DE3215601C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kühler mit einem sich zwischen zwei doppellagigen Rohrböden erstreckenden Rohrbündel aus ineinandergesteckten Doppelrohren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Doppelrohrkühler dieser Bauart werden beispiels­ weise zum Kühlen von Transformatorenöl verwendet. Als Kühl­ mittel dient in der Regel Wasser, wobei es die doppellagige Bauweise gestattet, Wasser mit einem gegenüber dem Öldruck wesentlich höheren Betriebsdruck einzusetzen. Tritt eine Leckage auf, wird das Leckagemedium über die Längskanäle in die Spalte zwischen den Rohrbödenlagen abgeleitet und dann einem Leckagesammler zugeführt. Auf diese Weise wird mit Sicherheit ein Eintritt von Kühlwasser in den Ölkreis­ lauf unterbunden. Ferner werden derartige Kühler dort einge­ setzt, wo gewährleistet sein muß, daß die im Wärmetausch befindlichen Medien nicht unmittelbar aufeinandertreffen dürfen.

Die wärmeleitende metallische Verbindung der Außenrohre mit den Innenrohren wird nach dem Zusammenstecken hergestellt. Dies ist entweder dadurch zu realisieren, daß der Durchmesser des Außenrohrs verringert oder das Innen­ rohr aufgeweitet wird. Die Verringerung des Außendurch­ messers kann mit Hilfe eines Ziehrings bewirkt werden. Das Aufweiten erfolgt z. B. durch einen Dorn. Der Vorteil beim Aufweiten mit Hilfe eines Dorns ist der, daß diese Maßnahme selbst dann noch durchgeführt werden kann, wenn der Kühler schon teilweise zusammengebaut ist.

Obwohl sich Doppelrohrkühler der geschilderten Bauart in der Praxis bewährt haben, ergeben sich immer wieder Schwierigkeiten aufgrund der Notwendigkeit, die Außenrohre an den inneren Rohrbödenlagen dichtend festlegen zu müssen. Für die Innenrohre besteht dieses Problem so gut wie gar nicht, da sie in der Regel gut zugänglich sind und folglich einwandfrei durch Einwalzen an den äußeren Rohrbödenlagen dicht festlegbar sind.

Eine bekannte Maßnahme bedient sich zur Abdichtung und Festlegung der Außenrohre an den inneren Rohrbödenlagen im Querschnitt kreisförmiger Dichtringe (O-Ringe). Dieses Verfahren ist indessen sehr aufwendig. Eine andere Methode ist das Einwalzen der Außenrohre. Hierzu ist aber eine getrennte Montage der Außenrohre und der Innenrohre Be­ dingung. Zunächst werden die Außenrohre montiert, einge­ walzt und auf Dichtheit geprüft. Erst daran anschließend werden die Innenrohre eingesetzt, durch Dorne aufgeweitet und damit zur wärmeleitenden metallischen Anlage an den Außenrohren gebracht und letztlich mit ihren Endabschnitten in die äußeren Rohrbödenlagen eingewalzt.

Unabhängig davon, ob nun die Außenrohre mittels Dichtringen an den inneren Rohrbödenlagen festgelegt und abgedichtet werden oder ob dies durch Walzen erfolgt, wohnt beiden Maßnahmen neben dem beträchtlichen Fertigungsaufwand der Nachteil inne, daß nach beendeter Montage des Kühlers keine Möglichkeit mehr besteht, bei jetzt auftretenden Undichtigkeiten im Bereich der Befestigungsstellen der Außen­ rohre an den inneren Rohrbödenlagen ein Nachdichten vorzu­ nehmen. Diese Bereiche sind nicht mehr zugänglich. Um dem­ zufolge späteren Reklamationen vorzubeugen, was durchweg mit einem Austausch des gesamten Kühlers verbunden wäre, muß folglich bei der Fertigung der Rohre und bei ihrer Montage eine besonders große Sorgfalt aufgewendet werden. Dies ist naturgemäß nicht nur mit einem hohen zeitlichen Aufwand verbunden, sondern erfordert auch entsprechend qualifizierte Fachkräfte. Dennoch kann das Auftreten von Undichtigkeiten nicht grundsätzlich verhindert werden.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Doppel­ rohrkühler sowohl hinsichtlich der Fertigung und der Montage zu vereinfachen als auch sicherzustellen, daß selbst nach der Endmontage ein Nachdichten, insbesondere an den Lager­ stellen der Außenrohre an den inneren Rohrbödenlagen, mög­ lich ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Im Bereich der problematischen Lagerstellen der Außenrohre an den inneren Rohrbödenlagen werden nunmehr bei auf der Innenseite der Außenrohre angeformten Längsrippen diese beispielsweise durch Ausdrehen oder Ausbohren so auf ganzer Höhe entfernt, daß nach dem Zusammenstecken der Außenrohre mit den Innenrohren zwischen diesen Ringspalte entstehen. In die Ringspalte werden jetzt geschlitzte Stütz­ hülsen eingeführt, die damit die Ringspalte wieder ver­ schließen. Auf diese Weise ist es ohne weiteres möglich, die Innenrohre, Stützhülsen und Außenrohre im Bereich der inneren Rohrbödenlagen gemeinsam radial zu verformen und durch Walzen die Außenrohre dicht festzulegen. Im Hinblick auf die Tatsache, daß das Einwalzen der Außenrohre über die Innenrohre unter Eingliederung der Stützhülsen erfolgt, ist jederzeit nach der Montage bei eventuell auftretenden Un­ dichtigkeiten ein Nachdichten möglich. Die Schlitze in den Stützhülsen sind so bemessen und angeordnet, daß sie auch nach dem Verformen gegebenenfalls auftretende Leckagen aus den Längskanälen in die Spalte zwischen den Rohrbödenlagen ab­ leiten. Die Stützhülsen gewährleisten mithin auf der einen Seite das dichte Einwalzen der Außenrohre mit der Möglich­ keit einer jederzeitigen Nachdichtung über die Innenrohre und auf der anderen Seite die medienleitende Verbindung der Längskanäle mit zumindest einem Leckagesammler.

Sind die Längsrippen außenseitig der Innenrohre angeformt, so werden sie nicht nur im Dickenbereich der inneren Rohrbödenlagen, sondern auch über die restliche freie Länge entfernt, damit die Innenrohre einwandfrei an den äußeren Rohrbödenlagen festgelegt werden können.

Die Anordnung der Leckageschlitze in den Stütz­ hülsen kann beliebig vorgenommen werden. Es muß lediglich sichergestellt sein, daß jeder Längskanal medienleitend mit einem Leckagesammler verbunden ist.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß die Stützhülsen mit parallel zu ihren Längsachsen verlaufenden Längsschlitzen versehen sind. Derartige Stützhülsen können zum Beispiel aus ein­ fachen Blechen gebogen werden. Ihre Länge ist so bemessen, daß nach dem Einwalzen der Rohre zwischen den Stirnflächen der Längsrippen und den ihnen frontal gegenüberliegenden Stirnflächen der Stützhülsen ein Abstand in Form von Ring­ spalten verbleibt, welche die Verbindung sämtlicher Längs­ kanäle mit den Leckageschlitzen in den Stützhülsen sicher­ stellen.

Eine andere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Stützhülsen mit wendelförmig verlaufenden Schlitzen versehen sind. In diesem Zusammenhang genügt es, daß die Wendelschlitze etwa eine Steigung je Hülsenlänge aufweisen. Solche Leckageschlitze sind dann mit jedem der umfangsseitig verteilt angeordneten Längs­ kanäle verbunden. Diese Stützhülsen werden in bevorzugter Weise aus Bandmaterial hergestellt, das wendelförmig mit einem Spalt von ca. 1 Millimeter wie eine Feder in größeren Längen gewickelt und anschließend auf die erforderliche Teil­ länge abgeschnitten werden kann.

Das Material der Stützhülsen ist den im Wärme­ tausch befindlichen Medien angepaßt. In bevorzugter Aus­ bildung wird jedoch Edelstahl verwendet.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher er­ läutert. Es zeigt

Fig. 1 im Schema im vertikalen Längsschnitt einen Transformatorenöl-Wasser-Kühler mit einem Rohrbündel aus Doppelrohren;

Fig. 2 in vergrößerter Darstellung den Aus­ schnitt II der Fig. 1;

Fig. 3 einen abgewinkelten Horizontalschnitt durch die Fig. 2 gemäß der Linie III-III;

Fig. 4 einen Ausschnitt aus der Fig. 2 in demgegenüber nochmals vergrößerter Darstellung und

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform entsprechend der Darstellung der Fig. 2.

In Fig. 1 ist ein Transformatorenöl-Wasser- Kühler 1 im Schema hinsichtlich seiner relevanten Bauteile dargestellt. Der Kühler 1 besitzt im Abstand voneinander angeordnete, doppellagige Rohrböden 2, 3, zwischen denen sich innerhalb eines Gehäuses 4 ein Rohrbündel 5 aus inein­ andergesteckten Doppelrohren 6 erstreckt. Die Innenrohre 7 sind an den äußeren Rohrbödenlagen 8, 9 befestigt, welche an die Kühlerendkammern 10, 11 angrenzen, während die Außenrohre 12 an den den Kühlerendkammern 10, 11 abge­ wandten inneren Rohrbödenlagen 13, 14 befestigt sind.

Von den im Wärmetausch befindlichen Medien strömt das eine Medium gemäß dem Pfeil A über einen Stutzen 15 in den Raum 16 der durch eine Wand 17 geteilten Kühler­ endkammer 11 ein, tritt aus diesem Raum 16 gemäß dem Pfeil B in die Innenrohre 7 über, strömt durch die Innenrohre 7 bis zur gegenüberliegenden, nicht unterteilten Endkammer 10, wird hier gemäß dem Pfeil C umgelenkt und wieder in die Innenrohre 7 geleitet, strömt durch die Innenrohre 7 hin­ durch und tritt in den anderen Raum 18 der Kühlerend­ kammer 11 ein, von wo es gemäß den Pfeilen D und E über einen Stutzen 19 abgeleitet wird. Das andere Medium tritt gemäß dem Pfeil F über einen radial an das Kühlergehäuse 4 angesetzten Stutzen 20 in das Kühlergehäuse 4 ein, umspült die Außenrohre 12 des Rohrbündels 5 gemäß den Pfeilen G und tritt am anderen Ende des Kühlergehäuses 4 über einen ebenfalls radial an das Kühlergehäuse 4 angesetzten Stutzen 21 gemäß dem Pfeil H wieder aus.

Zwischen den Außenrohren 12 und den Innenrohren 7 sind Längskanäle 22 vorgesehen, die in die Spalte 23, 24 zwischen den beiden Lagen 8, 13; 9, 14 eines jeden Rohr­ bodens 2, 3 münden, wobei der Spalt 24 des Rohrbodens 3 über eine Leitung 25 an einen nicht näher dargestellten Leckagesammler angeschlossen ist.

Wie die Fig. 2 und 3 näher erkennen lassen, werden die Längskanäle 22 durch innenseitig der Außenrohre 12 ausgeformte Längsrippen 26 gebildet, die in Umfangs­ richtung gleichmäßig zueinander versetzt angeordnet sind. Die Längsrippen 26 stehen in einem metallischen Kontakt mit der äußeren Oberfläche 27 der Innenrohre 7. Der metallische Kontakt wird entweder dadurch hergestellt, daß der Durch­ messer der Außenrohre 12 verringert wird, indem diese durch einen Ziehring gezogen werden oder es werden die Innenrohre 7 aufgeweitet, indem Dorne hindurchgezogen werden.

Die Längskanäle 22 können aber auch durch außenseitig der Innenrohre 7 angeformte Längsrippen 26 ge­ bildet sein, wie dies beispielsweise in Fig. 3 im rechten unteren Quadranten veranschaulicht ist.

Die Festlegung der Außenrohre 12 an den inneren Rohrbödenlagen 13, 14 und der Innenrohre 7 an den äußeren Rohrbödenlagen 8, 9 erfolgt durch Einwalzen, indem Umfangs­ abschnitte 28, 29, 30 der Rohre 7, 12 in Nuten 31, 32 einge­ drückt werden, welche in den Rohrbödenlagen 8, 13; 9, 14 angeordnet sind.

Im Falle von innenseitig der Außenrohre 12 an­ geformten Längsrippen 26 bildet das Einwalzen der Innenrohre 7 kein Problem, da die Innenrohre 7 auch nach dem Einstecken noch gut zugänglich sind. Was hingegen die Festlegung der Außenrohre 12 anlangt, so ist zu berücksichtigen, daß nach deren Festlegung ein Nachdichten möglich sein soll und die medienleitende Verbindung zwischen den Längskanälen 22 und den Spalten 23, 24 zwischen den Rohrbödenlagen 8, 13 be­ ziehungsweise 9, 14 nicht unterbrochen werden darf.

Um diesen Bedingungen zu genügen (siehe hierzu Fig. 2 bis 4), werden die Längsrippen 26 der Außenrohre 12 im Dickenbereich der inneren Rohrbödenlagen 13, 14 auf ganzer Höhe entfernt, was beispielsweise durch Ausbohren ge­ schehen kann. Sind die Längsrippen 26 Bestandteil der Innen­ rohre 7, werden sie nicht nur im Dickenbereich der inneren Rohrbödenlagen 13, 14, sondern auch über die sich durch die äußeren Rohrbödenlagen 8, 9 erstreckende restliche Länge entfernt.

Nach der Montage der Außen- und Innenrohre 12, 7 werden in die durch das Entfernen der Längsrippen 26 gebildeten Ringspalte 33 zwischen den Außenrohren 12 und den Innenrohren 7 geschlitzte Stützhülsen 34 eingeschoben. Die Stützhülsen 34 überbrücken damit die Ringspalte 33 und ermöglichen es nunmehr, daß über die Innenrohre 7 und die Stützhülsen 34 auch die Außenrohre 12 in die Nuten 31 der inneren Rohrbödenlagen 13, 14 eingewalzt werden können. Da die Innenrohre 7 jederzeit nach Abnahme der Kühlerend­ kammern 10, 11 zugänglich sind, ist auf diese Weise stets ein Nachdichten sowohl der Befestigungsstellen der Innen­ rohre 7 an den äußeren Rohrbödenlagen 8, 9 als auch der Außenrohre 12 an den inneren Rohrbödenlagen 13, 14 gewähr­ leistet.

Im Falle der Ausführungsform der Fig. 2 bis 4 ist ein wendelförmiger Schlitz 35 in der Stützhülse 34 vorgesehen. Er erstreckt sich mit einer Steigung von der einen Stirnfläche 36 bis zur anderen Stirnfläche 37 und steht dadurch mit jedem Längskanal 22 in medienleitender Verbindung.

Bei der in der Fig. 5 dargestellten Ausführungs­ form verläuft der Schlitz 38 in der Stützhülse 34 parallel zu ihrer Längsachse 39. In diesem Fall muß dafür Sorge getragen werden, daß die Stirnfläche 36 der Stützhülse34 im Abstand von den Stirnflächen 40 der Längsrippen 26 liegt (siehe auch Fig. 4), damit jeder Längskanal 22 über den auf diese Weise gebildeten Ringspalt 41 mit dem Längs­ schlitz 38 in der Stützhülse 34 in medienleitender Verbin­ dung steht und eventuelle Leckage in den Spalt 24 ab­ geleitet werden können.

Claims (5)

1. Kühler mit einem sich zwischen zwei doppella­ gigen Rohrböden erstreckenden Rohrbündel aus ineinander­ gesteckten Doppelrohren, von denen das jeweils äußere Rohr mit seinen beiden Endabschnitten in die den Kühler­ endkammern abgewandten inneren Rohrbödenlagen und das jeweils innere Rohr in die an die Kühlerendkammern an­ grenzenden äußeren Rohrbödenlagen eingewalzt sind, wobei die Außenrohre durch umfangsseitig verteilt angeordnete Längsrippen unter metallischer Anlage zu den Innenrohren distanziert und zwischen den Längsrippen Längskanäle aus­ geformt sind, welche in die an einen Leckagesammler ange­ schlossenen Spalte zwischen den Rohrbödenlagen münden, dadurch gekennzeichnet, daß bei innenseitig der Außenrohre (12) angeformten Längsrippen (26) diese im Dickenbereich der inneren Rohrbödenlagen (13, 14) und bei außenseitig der Innenrohre (7) angeform­ ten Längsrippen (26) diese im Dickenbereich der inneren Rohrbödenlagen (13, 14) sowie im Dickenbereich der äußeren Rohrbödenlagen (8, 9) auf ganzer Höhe entfernt, in die so gebildeten Ringspalte (33) zwischen den Außenrohren (12) und den Innenrohren (7) Stützhülsen (34) mit jeweils einem sich von der einen Stirnfläche (36) bis zur anderen Stirnfläche (37) erstreckenden Schlitz (35, 38) eingesetzt und Innenrohre (7), Stützhülsen (34) sowie Außenrohre (12) gemeinsam durch Walzen an den inneren Rohrbödenlagen (13, 14) festgelegt sind.

2. Kühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützhülsen (34) mit parallel zu ihren Längsachsen (39) verlaufenden Längsschlitzen (38) versehen sind.

3. Kühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützhülsen (34) mit wendelförmig verlaufenden Schlitzen (35) versehen sind.

4. Kühler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendelschlitze (35) etwa eine Steigung je Hülsenlänge aufweisen.

5. Kühler nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützhülsen (34) aus Edelstahl bestehen.