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"Wärmetauscher" Die Erfindung bezieht sich auf einen aus zwei Hauptteilen,
die beheizte, von einem wärmeaufnehmenden Medium durchströmte und mit einem liegenden,
länglichen Hauptsammler verbundene Rohre enthalten sowie vom wärmeabgebenden Medium
nacheinander durchströmt werden und bodenseitig in unterschiedlichen Horizontalebenen
liegen, bestehenden Wärmetauscher.
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Ein derartiger Wärmetauscher mit einem hohen, von Wandrohren umschlossenen
Feuerraum, an den sich ein hoch liegender Rauchgaszug mit darin angeordneten Verdampferelement
anschließt, ist bekannt (DT-PS 767 876). Hierbei sind die Verdampferelemente an
der oberen Abdeckung des Rauchgaszuges derart aufgehängt, daß sie noch oben herausziehbar
sind und sich noch unten frei ausdehnen können. Die oberen Sammler, an die die den
Feuerraum umschließenden Rohre angeschlossen sind, sind in das mauerwerk des Kessels
eingebettet, das damit den Kessel trägt.
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Es sind auch selbsttragende Wärmetauscher (Dampferzeuger, Heißwasserkessel)
bekannt. Solche Wärmetauscher haben im allgemeinen ein Rohrgerüst aus Fallrohren
und möglicherweise RUckloufrohren, wobei ein Hauptsammler (Dampfobscheideommel,
Hauptaustrittssammler) auf lotrechten Fallrohren abgestützt ist. Die lotrechten
Fall- bzw. Rücklaufrohre sind untereinander durch Verteiler und Sammler verbunden.
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Solange alle Teile des Wärmetauschers in der gleichen Horizontalebene
aufgelagert werden kannen treten keine Probleme auf, da der Wärmetauscher von dieser
Ebene aus sich nach oben ausdehnen kann, wobei alle Teile, die gleiche Temperatur
hoben, sich auch in gleicher Weise ausdehnen Ist es jedech nicht möglich, samtllche
Teile des Wärmetauschers In der gleichen Horizontalebene aufzulagern, wie das etwa
dann der Fall ist, wenn der Wärmetauscher einen hohen Feuerraum hat, an den sich
ein hoch gelegener Gaszug mit darin angeordneten Heizfldchenelementen
anschließt,
so entstehen aus dem verschiedenartigen Wachsen bzw. der unterschiedlichen Ausdehnung
Schwierigkeiten in der Konstruktion des Wärmetauschers.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese vorerwähnten Schwierigkeiten
bei einem Wärmetauscher der eingangs genannten Gattung zu beheben.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemaß der Erfindung vorgeschlagen,
daß der bodenseitig in der tieferen Horizontalebene liegende Hauptteil ein selbsttragendes,
die beheizten Rohre sowie den Hauptsammler abstutzendes Rohrgerüst aufweist und
daß der andere, höher liegende, nicht denselben Ausdehnungsverhaltnissen unterworfene
Hauptteil über elastisch ausgebildete Zu- und Ableitungen für das warmeaufnehmende
Medium mit dem Hauptsammler verbunden ist.
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Damit ist es möglich, den höher liegenden Hauptteil ebenfalls bodenseitig
aufzulagern oder hängend anzuordnen, ohne Schwierigkeiten durch eine gegenseitige
Beeinflussung der beiden Hauptteile aufeinander durch unterschiedliche Dehnungen
befürchten zu mussen.
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Weitere Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung werden
für den Fachmann aus der folgenden Beschreibung eines Ausfuhrungsbeispiels deutlich.
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Fig. 1 ist ein lotrechter Längsschnitt durch einen schematisch dargestellten,
als Naturumiaufdampferzeuger ausgebildeten Wdrmetausche r.
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Fig. 2 zeigt ebenfalls schematisch eine Draufsicht auf den Dampferzeuger
von Fig. 1.
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Der Dampferzeuger besteht aus zwei Hauptteilen 1 und 2, wobei der
Hauptteil 1 den Feuer-oder Strahlungsraum bildet, wahrend der Hauptteil 2 durch
Berührung beheizte Heizflächen aufweist. Der Hauptteil 2 liegt gegenüber dem Hauptteil
1 auf einer höheren Horizontalebene und hat eine geringere Höhe als der Hauptteil
1. Unter Erwärmung durch die Heizgase, die in Richtung der Pfeile P strömen, dehnt
sich der Hauptteil 1 mehr aus als der Hauptteil 2.
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Der Hauptteil 1 weist die strahlungsbeheizten Rohre 3, die den Feuerraum
umgeben, von unteren Verteilern 4 ausgehen und in obere Sammler 5 einmünden, auf.
Von den Sammlern 5 führen Verbindungsleitungen 5' zum liegenden, langlichen Hauptsgmmler
6, der im Beispiel eine Dampfobscheidetrommel ist, jedoch ebensogut der Hauptaustrittssammler
eines Heißwasserkessels sein kann.
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Die Verteiler 4 und Sammler 5 sind mit Fallrohren 7 und Rücklaufrobren
8 verbunden, die die-beheizten Rohre 3 und den Hauptsommler 6 abstützen. Die lotrechten
Rohre 7 und 8 ruhen auf Auflagern 9 und 10.
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Der Hauptteil 2 (Berührungsteil) besteht aus parallel zur Gasströmung
liegenden Langsverteilern 11 und Längssammlern 12, zwischen die die Heizflächenelemente
13 eingesetzt sind, und ist auf Auflagern 14, 15 abgestutzt.
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Bei Erwärmung des Wd.rmetauschers treten bekanntlich Dehnungen auf,
die im vorliegenden Fall, wie gesagt, in der lotrechten Richtung für die Hauptteile
1 und 2 unterschiedlich sind.
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Eine gegenseitige Beeinflussung der Hauptteile 1 und 2 aufeinonder
wird durch elastisch ausgebildete Zuleitungen 16 vom Hauptsammler 6 zu den Verteilern
11 des Hauptteils 2 und durch elastische Ableitungen 17 von den Sammlern 12 zum
Hauptsammler 6 vermieden.
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Jeder Hauptteil hat ein ortsfestes Auflager 9 bzw. 14, während das
zweite Auflager 9' bzw.
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14' einen Freiheitsgrad in Richtung parallel zur Längsachse des Hauptsammlers
6 bietet. Die Auflager 10 bzw. 15 sind so ausgebildet, daß der Wärmetauscher den
Dehnungen in horizontaler Richtung folgen kann.
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Um die Hauptteile 1 und 2 möglichst dicht aneinander legen zu können,
weisen die Auflager 9 und 14 bei ihrer Projektion in die gleiche Horizontalebene
einen möglichst geringen horizontalen Abstand zueinander auf, und es werden insbesondere
die Ableitungen 17 in besonderer Weise geführt (die gleiche Anordnung kann natürlich
auch für die Zuleitungen 16 gewählt werden). Die von den rechtwinklig zur Längsachse
des Hauptsammlers liegenden Sammlern 12 ausgehenden Ableitungen 17 werden so verlegt,
daß sie jeweils jenseits einer durch die Mitte des Hauptsammlers 6 gelegten lotrechten
Querschnittsebene E (Fig. 2) - von ihrer Austrittsstelle her gesehen - mit diesem
verbunden sind.
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Der gesamte Wärmetauscher ist von einer Verkleidung umgeben, die so
ausgebildet ist, daß sie Dehnbewegungen folgen kann.
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Der hochliegende Hauptteil 2 konn zwischen den Verteilern 11 und Sammlern
12 ebenfalls Rücklaufrohre aufweisen, was den Vorteil hat, daß dadurch die Zu- und
Ableitungen 16 bzw. 17, da ein interner Umlauf in diesem Hauptteil auftritt, schwächer
werden können und somit ihre Elostizität begünstigt wird.