandeln, sind lediglich die Einbauten in den Umlenkraum nochmals durch eine Trennscheibe 13 unterteilt, wie in Fig. 4 dargestellt ist. Der Strömungsverlauf des zu behandelnden Mediums ist durch Pfeile P angedeutet. In Fig. 4 ist lediglich das Rohrregister mit den Verteilern 4 und 5 dargestellt. Selbstverständlich ist es auch denkbar, das Rohrregister durch eine mit der entsprechenden Anzahl von durchgehenden Bohrungen versehene Platte zu bilden, wie es bei den sogenannten Plattenwärmeaustauschern üblich ist. Die Erfindung ist gleichfalls auch bei sogenannten Berieselungs-Wärmeaustauschern anwendbar, bei denen das Rohrregister von der Kühlflüssigkeit berieselt wird, die durch eine Brause zugeführt und in einer entsprechenden Wanne unterhalb des Rohrregisters aufgefangen wird. Patentansprüche:

1. Wärmeaustauscher mit hintereinandergeschalteten Rohren oder Rohrgruppen, die von dem zu kühlenden oder zu erwärmenden Medium durchflossen werden und mit ihren Enden an je einen Verteiler für den Zu- und Abfluß angeschlossen sind, der durch Einbauten in einzelne Umlenkräume unterteilt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die die Umlenkräume der beiden Verteiler bildenden Einbauten aus Trennscheiben bestehen, die dem lichten Querschnitt des Verteilers entsprechen und auf einem in den Hohlraum des Verteilers axial einzusetzenden Stab oder Rohr angeordnet sind.

2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das als Träger für die Trennscheiben (13) dienende Rohr (15) für den Zu- oder Abfluß des die Rohre (2) durchströmenden Mediums dient.

3. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab oder das Rohr (15) mit dem Einlaufstutzen (1) bzw. Ablaufstutzen (3) eine Baueinheit bildet.

4. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennscheiben (13) als federnde Ringe, ähnlich den Kolbenringen, ausgeführt sind, die in passenden Eindrehungen am Stab (14) oder Rohr (15) angeordnet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 339 530, 244 551.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen