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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Im einzelnen ist die Erfindung an einem Äusführungsbeispiel erläutert.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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In allen Fällen sind zur Erleichterung der 'Montagearbeit die verwendeten
Dichtmaterialien mit eingearbeiteten metallischen Anschlag- bzw. Führungsleisten
versehen.
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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.