DE4316875A1 - Wärmetauscher, insbesondere Fließbetttrockner sowie Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents
Wärmetauscher, insbesondere Fließbetttrockner sowie Verfahren zu dessen HerstellungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher mit Rohren für das
Wärmetauscher-Medium, welche von einer ersten Wand ausgehen und
Rohrschlangen aus geraden, durch Rohrbögen verbundenen Abschnitten
bilden, sowie mit zumindest einer im wesentlichen normal auf die
geraden Abschnitte stehenden und mit Durchgangsöffnungen für die Rohre
versehenen Zwischenwand im Abstand zur ersten Wand. Die Erfindung
betrifft darüber hinaus Verfahren zur Herstellung eines derartigen
Wärmetauschers.
Um die einzelnen Rohrschlangen in der vorbestimmten Anordnung im
gegenseitigen Abstand zueinander zu halten, sind entlang deren geraden
Längsabschnitten im wesentlichen vertikale Zwischenwände vorgesehen.
Gemäß den herkömmlichen Konstruktionen, bei welchen die Rohrschlangen
im wesentlichen horizontal liegend angeordnet sind, bestehen diese
Zwischenwände aus aufrechtstehenden, horizontalen Streifen, die mit
Ausnehmungen in ihren Seitenkanten für die Rohre des Wärmetauschers
versehen und miteinander entlang der einander berührenden
Kantenabschnitte verschweißt sind. Da es unbedingt notwendig ist, daß
sich die herkömmlicherweise von einer ersten vertikalen Wand
ausgehenden Rohrschlangen gegenüber den Zwischenwänden bei thermisch
bedingten Längenveränderungen bewegen können, können die horizontalen
Streifen nicht vollständig miteinander verschweißt werden, so daß sich
für Spaltkorrosion anfällige Bereiche ergeben. Strömungstechnisch sind
jedoch Querdurchströmungen der Zwischenwände nicht möglich, so daß sich
entlang der Rohrschlangen Bereiche mit unterschiedlichen Bedingungen
(Temperatur, Dichte . . . ) ergeben können. Auch das Auswechseln sowohl
defekter Zwischenwände als auch defekter Rohrschlangen ist sehr
kompliziert und arbeitsaufwendig, da die Zwischenwände komplett
zerlegt werden müssen. Schließlich ist auch die Herstellung der
Wärmetauscher herkömmlicher Konstruktion relativ aufwendig, da
abwechselnd und Lage für Lage die Rohrschlangen und die horizontalen
Streifen eingesetzt werden müssen, wobei die letzteren vorerst durch
Hilfseinrichtungen fixiert und über eine große Länge miteinander
verschweißt werden müssen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, einen
Wärmetauscher mit einer gegen Korrosion unanfälligen und einfachen
Zwischenwandkonstruktion anzugeben, bei dem auch Wartungsarbeiten bzw.
der Austausch von Bauteilen einfach und rasch möglich ist. Gleichzeitig
soll die Durchmischung im Wärmetauscher verbessert und natürlich ein
sicheres Halten der Rohrschlangen gewährleistet sein.
Eine weitere Aufgabe war es, vorteilhafte und rasche
Herstellungsverfahren für derartige Wärmetauscher anzugeben.
Die erste Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß für
zumindest einige Durchgangsöffnungen der Bereich zwischen zwei
benachbarten Rohrabschnitten einer Rohrschlange für zumindest einige
Rohrschlangen zumindest teilweise freigehalten ist. Damit ist eine
gewisse Öffnung der Zwischenwand gegeben und eine Querdurchströmung
dieser Zwischenwand ist möglich. Dadurch kann eine bessere Vermischung
des Mediums und eine Vergleichmäßigung der Bedingungen im gesamten
Bereich des Wärmetauschers erzielt werden. Durch das Freibleiben des
inneren Bereiches ist auch keine Behinderung für die Rohrbögen in
diesem Bereich gegeben, so daß die Zwischenwände von den Rohrschlangen
einfach in Längsrichtung abgezogen bzw. wieder auf diese aufgeschoben
werden können. Dies vereinfacht sowohl die Wartungs- und
Reparaturarbeiten als auch, wie nachfolgend beschrieben wird, die
Herstellung des erfindungsgemäßen Wärmetauschers. Auch die
schweißtechnisch wegen der Anfälligkeit für Spaltkorrosion
nachteiligen Verschweißungen über Teilbereiche der Verbindungslinien
einzelner Streifen kann durch die erfindungsgemäße Konstruktion
vermieden werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform besteht die Zwischenwand aus
mehreren, senkrecht auf die Ebenen der Rohrschlangen stehenden und
voneinander zur Bildung von Durchgangsöffnungen beabstandeten
Streifen, von welchen zumindest einer Ausnehmungen in zumindest einer
Seitenkante zur zumindest teilweisen Aufnahme der geraden Abschnitte
der Rohrschlangen besitzt. Zwischen den einzelnen Streifen jeder
Zwischenwand sind große Abstände vorgesehen, die eine effiziente
Querdurchströmung des Wärmetauschers ermöglichen. Darüber hinaus sind
keine Schweißverbindungen zwischen den einzelnen Streifen
durchzuführen, so daß für Spaltkorrosion anfällige Bereiche vollkommen
vermieden werden. Auch das Austauschen einzelner Streifen sowie
Rohrschlangen ist vereinfacht, da beispielsweise die Streifen in
deren Längsrichtung aus der Rohrschlangenanordnung herausgezogen werden
können, nachdem ihre Verbindungen mit tragenden Rahmenelementen gelöst
und sie selbst um 90° gedreht wurden und auch einzelne Rohrschlangen
entweder direkt oder nach Entfernen von nur einem Teil der Streifen,
welche ein Hindernis für die Rohrbögen bilden würden, ausgetauscht
werden kann. Trotzdem ist durch die zumindest teilweise Aufnahme der
geraden Rohrabschnitte in die Ausnehmungen der Streifen bewirkt, daß
die Rohrschlangen sicher in der vorbestimmten Anordnung und im
vorbestimmten gegenseitigen Abstand zueinander gehalten sind.
Gemäß einer vorteilhaften Variante ist vorgesehen, daß zumindest ein
Streifen Ausnehmungen in beiden Seitenkanten zur zumindest teilweisen
Aufnahme der geraden Abschnitte aufweist. Dadurch können auf beiden
Seiten dieser Streifen Rohrschlangen gehalten werden, so daß die Anzahl
der Streifen und damit auch deren Fläche vermindert und die für
Querströmungen zur Verfügung stehende Fläche vergrößert werden kann.
Die geringere Anzahl von Bauteilen ist sowohl gewichtsmäßig als auch
bei der Herstellung und Reparatur vorteilhaft, da diese rascher
durchgeführt werden können und weniger Kosten entstehen.
Um zu vermeiden, daß die geraden Rohrabschnitte bei starken
Vibrationen der Rohrschlangen, beispielsweise aufgrund von Turbulenzen
im Wärmetauscher, aus den Ausnehmungen der die Zwischenwände bildenden
Streifen austreten, was zu Beschädigungen des Wärmetauschers führen
kann, ist gemäß einem weiteren Merkmal vorgesehen, daß zwischen
zumindest einigen Paaren von Streifen mit Ausnehmungen und von diesen
beabstandet zumindest je ein Streifen mit geraden Seitenkanten
vorgesehen ist, und an den Ausnehmungen entgegengesetzten Seiten der
Rohrschlangen anliegt.
Wegen der besonders günstigen Wärmetauschereigenschaften sind oftmals
Konstruktionen verwirklicht, wobei übereinander angeordnete, horizontal
liegende Rohrschlangen zick-zack-artig seitlich gegeneinander versetzt
sind. Bei derartigen Konstruktionen ist gemäß einem weiteren Merkmal
der Erfindung vorteilhafterweise vorgesehen, daß die Außenseiten einer
vertikalen Gruppe von Rohrabschnitten in den Ausnehmungen vertikaler
Streifen zumindest teilweise aufgenommen sind, und auf zumindest einer
Seite jeder Gruppe ein Streifen mit geraden Seitenkanten abwechselnd
zwischen den Außenseiten und den Innenseiten der übereinander
angeordneten Rohrschlangen hindurchgeführt und an diesen anliegend
vorgesehen ist. Gemäß dieser Konstruktion wird das Verhältnis zwischen
der für die Querdurchströmung verfügbaren freien Fläche und der durch
die Streifen abgedeckten Fläche bei gleichzeitig verbesserter
Haltewirkung weiter vergrößert.
Erfindungsgemäß kann entsprechend einer weiteren Ausführungsform der
Zwischenwand eines Wärmetauschers diese aus einem Stück mit
Durchgangsöffnungen für die Rohrschlangen bestehen, wobei für
zumindest die innenliegenden geraden Abschnitte der Rohrschlangen zwei
benachbarte, gerade Abschnitte durch je eine Durchgangsöffnung
verlaufen und der innere Bereich zwischen diesen Rohrabschnitten
freigehalten ist. Auch hier ist der Vorteil verwirklicht, daß eine
fast gänzlich spaltfreie Ausführung möglich ist und dadurch die
Anfälligkeit für Spaltkorrosion wegfällt. Die freigehaltenen Bereiche
erlauben ebenso wie bei der zuvor beschriebenen Variante eine
Querdurchströmung und damit eine bessere Vermischung des Mediums im
Wärmetauscher. Aufgrund der weiteren Verringerung der Anzahl der
Bauteile ist auch die Herstellung und die Wartung bzw. Reparatur noch
weiter vereinfacht, wobei beispielsweise zum Austauschen einer
Rohrschlange die Zwischenwand als Ganzes abgenommen, die Schlange
ausgetauscht und die Zwischenwand wieder aufgeschoben wird. Beim
Herstellen des Wärmetauschers kann, wie nachfolgend beschrieben wird,
analog vorgegangen werden. Gemäß einer anderen Variante brauchen beim
Austauschen der Rohrschlangen keinerlei Zwischenwände mehr demontiert
werden, sondern die gesamten Rohrschlangen können einzeln oder in
Gruppen herausgezogen und wieder eingeschoben werden.
Gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal kann der für Spaltkorrosion
anfällige Bereich weiter verkleinert werden, wenn der innere Rand
der Durchgangsöffnungen bzw. der Ausnehmungen eine geringere Dicke
aufweist als die Zwischenwand bzw. die Streifen und vorzugsweise durch
miteinander einen spitzen Winkel einschließende Abschnitte gebildet
ist. Bei in herkömmlicher Weise aus der Zwischenwand oder den Streifen
ausgeschnittenen Durchgangsöffnungen bzw. Ausnehmungen bilden deren
innere Ränder senkrecht auf die Zwischenwand bzw. Streifen stehende
Flächen, so daß die durchgeführten Rohrabschnitte zumindest auf einer
Linie mit der Länge der Dicke der Zwischenwand bzw. des Streifens
aufliegen. Diese gesamte Linie ist daher ein für die Spaltkorrosion
anfälliger Bereich. Durch das obige Merkmal ist eine Lochform bzw.
Form der Ausnehmungen vorgesehen, welche als "Senkung" zu bezeichnen
ist und bei welcher sich die Auflagelinie verkürzt und vorzugsweise
bis auf einen Punkt reduziert. Die für die Spaltkorrosion anfälligen
Bereiche sind dabei wesentlich verringert und im bevorzugten Fall bis
auf das Minimum reduziert.
Um den Wärmetauscher gemäß der ersten beschriebenen
Ausführungsvariante einfach, mit wenig Aufwand und rasch herzustellen,
ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Rohrschlangen an der ersten
Wand fixiert werden, wobei sie von entfernbaren Hilfseinrichtungen
gehalten sind, daß die mit Ausnehmungen versehenen Streifen senkrecht
zur Ebene der einzelnen Rohrschlangen und etwa parallel zur Längsachse
der Rohrschlangen orientiert eingeschoben, anschließend um im
wesentlichen 90° um ihre Längsachse gedreht und mit einem
Rahmenelement verbunden werden, und daß abschließend die Streifen mit
geraden Seitenkanten eingeschoben und ebenfalls mit dem Rahmenelement
verbunden werden.
Noch einfacher ist die Herstellung eines Wärmetauschers gemäß der zweiten
beschriebenen Ausführungsform, wobei erfindungsgemäß die Schritte vorgesehen
sind, daß die Rohrschlangen an der ersten Wand fixiert werden, wobei
sie von entfernbaren Hilfseinrichtungen gehalten sind, und daß
zumindest eine mit den Durchgangsöffnungen für einzelne Bögen der
Rohrschlangen versehene Zwischenwand parallel zu den Rohrschlangen auf
diese aufgeschoben und mit einem Rahmenelement verbunden wird.
Die Herstellung des Wärmetauschers gemäß der zweiten beschriebenen
Ausführungsform kann aber auch erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet,
sein, daß zumindest eine Zwischenwand in der vorbestimmten Position
angeordnet und allenfalls von entfernbaren Hilfseinrichtungen gehalten
wird und daß anschließend die Rohrschlangen in die Durchgangsöffnungen
eingeschoben werden, worauf die erste Wand an den Rohrschlangen
fixiert wird.
Beim zuletzt beschriebenen Herstellungsverfahren könnten die
Zwischenwände allenfalls bereits vor dem Einschieben der Rohrschlangen
mit dem zumindest einen Rahmenelement verbunden werden und bei allen
der erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren für den Wärmetauscher
schließen sich natürlich die herkömmlichen zusätzlichen Schritte des
Einbaus in ein Gehäuse der Verbindung der Rohrschlangen mit Sammlern
für das Wärmetauschermedium etc. an.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in der
nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen
Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Wärmetauscher mit versetzt zueinander
angeordneten Rohrschlangen,
Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie II-II der Fig. 1, jedoch
mit einer geringfügig geänderten Ausführung der Zwischenwand,
Fig. 3 eine Schnittansicht entsprechend der Fig. 2 einer anderen
Ausführungsform der Erfindung und
Fig. 4 eine teilweise Schnittansicht entlang der Linie IV-IV der Fig. 1
einer vorteilhaften Ausführung der Zwischenwand.
In Fig. 1 sind die einzelnen Rohrschlangen des Wärmetauschers mit 1
und 2 bezeichnet. Dabei liegen von oben gesehen die erste, dritte und
jede weitere Rohrschlange mit ungerader Zahl genau übereinander,
ebenso wie die zweite, vierte und jede weitere Rohrschlange mit
gerader Zahl. Letztere Rohrschlangen, von welchen in Fig. 1 nur die
oberste Rohrschlange 2 zu sehen ist, sind gegenüber den ersteren
Rohrschlangen, von welchen nur die Schlange 1 zu sehen ist, etwas
seitlich versetzt. Die Rohrschlangen sind an einer Wand 3 des
Wärmetauschers montiert, vorzugsweise mit dieser verschweißt. Die
hinter der Wand liegenden Rohrabschnitte (in Fig. 1 am oberen Rand)
münden vorzugsweise in Sammler (nicht dargestellt). Der gegenseitige
Abstand bzw. allgemein die gegenseitige räumliche Lage und
Konfiguration der Rohrschlangen 1, 2 wird durch drei Zwischenwände 4
gewährleistet. Die Zwischenwände 4 sind in dem in Fig. 1 dargestellten
Beispiel einstückig ausgeführt und zumindest an ihren Seiten mit
Rahmenelementen 5 verbunden, die ihrerseits an der ersten Wand 3 des
Wärmetauschers befestigt sind. Vorzugsweise werden diese Verbindungen
und Befestigungen ebenfalls durch Verschweißen bewerkstelligt. Je nach
der Länge der geraden Abschnitte 1a bzw. 2a der Rohrschlangen 1 und 2
kann eine unterschiedliche Anzahl von Zwischenwänden 4 vorgesehen
sein.
Zur Durchführung der geraden Rohrabschnitte 1a und 2a sind in den
Zwischenwänden 4 Durchgangsöffnungen 4a und 4b freigelassen. An den
beiden seitlichen Rändern der Zwischenwände 4 ist die
Durchgangsöffnung 4a so groß, daß ein gerader Rohrabschnitt 1a, 2a
einer Rohrschlange 1, 2 durchgeführt werden kann, während die
dazwischenliegenden Durchgangsöffnungen 4b so groß sind, daß zwei
benachbarte gerade Abschnitte 1c und 1d durch die Zwischenwände 4
hindurchgeführt werden können. Diese Wände 4 weisen kein Hindernis für
den die Abschnitte 1c und 1d verbindenden Rohrbogen 1b auf. Dieselben
Verhältnisse gelten natürlich auch für die Rohrschlangen 2.
Wie leicht aus Fig. 1 zu ersehen ist, kann der erfindungsgemäße
Wärmetauscher in einfacher Weise dadurch hergestellt werden, daß die
Rohrschlangen 1, 2 an der Wand 3 des Wärmetauschers festgeschweißt
werden, wobei sie von Hilfseinrichtungen gehalten sind, die nachher
entfernt werden können. Die Zwischenwände 4 werden noch vor dem
Verschweißen der Rohrschlangen 1, 2 mit der Wand 3 parallel zu den
Rohrschlangen 1, 2 auf diese aufgeschoben und mit den seitlichen
Rahmenelementen 5 verbunden. Keine Verbindung wird zwischen den
Rohrschlangen 1, 2 und den Zwischenwänden 4 hergestellt, so daß beispielsweise
Ausdehnungen der Rohrschlangen 1, 2 aufgrund der thermischen
Bedingungen möglich sind. Darüber hinaus kann bei notwendigem Austausch
einer Rohrschlange diese nach Lösen der Verbindung mit der Wand 3
einfach und rasch parallel zu den anderen Rohrschlangen aus der
Anordnung herausgezogen und durch eine neue Schlange ersetzt werden.
Neben diesen Vorteilen bei Herstellung und Wartung des
erfindungsgemäßen Wärmetauschers gestatten die Durchgangsöffnungen 4b
in den Zwischenwänden 4 auch eine Querdurchströmung des Innenraumes
des Wärmetauschers, so daß das Medium vermischt und die
Wärmetauschereigenschaften über das gesamte Volumen vergleichmäßigt
werden.
Die vorzugsweise vorgesehene Schweißverbindung der Zwischenwände 4 mit
dem Rahmenelement 5 können in den meisten Fällen vollständig spaltfrei
erfolgen, so daß deshalb und aufgrund der einstückigen Anordnung der
Zwischenwände 4 keine Bereiche entstehen, die für Spaltkorrosion
anfällig sind.
Eine etwas andere Ausführungsform mit einstückigen Zwischenwänden 4
ist als Querschnittsansicht entsprechend der Linie II-II der Fig. 1 in
Fig. 2 dargestellt. Nunmehr sind in der Zwischenwand 4 keine Öffnungen
für nur einen geraden Abschnitt der Rohrschlangen vorgesehen, sondern
nur Durchgangsöffnungen 4b, welche auch den Rohrbögen 1b bzw. 2b kein
Hindernis bilden und durch die zwei benachbarten, geraden Abschnitte
1c, 1d bzw. 2c, 2d der Rohrschlangen 1, 2 geführt sind. Auch in Fig. 2
ist wieder eine seitlich versetzte Anordnung der Gruppen von
Rohrschlangen 1 und 2 dargestellt, obgleich natürlich auch andere
geometrische Anordnungen, beispielsweise alle Rohrschlangen genau
senkrecht übereinander oder diagonal verlaufend angeordnete Gruppen,
vorgesehen sein könnten.
Diese zweite Ausführungsform der einstückigen Zwischenwände 4 wäre in
Fig. 1 dadurch charakterisiert, daß die Anordnung der
Durchgangsöffnungen 4b für je zwei benachbarte gerade Abschnitte 1c, 1d
bzw. 2c, 2d der Rohrschlangen 1, 2 an denjenigen Stellen erfolgen würde,
die in Fig. 1 als von den Zwischenwänden 4 abgedeckt und daher
schraffiert dargestellt sind. Anderseits werden die in Fig. 1 freien
Durchgangsöffnungen 4b entsprechend von Material der Zwischenwände 4
erfüllt.
Für die letztbeschriebene Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Wärmetauschers ist ein Herstellungsverfahren vorgesehen, bei dem die
Zwischenwände 4 in der vorbestimmten Anordnung gehalten werden, wobei
dies auch durch entfernbare Hilfseinrichtungen geschehen kann. Die
Zwischenwände 4 können aber auch bereits an zumindest einem
Rahmenelement 5 befestigt sein. In die derart vorbereitete Anordnung
von Zwischenwänden 4 werden aus Richtung der später zu montierenden
ersten Wand 3 die Rohrschlangen 1, 2 eingeschoben, wobei, wie beim
zuvor beschriebenen Verfahren keine Verbindung der Rohrschlangen 1, 2
mit den Zwischenwänden hergestellt wird, um beispielsweise die
thermische Ausdehnung zu gestatten und ein Austauschen einzelner
Rohrschlangen zu erleichtern. Auf die Anordnung aus Zwischenwänden 4
und Rohrschlangen 1, 2 wird schließlich die Wand 3 des Wärmetauschers
aufgesetzt und mit den Rohrschlangen 1, 2 vorzugsweise durch Schweißen
verbunden. Auch dieses Herstellungsverfahren ist ohne großen Aufwand
einfach und rasch durchführbar.
Auch die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform kann nach dem soeben
beschriebenen Verfahren hergestellt werden, wobei jedoch nun die
Rohrschlangen 1, 2 in die Anordnung der Zwischenwände 4 auf die erste
Wand 3 hin eingeschoben werden. Die Wand 3 selbst kann dabei bereits
mit der Anordnung der Zwischenwände 4 verbunden sein oder erst
anschließend an das Einschieben der Rohrschlangen 1, 2 auf diese
aufgeschoben und mit ihnen verbunden werden.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 3 dargestellt.
Dabei werden die Zwischenwände durch senkrecht auf die Ebene jeder
Rohrschlange 1, 2 stehende Streifen 6, 7 gebildet, die mit
Rahmenelementen 8 verbunden, vorzugsweise verschweißt sind. Die
seitlichen Streifen 6′ weisen entlang ihrer dem Inneren des
Wärmetauschers zugewandten Seitenkante Ausnehmungen 6′a auf, in die
die geraden Abschnitte 1c bzw. 2d der übereinander angeordneten
Rohrschlangen 1 und 2, welche wieder in zick-zack-artiger Anordnung
dargestellt sind, auf. Darüber hinaus sind innenliegende Streifen 6
vorgesehen, die an beiden Seitenkanten Ausnehmungen 6a aufweisen, in
welche gerade Abschnitte 1c, 1d, 2c und 2d zumindest teilweise zu
liegen kommen. Um zu verhindern, daß die geraden Rohrabschnitte aus
diesen Ausnehmungen 6a bzw. 6′a gelangen können, sind die Streifen 7
mit geraden Seitenkanten vorgesehen, die, vorzugsweise wie in Fig. 3
dargestellt, abwechselnd zwischen den Außenseiten und den Innenseiten
der übereinander angeordneten geraden Rohrabschnitte hindurchgeführt
sind und mit ihren Seitenkanten daran anliegen.
Je nach der Konstruktion des Wärmetauschers, insbesondere je nach der
Anzahl der nebeneinanderliegenden, geraden Abschnitte jeder
Rohrschlange 1, 2 kann die Anzahl der Streifen 6, 6′, 7 sowie deren
spezielle Ausführung unterschiedlich sein. Bei Wärmetauschern mit
Rohrschlangen mit nur wenigen geraden Abschnitten kann allenfalls ein
mit Ausnehmungen zur Aufnahme der geraden Abschnitte der Rohrschlangen
versehener Streifen ausreichen. Dieser kann beispielsweise an der
Außenseite der Rohrschlangen vorgesehen sein. Bei relativ breiten,
d. h. aus vielen, nebeneinander liegenden, geraden Rohrabschnitten
bestehenden Rohrschlange ist es günstiger, zumindest einen Streifen in
der Mitte der Rohrschlange vorzusehen, der letztere hält. Auch eine
Kombination dieser Maßnahmen bzw. das Vorsehen von mehreren Streifen
jeder Sorte ist denkbar, wobei jedoch in jeder Variante die
weitestgehende spaltfreie und eine Querdurchströmung gestattende
Anordnung gegeben ist.
Die Tiefe der Ausnehmungen 6a, 6′a in den Streifen 6, 6′ ist derart
gewählt, daß in jedem Fall eine Bewegung der Rohrschlangen 1, 2 in
Richtung der Längsachse der Streifen 6, 6′ verhindert ist.
Vorteilhafterweise wird die Tiefe der Ausnehmungen 6a, 6′a den halben
Durchmesser der geraden Rohrabschnitte 1c, 1d, 2c, 2d erreichen, oder
sogar etwas überschreiten. Um das Heraustreten der Rohrschlangen 1, 2
aus den besagten Ausnehmungen 6a, 6′a auch bei relativ geringer Tiefe
der letzteren sicher zu verhindern, kann zusätzlich zumindest je ein
Streifen 7 mit geraden Seitenkanten vorgesehen sein, der mit dieser
geraden Seitenkante ebenfalls an den geraden Rohrabschnitten 1c, 1d, 2c
und 2d anliegt und Bewegungen der Rohrschlangen 1, 2 normal auf die
Längsrichtung der Streifen 6, 6′ verhindert. Dabei ist es im Prinzip
gleichgültig, ob der Streifen 7 direkt an dem in der Ausnehmung
aufgenommenen Rohrabschnitt auf der der Ausnehmung gegenüberliegenden
Rohrseite anliegt, oder ob der Streifen 7 an einem benachbarten
geraden Rohrabschnitt, natürlich gleichfalls an der der Ausnehmung
gegenüberliegenden Seite, anliegt. Auch die Anzahl der Streifen 7 mit
geraden Seitenkanten kann in weitem Bereich variieren. Grundsätzlich
sind Anordnungen mit lediglich einem Streifen 6, 6′ mit Ausnehmungen
6a, 6′a auf einer oder beiden Seiten sowie mit oder ohne einem oder
mehreren Streifen 7 mit geraden Seitenkanten bis zu Streifen 6, 6′ bei
jedem geraden Rohrabschnitt jeder Rohrschlange 1, 2 ebenso wieder mit
oder ohne einem oder mehreren Streifen 7 mit geraden Seitenkanten
denkbar.
Zur Herstellung der in Fig. 3 dargestellten Zwischenwand aus den
Streifen 6, 6′ und 8 werden, wie beim ersten Herstellungsverfahren, die
Rohrschlangen an der ersten Wand 3 fixiert, vorzugsweise verschweißt,
wobei sie in gleicher Weise von entfernbaren Hilfseinrichtungen
gehalten sind. Danach werden die mit den Ausnehmungen 6a, 6′a
versehenen Streifen 6, 6′ senkrecht zur Ebene der einzelnen
Rohrschlangen 1, 2 und etwa parallel zur Längsachse der Rohrschlangen
1, 2 orientiert, eingeschoben, und danach um ihre Längsachse um im
wesentlichen 90° gedreht. Dadurch kommen die geraden Abschnitte 1c, 1d,
2c, 2d in die Ausnehmungen 6a, 6′a zu liegen, wonach die einzelnen
Streifen 6, 6′ mit Rahmenelementen 8 verbunden werden. Diese
Rahmenelemente 8 liegen in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ober- und
unterhalb der Anordnung der Rohrschlangen 1, 2. Dabei ist anzumerken,
daß sowohl die Anordnungen der Fig. 1 und 2 als auch der Fig. 3 um
90° verdreht vorgesehen sein kann. Schließlich werden zur seitlichen
Fixierung der Rohrschlangen 1, 2 noch die Streifen 7 mit den geraden
Seitenkanten eingeschoben und ebenfalls mit den Rahmenelementen 8
verbunden. Wieder wird diese Verbindung vorteilhafterweise durch
Verschweißen hergestellt.
Wie aus der Fig. 3 zu ersehen ist, steht zwischen den Streifen 6, 6′
und 7 ein beträchtlicher Freiraum für Querdurchströmungen zur
Verfügung, wodurch eine optimale Vermischung des Mediums im
Wärmetauscher gestattet ist. Auch der Austausch einzelner
Rohrschlangen 1, 2 ist durch Lösen einiger weniger Verbindungen
zwischen den Streifen 6, 6′, 7 und den Rahmenelementen 8 rasch und
einfach durchführbar. Schließlich können auch die Schweißverbindungen
zwischen den Streifen, 6, 6′, 7 und den Rahmenelementen 8 über die
gesamte Länge der kurzen Seitenkanten vorgesehen sein, so daß sich
innerhalb des Wärmetauschers eine gänzlich spaltfreie Verbindung der
Zwischenwände und dem Rahmen mit der geringstmöglichen Anfälligkeit
für Spaltkorrosion ergibt.
Bei allen der beschriebenen Herstellungsverfahren sind
selbstverständlich die herkömmlichen Schritte des Einbaus in ein
Gehäuse des Anschlusses der Rohrschlangen an Sammler für das
Wärmetauschermedium usw. inbegriffen.
Selbstverständlich sind Abänderungen der dargestellten
Konstruktionsweisen sowohl bei der Anordnung der Rohrschlangen 1, 2 als
auch der Streifen 6, 6′, 7 sowie der Rahmenelemente 5, 8 möglich. Die
Rahmenelemente 5, 8 können entlang einer oder mehrerer Seitenkanten der
Zwischenwände 4 bzw. der Streifen 6, 6′, 7 vorgesehen und allenfalls mit
Führungen zum Einsetzen in das Gehäuse des Wärmetauschers vorgesehen
sein. Auch die Anordnung der Streifen 6, 6′ und 7 in bezug auf die
Rohrschlangen 1, 2 kann abgeändert werden.
In Fig. 4 ist eine vorteilhafte Ausführung der Durchgangsöffnungen
4a, 4b bzw. der Ausnehmungen 6a, 6′a dargestellt, die es gestattet, die
für die Spaltkorrosion anfälligen Bereiche weitestgehend zu
minimieren. Zu diesem Zweck ist vorgesehen, daß die Innenränder der
genannten Öffnungen in den Zwischenwänden 4 eine geringere Dicke
aufweisen als die Zwischenwände 4 selbst. Dadurch wird der Bereich
vermindert, in dem die Rohrschlangen 1, 2 auf den Zwischenwänden 4
aufliegen. Im dargestellten Fall ist dieser Auflagebereich bis auf ein
Minimum verkleinert, da der Innenrand der Durchgangsöffnungen 4a, 4b
bzw. der Ausnehmungen 6a, 6′a durch miteinander einen spitzen Winkel
einschließende gerade Abschnitte gebildet ist. Die Abschnitte der
Rohrschlangen 1, 2 liegen dann auf den Zwischenwänden 4 nur auf im
wesentlichen punktförmigen Stellen auf.
Claims (10)
1. Wärmetauscher, insbesondere Fließbetttrockner, mit Rohren für das
Wärmetauscher-Medium, welche von einer ersten Wand ausgehen und
Rohrschlangen aus geraden, durch Rohrbögen verbundenen Abschnitten
bilden, sowie mit zumindest einer im wesentlichen normal auf die
geraden Abschnitte stehenden und mit Durchgangsöffnungen für die Rohre
versehenen Zwischenwand im Abstand zur ersten Wand, dadurch
gekennzeichnet, daß für zumindest einige Durchgangsöffnungen (4b, 4c)
der Bereich zwischen zwei benachbarten, geraden Rohrabschnitten
(1c, 1d; 2c, 2d) einer Rohrschlange (1, 2) für zumindest einige
Rohrschlangen (1, 2) zumindest teilweise freigehalten ist.
2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Zwischenwand (4) aus mehreren, senkrecht auf die Ebenen der
Rohrschlangen (1, 2) stehenden und voneinander zur Bildung von
Durchgangsöffnungen (4c) beabstandeten Streifen (6, 6′, 7) besteht, von
welchen zumindest einer (6, 6′) Ausnehmungen (6a, 6′a) in zumindest
einer Seitenkante zur zumindest teilweisen Aufnahme der geraden
Abschnitte (1c, 1d; 2c, 2d) der Rohrschlangen (1, 2) besitzt.
3. Wärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
zumindest ein Streifen (6) Ausnehmungen (6a) zur zumindest teilweisen
Aufnahme der geraden Abschnitte (1c, 1d; 2c, 2d) in beiden Seitenkanten
aufweist.
4. Wärmetauscher nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen zumindest einigen Paaren von Streifen (6, 6′) mit Ausnehmungen
(6a, 6′a) und von diesen beabstandet zumindest je ein Streifen (7) mit
geraden Seitenkanten vorgesehen ist und an den den Ausnehmungen
(6a, 6′a) entgegengesetzten Seiten der Rohrschlangen (1, 2) anliegt.
5. Wärmetauscher nach Anspruch 4, mit übereinander angeordneten,
horizontal liegenden und zick-zack-artig seitlich gegeneinander
versetzten Rohrschlangen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Seite (1c
bzw. 1d bzw. 2c bzw. 2d) einer vertikalen Gruppe von Rohrschlangen (1
bzw. 2) in den Ausnehmungen (6a bzw. 6′a) vertikaler Streifen (6 bzw.
6′) zumindest teilweise aufgenommen ist, und auf zumindest einer
Seite (1c bzw. 1d bzw. 2c bzw. 2d) jeder Gruppe ein Streifen (7) mit
geraden Seitenkanten abwechselnd zwischen den Außenseiten und den
Innenseiten der übereinander angeordneten Rohrschlangen (1, 2)
hindurchgeführt und an diesen anliegend vorgesehen ist.
6. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Zwischenwand (4) aus einem Stück mit Durchgangsöffnungen (4a, 4b)
besteht, wobei für zumindest die innenliegenden geraden Abschnitte der
Rohrschlangen (1, 2) zwei benachbarte gerade Abschnitte (1c und 1d bzw.
2c und 2d) durch je eine Durchgangsöffnung (4b) verlaufen und der
innere Bereich zwischen diesen Rohrabschnitten (1c, 1d; 2c, 2d)
freigehalten ist.
7. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
innere Rand der Durchgangsöffnungen (4a, 4b) bzw. der Ausnehmungen
(6a, 6′a) eine geringere Dicke aufweist als die Zwischenwand (4) bzw.
die Streifen (6, 6′) und vorzugsweise durch miteinander einen spitzen
Winkel einschließende Abschnitte gebildet ist.
8. Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers gemäß einem der
Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrschlangen (1, 2)
an der ersten Wand (3) fixiert werden, wobei sie von entfernbaren
Hilfseinrichtungen gehalten sind, daß die mit Ausnehmungen versehenen
Streifen (6, 6′) senkrecht zur Ebene der einzelnen Rohrschlangen und
etwa parallel zur Längsachse der Rohrschlangen orientiert
eingeschoben, anschließend um im wesentlichen 90° um ihre Längsachse
gedreht und mit zumindest einem Rahmenelement (8) verbunden werden,
und daß abschließend die Streifen (7) mit geraden Seitenkanten
eingeschoben und ebenfalls mit dem Rahmenelement (8) verbunden werden.
9. Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers gemäß Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrschlangen an der ersten Wand (3)
fixiert werden, wobei sie von entfernbaren Hilfseinrichtungen gehalten
sind, und daß zumindest eine mit den Durchgangsöffnungen (4a, 4b)
versehene Zwischenwand (4) parallel zu den Rohrschlangen (1, 2) auf
diese aufgeschoben und mit zumindest einem Rahmenelement (5) verbunden
wird.
10. Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers gemäß Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Zwischenwand (4) in
der vorbestimmten Position angeordnet und allenfalls von entfernbaren
Hilfseinrichtungen gehalten wird und daß anschließend die
Rohrschlangen (1, 2) in die Durchgangsöffnungen (4a, 4b) eingeschoben
werden, worauf die erste Wand (3) an den Rohrschlangen fixiert wird.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
AT104792A AT404186B (de) | 1992-05-21 | 1992-05-21 | Wärmetauscher, insbesondere für fliessbetttrockner sowie verfahren zu dessen herstellung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE4316875A1 true DE4316875A1 (de) | 1993-11-25 |
DE4316875C2 DE4316875C2 (de) | 1999-06-24 |
Family
ID=3505444
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19934316875 Expired - Lifetime DE4316875C2 (de) | 1992-05-21 | 1993-05-19 | Wärmetauscher, insbesondere Fließbetttrockner sowie Verfahren zu dessen Herstellung |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
AT (1) | AT404186B (de) |
DE (1) | DE4316875C2 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105651077A (zh) * | 2014-10-10 | 2016-06-08 | 巴尔的摩汽圈公司 | 改进的热交换装置 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3916374A1 (de) * | 1989-05-18 | 1990-11-22 | K & K Ofenbau Gmbh | Heizflaechenhalterung |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE423151B (sv) * | 1977-11-16 | 1982-04-13 | Stal Laval Apparat Ab | Vermevexlare med rorslingor mellan berveggar |
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1992
- 1992-05-21 AT AT104792A patent/AT404186B/de not_active IP Right Cessation
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1993
- 1993-05-19 DE DE19934316875 patent/DE4316875C2/de not_active Expired - Lifetime
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EP3056846A1 (de) * | 2014-10-10 | 2016-08-17 | Baltimore Aircoil Company, Inc. | Verbesserte wärmetauschervorrichtung |
CN105651077B (zh) * | 2014-10-10 | 2018-03-13 | 巴尔的摩汽圈公司 | 改进的热交换装置 |
US11150037B2 (en) | 2014-10-10 | 2021-10-19 | Baltimore Aircoil Company, Inc. | Heat exchange apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4316875C2 (de) | 1999-06-24 |
AT404186B (de) | 1998-09-25 |
ATA104792A (de) | 1998-01-15 |
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