DE497100C - Waermeaustauschvorrichtung mit Rohrelementen - Google Patents

Description

• Wärmeaustauschvorrichtung mit Rohrelementen Die Erfindung betrifft eine Wärmeaustauschvorrichtung mit Rohrelementen, bei der in üblicher Weise ein Wärmeaustausch zwischen zwei sich nicht berührenden flüssigen oder gasförmigen Mitteln stattfindet. Die Vorrichtung soll insbesondere dann Verwendung finden, wenn durch die Rohrelemente der Wärmeaustauschv orrichtung ein Mittel von hohem Druck strömt.
• Zu diesem Zweck wird die Wärmeaustauschv orrichtung nach der Erfindung so durchgebildet, daß die Rohrelemente hohem Innendruck standhalten können, ohne Formveränderungen zu erleiden. Als weiterer Zweck wird durch die Erfindung erreicht, daß eine Wärmeaustauschvorrichtung insbesondere dann Verwendung finden kann, wenn die Betriebsbedingungen nach dem Zusammenbau der Vorrichtung wesentlichen Änderungen unterworfen sind. Diese Änderungen können beispielsweise bei Kesseln und Ölblasen in einer Änderung des Brennstoffes bestehen, oder es kann, z. B. bei Destillationsvorrichtungen oder Vorrichtungen für andere chemische Zwecke, die Art der zu kühlenden Flüssigkeit wesentlich geändert werden.
• Nach der Erfindung besteht daher jedes Rohrelement einer Wärmeaustauschvorrichtung aus einzelnen parallel zueinander in einer Ebene liegenden Rohren kreisförmigen Querschnitts; ferner ist jedes Rohrelement um seine Längsachse einstellbar. Zwar ist schon vorgeschlagen worden, für Wärmeaustauschvorrichtungen Rohrelemente aus einzelnen Rohren mit länglichem Querschnitt zu verwenden und den freien Durchflußquerschnitt für das quer zu den Rohren fließende Wärmeübertragungsmittel durch verschiedene Stellungen der Rohrelemente zu beeinflussen. Diese Rohrelemente sind jedoch wegen ihrer Gestaltung nicht geeignet, hohem Innendruck standzuhalten. Der durch die Vereinigung der Merkmale gemäß der Erfindung erreichte mehrfache Zweck kann also durch die bekannten Vorrichtungen nicht erreicht werden.
• In der Zeichnung sind Ausführungsformen einer Vorrichtung nach der Erfindung beispielsweise dargestellt. Es zeigen Abb. ia, ib und ic sinnbildliche Querschnitte durch die gleiche Vorrichtung in verschiedenen Stellungen, Abb. a einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung, Abb.3 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung.
• In Abb. ia ist ein Kanal i von Wänden 2 -begrenzt. In dem Kanal kann z. B. ein Wärme aufnehmendes oder abgebendes - Mittel in jeder der durch einen Pfeil p angedeuteten Richtungen strömen. Quer zum Strom des Mittels durch den Kanal i liegen Wärmeaustauschelemente, durch die ein zweites Mittel strömt. Jedes dieser Elemente enthält mehrere Einzelrohrstränge 3, die an den Enden zu Endteilen 4 vereinigt sind, welche ihrerseits in Verbindungsstücken bzw. Sammelkammern befestigt sind.
• Als eine von vielen Möglichkeiten ist in der Abb. ia die Anordnung dieser Elemente in waagerechten Reihen derart gezeigt, daß die Elemente in senkrechter Richtung zueinander versetzt liegen. Bei der in Abb. i a gezeigten Stellung der Elemente, bei denen die Einzelrohrstränge 3 einer waagerechten Elementenreihe in der gleichen Höhe liegen, ist für ein in einer der Pfeilrichtungen durchströmendes Mittel der geringste freie Durchflußquerschnitt vorhanden. Bei der Anordnung nach der Abb. ib sind bei der gleichen Vorrichtung die Elemente um ihre Längsachsen um ungefähr 45° aus der Stellung der Abb. ia gedreht. In dieser Stellung ist der freie Durchflußquerschnitt in einer der Pfeilrichtungen p durch den Kanal i wesentlich vergrößert. Am größten aber ist dieser freie Durchflußquerschnitt bei der Stellung der Elemente nach Abb. ic, bei cler die einzelnen Elemente um 9o° aus der Lage der Abb. ia gedreht sind. Diese Veränderung im Durchflußquerschnitt im Kanal i kann also herbeigeführt werden, ohne daß eine Änderung im Aufbau der Vorrichtung im ganzen erforderlich ist. Nur durch Drehung der Wärmeaustauschelemente um ihre Längsachsen' kann man jede beliebige Größe des freien Durchflußquerschnittes zwischen den Stellungen der Abb. i a und der Abb. i c bei Verwendung der gleichen Bauart der ganzen Vorrichtung herbeiführen.
• Man kann natürlich an Stelle der gezeigten Ausführungsform mit nur zwei Rohrsträngen jedes Elements und mit Rohrsträngen gleichen Durchmessers auch Ausführungsformen mit drei oder mehr einzelnen Rohrsträngen unter Verwendung verschiedener Durchmesser und Vereinigung der Enden zu einem gemeinsamen Ende wählen und dabei die erwähnte Änderung im Durchflußquerschnitt ebenso herbeiführen.
• In Abb. 2 ist der Kanal i durch Wände 2 und Sammelkästen io begrenzt. Das Mittel strömt durch den Kanal i rechtwinklig zur Zeichnungsebene. Die Wärmeaustauschelemente bestehen aus je zwei Rohrsträngen 3, die zu gemeinsamen zylindrischen Enden 4 vereinigt sind, welche in den inneren Wänden 5 von Sammelkästen io beispiels-@veise durch Einwalzen befestigt sein können. In den äußeren Wänden der Sammelkästen io sind Handlöcher mit Verschlüssen 6 angebracht. Bei dieser Durchbildung der Wärmeaustauschelemente und ihrer Enden kann zwar die Vorrichtung, nachdem sie einmal aufgebaut ist, nicht leicht verändert werden; jedoch kann man eine Vorrichtung dieser Art in einer bestimmten einheitlichen Größe verschiedenen Betriebsbedingungen anpassen, da man die Wärmeaustauschelemente von vornherein in verschiedenen Stellungen anordnen kann.
• In Abb. 3 ist die Vorrichtung in einer Ausführungsform dargestellt, bei der die Wärmeaustauschelemente nach dem Zusammenbau geändert und verstellt werden können. Hier sind die gemeinsamen Elementenden 4 mit Ringen 7 versehen, die durch Stauchen oder auf andere Weise gebildet werden können. Diese Ringe sind geschliffen, um vorzugsweise kugelförmige oder konische Sitze für die Umkehrenden 8 und lose Ringe g zu bilden, die durch (nicht gezeigte) Schrauben zusammengehalten werden.
• Bei dieser Ausführung kann man durch einfaches Lösen der Verbindungen zwischen den Umkehrenden 8 und den Elementenden 4 erreichen, daß die Elemente in jeder beliebigen Lage gedreht werden können. Bei der Abb. 2 sind die Elemente dauernd in Sammelkästen derart befestigt, daß das Mittel im Parallelstrom hindurchfließt, während die einstellbar in Abb. 3 mit den Umkehrenden 8 versehenen Elemente hintereinander durchströmt werden. Man kann jedoch bei Parallelstrom nach Abb. ä eine Einstellbarkeit der Elemente erzielen, und ebenso kann man bei fester Anordnung der Elemente das Mittel durch die Elemente hintereinander hindurchströmen lassen; jedoch ist die in Abb. 3 gezeigte Endverbindung nicht besonders geeignet für eine Verbindung nach Art der Abb.2, bei der die Sammelkästen eine größere Rohranzahl aufnehmen müssen. In solchen Fällen müßten nämlich bei Verwendung der einstellbaren Art von Elementen alle Elemente zwischen zwei Dampfkästen genau die gleiche bearbeitete Länge haben, wenn dichte Verbindungen erzielt werden sollen. Ungleiche Ausdehnung der Elemente zwischen den Sammelkästen würde Undichtheit hervorrufen. Daher wären einzelne Verbindungsstücke nach Art der Umkehrenden 8 von Abb. 3 wenigstens an einem Ende der Elemente vorzuziehen, wenn die einstellbaren Elemente verwendet werden.
• Die Vorrichtungen nach der Erfindung können - in Kesseln, Ölblasen u. dgl. Verwendung finden, wo das in den Elementen strömende Mittel hohen Druck hat. Aus diesem Grunde können die einzelnen Rohrstränge 3 in der gezeigten Weise durch gemeinsacne Rohrenden d. zusammengefaßt werden, die aus den Rohrsträngen 3 selbst gebildet werden, beispielsweise nach dem Verfahren der Patente 295 993 und 295 oar. Die Endstücke 4. der Elemente können indessen auch aufgeschweißt oder als gabelförmige Verbindungsstücke an den Rohrsträngen 3 durch Einschrauben oder auf andere Weise befestigt werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Wärmeaustanschvorrichtung mit Rohrelementen, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Rohrelement aus einzelnen parallel zueinander in einer Ebene liegenden Rohren kreisförmigenQuerschnittsbesteht und um seine Längsachse einstellbar ist.