DE2422168A1

DE2422168A1 - Waermetauscher

Info

Publication number: DE2422168A1
Application number: DE2422168A
Authority: DE
Inventors: Lew Nikolaewitsch Artemow
Original assignee: ARTEMOW
Current assignee: ARTEMOW
Priority date: 1974-05-08
Filing date: 1974-05-08
Publication date: 1975-11-20
Also published as: DE2422168C2

Description

Dipl.-Ing. Dr. jur.

Frank Arnold Nix

Patentanwalt 2422168

6 Frankfurt am Main 70
Gartenstraße 123

WÄRMEAUS TAUSCHER

Diese Erfindung bezieht sich auf die Wärmeenergetik und insbesondere auf Wärmeaustauscher· Mit bestem Erfolg kann die Erfindung in den Wärmeaustauschern verwertet werden, vorwiegend in denen, wo die Wärmeaustauschflächen in Form von Sektionen aus äußere Längsrippen aufweisenden Rohren ausgebildet sind· Solche Wärmeaustauscher werden weitgehend in der energetischen Industrie, in der Chemieindustrie, in der Erdöl- und Chemieindustrie, in der Nahrungsmittelindustrie und in anderen Industriezweigen zur Heizung bzw. Kühlung von Wasser, Dampf und verschiedenen chemischen Stoffen in flüssigem bzw. gasförmigem Zustand oder in Form von Gemisch aus Dampf und Flüssigkeit verwendet·

Es ist ein Wasserrohrdampferzeuger bekannt (s. USA Patentschrift Nr · 3104652).

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Der den Dampf erzeugende Teil dieser bekannten Einrichtung stellt einen Wärmeaustauscher dar, der die im Gehäuse angeordneten Sektionen der Wärmeaustauschflächen in Form von mit offenen Rohrenden in den Rohrboden befestigten Rohrbündeln enthält. Jede Sektion hat ein Bündel, bestehend aus sieben Rohren - einem Mittelrohr und sechs Rohren, die vom Mittelrohr gleich entfernt sind und voneinander gleich beabstandet sind. Im Querschnitt solch eines Bündels zeigt der Außenumriß eine dem regulären Sechseck nahe Form. Alle Sektionen sind in einem horizontalen Gitterwerk befestigt· Das letztere ist innerhalb des Gehäuses und zwar an dessen Wand befestigt. Die Sektionen liegen in versetzter Ordnung und in parallelen Reihen (wie auch die Rohre im Querschnitt jedes Bündels) und in jeder einzelnen Reihe sind die Sektionen in der Richtung nach der einen Seite in Hinsicht auf einander vers?¹;.^, wodurch es erreicht wird, daß alle Rohre im Querschnitt des Wärmeaustauschers -el acMbretturtif- vor- ^et?t und in parallelen Reihen liegen. Solche Ausführung und Anordnung der Sektionen der Wärmeaustauschflächen läßt zwischen den Umfang s rohrbund ein und der Gehäusewand freie Lücken bleiben, die in dieser bekannten Einrichtung mit bauchigen Trennwänden (Verdrängern) aus Blech abgedeckt werden, die^^einea Teil des Umrisses des gesamten Rohrbündels geformt sind _una an dem Gehäuse über den Umfang befestigt sind. Die Zufuhr und Abfuhr von wärmeübertragendem Medium zu und von den Kammern jeder Sektion sind so ausgebildet, daß sie mittels einer autonomen Rohrleitung aus dem Gehäuse abgezweigt sind.

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Die Nachteile dieser bekannten Einrichtung sind wie folgt:

- Kompliziertheit in der Fertigung und in dem Zusammenbau von einzelnen Sektionen in der Weise, daß die obenbeschriebene Anordnung der Rohre in jedem Bündel gesichert wird (wegen des Vorhandenseins von Endenbiegungen der Umfangsrohre im Bündel);

- Kompliziertheit im Zusammenbau vom gesamten Block der Heizflächen in der Weise, daß die obenbeschriebene Anordnung jeder Sektion erreicht werden soll;

- eventuelle Möglichkeit der verschiedenartigen Verformungen von Rohren in den Bündeln infolge der durch die Temperatur verursachten Beanspruchungen, Abwandlung der obenbeschriebenen Anordnung, was den ungleichmäßigen Wärmeaustausch hervorrufen und die Differenz der durch die Temperatur verursachten Beanspruchungen in den benachbarten Rohren und deren verschiedenartige Verformungen vergrößern wird, wodurch letzten Endes die Betriebssicherheit und die Dauerhaftigkeit der Sektionen der Heizflächen, besonders im Falle hinreichender Rohrlänge, herabgesetzt werden.

- Notwendigkeit dessen, daß die Zufuhr und Abfuhr des Wärmeträgers zu bzw, von jeder Sektion vorzusehen sind, wodurch die Verbindung der Rohrleitungen verwickelt und die Reparatur und die Bedienung des Wärmeaustauschers erschwert werden.

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Es ist auch ein Dampferzeuger stehender Bauart mit geraden Rohren (s. USA Patentschrift Fr» 3250258) bekannt, wobei die Rohre in einzelne Sektionen der Heizflächen zusammengelegt sind. Jede Sektion dieses Wärmeaustauschers stellt ein Rohrbündel dar, dessen Rohre mit den offenen Enden in den Rohrboden der Ein- und Auslaßkammer befestigt werden· Oberhalb und unterhalb der Sektionen der Heizflächen werden ein oder mehrere Zuführungs- und Abführungssammler aufgestellt, an welche die Einlaß- und Auslaßkammern aller Sektionen oder einzelner Gruppen von denselben entsprechend angeschlossen sind· Für die Zufuhr des Wärmeträgers zu den Sammlern bzw. für die Abfuhr des Wärmeträgers werden separate Rohrleitungen vorgesehen· In Draufsicht zeigen die Ein- und Auslaßkammern jeder Sektion die Form von einem Sechseck, und dementsprechend besitzt der den Querschnitt eines jeden Rohrbündels abgrenzende Umriß auch die einem Sechseck nahe Form. Alle Sektionen der Heizflächen liegen in gleichen Abständen voneinander, in versetzter Ordnung und in parallelen Reihen, jedoch sind die in einer und derselben Reihe befindlichen Sektionen in Hinsicht auf einander nicht verschoben* Jede Sektion der Heizflächen ist mindestens mit zwei Bandagen versehen, die das gesamte Rohrbündel auf verschiedenen Höhen umfassen· Das Vorhandensein der Bandagen in der obenbeschriebenen Einrichtung begrenzt die eventuelle Verformung der Rohre im Bereich einer Sektion und übt keine erheblichen Auswirkungen auf die Dauerhaftigkeit der anliegen-

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den Sektionen aus· Durch, das Vorhandensein der im Gehäuse untergebrachten Sammler werden die Zufuhr und die Abfuhr des Wärmeträgers sowie die Verbindung von entsprechenden Rohrleitungen vereinfacht·

Die Nachteile dieser bekannten Einrichtung sind wie folgt.

Ungleichmäßige Anordnung der Rohre über den Querschnitt des Wärmeaustauschers, wodurch verschiedenartige Verhältnisse des Wärmeaustausches entstehen, verschiedenartige Wärmespannungen in den Rohren eines und desselben Rohrbündels und verschiedene Verformung der Rohre erregt werden, die Biegung der Rohre verursacht wird und der Ausfall von Sektionen der Wärmeaustauschfläche früher eintreten kann;

- Wegen des Vorhandenseins der offenen Bandagen entstehen nachträgliche Schwierigkeiten während der Auswechselung von einzelnen Sektionen;

- Die in Draufsicht hexagonale Form der Ein- und Auslaßkammern erschwert die Fertigung der Ein- und Auslaßkammern.

Es ist bekannt, als distanzjta. ltende Elemente Stützplatten für die Bauteile des Wärmeaustauschers zu verwenden, die die Fixierung der Rohre in der vorgegebenen Stellung und hinsichtlich einander in festgesetzten Abständen (s· Patentschrift Nr. 1362378 von Frankreich) sicherstellen.

"Diese Stützplatte besteht aus einer bestimmten Anzahl von auf bestimmte Weise gebogenen Streifen, die mit einander so verbunden sind, daß sie eine Menge von vieleckigen Zellen bil-

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den, wobei jede der Zellen mit zwei Streifen und zwei Ansätzen abgegrenzt wird. In jeder Zelle werden wenigstens drei Ansätze gebildet, die derart angeordnet sind, daß die zylindrischen Bauteile des Wärmeaustauschers innerhalb der Zelle getragen werden, indem deren Achsen parallel bleiben· Wenigstens einige Streifen weisen die mit Abständen über die Streifenlänge ausgeführten Ansätze auf den gegenüberliegenden Kanten auf.

Solche Stützplatten sichern die Fixierung einer Gruppe der parallel aufgestellten Eohre in der ^.einander

vorgegebenen Stellung· Dadurch wird nicht nur der Zusammenbau (die Aufstellung) der röhrenförmigen Heizflächen während der Fertigung einzelner Sektionen vereinfacht, wenn auch die Enden der rohrförmigen Bauteile Biegungen aufweisen, sondern es i»p··'-auch die Verformung der Eohre in dem !Rohrbündel bei ungleichmäßigen Wärmespannungen während der Betriebszeit begrenzt und die Strömung des Wärmeträgers in beliebiger Richtung von außen nicht verhindert·

Diese Stützplatte, wie auch einige weitere bekannte Kon-Auktionen, ist für den Gebrauch in den Wärmeaustauschern mit glatten zylindrischen Rohren ohne äußere Längsrippen bestimmt.

Ein Machteil dieser Stützplatte besteht darin, daß die Fertigung der Streifen und der Zusammenbau solch einer Stützplatte gewissermaßen kompliziert sind und nicht nur die Länge, sondern auch die Form der die Stützplatte bildenden Streifen bedeutenden Unterschied aufweisen.

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Es ist ein weiterer Wärmeaustauscher "bekannt (s· Urheberschein Nr. 145294 der UdSSR "Gas- und Luftregenerator bzw. mit Gas betriebener Lufterhitzer").

Dieser bekannte Wärmeaustauscher enthält im Gehäuse untergebrachte und an Eingangssammler und Ausgangssammler angeschlossene Sektionen der Wärmeaustauschflächen. Die Sektionen sind in Form von Rohrbündeln ausgelegt, wobei längs der Rohre äußere Rippen verlaufen und die Rohrboden sowie die kegelförmigen Übergangsrohransätze an den Enden vorgesehen sind, mit Hilfe derer jede Sektion in den Rohrboden der Sammler befestigt wird, wodurch die vorgegebene Anordnung der Sektionen im Gehäuse und der erforderliche Abstand zwischen denselben sichergestellt werden.

Für die Fixierung der Rohre in den festgelegten Abständen voneinander werden innerhalb jeder Sektion distanz^haltende Elemente angeordnet, die in form von auf die Rippen der Rohre in festgesetzten Abständen voneinander aufgesetzten Ringen aufgeführt werden, und alle Rohre der einen Sektion werden an einigen Stellen mit Bandagen umfaßt.

Die hauptsächlichen Nachteile dieser bekannten Einrichtung sind wie folgt:

- Notwendigkeit dessen, daß jede Sektion im einzelnen und auf bestimmte Weise im Gehäuse aufzustellen und zu befestigen ist, wodurch der Arbeitsaufwand für die Fertigung (den Zusammenbau) des Wärmeaustauschers und für die Ausführung der Reparaturarbeiten erhöht wird;

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- Unmöglichkeit dessen, daß in der Praxis alle Sektionen derart gefertigt werden, daß deren Querschnitte ungefähr gleich sind und die Form aufweisen, die sich von der runden (bzw. der runden Form nahen) Form unterscheidet, wobei die Anordnung der Rohre innerhalb der einen Sektion zueinander vorgegeben wird, wie zum Beispiel die versetzte Anordnung· Erstens ist es darauf zurückzuführen, daß es vom wirtschaftlichen Standpunkt vorteilhafter ist, die Eohre mit bereits geschweißten Rippen zu gebrauchen, jedoch unterscheiden sie sich als Regel durch die Querschnittgröße· In diesem Fall werden die Distanzringe verschiedener Größe benötigt, und da ergeben sich verschiedene Abstände zwischen den Rohren. Zweitens wird es allein durch die Anwendung der Distanzringe nicht möglich, die erforderliche Anordnung der Rohre in der Sektion

zueinander herbeizuführen, und im Laufe des Zusammenziehens einer Gruppe der Rohre mittels der Drahtbandagen erfolgt die relative Verschiebung der Rohre, und zwar deren Gruppierung in konzentrischen Reihen um ein Mittelrohr bzw. mehrere Mittelrohre im Bündel· Solche Anordnung ermöglicht keine gleichmäßige Verteilung des Wärmeträgers über den Querschnitt des Rohrbündels und setzt die Wirksamkeit der Wärmeaustauschprozesse herab«

Außerdem wird eine gleichmäßige Verteilung der Rohre über den gesamten Querschnitt des Wärmeaustauschers wegen der Bildung von freien Lücken zwischen den Sektionen nicht erreicht.

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Dadurch werden die Dimensionen des Wärmeaustauschers vergrößert und seine Betriebswirksamkeit herabgesetzt.

Ein weiterer Nachteil des bekannten Wärmeaustauschers besteht darin, daß nicht nur infolge der Unterschiede in der Eorm und in den Dimensionen der Sektionen, sondern auch wegen

dessen, daß benachbarte Sektionen durch die Bandagen verhund er: ■ r- ir d ,

v die Auswechselung der Sektionen während der Reparatur

des Wärmeaustauschers erschwert wird. Außer der Erschwerung der Reparaturarbeiten kann es zur Beschädigung der anliegenden Sektionen bzw. deren Befestigung kommen.

Die in der Technik bekannten Mittel zur Fixierung der vorgegebenen Stellung der keine äußere Verrippung aufweisenden Rohre zueinander kamen noch nicht für die die

Längsrippen aufweisenden Rohre in Gebrauch.

Die Erfindung ist auf das Ziel gerichtet, die obenangeführten Nachteile der Wärmeaustauscher mit aus

Längsrippen aufweisenden Rohren bestehenden Sektionalwärmeaustauschflächen zu beheben.

/ Der Erfindung ist die Aufgabe zugrunde gelegt, solch einen Wärmeaustauscher zu schaffen, in welchem die Sektionen der Wärmeaustauschflächen derart ausgelegt sind , daß die Bedingungen des Wärmeaustausches innerhalb jeder Sektion und über den gesamten Querschnitt des Wärmeaustauschers verbessert sind.

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Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in einem Wärmeaustauscher, der in ^v Gehäuse untergebrachte Sektionen der Wärmeaustauschflächen enthält, wobei «jede von den Sektionen in Form von einem Bündel von offene Rohrenden (mit denen die Bohre in den Rohrböden befestigt sind) aufweisenden Rohre mit Längsrippen ausgebildet ist und mit distanzjialtenden Elementen für die Fixierung der Rohre in festgesetzten Abständen voneinander und mit die Rohrbündel umfassenden Bandagen versehen ist, erfindungsgemäß die distanz haltenden Elemente in Form von Streifen mit abwechselnden einseitigen Ansätzen ausgelegt werden (wobei jeder der Ansätze die Form einer Hälfte des Umfanges eines Vieleckes besitzt), die normal zum Rohrbündel angeordnet sind, wobei jedes Paar der Streifen Zellen bildet, und daß die Rohre über die Breite der Streifen von den Rippen freie Abschnitte besitzen, die auf den gleichen Niveaus für alle Rohre einer und derselben Sektion liegen, und mit den obigen Zellen umfaßt sind, was zur Folge hat, daß die Rohre in parallelen Reihen angeordnet werden.

Dadurch wird es ermöglicht, alle Rohre in der Sektion derart zu fixieren, daß sie die zxeinander erforderliche Stellung einnehmen und die festgesetzten Abstände zwischen den Rohren in jeder Reihe und zwischen den Reihen der Rohre beibehalten. wobei der Arbeitsaufwand für die Fertigung der Sektionen vermindert wird und die Bedingungen des Wärmeaustausches innerhalb jeder Sektion verbessert werden.

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Das sichert die gleiche Dichte (Verteilung) der Eohre über den gesamten Querschnitt des Wärmeaustauschers ohne freie Lücken und erlaubt es, den Querschnitt des Wärmeaustauschers zu verkleinern oder die Wärmeaustauschfläche unter Beibehaltung der Abmessungen zu vergrößern, indem die über den gesamten Querschnitt gleichen Bedingungen des Wärmeaustausches erreicht werden.

Es wird empfohlen, jede Bandage in 3form eines steifen Binges auszubilden, der die Form des TJmfanges eines regelmäßigen Vieleckes aufweist, von dem einige Kanten auf der äußeren Seitenfläche mindestens einen Ansatz haben, der gegenüber einem dieser Seitenfläche anliegenden Bohr liegt, und die restlichen Kanten auf der äußeren Seitenfläche ein geriffeltes Blech aufweisen, mit Hilfe dessen die Bandage mit den entsprechenden Kanten der restlichen Bandagen dieser Sektion verbunden ist, und alle Sektionen im Gehäuse auf solche Art zu unterbringen, daß die Ansätze auf den Kanten der Bandagen der einen Sektion in den Lücken zwischen den Riffeln der Bleche auf den Kanten der benachbarten Sektionen angeordnet werden, wobei durch die Höhe der Ansätze ^rdLfiESgicht, daß der Abstand zwischen den äußersten Reihen der Bohre der anliegenden Sektionen im Gehäuse des Wärmeaustauschers dem Abstand zwischen den ihnen parallelen Beihen der Bohre innerhalb der Sektionen gleich ist·

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Solche konstruktive Ausführung der Sektionen des Wärmeaustauschers erlaubt es, dieselben in Form von vereinheitlichten und gegeneinander austauschbaren Blocken von einem Typ und gleichen Abmessungen zu fertigen, wobei alle Rohre in der Sektion in parallelen Reihen angeordnet sind,^schließt die Bildung freier Lücken zwischen den benachbarten Sektionen aus und vereinfacht den Vorgang der Auswechselung der Sektionen während der Reparatur. Dadurch wird die gleichmäßige Verteilung des Wärmeträgers über den Querschnitt eines jeden Rohrbündels im einzelnen sowie über den Querschnitt des Apparates im ganzen gesichert, was den Wirkungsgrad des Betriebes des Wärmeaustauschers erhöht, wobei der Querschnitt des Apparates verringert wird, wodurch der Apparat kompakter wird und die Reparatur und die Bedienung einfacher werden· Dadurch wird dazu beigetragen, daß der Wärmeaustauscher mit den Sektionalwärmeaustauschflächen, die aus den äußere Längsrippen aufweisenden Rohren bestehen, konkurrenzfähig und aussichtsreicher für die Verwendung in verschiedenen Industriezweigen gegenüber ähnlichen bekannten Bauarten wird·

Es ist zweckmäßig, an den hinsichtlich der Rohrboden äußerst liegenden Bandagen Ansätze vorzusehen· Dadurch wird nicht nur der Arbeitsaufwand bei der Pertigung der Sektionen herabgesetzt, sondern auch werden.die Aufstellung der Sektionen im Gehäuse und die Auswechselung der Sektionen während der Reparaturarbeiten erleichtert.

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Weitere Besonderheiten und Vorteile der Erfindung sind besser zu verstehen, wenn das folgende Ausführungsbeispiel der Erfindung betrachtet werden kann, unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen.

!ig. 1 zeigt schematisch den erfindungsgemäßen Wärmeaustauscher im Längsschnitt;«

Fig· 2 zeigt den Schnitt nach II - II in Fig· 1$

Fig. 3 zeigt die Gesamtansicht einer Sektion gemäß der Erfindung}

Fig. 4 zeigt die Gesamtansicht eines die Längsrippen
aufweisenden Rohres gemäß der Erfindung}

Figo 5 zeigt den Schnitt nach V - V in Fig· 3 (in vergrößertem Maßstab) j

Fig· 6 zeigt den Stoßverbindungsknoten der anliegenden Sektionen gemäß der Erfindung.

Der Wärmeaustauscher enthält das vertikal angeordnete Gehäuse 1 (Fig. 1) mit einem Rohransatz 2 zur Zufuhr des ersten Wärmeträgers und einen Rohransatz 3 zur Abfuhr des ersten
Wärmeträgers· Im Unterteil des Gehäuses 1 liegt horizontal
eine Stützplatte 4, auf welcher vertikal Sektionen 5 &&?
Wärmeaustauschflächen für Erhitzung aufgestellt werden.

Die Zufuhr des zweiten Wärmeträgers zu den Sektionen 5 der Heizflächen erfolgt von einem Eingangssammler 6 über
Rohre 7» die an die obenerwähnten Sektionen 5 angeschlossen sind· Die Abfuhr des zweiten Wärmeträgers von den Sektionen

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5 der Heizflächen erfolgt über einen Ausgangssammler 8, der mit den obenerwähnten Sektionen 5 mittels den Rohren 7 ähnlichen Rohren9 verbunden wird, die durch Öffnungen 10 in der horizontalen Stützplatte 4 geführt werden· Die Zufuhr des zweiten Wärmeträgers zum Eingangssammler 6 wird über einen Rohransatz 11 vorgesehen, und die Abfuhr des zweiten Wärmeträgers von dem Ausgangssammler 8 - über einen Rohransatz 12·

Zwischen dem Gehäuse 1 und den Umfangssektionen 5 werden Trennwände 13 (Fig· 2) untergebracht, die aus Blech hergestellt sind, über den Umfang an der Wand des Gehäuses 1 befestigt und über die ganze Länge der Rohre der Sektionen 5 ausgelegt sind. Die Trennwände 13 sind für die Verbesserung der Bedingungen des Wärmeaustausches im Raum zwischen den Rohren im Wärmeaustauscher bestimmt«

Der Umriß des Querschnittes aller Rohrbündel im Apparat hat die einem regulären Sechseck nahe Form.

Jede Sektion 5 (Fig· 3) stellt eine Einzelbaugruppe dar, die aus einem Bündel von Längsrippen 15 (Fig· 4) aufweisenden Rohren 14 ausgebildet ist, wobei die Rohre 14 mit ihren offenen Enden 16 in Rohrboden 17, 18 (Fig. 3) befestigt werden, die eine Einlaßkammer 19 und eine Auslaßkammer 20 mit gewölbenartigen Hauben und Rohransätzen 21, 22 zur Abfuhr bzw· Zufuhr des Wärmeträgers abdecken· Der Rohransatz 1 (Fig· 3) verbindet die Sektion 5 über das Rohr 7 (Fig. 1) mit dem

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Eingangssammler 6, und der Rohransatz 22 ("Fig· 3) verbindet dieselbe Sektion 5 über das Rohr 9 (Pig. 1) mit dem Ausgangssammler 8_# Jedes Rohr 14 (Fig. 4), mit Ausnahme des Mittelrohres, weist die auf "bestimmte Weise gebogenen Enden 16, und von den Hippen 15 freie Abschnitte auf. Falls die länge der Rohre 14 erheblich ist, können alle Rohre 14 einen von den Rippen 15 freien Abschnitt oder einige solche Abschnitte über die Länge des geraden Teiles des Rohres 14 aufweisen, wobei die genannten Abschnitte für alle Rohre 14 eines Bündels auf einer und derselben Höhe ausgelegt sind* Jedes Rohr 14 ist mit den von den Rippen 15 freien Abschnitten in Zellen 23 (Fig. 5) eines Distanzgitters angeordnet, das aus einem Satz von Streifen 24 (Fig. 5, 6) gebildet ist, -wobei diese Streifen 24 die einseitigen Ansätze aufweisen, die im Längsschnitt die Form einer Hälfte des Umfanges eines längs des Querschnitts des Rohres 14 umschriebenen regulären Sechseckes haben. Die Ansätze werden über die Länge des Streifens 24 mit einer Seite des Sechseckes gleichen Abständen ausgeführt. Alle Rohre 14 der einen Sektion 5 belegen bestimmte Zellen des Distanzgitters und werden in parallelen Reihen und in versetzter Ordnung angeordnet«, Im Querschnitt jeder Sektion 5 hat der die Umfangsrohre 14 abgrenzende Umriß die Form eines Sechseckes, jedoch kann die Form des Umrisses auch anders sein, -wie zum Beispiel die eines Dreieckes oder eines Parallelogrammes.

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Das Distanzgitter "bildet sich im Vorgang des Zusammenbaus der Sektion 5 durch die aufeinanderfolgende Verlegung der Streifen 24 und der Rohre 14. Im Zusammenbau können die Streifen 24 zwischen einander verbunden werden, z.B. mit Hilfe des Schweißens in einigen Punkten, aber es besteht keine besondere Notwendigkeit hierzu. Jedes Distanzgitter wird von außen durch eine Bandage 25 umfaßt, die aus einem ganzen Streifen oder aus einzelnen Bauteilen ausgeführt wird· Bin großer Teil der Streifen 24 wird mindestens mittels deren Enden mit der Bandage 25 verbunden. Solche Ausführung der Stützplatte ermöglicht die erforderliche Umdrehung eines beliebigen Rohres 14 um deren Achse herum, wodurch es erlaubt wird, zuerst den Zusammenbau des Rohrbündels und nachher die Einsetzung der Rohrboden 171 18 (Fig. 3) vorzunehmen. Dadurch wird der Arbeitsaufwand für die Fertigung der Sektionen 5 der Wärmeaustauschflächen herabgesetzt. Auf einigen Kanten der äußeren Seitenfläche der in der Sektion 5 von außen liegenden Bandagen 25 sind Ansätze 26 (Fig. 5) in Form von Rippen ausgebildet, die über die Kantenlänge gegenüber einem der Rohre 14 angeordnet sind. Die Anzahl solcher Ansätze 26 kann auf einer Kante der Bandage 25 eins oder zwei betragen (keine Notwendigkeit größerer Anzahl). Die restlichen entsprechenden Kanten der äußeren Seitenfläche aller Bandagen 25 der einen Sektion 5 sind mittels einzelner Bleche 27 mit Riffeln 28 verbunden, wobei der Abstand zwischen den Riffelspitzen dem Abstand zwischen zwei

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Rohren 14 in einer Reihe gleich ist und die Riffeln die über die Grenzen der Bandage 25 hervorragenden Enden der Rippen 15 der Rohre 14 abdecken.

Die Anzahl der Riffeln 28 eines BIß ches ist nicht weniger als zwei.

Alle Sektionen 5 werden im Gehäuse 1 (Fig. 6) dicht aufgestellt, wobei wenigstens ein Ansatz 26 auf den Kanten der Bandagen. 25 einer Sektion 5 frei zwischen den Riffeln 28 der Bleche 27 auf den anliegenden Kanten der benachbarten Sektionen. 5 hineingeht. Diese Bedingung bestimmt die Breite des Ansatzes 26, die kleiner als der Abstand zwischen den Riffeln 28 sein soll. Die Höhe des Ansatzes 26 ist derart auszulegen, daß einer Bedingung Rechnung getragen wird, zwischen den parallelen äußersten Reihen der Rohre 14 der benachbarten Sektionen den gleichen Abstand beizubehalten, wie der Abstand zwischen den ihnen parallelen Reihen der Rohre 14 innerhalb der Sektion 5·

Für diese Bauart ist kennzeichnend, daß die Ansätze 26 auf einem Teil der Kanten der Seitenfläche der Bandagen 25 aller Sektionen 5 die gleiche Höhe aufweisen·

h - Höhe des Ansatzes 26

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R - Außenhalbdurchmesser der Rohre 14 ₁- Dicke der Streifen 24

" Dicke der Wand der Bandage 25

(Jl - Dicke des geriffelten Bleches 27 Aus dieser Gleichung ergeben sich folgende Bedingungens

1. Bei h = 0 sind die Ansätze 26 auf einem Teil der Kanten der Bandagen 25 überflüssig, wie auch überflüssig sind die Riffeln 28 auf den die weiteren entsprechenden Kanten der Bandagen verbindenden Blechen 27i d.h. dieses Blech 27 soll eben sein.

2· Bei h <O werden die Durchgänge zwischen den benachbarten Sektionen 5 sogar ohne Ansätze 26 und Riffeln 28 auf den Blechen 27 größer als die Durchgänge zwischen den Rohren 14 im Querschnitt der Sektionen 5 sein, was wegen der starken Herabsetzung des Wirkungsgrades des Wärmeaustausches nicht zulässig ist·

3» Die Höhe der Rippen 15 der Rohre 14 soll weniger als die Hälfte der Differenz des Abstandes zwischen den Rohren 14 in einer Reihe und des einen Außendurchmessers des Rohres 14 betragen, sonst kann es sich unmöglich werden, einzelne Sektionen 5 zusammenzubauen oder die Sektionen 5 im Gehäuse 1 aufzustellen.

Derartige Aufstellung der Sektionen 5 im Gehäuse 1 sichert deren versetzte Ordnung in parallelen Reihen, indem sich jede Sektion 5 in einer Reihe nacheinander lotrecht um die Hälfte

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eines Schrittes der Rohre 14 in jeder Sektion 5 verschiebt· Dabei bilden die Rohre 14 aller Sektionen 5 im Querschnitt des Apparates ein einheitliches Bündel, in dem alle Rohre 14 in versetzter Ordnung und in parallelen Reihen angeordnet erscheinen, wodurch die Bedingungen des Wärmeaustausches über den ganzen Querschnitt und die durch die Temperatur verursachten Verformungen des gesamten Bündels der Rohre 14 ausgeglichen werden sowie die Dauerhaftigkeit und die Zuverlässigkeit des Apparates erhöht werden. Gleichzeitig werden die Aufstellung der Sektionen 5 während des Zusammenbaus des Wärmeaustauschers und der Vorgang der Auswechselung einer beliebigen Sektion 5 während der Reparatur vereinfacht.

Die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Wärmeaustauschers ist wie folgtj

Der zweite Wärmeträger (Heizmittel) gelangt über den Rohransatz 11 in den Eingangssammler 6, von wo dieser Wärmeträger über die Rohre in die Einlaßkammern 19 (3?ig, 3) der Sektionen 5 der Wärmeaustauschflächen gelangt, fließt durch die Rohre 14, gibt seine Wärme ab und gerät in die Auslaßkammern 20, aus welchen er über die Rohransätze 22 und Rohre 9 (Fig. 1) in den Ausgangssammler 8 abgeführt wird und über den Rohransatz 12 dieses Sammlers 8 den Apparat verläßt· Der erste Wärmeträger (das zu erhitzende Medium) gelangt in das Gehäuse 1 über den Rohransatz 2, bespült von außen den Sammler 8 und die Rohre 9 und fließt weiter in das Gehäuse 1 in der Richtung

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nach den Sektionen 5 durch die Lücken zwischen den gewölbeartigen Hauben der Sektionen 5, bespült von außen die berippten Rohre 14 aller Sektionen 5 (indem er die Wärme abnimmt), die Rohre 7 und den Sammler 6 und verläßt das Gehäuse 1 über den Rohransatz 3·

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

Η · .wärmeaustauscher, der im Gehäuse untergebrachte Sektionen von Wärmeaustauschflachen enthält, jede von denen in Form von einem Bündel Längsrippen aufweisender Rohre mit in Rohrboden befestigten offenen Enden ausgebildet wird, und Distanzelemente für die Fixierung der Rohre in bestimmten Abständen voneinander und das Rohrbündel umfassende Bandagen besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzelemente in Form von Streifen (24) mit abwechselnden einseitigen Ansätzen ausgeführt werden, jeder von denen die Form einer Hälfte des ümfanges eines regulären Vieleckes hat, und die Streifen (24) normal zu dem Bündel der Rohre (14) angeordnet sind, wobei jedes Paar der Streifen (24) Zellen (23) bildet, und daß die Rohre (14) über die Breite der Streifen (24) von den Rippen (15) freie Abschnitte aufweisen, die hinsichtlich aller Rohre (14) der einen Sektion (5) auf der gleichen Höhe liegen und von den obengenannten Zellen (23) umfaßt werden, demzufolge die Rohre (14) in parallelen Reihen angeordnet sind.
2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Bandage (25) in Form eines steifen Ringes ausgeführt wird, der die Form des Ümfanges eines regulären Vieleckes hat, wobei ein Teil seiner Kanten auf der äußeren Seitenfläche mindestens einen Ansatz (26) aufweist, der gegenüber einem der dieser Seitenfläche anliegenden Rohre (14) liegt, und die rest-

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lichen Kanten auf der äußeren Seitenfläche ein mit Eiffeln (28) versehenes Blech (27) aufweisen,mittels dessen die Bandage (25) mit den entsprechenden Kanten der Bandagen (25) dieser Sektion (5) verbunden ist, und daß alle Sektionen (5) im Gehäuse (1) derart untergebracht sind, daß die Ansätze (26) auf allen Kanten der Bandagen (25) der einen Sektion (5) in. Lücken zwischen den Eiffeln (28) der Bleche (27) auf den Kanten der "benachbarten Sektionen (5) angeordnet sind, wobei es durch die Höhe der Ansätze (26) ermöglicht wird, den Abstand zwischen den äußerst liegenden Reihen der Bohre (14) der benachbarten Sektionen (5) im Gehäuse (1) des Apparates dem Abstand zwischen den ihnen parallelen Reihen der Rohre (14) innerhalb der Sektionen (5) gleich beizubehalten.
3. Wärmeaustauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansätze (26) auf den Bandagen (25) ausgebildet sind, die hinsichtlich der Rohrböden (17$ 18) äußerst liegen.

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