DE1551472A1

DE1551472A1 - Waermeaustauscher mit ring- oder spiralfoermig gebogenen Rohrelementen

Info

Publication number: DE1551472A1
Application number: DE19671551472
Authority: DE
Inventors: Emil Langeheine
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1967-04-28
Filing date: 1967-04-28
Publication date: 1970-08-20

Description

Wärmeaustauscher mit- ring- oderspiralförmig gebogenen Rohrelemanten. Die Erfindung bezieht sich auf einen ringförmigen Wärmeaustauscher mit mehreren axial- oder radial-, bzw. axial- und radial angeordneten, ring-oder spiralförmig gebogenen Rohrelementen.
Es sind Wärmeaustauscher bekannt, die sich aus mehreren über- und iebeneinander angeordneten, ringförmigen-, flachen Rohrelementen zusammensetzen. Als Ausgangsprodukt für die Rohrelemente verwendet man gerade, zylinderische Rohre, die entweder flach gewalzt oder flach gedrückt und anschließend ringförmig derart gebogen werden, daß ein Rohrelement entsteht, dessen abgeflachte Seiten parallel zur Ringachse des gebogenen. Rohres verlaufen.
Zum..-.Verformen des zylinderischen Rohres zu einem Flachrohr muß, damit die flachen Seiten des Rohres eben werden, iridas Rohr ein Hilfswerkzeug, z.B. ein gerader Flachstab, eingelegt werden.
Es läßt sich nicht vermeiden, daß sich das zylinderische Rohr bei der Flachverformung auch in seiner Längsrichtung verbiegt, so daß das Hilfswerkzeug- insbesondere aus einem längeren, fertigen Flachrohr- nur schwierig entfernt werden kann. .
Die Herstellunglängen des Flachrohres sind daher nur in kleinen Abmessungen möglich, weshalb zur Anfertigung eines ring- oder spiralförmig gebogenen Rohrelementes -mit einem größeren Durchmesser oder einer größeren Länge- mehrere Rohre durch Schweißen, Löten u.s.w. verbunden werden müssen.
Für die Herstellung des Flachrohres sind aus verformungstechnischen -GrUnden serr dünnwandige Präzisionsstahlrohre, oder dünnwandige Präzisionsrohre aus einem anderen Werkstoff, erforderlich.
Damit sich die Flachrohre infolge des durch den Innenquerschnitt der Rohre strömenden, meist unter Druck stehenden Stoffes nicht zurückverformen, müssen diese mit zusätzlichen Bauelementen -z.B. auf die Flachrohre aufgeschobenen Blechrippen- abgestützt werden.
Die geringen Wandstärken lassen ebenfalls einen höheren Druck des außerhalb der Rohrelemente strömenden Stoffes nicht zu.
zur Erzielung einer annähernd ausreichenden Lebensdauer müssen die dünnwandigen Rohrelemente unbedingt gegen korrosiven Angriff geschützt werden. - Die zur Anfertigung der Flachrohre erforderlichen zylinderischen Prä- zisionsrohre sind,'da es sich hierbei vorwiegend um Sonderanfertigungen handelt, teuer. Ein einigermaßen vertretbarer Herstellungspreis entsteht nur dann, wenn die Rohre in wenigen Abmessungen und von diesen Abmes- sungen große Mengen hergestellt werden. Infolge der wenigen,,verfügbaren Abmessungen sind nur ganz bestimmt bemessene Flachrohre und somit nur ganz bestimmt bemessene Flachrohrelemente herzustellen, . wodurch , der Einsatzbereich eines aus diesen Rdrelementen hergestellten, ring- förmigen Wärmeaustauschers begrenzt wird.
Durch den hohn Preis des Ausgangsmaterials und dessen Weiterverarbei- tung sowie den aus Stabilitätsgründen zusätzlich erforderlichen Stüt.;-elementen sind die Herstellungskosten eines, aus den beschriebenen, ring- förmig'gebogenen Flachrohrelementen hergestellten ringförmigen Wärmeaustauschers relativ hoch.
Es ist ferner nicht möglich, das Flachrohr hochkant zu einem ringför- migen Rohrelement zu verbiegen d.h., die Flachseiten des Rohres in die radiale Ebene zu verlegen. Der wärmeaustauschende Stoff kann bei dem bekannten Wärmeaustauscher daher nur in axialer-, jedoch nicht in radialer Richtung an die Außenflächen der Rohrelemente geleitet werden. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen ringförmigen Wärmeaustauscher zu schaffen, dessen ring- oder spiralförmig gebogene Rohrele- mente mit Hilfe einfacher Blechbänder oder Blechringen angefertigt werden derart, daß die Bänder oder Ringscheiben verformt und durch Schweiß-, Löt-, Kleb-, oder einer ähnlichen Verbindung,'zusammengefügt werden so,-daß Rohrelemuerte mit einem oder mehreren,beliebig geformten Querschnitt oder Querschnitten entstehen.
Die Abb.1 zeigt den Schnitt durch ein, im Sinne der Erfindung hergestell- tes Rohrelement mit nur einem Durchtrittsquerschnitt (1). Die beiden Rohrhälften (2) und (3) bestehen aus zwei gleichen, mit Hilfe z.B. einer entsprechend-profilierten Walze verformten, handelsüblichen Bändern, die an den Stellen (4) und (5) -z.B. nach dem Rollnahtschweißverfahrenzusammengefügt worden sind.

Die Abb.2 zeigt den Schnitt durch ein Rohrelement mit zwei-(6), die Abb.3 und 4 Schnitte durch Rohrelemente mit drei- (7) und fünf (8) neben' einanderliegenden Durchtrittsquerschnitten. Die Rohrelemente nach Abb.2 werden mit drei- (9), die Elemente nach Abb.3 und 4 mit vier-(10) bzw. sechs (11) Schweiß-, Löt- oder Klebstellen versehen.

Die Albbildungen A. .bi4 ` , z ; ,.got . -: wE.i te. -re. - m Sx#e: da.r gr f#z@c#=.g iirg:e

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Die-ticeien sind an derStellexUal und (2,11 miteinander verschweißt,.

verlötet oder verklebte

Die Flachseiten f2Z) und (23) der Durchtrirttaquerschnitte (18). und (19)

sind senkrecht zur Ringachse geneigt ß so daa der wärmeaustauachende,Stoff

bei einem, * aus diesen Rohrelementen

ringförmigen Wärme-

austauscher in. radialer Richtung an die Außenflächen geführt werden

kann.. "

Bei den 'Rohrelementen gemäß Ahb.1 bin 7 isst ein Anströmen des wärmeaustau-

schenden- Stoffes in `axialer Richtung; möglich.

Zur Gewährleistung einer ausreichenden Festigkeit der Rohrelemente gegen

inneren- oder äußeren Druck des wärmeaustauschenden Stoffes ist es ohne

weiteres möglich, Bänder oder Ringscheiben. mit entsprechender Wanstärke

zu verwenden:

Es steht ferner nichts im Wege, für die Herstellung der Pohrelemente Werk-

stoffe zu verarbeiten, die aggressiven Stoffen einen ausreichenden Wider-

stand entgegensetzen.

Die Abb. 10 und 11 zeigen Ausführungsbeispiele von ringförmigen Wärmeaustau-

schern mit mehreren. ringförmig- (24) und (25),: die Abb.12 und 13 Beispie-

le von Wärmeaustauschern mit spiralförmig gebogenen Rohrelementen (26) und(27;

Die Enden der Rohrelemente (2S> sind druckfest und dicht in einen Roden

(29) eingelassen. Der Boden (29> bildet, in- Verbindung mit weiteren Wänden

(30'), einen Sanunnel- bzhr. Verteilerraum (31). Am Verteilerraum befindet

sich mindestens eine Öffnung: (32),, durch die der, durch die Innenquer-

schnitte der Rohrelemente geführte Stoff zu- oder abströmen kann.

Der die Außenwände der Rohrelemente berührende, wärmeaustauschende Stoff

strömt bei den Wärmeaustauschern nach Abb-.10, uni 11, die mit Rohrelementen

ähnlich der Abb.1 bis 7 versehen sind,. in axialer- (33>,, bei den Wärmeau-

stauschern- nach Abb.12 und 1'S, in radialer Richtung (34). _

Claims

P A T E N T A N S P R--Ü- C H E 1. Wärmeaustauscher mit ring- oder spiralförmig gebogenen Rohrelementen dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrelexente Aus zu Rohrhälften (2,3,16,17) verformten und durch Schweiß-, Löt-, Kleb- oder einer ähnlichen Verbindung an hierfür vorgesehenen Stellen (4,5,9,10,11, 20,21) zusammengefügten Bändern oder Ringscheiben mit einem Durcht#rittsquerschnitt (1) oder mehreren Durchtrittsquerschnitten (6 ,7 ,8,12,13, 14,15,18,19) hergestellt sind.
2. Wärmeeaustauscher nach Anspruch ';, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Rohrelemente (28) druckfest und dicht in einen Boden (29) eingelassen sind.
3. Wärmeaustauscher nach den Ansprüchen 1 und 2,dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (29) in Verbindung mit weiteren Wänden einen Sammel-oder Verteilerraum (31) bildet.
4. Wärmeaustauscher nach den_Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich am Sammel- bzw. Verteilerraum (31) mindestens eine Öffnung, (32) befindet, durch die der, durch die Innenquerschnitte der Rohrelemente (6, 7 ,8 ,12,13,14'-,15,18,1g)geführte Stoff zu- oder abströmen. kantt.