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Wärmeaustauscher für Flüssigkeiten oder Gase, bestehend aus mehreren
an den Enden bündelartig zusammengefaßten und lückenlos aneinander liegenden Rohren
Die Erfindung bezieht sich auf einen Mehrrohrwärmeaustauscher für Flüssigkeiten
oder Gase, insbesondere mit Bündeln von parallelen Rohren, die an ihren Enden lückenlos
aneinanderliegen und an eine gemeinsame Zu-und Ableitung angeschlossen sind. Um
die Austauschfläche möglichst groß zu halten, sind bei bekannten Vorrichtungen die
Rohre weiter auseinandergelegt und auch in diesem Abstand in Stirnplatten befestigt.
Dadurch ergibt sich der Nachteil, daß an den Anschlußseiten zwischen .den einzelnen
Rohren große, ebene Flächen liegen, die großen Strömungswiderstand verursachen.
Um diesen Widerstand zu verkleinern, ist man dazu übergegangen, mehrere Rohrenden
in einen gemeinsamen Flansch unterzubringen. Aber auch hierbei blieb besonders bei
zylindrischen Rohren der zwischen den einzelnen Rohren liegende Raum im Flansch
so groß, daß er einen erheblichen Widerstand bot. Zur weiteren Verkleinerung des
Strömungswiderstandes verwendet man profilierte Rohre, die zwar die Verkleinerung
der im Anschlußflansch verbleibenden Fläche bewirkte, gleichzeitig aber den Nachteil
mit sich brachte, daß die Herstellung der Rohre sehr verteuert und die dem Wärmeaustausch
dienende Fläche kleiner wurde; denn. die Rohre liegen so dicht beieinander, daß
zwischen ihnen nur eine geringe Durchströmöffnung bleibt. Weiter hat man schon versucht,
bei schmiedeeisernen Rohren zwei Rohre, bei gußeisernen Rohren deren mehrere dadurch
zu vereinigen, daß man sie an ihren Enden zu einem Rohr vereinigte. Diese Ausführungsform
ermöglichte es zwar, bei den schmiedeeisernen Rohren die Austauschfläche durch richtig
gewählten Abstand
der Rohre genügend groß zu halten, doch wurde
die Herstellung der Rohrverbindungen verhältnismäßig teuer; denn sie verlangt, besonders
bei Wärmeaustauschern für hohe Drücke, sehr geschickte Arbeiter. Den in Gußeisen
ausgeführten Austauschern haftet der Nach eil an, daß die Austauschfläche nicht
immer den Anforderungen entspricht, da zur Erreichung der notwendigen Festigkeit
jeweils einige Rohre miteinander verbunden sind und dann nur noch ein Teil des Rohrumfanges
zur Verfügung steht, und weiter verlangt j ede Änderung der Baulänge der Vorrichtung
oder der Rohrzahl wieder ein neues Modell. Ferner hat man Austauscher gebaut, bei
denen die Rohre mit ihren Enden lückenlos aneinanderliegen. Um dieses zu erreichen,
sind die ursprünglich zylindrischen Rohre nach einem Ende hin konisch verengt und
dann zu einem dem anfänglichen Rohrdurchmesser entsprechenden Sechskant erweitert.
In gleicher Weise ist auch das andere Rohrende zu einem Sechskant geformt. Die Rohrenden
liegen dann nach Art einer Honigwabe aneinander. Diese Ausführung hat den Nachteil,
daß zwischen den Rohren nur geringer Raum bleibt und somit der Wärmeaustausch nicht
den Anforderungen entspricht, die an große Austauscher gestellt werden müssen. Andererseits
sind auch die Herstellungskosten der Rohre so hoch, daß derartige Vorrichtungen
nur für ganz besondere Zwecke gebaut werden.
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Gemäß der Erfindung sollen die vorstehenden Nachteile in der Weise
vermieden werden, daß mehrere unter sich gleiche, gegen die Enden hin abgekröpfte,
aus handelsüblichen, runden, schmiedeeisernen Rohren hergestellte Rohre an den Enden
auf einen derartig sektorförmigen Querschnitt gepreßt sind, daß sie, um ein mittleres,
durchgehendes, gerades Rundrohr angeordnet, mit diesem unter lückenlosem Aneinanderliegen
aller Rohre einen runden Querschnitt ergeben, der von einem gemeinsamen Flansch
eingeschlossen ist, wobei die Röhrenden unter sich und mit dem Flansch verschweißt
sind.
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Infolge dieser Ausbildung zeichnet sich .der neue Wärmeaustauscher
durch Einfachheit und Zweckmäßigkeit besonders aus. Seine Einzelteile sind einfache
Bauelemente, deren Formgebung und Zusammenbau keine besonderen, die Herstellung
verteuernden Schwierigkeiten bieten. Der Abstand der Rohre ist so groß, daß der
Wärmeaustausch in keiner Weise behindert ist und somit den höchsten Wirkungsgrad
ergibt. Die Zusammenfassung der Rohrenden an jeder Seite zu einem runden Querschnitt
hat den Vorteil, daß die im Vergleich zur Fläche dünnen Rohrwände fast gar keinen
Strömungswiderstand hervorrufen und daß das durch die Rohre fließende Mittel ungehindert
einströmen kann.
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Auf der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt,
und zwar zeigt Fig. z einen Längsschnitt durch den neuen Wärmeaustauscher mit einem
Rohrbündel in Ansicht, Fig. 2 den Anschlußflansch für das Rohrbündel der Fig. z
in Stirnansicht.
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Im dargestellten Beispiel ist a eine rechteckige Kammer mit Zu- und
Ablauföffnungen b. In dieser Kammer ist ein Bündel von parallel zueinander liegenden
Rohren c angeordnet, die mit ihren durch die Kammerwand herausragendenEndend an
je einemFlansch f angeschlossen sind. Diese Flansche dienen zur Befestigung von
Anschlußstutzen g, die den Rohren c des gesamten Bündels gemeinsam sind und ihrerseits
zum Anschluß einer auf der Zeichnung nicht mit dargestellten Rohrleitung dienen,
die dem Rohrbündel das zu kühlende oder zu erwärmende Austauschmittel zuführt.
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Die einzelnen Rohre c des Rohrbündels sind unmittelbar vor ihren durch
die Kammerwandung hindurchgreifenden Enden d gegeneinandergebogen, und die Querschnitte
der Enden d sind so gestaltet, daß die einzelnen Rohrenden -des ganzen Bündels sich
zu einem geschlossenen, kreisförmigen Gesamtquerschnitt ergänzen. Die Rohre c sind
an ihren Enden miteinander und mit dem Flansch verschweißt. Wie aus Fig. 2 ersichtlich,
besteht das Rohrbündel aus acht im Kreise angeordneten außenliegenden Rohren und
einem in der Achse liegenden neunten Rohr. Dieses neunte Rohr bleibt in seiner Lage
und in seinem Querschnitt bis zu dem Flansch f unveränderlich kreisrund. Die in
ihrem mittleren Teil ebenfalls runden außenliegenden Rohre sind dagegen an ihren
an den Flansch f angeschlossenen Enden d segmentförmig gestaltet, derart, daß sie
sich lückenlos um das mittlere Rohr und dicht gegeneinanderliegend anschließen.
Zwischen den einzelnen Rohrmündungen liegen infolgedessen nur noch die schmalen
Stirnflächen der Rohrwände, an denen ein nennenswerter Strömungswiderstand nicht
mehr entstehen kann.
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Das zu erwärmende Mittel kann durch das Rohrbündel hindurchgeleitet
werden, während das Heizmittel die Kammer d durchströmt und dabei die Rohre c allseitig
umspült.
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Die Erfindung ist natürlich nicht auf das dargestellte Beispiel beschränkt;
vielmehr sind noch mancherlei Abänderungen und andere Ausführungen möglich. Insbesondere
kann die Vorrichtung mehrere Rohrbündel neben-oder übereinander enthalten, und die
einzelnen Rohre können in der Kammer einen beliebigen
Verlad haben.
Auch können die Rohrenden in Sammel- bzw. Verteilerkästen eingeschweißt sein.
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Statt zum Erwärmen kann die Vorrichtung natürlich auch zum Kühlen
benutzt werden. Auch könnte das Kühl- oder Wärmemittel umgekehrt als vorgesehen
durch das Rohrbündel und das zu kühlende oder zu erwärmende Austauschmittel durch
die umschlie-Bende Kammer hindurchgeleitet werden.