Rohrbündel-Wärreaustauscher Die Erfindung betrifft einen
Rohrbündel-Wärmeaustauscher, bei dem Wärmeaustausoherrohre zwischen
zwei Endplatten ge-
halten sind, Wobei die Endplatten,
der Mantel des Würaeaustauschers und sich radial erstreckende
Leitbleche segwent-
artige Kammern begrenzen. Es ist bereits ein Rohrbündel-Wxrmeaustauscher
bekannt, dessen vom Austauschermantel uasohlossener Raum durch
sieh
radial erstreckende Leitbleche in segmentartige Kammern
unterteilt ist, wobei eines der Leitbleche sich vom Kustauschermantel
bis zur kustauschermittelaohse erstreckt und wobei die übrigen Leitbleche
abwechselnd vom Austausohermantel und von der Austauschermittelachse
ausgehen und mit
Abstand vor der Austauschermittelachse bzw. den
Austauschermantel enden und Durchgänge frei lassen, die die durch die
Leitbleche
gebildeten segmentartigen Kammern miteinander vorbinden.
Der
bekannte Wärmeaustausaher weist den Nachteil auf,
daß er als reiner
Kreuzströmer arbeitet und somit nur eine
geringe Heizflächenausnützung
besitzt. Von wärmetechnischen Standpunkt ist der Kreuzgegenströroer
der günstigste Wärmeaustauscher, da er die guten Wärmeübergangseigenschaften
des
Kreuzatrömers und die günstige Heizflächenausnützung
den
Gegenströmers in sich vereint. Obwohl dies schon seit langen bekannt
ist, sind dennoch bisher relativ wenige Wärneaustauschertypen bekannt
geworden, die nach den Kreuzgegenstron-Prinzip arbeiten. Auf den
Gebiet der RohrbUndel-Wärmeaustauscher ist bisher in wesentlichen nur
ein einziger Kreuzgegenatrömer gebaut worden. Dieser leitet zieh
vom reinen
Gegenatrömer ab. Dabei sind Leitbleche vorgesehen,
welche das außerhalb der Austauscherrohre strömende Medium in eine
zick-zack-förnige
Hahn lenken. Die Leitbleche erstrecken sich senkrecht zu den Austauscherrohren
und weinen Bohrungen auf, in welch* die Rohre fest eingesetzt oder
eingeschweißt
sind. Dieser Aufbau bereitet bei der Reinigung
und bei der
Reparatur der Austauscher erhebliche Schwierigkeiten.
Insbesondere können einzelne Leitbleche nicht entfernt oder
ausgetauscht
werden, ohne daß der gesamte Auatauscher auseinandergenommen wird.
Ferner bereitet es große Schwierigkeiten, einzelne Austauscherrohre
zu reparieren oder auszuwechseln. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, einen
Wärmeaustauscher zu schaffen, der als Kreuzgegenströmer
ar-
beitet und leicht zu reinigen und zu reparieren ist.
Diese
Aufgabe wird ausgehend von einen Rohrbündel-Wärmeaustauscher,
bei den die zum Hindurohleiten eines ersten Mediums dienenden Austauseherrohre
zwischen zwei Endplatten gehalten sind, no-
bei
die Endplatten, der Austauschermantel und sich radial
erstreckende
Leitbleche segnentartige Kammern begrenzen und
wobei eine aufeinanderfolgende
Durehströmung der Kammern da-
durch erzielt wird, daß eines der
Leitbleche sich durchgehend
vom Mantel bis zur Mittelachse den
Austausehers erstreckt,
während die übrigen Leitbleche abwechselnd mit
Abstand vor
dem Austauschermantel und vor der Austauschermittelaehse
enden
und die der durchgehenden Trennwand benachbarten Kammern den
Ein-
und Auslaß für das zweite Medium aufweisen, erfindungsgemgelöst,
da® die Austauscherrohre sektorweise parallel
und so hintereinander
geschaltet sind, daB Kreuzgegenstrom
entsteht, wobei ein Sektor mindestens
eine der segmentartigen Kammern umfaßt, und daß die Leitbleche
von den Endplatten
gehalten und gegen den Austauschermantel
bzw. im Bereich der
Austauschermittelachse gegeneinander abgedichtet
sind, und
wobei mindestens eine der Endplatten im Austauschermantel verschiebbar
angeordnet und mittels einer Stopfbuchse abge-
dichtet ist. Der erfindungsgemäße
Wärmeaustauscher besitzt den Vorteil,
daß er als erster Rohrbündel-Kreuzgegenströmer
ohne große
Schwierigkeiten repariert und gereinigt werden kann.
Erfindungsgemäß
können die Austauscherrohre in einem Ring-
bereich angeordnet
sein, der vom Mantel und von der Mittel-
achse den Austauschers
im wesentlichen den gleichen Abstand
aufweist, wie die vor den Mantel
bzw, der Mittelachse endenden
Leitbleche. Vorzugsweise ist eine
der Endplatten größer als die innere
Q,uerschnittsfläehe
den Austauschermantels und mit diesem lös-
bar verbunden.
Zweckeäßigerweise
können die Leitbleche in radialen Ftthrungsschienen lösbar an den
Endplatten befestigt sein.
Erfindungsgemäß können die Austausoherrohre
an beiden
Enden in Sammelkammern einmünden, deren eine in drei Zeilen
unterteilt
ist, von denen eine mit einer Ansohlußstutzen für
das durch
die Rohre fließende Medium und eine zweite mit
einem Austrittsstutzen
fair dasselbe Medium versehen ist,
wobei die zweite Sammelkammer
durch eine Trennwand in zwei Zellen unterteilt ist, derart, daß ein
viermaliger Durehfluß des die Rohre durchfließenden Mediums erreicht wird.
Es können vorzugsweise kreissektorförmige Abdeokplatten vorgesehen sein,
welche entweder an einer oder an beiden
Seiten der Leitbleche angebracht
sind und den Raum abdecken, welcher durch das Entfernen
einzelner Austausoherrohre ent-
steht.
Im folgenden wird die
Erfindung an Hand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen
näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen
Wärmeaustausohers. Fig. 2 ist ein Schnitt entlang der Linie II-II
der Fig. 1
in einem etwas größeren Maßstab. Fig. 3 ist ein
Schnitt längs der Linie III-III der Fig, 1.
Fig.
4 zeigt eine perepektivische Darstellung den
Durchflueswegen
eines Mediume. Fig. 5 ist ein hängnachnitt durch einen Teil den
Wärmeaustauschers
gemäß 71g. 1.
Fig. 6 zeigt einen Schnitt längs der Linie VI-VI
der
Fig. 5 und Fig. ? zeigt einen Schnitt längs der Linie
VII-VII der Big. 5. Die gezeigten und in Verbindung mit den Zeichnungen
beschriebenen
Ausführungabeiepiele stellen einen Schmieröl-
Kühler für einen Schiffs-Dieeelmotor
dar, bei dem das
Kühlmedium durch die Rohre fließt; aber die Erfindung
kann selbstverständlich als WäMeäustauscher für beliebige
Medien
verwendet werden.
In den 7iguren ist mit 1 ein rohrförmiger Mantel
bezeichnet, der an einem Ende mit einem B1anech 2 ver-
sehen
ist als Verbindung zu einem entsprechenden Gegenflansch 4, der an
einer Sammel-Kammer 5 angebracht ist.
Der Querschnitt des Mantels
kann auch viereckig sein
i oder irgendeine geeignete vieleckige
Form haben, z.H.
die Form eines Achtecks.
Die Flansche
2 und 4 sind so konstruiert, daß sie
eine Endplatte
6 des Rohrbündels einklemmen. Das andere
Ende des Mantels
1 ist mit einem Flansch 3 versehen,
der so konstruiert ist, daß
sich eine Aussparung 7 für Dichtungsschnüre bzw. -atreifen.8
ergibt. Diese DichtungsachnUre bmw. ..streifen können mittels einer Kappe
bzw.
Stopfbuchabrille 9, die am Flansch 3 gehalten ist, gegen
die
andere Endplatte 10 des Rohrbündels angedrückt werden. Dienen
Ende hat einen etwas kleineren Durchmesser als der lnnendurchmenner
den Mantels 1, so daß es möglich ist, das ganze Rohrbändel
herauszuziehen. An der Endplatte 10 ist.ein Deckel 12 befestigt,
um eine zweite
Sammel-Kammer 11 zu bilden.
Eine große
Anzahl von vorzugsweise berippten Rohren 13 sind zwischen
den Endplatten 6 und 10 eingebaut, um zwischen den $ammel-Kammern.
Tierbindung zu schaffen. Die Rohre sind mittels radial angeordneter-Zeitbleche.
14 in Gruppen unterteilt. Jeden zweite dieser Bleche 14a erstreckt
sich vom Mantel 1 aus und
jedes zweite Blech 14b erstreckt sich von
der Mitte
des Wärmeaustauachers aus. Die Leitbleche haben
eine so große radiale Unge, daß abwechselnd entweder nahe
am
Mittelteil oder nahe am Mantel ein DurchlaB gebildet
wird, ausgenommen
das Blech 14c, das die Trennwand zwischen Eintritts- und Austrittsstutzen
15 und 16
bildet, welche am oberen Teil des Mantels
angebracht .sind. Die Stutzen für das außerhalb der Rohre fließende Medium behindern
daher nicht mögliche Überholungen des Rohrbündels, da die Endteile des Wörmeaustauschers
nicht berührt werden. Die Konstruktion ist ferner so, daß der Austauscher ohne die
herkömmlichen Stehbolzen gefertigt werden kann, welche oft Leckagen zwischen den
Medien verursachen. Die Rohre sind mit den Endplatten innerhalb einer Ringfläche
verbunden, deren äußere und innere Begrenzung sich mit der inneren bzw. äußeren
freien gante der Zeitbleche in solcher Weise deckt, daß für das Medium genügend
Platz als Durchlaß von einer Rohrgruppe zur anderen gebildet wird. Die Sammel-Kammer
5 ist durch die Winde 17 und 18 in drei Zellen 19, 20, 21 unterteilt. Für das Medium,
das durch die Rohre fließen soll, sind an der Zelle 19 ein Eintrittsstutzen 22 und
an der Zelle 21 ein Austrittsstutzen 23 angebracht. Die andere Sammel-Kammer 11
ist durch eine senkrechte Wand 24 in zwei Zellen 25 und 26 unterteilt. Das Kühlmedium
fließt daher gemäß Fig. 4 viermal durch den Wärmeaustauscher. Das gestattet eine
verhältnismäßig hohe Geschwindigkeit (ca. 2 m/sec.), welche die Gefahr von Ablagerungen
beseitigt, z.E. von Schlamm oder dergleichen, wenn Fluß- oder Meerwasser verwendet
wird.
Die Leitbleche%14 sind in an den Endplatten
6
bzw. 10 vorgesehenen führungeachienen 27, 28 gelagert
und
werden mittels Schrauben 29 in der richtigen
Stellung gehalten. Die Ungeseiten
der Leitbleche 14
' sind mit Dichtungen 30, vorzugsweise
in Form von
Lippendichtungen versehen, die an dem Rohrmantel
oder
an den Seiten der anderen Bleche anliegen, welche an
der Mittellinie des Wärmeaustauschers zusammenkommen. Um eine wirksame
Reinigung des ganzen Rohrbündels zu ermöglichen, wird dieses
aus dem Rohrmantel heraus-
gezogen, und wenn die Schrauben 29 gelöst
sind, kann man die Leitbleche herausnehmen und in die so freige-
legten
Zwischenräume Reinigungsgeräte einführen. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen
Wärme-
austauechers besteht in der Möglichkeit, in einfacher
Weise die Kühlkapazität auf ca. 2/3 der Maximalkapazität abzuändern,
ohne die Geschwindigkeit der Wärmeübertragung merklich zu verringern.
Das wird erreicht, indem
man die Rohre in einem Sektor 31 an
beiden Seiten von
jedem oder jedem zweiten Leitblech 14 abtrennt,anatatt
die hänge der Rohre zu ändern.. Der so gebildete größere
Durchgang
wird von einem Leitblech-bedeokt, des die erforderliche äreiesektor-form
hat, um den Flüesigkeite-
fluß zu lenken.