DE845052C - Waermeaustauscher - Google Patents

Description

• Wärmeaustauscher Die Erfindung betrifft eine neue Bauart von Röhretim-ärmeaustauschern, insbesondere für größere Drucke, durch die die Möglichkeit geschaffen wird, Wärmeverluste zu vermeiden und einen besseren Wärmeübergang zu erzielen sowie das Rohrbündel in seiner ganzen Länge zum Wärmeaustausch heranzuziehen.
• Bisher war es üblich, Wärmeaustauscher mit oder ohne Ausgleichsmöglichkeit für dieVerschiedenheit der Wärmedehnung des Rohrbündels und des äußeren Mantels mit Umlenkblechen auszuführen, die in einem gewissen, möglichst gerinnen :\bstand \-otn Mantel atiz;eordtiet und durch antikerrohre oder Abstandsbolzen oder Anschweißen an das Rohrbündel oder sonstwie gehalten wurden. Eine Ausführungsform dieser bekannten Bauart ist in Abb. I dargestellt.
• Diese Bauweisen haben, besonders bei unter Druck arbeitenden Austauschern, die nach dem Schweißen spannungsfrei oder normalisierend geglüht werden müssen, den Nachteil, daß der Abstand zwischen den Umlenkblechen und dem Außenmantel verhältnismäßig groß wird, weil es nicht gelingt, die Außenmäntel vollkommen rund herzustellen, wenn man sie nicht innen ausdreht. Infolgedessen wird die Wirkung der Umlenkbleche, die <las unt die Rohre fließende Mittel ständig durch (las Rohrbündel hindurchführen sollen, praktisch unzulänglich, da ein großer Teil des Gasstroms unmittelbar an der Außenwand der Rohre entlangstreicht. Würde man jedoch auf die Umlenkbleche verzichten, so würde der Abstand zwischen den äußeren Rohren des Rohrbündels und der Außentvand noch größer und damit praktisch das durchstri>niende Mittel zwischen Behälterwand und den "ul.iereit Rohren hindurchströmen und so gut wie ;licht erwärmt werden (vgl. Abb. 1I).
• Matt könnte nun zwar, wenn man eine der beiden i Wirsingen des Mantels für das um die Rohre ströniende Mittel so groß macht, daß ein Mann hindurchkriechen könnte, oder ein Mannloch in der Iliilie der einen Öffnung anordnet, nach dem Einbringen aller Umlenkbleche und dem Einbringen einiger weniger Rohre zur Ausrichtung der t `ntlenkhleche diese im vorgesehenen Abstand am Mantel anschweißen, vorausgesetzt, daß der Wärmeaustailscher genügend groß ist, aber dann läßt sich (las 1Zohrhündel nicht mehr ausziehbar ausführen, was meist sehr unerwünscht ist.
• "ach der Erfindung wird das zweckmäßig an und für sich ausziehbare Rohrbündel. das mit oder ohne l"inlenkbleche ausgeführt sein kann, mit einem hinenniantel umgeben, der ein- oder mehrteilig, zweckmäßig zweiteilig, sein kann und der das Rohrbündel möglichst dicht umschließt und mit mindestens einem Rohrboden gasdicht verbunden ist. Der Innenmantel besitzt ferner, zweckmäßig möglichst in der Nähe des Rohrbodens, an dem er befestigt ist, eilte Öffnung, die mit einer Öffnung im Außenmantel, z. B. mittels eines Rohrstücks, verblinden ist.
• In Ahb. 111 ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt:' Die Pfeile geben die Strömungsrichtung der beiden Mittel an. Das Rohrbündel ist ausziehbar und der Innenmantel nur mit dem olleren Rohrboden fest verbunden. Unten besteht keine Verbindung, so daß eine ringförmige Öffnung entstellt, durch die das eine Mittel strömen kann. Oben ist die gasdichte Verbindung zwischen Rohrl)iii@(lelratim und Öffnung des Außenmantels vorgesehen. Der untere Rohrhoden ist starr mit dem äußeren 'Mantel verbunden; Wärmedehnungsunterschiede werden somit vom Werkstoff selbst aufgenommen.
• :\b'). I\' stellt diese Anordnung mit, einer Ausgleichsvorrichtung für die Wärmedehnung dar, so (laß sich (las Rohrbündel frei nach unten ausdehnen kann. Vorteilhaft wird in diesem Fall auch die Verbindung des Innenmantels mit dem zugeordneten Stutzen des Außenmantels beweglich ausgeführt, wie dies aus der Abb. IV deutlich hervorgeht. Dabei werden zweckmäßig Verbindungsrohre verwendet, die im Längsschnitt gefaltet, z. B. wellenfiirtnig oder zickzackförmig sind, z. B. sog. Metallschläuche.
• Bei den Ausführungsformen der Abb. III und IV wird das Rohrbündel unter Umständen nicht in seitici- ganzen Länge ausgenutzt, da für die Verhinduiig des Innenmantels mit dein zugeordneten Stutzen des Außenmantels eilte gewisse Bauhöhe. d. h. ein gewisser Abstand vom oberen Boden, in Anspruch genommen i\-cr(ieii muß. Diese ßauhölie wird besonders groß, weitet die in A11. I V angedeutete, beweglich ausgeführte Verbindung zwischen Innenmantel und Öffnung des .\ußenmantels vorgesehen wird. Dieser Flächenverlust kann null. wie sich weiter gezeigt hat, vermieden werden, wenn der Innenmantel am oberen Ende mit einem bis unter die obere Öffnung des .-@ußenmantels reichenden Ringraum umgeben wird, der tritt der Öffnung des Außenmantels unmittelbar verbunden wird, wie das in Abb. V dargestellt ist (vgl. dort Ringraum b). Da bei dieser Anordnung die Wand des Ringraums mit dem Rohrboden gasdicht verbunden ist, kann hier der Innenmantel beiderseits einen geringelt Abstand von den Rohrböden besitzen, so daß' (las Rohrbündel in seiner ganzen Länge zum Wärineatistausch herangezogen werden kann.
• Außer der einen oberen Verbindung des Rohrbündelraums mit .\ußen kiiiinen noch weitere derartige Verbindungen angeordnet werden. Bei der Ausführungsform der Abb. N- ist etwa in der 'litte noch eine zweite derartige @'eritin(lung vorgesehen, und zwar hier zum Zweck der Zugale eines anderen oder auch gleichen Mittels, (las eine andere Temperatur besitzt und deshalb alt einer Stelle eingeführt werden soll, die seiner Temperatur entspricht. Auch hier katui ein Ringraum wie oben angeordnet werden. Die Verbindungen zwischen Innenmantel und Außenmantel können starr oder besser elastisch ausgeführt werden; in Abb. V sind beide elastisch angeordnet, um der Dehnungsmöglichkeit in jeder @\'eise Rechnung zu tragen. 1 )er Linienmantel Hingt sich nämlich anders als der .\tißeninantel und das Rohrbüledel wiederum arider: als der Innenmantel. Bei der dargestellten .\nordnung werden aber auch die Unterschiede der Delitiungen im Durchmesser ausgeglichen, die dadurch auftreten. (laß sich der Innenmantel stärker weitet als der kalte :ltißenmantel.
• Wenn die Rohrbündel ausziehbar sein sollen, so müssen auch die Verbindungen zwischen Innenmantel und Außenmantel leicht lösbar vorgesehen sein. Dies kann z. 13. in der in .\b'). VI dargestellten Weise erfolgen. Der lntieninantel c oder der diesen umgehende Sammelraum wird mit einem Flansch (1 ausgestattet, der ein leicht lösbares Gewinde trägt. 1n dieses Gewinde wird ein starre: Rohrstück e von entsprechender Länge eingeschraubt, das mit einem leicht beweglichen Rohr f (.Nletallscltlauch) tinigehen ist, das einerseits in der Nähe des Gewindes bei ;; an das starre IZolirstiick e angeschweißt ist. anderseits in eine ebene Platte li ausläuft. Durch Einschrauben des starren 1Zohrstücks tnit dem daran befestigten beweglichen Rohrstück wird eine Dichtung il am Grund des Gewindes festgeklemmt, die den Durchtritt von Gas oder Flüssigkeit nach außen oder umgekehrt verhindert. Durch dichtes Festklemmen der ebenen Platteli des beweglichen Rohrs zwischen dem Flansch i des Stutzens s des Außenmantels und dem Flansch ni der anschließenden lZohrleitung k wird andererseits der Rauin außer-

  halb des Innenmantels gegen Übertritt nach außen

  und damit gleichzeitig gegen Übertritt ins Innere

  des Rohrstutzens gesichert.

  leer all (lein Innenmantel oder dem Mantel des

  Ringraums c befestigte Flansch (1 mit Innengewinde

  kann auch in Richtung der -Mittelachse zweiteilig

  ausgeführt sein. was dann notwendig ist, wenn der

  Raum zwischen Innenmantel und Außenmantel so

  schmal wie lniiglich gehalten werden soll.

  I)ie \'erscliratilttitig kann auch durch einen all-

  deren Vurschlul:i, z. ß. durch einen Bajonettver-

  sclilttl.i oder stopflriichsähnliche Verbindupgen oder

  andere lriclit lüs1>@it-e Verbindungen, ersetzt sein.

  t@egenül>er der dargestellten Verschraubung haben

  aber z. I>. @t(>l@fltüchscn (gen Nachteil, weniger

  elastisch und, wenn tnan sie etwas beweglicher

  machen will, indem malt sie nicht so fest anzieht,

  nicht dicht ztt seilt.

  [)er treue \\-:il-ineaustatischer kann für die ver-

  schie(lensten Zwecke (Mienen, z. B. für die Rück-

  g(#Winnung oder Altleitung fühlbarer Wärme, z. B.

  Reaktiomstt:irlne bei chemischen Vorgängen, oder

  für die Itücl:gctt-itnlung oder Ableitung fühlbarer

  Kälte (lurch Abgabe (Mieser Wärme oder Kälte an

  ein anderes Mittel, beispielsweise zum Zweck der

  'I'ctnlceratursteigerultg oder -ertliedrigung dieses

  -Mittels.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: t. hii111-elltt:il-tile:itistausclier, insbesondere für ( r -iIere Drücke. init ausziehbarein kolirlriindel, dadurch gekennzeichnet, daß das I@(>hrl>ündel von einem Innen- und einem Außelunantel umgeben ist, «-obei durch den von den beiden -Mänteln gebildeten Zwischenraum (las die Rohre timspiilende -Mittel ab- oder zu- striiint, und der Innenmantel (las Rohrbündel in st (licht umschließt und eine Öffnung besitzt, die mit einer Öffnung ilii Außenmantel gds(liclit verbunden ist. 2. Wärmeaustauscher nach Anspruch i, da- durch gekennzeichnet, claß der Innenmantel mindestens all einem Ende von einem Ring- ratini umgeben ist, teer mit einer Öffnung des Außenmantels verbunden ist, wahrend der htnetnnantel zweckmäßig beiderseits in eineng geringen Abstand von den Rohrbuden ange- (lrdelet ist. 3.WärmeaustauschernachAnsprüchen i und2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrbündel- raullt bzw. der Ringraum durch eine elastische \'erl>induttg all eine Öffnung (ges Außenmantels grtsdicht angeschlossen ist. .I. Wärrneaustauscher nach Ansprüchen r bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr ztteckmäßig übereinander angeordnete elasti- sche Verbindungen zwischen Rohrhündelrauni bzw. Ringrauen und entsprechenden Öffluingen int Außeinnantel bestehen. 3. Wärmeaustauscher nach Ansprüchen i bis d.. dadurch gekennzeichnet, (Maß die elastischen \ erltitlclnngen leicht liisbar ausgeführt sind.