DE8520428U1

DE8520428U1 - Wärmeaustauscher mit Entlastungsanker für die Wärmeaustauscherrohre

Info

Publication number: DE8520428U1
Application number: DE19858520428
Authority: DE
Original assignee: Hans Guentner 8080 Fuerstenfeldbruck De GmbH
Current assignee: Hans Guentner 8080 Fuerstenfeldbruck De GmbH
Priority date: 1985-07-15
Filing date: 1985-07-15
Publication date: 1987-07-16

Description

Die Übertragung von Energie aus einem wärmeren Fluid (Flüssigkeit oder Gas) durch eine feste Trennwand an ein kälteres Fluid spielt in allen Bereichen der Technik eine große Rolle. Hierfür gibt es je nach der Verwendungsart die up.torschiedlichatan Wärmeaustauscher- wie Vorwärmer.

Zwischenkühler, Nachwärmer, Gaskühler, Verdampfer, Kondensatoren, ölkühler oder Dampferzeuger. Sogenannte Rippenrohrwärmeaustauscher verwendet man z.B. beim Wärmetransport zwischen einem Gas und einer Flüssigkeit, wenn auf der einen Seite der Trennwand der Wärmeübergang unter Aggregatszustandsänderungen auftritt, auf der anderen dagegen nicht, oder wenn die wärmeübertragenden Fluide sehr unterschiedliche Geschwindigkeiten haben. In diesen Fällen "bringt man auf der Seite des schlechteren Wärmeübergangs Rippen an, die beispielsweise aus gestanzten Blechrippen mit umbördeltem Loch gebildet werden. Derartige Rippenrohrwärmeaustauscher bestehen aus einem Bündel von Rohren, die achsenparallel durch eine große Anzahl zueinander paralleler und zu den Rohrachsen senkrechten Blechrippen geführt werden. Der Abstand der Blechrippen beträgt dabei meist nur einige nun. Der aus dem Rohrbündel und den diese verbindenden Blechrippen bestehende Block wird an seinen beiden Enden an Stirnblechen gehaltert, die Bestandteil des Kondensatorgehäuse£ sind. Falls die Längsausdehnung des Kondensatorblocks sehr groß ist, kann eine zusätzliche Abstützung des Kondensatorblocks zwischen den Stirnblechen erforderlich sein, so daß in diesem Fall an geeigneten Stellen sogenannte Zwischenbleche eingefügt werden, die eine Abstützung des Kondensatorblocks auch zwischen den beiden Stirnblechen ermöglichen. Da der Kondensa±orblock. einerseits und das Kondensatorgehäuse andererseits aufgrund unterschiedlicher TemperatürSchwankungen und unterschiedlicher Ausdehnungs-

köeffizienten auch unterschiedlichen Abmessungsänderungen unterworfen sind, werden bei üblichen Wärmeaustauschern die Wärmeaustäuscherrohre nicht starr in den Stirnblechen bzw. Zwischenblechen gehaltert, sondern können in den dort vörgesehenen Bohrungen gleiten. Diese ständige Gleitbewegung führt jedoch im Laufe der Zeit zu einer Verringerung der Wandstärke der Wärmeaustauscherrohre/ da diese regelmäßig aus relativ weichem Material, wie Kupfer, bestehen. Dies

Bereich der Stirn- und Zwischenblechen.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Wärmeaustauscher gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, daß ein Scheuern der Wärmeaustauscherrohre im Bereich der Abstützung des Kondensatorblocks aufgrund von TemperaturSchwankungen vermieden wird.

Bei der Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von dem Grundgedanken aus, neben den eigentlichen Wärmeaustauscherrohren zusätzliche stab"» oder rohrförmige Entlastungsanker parallel zu den Wärmeaustauscherrohren vorzusehen. Dadurch ist es möglich, den gesamten Wärmeaustauscherblock freitragend im Gehäuse zu halten. So genügen beispielsweise zum entsprechenden Abstützen eines Wärmeaustauscherblocks mit etwa 100 Wärmeaustauscherrohren bereits etwa 4 bis 10 Entlastungsrohre oder -stäbe, die mit den Stirn- und Zwischenblechen starr verbunden sind, während die Wärmeaustauscherrohre durch entsprechend groß bemessene Bohrungen in den Stirn- und Zwischenblechen frei geführt sind, ohne mit diesen in Reibschluß zu kommen.

Im einzelnen zeichnet sich der erfindungsgemäße Wärmeaustauscher dadurch aus, daß mehrere zu den Wärmeaustauscherrohren parallele, am Wärmeaustauscherrahmen befestigte Entlastungsanker vorgesehen sind und daß die Wärmeaustauscherrohre am Rahmen nicht befestigt sind. Durch diese Maßnahmen

können die Wärmeaüstäüscherrohre nicht an den Stirn- und Zwischenblechen scheuern, so daß Undichtigkeiten in diesem Bereich vermieden werden und die Wärmeaustauscherblöcke eine sehr höhe Lebensdauer haben. Da das Scheuern der Wärmeaustauscherrohre vermieden wird, kann deren Wandstärke beispielsweise von 0,5 mm auf 0,4 mm, ohne Qüälitätseinbuße vermindert werden. Dadurch ergeben sich Materialeinsparungen ohne wesentliche Mehrkosten bei der Herstellungj

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus dem nachstehend erläuterten Ausführungsbeispiel mit Bezug auf die Zeichnung. Es zeigen

Figur 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Axialkondensators mit Luftkühlung ,

Figur 2 eine teilweise geschnittene Stirnansicht des Axialkondensators gemäß Figur 1/

Figur 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Figur 2, und

Figur 4 eine Aufsicht auf ein Stirnblech mit der Verschaltung der Wärmeaustauscherrohre im Bereich zweier Entlastungsanker.

Ein erfindungsgemäßer Wärmeaustauscher in Form eines Axialkondensators mit Luftkühlung ist in Figur 1 dargestellt.

In dem Kondensatorgehäuse 1 ist ein flacher, langgestreckter Kühlblock 2 angeordnet, der in Vertikalrichtung von Kühlluft durchströmt wird. Zu diesem Zweck sind an der Oberseite des Kondensatorgehäuses 1 beispielsweise drei Axiallüfter 3 angeordnet. Der Kühlblock 2 besteht aus einer Vielzahl in geringem Abstand aneinander geschichteter und zueinander paralleler Rippen oder Lamellen 10, die senkrecht

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zur Achse der Wärmeaüotauscherröhre 7 angeordnet sind. Diese Wärmeaustauscherrohre sind in üblicher Weise mit den Rippen 10 verbunden und an den Kondensatorblockenden über U-förmige Umlenkrohre 12 miteinander verbunden. In üblicher Weise befinden sich eingangs- und ausgangsseitig ein Verteilerrohr 8 bzw. Sammelrohr 9.

Zusätzlich zu den Wärmeaüstauscherrohren 7 oder anstelle von einigen der Wärmeaustauscherrohre 7 sind zu diesen Rohr<?,n parallele Entlastungsanker 11 in Form von Stütz stäben oder Stützrohren vorgesehen, die ebenso wie die Wärmeaustauscherrohre 7 mit den Kühlrippen 10 verbunden sind und darüber hinaus direkt an den beiden Stirnblechen 4 und 5 und gegebenenfalls an eventuell vorhandenen Zwischenblechen 6 gehaltert sind. Die Wärmeaustauscherrohre 7 sind dagegen nicht mit den Stirnblechen 4 und 5 und eventuellen Zwischenblechen 6 verbunden; vielmehr sind die Bohrungen für die Wärmeaustauscherrohre 7 in den Stirnblechen und den Zwischenblechen 6 deutlich größer als die Außendurchmess^er der Wärmeaustauscherrohre, so daß diese nicht mit den ■ Stirn- und Zwischenblechen 4 bis 6 in Berührung kommen. Die Abdichtung der Wärmeaustauscherrohre 7 gegenüber den beiden Stirnblechen kann mit Hilfe von auf die Rohre aufgesteckten Kappen erfolgen, die zusätzlich noch angelötet werden können. Diese aus dünnem Blech hergestellten Kappen gestatten eine praktisch unbehinderte Axialbewegung der Wärmeaustauscherrohre 7 gegenüber den Stirnblechen 4 und

Die Entlastungsanker 11 können an den Stirn- und Zwischenblechen 4 bis 6 durch Verschweißen befestigt werden; falls die Entlastungsanker in Form von Rohren, z.B. außen galvanisch verzinkten Stahlrohren, ausgebildet sind, erfolgt die entsprechende Befestigung an den Stirn- und Zwischenblechen 4 bis 6 vorzugsweise durch mechanisches Aufweiten der Rohre zu beiden Seiten der Bleche.

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In Figur 4 ist die Verschaltung der Wärmeciustauscherrohre 7 |

im Bereich eines Stirnblechs mit Hilfe von Dmlenkrohren 12 ff

dargestellt. Im Bereich der beiden Entlastungsanker 11 ist e

dabei die übliche Verschaltung der Wärmeaustauscherrohre 7 |

erfindungsgemäß modifiziert und ein überbrückendes Umlenk- |

rohr 12a vorgesehen, zwischen dem zwei Entlastungsanker 11 jj.

angeordnet sind. Eine ähnliche Anordnung der Entlastungs- f

anker 11 und der Umlenkrohre 12 bzw. 12a ergibt sich aus !

Figur 2. Die beiden in Figur 2 stirnseitig dargestellten ,

Entlastungsanker 11 können gemäß Figur 3 durch ein Blind-U- j"

Rohr (oder -stab) 13 miteinander verbunden sein, um ein | einheitliches
zu erreichen.

einheitliches Aussehen der stirnseitigen Rohrverschaltung f

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Claims

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PATENTANWÄLTE

SIEBERTSTRASSE 4- - SOOO MÜNCHEN 86 - PHONE: (O89) 47 4O75 CABLE: BENZOLPATENT MÖNCHEN · TELEX 5-29 4-53 VOPAT D

u.Z.: T 838 DE

Hans Güntner GmbH 1 ^ Juli 1985

Fürstenfeldbruck

" Wärmeaustauscher mit Entlastungsanker für die Wärmeaustauscherrohre "

ansprüche

1. Wärmeaustauscher mit mehreren zueinander im wesentlichen paral'-slen Wärmeaustauscherrohren (7) und mit einem Rahmen, vorzugsweise aus Stirn- und gegebenenfalls Zwischenblechen (4 und 5 bzw. 6) zum Haltern der Wärmeaustauscherrohre (7),
dadurch gekennzeichnet,

a) daß mehrere zu den Wärmeaustauscherrohren (7) parallele, am Rahmen (4 bis 6)befestigte Entlastungsanker (11) vorgesehen sind und

b) daß die Wärmeaustauscherrohre (7) am Rahmen (4 bis 6) nicht befestigt sind.
2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlastungsanker (11) an den Stirn- und/ oder Zwischenblechen {4 und 5 bzw. ·&oacgr;) befestigt sind und daß der Durchmesser der Bohrungen für die Wärmeaustauscherrohre (7) in den Stirn- bzw. Zwischenblechen (4 und 5 bzw. 6) größer sind als die Außendurchmesser der entsprechenden Wärmeaustauscherrohre (7) .'

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3. Wärmeaustauscher nach, Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Wärmeaustauscherrohre (7) als auch die Entlastungsanker (11) mit den senkrecht zur Rohrachse verlaufenden Rippen oder Lamellen (10)

5 verbunden sind.
4. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, daß die Entlastungsanker (11) als Stützrohre oder Stützstäbe ausgebildet sind. IQ