DE1501625C - Verfahren zum Abdichten des Raumes zwischen Rohrbündel und Mantelrohr eines Wärmeübertragers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abdichten des Raumes zwischen Rohrbündel und Mantelrohr eines Wärmeübertragers, wobei die das Rohrbündel bildenden Rippenrohre lückenlos aneinanderliegen und in Rohrböden enden.

Derartige Wärmeübertrager finden insbesondere in den Fällen Anwendung, wo die im Wärmeaustausch stehenden Medien stark unterschiedliche Wärmeübergangswerte aufweisen. Das Medium mit dem schlechteren Wärmeübergangswert strömt hierbei auf der berippten Seite der Rohre, so daß der Nachteil des schlechteren Wärmeüberganges durch die für den Wärmeaustausch zur Verfügung stehende größere Oberfläche auf der Rippenseite der Rohre weitgehend ausgeglichen wird.

Zur Vermeidung einer Bypasswirkung durch den Raum zwischen dem Mantelrohr und dem Rohrbündel war es seither üblich, diesen Zwischenraum durch Profilstücke auszufüllen. Die Bearbeitung dieser Stücke erfordert jedoch einen relativ hohen Arbeitsaufwand, wenn eine wirksame Abdichtung erreicht werden soll.

Da aus wirtschaftlichen Gründen bei den üblichen Wärmeübertragern keine kalibrierten Rohre verwendet werden und somit die Durchmesser des Mantelrohres bzw. der Rohre des Rohrbündels etwas variieren, ist bei der genannten Ausführungsweise eine serienmäßige Herstellung von Wärmeübertragern nicht möglich, da für jeden Wärmeübertrager die Profilstücke gesondert angefertigt werden müßten.

Bei einer bekannten Ausführungsform für einen Röhrenwärmeübertrager sollen die Zwischenräume zwischen dem Rohrbündel und der Behälterwand mit Füllkörpern, wie Keramik- oder Kunststoffkugeln, von einer den lichten Rohrabstand übersteigenden Größe ausgefüllt sein. Wenn auch der Zwischenraum zwischen Rohrbündel und Behälterwand in diesem Fall mit einem wesentlichen Strömungswiderstand behaftet ist, so läßt sich jedoch eine Bypassströmung durch diesen Raum nicht vermeiden.

Weitere bekannte Ausführungsformen von Röhrenwärmeübertragern sehen eine Füllung des Raumes zwischen Mantelrohr und Rohrbündel aus zerknitterter Aluminiumfolie vor. Auch bei einer derartigen Füllung kann zwar eine wesentliche Erhöhung des Strömungswiderstandes im Zwischenraum erzielt werden, jedoch fehlt jegliche Kontrolle darüber, in welchem Maße noch Bypasswirkungen durch Längskanäle zwischen den Folien auftreten. Eine vollständige Abdichtung des Zwischenraumes ist kaum zu erreichen, da die bekannte Hcrstellungswcise mit einem erheblichen Verarbeitungsrisiko behaftet ist.

Die Erfindung hat es sich gegenüber den bekannten Ausführungsformen zur Aufgabe gemacht, mit Hilfe eines einfachen Verfahrens den Raum zwischen dem Mantelrohr und dem Rohrbündel für den Durchfluß des die Rohre umströmenden Mittels vollständig zu versperren, ohne daß die Absperrmittel eine Anpaßarbeit an die Konstruktionsmittel des Wärmeübertragers erforderlich machen, was besonders bei einer serienmäßigen Herstellung von wesentlicher Bedeutung ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß

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a) das Rohrbündel von einer Folie umhüllt wird,

b) der Raum zwischen dem Mantelrohr, dem unteren Rohrboden und der Folie bis zu einer Teilhöhe von einer Gießmasse bei mindestens nahezu vertikaler Lage des Wärmeübertragers ausgegossen wird,

c) daß sodann nach Aushärten dieser Gießmasse der darüberliegende Zwischenraum zwischen dem Mantelrohr und der Folie mindestens über einen Teil der berippten Länge des Rohrbündels mit einem vergießbaren Kunstharz ausgegossen wird und

d) nach dessen Aushärten die Gießmasse aus dem unteren Teil des Wärmeübertragers entfernt wird.

Dem aus Kunstharz bestehenden Füllstoff wird zweckmäßig, insbesondere zur Erhöhung der Druckfestigkeit und zur Erzielung niedrigerer Aushärttemtemperaturen, granulierter bzw. pulverisierter Feststoff, wie z. B. Quarzsand, Holzmehl oder auch Graphitpulver, beigemengt.

Entsprechend dem Verwendungszweck eines solchen Wärmeübertragers wird ein Füllstoff benutzt, der sowohl in bezug auf die im Wärmeübertrager auftretenden Temperaturen wärmebeständig ist als auch von dem außerhalb der Rohre strömenden Medium, beispielsweise öl in Ölkühlern oder ein Kältemittel, wie z. B. Halogen-Kohlenwasserstoffe in Kältekreisläufen angeordneten Kühlern, nicht angegriffen wird. Außerdem wird zweckmäßig die Wahl des Füllstoffes so getroffen, daß er abriebfest ist bei einer gegebenen Strömungsgeschwindigkeit desjenigen Mediums mit mit dem schlechteren Wärmeübergangswert.

Die Folie kann ebenfalls z. B. aus einem Kunststoff bestehen oder aber auch aus einem Metall, wie z. B. Aluminium-Folie, und gegebenenfalls selbsttragend ausgebildet sein. Letzteres ist besonders dann zweckmäßig, wenn der Füllstoff nicht die Folie über die gesamte berippte Länge des Rohrbündels umgibt, sondern wenn beispielsweise nur ein ringförmiger Teil des Zwischenraumes zwischen Folie und Mantelrohr mit Kunstharz ausgegossen wird.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert.

Fi g. 1 und 2 zeigen in einem Längs- und in einem Querschnitt einen gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Wärmeübertrager.

Der Wärmeübertrager weist ein Mantelrohr 1 auf, das ein aus mehreren Rippenrohren 2 bestehendes Rohrbündel umgibt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist um jedes Rohr 2, das z. B. aus Kupfer besteht, ein Wellband 3 derart spiralig herumgewickelt und festgelötet, daß hintereinandcrlicgende Schlaufen jeweils gegeneinander versetzt sind. Die Rippen können ebenfalls aus Kupfer oder auch aus einem anderen Metall bestehen. Um eine dichte Packung der Rippenrohre zu ermöglichen, sind diese mit einem sechseckigen Querschnitt ausgebildet, so daß sie wabenartig zusammengesetzt werden können. Es sei jedoch erwähnt, daß auch andere Rohrquerschnitte, wie beispielsweise dreieckige oder viereckige, möglich sind, um eine dichte Packung der Rohre zu erreichen. Außerdem sei darauf hingewiesen, daß die Ausfiihrungsform der Rippen selbst unwesentlich für die Erfindung ist. Das heißt, die Erfindung kann selbstverständlich auf Wärmeübertrager angewendet werden, bei denen die Rohre eine andere Berippung als die in der Zeichnung dargestellte aufweisen.

Im Ausführungsbcispiel ist das Mantelrohr I an

seinen beiden Enden mit einem Rohrboden 4 bzw. 5 verschweißt, in den die Rohre 2 in üblicher Weise z. B. eingewalzt sind. Die Zu- und Abführungsleitungen für das entlang der Außenflächen der Rippenrohre strömende Medium sind in der Zeichnung nicht dargestellt. Bei einem ölkühler ist dieses Medium öl, während die Rohre 2 von Wasser durchströmt werden. Das Rohrbündel ist von einer Folie 7 umhüllt. Der Zwischenraum zwischen der Folie und dem Mantelrohr ist über einen Teil der berippten Länge des Rohrbündels mit Kunstharz 6, dem ein granulierter oder pulverisierter Feststoff beigemengt ist, ausgegossen.

Die Herstellung des Wärmeübertragers erfolgt in der nachstehenden Weise. Nach dem Zusammenbau des aus dem von einer Folie umhüllten Rohrbündels, dem Mantelrohr und den Rohrboden bestehenden Wärmeübertragers wird zunächst der von dem Mantelraum 1 umgebene Raum 8 zwischen dem unteren Rohrboden 5 und mindestens dem unteren Bereich ao der Folie 7 — bei mindestens nahezu vertikaler Lage des Wärmeübertragers — mit einer durch einen Stutzen 9 eingeführten Gießmasse, z. B. Harnstoff, ausgegossen. Nach dem Aushärten dieser Gießmasse wird in den darüberliegenden Zwischenraum zwisehen dem Mantelrohr und dem berippten Teil des Rohrbündels durch einen Stutzen 10 ein vergießbares Kunstharz. eingeführt. Nach dem Aushärten des Kunstharzes wird die Gießmasse aus dem Raum 8 des Wärmeübertragers, beispielsweise bei Verwendung von Harnstoff, durch Wasser entfernt.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zum Abdichten des Raumes zwischen Rohrbündel und Mantelrohr eines Wärmeübertragers, wobei die das Rohrbündel bildenden Rippenrohre lückenlos aneinanderliegen und in Rohrboden enden, dadurchgekennzeichn e t, daß

   a) das Rohrbündel von einer Folie umhüllt wird,

   b) der Raum zwischen dem Mantelrohr, dem unteren Rohrboden und der Folie bis zu einer Teilhöhe von einer Gießmasse bei mindestens nahezu vertikaler Lage des Wärmeübertragers ausgegossen wird,

   c) sodann nach Aushärten dieser Gießmasse der darüberliegende Zwischenraum zwischen dem Mantelraum und der Folie mindestens

   , über einen Teil der berippten Länge des Rohrbündels mit einem vergießbaren Kunstharz ausgegossen wird und

   d) nach dessen Aushärten die Gießmasse aus • dem unteren Teil des Wärmeübertragers entfernt wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen