DE1092942B

DE1092942B - Sammelrohr fuer Waermetauscher mit senkrecht zu seiner Achse einmuendenden Rohren und in seinem Inneren angeordneten Leitwaenden

Info

Publication number: DE1092942B
Application number: DEH27416A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1955-06-27
Filing date: 1956-06-26
Publication date: 1960-11-17
Also published as: GB788045A; NL86133C

Description

Bei Wärmetauschern wird gewöhnlich eine Vielzahl von Rohren mit einem Medium gespeist, das diese Rohre unter Vermittlung eines Sammelrohres oder Sammelkessels oder eines Rohres viel größeren Durchmessers durchströmt, in das alle Rohre einmünden. Ferner wird das Medium, nachdem es die Rohre durchströmt hat, in einem Ableitungssammelrohr gesammelt. Die Speisung des Einleitungssammelrohres oder die Abführung des in dem Ableitungsrohr gesammelten strömenden Mittels geschieht mit Hilfe von Rohren größeren Durchmessers als die Rohre, die an diese Sammelrohre angeschlossen sind. Es kann indessen der Fall eintreten, daß nicht genügend Raum zur Verfügung steht, um diese zur Speisung oder zur Entnahme an den Sammelrohren dienenden Rohre unterbringen zu können, und daß man das Sammelrohr an einem Ende oder allgemein an beiden Enden speisen bzw. entleeren muß. In diesem Falle wird das in das Sammelrohr eintretende strömende Mittel, und zwar insbesondere bei der Zuführung, nicht mehr gleichmäßig auf die an das Sammelrohr angeschlossenen Rohre verteilt.

So können diejenigen Rohre, die der Eintrittsöffnung des Sammelrohres näher liegen, gegenüber den anderen bevorzugt sein, oder umgekehrt.

Es ist bereits bekannt, ein Sammelrohr für Wärmetauscher mittels ebener Klappen, die vorzugsweise gestaffelt im Inneren des Sammelrohres angebracht sind und deren Neigungswinkel in bezug auf das Sammelrohr verändert werden kann, derart zu unterteilen, daß das durch das Sammelrohr gegen die geneigt angebrachten Vorrichtungen strömende Mittel strömt, durch diese eine Richtungsänderung erfährt und in die entlang einer der Erzeugenden des Sammelrohres angeschlossenen Rohre im rechten Winkel zur Strömung in ein Sammelrohr eingeleitet wird.

Es ist auch bekannt, im Inneren eines Sammlers für einen Wärmeaustauscher feste Ablenkflächen mit veränderlicher Wirksamkeit anzuordnen, die den Zweck hat, den Dampfstrom gleichmäßig nach den Eingängen der Wärmeaustauscherrohre zu lenken.

Die Unterteilung des Stromes des im Inneren des Sammelrohres strömenden Mittels mittels solcher ebener Klappen oder solcher Ablenkflächen gewährleistet aber nicht sicher, das strömende Mittel zwangläufig auf die verschiedenen an das Sammelrohr angeschlossenen Rohre aufzuteilen. Es ist schließlich auch bekannt, im Inneren eines Heizungsrohres den Dampf vom einen Ende des Rohres her mit Hilfe zylindrischer Trennwände zu verteilen, die dieses Ende des Rohres unterteilen und an verschiedenen Punkten im Inneren des Rohres münden, jedoch ohne sich auf die Innenflächen des Heizungsrohres zu legen. Eine

Sammelrohr für Wärmetauscher

mit senkrecht zu seiner Achse

einmündenden Rohren und in seinem

Inneren angeordneten Leitwänden

Anmelder:
Andre Huet, Paris

Vertreter: Dr. W. Schalk und Däpl.-Ing. P. Wirth,

Patentanwälte,
Frankfurt/M., Große Eschenheimer Str. 39

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 27. Juni 1955

solche Einrichtung, auf ein Sammelrohr angewandt, würde jedoch nicht eine Verteilung des Dampfes auf verschiedene angeschlossene Wärmeaustauscherrohre sicherstellen.

Demgegenüber liegen gemäß der Erfindung die inneren Trennwände zylindrischer oder konischer Form, die vom Eingangsende des Sammelrohres ausgehen, mit ihren im Inneren des Sammelrohres befindlichen Enden auf der Innenfläche des Sammelrohres voll auf und unterteilen das Innere des Sammelrohres in getrennte Längsabschnitte, die zum Eintrittsende des Sammelrohres hin offen sind. Daraus ergibt sich, daß das aufgenommene und bei seinem Eintritt in das Sammelrohr durch die verschiedenen von den Trennwänden gebildeten Längsabschnitte verteilte Mittel in fast gleichen Mengen in alle längs einer oder mehrerer Erzeugenden des Sammelrohres angeschlossenen Rohre geleitet wird. Diese Anordnung kann auch für die Ableitungssammelrohre des Wärmetauschers verwendet werden.

Ferner können Regelorgane, z. B. Drosselventile oder Klappen, an dem Einlaß oder im Inneren der durch die zylindrischen oder konischen Trennwände gebildeten Rohre angeordnet sein, um eine Regelung der in diesen Rohren strömenden Menge an strömendem Mittel zu gewährleisten.

009 648/295

Nachstehend wird die Ausführung der Erfindung an Hand der Zeichnungen beispielsweise erläutert, und zwar zeigen die Abb. 1, 2 und 3 schematisch je einen Schnitt drei unterschiedlicher Ausführungsformen eines Sammelrohres, bei dem Verteilungstrennwände gemäß der Erfindung angebracht sind.

Gemäß der Zeichnung kann das Sammelrohr α entweder ein Zuleitungssammelrohr oder ein Ableitungssammelrohr sein und ist in jeder Abbildung nur zur Hälfte gezeichnet; es ist mit einer Reihe von Rohren b verbunden, die an das Sammelrohr z. B. längs seiner unteren Erzeugenden angeschlossen sind, wie es schematisch durch strichpunktierte Linien angedeutet ist. Sind die Bedingungen der Unterbringung des Wärmetauschergerätes dergestalt, daß sie nur eine Speisung am Ende des Sammelrohres α erlauben, so bringt man gemäß der Erfindung im Inneren dieses Sammelrohres α Verteilungstrennwände an.

Gemäß der Zeichnung sind je zwei solche Trennwände vorgesehen. Entsprechend Abb. 1 sind diese Trennwände c und d im allgemeinen zylindrisch gestaltet, wobei die Achse dieser Zylinder mit der Achse des Sammelrohres α zusammenfällt. Handelt es sich um ein Zuleitungssammelrohr, so liegt die Eintrittsöffnung dieser Zylinder c und d in der Nähe des Eintritts β des strömenden Mittels in das Sammelrohr a. Der Zylinder c bzw. d ist durch einen Kegelstumpf c¹ bzw. d¹ verlängert, der sich an die Innenwand des Sammelrohres α längs der Umfangslinie A (beim Kegel c¹) bzw. längs der Umfangslinie B (beim Kegel d¹) anlegt. Hieraus ergibt sich, daß bei dem gezeichneten Beispiel das Innere des Sammelrohres a in drei Zonen aufgeteilt wird, nämlich diejenige, die zwischen dem Einlaß e und der Umfangslinie A, diejenige, die zwischen der Umfangslinie A und B, und diejenige, die zwischen der Umfangslinie B und der Mitte C des Sammelrohres liegt. Somit wird das in das halbe Sammelrohr α eintretende strömende Mittel auf die drei genannten Zonen verteilt, die in Parallelschaltung die mit jeder der Zonen jeweils verbundenen Rohre b speisen.

Die gleiche Anordnung liegt symmetrisch für die andere Hälfte des Sammelrohres vor.

Wie ersichtlich, erhält das Ende der Kegelstümpfe c¹, d¹ einen stumpferen Winkel, bevor es mit der Sammelrohrwandung in Berührung gelangt, derart, daß diejenigen Rohre b, die sich in der Nähe der Umfangslinien A und B befinden, durch einen Kanal genügenden Querschnittes mit dem strömenden Mittel gespeist werden.

Im Falle des in Abb. 2 dargestellten Sammelrohres verlaufen die Achsen der zylindrischen Verteilungstrennwände f, g zur Achse des Sammelrohres α geneigt, und zwar geneigt zur Gegenseite derjenigen Erzeugenden hin, längs deren die Rohre b angeschlossen sind. Auf diese Weise erhält man einen größeren Raum für den Durchtritt des unmittelbar oberhalb der Erzeugenden zuzuleitenden Mittels, längs deren die Rohre b angeschlossen sind, so daß die Speisung dieser Rohre mit diesem Mittel erleichtert wird.

Es ist ferner ersichtlich, daß, je weiter bei dieser Anordnung die Rohre b vom Eingang e des Sammelrohres entfernt liegen, um so größer der dem strömenden Medium oberhalb dieser Rohre dargebotene Raum ist.

Bei der abgeänderten Ausführungsform nach Abb. 3 sind die Trennwände h und i von Anfang bis Ende konisch gestaltet, und ihre Achsen fallen mit derjenigen des Sammelrohren zusammen. Am unteren Ende der Kegelstümpfe ist bei h¹, i¹ eine leichte Auskehlung bzw. ein stumpferer Winkel vorgesehen, um die Speisung der gegen die Umfangslinien A, B hin gelegenen Rohre in der obengenannten Weise zu erleichtern.

Der Winkel an der Spitze der Kegel h und i ist gemäß der Zeichnung ziemlich spitz gewählt, derart, daß jegliche Loslösung eines Strömungsfadens von den Wandungen und die Bildung von Wirbeln vermieden wird. Ferner gewährleistet die Kegelform der Trennwände bekanntlich die Umwandlung der dynamischen Energie der Strömungsfäden in statische Energie, d. h., die Geschwindigkeit des strömenden Mittels vermindert sich in diesem Bereich, während sein Druck zunimmt. Der Kegelwinkel ist derart gewählt, daß die Geschwindigkeit des strömenden Mittels in Abhängigkeit von der zu durchlaufenden Strecke eine praktisch gleiche Verteilung des Mittels auf die Abteile gewährleistet.

Weiterhin sind im Inneren der zylindrischen oder konischen Trennwände Regelorgane, z. B. ein Drosselventil k, eine Klappe oder sonstige Schließklappen oder Schieber, vorgesehen, die eine Regelung der in jedem der Trennwände strömenden Menge und demzufolge eine Regelung der Verteilung des Mittels auf die Rohre b gestatten.

Selbstverständlich können Einzelheiten in der Ausführung der Erfindung im Rahmen des Erfindungsgedankens abgeändert werden. Zum Beispiel könnten im Falle eines Zuleitungssammelrohres an der Eintrittsseite e die Mündungen der Verteilungstrennwände c, d, fi S derart aufgeweitet oder eingezogen sein, daß man im Inneren der durch die Trennwände begrenzten Kanäle eine Veränderung der Menge bzw. der strömenden Menge pro Zeiteinheit erhält.

Claims

Patentansprüche:

1. Zuleitungs- und Ableitungssammelrohr für Wärmetauscher, bei dem das zuzuführende bzw. zu sammelnde strömende Mittel durch mindestens ein Ende des Sammelrohres ein- bzw. austritt und das senkrecht zu der Achse des Sammelrohres mündende Rohre speist bzw. von diesen gespeist wird, wobei das Sammelrohr in seinem Inneren zur Lenkung des in ihm fließenden Mittels auf die bzw. von den verschiedenen Stellen des Sammelrohres feste Flächen oder zylindrische Trennwände besitzt, die sich vom Ein- bzw. Ausgang des Sammelrohres her erstrecken, dadurdi gekennzeichnet, daß die Trennwände zylindrischer oder konischer Form, von dem Ein- bzw. Austrittsende des Sammelrohres ausgehend, mit ihren im Inneren des Sammelrohres befindlichen Enden auf der Innenfläche des Sammelrohres voll aufliegen und das Innere des Sammelrohres in getrennte Längsabschnitte unterteilen, die zum Ein- bzw. Austrittsende des Sammelrohres hin offen sind.

2. Sammelrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwände (c, d) anfangs am Ein- bzw. Austrittsende des Sainmelrohres (α) zylindrisch und dann kegelförmig gestaltet sind.

3. Sammelrohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der Trennwände (c, d) sich mit derjenigen des Sammelrohres (α) decken.

4. Sammelrohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der Trennwände (f, g) zur Achse des Sammelrohres (a) etwas zur Gegenseite derjenigen Erzeugenden hin geneigt

sind, längs deren die in das Sammelrohr mündenden Rohre (b) angeschlossen sind.

5. Sammelrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwände Qi, i) von einem zum anderen Ende kegelstumpfförmig mit einem vorzugsweise spitzen Kegelwinkel derart gestaltet

sind, daß sie ein Ausströmen ohne Ablösung der Strömungsfäden gewährleisten.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 733 220, 522 174; USA.-Patentschrift Nr. 2 098 830.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen