Röhrenwärmeaustauscher mit längsangeströmten Rohren und örtlicher
Querschnittseinengung durch Füllkörper Röhrenwärmeaustauscher sind vielfach mit
Umlenkblechen oder Leitblechen versehen, die in Abständen quer zu den Rohren angeordnet
sind und das die Rohre umspülende Medium abwechselnd an diametral gegenüberliegende
Umfangsstellen oder abwechselnd am Umfang und im Zentrum des Behälters hindurchtreten
lassen. Hierdurch soll erreicht werden, daß das Medium eine quer zu den Rohren gerichtete
Bewegung oder Bewegungskomponente erhält und damit der Wärmeaustausch mit dem die
Rohre durchströmenden Medium gegenüber einer Anordnung ohne Umlenkbleche gesteigert
wird. Doch führt diese Maßnahme vielfach nicht zu dem gewünschten Erfolg, weil sich
in der Strömungsrichtung hinter den Umlenkblechen tote Räume bilden, in denen der
Wärmeaustausch im Gegenteil wesentlich verschlechtert ist.Tubular heat exchangers with longitudinal flow tubes and local
Cross-section narrowing due to packing tube heat exchangers are often included
Provided baffles or baffles, which are arranged at intervals across the pipes
and the medium flowing around the pipes alternately to diametrically opposite one another
Circumferential points or pass alternately on the circumference and in the center of the container
permit. This is intended to ensure that the medium is directed transversely to the pipes
Movement or movement component receives and thus the heat exchange with which the
Medium flowing through pipes increased compared to an arrangement without baffles
will. However, this measure often does not lead to the desired success, because
in the flow direction behind the baffles form dead spaces in which the
On the contrary, heat exchange is significantly deteriorated.
Werden dagegen keine Umlenkbleche vorgesehen, so entfallen die toten
Räume, und es entsteht eine Längsströmung auch außerhalb der Rohre. Doch nehmen
in diesem Fall die Zwischenräume zwischen dem Rohrbündel und dem Behältermantel
einen Anteil der Strömung auf, der für den Wärmeaustausch schlecht oder gar nicht
ausgenutzt wird. Dieser Strömungsanteil kann bis zu 30%o des freien Strömungsquerschnittes
ausmachen, so daß der Wärmeaustausches entsprechend größer ausgelegt werden muß.If, on the other hand, no baffles are provided, the dead ones are omitted
Spaces, and there is a longitudinal flow outside the pipes. But take
in this case the spaces between the tube bundle and the container jacket
a part of the flow that is bad or not at all for the heat exchange
is exploited. This flow component can be up to 30% o of the free flow cross-section
make up, so that the heat exchange must be designed correspondingly larger.
Die Erfindung schafft hier Abhilfe und sieht vor, daß bei einem Röhrenwärmeaustausches
mit unbehinderter Längsströmung des die Röhren umspülenden Stoffes die Zwischenräume
zwischen dem Röhrenbündel und der Behälterwand mit Füllkörpern ausgefüllt werden.
Als Füllkörper eignen sich Kugeln oder anders geformte Stücke aus Keramik, Kunststoff
oder anderen Materialien, die eine solche Größe besitzen, daß sie nicht zwischen
die Rohre des Rohrbündels einzudringen vermögen. Durch diese mehr oder weniger dicht
gelagerten Füllkörper wird in dem von Rohren freien Raum um das Rohrbündel herum
ein erheblicher Strömungswiderstand erzeugt, der zur Folge hat, daß hier nur ein
ganz geringer Bruchteil der Gesamtströmung hindurchgeht, wobei im übrigen die Strömung
zwischen den Rohren nicht ungünstig beeinflußt wird. Wie Versuche ergeben haben,
kann auf diese Weise der Wärmeaustausch gesteigert und der Wirkungsgrad entsprechend
verbessert werden. Dabei ist die Erfindung nicht nur für die Neuanfertigung von
Röhrenwärmeaustauschern, sondern vorteilhaft auch bei schon bestehenden einbautenlosen
Wärmeaustauschem anwendbar, deren Arbeitsweise mit Hilfe der Anordnung nach der
Erfindung unter Umständen erheblich verbessert werden kann, wodurch auch der Wirkungsgrad
der Gesamtanlage gehoben wird.The invention provides a remedy here and provides that with a tube heat exchange
the interspaces with unhindered longitudinal flow of the substance flowing around the tubes
be filled with fillers between the tube bundle and the container wall.
Balls or other shaped pieces made of ceramic or plastic are suitable as fillers
or other materials of such a size that they are not between
able to penetrate the tubes of the tube bundle. Through this more or less dense
stored packing is in the free space of the tubes around the tube bundle
creates a considerable flow resistance, which has the consequence that here only one
very small fraction of the total flow passes through it, the rest of the flow
is not adversely affected between the pipes. As experiments have shown
In this way, the heat exchange can be increased and the efficiency accordingly
be improved. The invention is not only for the new production of
Tubular heat exchangers, but also advantageous for existing ones without installation
Heat exchangers applicable, their mode of operation with the help of the arrangement according to the
Invention can be significantly improved under certain circumstances, whereby the efficiency
the entire system is lifted.
Es ist bekannt, bei einem Röhrenkessel-Verdampfer für Kältemaschinen
die Zwischenräume zwischen den von der zu kühlenden Flüssigkeit durchflossenen Rohren
mit Kugeln aus Glas auszufüllen und damit diesen vom Kältemittel einzunehmenden
Raum einzuengen, wodurch die erforderliche Menge des teuren Kältemittels herabgesetzt
und dessen Strömungsgeschwindigkeit erhöht werden soll. Die Kugeln füllen hier also
den ganzen freien Querschnitt zwischen den Rohren aus, mit Ausnahme einer unteren
und einer oberen Randzone des liegenden Kessels zwischen Kesselwand und Rohrbündel,
die von Kugeln frei gehalten werden, um die Verteilung der unten eintretenden Flüssigkeit
und das Sammeln des oben abgeführten Dampfes zu begünstigen. Die Querschnittsverminderung
bzw. Widerstandserhöhung betrifft hier also eine quer zu den Rohren gerichtete Strömung
und erfolgt vorzugsweise innerhalb des Rohrbündels, also an einer Stelle, wo sie
im Falle der vorliegenden Erfindung für die längsgerichtete Strömung gerade unerwünscht
ist.It is known in a tubular boiler evaporator for refrigerating machines
the spaces between the pipes through which the liquid to be cooled flows
to be filled with balls made of glass and thus to be consumed by the refrigerant
Narrowing space, thereby reducing the amount of expensive refrigerant required
and whose flow rate is to be increased. So the balls fill here
the entire free cross-section between the tubes, with the exception of a lower one
and an upper edge zone of the horizontal boiler between the boiler wall and the tube bundle,
which are kept free by balls in order to distribute the liquid entering below
and to encourage the collection of the vapor discharged above. The reduction in cross section
or increase in resistance relates here to a flow directed transversely to the pipes
and is preferably carried out within the tube bundle, that is to say at a point where it
in the case of the present invention just undesirable for the longitudinal flow
is.
In der Zeichnung ist die Erfindung näher veranschaulicht, und zwar
zeigt Fig. l einen Längsschnitt und Fig.2 einen Querschnitt eines Röhrenwärmeaustauschers
nach der Erfindung.The invention is illustrated in more detail in the drawing, namely
FIG. 1 shows a longitudinal section and FIG. 2 shows a cross section of a tubular heat exchanger
according to the invention.
Wie ersichtlich, ist das zwischen den beiden Rohrböden 11 und 2 sich
erstreckende Röhrenbündel 3 von dem Mantel 4 umgeben, der Rohrstutzen 5 und 6 für
die Zu- und Abführung des die Rohre umspülenden Mediums aufweist. Vor den Rohrböden
sind Kammein
7 und 8 angeordnet, die mit Rohrstutzen 9 und
10 für den Ein- und Austritt des die Rohre durchströmenden Mediums versehen
sind.As can be seen, the tube bundle 3 extending between the two tube sheets 11 and 2 is surrounded by the jacket 4, which has tube sockets 5 and 6 for the supply and discharge of the medium flowing around the tubes. Combs 7 and 8 are arranged in front of the tube sheets and are provided with tube sockets 9 and 10 for the entry and exit of the medium flowing through the tubes.
Die Zwischenräume 'zwischen dem Rohrbündel 3 und dem Mantel
4 enthalten Füllkörper 11 von beliebiger, z. B. kugelförmiger Gestalt aus
Keramik, Kunststoff usw., deren kleinste Größe die lichten Abstände der Rohre nicht
.unterschreiten soll, damit sie nicht zwischen die Rohre eindringen. Auf diese Weise
sind die Randspalte zwischen Rohrbündel und Mantel mit einem erheblichen Strömungswiderstand
behaftet, so daß sie im wesentlichen strömungsfrei bleiben.The spaces' between the tube bundle 3 and the jacket 4 contain packing elements 11 of any, z. B. spherical shape made of ceramic, plastic, etc., the smallest size of which should not .below the clear distances between the tubes, so that they do not penetrate between the tubes. In this way, the edge gaps between the tube bundle and the jacket are subject to considerable flow resistance, so that they remain essentially free of flow.
Für die Einbringung der Füllkörper können Öffnungen 12 im oberen Rohrboden
vorgesehen sein. Ist dieser schlecht zugänglich und eine nachträgliche Einbringung
der Füllkörper dadurch erschwert, so können im Mantelrohr Einfüllöffnungen angebracht
werden. Dies empfiehlt sich auf jeden Fall bei liegender Anordnung des Wärmeaustauschers.
Um ein Eindringen der Füllkörper in die Rohrstutzen 5 und 6 zu verhindern, sind
diese bis an das Rohrbündel herangezogen oder durch besondere, auch nachträglich
anzubringende Manschetten 13 entsprechend verlängert.For the introduction of the packing elements, openings 12 can be made in the upper tube sheet
be provided. Is this difficult to access and a subsequent contribution
If this makes the filler more difficult, filling openings can be made in the jacket pipe
will. This is recommended in any case when the heat exchanger is arranged horizontally.
In order to prevent the packing from penetrating into the pipe socket 5 and 6, are
these are drawn up to the tube bundle or by special ones, even afterwards
to be attached cuffs 13 extended accordingly.