DE1401666A1 - Waermetauscher - Google Patents

Description

Di· Erfindung bezieht sioh auf Wärmetauscher mit in ein«m lianttl liegenden Rohren. Der Auedruok iiantel wird in dieser Beschreibung sur Beieiohnung nioht nur sylindrieoher Kesselt sondern auoh von Kesseln und Behältern verwendet, die einen anderen als lcreisf Umigen» s»B* einen reohtwinklie^n, Quersohnitt naiien»

Bei derartigem Dempfgenereteren solion die Bohr· über den Quereehnitt dos Mantel« uaA tt^ey dem gröflten Teil ihrey Län«e so gleiohcOtflig als möflieh verteilt Mim» üb da« Oeaamtrolumen des WlUnaetamsehers für eine gegebene WaraeUeertragungelelstuag sviselMm swsi Wäraetaueohemedien gering su halten·

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Me Erfindung fceii«ht sieh auf dl··· obm •rwthate assuetrebeade gleiühföraig« Verteilung der Rohre über dtn Querschnitt d·· Hantelst

Der Wärmetauscher gsmafl der Erfindung besteht aus einem Hantel und einer Ansah! ron Rohrbündeln, dl· Im Mant·! angeordnet sind, wobei jed·· Rohrbündel au· einer Aniahl τοη an ihren ßnden mit Kopf* etüclcen rerbundenen Rohren be β tent, wobei die Rohr· «wieohen den Kopf etüclcen eo geeprelst oder auf «ine ander« Weiee Terfornt sind» daß eie über einen we β entliehen Seil ihrer Länge im wesentlichen gleiohförmig über den Quereohnltt des -lantela rsrteilt Bind.

Sei dieser Ausbildung kann eine Anzahl τοη Rehrbündeln dicht beieinander angeordnet eein und •14· gleiohnäßige Verteilung der Rohre über den Querschnitt des iiantele erreioht werden, unabhängig τοη der Tatsache» daß dl· Fora der KopfetUok· oder der freie Rau», der swieohen benachbarten Kopfstücken Torgesehen werden nuß» dasu führt» daß «wieohen beaaohbarten Hohren in verschiedenen Bündeln im Bereich de· Kopfstüekee ein spalt entsteht» der größer ist, als die Verteilung der Rohre as dsn KopfstUoken·

Rohr· können rerfornt werden, beror sie an den Kopfetüoken befestigt werden« Baduroh wird ein

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gute· Etgebnie «rslelt» aber lit Rohre einä Zusammenbau dtr Bündel schwieriger au handhaben ual da· Verfahren sum Verbinden alt den Eojfet'JLoken wird kompilierter·

Vorzugsweise werden daher dl· Rohre nach dem verbinden mit den Kopfstücken verfemt· Di·· kann duroh Binsiehen dar Rohr·» bevor dit Rohr· alt beiden Kopfetüoken T«rbund«n tind, in Löcher mit Dietan·- platten «rf olgen, dl· alt ent«pr«oh«nd«n Zwl»ohenräumen über die üäxig* verteilt sind« Die Löoher in den Dlatansplatten haben die Form von Schlitten oder Lang-» löchern, die ·ο geriohtet aiad* daä nach Verbindung der Rohr« mit den Kopietücke» die Rohr« τοη eineo find· de· Sohlltsea sum anderen auegeapreist werden kiJ^aen, das al· in der gewünschten gieiehf uzaigesi Verteilung liegen· Um sie in dieser verlagerten Stellung au halten« let ea ledlglloh notwendig, einen Keil cd»dgl. in die nicht ausgefülltem Seile der aohlltio einsu~ eetsen.

Erfindung let ins·· sondere in dem Fall wendbar» in dem die Kopfetüeke seehseokig ausgebildet aind, da eine Ansahl ren aeenaeoken mit dem geringsten Anteil an verlorsnem Ham in dem Hantel aneinanderge* fUgt werden können» Bei seehseokigen Kopfetücken 1st·

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daher das KsJ₉ ua da· di· Rohr· für eine gleiohförnige Verteilung über den Querschnitt de· Hantel· verlagert werden Bussen» an geringsten. Dl· Erfindung kann aber auch verwendet werden» wenn die Kopfstücke eine andere For« haben« insbesondere» wenn eie kreisförmig ausgebildet eind₉ wobei der Abstand swieehen den auf iuepreieendtn Rohren dann wenigeten« bei einigen üohren etwa· größer iet«

Sin Vorteil de· Wärmeauetaueohere geaäfi der Srfiadong iet der» daß die Rohrbündel in der Werkstatt vorgefertigt werden können und auf dieμ 1elee der Anteil der noch erferderliohen Seuetellenarbeit ver-■indert wird. Entsprechend erstreckt aioh die Erfindung ebenfalle auf Rohrbündel, die ein l^Jaar dureh i» we «entliehen gerade Rohre verbundene Kopfplatten aufweisen, wobei die Rohre über den grüßten Teil ihrer Lftnge aittels einer Anordnung in Abstand gehalten werden, die sicherstellt, daß sie eine gleichförmig· Verteilung ι großer als die» die sie an ihrer Verbindungsstelle mit dem Kopfstück aufweisen» einnehmen·

I/ie Erfindung wird im folgenden an Aueführungebeispielen anhand der eoheaatisohen Zeichnungen erläuert.

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■> r*f*> 'r'r

In Pig. 1 let ein Beispiel eine» Wärmeaustauscher e geaäJi der Erfindung dargestellt· Der Wäraeauatauscher besteht aus einem Uantel oder Behälter IO nit einem Einlaß 12 und eine« Auslaß 14 für die Zirkulation eines Wäraetau*eher«ediutts duroh den Mantel, Ia Mantel 10 sind eine Ansahl τοη Rohrbündeln angeordnet, deren Konstruktion im folgenden im eineeinen erläutert wird. Jedes Rohrbündel 16 ist an jede« Ende über ein Rohr 18 «it einem Sanmelrohr 20 an jeder Stirnseite des Mantels verbunden» um die Zirkulation eines «reiten Wärneträgeracdiume durch die Rohre der Rohrbündel im Wärasaustauseh mit dem dursh den Hantel strömenden Medium su ermöglichen. Die aamaelrohre 20 haben durch den Mantel geführte Verbindungen 22» die als Vorlauf bsw· fiüeklauf für das sweite wärseträgermediun dienen«

Die relative Btruaungsriohtung der beiden duroh den Hantel strB&enden itedien kann die gleiche ■•in, wobei das obere Sanmelrohr 20 in Jig. 1 als Rücklauf dient und die oberen Rohre 18 ZufUhrrohre sind» oder er kann in Oegenetro« erfolgen» wobei selbstverständlich das obere Ssaselrohr 20 und dis Rohre 18 den Torlauf bsw· die Abführrohre bilden»

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Me Konstruktion der Rohrbündel 16 let im einzelnen in den Pig· 2-5 dargestellt. <ie aus Pig.2 su ersehen» in der die linden ewsier nebeneinandtrllegender Rohrbündel dargestellt sind, ist jedes Rohrbündel 6ü aus einer Anzähl von dünnen Rohren 24 hergestellt» die an ihren Enden mit den Kopfstücken 26 verschwelet sind. Die Bohre 24 sind an einer Seite de« Kopf β tue Ic· e 26, vorsugsvelse durch Verwendung der Ton der Anaelderin entwickelten Innenechweiftaethode» mngesohweietf während die Rohre 20 alt der anderen Seite über Redusieratücke 28 verbunden sind*

Wie aus fig· 3 zu ersehen, sind beia dargestellten Beispiel die Kopfstücke kreisförmig, und es sind neunsehn dünne Rohre 24 mit ihnen in gleiehf öroiger Verteilung verbunden· wenn eine Anzahl von F.ohrbündeln gemäß Fig« 2 und 3 nebeneinander in dem »ärmet&uscherjaantel 10 angeordnet sind» sind die r.ohre nicht gleich-Bäuig über den Querschnitt des Hantelα verteilt» da es unmöglich 1st» die krelefurmlgen Kopfstücke so ineinander su steoken, daß keine Spalten «wischen ihnen bleiben· Der Wärmetauscher _hi«fc daher einen geringeren als den aaximalen Wirkungsgrad» und für einen gegebenen Wärmeübergang zwieohen ewei Wärnetaueehermedlen auf tine gröflere Wärmeübergangsfläehe geschaffen wer-

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den, al· wenn eine gleichmäßige Verteilung der Rohre vorgesehen wäre· Um die gesUUI der Erfindung su erreiohende gleichförmig· Verteilung herzu·*·Ilen, müssen die Rohre icitlioh versetst werden· £a· HeJ₉ um dm· jede· der neunzehn Rohr· rereetst werden mud» let aus 71g· 4 BU ersehen» In der In gestrioheltcn Kreisen die Rohr· an Ihrer Verbindungsstelle mit den Kopfstück dargestellt sind und mit roll auegesogenen Kreisen die Stellungen» die die Rohre bei einer gleiohmädigen Verteilung einnehmen nüssen« dargestellt elnd· Da· »ede«» tet» daß die Rohre seitlich so weit rersetst werde* müesen» daß die rollen Linien und die geetrlehelten Linien In Koinsidens gebracht werden·

Dies wird bei der dargestellten Aueftlhrungeform mittel· Dlstanssttteken oder Behrstatsplatten 50 erreicht» deren eine In FIg· $ dargestellt 1st» In der Öffnungen 32 vorgesehen eind» dureh welche die Rohre durchg·et«okt werden. Einige dieser uffnungen elnd al· Langloch ausgebildet» um ein Aufepreieen der Rohre auf das erforderliche MaQ su ermöglichen· £in Rohrbündel» dessen Rohre durch die Öffnungen in einer ütütsplatt· •iugesteokt, aber noch nicht aufgeepreiet eind, let in Fig. 6 dargestellt und ?ig· 7 «wlgt swei Rohrbündel nach den Auf epreiisen der Rohre» .«!«bei ele in der

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aufgeepreisten Stellung mittel· Keilen 34 gehalten werden» die vorzugsweise mit der Platt« 30 verschweißt einA*

Wenn die Dietaneplatten 9O₁ wie in 71«♦ 5 dargestellt, eeohseekig oder änderet z.B. quadratisch oder dreieckig, geformt eind und» wie in Pig. 7 dar* gestellt, dioht aneinanderfliegen» verbleibt kein :iaum für die Zirkulation des Wärmetausohernediuae durch den Hantel* Diese Schwierigkeit wird leieht durch vertikaleβ Staffeln der Rohrbündel 16» wie in fig, 1 dargestellt, überwunden, wobei die Hälfte der Kopfstücke 26 an eines: Ende dee Hantele in einer Ebene und die andere Hälfte in einer etwas tieferen Ebene liegen.

Die Anzahl von Stuteplatten, die benötigt wer» den» um die Rohre eine· Bündele in dor erforderlichen stellung sni halten, hängt in erster Linie von der i<änge der Rohre ab· In allgemeinen iat eine im Bereich des Kopfstückes 26 angeordnete Platte erforderlich, aber bei sehr langen Rohren, z.B. 16 m (50 ft) oder mehr, kann es notwendig sein, :;tutzplatten an einem oder mehreren Zwiaohenpunkten entlang der Länge anzuordnen*

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Bei der eben beeohriebenen Auaführungefoym sind die Saftkopfetttoke der Rohrbündel krelsfuralg· sie können aber aueh jede beliebige regelmäßige oder unregelmäßige polygonale form haben. Bine besonders vorteilhafte form für da» Kopfetüolc iet da« Sechseck, da eine Aniahl von Seehseoken nebeneinander so ungeordnet werden können» daä sie in weeentliohen einen Kreis oder eisen SiBg ausfüllen· Bei dieser Anordnung können die Kehre im weeentliohen gleiohf öraig Über 4en Querschnitt des Mantels verteilt warden_t ohne dad auf dit eben besehrlebenen Bedingungen versiebtet wird· Wenn jedoch» wie es üblicherweise der 2TaIl let» die Rohre se dient wie möglich an den KopfstUokea vor· teilt sind, 1st die Dioke t in Pig. 2 des Kaduiieretüokes 28 größer als die Hälfte des Abstandes χ «wisehen swei benaohbarten Bohren des Bündels. Wenn daher die Bohre Ytillig gleichförmig verteilt werden sollen, zaüesen die Kopfstücke übereinanderliegen« Dies kann gemäß der Erfindung duroh Aufsprengen oder anderweitige β Verformen der Rohre zwischen den Kopfstücken· z.B. in der oben beeohriebenen Welse, rcroieden wer* den·

Jede Ansah! von Rohrbündeln der obes beschriebenen Art» die zwei Kopfatüoke aufweisen» die duroh la

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weeentliofesn gerade Kehrt verbunden eind, welohe über den grüßten Xeil ihrer länge durch eine Anordnung βο aueeinandergetpreist werden» daß eine gleichförnige Verteilung größer ale die, die sie mx ihrer Verbindungsstelle mit den Kopfstücken haben» erreicht wird» kann in dem 4antel parallel sur Achse des /Jantel· angeordnet eein» um den Wärmetaueoher zu bilden· Da die Wävmetauaoherrohre gleiohf örmig über den gansen Quer-■chnitt de· iuantel· verteilt Bind» 1st die Anzahl der für einen gegebenen Grad von Wärmeübertragung «wischen swei v;ärmetauecheraedien benötigten i:ohre geringer als la fall einer nicht gleiohföruigen Verteilung·

• Patentaneprüohe -

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Claims (1)

1. .11. H01666

   Patentansprüche

   Wärmetauscher nit einem -hantel und einer Anzahl von Hohrbündeln in dan <*vntel, dadurch ge· kennzeichnet, daß jedes Bündel (16) aus einer Ansahl von an ihren Enden mit Kopfstücken (26) verbundensA Rohren (24) sueaxrmengesetztt ist» wobei die Rohr« (24) aueeinandergesprelst oder auf andere Weise »wischen den Kopfstüoken (26) so deformiert eind, dafi sie Über einen wesentlichen Teil ihrer Länge eine gleichförmige Verteilung über den Querschnitt des Hantel· (10) einnehmen·

   2· Wärmetauscher nach Anspruch 1« dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (24) in Jedem Bündel (16) in der gewünschten Btellung sueinander durch Sistansplatten (30) gehalten werden» duroh die sie hindurohlaufen·

   3· V.äruetausoher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanaplatten (30) nlt Langlöchern (32) für den inirohgang der Hohro (24) derart voruehen aind, daß dieoc so deformiert werden können,

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   daß ale die gewünsohte gleichmäßige Verteilung naoh dem Verformen des Bündels (16) einnehmen·

   4· Wärmetauscher naoh Anspruch 3, dadureb gekennzeichnet, daß die Rohre (24) in ihrer verformten Stellung duroh in die Langlöcher (32) eingreifende Keile (34) gehalten werden·

   5« Wärmetaueoher nach einem der vorhergehenden Aneprüche, dadurch gekennzeichnet» daß die Rohrbündel (16) ein Paar von Kopfstücken (26) aufweisen, die duroh im wesentlichen gerade Rohre (24) verbunden sind,, die über den grüßten feil ihrer Länge lurch eine Anordnung (30) in Abstand voneinander gehalten werden, die sicherstellt, daß sie eibe gleichförmigere Verteilung ale an ihren Verbindungsstellen mit den Kopfstücken (26) aufweisen.

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