DE1551448A1 - Waermetauscher,insbesondere fuer ortsbewegliche Gasturbinen - Google Patents
Waermetauscher,insbesondere fuer ortsbewegliche GasturbinenInfo
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Description
Daimler-Benz Aktiengesellschaft Daim 7407/4
Stuttgart-Untertürkheim η r r 1 / / ο Pat.Ro/Ja
1551448 30.1.1967
Betr.: Patent- und Gebrauchsmuster-Hilfs-Anmeldung
Wärmetauscher, insbesondere für ortsbewegliche
Gasturbinen
Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher, insbesondere für ortsbeweglich© Gasturbinen, der aus innerhalb eines Gehäuses
o.dgl. angeordneten Rohren besteht, in denen eines der beiden am Wärmeaustausch beteiligten Medien geführt wird, während
das andere Medium im Gegenstrom außen an den Rohren entlang bewegt wird.
An Wärmetauscher für ortsbewegliche Gasturbinen wird die
sein
Forderung gestellt, daß sie möglichst leicht/und möglichst geringe Abmessungen besitzen sollen. Dia Erfahrung hat gezeigt,
daß diese Forderung am besten erfüllt werden kann,
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BAD OBiGINAU
wenn die Wärmetauscher mit Rohren ausgerüstet und die Medien im Gegenstrom durch den Wärmetauscher geführt werden. Im
Gegenstrom betriebene Wärmetauscher weisen infolge der günstigeren Temperaturverteilung eine kleinere wärmeübertragende
Oberfläche und damit ein kleineres Volumen und Gewicht als andere Bauarten auf. Trotzdem haben sich die bekannten Ausführungsformen
für verschiedene Verwendungszwecke bei ortsbeweglichen Gasturbinen, insbesondere für den Kraftwagen oder
Flugzeugbau, noch als zu schwer und zu platzraubend erwiesen.
Die Erfindung bezweckt, einen Wärmetauscher zu schaffen, der besonders geringe^bmessungen und geringes Gewicht besitzt und
der auf einfache Weise herzustellen ist. Außerdem soll ein Wärmetauscher geschaffen werden, der aufgrund seines Aufbaues
ohne weiteres an Konturen von Gehäusen o.dgl. zur Platzeinsparung angepasst werden kann und in Form von Baueinheiten verwendbar ist.
Die Erfindung besteht darin, daß die Rohre achsparallel in mehreren über- oder nebeneinander liegenden Ebenen angeordnet
gemeinsamen sind und ihre Enden in je einer stirnseitigen
Halterung zum Anschluß des Rohrbündels an je eine Ein- bzw. Auslassöffnung für das die Rohre durchströmende Medium zusammengefaßt
sind. Zweckmäßigerweise kann vorgesehen werden, daß der Ein- bzw. Auslaß für das nicht die Rohre durchströmende Medium
seitlich unmittelbar hinter den stirnseitigen Halterungen des Rohrbündels angeordnet ist und die Enden der Rohre über diesen
Bereich zu Rechtecken abgeflacht sind. Auf diese Weise bilden sich im Bereich der abgeflachten Enden der Rohre breite Einströnl·-
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bzw. Ausströmkanäle, die eine schnelle und gute Verteilung des
an den Rohren außen vorbeibewegten Mediums vom Einlaß her bzw, ■zum Auslaß hin gewahrleisten. Ferner können die in verschiedenen
Ebenen angeordneten Rohre in einfacher Weise durch an den Rechtecken anliegende Leisten auf Abstand gehalten sein.
Sine äußerst günstige Ausführung ergibt sich, wenn die rechteckigen
Enden der Rohre jeder Ebene fugenlos nebeneinander liegen. Eine derartige Ausführung ist einmal baulich sehr einfach,
weil nur wenige voneinander abweichende Einzelteile nötig sind. Außerdem werden die Druckverluste im Ein- und Ausströmteil
klein gehalten und der Lötvorgang kann vereinfacht werden. Besonders günstig ist es, wenn die stirnseitigen Halterungen
für die Rohre direkt als stirnseitige Plansehe für das Gehäuse des Wärmetauschers ausgebildet sind.
Um eine günstige Wärmeübertragung zu erhalten, kann vorgesehen werden, daß die Rohre zweier benachbarter Ebenen in Richtung
dieser Ebenen gegeneinander versetzt sind, vorzugsweise um den Betrag des Durchmessers der Bohre. Eine derartige Anordnung
der Rohre ergibt gleichmäßige Spalte zwischen den Rohren und damit eine gleichmäßige Strömung auf der Eohraußenseite, sodaß
für die Wärmeübertragung äußerst günstige Verhältnisse vorliegen. Hierbei ist es günstig;, wenn die Dicke der Leisten der
Höhe der rechteckigen Enden der Rohre entspricht und jede zweite
. 00 9 8 1 6 / 0 S 3 2
- 4 _ BAD ORiGfNAL
155H48 Daim imA
Leiste an ihrem Ende umgeschlagen ist. Mit einer derartigen Leiste läßt sich die unterschiedliche Anzahl der in den benachbarten
Ebenen versetzt zueinander liegenden Rohre ausgleichen.
Oft ist es aus FestigkeitsgrUnden erforderlich, das Außengehäuse eines Wärmetauschers gekrümmt auszuführen. Hierzu kann in vorteilhafter
Weise vorgesehen werden, daß die Dicke dei^ieisten
der Höhe der rechteckigen Enden der Rohre entspricht und jede Leiste an ihrem Ende umgeschlagen ist. Mit dieser Maßnahme wird
erreicht, daß alle Leisten mit gleicher Länge hergestellt werden können, während sie gleichzeitig die Unterschiede in den verschiedenen
mit Rohen versehenen Ebenen ausgleichen können. Auch kann mit dieser Ausgestaltung ein Anpassen des Wärmetauschers
an Konturen von Maschinen o.dgl. und damit eine Platzersparnis erreicht werden.
Vorteilhafterweise können schließlich zur Befestigung an dem Gehäuse und zur leichteren Montage die Leisten an ihren Enden
mit Schlitzen versehen sein, mit welchen sie in die Flansche des Gehäuses eingreifen.
In der Zeichnung ist die Erfindung anhand einiger Ausführungsbeispiele dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers, teilweise Äaufgeschnitten,
009816/0632 " 5 "
15 5 H 4 8 Daira
Pig. 2 eine besondere Befestigungsart der Abstandsleisten
für die Rohre an dem Gehäuseflansch,
Fig. 3 einen Teilschnitt durch die erfindungsgemäß ausgebildeten
Ein- bzw. Ausströmkanäle innerhalb des Wärmetauschers längs der Linie III-III in Fig. 2,
Fig. 4 eine anderes prinzipielles Anordnungsbeispiel der
Rohre, die versetzt zueinander liegen,
Fig. 5 die Anordnung eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers
um eine Turbine und
Fig. 6 die Befestigung de^Rohre bei einem Wärmetauscher
nach Fig. 5.
In Fig. 1 sind innerhalb des Wärmetauschergehäuses 1 die Rohre in mehreren Ebenen achsparallel zueinander angeordnet. Das zu
beheizende bzw. zu kühlende Medium durchströmt beispielsweise die Rohre 2, die an den Enden des Wärmetauschers in jeweils
einer gemeinsamen stirnseitigen Halterung, die als Flansch des Gehäuses ausgebildet ist, zusammengefaßt sind. Das heizende
bzw. kühlende Medium strömt durch einen Einlaß 3 seitlich unmittelbar hinter dem stirnseitigen Flansch des Wärmetauschers
ein und verläuft im Gegenstrora zu den zu beheizenden bzw. zu kühlenden Medium bis zur Rückwand des Wärmetauschers und wird
dort seitlich aus dem Auslaß 4 herausgeführt. Die Rohre 2 sind
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an ihren Enden über den Bereich des Ein- bzw. Auslasses 3,4 des heizenden bzw. kühlenden Mediums rechteckig abgeflacht
und fugenlos nebeneinander angeordnet. Die einzelnen Ebenen der Rohre werden durch Leisten 5 in bestimmtem Abstand zueinander
angeordnet.
Die Leisten 6 nach Fig. 2 sind mit Schlitzen 7 versehen, die in einen Flansch 8 des Wärmetauschergehäuses 1 eingreifen. Hierdurch
wird eine höhere Festigkeit erzielt, außerdem ist bei der Montage eine Vereinfachung, beim Transport und bei der Lötung
im Ofen eine bessere Stabilität gewährleistet.
In Fig. 3 ist zu erkennen, daß im Bereich der Ein- bzw. Auslaßöffnung
des heizenden bzw. kühlenden Mediums relativ große Zwischenräume 9 zwischen den einzelnen Ebenen der Rohre 2 vorhanden
sind, so daß das Medium sich gleichmäßig über den ganzen Wärmetauscher verteilen kann. Die oberste Leiste 10
wird aus Montagegründen mit einer schrägen Fläche 11 ausgeführt. Diese Leiste 10 kann so eine Klemmwirkung hervorrufen,
sodaß die Montage vereinfacht wird.
Die Rohre 12 des Wärmetauschers nach Fig. 4 sind in aneinander angrenzenden Ebenen gegeneinander versetzt. Bei einer derartig
versetzten Anordnung ergeben sich gleichmäßigere Zwischenräume zwischen den einzelnen Rohren 12, sodaß eine günstigere Wärmeübertragung
ermöglicht wird. Alle Leisten 13 besitzen eine
- 7 -009818/0632 .
Dicke, die der Höhe der rechteckig abgeflachten Rohre 12 entspricht.
Jede zweite Leiste 13 ist an ihrem Ende umgelegt, um .die unterschiedliche Anzahl der Rohre 12 zweier benachbarter
Ebenen ausgleichen zu können. Die Leisten 6,13 sind ebenfalls geschlitzt und werden mit ihrem Schlitz in einen Plansch 8
des Wärmetauschergehäuses eingeschoben. '
Fig. 5 zeigt schematisch die Anordnung eines erfindungsgemäßen
Wärmetauschers um eine Turbine 14. Hierzu ist der Wärmetauscher gekrümmt ausgeführt. Vorteilhaft werden auch hier die einzelnen
Rohre 15 in verschiedenen Ebenen gegeneinander versetzt angeordnet.
Wie Fig. 6 zeigt, können bei dem Ausführungsbeispiel der Fig.5
in baulich einfacher Weise die Leisten 16 ebenfalls an ihren
Enden umgelegt sein. Die Leisten 16 weisen dabei vor ihrem Einbau alle die gleiche Länge auf. Zur Befestigung an dem
Wärmetauschergehäuse 17 wird in die Leisten ein Schlitz 18 eingefräst, der,der Krümmung des Wärmetauschergehäuses entspricht.
Dieser Schlitz 18 wird erst eingefräst, wenn die Leisten 16 schon zu einer Baueinheit zusammengesetzt sind. Würde man
auf die Leisten verzichten wollen, müßte jedes Rohr an der Außenkontur mit einer anderen Krümmung versehen sein.
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Claims (9)
- -" 8 - 1 ς ς 1 /. /. Q Eaim 7407/4Patent- -und SchutzanspriicheWärmetauscher, insbesondere für ortsbewegliche Gasturbinen, der aus innerhalb eines Gehäuses o.dgl. angeordneten Rohren besteht, in denen eines deipbeiden am Wärmeaustausch beteiligten Medien geführt wird, während das andere Medium im Gegenstrom außen an den Rohren entlang bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (2) achsparallel in mehreren über- odeajnebeneinander liegenden Ebenen angeordnet und ihre Enden in je einer stirnseitigen gemeinsamen Halterung zum Anschluß des Rohrbündels an je eine Ein- bzw. Auslaßöffnung für das die Rohre durchströmende Medium zusammengefaßt sind.
- 2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ein- bzw. Auslaß (3»4) für das nicht die Rohre durchströmende Medium seitlich unmittelbar hinter den stirnseitigen Halterungen des Rohrbündels angeordnet ist und die Enden der Rohre (2) über diesen Bereich zu Rechtecken abgeflacht sind.
- 3. Wärmetauscher nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in verschiedenen Ebenen angeordneten Rohre (2) durch an ihren rechteckigen Enden anliegende Leisten (5) auf Abstand gehalten sind.- 9 009816/0632'■ -9- . 155H48Dalm7407/4
- 4. Wärmetauscher nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die rechteckigen Enden der Hohre (2) jeder Ebene fugenlos nebeneinander liegen."
- 5. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die stirnseitigen Halterungen für die Rohre als stirnseitiger Plansch (8) des Gehäuses (l) für den Wärmetauscher ausgebildet sind.
- 6. Wärmetauscher nach den Ansprüchen 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß die Hohre (12) zweier benachbarter Ebenen in Richtung dieser Ebenen gegeneinander versetzt sind, vorzugsweise um den Betrag des Durchmessers der Rohre (12).
- 7. Wärmetauscher nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Leisten (6,13) der Höhe der rechteckigen Enden der Rohre (12) entspricht und jede zweite Leiste (13) an ihren Enden umgeschlagen ist.
- 8. Wärmetauscher nach den Ansprüchen 1 bis 4 und 6, mit gekrümmten Außengehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Leisten (16) der Höhe der rechteckigen Enden der Rohre (15) entspricht und jede Leiste (16) an ihrem. Ende umgeschlagen ist.
- 9. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Leieten an ihren. Enden Schlitze (7) aufweisen» mit welchen sie in den ELawisoh (8) des Gehäuses (l) einsetzbar Bind.009816/0632
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