DE1129516B

DE1129516B - Roehrenwaermetauscher, dessen Waermeaustauschflaeche aus vielen Paaren gleichachsig ineinander gesteckter Rohre besteht

Info

Publication number: DE1129516B
Application number: DEH28242A
Authority: DE
Inventors: Andre Huet
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1955-10-04
Filing date: 1956-10-03
Publication date: 1962-05-17

Description

Röhrenwärmetauscher, dessen Wärmeaustauschfläche aus vielen Paaren gleichachsig ineinander gesteckter Rohre besteht Die Erfindung geht aus von einem Röhrenwärmetauscher, dessen Wärineaustauschflächen aus je zwei gleichach,sig ineinander gesteckten Rohren bestehen, von denen das eine jeweils Sternquerschnitt und das andere jeweils kreisrunden Querschn-itt besitzt. Im Inneren des Rohres mit Sternquerschnitt strömt dann das eine Medium, dasseine Wärme mit einem anderen Mittel austauscht, welches außerhalb des Sternrohres und innerhalb des Rohres mit kreisrundern Querschnitt strömt.
Das Bündel von vielen solcher Rohrpaare ist im allgemeinen innerhalb eines Kastens angebracht.
Es ist ferner bei Röhrenwärmetauschem anderer Art bekannt, Koaxialrohre, gegebenenfalls mit einem Spezialquerschnitt, zu verwenden, die zwischen sich Räume freilassen, welche mindestens zwei rohrförmige Umläufe bilden; diese Umlaufbahnen werden von unter Druck stehenden Medien durchströmt, und die Rohre können bei diesen Wärmetauschem einen Querschnitt mit eingefalztem Umriß in Form von Rippen besitzen, die die Wärmeaustauschoberfläche vergrößern.
Die Erfindung bezweckt nun, insbesondere für den Fall unter Druck stehender strömender Wärmeaustauschmedien und zur Erhöhung des Austauschkoeffizienten die herkömmliche Anordnung der Rohre auch im Hinblick auf erhöhte Raumausnutzung im Inneren des Wännetauschers zu verbessern.
Dies gelingt gemäß der Erfindung dadurch, daß bei einem Teil der Rohre des Wärmetauschers der eingangs genannten Art in an sich bekann-ter Weise das kreisrunde Rohr das sternförmig gestaltete Rohr umgibt, während bei dem restlichen Teil der Rohre das äußere Rohr sternförmigen Querschnitt und das innere Rohr kreisförmigen Querschnitt besitzt.
Dabei kann der hierdurch erhöhte Wärmeübergang noch dadurch vergrößert werden, daß bei den Rohren, deren Außenroh#re kreisrunden Querschnitt besitzen, die den stemförmigen Querschnitt bildenden hohlen Längsrippen gewälltsind. Ferner können zum gleichen Zweck die Außenrohre, die kreisförmigen Querschnitt besitzen, Innenrippen aufweisen, die sich in die Zwischenräume zwischen den Rippen des Innenrohres mit sternförmigem Querschnitt einschieben. Weiter kann in diesen Innenrohren mit sternförmigem Querschnitt ein zylindrischer Kern vorgesehen sein. Es sei noch bemerkt, daß die erfindungsgemäß verwendeten koaxialen Rohre nach einem früheren, Vorschlag gleichzeitig und ohne Schwierigkeiten gebogen werdien, können. Hieraus ergibt sich, daß man verhältnismäßig einfach Rohrbündel oder Rohrschlangen herstellen kann, die den Aufbau des erfindungsgemäßen Wärmetauschers gestatten. Ein weiterer an sich bekannter Vorzug der Eingangs genannten koaxialen Rohre besteht darin, daß. das kreisrunde Rohr eine beschlagringartige, verstärkende Bewehrung für das Rohr mit sternförmigem Querschnitt bildet, das sich gegen die Innenseite des kreisrunden Rohres abstützt.
Die gegebenenfalls vorgesehenen gewellten hohlen RippendesInnenrohres mit sternförrnigemQuerschnitt dienen nicht nur zur Erhöhung der Austauschoberfläche, sondern auch dazu, Querversteifungen zwischen den koaxialen Rohren während ihrer Herstellung und insbesondere während des Blegens zu bilden.
Nachstehend wird die Ausführung der Erfindung an Hand der Zeichnungen beispielsweise beschrieben, und zwar zeigt Abb. 1 im Schnitt einen Teil eines Wärmetauschers, der aus zwei unterschiedlichen Ausführungsarten von Koaxialrohren aufgebaut ist, und Abb. 2 schaubildlich ein Rohr mit sternförmigem Querschnitt, das um seine Achse mehrfach verdreht ist, so daß an den Rippen Wellungen gebildet werden.
Bekanntlich kann man Rohre mit sternförmigem Querschnitt, wie zum Beispiel das Rohr f der Abb. 1 und 2, d. h. Rohre mit hohlen Längsrippen, herstellen. Man verwendet zur Herstellung der vorgenannten Koaxialrohre ein Rohr f dieser Art als 1nnenrohr, das im Inneren eines Außenrohres von kreisförnügem Querschnitt g gemäß Abb. 1 angebracht ist. Wenn die zwei strömenden Mittel im Wärmetauscher mit Drücken umlaufen, die ähnliche Größe haben, kann das Innenrohr verhältnismäßig geringe Wandstärke besitzen, ohne daß man Verformungen zu befürchten hat; ferner kann man aus diesem Grunde die An-zahl der hohlen Rippen des Sternquerschnittes f vervielfachen, um dadurch den Wärmeaustausch zu verbessern.
Falls zwischen den beiden strömenden Mitteln ein Druckunterschled vorgesehen werden soll, gibt man dem Innenrohr f eine größere Wandstärke. Da man nun aber vorzugsweise das strömende Mittel mit dem höheren Druck in dem Innenrohr f strömen läßt, bringt die sich für das Rohr f hieraus möglicherweise ergebende Ausdehnungswirkung, wie ersichtlich, mit sich, daß die Rippen des Sternquerschnittes gegen die innere Oberfläche des Außenrohres g angedrückt werden, so daß dieses in an sich bekannter Weise wie eine Beschlagring-Bewehrung auf das Innenrohr wirkt. Diese Verstärkungswirkung macht es möglich, die Wandstärke des Innenrohres f für einen vorgegebenen Druckunterschied in gewisseni Maße herabzusetzen.
Nach der Erfindung werden die, Koaxialrohre gemäß Abb. 1, die ein Außenrohr mit Kreisquerschnitt aufweisen, mit Koaxialrohren zusammengebaut, bei denen das Außenrohr i Sternquerschnitt besitzt und zum Beispiel vier Zacken aufweist und im Inneren ein Rohr j mit kreisförmigem Querschnitt enthält.
Dim Anordnung gestatte4 die Rohre i und g soweit als möglich einander zu nähern, wobei sich der Sternquerschnitt der Rohre 1 an die Kreisform der Rohre g anschmiegt. Auf diese Weise kann man jeg- lichen freien Raum zwischen den Rohren vermeiden, oder auch zwischen diesen Rohren einen gewissen freien Raum belassen, um gegebenenfalls einen äußeren Kreislauf zwischen den Rohren strömen zu lassen.
Die Rohre i im Inneren der Rohre i können Längsrippen il besitzen, wie sie in gestrichelten Linien eingezeichnet sind und welche Querversteifungen bilden. Stellt sich bei dieser Bauart der dem Durchtritt des strömenden Mittels im Inneren der Rohre, f mit sternförmigem Querschnitt dargebotene Durchtrittsquerschnitt als zu groß heraus, so kann man im Inneren dieser Rohre ein volles Kernstück k anbringen, dessen Gestalt so angepaßt sein kann, daß es die Strömung des strömenden Mittels verbessert; dabei kann das Kernstück gegebenenfalls zum Auflegen von katalytisehen Stoffen dienen, die in dem umlaufenden strömenden Mittel exothermische Reaktionen herbeiführen oder unterstützen sollen.
Die an dem Rohr f mit sternförmigem Querschnitt gebildeten hohlen Längsrippen können in kaltem oder warinem Zustand örtlichen Verformungen oder geringen Winkeländerungen dadurch unterzogen werden, daß man die bei der Herstellung angewendeten Matrizen dreht. Die Rippen können zum Beispiel zu einem Scbxaubengang oder zu Teilen von Schraubengängen verdreht werden, bei denen die Richtung der Schraubenlinienteilstücke, gegenläufig ist; d. h. die Rippen können gemäß Abb. 2 gewellt sein, wobei außerdem die Steigung der Schraubenlinienform sich periodisch ändern kann. Auf diese Weise können in den zwischen den Rippen liegenden Zwischenräumen Strömungskanäle gebildet werden, deren, nach Richtung und gegebenenfalls auch, nach Querschnitt abwechselnder bzw. unterschiedlicher Verlauf den Wärmeaustausch begünstigt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Röhrenwärmetauscher, dessen Wärmeaustauschfläche aus vielen Paaren gleichachsig ineinander gesteckter Rohre besteht, von denen je eines Sternquerschnitt und das andere kreisrunden Querschnitt besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Teil der Rohrpaare in an sich bekannter Weise das kreisrunde Rohr (g) das sternförmig gestaltete Rohr (f) umgibt, während bei dem restlichen Teil der Rohrpaare das Außenrohr (i) sternförmigen Querschnitt und das Innenrohr (1) kreisförmigen Querschnitt besitzt (Abb. 1).
2. Röhrerrwärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei den Rohrpaaren, deren Außenrohre, kreisförmigen Querschnitt be- sitzen, die den sternförmigen Querschnitt bildenden hohlen Längsrippen der Innenrohre gewellt sind (Abb. 2). In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 897 419, 892 598, 845 053, 814 159; schweizerische Patentschrift Nr. 78 713; französische Patentschrift Nr. 698 695; britische Patentschriften Nr. 725 302, 270 250.