DE2949178A1 - Rohrbuendel-waermetauscher - Google Patents

Description

Anmelder: Pfaudier-Werke AG, Scheffelstraße 55, 6830 Schwetzingen

Rohrbünde!-Wärmetauscher

Die Erfindung betrifft einen Rohrbündel-Wärmetauscher entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei Rohrbündel-Wärmetauschern wird die die Außenseite der Wärmetauscherrohre umströmende mantelseitige Flüssigkeit üblicherweise an einem Ende des Mantels durch einen Stutzen zugeführt und am anderen Ende des Mantels, meist am Umfang gegenüberliegend wieder abgezogen. Um die Strömungs- und Wärmeübergangsverhältnisse auf der Außenseite der Rohre zu verbessern, sind bei den meisten in Praxis verwendeten Konstruktionen Leitbleche in bestimmten Abständen entlang der Länge des Rohrbündels angeordnet. Diese Leitbleche sollen gegenüber den Rohren und der Mantelinnenwand so wenig wie möglich Spiel haben, damit geeignete Strömungsverhältnisse erzielt werden können.

Wenn bei derartigen Wärmetauschern Rohre eingesetzt werden müssen, die an beiden Ende Verdickungen aufweisen, was beispielsweise bei emaillierten Rohren der Fall ist, die an beiden Enden mit Stopfbuchsen in den Rohrboden eingesetzt und abgedichtet sind, verbleibt jedoch zwichen den Rohren und den Leitblechen ein verhältnismäßig großer Spalt, weil die Bohrungen in den Leitblechen mindestens so groß wie die Durchmesser der Endstücke der Rohre

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sein müssen. Durch diese Spalte strömt ein verhältnismäßig großer Anteil der mantelseitigen Flüssigkeit, so daß die angestrebte definierte Strömung nicht mehr gewährleistet ist und die Leistung des Wärmetauschers entsprechend verringert ist. Ein weiterer Nachteil bei der Verwendung von Leitblechen ist darin zu sehen, daß deren Herstellung und Einbau verhältnismäßig aufwendig ist.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, einen Rohrbündel-Wärmetauscher der eingangs genannten Art unter möglichst weitgehender Vermeidung der erwähnten Nachteile und Schwierigkeiten derart zu verbessern, daß auch ohne den Einbau von Leitblechen eine Verbesserung der Strömungs- und WärmeÜbergangsVerhältnisse auf der Außenseite der Rohre erzielt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Mit derartigen Einleitrohren können ferner Ubergangsverhältnisse erzielt werden, die mit Leitbleche enthaltenden Rohrbündel-Wärmetauschern vergleichbar sind. Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist ferner darin zu sehen, daß die Verwendung derartiger Einleitrohre bei emaillierten Rohrbündel-Wärmetauschern eine erhebliche Verbesserung der Wärmeübergangsverhältnisse ermöglicht, bei dem es bisher praktisch nicht möglich war, Leitbleche einzubauen.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung beispielsweise näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch einen Rohrbündel-Wärmetauscher gemäß der Erfindung;

Fig. 2 und 3 Querschnitte entlang der Linie C-D bzw. A-B in Fig. 1;

Fig. 4 bis Fig. 6 Ausführungsbeispiele der Ausbildung von Austrittsöffnungen an einem Einleitrohr eines Rohrbündel-Wärmetauschers gemäß der Erfindung; und

Fig. 7 einen scheunatischen Querschnitt durch einen Rohrbündel-Wärmetauscher gemäß der Erfindung, der mehrere Einleitrohre enthält.

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Der in Fig. 1 dargestellte Rohrbündel-Wärmetauscher wird vor allem für Flüssigkeiten eingesetzt und besteht aus einem Mantel 1, der ein Rohrbündel umgibt, das aus in Rohrböden eingesetzten Austauscherrohren 2 besteht. Die Austauscherrohre 2 sind beispielsweise innen emailliert und sind ringförmig angeordnet/ wie aus Fig. 3 ersichtlich ist.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist entlang der Längsachse des Mantels 1 ein Einleitrohr 3 angeordnet, das sich achsparallel zu den Austauscherrohren 2 erstreckt und entlang dessen Länge radiale Austrittsöffnungen 4 für mantelseitige Flüssigkeit vorgesehen sind. Die Austrittsöffnungen 4 sind entlang der gesamten Länge des Einleitrohrs 3 in solchen Abständen angeordnet, daß geeignete Strömungsverhältnisse auf der Außenseite der Wärmetauscherrohre 2 erzielbar sind.

Wie aus Fig. 1 und 3 ersichtlich ist, ist das untere Ende des Einleitrohrs 3 mit Hilfe von Stützarmen 5 an der Innenwand des Mantels 1 angeschweißt. Zur Zufuhr der mantelseitigen Flüssigkeit zu dem Einleitrohr 3 dient ein mit einem Stutzen 6 versehenes Verbindungsrohr. Die Ableitung der mantelseitigen Flüssigkeit kann durch einen Mantelstutzen 7 am oberen Ende des Mantels oder durch mehrere entlang der Länge des Mantels 1 angeordnete Mantelstutzen 8 erfolgen. Vorzugsweise sind mehrere Mantelstutzen entlang der Länge des Mantels in vorherbestimmten Abständen angeordnet, um gleichmäßige Strömungsverhältnisse erzielen zu können.

Die Figuren 4 bis 6 zeigen Ausführungsbeispiele der Austrittsöffnungen 4 des Einleitrohrs 3 in Fig. 1 und 2. Gemäß Fig. 4 können die Austrittsöffnungen als Bohrungen und gemäß Fig. 5 als Längsschlitze ausgebildet sein. Fig. 6 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel, bei dem die Austrittsöffnungen 4 durch eingesetzte Düsen 9 begrenzt sind.

Fig. 7 zeigt ein im Vergleich zu Fig. 1 abgewandeltes Ausführungsbeispiel, bei dem eine größere Anzahl von Austauscherrohren 2 vorgesehen ist, und wobei eine konzentrische Anordnung von Einleitrohren 3' zu dem mittleren Einleitrohr 3 vorgesehen ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind 7 Einleitrohre und 78 Wärmetauscherrohre vorgesehen. Wie bei dem Aus-

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führungsbeispiel in Fig. 1 ist jedes Einleitrohr im wesentlichen von zwei ringförmigen Anordnungen von Austauscherrohren umgeben.

Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen kann beispielsweise die Strömung durch die Düse 9 in Fig. 6 direkt auf die dem Einleitrohr nächstliegenden Austauscherrohr 2 ausgerichtet sein. Es ist jedoch auch möglich, die Strömungsrichtung genau zwischen den nächstliegenden Austauscherrohren vorzusehen. Vorzugsweise verläuft jedoch die Strömungsrichtung um 15° an den nächtsliegenden Austauscherrohren vorbei, weil Versuchsergebnisse gezeigt haben, daß dann optimale Strömungs- und Wärmeübergangsverhältnisse erzielbar sind, insbesondere wenn die Ableitung der mantelseitigen Flüssigkeit durch entlang der Länge des Mantels 1 in einem vorherbestimmten Abstand angeordnete Mantelstutzen 8 erfolgt.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   Rohrbündel-Wärmetauscher mit jeweils einem Einlaß und Auslaß für mantelseitiges bzw. rohrseitiges Fluid, dadurch gekenn ze i chnet, daß mindestens ein sich achsparallel zu den Austauscherrohren (2) erstreckendes, entlang seiner Länge mit radialen Austrittsöffnungen (4) versehenes Einleitrohr (3) für das mantelseitige Fluid vorgesehen ist.

   Rohrbündel-Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekenn ze i chnet/ daß in die Austrittsöffnungen Düsen (9) eingesetzt sind.

   Rohrbündel-Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichn et, daß die Austrittsöffnungen (4) in radialen Ebenen um entwa 15 versetzt zu den dem Einleitrohr (3) nächstliegenden Austausche rrohren (2) ausgerichtet sind.

   Rohrbündel-Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine zu einem mittleren Einleitrohr (3) konzentrische Anordnung von Einleitrohren (3¹) vorgesehen ist.

   Rohrbündel-Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn.zeichnet, daß jedes Einleitrohr (3) von zwei konzentrischen ringförmigen Anordnungen von Austauscherrohren (2) umgeben ist.

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   6. Rohrbünde1-Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche/ da durch gekennzeichnet/ daß entlang der Länge des Mantels (1) mehrere Mantelstutzen (8) vorgesehen sind.

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