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Bündelrohrwärmeaustauscher Die Erfindung betrifft einen Bündelrohrwärmeaustauscher
bei dem eine Mehrzahl von Rohren von einem zylindrischen Außenmantel umgeben ist
und die Rohre in zwei Rohrböden endigen. Insbesondere bezieht sich die Erfindung
auf einen Bündelrohrwärmeaustauscher mit Zwangsumlauf zum Verdampfen einer Flüssigkeit
an der Außenseite der Rohre, bei dem die zu verdampfende Flüssigkeit mit Hilfe einer
Pumpe umgewälzt wird.
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Es ist bekannt, in Bündelrahrwärmeaustauschern berippte Rohre zu verwenden,
um die Fläche für den Wärmeübergang und damit die Wärmeübertragung zu vergrößern.
Derartige
Rippenrohre haben den Nachteil, daß sie in der Anschaffung
sehr teuer sind und dem an ihnen entlangströmenden Medium einen großen Strömungswiderstand
entgegensetzen.
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Es ist auch bekannt, in Bündelrohrwärmeaus- -tauschern glatte Rohre
zu verwenden, wobei die Aufgabe besteht, die Strömungsgeschwindigkeit der am Wärmeaustausch
beteiligten Medien möglichst hoch zu halten um damit einen guten Wärmeübergang zwischen
den strömenden Medien und den Rohrwänden zu erzielen. Der Lösung dieser Aufgabe
wirken allerdings in Bündelrohrwärmeaustauschern bekannter Bauart verschiedene konstruktive
Gegebenheiten entgegen.
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Bei Bündelrohrwärmeaustausehern bekannter Bauart entstehen zwischen
der äußeren Begrenzung des Rohrbündels und dem Außenmantel unausgefüllte Hohlräume
dadurch, daß die äußere Begrenzung des Rohrbündels im Querschnitt in den meisten
Fällen vieleckig und der Außenmantel wegen der notwendigen Stabilität und Druckfestigkeit
kreiszylindrisch ausgebildet ist. Bei mehrfacher Durchführung des in den Rohren
strömenden Mediums durch den Bündelrohrwärmeaustauscher ist es außerdem notwendig,
das Medium jeweils durch verschiedene Rohrgruppen hindurehzuleiten und über den
Rohrböden umzulenken. Durch die Aufteilung der Rohre in verschiedene Rohrgruppen
und infolge der notwendigen Umlenkung entstehen zwischen den Rohrgruppen unausgefüllte
Höhlräume. Die genannten unausgefüllten Hohlräume zwisehen
dem
Rohrbündel und dem Außenmantel und den Rohrgruppen untereinander vergrößern den
Durchströmungsquerschnitt für das außerhalb der Rohre strömende Medium.
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Zur Erzeugung einer großen Strömungsgeschwindigkeit ist es bekanntlich
notwendig, entweder den Strömungsquerschnitt klein oder die Durchsatzmenge groß
zu halten. Infolge der-genannten konstruktiven Gegebenheiten bei Bündelrohrwärmeaustausehern
ist es also notwenig, die Durchsatzmenge des außerhalb der Rohre strömenden Mediums
groß zu halten, um eine für einen g uten Wärmübergang notwendige Strömungsgeschwindigkeit
zu erzielen. Die Größe der Durchsatzmenge nimmt jedoch auf die Betriebskosten und
ebenso wie die Güte des Wärmeübergangs auf die Anlagekosten erheblichen Einfluß,
so daß für die Vergrößerung der Durchsatzmengen wirtschaftliche Grenzen gesetzt
sind.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten
konstruktiven Gegebenheiten der Bündelrohrwärmeaustauscher bekannter Bauart derart
zu ändern, daß bei dem außerhalb der Rohre strömenden Medium eine hohe Strömungsgeschwindigeit
und ein guter Wärmeübergang erzeugt und die Wärmübertragung im wirtschaltlichen
Sinne verbessert werden kann.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß mindestens ein Innenmantel
jeweils mindestens einen Teil der Rohre eng umschließt, wobei der vom Innenmantel
umschlossene
Raum an einem Ende mit der Zuleitung des an der Außenseite
der Rohre strömenden Mediums verbunden ist und am anderen Ende in dem vom Außenmantel
umschlossenen Raum offen ist.
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Bei Bündel rohrwärmeaustauschern mit mehrfacher Durchführung des in
den Rohren strömenden Mediums und mit mehrfacher-Aufteilung der Rohre in nach verschiedenen
Richtungen durchflossenen Rohrgruppen können ebensoviele Innen- ' mäntel wie Durchführunigen
vorgesehen sein, die um die-einzelnen Rohrgruppen der einzelnen Durchführungen gelegt
sind. Wenn aber die einzelnen Abstände der Rohre unter sich wegen deren Verbindung
mit den Rohrböden sehr groß sind, so können auch ebensoviele Innenmäntel wie Rohre
zur Anwendung kommen, wobei je ein Innenmantel'ein Rohr umschließt.
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Die zur Anwendung kommenden Innenmäntel müssen im wesentlichen weder
eine besondere Druckfestigkeit noch besondere Formfestigkeit aufweisen, da einerseits
der bekannte Außenmantel den Überdruck des strömenden Mediums aufnimmt und andererseits
sich die Innenmäntel an den Rohren abstützen können. Daraus ergibt sich eine konstruktive
Freizügigkeit in der Ausgestaltung der Innenmäntel. Zweckmäßigerweise sind die Innenmäntel
zylindrisch und der äußeren Begrenzung der Rohrgruppen des Bündelrohrwärmeaustauschers
im Querschnitt angepasst.
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Strömt nun das außerhalb der Rohre strömende
Medium
innerhalb der zylindrischen Innenmäntel, so ist der wirksame Strömungsquerschnitt
um die unausgefüllten Hohlräume zwischen dem Rohrbündel und dem Außenmantel und
zwischen den verschiedenen Rohrgruppen untereinander gegenüber dem wirksamen Strömungsquerschnitt
bei bekannten Bündelrohrwärmeaustausehern vermindert. Hieraus ergibt sich ein entscheidender
Vorteil der Erfindung.
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Ein weiterer Vorteil entsteht bei der Anwendung des erfindungsgemäßen
Bündelrohrwärmeaustauschers mit Zwangsumlauf zum Verdampfen einer Flüssigkeit, wobei
die zu verdampfende Flüssigkeit mit Hilfe einer Pumpe bis zurvollständigen Verdampfung
umgewälzt wird.
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Beim Verdampfen einer Flüssigkeit unter Zuhilfenahme eines Zwangsumlaufs
muß nach dem Durchströmen des Arbeitsmediums durch den Wärmeaustauscher immer ein
Flüssigkeitsanteil von einem Gasanteil abgetrennt werden. Bei Verwendung eines Bündelrohrwärmeaustauschers
bekannter Bauart ist es notwendig, innerhalb des Außenmantels einen besonderen Abscheideraum
vorzusehen, der für den Wärmeaustausch verloren geht oder bestenfalls teilweise
für die Nachtroekriung des Gasanteils verwendet werden kann.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht also darin, einen Bündelrohrwärmeaustauscher
mit Zwangsumlauf zum Verdampfen einer Flüssigkeit zu schaffen, bei dem der Raum
für die Dampfabscheidung innerhalb des Außenmantels
liegt und dennoch
keine wärmeaustauschenden Flächen ungenutzt brach liegen.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der bereits beschriebene Bündelrohrwärmeaustauscher
zur Anwendung kommt, wobei die Zuleitung des an der Außenseite der Rohre strömenden
Mediums mit der Druckseite der Pumpe und der vom Außenmantel umschlossene Raum mit
der Saugseite der Pumpe verbunden ist.
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Hierbei können die bei allen Bündelrohrwärmeaustauschern aus konstruktiven
Gründen vorhandenen Hohlräume als Abscheideraum zwischen dem Dampfanteil und dem
Flüssigkeitsanteil nutzbar gemacht werden, wobei die erfindungsgemäßen Innenmäntel
den Dampfabscheideraum von den Strömungskanälen des außerhalb der Rohre strömenden
Mediums abschliessen.
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Die Erfindung kann auch noch weitere konstruktiv sehr vorteilhafte
Ausgestaltungen erfahren: Hierzu gehört, daß die Innenmäntel an der mit der Zuleitung
verbundenen Seite in einen Zwischenboden münden, der zusammen mit einem der Rohrböden
an einem der Enden der Rohre und mit einem Teil des Außenmantels einen abgeteilten
Raum bilden., in dem die Zuleitung für das an der Außenseite der Rohre strömende
Medium einmündet.
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Es ist weiterhin möglich, das mit der Zuleitung verbundene Ende jedes
Innenmantels jeweils in einen im Querschnitt größeren Zwischenmantel hineinragen
zu lassen, wobei
das eine Ende Jedes Zwischenrriantels mit dem Innenmantel
und res andare Eide mit. eJnem Rohrboden dicht= verbunden ist.
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Eine besonders einfache Ausgestaltung erfährt dIe Erfirdung dadurch,
daß nur ein Innenmantel und ein Zwischenmantel zurr Anwendung kommt, wobei eine
Pumpe über ein Innenrohr unC ein dazu konzentrisch angeordnetes Außenrohr so angeschlossen
ist,*daß das mit der Druckseite der Pumpe verbundene Innenrohr mit dem vom Zwischenmantel
umgebenen Raum und der vorn Innenrohr und vom Außenrchr gebildete Ringspalt einerseits
mit der Saugseite der Pumpe und andererseits snit dem vom Außenmantel umgebenen
Raum verbunden ist. Die Zuleitung der zü verdampfenden Flüssigkeit in den Bündelrohrwärmeaustauschern
erfolgt über ein mit dem vom Innenrohr und vorn Außenrohr gebildeten Ringspalt verbundenes
Schwimmerventil.
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Insbesondere dann, wenn in dem Bündelrohrwärmeaustauscher eine Flüssigkeit
verdampft werden soll, kann es zweckmäßig sein, daß die Gesamtheit aller Innenmäntel
nur einen Teil der Rohre umschließt, wobei Vorrichtungen vorgesehen sind, mit deren
Hilfe abströmende Dämpfe und Flüssigkeiten entlang der nicht umschlossenen Rohre
geleitet werden.. Die nicht umschlossenen Rohre dienen dann zur Nachtrocknung des
Dampfes.
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Mit Hilfe von Ausführungsbeispielen werden weitere' Vorteile und Einzelheiten
der Erfindung erläutert.
| BUndelrohrwärmeatauscher nach Fig. 5 dar und dient zur |
| Verdeutlichung der Unterschiede gegenüber der Ausführungs- |
| form der Bündelrohrwärmeaustauscher nach den Figuren 3 und
4. |
| Gleiche Taile sind in allen Figuren mit gleichen |
| Bezugsziffern gekennzeichnet. |
| Der Bündelrohrwärmeaustauscher nach Fig. 1 be- |
| steht in bekannter Weise zunächst aus dem Aue @nmantel 1, der |
| auf beiden Seiten von den Rohrböden 2 und 3 abgeschlossen ist. |
| Jeweils Er= den, Enden sind die Rohre 4- in den Rohrböden 2
und 3 |
| eingebördcrt oder eingeschweißt. Das in den Rohren 4 strö- |
| mende Medium wir=d über die Absehlußböden 5 und S zu- und abge- |
| führt.-Der Abschlußboden 5 enthält eine Scheidewand 7 und |
| zwei Anschlußstutzen 8 und g. Die Abdichtung der Scheidewand
7 |
| gegenüber dem Rohrboden 2 kann in bekannter Weise beispiels- |
| weise ähnl.@:ch wie die Abdichtung zwischen dem Außenflansch |
| des Anschxußbodens 5 gegenüber dem Rohrboden 2 erfolgen. |
| Die Gesamtheit aller Rohre 4 sind in zwei gliLche |
| Rohrbündel lo und 11 eingeteilt, welche i,iit einem gewissen |
| Abstand gegeneinander in den Rohrböden 2 und 3 gehalten werdet.. |
| Dieser Abstand ist dafür notwendig, daß die Scheidewand ? |
| des Absch'ußbodens 5 gegenüber dem Rohrboden 2 abgedichtet |
| werden kann. . |
| Das in den Rohren strömende Medium kann bei- |
| spielaweise über den Anschlußstutzen B dem ersten Rohrbündel |
| 1o zugefi_rt werden, wobei es nach dem Durchströmen durch den |
In Figur«1 ist ein Bündelrohrwärmeaustauscher dargestellt, bei
dem zwei Rohrbündel von zwei Innenmänteln umgeben sind. Die zwei Rohrbündel dienen
zur zweifachen Durchführung des in den Rohren strömenden Mediums.
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Die Figur 2 stellt den Querschnitt durch einen Bündelrohrwärmeaustauscher
nach Fig. 1 dar. Hieran sind insbesondere die Auswir:@-ungen und Vorteile der Erfindung
klar zu erkennen.
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In Figur 3 ist ein Bündelrohrwärmeaustauseher dargeselt, bei dem alle
Rohre gemeinsam von einem einzigen Innenmantel umgeben sind. Die Vorrichtung zur
Erzeugung des Zwangsumlaufes in dem aündelrohrwärmeaustauscher nach Fig. 3 erfordert
einen nur geringen Energiebedarf. Der Bündelrohrwärmeaustauscher nach Fig: 3 ist
insbesondere zum Verdampfen einer Flüssigkeit geeignet und enthält einen vorteilhaft
ausgestalteten Raum zum Nachtrocknen des Dampfes.
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Die Figur 4 stellt einen Querschnitt durch den Bündelrohrwärmeaustauscher
nach Fig. 3 dar. Sie dient insbesondere zur Verdeutlichung der Ausgestaltung des
Raumes zum Nachtrocknen des Dampfes.
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In Figur 5 ist eine abgewandelte Ausführungsform des Bündelrohrwärmeaustauschers
nach Fig. 3 dargestellt, wobei insbesondere die Ausgestaltung des.Raumes zum Nachtrocknen
des bei der Verdampfung entstehenden Dampfes abweicht. Die Figur
6 stellt
einen Querschnitt durch den
| ersten Rohrbündel 10 in dem Abschlußboden 6 umgelenkt
und |
| dem zweiter. Rehrbündel 1 1 zugeführt wird. Das in den Rohren |
| strömende Medium verläßt den Bündelrohrwärmeaustauschc.:@ |
| nach zweifacher Durchführung über den Anschlußstuizen ().
Die |
| Scheidewand 7 verhindert ein dir,äktes Durchströmen vom An- |
| schlußstutzes.i 8 zum Anschlußstutzen 9 und erzwingt das |
| zweifache. Durchströmen durch die Rohre 4 aufgeteilt in die |
| beiden Rohr bilnde 1 1 o und 11. |
| Jedes Rohrbünde? 1o und 11 ist von einem Innen- |
| Mantel 12 tnkd 1 j eng umschlossen. Die beiden Innenmäntel
12 |
| und 13 sind kürzer als die Rohre 4, wobei sie an einem Ende |
| nz:t, einem Zwischenboder; 14 fest verbunden sind und am ande- |
| ren Ende in dem vom Außenmantel umschlossenen Raum offen. sind. |
| Der Zwiscb enboden 14 teilt von dem vom Außenmantel umschlos- |
| senen Rate einen kleinen Zwischenraum 15 ab, in den eine |
| Rohrle-JLt=.ukg 16 einmündet. |
| Die Rohrleitung 16 ist mi-% der Druckseite einer |
| TPe 17 varbunden, .deren Saugseite mit einrein .F*'1.ö.ssigke,ts-- |
| standgefäß 18 in Verbindung steht. An dem Flüssigkeitsst:and- |
| gef äß 18 i 3t ein Sc,hwiinmerventii. 19 angebracht, welches
eine |
| `hilssi gker. @s@ tfuhx° über eine Zuführungbleitung 20 nach
dem |
| Flüsswgke1 @sst4nd in dem Flüssigkeitsstandgefäß 1$ reguliert. |
| Der Gasratuti des FlUssigkeit@standgefä,ßes 18 steht über -:ine |
| Leitung 21 Mit dem vom Außenmantel umgebenen Raum des Bt1n- |
| derohrwä@rm:a tüs Lauschers in Verbindung. |
7,-4-ne über die Leitung 20 und das Schwimmerventil 19 nach dem
f I'lilssigkeitästand in dem F'lüssigkeitästandgefäß 18 zugeführte L-lüssigkeit
wird von der Pumpe 17 angesaugt und über die Leitung 16 in den Zwischenraum 15 hineingefördert.
Diese 'Flüssigkeit strömt dann zwischen den Rohrbündeln 10 und 11 durch die von
den Inneamänteln 12 und 1.3 gebildeten Kanäle. An den warmen Rohren 4 der Rohrbündel
lo und 11 verdampft mindestens ein Teil der Flüssigkeit, wobei sich der Dampf von
der Flüssigke-J.t abscheidet, sobald das an den Rohrbündeln '_o und 11 gebildete
Dampfflüssigkeitsgemisch aus den Innenmänteln 12 und 13 in dem vom Außenmantel umschlossenen
Raum ausgeströmt st. Der Dampf sammelt sich irr Oberteil dieses Raumes und strömt
über einen Dampfstutzen 22 beispielsweise crem Kompressor einer Kältemaschine zu.
Die übrig bleibende Flüssigkeit sammelt sich im Unterteil des Raumes und fließt
über die Leitung 21 wieder in das Flüssigkeitsätandgefäß 18 zurück.
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Zur Erwärmung der Rohre 4 beziehungsweise der Rohrbündeln lo und 11
ist es notwendig, daß über den Anschlußstutzen 8 dem Bündelrohrwärmeaustauscher
eine warme Flüssigkeit oder ein warmes Gas zugeführt wird, welches im abgekühlten
Zustand aus dem Anschlußstutzen 9 ausströmt.
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In der Figur 2 ist ein Querschnitt des Bündelrohrwärmeaustauschers
nach Fig. 1 dargestellt. Gleiche Teile tragen in der Fig. 2 in Übereinstimmung mit
der Darstellung in
Fig. 1 gleiche Bezugsziffern. Anhand der Fig.
2 können die Vorteile der vorliegenden Erfindung besonders deutlich dargestellt
werden. Hierzu wird ein besonderes Zahlenbeispiel ausgeführt: In dem Wärmeaustauscher
nach den Figuren 1 und 2 seien. zwei Bündel von je fünf Stahlrohren mit einem Außendurchmesser
von 25 mm und einer Länge von 4 m eingebaut. Die Wandstärke der Rohre beträgt 2,5
mm. Die Berührung entspricht der verkleinerten Darstellung in Fig. 2. In den Rohren
soll eine Kühlsole mit der Menge von 8,5 cbm/h mit einer Temperatur von -30C auf
eine Temperatur von -60C abgekühlt werden. Der Wärmeumsatz beträgt in dem Wärmeaustauscher
etwa 25 250 Kilo Kalorien pro Stunde.
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Als-Kältemittel wird ein Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoff verwendet,
welcher unter der genormten Bezeichnung R 22 in den Handel kommt. Die Verdampfungstemperatur
des Kältemittels beträgt -100C. Von der Pumpe 17 wird eine Menge von etwa 3,8 cbm/h
flüssiges Kältemittel umgewälzt, was etwa der zehnfachen Menge des in der Stunde
verdampfenden Kältemittels entspricht. Das Kältemittel strömt mit einer Geschwindigkeit
von 46 cm pro Sekunde zwischen den Rohrbündeln 1o und 11 durch die Innenmäntel 12
und 13. Die dabei erzielte Wärmedurchgangszahl beträgt hierbei 1 680 Kaal/qm,
h, 0C. ' Wenn der selbe Wärmesustauseher nicht mit den erfindungsgemäßen Innenmänteln
12 und 13 ausgerüstet wäre,
so würde die selbe Menge des Kältemittels
mit einer Geschwindigkeit von nur 1,5 am pro Sekunde an den Rohren 4-entlang strömen.
Durch die erfindungsgemäßen Innenmäntel 12 und 13 konnte also beim selben
Durchsatz die Geschwindigkeit des Kältemittels in dem Bündelrohrwärmeaustauseher
etwa um das dreißigfache erhöht werden, wobei in ähnlichem Maße auch der Wärmeübergang
von den Rohren 4 an das Kältemittel anstieg.
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Bei dem vorliegenden Bündelrohrwärmeaustauseher gemäß der Erfindung
handelt es sich also um einen 1Tochleistungsapparat, in dem bei möglichst geringen
Betriebskosten auf engem Raum ein hoher Wärmeumsatz erzielt wird. Durch verschiedene
Mainahmen können bei.. dem erfindungsgemäßen Bündelrohrwärmeaustauscher die Betriebskosten
noch gesenkt werden und zwar insbesondere-dadurch, daß der Strömungswiderstand in
dem Bündelrohrwärmeaustauscher für die arte Wärmeaustausch beteiligten PTedien verringert
wird.
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Eine Maßnahme zur Verringerung des Strömungswiderstandes für das in
den Rohren strömende Medium besteht darin, daß die Ecken zwischen der Scheidewand
7 und dem Abschlußboden 5 mit einer Füllmasse 23 ausgefüllt und ausgerundet-werden.
Diese Füllmasse kann beispielsweise aus einem Kunststoff bestehen. Die Ausfüllung
der Ecken zwischen der Scheidewänden-und den Abschluflböden ist insbesondere dann
von Vorteil, wenn das in den Rohren strömende Medium
mehrfach durch
den Bündelrohrwärmeaustauscher hindurchge- -leitet werden soll.
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Einrichtungen zur Verringerung des Strömungswiderstandes für das außerhalb
der Rohre strömende Medium _ enthält der Bündelrohrwärmeaustauscher nach den Figuren
3 und 4.
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Der Bündelrohrwärmeaustauscher nach den Figuren 3 und 4 besteht wiederum
im wesentlichen aus einem Außen-Mantel 24, den Rohren 25, welche in den Rohrböden
2E und 27 gehalten werden x und aus den Abschlußböden 28 und 29. Ein abzukühlendes
Medium durchströmt den Bündelrohrwärmeaustauschen beispielsweise über einen Anschlußstutzen-313
den Abschlußboden 29, die Rohre 25, den Abschlußboden 28 und den Anschlußs.tutzen
30. Dieses Medium i@rird also im ägensatz zu dem Beispiel nach Fg. 1 nur einfach
durch dehBündelrohrwärmeaustauscher hindurchgeleitet.
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Die Gesamtheit aller Rohre 25 ist in einem Rohrbündel zusammengefaßt
und von einem Innenmantel 32' eng umschlossen. Dieser Innenmantel 32 ist an einem
Erde in dem vom Außenmantel umschlossenen Raum offen. Am anderen Ende ragt der Innenmantel
32 meinen Zwischenmantel 33 hinein., wobei der Zwischenmantel 33 an seinem einen
Ende mit dem Innenmantel 32 und an seinem anderen Ende mit dem 'Rohrboden 26 flüssigkeitsdicht
verbunden ist.
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gegenüber dem offenen Ende des Innenmantels 32
befindet
sich ein Prallblech 34-, welches das Weiterströmen des aus dem Innenmantel austretenden
Dampfflüssigkeitsgemisahes verhindert. Das Prallblech 34 trägt an seinem Rand einen
gegenüber dem Außenmantel exentriseh angeordneten Leitring 35: Der Leitring 35 ragt
an seinem einen Ende über das offene Ende des Innenmantels 32 und an seinem anderen
Ende über das offene Fride eines zweiten Innenmantels 36, welcher zu dem ersten
Innenmantel 32 konzentrisch angeordnet ist.
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Der zweite Innenmantel 36 wird durch einen Zwischenboden 3'j gehalten,
welcher von dem vom Außenmantel umgebenen Raum einen kleinen Zwischenraum 38 abtrennt.
Der Zwischenraum 38 steht einerseits über einen Dampfstutzen 39 mit einer nicht
gezeigten Dampfabzugsleitung und andererseits über den zweiten Innenmantel
36 mit dem vom Außenmantel umgebenen Raum in Verbindung.
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Der Zwischenmantel 33 steht mit einem Innenrohr 39 in Verbindung,
welches konzentrisch in einem Außenrohr 4o angeordnet ist. Das Außenrohr 40 mündet
einerseits in den Außenmantel 24 des Bündelrohrwärmeaustauschers und trägt andererseits
eine axial wirkende Strömungspumpe, welche im wesentlichen aus einen Leitdraht 41,
einem Motor $2 und einem Laufrad 43 besteht. Das Laufrad #3 ragt in das Innenrohr
39 hinein und saugt eire Flüssigkeit über das Außen-
rohr 40 aus einem Flüssigkeitsstandgefä,B
44. Die Flüssigkeit in dem Flüssigkeitsstandgefäß wird über ein Schwimmerventil
45
immer auf eine bestimmte Höhe gehalten und der verdampfte Anteil
der Flüssigkeit über die Zuleitung 46 ersetzt.
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Der Motor 42 befindet sich in einem abgeschlossenen Motorraum 47,
welcher über ein Rohr 48 mit dem Außenrohr 40 und dem Flüssigkeitsstandgefäß 44
verbunden ist. Weiterhin steht der Motorraum 47 über eine Dampfleitung 49 mit dem
vom Außenmantel umgebenen Raum in Verbindung.
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In vielen Fällen besteht die im Flüssigkeitsstandgefäß 44.befindliche
Flüssigkeit aus einem Kältemittel, in dem noch geringe Mengen eines Schmieröls'gelöst
sind. Diese geringen Mengen des Schmieröls sollen möglichst von dem Kältemittel
abgetrennt werden. Hierfür dient die Anordnung des Rohres 48. Durch das Rohr 48
gelangt jeweils eine bestimmte Menge des Gemisches aus Ö1 und Kältemittel in den
Motorraum 47. Die im Motor 42 entwickelte Wärme wird nunmehr dazu verwendet, einen
Großteil des Kältemittels zu verdampfen, wobei der Dampf über die Leitung 49 in
dem vom Außenmantel umgebenen Raum gelangt. Eine mit Schmieröl angereicherte Flüssigkeit
kann über eine tiefliegende Entnahmeleitung-50 einem Ölsammler zugeführt werden.
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Die zu verdampfende Flüssigkeit wird dem Bündelrohrwärmeaustauscher
über die Zuleitung 46 zugeführt und dabei die zugeführte Menge mit Hilfe des.Schwimmerventils
45 geregelt. Die Axialströmungspumpe fördert über das Leitrad 41 und das Laufrad
43 die Flüssigkeit in das Innenrohr 39 1
und von da durch den Zwischenmantel
33 in den Innenmantel 32. Im Innenmantel 32 verdampft ein Teil der Flüssigkeit durch
Wärmeaustausch mit den warmen Rohren 2,5. Das dabci entstehende Flüssigkeitsdampfgemisch
wird auf das Frallblech 34 geschleudert, wobei sich der Dampf von der Flissigkeit
abscheicbt. Diese Abscheidung setzt sich dann weiterhin in den Raum zwischen dem
Innenmantel und dem Außenmantel fort. Hierbei fließt die Flüssigkeit nach unten,
wiederum in das Außenrohr 40 zurück.
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,Der gebildete Dampf strömt durch den Leitring 35, geführt in den
zweiten Innenmantel 36 und wird an den warmen Enden der Rohre 25 überhitzt. Hierbei
verdampfen mit- -gerissene Wassertröpfchen und Nebel. Durch den zweiten Innenmantel
36 gelangt der Dampf in guten Kontakt mit den Rohren 25: Nach dem Austritt aus dem
zweiten Innenmantel 36 sammelt sich der Dampf in dem Zwischenraum 3$ und verläßt
den Bündelrohrwärmeaustauscher über den Dampfstutzen 39.
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In der Fig. 4 sind gleiche Teile in Übereinstimmung mit der Darstellung
nach Fig. 3 mit gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet. Die Fig. 4 dient lediglich
zur besseren Darstellung verschiedener Konstruktionsmerkmale des bereits beschriebenen
Ausführungsbeispiels nach Fig. 3.
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In den Figuren 5 und 6 ist ein Auf'ührungsbeispiel dargestellt, welches
in verschiednen Einzelheiten dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 3 und 4 gleicht.
Gleiche
'feile sind deshalb in den Figuren 5 und 6. in Übereinstimmung mit den Darstellungen
in den Figuren .3 und durch gleiche Bezugsziffern gekennzeichnet.
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Der Bündelrohrwärmeaustauscher nach den Figuren 5 und 6 unterscheidet
sieh von dem Bündelrohrwärmeaustauscher nach den Figuren,3 und 4 insbesondere darin,
daß er lediglich einen Innenmantel 32 enthält, welcher die Rohre 25 umschließt.
Im Gegensatz zu der Ausführungsform nach Fig. 3 enthält der Bündelrohrwärmeaustauscher
nach den Figuren 5 und 6 außerdem noch einige wenige Rohre 51, welche nicht von
dem Innenmantel 32 umschlossen sind.
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Eine ähnliche Vorrichtung wie in Fig. 3 gezeigt, drückt die zu verdampfende
Flüssigkeit in das Innenrohr 39, in den Zwischenmantel 33 und in den Innenmantel
32 hinein. Beim Durchströmen des Innenmantels 32 verdampft ein Teil der Flüssigkeit
im Wärmeaustausch mit den warmen Rohren 25. Das dabei entstehende Gemisch aus Flüssigkeit
und Dampf tritt in der Nähe des Rohrbodens 27 in den vom Außenmantel 24 umgebenden
Raum aus, wobei die Flüssigkeit wiederum in das Außenrohr 40 zurückfließt. Der Dampf
sammelt sich in dem Oberteil des Bündelrohrwärmeaustauschers und strömt entlang
den Rohren 5° cis ,zu dem Dampfstutzen 39, durch den er den Bündelrohrwärmaustauseher
verläßt. An den Rohren 51 wird der Dämpf überhitzt und mitgerissene Flüssigkeit-
und Nebeltröpfchen nachverdampft.
Der allgemeine Erfindungsgedanke
ist nicht auf die Ausführungsformen nach den Figuren 1 bis 6 beschränkt, sondern
kann auch in vielen anderen Abwandlungen verwirklicht werden. Insbesondere ist es
auch möglich, in den erfindungsgemäßen Bündelrohrwärmeaustauschern nicht nur Flüssigkeiten
zu verdampfen, sondern auch mit Vorteil Dämpfe zu verflüssigen.