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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf eine Wärmetauscherschlangen-Baueinheit
und insbesondere auf eine Wärmetauscherschlangen-Baueinheit
zum Wärmetausch
zwischen einem in einem Gehäuse
oder einer Trommel eines Wärmetauschers untergebrachten
Wärmetauschermedium
und einem Wärmetauschermedium,
das in der Schlange fließt. Ein
Beispiel für
einen solchen Wärmetauscher
kann in dem US-Patent
Nr. 4.256.176 gefunden werden.
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Wie in der offengelegten japanischen
Patentveröffentlichung
Nr. 8-54192 offenbart ist, hat der Erfinder der vorliegenden Erfindung
schon eine Wärmetauscherschlangen-Baueinheit vorgeschlagen,
in der mehrere Wärmetauscherschlangen,
jede mit einem verschiedenen Wicklungsdurchmesser, in der Weise
angeordnet sind, dass sie eine gemeinsame Mittellinie haben. Mit
dieser Wärmetauscherschlangen-Baueinheit
werden die Vorteile geschaffen, dass der Wirkungsgrad des Wärmetauschers
verbessert werden kann, ohne die Trommelkapazität des Wärmetauschers zu vergrößern, und
dass das Leistungsspektrum des Wärmetauschers
frei festgelegt werden kann.
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Bei dieser Art einer Wärmetauscherschlangen-Baueinheit,
wie sie z. B. in 19 gezeigt
ist, sind beide Enden von jeder der Wärmetauscherschlangen 28-1, 28-2, 28-3, 28-4 und 28-5 mit
einem Einlasssammler bzw. einem Auslassverteiler verbunden. Die
Verbindung wird durch das Schweißen der Wärmetauscherschlangen 28-1, 28-2, 28-3, 28-4 und 28-5 an
die gleiche Seite des Einlasssammlers und des Auslassverteilers
erreicht. Wegen dieser Konfiguration muss eine Mittenteilung P' zwischen beliebigen
benachbarten Wärmetauscherschlangen 28-1, 28-2, 28-3, 28-4 und 28-5 auf
wenigstens einen Wert festgelegt wer den, der durch Addition einer
Weite 2α eines
Schweißraums
zu dem äußeren Durchmesser d
der Wärmetauscherschlangen 28-1, 28-2, 28-3, 28-4 und 28-5 erhalten
wird, und diese erforderliche Konfiguration macht es nachteilig
schwierig, eine kleine und kompakte Wärmetauscherschlangen-Baueinheit
zu realisieren.
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Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um
die mit der obenbeschriebenen Wärmetauscherschlangen-Baueinheit
des Standes der Technik verbundenen Probleme zu lösen.
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Die vorliegende Erfindung schafft
eine Wärmetauscherschlangen-Baueinheit,
mit:
einem Einlassrohr und einem Einlasssammler bzw. Kopfteil
für das
Einleiten eines Wärmetauschermediums;
einem
Auslassrohr und einem Auslassverteiler bzw. Kopfteil für das Abführen eines
Wärmetauschermediums;
und
mehreren Wärmetauscherschlangen,
wobei jede eine Verbindung zwischen dem Einlasssammler und dem Auslassverteiler
herstellt und einen anderen Wicklungsdurchmesser besitzt;
wobei
die Wärmetauscherschlangen
eine gemeinsame Mittellinie besitzen, dadurch gekennzeichnet, dass
die Wärmetauscherschlangen
abwechselnd mit gegenüberliegenden
Seiten der Mittellinien der Kopfteile verbunden sind und dass der
Mittelabstand P zwischen zwei benachbarten Wärmetauscherschlangen bei Betrachtung
längs der
gemeinsamen Mittellinie der Wärmetauscherschlangen
gleich einem Außendurchmesser
d jeder der Wärmetauscherschlangen
ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform
befinden sich die Einlasssammler und die Auslassverteiler auf gegenüberliegenden
Seiten einer gemeinsamen Mittellinie der Wärmetau scherschlangen.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
befinden sich die Einlasssammler und die Auslassverteiler auf derselben
Seite der gemeinsamen Mittellinie der Wärmetauscherschlangen.
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In einer nochmals weiteren bevorzugten Ausführungsform
sind mehrere Einlasssammler und mehrere Auslassverteiler mit einem
Einlassrohr bzw. mit einem Auslassrohr verbunden und sind die jeweiligen
Einlasssammler bzw. Auslassverteiler jeweils über eine Wärmetauscherschlange miteinander
verbunden.
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In einer nochmals weiteren bevorzugten Ausführungsform
umfassen das Einlassrohr und das Auslassrohr ein erstes und ein
zweites Einlassrohr bzw. ein erstes und ein zweites Auslassrohr,
sind die Spitzen der Einlasssammler des ersten und des zweiten Einlassrohrs
ohne Verbindungsmöglichkeit aneinander
angelenkt bzw. angebracht, sind die Spitzen der Auslassverteiler
des ersten und des zweiten Auslassrohrs ohne Verbindungsmöglichkeit
aneinander angelenkt, und sind außerdem Wärmetauscherschlangen-Gruppen
zwischen dem Einlasssammler des ersten Einlassrohrs und dem Auslassverteiler des
ersten Auslassrohrs bzw. zwischen dem Einlasssammler des zweiten
Einlassrohrs und dem Auslassverteiler des zweiten Auslassrohrs angeordnet.
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In einer bevorzugten Ausführungsform
ist folglich das Einlassrohr mit einem ersten Einlasssammler und
einem zweiten Einlasssammler versehen und ist das Auslassrohr mit
einen ersten Auslassverteiler und einem zweiten Auslassverteiler
versehen. Eine erste Gruppe von Wärmetauscherschlangen sind zwischen
dem ersten Einlasssammler und dem ersten Auslassverteiler angeordnet,
und eine zweite Gruppe von Wärmetauscherschlangen sind
zwischen dem zweiten Einlasssammler und dem zweiten Auslassverteiler
angeordnet.
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In einer solchen Ausführungsform
ist die erste Gruppe von Wärmetauscherschlangen
von der zweiten Gruppe von Wärmetauscherschlangen
in Bezug auf die Schlangenlänge
und den Schlangendurchmesser verschieden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform
sind die Wärmetauscherschlangen
abwechselnd mit dem ersten und mit dem zweiten Einlasssammler und
außerdem
abwechselnd mit dem ersten und mit dem zweiten Auslassverteiler
verbunden.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
sind die Spitzen des ersten bzw. des zweiten Einlasssammlers des
ersten Einlassrohrs ohne Verbindungsmöglichkeit am ersten bzw. am
zweiten Einlasssammler des zweiten Einlassrohrs angelenkt, sind
die Spitzen des ersten bzw. des zweiten Auslassverteilers des ersten
Auslassrohrs ohne Verbindungsmöglichkeit
mit den Spitzen des ersten bzw. des zweiten Auslassverteilers des
zweiten Auslassrohrs verbunden und sind außerdem Wärmetauscherschlangen-Gruppen
zwischen dem ersten und dem zweiten Einlasssammler des ersten Einlassrohrs
und dem ersten und dem zweiten Auslassverteiler des ersten Auslassrohrs
bzw. zwischen dem ersten und dem zweiten Einlasssammler des zweiten Einlassrohrs
und dem ersten und dem zweiten Auslassverteiler des zweiten Auslassrohrs
angeordnet.
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In einer nochmals weiteren bevorzugten Ausführungsform
sind eine Gruppe von Wärmetauscherschlangen,
die dem ersten Einlassrohr und dem erstem Auslassrohr entsprechen,
und eine Gruppe von Wärmetauscherschlangen,
die dem zweiten Einlassrohr und zweitem Auslassrohr entsprechen,
in Bezug auf die Schlangenlänge
und den Schlangendurch messer verschieden voneinander.
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Es ist vorteilhaft, wenn die Wärmetauscherschlangen
die gleiche Länge
haben.
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Bestimmte bevorzugte Ausführungsformen werden
nun genauer und lediglich beispielhaft mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung
beschrieben, in der:
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1 eine
Vorderansicht ist, die eine erste Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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2 eine
Draufsicht ist, die das Gleiche zeigt;
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3 eine
Ansicht ist, die einen Teil der ersten Ausführungsform im Schnitt längs der
Linie 3-3 in 1 und aus
einer mit dem Pfeil in 1 gekennzeichneten
Richtung betrachtet zeigt;
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4 eine
zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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5 eine
dritte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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6 eine
vierte, Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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7 eine
Vorderansicht ist, die eine fünfte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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8 eine
Draufsicht ist, die das Gleiche zeigt;
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9 eine
Vorderansicht ist, die eine sechste Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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10 eine
Draufsicht ist, die das Gleiche zeigt;
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11 eine
Vorderansicht ist, die eine siebente Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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12 eine
Vorderansicht ist, die eine achte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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13 eine
Draufsicht ist, die das Gleiche zeigt;
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14 eine
Vorderansicht ist, die einen Verbindungsabschnitt eines Kopfteils
des Gleichen zeigt;
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15 eine
Ansicht ist, die einen Schnitt durch eine neunte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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16 eine
Draufsicht ist, die das Gleiche zeigt;
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17 eine
senkrechte Querschnittsansicht ist, die einen Wärmetauscher zeigt, in dem eine
bevorzugte Wärmetauscherschlangen-Baueinheit
gemäß der vorliegenden
Erfindung angewendet wird;
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18 eine
seitliche Querschnittsansicht ist, die das Gleiche zeigt; und
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19 eine
Vergrößerung eines
Teils von einem Verbindungsabschnitt eines Kopfteils in einer Wärmetauscherschlangen-Baueinheit ähnlich der gemäß der vorliegenden
Erfindung, jedoch auf der herkömmlichen
Technik basierend, ist.
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In einer ersten Ausführungsform
der in 1 bis 3 gezeigten vorliegenden
Erfindung bezeichnet Bezugszeichen 1 eine Wärmetauscherschlangen-Baueinheit 1,
in der ein Einlasssammler 2 an einem unteren Ende eines
Einlassrohrs
3 in einer im Wesentlichen senkrechten Stellung
dazu vorgesehen ist und in der ein Auslassverteiler 4 an
einem unteren Ende eines Auslassrohrs 5 in einer im Wesentlichen
senkrechten Stellung dazu vorgesehen ist.
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Das Einlassrohr 3 und das
Auslassrohr 5 liegen parallel zueinander, und der Einlasssammler 2 und
der Auslassverteiler 4 liegen mit einem Abstand dazwischen
mit einer Mittellinie C-C zwischen dem Einlassrohr 3 und
dem Auslassrohr 5. In der Umfangswand des Einlasssammlers 2 sind
mehrere Abflussöffnungen 6-1, 6-3, 6-5 und 6-2, 6-4,
(fünf Bohrungen
in dieser Ausführungsform)
mit einem definierten Mittelabstand auf beiden Seiten seiner Mittellinie
B-B vorgesehen. Die Abflussöffnungen 6-1, 6-3, 6-5,
die je eine ungerade Zahl haben, befinden sich auf einer Seite der
Mittellinie B-B des Einlasssammlers 2, und die Abflussöffnungen 6-2, 6-4,
die je eine gerade Zahl haben, befinden sich auf der anderen Seite
der Mittellinie B-B. Ebenso befinden sich die Zuflussöffnungen 7-1, 7-3, 7-5 auf
einer Seite der Mittellinie B'-B' des Auslassverteilers 4 und
die Zuflussöffnungen 7-2, 7-4 auf
der anderen Seite der Mittellinie B'-B'.
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Eine Wärmetauscherschlangen-Gruppe 8, die
mehrere Wärmetauscherschlangen 8-1, 8-2, 8-3, 8-4, 8-5 (fünf Wärmetauscherschlangen
in dieser Ausführungsform)
umfasst, befindet sich zwischen dem Einlasssammler 2 und
dem Auslassverteiler 4. Jede der Wärmetauscherschlangen 8-1, 8-2, 8-3, 8-4, 8-5 hat
einen anderen Wicklungsdurchmesser und eine gemeinsame Mittellinie
C-C und wird durch das Wickeln einer Röhre um ein wärmeleitendes Rohr,
das aus einem Material wie einem Kupferrohr, einem Stahlrohr, einem
bestimmten Stahlrohr oder dergleichen in der herkömmlichen
Technologie hergestellt ist, geformt.
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Von den Wärmetauscherschlangen, die die Gruppe 8 bilden, sind
beide Enden von jeder der Wärmetauscherschlangen 8-1 8-3, 8-5,
die jeweils eine ungerade Zahl haben, mit den Abflussöffnungen 6-1, 6-3, 6-5 des
Einlasssammlers 2, die jeweils eine ungerade Zahl haben,
sowie mit den Zuflussöffnungen 7-1, 7-3, 7-5 in
dem Auslassverteiler 4, die jeweils je eine ungerade Zahl
haben, verbunden. Beide Enden der Wärmetauscherschlangen 8-2, 8-4,
die je eine gerade Zahl haben, sind sowohl mit den Abflussöffnungen 6-2, 6-4 in
dem Einlasssammler 2, die je eine gerade Zahl haben, als
auch mit den Zuflussöffnungen 7-2, 7-4 in
dem Auslassverteiler 4, die jeweils je eine gerade Zahl
haben, verbunden. Wie oben beschrieben ist, sind die Enden von jeder
der Wärmetauscherschlangen 8-1, 8-3, 8-5 und 8-2, 8-4 abwechselnd
mit gegenüberliegenden
Seiten des Einlasssammlers 2, d. h. an beiden Seiten der
Mittellinie B-B des Einlasssammlers 2, sowie mit gegenüberliegenden
Seiten des Auslassverteilers 4 verbunden, und wegen dieser
Konfiguration fließt
ein Fluid, das aus dem Einlasssammler 2 durch eine der
ungeradzahligen Wärmetauscherschlangen 8-1, 8-3, 8-5 herausfließt, in eine
zu dem Fluid, das durch eine der geradzahligen Wärmetauscherschlangen 8-2, 8-4 fließt, entgegengesetzte
Richtung.
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Die Wärmetauscherschlangen-Baueinheit 1 ist,
wie oben beschrieben ist, innerhalb eines Gehäuse- oder Trommelabschnitts 22 installiert,
in dem ein zweites Wärmetauschermedium 27,
das ein Gas oder eine Flüssigkeit
für einen
Wärmetauscher 21 umfasst,
wie in 17 gezeigt ist
und unten in 18 beschrieben
ist, untergebracht ist. Ein erstes Wärmetauschermedium, das ein
Gas oder eine Flüssigkeit
zum Wärmetausch
mit dem zweiten Wärmetauschermedium 27 umfasst,
wird als eine absinkende Strömung
durch das Einlassrohr 3 in einen Trommelabschnitt 22 eingeleitet.
In diesem Schritt fließt das
erste Wärmetauschermedium
durch die Abflussöffnungen 6-1, 6-2, 6-3, 6-4, 6-5 in
dem Einlasssammler 2, in die Wärmetauscherschlangen 8-1, 8-2, 8-3, 8-4 und 8-5 und
in diesen Wärmetauscherschlangen 8-1, 8-2, 8-3, 8-4 und 8-5 in
Spiralform nach oben.
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Das erste Wärmetauschermedium tauscht mit
dem zweiten Wärmetauschermedium
in dem Trommelabschnitt 22 über die Wände der Wärmetauscherschlangen 8-1, 8-2, 8-3, 8-4 und 8-5 Wärme aus,
während
es durch die Schlangen aus den Zuflussöffnungen 7-1, 7-2, 7-3, 7-4 und 7-5 in
den Auslassverteiler 4 fließt, bevor es durch das Auslassrohr 5 von
der Trommel 22 abgeführt
und zu einer Last geschickt wird.
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Wie oben beschrieben ist, befinden
sich bei der Wärmetauscherschlangen-Baueinheit 1,
in der die Wärmetauscherschlangen 8-1, 8-2, 8-3, 8-4 und 8-5 in
dem Wicklungsabschnitt benachbart zueinander sind, von den Abflussöffnungen 6-1, 6-2, 6-3, 6-4, 6-5 und
Zuflussöffnungen 7-1, 7-2, 7-3, 7-4, 7-5 jene, die
eine ungerade Zahl haben, und jene, die eine gerade Zahl haben,
jeweils auf den gegenüberliegenden
Seiten der Mittellinien B-B und B'-B' von
dem Einlasssammler 2 bzw. dem Auslassverteiler 4,
so dass die Wärmetauscherschlangen 8-1, 8-2, 8-3, 8-4 und 8-5,
die in dem Wicklungsabschnitt benachbart zueinander sind, in diesen
Verbindungsabschnitten voneinander getrennt sind.
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Wie in 3 gezeigt
ist, ist wegen dieser Konfiguration, die anders als eine Wärmetauscherschlangen-Baueinheit
ist, die auf der herkömmlichen Technik
basiert, ein zusätzlicher
Raum 2a für
das Schweißen
nicht erforderlich, und ein Mittelabstand (d. h. bei Betrachtung
von oben) zwischen zwei benachbarten Wärmetauscherschlangen 8-1, 8-2, 8-3, 8-4 und 8-5 kann
gleich einem äußeren Durchmesser d
jeder der Wärmetauscherschlangen 8-1, 8-2, 8-3, 8-4 und 8-5 gemacht
werden. In dieser Ausführungs form
gibt es fünf
Wärmetauscherschlangen 8,
die Konfiguration ist jedoch nicht darauf beschränkt, und der Wirkungsgrad des
Wärmetauschers
kann durch Wählen
einer verschiedenen Zahl von Wärmetauscherschlangen,
je nach Notwendigkeit, frei festgelegt werden, wobei die Verwendbarkeit
von Wärmetauscherschlangen-Baueinheiten
in einem Bereich von Wärmetauschern,
die verschiedene Größen, von einem
kleinen bis zu einem großen
Ausmaß,
haben, ermöglicht
wird.
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Die 4, 5 und 6 zeigen Umrisse einer zweiten, dritten
und vierten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung.
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In der zweiten Ausführungsform,
die in 4 gezeigt ist,
befindet sich das Einlassrohr 3 außerhalb der Wärmetauscherschlangen-Gruppe 8 (an
der Außenseite
einer Schlange, die den maximalen Wicklungsdurchmesser hat), und
das Auslassrohr 5 befindet sich innerhalb der Wärmetauscherschlangen-Gruppe 8 (an
der Innenseite einer Schlange, die den minimalen Wicklungsdurchmesser
hat). In der dritten Ausführungsform,
die in 5 gezeigt ist,
befindet sich das Einlassrohr 3 innerhalb der Wärmetauscherschlangen-Gruppe
B. In der vierten Ausführungsform,
die in 6 gezeigt ist,
befinden sich das Einlassrohr 3 und das Auslassrohr 5 außerhalb
der Wärmetauscherschlangen-Gruppe 8.
Wie oben beschrieben ist, befinden sich das Einlassrohr 3 und das
Auslassrohr 5 in verschiedenen Ausführungsarten. Diese Ausführungsformen
unterscheiden sich von der ersten Ausführungsform nur in den obenbeschriebenen
Punkten, so dass eine detaillierte Beschreibung davon weggelassen
wird.
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Die 7 und 8 zeigen eine fünfte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, und diese Ausführungsform unterscheidet sich
von der ersten bis vierten Ausfüh rungsform
in dem Punkt, dass sich sowohl der Einlasssammler 2 als
auch der Auslassverteiler 4 auf der gleichen Seite der
Mittellinie C-C der Wärmetauscherschlangen-Gruppe 8 befinden. Wegen
der obenbeschriebenen Anordnung ist die Zahl der Windungen bei jeder
Schlange der Wärmetauscherschlangen-Gruppe 8 n,
wobei n eine ganze Zahl ist.
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Eine Zahl der Windungen in einer
Wärmetauscherschlangen-Gruppe ist in der
ersten bis vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung n + 0,5, während sie in der fünften Ausführungsform
n ist, was Material für
die Wärmetauscherschlange
spart, und die fünfte
Ausführungsform
ist von der ersten bis vierten Ausführungsform in diesem Punkt
ebenfalls verschieden, während
sie in den anderen Punkten gleich der ersten bis vierten Ausführungsform
ist, so dass eine detaillierte Beschreibung davon weggelassen wird.
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Die 9 und 10 zeigen je eine sechste Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, und in dieser Ausführungsform sind das erste und
das zweite Kopfteil 2-1, 2-2 von dem Einlassrohr 3 parallel
zueinander vorgesehen, die Abflussöffnungen 6-1, 6-3, 6-5,
die je eine ungerade Zahl haben, sind in dem ersten Einlasssammler 2-1 vorgesehen,
und die Abflussöffnungen 6-2, 6-4,
die je eine gerade Zahl haben, sind in dem zweiten Einlasssammler 2-2 vorgesehen.
Ebenso sind der erste und der zweite Auslassverteiler 4-1, 4-2 von
dem Auslassrohr 5 parallel zueinander vorgesehen, und die
Zuflussöffnungen, die
je eine ungerade Zahl haben, sind in dem ersten Auslassverteiler 4-1 vorgesehen,
während
die Zuflussöffnungen,
die je eine gerade Zahl haben, in dem zweiten Auslassverteiler 4-2 vorgesehen
sind.
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Von den Wärmetauscherschlangen 8-1, 8-2, 8-3, 8-4 und 8-5 sind
beide Enden der Wärmetauscherschlangen 8-1, 8-3 und 8-5,
die je eine ungerade Zahl haben, jeweils sowohl mit den Abflussöffnungen 6-1, 6-3, 6-5 in
dem ersten Einlasssammler 2-1, die je eine ungerade Zahl
haben, als auch mit den Zuflussöffnungen 7-1, 7-3, 7-5 in
dem ersten Auslassverteiler 4-1, die je eine ungerade Zahl
haben, verbunden, und beide Enden der Wärmetauscherschlangen 8-2, 8-4,
die je eine gerade Zahl haben, sind jeweils mit den Abflussöffnungen 6-2, 6-4 in
dem zweiten Einlasssammler 2-2, die je eine gerade Zahl haben,
und mit den Zuflussöffnungen 7-2, 7-4 des zweiten
Auslassverteilers 4-2 verbunden.
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Da die Wärmetauscherschlangen 8-1, 8-2, 8-3, 8-4 und 8-5 sowohl
mit dem ersten und mit dem zweiten Einlasssammler 2-1, 2-2 als
auch mit dem ersten und mit dem zweiten Auslassverteiler 4-1 und 4-2 verbunden
sind, wie oben beschrieben ist, kann eine Fließrichtung eines Fluids in den
Wärmetauscherschlangen 8-1, 8-2, 8-3, 8-4, 8-5 die
Gleiche sein wie die in der ersten bis vierten Ausführungsform,
jedoch ist ein Mittelabstand P zwischen jeder der Wärmetauscherschlangen 8-1, 8-2, 8-3, 8-4, 8-5 in
einem Verbindungsabschnitt des ersten und des zweiten Einlasssammlers 2-1, 2-2 und
des ersten und des zweiten Auslassverteilers 4-1, 4-2 der
Gleiche wie der in der ersten bis vierten Ausführungsform, und es ist nicht
notwendig, einen zusätzlichen Raum 2a für das Schweißen vorzusehen,
und ein Mittelabstand P kann, bei Betrachtung von oben, gleich einem
Außendurchmesser
d von jedem der Rohre sein, die die Wärmetauscherschlangen 8-1, 8-2, 8-3, 8-4 und 8-5 bilden.
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11 zeigt
eine siebente Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung, und diese Ausführungsform ist die Gleiche
wie die in 9 und 10 gezeigte sechste Ausführungsform
in dem Punkt, dass der erste und der zweite Einlasssammler 2-1, 2-2 in dem
Einlassrohr 3 vorgesehen sind, sie unterscheidet sich jedoch
von der sechsten Ausführungsform
in dem Punkt, dass die Einlasssammler 2-1, 2-2 und
die Auslassverteiler 4-1, 4-2 jeweils mit verschiedenen Wärmetauscherschlangen 8-1, 8-2 verbunden
sind, wobei es mit Ausnahme des obenbeschriebenen Punktes keinen
unterschiedlichen Punkt gibt, und obwohl dort nur zwei Paare von
Einlasssammlern 2-1, 2-2 und Auslassverteilern 4-1, 4-2 und
zwei Gruppen von Wärmetauscherschlangen 8-1, 8-2 gezeigt
sind, kann eine größere Zahl
als in dieser Ausführungsform
vorgesehen werden.
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Die 12, 13, 14 zeigen je eine achte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, und in dieser Ausführungsform sind die Endabschnitte
des ersten Einlasssammlers 2-1 und des zweiten Einlasssammlers 2-2 und
die Endabschnitte des ersten Auslassverteilers 4-1 und
des zweiten Auslassverteilers 4-2 sowohl in der zweiten,
in 4 gezeigten, Ausführungsform
als auch in der dritten, in 5 gezeigten,
Ausführungsform
miteinander verbunden und mit Verbindungsplatten 11 und 12 verschlossen,
und ferner sind dort das erste und das zweite Einlassrohr 3-1, 3-2 und
das erste und das zweite Auslassrohr 5-1, 5-2 vorgesehen.
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Wegen der wie oben beschriebenen
Konfiguration sind das erste Einlassrohr 3-1 und das erstes Auslassrohr 5-1 innerhalb
des zweiten Einlassrohrs 3-2 und des zweiten Auslassrohrs 5-2 vorgesehen, und
das erste Einlassrohr 3-1 und das erste Auslassrohr 5-1 können ein
Fluid für
ein Lastsystem X ein- oder auslassen, während das zweite Einlassrohr 3-2 und
das zweite Einlassrohr 5-2 ein Fluid für das andere Lastsystem Y ein-
oder auslassen.
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Die Wärmetauscherschlangen 8-1, 8-2, 8-3, 8-4, 8-5,
die mit dem Lastsystem X verbunden sind, und die Wärmetauscherschlangen,
die mit dem Lastsystem Y verbunden sind, können in dieser Ausführungsform
entweder verschiedene oder völlig
gleiche Schlangenlängen
bzw. Schlangendurchmesser haben, und die Schlangenlänge und
der Schlangendurchmesser werden gemäß der Kalorie festgelegt, die
in jedem der Lastsysteme X und Y erforderlich ist.
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Die 15 und 16 zeigen je eine neunte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, und in dieser Ausführungsform sind zwei Sätze der
Wärmetauscherschlangen-Baueinheit
gemäß der sechsten, in 9 gezeigten, Ausführungsform
verbunden, um gleichzeitig auf zwei Lastsysteme X und Y zu reagieren.
In dieser Ausführungsform
sind die ersten und die zweiten Einlassrohre 3-1, 3-2 und
die ersten und die zweiten Auslassrohre 5-1, 5-2 vorgesehen
und die Endabschnitte der ersten Einlasssammler 2-1, 2-2 und
der zweiten Einlasssammler 2-3, 2-4 in den ersten
und den zweiten Einlassrohren 3-1, 3-2 und die
Endabschnitte der ersten Auslassverteiler 4-1, 4-2 und
der zweiten Auslassverteiler 4-3, 4-4 jeweils miteinander
verbunden und mit den Verbindungsplatten 11 und 12 verschlossen.
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Außerdem kann in dieser Ausführungsform wie
in der achten Ausführungsform
eine Schlangenlänge
und ein Schlangendurchmesser von jeder der Wärmetauscherschlangen 8-1, 8-2, 8-3, 8-4 und 8-5, die
mit dem Lastsystem X verbunden sind, entweder gleich zu oder verschieden
von der Ausführungsform von
jeder der Wärmetauscherschlangen 8-6, 8-7, 8-8, 8-9, 8-10 sein,
die mit dem Lastsystem Y verbunden sind, und die Faktoren werden
gemäß der Kalorie
festgelegt, die in dem Lastsystem X oder Y erforderlich ist.
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Die 17 und 18 zeigen je einem Wärmetauscher 21,
in dem die Wärmetauscherschlangen-Baueinheit 1 gemäß der vorliegenden
Erfindung angewendet wird, und in diesem Wärmetauscher 21 ist
unter einem Trommelabschnitt 22 dieses Wärmetauschers 11 ein
Ofenzylinder 23 vorgesehen, in dem eine Brennkammer 24 vorgesehen
ist. In der Brennkammer 24 ist eine Verbrennungsanlage 25 installiert,
der Betrieb dieser Verbrennungsanlage wird von einem Thermostat
gesteuert, ein Gas in der Brennkammer 24 wird von einer
dort erzeugten Flamme erwärmt,
das erwärmte
Gas erwärmt
das Wasser in dem Trommelabschnitt 22 über die Rohrwände der Konvektorrohre 28, 29 auf
eine vorher festgelegte Temperatur, und das Gas wird daraufhin durch
ein Abführungsrohr 31 nach
außen
abgeführt.
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Der Trommelabschnitt 22 ist über ein
Leitungsrohr 32 mit einem Wasserversorgungstank 33, mit
einem Kugelhahn 34, der in dem Wasserversorgungstank 33 vorgesehen
ist, verbunden, und die Wasserversorgung wird über eine Wasserversorgungsleitung
durchgeführt,
so dass ein Flüssigkeitsspiegel
des darin gespeicherten Wassers auf einer konstanten Höhe gehalten
wird. Über
einem Flüssigkeitsspiegel
in dem Trommelabschnitt 22 ist eine Gaskammer 37 ausgebildet,
und ein Gas in dieser Gaskammer 37 wird über ein
Leitungsrohr 38, den Wasserversorgungstank 33 und
ein Entlüftungsrohr 39 zur
Atmosphäre
hin freigesetzt. Bei dieser Konstruktion wird das gespeicherte Wasser 27 unter
einem Druck erwärmt,
der niedriger als der Luftdruck ist, und außerdem wird die Temperatur
unterhalb des Siedepunktes (100°C)
gehalten. In diesem Beispiel ist die Wärmetauscherschlangen-Baueinheit 1 mit
einem Lastsystem wie etwa einem Heizungssystem, einer Heißwasser-Versorgungseinheit,
einem Bad oder einem Schwimmbad, die hier nicht gezeigt sind, verbunden.
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Wenigstens bei den gezeigten Ausführungsformen
kann die vorliegende Erfindung folglich in der Weise betrachtet
werden, dass sie eine Wärmetauscherschlangen-Baueinheit schafft,
die den Mittelabstand zwischen zwei benachbarten Wärmetauscherschlangen-Rohren
durch Vermeidung eines Schweißraumes
zur Verbindung eines Einlasssammlers und eines Auslassverteilers
mit der Wärmetauscherschlange
minimiert, wodurch es möglich
ist, die Wärmetauscher-Baueinheit kleiner
zu bauen und innerhalb eines Raumes mit begrenztem Platz zu installieren,
während
eine große
wärmeleitende
Fläche beibehalten
wird.
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Die obigen Ausführungsformen wurden nur für das Verständnis der
vorliegenden Erfindung beschrieben, und die vorliegenden Erfindung
ist nicht auf die Ausführungsformen
beschränkt,
und verschiedene Konfigurationen sind zulässig, bei denen z. B. die Auslassrohre
und die Einlassrohre in der entgegengesetzten Betriebsart verwendet
werden, ein Erwärmungsmedium
und ein Wärme-Empfängermedium
entgegengesetzt verwendet werden oder ein Wärmetauscher, in dem die Wärmetauscherschlangen-Baueinheit
verwendet wird, nicht von einer aufrechten Art, sondern von einer
flachen Art ist.