DE1451225A1 - Rohr,insbesondere fuer Roehrenwaermeaustauscher - Google Patents

Description

• Rohr, insbesondere für Röhrenwärmeaustauscher Die Erfindung betrifft ein Rohr, insbesondere für Röhrenwärmeaustauscher und ist dadurch gekennzeichnet, dass in einem Aussenrohr ein mit mindestens einer Im wesentlichen Über die Rohrlänge verlaufenden und im wesentlichen mindestens annähernd radial nach innen gerichteten Falte versehenes Innenrohr angeordnet ist und beide Rohre an den Rohrenden miteinander dicht verbunden sind. Damit wird ein Rohr geschaffen, dessen wärmeübertragende Innenfläche grözser, u.U. wesentlich grösser als die Oberfläche eines gleich grossen glattzylindrischen Rohres ausgeführt werden kann,' das infolge der Verformbarkeit des Innenrohres leicht zusammenseLzbar ist Lind bei dem- zwischen der, äusseren Oberfläche des Innenrohres und der inneren Oberfläche des Aussenrohres ein guter, Kontakt erzielbar ist. Dabei kann zweckwässigerweIse das Aussenrohr als ein lediglich die mechanische Betinspr#uchung tragendes Teil ausgebildet; sein und demzufolge aus einem gegenüber mechanischen Deanspruchungen relativ festen und billigen Material, vorzugsweise Stahl. und das Innenrohr aus einem gegen das im Rohr strömende Medlum korrosionsbeständigen, dünnwandigen, u.U. sehr dünnwandigen, Material hergestellt sein.
• Ein derartig zusammengesetztes Rohr hat u.a. den Vorteil, dass gegenüber aus nur einem Material hergestellten Rohren eine bedeutende Materialeinsparung erzielbar ist. Unter der Annahme,. dass sich im Innern des Rohres ein Medlum befindet, das gegenübe.r üblichen Stahlrohren eine chemische Reaktivität besitzt- wie das z.B. bei Wärmeaustauschern vorkommt, muss bisher die Wandstärke des Rohres so diniensioniert sein, dass die materialzerstörende Wirkung der Rost- und Korrosionserscheinungen erst nach einer gewissen minimalen Betriebszeit den Austausch des Rohres erforderlich macht. Die Wandstärke eines derartigen Rohres muss also zunächst aufgrund der mechanischen Beanspruchung festgelegt und anschliessend in Anbetracht der Zersetzungserscheinungen, mi.t denen zu rechnen ist, um einen die im voraus festzusetzenden Lebensdauer berücksichtigenden Betrag vergrössert werden, wobei dieser Betrag u.U. im Vergleich zur aufgrund der mechanischen Beanspruchung errechneten Wandstärke sehr bedeutend sein kann. Auch bei Verwendung einen gegenüber dem Medium korrosionsbeständigen Material entstehen bisher sehr hohe Materialkosten, da diese Ma-.terialien in der Regel im Vergleich zu Stahl teuerer sind und geringere Festigkeitseigenschaften haben, also in der Wandstärke stärker bemessen sein müssen. Ee gibt zwar Material, das sowohl sehr fest als auch sehr widerstandsfähig gegen chemische Einwirkungen ist.-.Dieses Material ist aber meist sehr teuer und schwer bearbeitbar, so dass sich die damit erzielbare Materialeinsparung letztlich nicht in einer Verbilligung auswirkt. Bei der Anwendüng der erfingungsgemässen Rolre in Wärmeaustauschern ergeben sich demzufolge wesentlich kleinere und leichtere Gesamtanordnungen mit einer ganz beachtlichen Meterialeinsparung. Um einen guten Wärmeübergang zwis-chen der inneren Oberfläche des Innenrohres und der äusseren Oberfläche des Aussenrohres zu erhalten, ist es vorteilhaft, den Spalt zwischen der äusseren Oberfläche des Innenrohres und der inneren Oberfläche des Aussenrohres mit einer Paste hoher Wärmeleitfähigkeit auszufüllen. Durch diese Paste wird einerseits eine elastische Verformun'g des Innenrohres und damit eine einen guten Kontakt gewährleistende Abstützung am Aussenrohr nicht beeinträchtigt, andererseits die Bildung von wärmedimmenden Luttapalten verhindert. Um eine dichte Vorbindung der Rohrenden des Innen- und den Aussenrohren an einander herzustellen.. bieten sich viele.AusfUhrungsmöglichkeiten an, so z.B. das Einlegen von Dichtringen, das Überstülpen von Dichtkappen, das Aufdornen des Innenrohres oder das Einwalzen des Innenrohres, so dase an dieser Stelle eine dichtende Pressung gegen die' Wandung den Aussenrohren entstght,.#egebenenfalls unter' zus . ätzlicher Verwen-*dung von Nuten, oder in besonders zweckmässiger Weiäe dadurch, dann die Enden den Innenrohres mit dem Aussenrohr verklebt sind. Um zwischen dem Innekrohr und dem Aussenrohr eine feste Verbindung herzustellen., ist er, zwackmiazig" die Aunsenwandung des Innenrohres mit der-Innenwandung des Aussenrohren zu verkleben,- dabei ist es vorteilhaft" daas durch die infolge der.Faltenausbildung gegebene leichte Verformbarkeit des Innenrohren bel'ainer Druckerhöhung im Innenrohr eine natt'anliegende Abstützung am Aussenrohr erreichbar Ist. Derartige miteinander verklebte'Stellen können in vorteilhafter Weine durch Erhitzung lösbar gemacht sein. Um durch einen Überdruck im Inneren den Innenrohres ein satten Anliegen der Aussenwandung den Innenrohres an der Innenwandung.den Aussenrohres zu erreichen, ist es zwookmäaeigg die radiale Länge einer Falte kleiner als die Hälfte.der Bogenlänge den zylindrischen Teils des Innenrohren zwischen zwei benachbarten Falten auszuführen. Da die erfindungsgemässe RohrauaMrung bei Anwendung in einem Wirmeaustauscher.9 z.B. beim Einbau zwischen zwei Rohrböden, den Vorteil bringt, dass sich die Lebensdauer ganz beachtlieh erhöht, ist es nunmehr möglich, die Aussenfläche der Aussenrohre zwischen den Rohrböden mit einer den Wärmeübergang vergröseernden Rippenanordnung zu versehen, weil die bislang gegebenen Montageschwierigkeiten bei der h äufig erforderlichen Auswechselung angegriffener Rohre entfallen.
• Das erfindungsgemässe Rohr kann aueh mit be- sonderem Vorteil in den Fällen angewendet werden, in denen das im Rohrinnern anwesende Medium'in diesem Ablagerungen verursacht, die in ungünstiger Weise derb Wärmeübergang hemmen und den Rohrquerschnitt verengen. Diese Ablagerungen können bisher nur mit aufwendigen mechanischen Mitteln oder chemisch entfernt werden, wodurch die Rohrwandung:.angegritfen wird. Nunmehr läset sich zur Entfernung der Ablagerung mittels chemisch wirkender Verfahr6n eine schädliche Einwirkung auf die Rohrwandung durch geeignete Materialwahl des Innenrohres vermeiden oder die Innenrohre können auf einfache Weise aus den Aussenrohren herausgezogen und ge- reinigt oder durch fieue ersetzt werden.
• In den Figuren sind Ausführungebeispiele zur vorliegenden Erfindung dargestellt. Dabei zeigen Fig. 1 einen Querschnitt durch das Rohr und-Fig. 2 bis 8 Längeschnitte durch die Rohrenden mit verschiedenen Auaführungen der Verbindung des Innenrohres mit dem Auenenrohr und- de- ren Abdichtung gegeneinander.
• Fig. 1 zeigt ein Aussenrohr 1, in dem ein im Vergleich zur Wandstärke des Aussenrohren 1 dUnnwandiges Innenrohr-2 angeordnet ist, wobei die dünne Wand des Innenrohres 2 in einer 6o0-Teilung in Palten 3 gelegt ist, die sich radial gegen die Rohrachse erstrecken. Diese Falten 3 ergeben eine leichte Verformbarkeit des Mantels des Innenrohres 2 in radialer Richtung, so dass sich dadurch unter Ausnützung der Elastizität des Materials oder der Wirkung eines Druckes im Rahrinnern ein guter Kontakt der Aussenfläche des Innenrohres 2 an der Innenfläche des Aussenrohres 1 erzielen lässt. Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch ein Rohrende eines Rohres mit einem Querschnitt gemäse Fig. 1., wobei das.Aussenrchr 1 mit einen.Rohrboden 4 eines Wbtrmeaustausohern verschweiast ist" so dann sich ein Medium im Raum 5, der das Aussenrohr 1 umgibt und ein anderes Medium im Raum 6-.und damit in Innenraum 7 den Rohres befinden kann. An den Rohrenden sind die Wendung des Innenrohres 2 mit der Wandung des Aussenrohres 1 und die beiden Wandungen je einer Falte gegeneinander derart abgedichtet, denn kein Medium aus dem'Raum 6 zwischen die bei- den Rohre 1 und 2 gelangen kann. Die Herstellung eines derartigen Rohren Ist infolge der leichten Verformbarkeit den Innenrohren denkbar einfach, da beim Einführen den In-

  10 in den Auen«rehr 1 der AUNBendurchmesser den

  k-lei»gl nie die..liohte 'Weite den Aussenrohren

  tage nioh-das Einochieben den Innenrohren

  leioht bewerkstelligen läset. Um zwischen

  :den Innenrohree L) und der Innenfläche den

  'l Oin« gutoft Kontakt zu erhalten- also einen

  *Mt»11 ertorderliohen Spalt auszuaohalten"

  0$# 44M IMORraum 7 einen beispielsweise durch

  ft4uk golp benen, Überdruok herzustellen" der

  VioMma te.n Zmenrohren 2 gegen die Wandung den Ausnen-

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  f--tMtg deb.'eia Matten Aufliegen der Rohrwandungen der bei-

  d« VM» daeiander, ein guter Wärmeübergäng gewährlei-

  etet tot. Den geteltete Ihnenrohr kann mit Naht aus einer

  Ploftlie »der nahtlos aus einem Rohr geformt werden. Wird

  4R18 AgegRoßeaaterial ein Rohr vom Aussenrohr- Innenduroh-

  Meer v«noMdet" so kjÜm die Faltenbildung durch Strecken

  der frohrwand In %t«Seriohtung" oder bei einem durohmes-

  eorfrineez-=,]Rohr duroh Dtauohen den Rohrumfange" gegebenen-

  talle bei Lohen Naltbrieren, erhalten worden. Wird

  -das Weltrohr &um einem in den Aussenrohr pas senden Rohr

  getormt, 00 können 419 Rohrenden unverformt bleiben und er-

  gebea ein'abdioht»UUB'Sigee Anliegen an den Auenenrohren-

  dim. Aua'gium durolmenergrönneren Ausgangsmaterial kann

  tUr'.d:Le Hädenabdichtung der Durohmese auf Aussenrohr-

  11iLnendurohwesser eingezogen werden oder es kann auf andere

  Weiseg Urispielsweise durch Walzen" Löten oder Schweissen

  efn zy-ll-ridrischem Abdichtende geschaffen werden.-

  Diese spezielle Endenausbildung kann beim

  Einkletsn des Faltrahres entfallen. Die Endengestaltung von

  Plastiktaltrohren kann in einem Arbeitsgang mit der Her-

  stäUung erfolgen.

  Fig: 3 zeigt die Anordnung einen' Rohrendes, *bei der das Ende des Innenrohres 2 mit einer aus zwei gegenläußgen Konen 11 und 12 zusammngesetzten Büchse versehen ist., die. mittels eines O-Ringes 13 die Abdichtung gegen die Innenwandung den Aussenrohres 1 besorgt. Dabei ergibt sich ein kanischer, strömungsgünstiger Einlaut und gleichzeitig die-Ansatzmöglichkeit fUr ein Werkzeug zum Heraushiehen den Innenrohres 2., Diese Anordnung karm vorteilhafterweise an der Eintritteseite der Rohre angewendet worden.
• Fig. - 4 zeigt eine Abdichtung am Röhrende., bei der an das Innenrohr 2 eine Verstärkungsbüchse 14 angesetzt" z.B.-angelötet..ist und ein Dichtring 15 in einer Nute 16 an der Innenwand den Aussenrohres 1 zur Abdichtung dient.
• Fig. 5 zeigt eine Anordnung', bei der eine VerstärktmgebUohne 18- an Innenrohr 2 angesetzt ist" die eine Rille 19 und einen darin eingelegten AbdichtrIng 2o aufweist, und deren Über das Ende des Aussenrohres 1 hinausragen-des Ende mit Bohrungen 21 versehen ist, mittels derer das Innenrohr aus dem Aussenrohr herausgezogen werden kann.
• Fig. 6 zeigt eine Anordnung, bei der eine vorzugsweise elastische Muffe 22, vorzugsweise aus Metall, Gummi oder Kunststoff, über die aus dem Rohrboden 4 herausragenden Enden des Aussenrohres 1 und des Innenrohres 2 gestülpt ist$ so dass dadurch die Abdichtung hergestellt ist. Ist in den Figuren 3 bis 5 gezeigt, dass das Innenrohr 2 samt der Falten gerade abgeschnitten sein kann..wobei die beiden die Falten erzeugenden Wandungen an ihren abgeschnittenen Enden ebenfalls gegeneinander abgedichtet sind$ so i.st in Fig. 6 gezeigt, dass die Falten 3 an ihrem Ende dreiecksförmig 23 gegen die zylindrischen Wandteile umgelappt sein können.
• Fig. 7 zeigt ein-Rohtende, bei dem am Innenrohr 2 ein mit einem Innenkonus versehener Ring 25 angelötet ist, der durch eine mit einem Gegenkonus versehene Büchse 26 an die Innenwandung des Aussenrohres 1 angepresst ist. Dabei ist eine Steigung des Konus zweckmitssig, die eine Selbsthemmung verursacht.
• -Fig. 8 zeigt eine Anordnung, bei der an der Innenwandung des Aussenrohres 2 eine Nut 28 eingestochen ist, in die eine Verlängerungsbüchse 29.die an das Ende

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Claims (1)

1. Laten te!ZIL Ohe fUr Röhren-Wärmeauntauscher, dadurch ge- e"JU ein mit mindestens einer im wesentlichen 7 di*4"rl*w verlaufenden und Im wesentlichen minde- etem *4nUheM4 #radial nach innen gerichteten Falte (3) ver- zImat"iw (2) von einem Außenrohr (1) umgeben und an beiden Rohrenden mit diesem dicht verbunden ist. Rohr nach Anspruch 1,p dadurch gekennzeichnet, daß das aus relativ testen und billigen Material, vorzugsweise #tahlj bestehende Außenrohr (1) als ein lediglich die me ,ohe Beanspruchung tragendes Teil ausgebildet und das #hanja Zmeneohr (2) aus eiliem gegen das im Rohr strömende Medium korros:Lonabeständigen" dUnnwandigem Material besteht. Rohr nach Anspruch 1 und 2" dadurch gekennzeichnetg daß der Spalt zwischen Innen- und Außenrohr mit einer Paste hoher .Vfrmleittähigkeit ausgefUllt Ist. Rohr nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet" daß die Enden.dee Innenrohres (2) mit dem Außenrohr (1) verklebt sind. Rohr nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwandung des Innenrolmres (2) mit der innenwandung des Außenrohres (1) verklebt ist. Rohr nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander verklebten Stellen durch Erhitzen lösbar sind. Rohr nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Länge einer Falte (3) kleiner als die Hälfte der Bogenlänge des zylindrischen Teiles-des Innen-rohres (2) zwischen zwei benachbarten Falten ist. Rohr nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche des Außenrohres #1) zwischen den Rohrböden mit einer den Wärmeübergang vergrößernden Rippenanordnung versehen ist.