DE684169C - Roehrenwaermeaustauscher - Google Patents

Description

• Röhrenwärmeaustauscher Die Erfindung betrifft einen Röhrenwärmeaustauscher mit parallel angeordneten, sich je aus einer Anzahl in derselben Ebene liegenden Rohrschlangen zusammensetzenden Rohrbündeln, die an der Außenseite der Röhren von einem Gas parallel zu den Röhrenachsen bestrichen werden.
• Zweck der Erfindung ist, einen Röhrenw.ärmeaustauscher dieser Art zu schaffen, bei dem die Reibungs- und damit auch die Druckverluste selbst an den Stellen, wo für gewöhnlich die größten Verluste auftreten, nämlich an den Umlenkbogen der Rohrschlangen, ,auf ein Mindestmaß herabgedrückt sind. Die Reibungsverluste an den Umlenkbogen auf ein Mindestmaß herabzudrücken, ist insofern -wichtig, als diese an und für sich hier .groß wären, so daß es erst nach Anwendung des Erfindungsgegenstandes möglich ist, dem die Rohrbündel außen bestreichenden Gas eine verhältnismäßig große Geschwindigkeit zu erteilen, ohne zu große Verluste zu bekommen. Bekanntlich sind aber große Gasgeschwindigkeiten erwünscht, weil sie den Wärmeaustausch begünstigen, so daß bei einer vorgeschriebenen Wärmemenge, die ausgetauscht werden muß, mit einer möglichst kleinen Wärmeaustauscherfläche auszukommen ist, was dann einerseits die Anschaffuniskosten für den Wärmeaustauscher möglichst klein zu halten erlaubt.
• Zu diesem Behufe nimmt bei einem Röhrenwärmeaustauscher gemäß der Erfindung der Abstand zwischen den einzelnen Umlenkbogen eines Rohrbündels in den Rohrbündelebenen in bezug auf die Mitte des Rohrbündels von innen nach außen zu. Ferner sind zwischen den Umlenkbogen zur Einhaltung des Abstandes benachbarter Rohrbündel A dreieckförmige Bleche mit in der Nähe des Mittelpunktes des innersten Umlenkbogens liegender Spitze als Zwischenstücke 12 vorgesehen, wobei die Abstände zwischen den einzelnen Umlenkbogen der Rohrbündel um so viel größer als die Abstände zwischen den geraden Strängen sind, daß der freie Durchströmquerschnitt für das außerhalb der Rohrschlangen strömende Gas trotz der Zwischenstücke selbst bei den Umlenkbogen größer als an den übrigen Stellen des Wärmeaustauschers ist.
• Auf der beiliegenden Zeichnung ist ein Beispiel mit den Merkmalen des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht, und zwar zeigt Fig. i einen Längsschnitt nach der Linie I- I der Fig. 2 durch den Röhrenwärmeaus;auscher, Fig. 2 in der linken Hälfte eine Draufsicht dieses Wärmeaustauschers und in der rechten Hälfte einen Querschnitt nach der .Linie II-II der Fig. i, Fig.3 in einem größeren Maßstab ;den unteren Teil eines Rohrbündels. . i bezeichnet als Schlangen ausgebildete Röhren, die gerade Strängea und diese verbindende Umlenkbogen b aufweisen. Je drei solcher Rohrschlangen r sind in eiRer.gemeinsamen Ebene zu einem Bünde1A vereinigt, und die verschiedenen " Bündel A sind parallel zueinander angeordnet. _ Die einzelnen Rohrschlangen i sind an einer den oberen Abschluß des Wärmeaustauschers bildenden Platte--, hängend angeordnet. In der Erkenntnis, daß nur die Unterdrückung aller Druckverluste und vor allem jener an der Umlenkung. eine Erhöhung der Geschwindigkeiten. und damit :eine Verkleinerung der Austauscherflächen- gestattet, nehmen die Abstände hl, h2 (Fig. 3) zwischen den einzelnen Umlenkbogen b: der Röhren i, welch letztere .durchgehend die gleiche Querschnittform aufweisen, in den Rohrbündelebenen in bezug auf die Mitte des Rohrbündels von innen nach außen zu.
• 3 bezeichnet eine Leitung, durch die ein Mittel, z. B. zu erhitzende Luft, dem Wärmeaustauscher zuströmt. Diese Luft tritt bei 5 in die Rohrschlangen i ein, um sie nach deren Durchströmung, d. h. nachdem sie erhitzt worden ist, bei 6 wieder zu verlassen und durch die Leitung 7 aus dem Wärmeaustauscher zu strömen. Durch eine Leitung 8 und einen Verteiler 9 strömt ebenfalls ein Gas, das Wärme abzugeben hat, dem Wärmeaustauscher zu. Die Rohrbündel A werden von diesem zweiten Medium auf ihrer Außenseite parallel zu den Rohrachsen und im Gegenstrom zu dem die Röhren i innen durchströmenden Mittel umflossen, wobei ein Blechmantel 14 und Zwischenwände i o zu des: sen Führung dienen. Das im Wärmeaustauscher abgekühlte Gas strömt durch den Stutzen a i ab.
• Damit der Abstand zwischen den einzelnen Rohrschlangenbündeln A gewahrt bleibt und keine schädlichen Schwingungen und gegenseitigen Verlagerungen der Rohrschlangen i auftreten, sind zwischen den einzelnen parallelen Rohrschlangenbündeln A an den Umlenkbogen h .der Schlangen i aus Blech bestehende Zwischenstücke 12 von Dreieckforin vorgesehen. Durch diese Zwischenstücke 12 werden auch die einzelnen, hängend angeordneten Rohrschlangen i der Rohrbündel in dein erforderlichen gegenseitigen Abstand dadurch, daß die Zwischenstücke 12 an den Umlenkbogen b befestigt sind, gehalten. Durch diese Zwischenstücke 12 wird nun an gcwisseii Stellen der freie Durchströmquerschnitt für das die Rohrschlangen umfließende Gas verkleinert. Daher müßte, wenn keine besonderen Maßnahmen betreffend Rohrabstand gctrotien würden, der Durchgang des Gases in der Umgebung jener Stellen beschleunigt werden, was mit unerwünschten, erheblichen Druckverlusten verbunden wäre. Um dies zu verhindern, sind die Abstände zwischen den einzelnen Umlenkbogen b der Rohrbündel mindestens um so viel größer als die Abstände -z«rischen den geraden -Strängen a der Rohrschlange i, daß der freie Durchströmquerschnitt für -das äüßerhalb der Rohrschlange i strömende Gas trotz der Zwischenstücke 12 ' selbst bei den Umlenkbogen b größer als an den übrigem Stellen des Wärmeaustauschers ist. , Durch entsprechende Bemessung der -Rohrbogenabstände kann gegenüber den Durchströmstellen zwischen den geraden Strängen a der Rohrschlangen die Geschwindigkeit bei der Umlenkung selbst sogar verkleinert werden. Da die Umlenkverluste einen wesentlichen Bestandteil der Gesamtverluste bilden und ungefähr mit dem Quadrat der mittleren Strömungsgeschwindigkeit wachsen, so ist es begreiflich, daß eine Verkleinerung der Geschwindigkeit .an den Rohrbogenstellen, wie sie die beschriebene Maßnahme zu erreichen gestattet, den Gesamtverlust des Austauschers erheblich herabzusetzen gestattet. Die dreieckige Form der Zwischenbleche 12 ist dabei insofern voiteilhaft, als sie eine Verengung des Durchströmquerschnitts zwischen je zwei Rohren i eines Bündels erst an jener Stelle bedingt, wo bereits die Möglichkeit besteht, die Entfernung zwischen den Rohren der Bündel zu vergrößern. Das ist aber bei jedem Rohr, wenn nur eine Verschiebung parallel zum geraden Rohrteil erfolgen kann, erst in der Stelle der Umlenkbogen b selbst der Fall. Durch die Wahl dreieckförmiger Zwischenbleche 12 läßt sich also erreichen, daß keine oder nur unwesentliche Beschleunigungen des wärmeabzugebenden Gases zwischen den Rohrschlangen i stattfinden. Die Zwischenstücke iä werden zweckmäßig in der in Fig. 2 angedeuteten Weise in der Strömungsrichtung möglichst stromschnittig zugeschärft. "

Claims (2)

1. PATrNTIISPRÜCHF: i. Röhrenwärmeaustauscher finit parallel angeordneten, je aus einer Anzahl in derselben Ebene liegenden Rohrschlangen zusammengesetztcnRohrbündeln, die auPen von einem Gas parallel zu den Rohrachsen beaufschlagt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den einzelnen U mlenkbogen (b) eines Rohrbündels in den Rohrbüfidelebencn in bezug auf die Mitte des Rohrbündels von innen nach außen zunimmt und lediglich zwischen den Umlenkbogen (b) zur Einhaltung des Abstandes benachbarter Rohrbündel (A) dreieckförmige Bleche (i2) mit in der Nähe des Mittelpunktes des innersten Umlenkbogens liegender Spitze als Zwischenstücke vorgesehen sind. Lind die Abstände zwischen den einzelnen Umlenkbogen der Rohrbündel um so viel größer als die Abstände zwischen den ;geraden Strängen (a) sind, daß der freie; Durchströmquerschnitt für das außerhalb der Rohrschlangen (i) strömende Gas unter Berücksichtigung der durch die Zwischenstücke (i2) bedingten Raumverminderung an den Umlenkbogen (b) größer ist als an den übrigen Stellen des Wärmeaustauschers.
2. 2. Röhrenwärmeaustauscher nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Rohrschlangen (i) eines Bündels (A) durch die an den Umlenkbogen (b) befestigten Zwischenstücke (12) in der erforderlichen Lage gehalten werden.