DE2249606A1

DE2249606A1 - Waermeaustauscher mit einer mehrzahl kuehlrohre

Info

Publication number: DE2249606A1
Application number: DE19722249606
Authority: DE
Inventors: Hisao Shibuya
Original assignee: KAMUI SANGYO CO Ltd
Current assignee: KAMUI SANGYO CO Ltd
Priority date: 1971-10-11
Filing date: 1972-10-10
Publication date: 1973-04-19
Also published as: GB1366437A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Wärmeaustauscher mit einer Mehrzahl von einem Kühlmittel durchströmter Kühlrohre, insbesondere auf einen derartigen Wärmeaustauscher, bei dem die zu kühlende Flüssigkeit eine gewundene Bahn durchläuft und dabei die Wärme an das die Kühlrohre durchströmende Kühlmittel abgibt.

Bei herkömmlichen Wärmeaustauschern mit einer Mehrzahl von einem Kühlmittel durchströmter Kühlrohre ist jeweils nur eine einzige Ablaßöffnung für den Austritt in dem Wärmeaustauscher zurückbleibender "gekühlter Flüssigkeit" an einem aentral angeordneten Tiefstpunkt des Wärmeaustauschkörpers vorgesehen. So war ein wirksames Ablassen zurückgebliebener Kühlflüssigkeit bisher nicht möglich, und wenn die Richtung des Wärmeaustauschers bei der Montage geändert werden mußte, war es notwendig, die Konstruktion so weit zu ändern, daß die Ablaßöffnung wieder in die richtige Lage gebracht wurde. Darüber hinaus waren bei den herkömmlichen Wärmeaustauschern die Haubenkörper und die Kopfstücke an den beiden Enden des Wärmeaustauschkörpers üblicherweise aus Stahl hergestellt worden, während die Kühlrohre aus Kupfer oder einer Kupferliegierung bestanden, 'so daß es infolge der Potentialdifferenz zwischen den Metallen in Wasser zu einer elektrolytischen Zersetzung kam. Um eine solche Zersetzung zu verhindern, war es in der Vergangenheit üblich, Zink-

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Telegramme Custopat

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oder Magnesiumstäbe an der Innenfläche der Haubenkörper anzubringen, was jedoch den Nachteil mit sich brachtet daß diese Stäbe häufig erneuert v/erden mußten.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es daher, einen Wärmeaustauscher so auszubilden, daß aus diesem verbleibende zu kühlende Flüssigkeit besser als bisher entlassen werden kann und ifcerdies die Ablaßmöglichkeit von der Ausrichtung des Wärmeaustauschers im wesentlichen unabhängig bleibt. Darüber hinaus soll der Wärmeaustauschkörper keiner eLektrolytischen Zersetzung durch das Kühlmittel unterliegen und dementsprechend eine lange Lebensdauer ohne Wartungsaufwand gewährleistet sein. Ferner sollen sich die Haubenkörper leicht vom VJärmeaustauschkörper abnehmen und wieder an diesen ansetzen lassen, gleichzeitig dabei aber eine zuverlässige Arbeitsweise sicherstellen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Wärmeaustauscher mit einer Mehrzahl von einem Kühlmittel durchströmter Kühlrohre erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeaustauscher an seinem Umfang in Nähe seiner Enden Gewindelöcher aufweist, von denen die einen zum Anschluß von Haltebügeln dienen, während die übrigen anderen durch Schrauben verschlossen sind.

Auf diese Weise kann in dem Wärmeaustau·eher verbleibende gekühlte Flüssigkeit unabhängig von der Montagelage dea Wärmeaustauschers abgelassen werden.

Weiter kann der Wärmeaustauscher an seinen beiden Enden durch Haubenkörper aus hartem hochpolymerem Material abgeschlossen sein, und ferner können die Kopfstücke auslaßseitig durch dünne Schichten aus hartem hochpolymerem Material abgeschlossen sein, so daß eine elektrolytische Zersetzung der Haubekörper bzw. der Kopfstücke, wirksam verhindert wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der zugehörigen Zeichnung erläutert. In der

//t) tit*

- 3 -Zeichnung zeigen:

Fig. 1 teilweise im Schnitt eine Seitenansicht eines Wärmeaustauschers nach eier Erfindung;

Fig, 2 einen Querschnitt durch Fig, 1 längs der Linie 2-2;

Fig. 3 einen Querschnitt ähnlich Fig, 2 for eine andere Montageanordnung des Wärmeaustauschers;

Fig. 4 einen Längsschnitt durch einen Wärmeaustauscher entsprechend einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 5 teilweise im Schnitt längs der Linie 5-5 durch Fig. 4 eine Stirnansicht der Fig. 4; und

Fig, 6 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform der Erfindung,

Im einzelnen zeigen Fig, 1-3 der Zeichnung einen Wärmeaustauschkörper 1, an dessen Enden Anschlußkappen 2a und 2b befestigt sind. Diese Anschiußkappen 2a und 2b weisen an ihrer Oberseite einen Einlaß 3 und einen Auslaß 4 für die zu kiüLende Flüssigkeit wie eine hydraulische Flüssigkeit _t Schmieröl oder Schneidöl auf, die mit dem Hohlraum des Wärmeaustauschkörpers in Verbindung stehen. Die Anschlußkappen 2a und 2b sind auf ihrer Vorder-, ihrer Rück- sowie ihrer Unterseite jeweils mit Gewindelöchern 5a, 5b bzw. 5c sowie 6b bzw. 6c versehen. In diese Gewindelöcher sind Schrauben lla, 11b bzw. lic sowie 12b bzw. 12c eingesetzt. Diametral dem Gewindeloch 12c gegenüberliegend weist die Anschlußkappe 2b ein weiteres Gewindeloch mit einer zugehq-rigen Schraube auf, die jedoch wegen der^frählten Form der zeichnerischen Darstellung nicht wiedergegeben ist . Diese Gewindelöcher durchsetzen die Wandung des Wärmeaustauschkörpers 1, wobei die Gewindelöcher 5a und 5c bzw. 6c und das entsprechende, in der Zeichnung nicht wiedergegebene Gewindeloch einander genau gegenüberliegen. Die symetrisch zueinander angegenüberliegenden Enden des Wärmeaustauschkörpers angeordneten Gewinde-

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löcher 5b und 6b fixleren mit Hilfe der Schrauben 11b bzw. 12b Haltebügel 7 bzw. Θ, wobei die Haltebügel 7 und 8 an enteprechenden, die Gewindelöcher 5b bzw. 6b umgebenden Sitzflächen anliegen und mit Bohrungen 9 bzw. 10 versehen sind, in die 'die Setirauben 11b bzw. 12b eingreifen. Die Gewindelöcher 5a und So bau· 6a und 6c lind durch die zugehörigen Schrauben 11a bzw., lld und 12a bzw« 12c dicht verschlossen, wobei das Gewindeloch 6a de» vorerwähnten, dem Gewindeloch 6c diametral gegenüberliegenden zeichnerisch nicht wiedergegebenen Gewindeloch'entspricht und,12a die zugehörige Schraube ist* Die entsprechend dem Ausfuhrungsbeispiel nach Pig. I bis 3 an der tiefsten Stelle liegenden Gewindelöcher Sb bzw* 6b dienen gleichzeitig als Ablaßlöcher, durch die in dem Wärmeaustauchkörper l verbleibende, zu kühlende Flüssigkeit abgelassen werden kann. Die'Anzahl der'an beiden Enden des Wärmeaustauschkörpers befindlichen Schrauben kann auch höher als 3 gewählt werden.

An die Endfläche der Anschlußkappe 2a ist ein Haubenkörper 23 angesetzt, mittels dessen die zu kühlende Flüssigkeit umgelenkt wird* Die Bndfläche der anderen Anschlußkappe 2b ist mit einem Hauben* körper 16 verbunden, der einen Einlaß 14 sowie einen Auslaß IS auf* wist und mit der Anschlußkappe 2b über geeignete Spannschrauben in Verbindung steht: Der Haubenkörper 13 ist mit einer Ablaßschraube 20 ausgestattet, die an dem tiefsten Punkt des Haubenkörper· 13 angeordnet ist, um Restflüssigkeit aus deren Hohlraum 13a ablassen zu können.

Ein Hohlraum 14a, der mit dem Einlaß 14 in Verbindung-.steht, sowie ein Hohlraum 15a, der mit dem Auslaß 15 in Verbindung steht, ist an den Hohlraum 13a des Umkehr-Haubenkörpers 13 Über mim Mehrzahl Kühlrohre 18 und 19 angeschlossen, die in Kopfstücke 17a bzw. 17b der Anschlußkappen 2a bzw. 2b eingepaßt sind. Die Kühlrohre 16 und 19 können mit einer Vielzahl Kühlrippen versehen sein, die' jedoch in der Zeichnung nicht wiedergegeben sind.

Der 'Wärmeaustauscher nach Fig. 1*3 arbeitet wie folgt: Die zu kühlende Flüssigkeit wie' erwärmte hydraulische Flüssigkeit, erwärmtes Schmieröl oder warmes Sehneidöl etc* tritt in den Wärmeaus-

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tauschkörper 1 ein und wird durch ein Kühlmittel wie kaltes Wasser gekühlt, das die Kühlrohre 18 und 19 durchfließt, worauf die zu kühlende Flüssigkeit über den Auslaß 4 austritt.

Wenn der Wärmeaustauscher auf einem ebenen Boden montiert werden soll, wie das in Fig. 2 gezeigt ist, so werden die Haltebügel 7 und 8 an die Gewindelöcher 5b bzw. 6b an der Unterseite des Wärmeaustauschkörpers 1 angeschlossen, in-dem die zugehörigen Schrauben 11b bzw. 12b durch die Bohrungen 9 bzw. 10 der Haltebügel 7 bzw. 8 in die Anschlußkappen 2a bzw. 2b eingeschraubt werden. Der Wärmeaustauscher kann dann festgelegt werden, indem die'Haltebügel 7 bzw. 8 mit dem Boden verbunden werden. Verbleibt gekühlte Flüssigkeit im Wärmeaustauschkörper 1, so wird die tiefstliegende Schraube, entweder die Schraube 11 b oder die Schraube 12b oder aber beide, entfernt, so daß die Gewindelöcher 5b bzw. 6b als Ablaßöffnungen für den Ablaß der im Wärmeaustauschkörper verbliebenen zu kühlenden Flüssigkeit dienen können.

In den Wärmeaustauschkörper sind zahlreiche Leitbleche eingesetzt, deren öffnungen von einer Seite zur anderen abwechseln, so daß die zu kühlende Flüssigkeit einem gewundenen Pfad folgt. Diese Leitbleche weisen infolge Herstellungstoleranzen einen geringen Zwischenraum in Bezug auf die Innenwandung des Wärmeaustauschkörpers 1 auf. Somit kann Restflüssigkeit, die zwischen keine Ablaßöffnung aufweisenden Leitblechen eingeschlossen ist, abfließen, wenngleich die Zeit, die die Flüssigkeit für den Austritt durch die Ablaßöffnung benötigt, beträchtlich ist.

Wird der Wärmeaustauscher an einer vertikalen Wand montiert", so wird von dem Aufbau entsprechend Fig. 3 Gebrauch gemacht. Hier sind die Haltebügel 7 und 8 in vertikaler Ausrichtung mittels der Schrauben 11 a und 12b an die Gewindelöcher 5a bzw. 6a angeschlossen, während die Gewindelöcher 5b und 6b an der Unterseite des Warmeaustauschkörpers als Ablaßöffnungen dienen können.

Eine weitere Möglichkeit, den Wärmeaustauscher an einer vertikalen Wand zu befestigen, besteht darin, den Aufbau der Fig. 2 zu verwenden und die gesamte Anordnung um 90° um die Hauptachse zu ver-

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drehen, so daß die Haltebügel 7 und 8 an die vertikale Wand angeschlossen werden können. In diesem Fall dienen dann die Gewindelöcher 5a und 6a bzw. 5c und 6c als Ablaßöffnungen.

Auf diese Weise kann der Wärmeaustauscher nach der Erfindung wahlweise in verschiedenen Lagen am Boden oder einer vertikalen Wand befestigt werden, wobei die Gewindelöcher im jeweils tiefsten Punkt als Ablaßöffnungen dienen können. Bei der gezeigten Ausführungsform eines Wärmeaustauschers wird von Verunreinigungen freies Wasser als Kühlmittel verwendet. Um jedoch auf der sicheren Seite zu sein, kann üblicherweise dem Hohlraum 13a ein Zink- oder Magnesiumstab zugeordnet werden, um eine elektrolytische Korrosion zwischen den beiden Haubenkörpern und den Kopfstücken zu verhindern.

Fig. 4 und 5 zeigen eine weitere Ausführungsform eines Wärmeaustauschers nach der Erfindung. In der Nähe der Enden des Wärmeaustauschkörpers 21 befinden sich an der Oberseite ein Einlaß 23 und ein Auslaß 24. An der Vorder-, der Rück- sowie der Unterseite des Wärmeaustauschkörpers 21 sind Gewindelöcher 25 bzw. 26 angeordnet, die wieder als Befestigungs- bzw. Ablaßlöcher dienen. An das in der Zeichnung linke bzw. rechte Ende des Wärmeauetauschkörpers 21 sind Tragbügel 27 bzw. 28 mittels Schrauben 31 bzw. 32 angeschlossen, die an der Unterseite des Wärmeaustauschkörpers durch Löcher 29 bzw 30 in den Haltebügeln 27 bzw. 28 in die Gewindelöcher 25 bzw. 26 eingesetzt sind.

Die beiden Enden des Wärmeaustauschkörpers 21 sind mit Gewinden versehen, auf die Gewinderinge 22a bzw. 22b aufgeschraubt sind. Der Gewindering 22a hält einen das Kühlmittel umlenkenden Haubenkörper 33, während der Gewindering 22b einen Haubenkörper 36 mit einem Einlaß 34 bzw. einem Auslaß 35 hält. Die Haubenkörper 33 und 36 bestehen aus hochpolymeren Stoffen wie Gummi, Hartkunststoff etc. Als Hartkunststoffe finden beispielsweise wärmeaushärtender Kunststoff wie Polystyren, Polyvinylchlorid, Polypropylen, Epoxyharze etc. Verwendung.

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An beiden Enden des Wärmeaustauschkörpers 21 sind innerhalb des Wärmeaustauschkörpers 2 Kopfstücke 37a und 37b aus Stahl wasser-* dicht eingesetzt. Die den Haubenkörpern zugewandten Seiten der Kopfstücke 37a bzw. 37b sind durch dünne Schichten aus hochpolymerem Material wie Gummi, hartem synthetischem Gummi, hartem Kunststoff etc. abgekleidet.

Die Kopfstücke 37a und 37b sind von einer Mehrzahl Kühlrohre 38_r 39 durchsetzt, die einen Hohlraum 33a des Haubenkörper 33 mit einer Einlaßkammer 34a bzw« einer Auslaßkammer 35a verbinden, wobei die Einlaßkammer 34a mit dem Einlaß 34 und die Auslaßkammer 35a mit dem Auslaß 35 des Haubenkörpers 36 in Verbindung stehen» Die Kühlrohre 38, 39 bestehen aus Kupfer, Kupferlegierungen, Edelstahl, Aluminium oder Aluminlumlegieruttpn. Die Kühlrohre 38 können mit einer Vielzahl Kühlrippen versehen sein, die jedoch in der Zeichnung nicht wiedergegeben sind.

Auch bei diesem Äusführungsbeispiel eines Wärmeaustauschers nach der Erfindung wird die zu kühlende Flüssigkeit durch das Kühlmittel gekühlt. Auch die Art und Weise der Anbringung der Haltebügel 27, 28 an dem Wärmeaustausehkörper 21 und der Einsatz der am Tiefstpunkt liegenden Gewindelöcher sind die gleichen wie bei dem zuvor beschriebenen AusfÜhrungsbeispiel.

Die Haubenkörper 33 und 36 bestehen aus hartem hochpolymerem Material. Ebenso sind die den .Haubenkörpern zugewandten Seiten der Kopfstücke 37a und 37b mit dünnen Schichten 40a und 40b aus hartem hochpolyraerem Material abgekleidet. So werden selbst dann, wenn Seewasser oder Wasser, das Verunreinigungen bzw. elektrolytische Substanzen enthält, als Kühlmittel Verwendet wird, die Haubenkörper 33 und 36 sowie die Kopfstücke 37-a und 37b an den Enden des Wärmeaustauschers nicht durch elektrolytische Zersetzung beeinträchtigt, so daß die Wärmeaustauschereinheit über lange Zeiträume ohne Reparaturen wirksam eingesetzt werderi kann. Da die Haubenkörper 33 und 36 durch die Gewinderinge 22a bzw. 22b festgelegt sind, ist gegenüber der Möglichkeit der Festlegung mittels Schrauben, wie sie etwa bei Fig. 1 verwirk-licht wird, eine

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schnellere, zuverlässigere und leichtere Ilontage bzw. Demontage bei der Herstellung, Reparaturarbeiten sowie Wartungsarbeiten möglich.

Bei den Wärmeaustauschern nach Fig. 4 und 5 bestehen die Kopfstücke 37a unrⁿ 37b sowie die Vielzahl der Kühlrohre 3G, 39, die damit verbunden sind, aus dem gleichen Metall, beispielsweise Kupfer, einer Kupferlegierung _t Edelstahl, Aluminium, einer Aluminiumlegierung etc., so daß insoweit die Konfstücke 37a, 37b nicht mit dünnen Schichten aas hartem hochpolymerem Material abgekleidet zu werden brauchen.

!lit Fig. 6 ist eine weitere Ausführungsmögllchkeit eines Wärmeaustauschers nach der Erfindung wiedergegeben. Hierbei bestehen Kopfstücke 57a, 57b aus hartem hochpolyinerem Material wie Hartgummi, hartein, synthetischem Gummi, harten Kunststoff etc. Die übrigen Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen sind analog aufgebaut wie in den Äusführungsbeispielen nach Fig. 1-3 bzw. Fig. 4 und 5. Eine Erläuterung dieser Bauteile ist daher entbehrlich.

Die Haubenkörper 33 und 36 und die Kopfstücke 57a, 57b bestehen aus hartem hochpolymere™ Haterial. niese Teile iind daher keiner elektrolytischen Sersetzung unterworfen, selbst wenn Wasser, das Verunreinigungen und elektrolytische Substanzen enthält, wie etwa Seewasser, als Kühlmittel Verwendung findet, so daß ein solcher Värmenustauscher lange Zeit o3ine Reparaturarbeiten wirksam eingesetzt werden kann.

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Claims

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1J Wärmeaustauscher mit einer Mehrzahl von einem Kühlmittel durchströmter Kühlrohre, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeaustauscher an seinem Umfang in Mähe seiner Enden Gev/indelöcher (5a - 5c, 6a - Gc; 25, 26) aufweist, von denen die einen zum Anschluß von Haltebügeln (7,8; 27, 28) dienen, während die übrigen anderen durch Gehrauben (11a - c; 12a - c; 31, 32) verschlossen sind.
2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß , er an seinen beiden Enden durch Haubenkörper (33, 36) aus hartem hochpolymerem Material abgeschlossen ist und Kopfstücke (37a, 37b) auslaßseitig durch dünne Schichten (40a, 40b) aus hartem hochpolymerem Material abgedeckt sind.
3. Wärmeaustauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das hochpolymere Ilaterial Hartgummi, harter synthetischer Gummi, Polystyren, Polyvinylchlorid, Polypropylen oder ein Epoxyharz ist.
4. Wärmeaustauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopfstücke (37a, 37b) und sämtliche Kühlrohre (38, 39) aus Kupfer, einer Kupferlegierung, Edelstahl,Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bcs tehen.
5. Wärmeaustauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Haubenkörper (33, 36) mit dem Wärmeaustauschkörper (21) mittels Gewinderingen (22a, 22b) verbunden sind.

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