DE1069164B - Rohrenwärmeaustauscher, insbesondere Rippenrohr-Lufterihitzer für die Verwendung in Bereichen hoher Temperatur - Google Patents

Rohrenwärmeaustauscher, insbesondere Rippenrohr-Lufterihitzer für die Verwendung in Bereichen hoher Temperatur

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DE1069164B
DE1069164B DENDAT1069164D DE1069164DA DE1069164B DE 1069164 B DE1069164 B DE 1069164B DE NDAT1069164 D DENDAT1069164 D DE NDAT1069164D DE 1069164D A DE1069164D A DE 1069164DA DE 1069164 B DE1069164 B DE 1069164B
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DE
Germany
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finned tube
flange
flanges
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heat exchangers
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Application number
DENDAT1069164D
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English (en)
Inventor
Gumitnersbach Dipl.-Ing. Helmut Weinstock
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Zosen Inova Steinmueller GmbH
Original Assignee
L&C Steinmueller GmbH
Publication date
Publication of DE1069164B publication Critical patent/DE1069164B/de
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/24Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Description

  • Röhrenwärmeaustauscher, insbesondere Rippenrohr-Lufterhitzer für die Verwendung in Bereichen hoher Temperatur Wärmeaustauscher, die in Bereichen hoher Temperatur verwendet werden, sind an sich bekannt. Die hier auftretenden Schwierigkeiten sind vor allem durch die Dehnungserscheinungen bedingt. Es hat sich aber gezeigt, daß trotz der verschiedensten Maßnahmen zum dehnungsfähigen Einbau der Austauscherelemente ein Auswechseln einzelner oder mehrerer Elemente nach mehr oder weniger langen Betriebsperioden notwendig ist. Die in der Praxis so unerwünschten Betriebsunterbrechungen sind also unvermeidlich. Hier setzt die Erfindung an, indem sie Maßnahmen vorsieht, die eine Beschränkung der Betriebsunter-Brechungen auf ein-- Minimum an Zeit ermöglicht.
  • Bei der' Erfindung ist davon ausgegangen, daß die Austauscherelemente mit umlenkungsfreiem Durchgang des wärmeabgebenden Mittels in einem zylindrischen Mantel untergebracht sind, der durch Trennwände in zwei gleiche seitliche und einen mittleren Räum unterteilt ist, wobei der mittlere Raum- die Austauscherelemente aufnimmt.
  • Wärm- eäustauscher dieser Art sind an sich bekannt. Infolge des geschlossenen zylindrischen Mantels ist der Ein- und Ausbau der Elemente nur durch die Kopfseiten, also die Anschlußstellen für das wärmeabgebende Mittel möglich. Abgesehen von der erheblichen Montagearbeit zum Entfernen der Anschlüsse wird für den Ausbau erheblicher Raum benötigt.
  • Die Erfindung besteht darin, daß der mittlere Raum des Austauschers mit einer über annähernd die ganze Zylinderlänge reichenden und der NIittelraumbreite entsprechenden verschließbaren Öffnung versehen ist. Beim Elbnehmen des Verschlusses liegen die Austauschereiemente über ihre ganze Länge und ebenso die Anschlußenden in den Kopfplatten frei, so daß ein seitliches Ein- und Ausbauen leicht, raumsparend und schnell möglich ist.
  • Da es für die 11-tontage der Elemente bedeutsam ist, welche Art der Befestigung mit der Kopf- und Bodenplatte gewählt ist, wird im weiteren Ausbau der Erfindrrng@eine Befestigung für die Austauscherelemente vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die viereckigen Flansche der Rippenrohre nur an den aneinanderstoßenden Ecken der Flansche durch ein einziges V erhindungselement gleichzeitig an der Kopf-oder Bodenplatte dehnungsfähig befestigt werden.
  • Bisher wurden Rippenrohre durch jeweils vier Schrauben, die durch Bohrungen des Flansches gesteckt sind, an der Kopf- oder Fußplatte befestigt. So ist es bei den bekannten Lösungen notwendig, bei 25 Rippenrohren 200 Schrauben (an Kopf- und Bodenplatte je 100) anzubringen. Nach der Erfindung werden die 25 Rippenrohre durch nur 72 Schrauben. (an Kopf- undSodenplatte je 36) befestigt. Aus diesem Beispiel ist er=sichtlich, daß die Montage in wesentlich kürzerer Zeit möglich ist. Diese Befestigungsmethöde ist grundsätzlich auch bei`Wärmeaustauschern anderen Aufbaus anwendbar.
  • Im einzelnen ist die Erfindung an einem Äusführungsbeispiel erläutert.
  • In der Zeichnung ist in: Abb. 1 ein Lufterhitzer im senkrechten Längsschnitt dargestellt, während Abb. 2 einen Schnitt nach der L_ inie A-A der Abb.1 und @Abb. 3 'einen Schnitt nach der Linie B-B der Abb. 1 zeigt; Abb.4 zeigt die Befestigung der Rippenrohre mit der Bodenplatte und Abb. 5 die Draufsicht zu- Abb. 4; Abb. 6 zeigt vergrößert die Aufhängung und Abb. 7 das untere Ende des Lufterhitzers; Abb.8 zeigt eine andere Ausführungsmöglichkeit des Lufterhitzerendes auf der Gaseintrittsseite.
  • In dem zylindrischen Mantel 1 sind senkrechte Scheidewände 2 vorgesehen, (Abb. 2 und 3), so daß zwei gleiche seitliche Räume 3 und 4 sowie ein mittlerer Raum 5 entstehen., Der zylindrische Mantel 1 ist im Bereich des Raumes 5 mit einer verschließbaren Öffnung 6 versehen, um das Ein- und Ausbauen der Rippenrohrelemente 7, die aus mehreren Einzelrohren 8 zusammengesetzt sind, zu. ermöglichen. Die Rippenrohrelemente 7 sind -zu einem Bündel von rechteckigem bzw. quadratischem Querschnitt züsämmengefaßt und in dem Raum 5 angeordnet. Ihre obere und untere Begrenzung bilden die Kopfplatte 9 und die Bodenplatte 10. Die Kopfplatte 9 und Bodenplatte 16 sind *zurLuftseite hin mit Versteifungs- undKühlrippen 11 (Abb.4, 6 und 7) versehen.-Die Kopfplatte 9 ist- in ihrer Größe der des Raumes 5 angepaßt und vermittels der Profileisen 12 und 13 mit dein '-Iantel 1 verbunden. An der Kopfplatte 9 sind die einzelnen Rippenrohrelemente 7 mit ihren Enden durch Schrauben befestigt. Die Verschraubung ist dabei so ausgebildet (Abb. 4 und 5), daß jede Schraube 14 jeweils mittels einer Federlasche 15 - die gleichzeitig als Mutter ausgebildet sein kann - eine Ecke der angrenzenden Rohrflansche 16 mit der Kopfplatte 9 verspannt. Die Schraube 14 ist bei 14 a der besseren Abdichtung und bei 141) der leichteren Einführung wegen konisch ausgeführt. Die Federlasche 15 ist durch ein starkes Blech gebildet, welches durch entsprechende Einschnitte 17 vier unabhärigig voneinander wirkende Laschenteile hat, deren jedes auf eine Ecke der Rohrflansche 16 druckt. Ungleiche Flanschdicke, Ausdehnungsunterschiede u. dgl. werden durch diese Laschenausbildung auf einfachste Weise unwirksam gemacht. Zur Erleichterung des Ein- und Ausbaues sind die Federlaschen 15 an Distanzeisen 18 entsprechend der erforderlichen Teilung befestigt und werden so jeReihe gemeinsam undgleichzeitig zwischen die Rippenrohre gebracht. Die Enden eines jeden der zu Elementen und Bündeln zusammengebauten Rippenrohre 8 können nun entgegen der üblichen Art finit einem als Stütz- und Dichtfläche dienenden Fuß 19 versehen sein, der über die Ebene des eigentlichen Flansches 16 hinausragt. Die Flanschecken sind zum Durchlassen der Befestigungschraube 14 mit Aussparungen 20 versehen. Bei dieser Art der Befestigung liegen außer dem Schraubenkopf alle Konstruktionsteile im Luftraum und werden also gekühlt. Um eine möglichst enge Rohrteilung zu ermöglichen, ist auf die Verrippung an den Enden derRohre, soweit es für die Unterbringung der Befestigung not-«-endig ist, verzichtet. Vorteilhaft ist es jedoch, wie aus :Abb. 6 bis 8 ersichtlich, in dem entsprechenden Bereich Rippen 21 von geringer Höhe anzuwenden. Die Bodenplatte 10 ist in gleicher `'eise mit den unteren Enden der Rippenrohrelemente 7 verbunden, wobei hier jedoch die Bodenplatte 10 ihrerseits, um den Ausdehnungen der Rohre folgen zu können, durch eine Stopfbuchsen- oder ähnliche Abdichtung 22 (Abb. 1) mit dem :Mantel 1 bzw. dem Fundament 23 verbunden ist. Der 'Mantel 1 ist durch Stützen 24 oder entsprechend den örtlichen Verhältnissen gegen das Fundament 23 abgestützt. Das Fundament kann auch je nach ''erwendungszweck und Aufstellungsmöglichkeit eine Eisenkonstruktion od. dgl. sein.
  • Wird die Durchströinrichtung des wärmeabgebenden Mittels geändert, so ist es vorteilhaft, die Rippenrohrelemente 7 nicht hängend, sondern stehend anzuordnen, so daß dann die Abdichtung 22 an der Kopfplattenseite sein wird. Die günstigste Anordnung des @Värmeaustauchers ist jedoch die, wie sie im Ausführungsbeispiel angegeben ist. Das wärmeabgebende NTittel tritt hier beispielsweise als Abgas durch den Kanal 25 ein, durchströmt die Rippenrohrelemente 7, um bei 26 austretend in den Kamin oder andere nachgeschaltete Aggregate geleitet zu werden. Das wärmeaufnehmende 11fittel, hier Luft, tritt durch den Kalt-"vindteil 27 des Luftstutzens ein, wird durch das Leitblech 28 in zwei Teilströme geteilt, deren einer das Rippenfeld und deren anderer die Bodenplatte 10, Rippenrohrfüße 19, Flansch 16 und Schrauben 14 kühlt.
  • ach dem Durchstreichen vereinigen sich beide Teilströme. um durch die Öffnungen 29 in die Räume 3 ,find 4 überzutreten, nach oben zu strömen und hier durch die Öffnungen 30 in den Raum 5 einzutreten. Hier werden gleichfalls einerseits das Rippenfeld und andererseits Kopfplatte 9, Flansch 16, Fuß 19, Schraube 14 und Federlasche 15 kühlend bestrichen. Da nun die einzelnen Rippenrolirc 8 an mehreren gleichmiißig auf ihre Länge verteilten Stellen Rippen 31 hallen, die beim Zusaininenbau zum Blinde] eine geschlossene Leitfläche ergeben, ist, um eine eiitsprcchende Luftführung zti erhalten, nur jeweils die Verlängerung der durch die Rippen 31 gebildeten LeitlUche durch ein Blech 32 1>1s zur Wand des Mantel: 1 notwendig. Auf diese Weise sind Umlenkräume 33 geschaffen, die Beineinsam mit dein Rohrbündel 1111 Raum 5 liegen. je nach Länge der Rippenrohreleiriente 7 entsteht eine @ ielzahl von Urnlenkräuinen 33, deren letzter in der Ebene des Luftstutzens endet und in diesen firn Heißluftteil 24 übergeht.
  • Bei der in Abb. 8 gezeigten Ausbildung der Eintrittsstelle für das wärmeabgebende '\Zittel sind die Rippenrohreleinente 8 an einer Kopfplatte 9 hängend oder auf einer Bodenplatte 10 stehend angeordnet. Auf der Gegenseite ist jedoch die Kopf- bzw. Bodenplatte -,weggelassen, und statt dessen sind in den Rippenrohrfuß 19 Blechrippen 35 eingegossen, die durch Verschweißen miteinander einen gasdichten Abschluß ergeben. Ein zwischen den Rippenfüßen 19 aufgehängtes Tragprofil 36 ist so gestaltet, daß an ihin Schutzsteine 37 aufzuhängen sind, die nach strömungstechnischen Gesichtspunkten geformt sind und in ihrer Gesamtheit eine Schutzwand schaffen, die nur dem lichten Durchmesser der Rippenrohre 8 entsprechende diisenförinige Durchbrüche 38 aufweist.
  • Auch bei der Ausführung der Eintrittsseite für das wärmeabgebende Mittel gemäß A11. 1 ist die Verwendung von Schutzsteinen zweckmäßig. Ein entsprechendes Gestaltungsbeispiel zeigt Abb. 7.
  • In allen Fällen sind zur Erleichterung der 'Montagearbeit die verwendeten Dichtmaterialien mit eingearbeiteten metallischen Anschlag- bzw. Führungsleisten versehen.
  • An Stelle der vorzugsweise Bußeisernen Rippenrohre können bei entsprechenden Gasverhältnissen schmiedeeiserne Rippenrohre verwendet werden, die dann vorteilhaft mit den tragenden Elementen durch Schweißung verbunden werden.

Claims (1)

  1. PATENT A N S P R U C H E 1. Röhrenwärrneaustauscher, insbesondere Rippenrohrlufterhitzer mit uinlenkungsfreiem Durchgang des wärmeabgebenden Mittels, der in einem z11-1indrischen Mantel untergebracht ist, der durch Trennwände in zwei gleiche seitliche und einen mittleren Raum unterteilt ist, wobei der mittlere Raum die Austauscherelemente aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Raum (5) mit einer über annähernd die ganze Zylinderlänge reichenden und der Mittelrauinbreite entsprechenden verschließbaren Öffnung (6) versehen ist. z. Befestigung der Austauscherelemente in einem @Värmeaustauscher, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die viereckigen Flansche (16) der Rippenrohre (8) nur an den aneinanderstoßenden Ecken der Flansche durch ein einzelnes Verbindungselement (15) gleichzeitig an der Kopf- (9) oder Bodenplatte (10) dehnungsfähig befestigt werden. 3. Befestigung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente über Federlaschen (15) auf die Ecken der Rohrflansche wirken, die durch entsprechende Einschnitte (17) vier unabhängig voneinander wirkende Laschenteile aufweisen, deren jedes auf eine Ecke der Rohrflansche (16) drückt. 4. Befestigung nach den Voransprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippenrohrenden einen über die Flanschebene wesentlich hinausragenden Fuß (19) aufweisen. 5. Befestigung nach den Voransprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der unmittelbar beiderseits des Flansches (16) befindlichen Rippen geringer als die der übrigen ist. 6. Befestigung nach den Voransprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippenrohrenden unmittelbar beiderseits des Flansches (16) unverrippt sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 854 527, 829 173, 580 017, 578 236, 488 542, 136 236; britische Patentschrift Nr.221188; USA.-Patentschriften \Tr. 2 577 832, 2 514 894, 2 411097, 1 794 336, 1338 479.
DENDAT1069164D Rohrenwärmeaustauscher, insbesondere Rippenrohr-Lufterihitzer für die Verwendung in Bereichen hoher Temperatur Pending DE1069164B (de)

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DE1260672B (de) * 1961-05-18 1968-02-08 Steinmueller Gmbh L & C Gasdichte Verbindung der Blechaussenhaut eines Dampfkessels mit den die Aussenhaut durchdringenden Heissluftkanaelen

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