DE3040802C2 - Wärmetauscher - Google Patents

Wärmetauscher

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmeaustauscher, dessen für die Wärmeübertragung wirksame Teile aus geraden mit Rippen versehenen miteinander verbundenen Rohrabschnitten bestehen, die in regelmäßiger, geometrischer Aufstellung freitragend, käfigartig angeordnet sind.
Aus der GB-PS 7 72 395 ist ein Wärmeaustauscher gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 bekannt.
Seine Rohrabschnitte erstrecken sich zwischen einem oberen und einem unteren ringförmigen Sammelrohr. Infolge dieses Aufbaus sind sämtliche dem Wärmeaustausch dienende Rohrabschnitte parallel geschaltet und lassen sich auch nicht in Serie schalten. Einen ähnlichen Aufbau zeigt der Wärmeaustauscher nach der US-PS 40 686 der als Heizelement in einem großen Vorratstank Verwendung findet. Schließlich zeigt die US-PS 72 446 wie mit Rippen versehene Elemente nachträglich auf gerade Rohrabschnitte aufgeklemmt werden können um damit die Wärmeübertragung zu fördern.
Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, einen Wärmeaustauscher zu schaffen, bei dem die für die Wärmeübertragung wirksamen Teile selbsttragend und völlig frei in dem sie von außen umströmenden Medium liegen und bei dem jeder verripptc Rohrabschnitt für sich so gehalten ist, daß er sich in Längsrichtung frei dehnen kann. Dies ist besonders wichtig, weil es erlaubt die Rohrabschnitt? in Serie miteinander zu verbinden. Bei Serienschaltung der Wärmeaustauscherrohre differiert nämlich die Temperatur von Rohr zu Rohr.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit einem Wärmeaustauscher, der sich dadurch auszeichnet, daß im Zentrum des aus den verrippten Rohrabschnitten gebildeten Käfigs ein zentraler Träger mit Haltern angeordnet ist, in denen radial zum Käfiginnern gerichtete Rohrverbinder angeklemmt sind, wobei die Rohrverbinder die verrippten Rohrabschnitte stützen,
ίο Wird der Wärmeaustauscher als Verdampfer verwendet, ist es von Vorteil wenn der zentrale Träger hohl ausgebildet ist und über die Länge der verrippten Rohrabschnitte verteilte Bohrungen aufweist, durch die mittels eines Gebläses Luft geblasen wird.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erf-ndungsgegenstandes in Form eines Verdampfers dargestellt.
Fig. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung die untere Hälfte einer oberen Haltevorrichtung mh einem Teil des Verdampfers.
Fig. 2 denselben Teil mit oben abgedeckter Haltevorrichtung in Ansicht von der Seite und teilweise im Schnitt.
F i g. 3 eine Seitenansicht des Verdampfers in kleinerem Maßstab und
Fig.4 den Verdampfer nach Fig.3 in Ansicht von oben und
Fig. 5—7 verschiedene Rohrabschnitte und Rohrverbinder für sich.
In sämtlichen Figuren sind die gleichen Teile mit gleichen Bezugszahlcn versehen.
Der Verdampfer hat einen zentralen Träger t in Form eines Rohres mit einem Fuß 11. An diesem zentralen Träger 1 ist oben ein Halter 2 und unten ein Halter 3 J5 angebracht. Der obere Halter 2 ist fest am Träger 1 befestigt, während der untere Halter 3 auf dem Träger I verschiebbar ist.
Der Halter 2 besteht aus zwei kreisrunden, tellerförmigen Scheiben 21, 22. Im aufsiehenden Rand dieser ■«ο Scheiben 21, 22 sind /chn. in· Quer-jhniu halbkreisförmige, radial verlaufende Nuten 23 ausgefräst, deren Durchmesser dem Rohrdurchmesser entspricht. Die untere Scheibe 22 ist bei 24 am Träger I angeschweißt. Der Träger I ist an seinem oberen Ende durch eine Scheibe 12 verschlossen. Eine in die Scheibe 12 eingeschraubte Tragöse 14 drückt mittels eines lopfförmigen Teiles 13 die beiden Scheiben 21, 22 aufeinander und hält die U-fönnigen Rohrverbinder 4 in der gewünschten Lage(Fig. 2).
so Der untere Halter 3 ist ähnlich aufgebaut. Zwischen den beiden Scheiben 21, 22 des Halters 2 sind fünf U-förmige, radial nach außen gerichtete Rohrverbinder 4 Mit einem nach unten gerichteten Ende 41 klemmend gehalten. Ähnliches gilt für den unteren Halter 3. Zwisehen diese nach unten bzw. nach oben gerichteten Enden 41 sind gerade Rohrstückc 42 mit Wärmeaustauscher-Rippen versehene Rohrabschnitte 6 angebracht und beispielsweise durch eine Schweißnaht 51 mit den jeweiligen Enden 41 dicht verbunden.
mi Wenn die Rippen separate, nachträglich auf die bcrcils montierten RohrMücke 42 anbringbar? Elemente sind, kann die Anzahl der Rohrverbindung?!! reduziert werden. Die Enden 41' (siehe I-i g. ">) können m> lain; ausgebildet werden, dall sie 'lic geraden mit Rippen /u hi versehenden Rohrstückc 42 ersetzen, so daß emweilcr die obere oder clic untere Schweißnaht 51 ubci'fhissiü wird. Heim Verdampfer nach F i g. 3 und 4 siml d;mn beispielsweise fünf U-förmig gebogene, radial n.ich au·
Ben gerichtete Rohrverbinder 4 mit langen, parallel zum Träger gerichteten Enden 41' und vier solcher Rohrver-" binder 4 mit kurzen Enden 41' erforderlich (siehe F i g. 5). Statt dessen können auch zehn Rohrverbinder 4 verwendet werden, die je ein langes Ende 41" und ein ϊ kurzes Ende 41 aufweisen (Fig. 6).
An zwei verbleibenden Enden der Rohrsiücke werden Anschlüsse 81,82 für die Zirkulation angeschweißt oder angeschraubt
Die Fig.3 und 4 zeigen einen Verdampfer der be- ίο schriebenen Bauart, mit einem am Träger 1 befestigten Gebläse 7. Die zehn Iängsverrippten, dem Wärmeaustausch dienenden Rohrabschnitte 6 sind in kreisförmiger, konzentrischer Anordnung um den zentralen Träger 1 angebracht. Der Verdampfer dient beispielsweise dazu, flüssigen Stickstoff oder Sauerstoff wieder in den gasförmigen Zustand zu bringen. Das Gebläse 7 bläst die vorgewärmte Luft ins Innere des zentralen Trägers 1, das mit die Rohrwand durchsetzenden Bohrungen 15 versehen ist, aus denen die Heißluft entlang der ganzen — Länge verteHi auf die Rohrabschnitte 6 geiangt.
Die Enden 41', 41" der Rohre bestehen beispielsweise aus rostfreiem Stahl. Kupfer oder Aluminium und die axial verlaufenden Kühlrippen sind vorzugsweise aus Aluminium hergestellt und können auf die bereits inontierten Rohre aufgeklemmt werden. Verwendet man : Rohrstücke 42 nach F i g. 7 mit fest damit verbundenen, l·. senkrecht zur Rohrlängsachse verlaufenden Rippen 61. müssen die geraden Rohrstücke 42 natürlich sowohl oben wie unten durch Rohrverbinder 4 mit kurzen En- jo den 41 miteinander dicht verbunden werden.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Wärmeaustauscher, dessen für die Wärmeübertragung wirksamen Teile aus geraden, mit Rippen versehenen miteinander verbundenen Rohrabschnitten bestehen, die in regelmäßiger geometrischer Aufstellung freitragend, käfigartig angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß im Zentrum des aus den verrippten Rohrabschnitten (6) gebildeten Käfigs ein zentraler Träger (1) mit Haltern (2,3) angeordnet ist, in denen radial zum Käfiginnern gerichtete Rohrverbinder (4) angeklemmt sind, wobei die Rohrverbinder (4), die verrippten Rohrabschnitte (6) stützen.
2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Träger (1) hohl ausgebildet ist und über die Länge der verrippten Rohrabschnitte verteilte Bohrungen (15) aufweist, durch die mittels eines Gebläses (7) Luft ausgeblasen wird.
3. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrverbinder (4) U-förmig gebogene, glatte Rohrstücke mit senkrecht abgebogenen Enden (41) sind, daß die U-förmig gebogenen Teile der Rohrverbinder (4) in den Haltern (2,3) so angeordnet sind, daß die senkrecht abgebogenen Enden (41) der im oberen Halter (2) geklemmten Rohrverbinder (4) nach unten-, die im unteren Halter (3) geklemmten Rohrverbindet (4) nach oben weisen.
4. Wärniei-jstauscher nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, d-?ß die Halter (2, 3) als tellerförmige Scheiben (21, 22) ausgebildet sind wobei deren Rand mit radialen Ni^en (23) zur Aufnahme der Rohrverbinder (4) versehen ist.
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