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Wärmeaustauscher mit hintereinandergeschalteten Rohrgruppen Die Erfindung.
bezieht sich auf Wärmeaustauscher mit hintereinandergeschalteten Rohrgruppen und
auf den Rohrböden des Gehäuses befestigten Sammelkammern zur Führung des Flüssigkeitsstromes.
Bei derartigen Wärmeaustauschern, die beispielsweise als Speisewasservorwärmer oder
als Zwischenüberhitzer Verwendung finden, ist üblicherweise der Rohrboden auf der
einen Rohrbündelseite geteilt, so daß sich die- an den Rohrbodenteilen befestigten
Kammern gegeneinander verschieben können, um der verschiedenen Ausdehnung der Rohrgruppen
Rechnung' zu tragen. Auf der gegenüberliegenden Seite ist- das Rohrbündel in einen
einheitlichen Rohrboden eingewalzt, an dem eine Anzahl Sammelkammern dicht schließend
zu befestigen sind. Da sich bei höheren Drücken zwischen dem Rohrboden und den Flanschen
der Kammern eingelegte Dichtungen oder Packungen nicht bewährt haben, so werden
die aneinander anliegenden Flächen der Kammerflansche und des Rohrbodens genau eben
bearbeitet und diese metallischen Dichtungsflächen fest gegeneinander gepreßt. Es
hat sich dabei herausgestellt, daß damit der dichte Anschluß einer einzelnen Kammer
verhältnismäßig leicht herzustellen ist, daß aber in der Regel Undichtigkeiten auftreten,
wenn mehrere Kammern an einem einheitlichen Boden befestigt werden müssen. Der Grund
für diese Erscheinung .liegt möglicherweise darin, daß beim nachträglichen Anschrauben
weiterer Kammern an einem Boden, mit dem bereits eine Kammer fest verbunden ist,
in den Fasern des Rohrbodenbaüstoffes zusätzliche Spannungen hervorgerufen werden,-
welche ein Verwerfen des Rohrbodens veranlassen. Zur Behebung dieser Schwierigkeit
werden gemäß der Erfindung in den Rohr-. Boden eine oder mehrere Nuten eingeschnitten,
welche die Anschlußflächen für die einzelnen Kammern voneinander trennen. Es hat
sich gezeigt, daß dann die obenerwähnte Erscheinung, daß beim Anschließen mehrerer
Kammern an einen Rohrboden Undichtheiten sehr schwer zu vermeiden sind, nicht mehr
auftritt.
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Bei einer bekannten Wärmeaustauschvorrichtung sind die Rohrböden am
Umfange so geschwächt, daß sie als Ganzes nachgeben - können, wenn sich die Rohre
ausdehnen: Dabei handelt es sich aber um die Befestigung einer einzigen gleichmäßig
erwärmten Rohrgruppe und nicht wie beim Erfindungsgegenstand um die Befestigung
mehrerer Rohrgruppen,
die hintereinandergeschaltet sind und im Betriebe
verschiedene Temperaturen am Rohrboden haben.
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Auf der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
ein Speisewasservorwärmer dargestellt. Abb. i ist ein senkrechter Längsschnitt durch
den Vorwärmer. Abb.2 ist eine Stirnansicht von der rechten Seite der Abb. i. Die
Abb. 3 und 4 zeigen in Stirnansicht und Seitenansicht einen gemäß der Erfindung
ausgebildeten Rohrboden.
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Das zylindrische Gehäuse x des Vorwärmers ist an dem einen Ende durch
einen ebenen Rohrboden 2 und an dem anderen Ende durch einen gewölbten Deckel 3
geschlossen. Die Rohre 4 des Vorwärmers sind mit ihren einen Enden in gruppenweise
angeordnete Bohrungen 5 des Rohrbodens 2 und mit ihren anderen Enden in Bohrungen
zweier halbkreisförmiger Rohrböden 6 und 7 eingewalzt. Die Böden 6 und 7, deren
Trennungsebene in der senkrechten Mittelebene des Gehäuses i liegt, können sich
gegeneinander und gegen das Gehäuse frei verschieben,, um der Ausdehnung der Rohre
zu folgen. An der Außenseite der Böden 6 und 7 sind die im Querschnitt halbkreisförmigen
Kammern 8 und 9 befestigt. An der Außenseite des Rohrbodens 2 sind eine halbkreisförmige
Kammer io und zwei viertelkreisförmige Kammern ii und 12 befestigt. Die Trennungsfläche
zwischen der Kammer io und den beiden Kammern ii und 12 liegt waagerecht, die Trennungsfläche
zwischen den beiden Kammern ii und i2 senkrecht. Mit der Kammer ii ist der Einlaßstutzen
13 für das zu erhitzende Wasser und mit der Kammer i2 der Auslaßstutzen 14
für das erhitzte Wasser verbunden. Öffnungen a5 des Gehäusemantels dienen zum Anschluß
der Heizdampfleitung und eine Öffnung 16 zum Anschluß der Kondensatableitung. Das
in die Kammer ix eingeleitete Wasser durchströmt eine Gruppg Rohre 4 bis zur Kammer
8, steigt in dieser hoch, strömt durch eine Gruppe Rohre 4 zurück nach der über
der Kammer ii liegenden Seite der Kammer io, wechselt zur anderen Seite der Kammer
io, strömt dann in einer dritten Gruppe der Rohre 4 wieder nach hinten zur Kammer
9, fällt in dieser Kammer 9 nach unten und strömt durch eine vierte Gruppe Rohre
wieder nach vorn zur Auslaßkammer 12. Diese Ausführung des Vorwärmers ist bekannt.
Die Erfindung betrifft die Ausbildung des Rohrbodens, welche bezweckt, ein dichtes
Anschließen der drei Kammern io, ii und i2 zu ermöglichen. Es macht keine Schwierigkeit,
die Kammer xo mittels Schrauben dicht anzuschließen. Wenn aber dann die Kammern
ii und 12 aufgeschraubt werden, so zeigen sich fast in allen Fällen an den Stellen
ioa und iob (Abb. 2) der Kammer io Undichtheiten. Diese Erscheinung, die vielleicht,
wie oben erwähnt, durch Spannungen in den Fasern des Baustoffes des Rohrbodens veranlaßt
ist, tritt nicht ein, wenn erfindungsgemäß die Befestigungsfläche der Kammer io
von den Befestigungsflächen der Kammern ii und 12 durch eine in den Boden 2 eingeschnittene
Nut 17 getrennt wird. Gegebenenfalls kann eine entsprechende Trennungsnut 18 noch
zwischen den Anschlußflächen der Kammern ii und =2 vorgesehen werden. Die Tiefe
einer Trennungsnut kann entsprechend der jeweiligen Stärke des Rohrbodens in weiten
Grenzen wechseln. Die Höhe des stehenbleibenden Steges 17a (Abb. i) muß so groß
sein, daß der Boden noch der im Betriebe auftretenden Beanspruchung standzuhalten
vermag. Die erforderliche geringste Tiefe der Nut richtet sich nach dem Baustoff
des Rohrbodens, sie soll bei einem Stahlboden wenigstens ein Drittel der Wandstärke
betragen.