DE1069650B - - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Es sind Wärmeaustauscher bekannt, bei denen das primäre System aus einem Verteiler- und einem Sammelrohr besteht, die durch Wärmeaustauschrohre miteinander in Verbindung stehen, welche innerhalb eines sekundären Strömungskanals liegen, so daß das in ihnen fließende Medium in Wärmeaustausch mit dem in dem sekundären Strömungskanal befindlichen Medium treten kann.

Schwierigkeiten bereitet die konstruktive Zusammenfassung des primären und sekundären Strömungskanals. Letzterer soll in seinen Abmessungen möglichst nur so groß gehalten werden, als es für die Zwecke der Wärmeübertragung erforderlich ist. Es ist aber schwierig, jedenfalls bedenklich oder unmöglich, den Primärteil mit Sammel- und Verteilerrohr einfach in die Wandung des sekundären Strömungskanals einzubauen bzw. an ihm zu befestigen, da die quer durch den sekundären Strömungskanal geführten Wärmeaustauschrohre starken Dehnungen und Zusammenziehungen unterworfen sind, durch welche entweder die Wärmeaustauschrohre verbogen oder die Wandungen des sekundären Strömungskanals deformiert oder gesprengt werden können.

Zur Vermeidung der geschilderten Schwierigkeiten bzw. zum Ausgleich auftretender Wärmespannungen ist es schon bekanntgeworden, die dem Wärmeaustausch dienenden Verbindungsrohre zwischen zwei Sammelrohren gekröpft auszuführen. Dies ist aber baulich umständlich, teuer und Platz beanspruchend, besonders wenn, wie im bekannten Fall, die Verbindungsrohre einander auch noch überkreuzen. In einem anderen bekannten Fall sind Balgkörper in Reihe mit den Verbindungsrohren angeordnet, die ähnlich einer Druckdose nachgeben können. Derartige Mittel sind aber ebenfalls sehr teuer und umständlich.

Bei anderen bekannten Austauschsystemen, die zur Lufterhitzung mittels Rauchgasen dienen und bei denen die Austauschrohre mit einem Gleitflansch verbunden sind, welcher ein Nachgeben bei auftretenden Wärmedehnungen ermöglicht, bringt diese Gleitverbindung jedoch die große Gefahr mit sich, daß bei leicht auftretenden Undichtheiten Rauchgase von dem Primärsystem in das Sekundärsystem, insbesondere in

den Luftkanal übertreten, was natürlich höchst gefähr-

Hch und unerwünscht ist, da Luftverschlechterung und sogar Vergiftungserscheinungen auftreten können.

Erfindungsgemäß werden die geschilderten Schwierigkeiten und Nachteile dadurch behoben, daß das Verteiler- und das Sammelrohr des primären Systems, über die Wärmeaustauschrohre, starr miteinander verbunden sind und zusammen mit Seiten- und Endverkleidung einen Rahmen bilden, der mit entsprechenden Anschlußflanschen versehen- ist und dessen lichter Querschnitt dem des sekundären Strömungskanals

Wärmeaustauscher mit einem aus an
Sammlern angeschlossenen Rohren

bestehenden primären System,
dessen Rohre in einem sekundären
Strömungskanal liegen

Anmelder:
Maschinenfabrik Ernst Zorn,
Regensburg, Landshuter Str. 19

Dipl.-Ing. Hagen Krankenhagen, Regensburg, ist als Erfinder genannt worden

entspricht und daß zur Vermeidung von Wärmespannungen die den Sekundärkanal gegen die Außenluft abdichtende Verbindung der Verkleidung mit dem unterbrechungslos ausgeführten Verteiler- und Sammelrohrsystem mindestens an einem der Rohre über dessen ganze Länge gleitend ausgeführt ist.

Durch diese Ausbildung wird einerseits erreicht, daß der sekundäre Strömungsquerschnitt innerhalb des Wärmeaustauschers genau dem des eigentlichen sekundären Strömungskanals angeglichen werden kann, wodurch unnötige Stauungen vermieden und der volle Querschnitt nutzbar gemacht wird und daß andererseits dennoch verhindert wird, daß durch Wärmespannungen Beschädigungen der Wärmeaustauschrohre oder der Wandungen des sekundären Strömungskanals eintreten. Die konstruktive Ausführung ist dabei einfach und billig, wobei der aus Teilen des Primär- und des Sekundärteiles bestehende obenerwähnte Rahmen mit Wärmeaustauschrohren ein selbständiges Konstruktionselement bilden kann.

Vorzugsweise sind links und rechts an die Seiten des Sammelrohres des primären Systems Winkelschienen als Teil des Sekundärsystems angeschweißt und weiterhin ebenfalls als Teil des Sekundärsystems zwei gegebenenfalls ungleichschenkelige U-Schienen vorgesehen, die sich mit ihren einen, z. B. kürzeren, Schenkeln an die Seiten des Verteilerrohres dichtend anlegen, ohne dessen Bewegung in Richtung der Achsen

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Claims (2)

1 Ier Wärmeaustauschrohre zu behindern. Dabei ist es zweckmäßig, daß Verteiler- und Sammelrohr je halbkreisförmigen Querschnitt besitzen und dabei der lache Teil ihrer Außenwandung einen Teil der Wandung des sekundären Strömungskanals bildet. Bei die- >er Konstruktion ragen die Teile des Primärsystems licht oder nur unwesentlich über die an sich erforderlichen Anschlußflanschen des Sekundärsystems hinaus, io daß eine raumsparende und harmonische Gesamt- <onstruktion entsteht. Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der Figuren, die ein Beispiel des neuen Wärmeaustauschers darstellen, noch näher erläutert. Von den Figuren zeigt Fig. 1 eine senkrechte Schnittansicht des neuen Wärmeaustauschers, Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie II-II der In dem Beispiel ist angenommen, daß als primäres Medium Dampf benutzt wird, der über ein Leitungsrohr 1 zugeführt und als Kondensat in einem Aus · ^angsrohr 2 wieder abgeführt wird. An das Leitungsrohr 1 ist ein Verteilerrohr 3 mit halbkreisförmigem Querschnitt angeschlossen, das aus den beiden Teilen 4 und 5 zusammengesetzt ist, von denen der Teil 4 die Form einer U-Schiene, der Teil 5 etwa halbkreisförmigen Querschnitt aufweisen, und die entlang einer Naht 6 zusammengeschweißt sind. Das Ausgangsrohr 2 ist an ein Sammelrohr 7 angeschlossen, das genau wie das Verteilerrohr 3 aus zwei Teilen 4' und 5' besteht, die entlang der Schweißnaht 6' miteinander verbunden sind. Verteilerrohr 3 und Sammelrohr 7 stehen durch Wärmeaustauschrohre 10 miteinander in Verbindung, die aus Kernrohren 9 bestehen, die zur Erhöhung des Wärmeaustausches zweckmäßig mit Lamellen 8 versehen sind. In den Figuren ist nur ein Wärmeaustauschrohr 10 dargestellt. Derartige Rohre können aber in beliebiger Anzahl hintereinander in einer oder mehreren Reihen und zweckmäßig im letzteren Fall um eine halbe Teilung gegeneinander versetzt, angeordnet sein. Ihre Zahl, Länge und Durchmesser richten sich nach den jeweiligen Verhältnissen, insbesondere Wärmeaustauschmenge, Strömungsgeschwindigkeit, Art des primären und sekundären Mediums usw., Verteiler 3 und Sammelrohr 7 sind durch Endplatten 11 (Fig. 2) abgeschlossen. In dem betrachteten Beispiel ist das Sammelrohr 7 beiderseits mit Sei ten verkleidungen in Form von Winkelschienen 12 versehen, die sich parallel zu dem Sammelrohr erstrecken und mit einer Kante bei 13 an die Kante des flachen Teiles 14 des Sammelrohres 7 angeschweißt sind. Der Schenkel 15 der Winkelschiene 12 dient zum Anschluß eines entsprechenden Flansches 16 des sekundären Strömungskanalrohres 17, mit dem der andere Schenkel 18 sowie der flache Teil 14 des erwähnten Sammelrohres 7 in Fluchtlinie liegen. Das Verteilerrohr 3 besitzt ebenfalls Seitenverkleidungen, die hier in Gestalt von ungleichschenkeligen U-Schienen 19 vorgesehen sind. Der lange Schenkel 20 des U-Profils bildet dabei den Anschlußflansch für den Flansch 16 des sekundären Strömungskanals 17, der kürzere U-Schenkel 21 legt sich dichtend flach an die Seitenwandung des Verteilerrohres 3, und zwar so, daß letzteres bei einer axialen Dehnung oder Zusammenziehung der Kernrohre 9 in gewünschter Weise gleitend nachgeben kann. Das Joch 22 der U-Schiene 19 und der flache Teil 23 des Verteilerrohres 3 liegen ähnlich wie die entsprechenden Teile beim Sammelrohr etwa in Fluchtlinie mit der Wandung des sekundären Strömungskanals 17. 650 Die Winkelschienen 12 und die U-Schienen 19 sind durch angeschweißte Ouerlaschen 24 paarweise miteinander verbunden. An letztere sind mittels Schrauben 25 Endverkleidungsbleche 26 angeschlossen, die zusammen mit den Winkel- und U-Schienen 12, 19 sowie Verteiler- und Sammelrohr 3, 7 einen geschlossenen Rahmen bilden, dessen Querschnitt dem des sekundären Strömungskanals 17 entspricht. Flansche 27 dienen zur Verbindung des sekundären Strömungskanals 17 mit den Endverkleidungen 26. Das primär strömende Medium wird, wie erwähnt, durch ein Rohr 1 dem Verteilerrohr 3 zugeführt und strömt von dort durch die Kernrohre 9 in das Sammelrohr 7, wo es (im Falle von Dampfheizung) gewöhnlich als Kondensat auftritt und durch das Abgangsrohr 2 abgeführt werden kann. Das sekundäre Medium strömt innerhalb des sekundären Strömungskanals 17 senkrecht zu der ersterwähnten Strömungsrichtung, bestreicht die Kernrohre 9 und deren Lamellen 8 und führt auf diese Weise den Wärmeaustausch durch. Wie ersichtlich, kann statt eines Wärmeträgers auch ein Kälteträger Verwendung finden. Bei dem Beispiel ist das Sammelrohr mit dem Sekundärsystem starr verbunden und das Verteilerrohr gleitend gehalten. Gegebenenfalls können die Befestigungen vertauscht oder eine starre Verbindung an einem anderen Punkt vorgenommen werden, so daß beide Rohre gleiten. Durch die neue Konstruktion gelingt es, den Wärmeaustausch auch bei extremen Temperaturschwankungen ohne mechanische Überspannungen bei kleinsten räumlichen Abmessungen und günstigsten Strömungsverhältnissen durchzuführen. Patentansprüche:

1. Wärmeaustauscher, bei welchem ein primär von einem ersten Medium durchflossenes System vorgesehen ist, das aus Verteiler- und Sammelrohr besteht, die durch Wärmeaustauschrohre miteinander in Verbindung stehen, welche innerhalb eines sekundären, von einem zweiten Medium durchflossenen Strömungskanals liegen, wobei Wärmespannungen durch Anordnung von entsprechend gleitfähigen Dichtungsflächen vermieden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Verteiler- (3) und das Sammelrohr (5) starr miteinander verbunden sind und zusammen mit Seiten- (12, 19) und Endverkleidungen (26) einen Rahmen bilden, der mit entsprechenden Anschlußflanschen (15, 20, 27) versehen ist und dessen lichter Querschnitt dem des sekundären Strömungskanals (17) entspricht, und daß zur Vermeidung von Wärmespannungen die den Sekundärkanal gegen die Außenluft abdichtende Verbindung der Verkleidungen (12, 19, 26) mit dem unterbrechungslos ausgeführten Verteiler- und Sammelrohrsystem mindestens an einem (3) der Rohre (3, 5) über dessen ganze Länge gleitend ausgeführt ist.

2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß links und rechts an die Seiten des Sammelrohres (7) des primären Systems Winkelschienen (12) als Teil des Sekundär sy stems angeschweißt sind und daß sich weiterhin ebenfalls als Teile des Sekundärsystems zwei gegebenenfalls ungleichschenkelige U-Schienen (19) mit ihren einen z. B. kürzeren Schenkeln (21) an die Seiten des Verteilerrohres (3) dichtend an-