DE854362C

DE854362C - Heat exchanger divided by a longitudinal partition

Info

Publication number: DE854362C
Application number: DEM4716D
Authority: DE
Inventors: Walter Streubel
Original assignee: Mitteldeutsche Stahlwerke G M
Current assignee: Mitteldeutsche Stahlwerke G M
Priority date: 1939-02-21
Filing date: 1939-02-21
Publication date: 1952-11-04

Description

Durch eine Längstrennwand unterteilter Wärmeaustausdier Die Erfindung betrifft einen durch eine Längstrennwand unterteilten Wärmeaustauscher mit zwischen Rohrböden eingesetzten Rohren für Gase und/oder Flüssigkeiten, wie Mehrflußvorwärmer, -kühler, -kondensatoren od. dgl.Heat exchangers divided by a longitudinal partition wall. The invention relates to a heat exchanger divided by a longitudinal partition wall with between Tubes used for gases and / or liquids, such as multi-flow preheaters, -Coolers, capacitors or the like.

Die bekannten Vorrichtungen dieser Art haben den Nachteil, daß ein einwandfreies Abdichten der Trennwände und der zum Verbessern des Wirkungsgrades quer zur Vorrichtung vorgesehenen Leitbleche nicht durchführbar ist. Das z. B. zu kühlende Mittel durchfließt daher die Vorrichtung nicht in der beabsichtigten Weise, sondern strömt vielmehr infolge der undichten Stellen dem Austrittsstutzen auf kürzerem Wege zu. Besonders schädlich hat sich in dieser Beziehung die bisherige Lagerung und Befestigung der Trennwände an den Längsseiten der Vorrichtung erwiesen. Hier beträgt das Maß der Undichtheiten oft mehr als das des Querschnittes des Eintrittsstutzens für das Mittel. Auch das noch vorgeschlagene Anbringen zusätzlicher Bolzen, das Abdichten mittels sog. Runddichtungen oder federnder Messingstreifen haben sich als unzureichend erwiesen.The known devices of this type have the disadvantage that a perfect sealing of the partition walls and to improve the efficiency transverse to the device provided baffles is not feasible. The Z. B. to cooling agent therefore does not flow through the device in the intended way, but rather flows through the outlet connection for a shorter time due to the leaks Ways to. The previous storage has proven particularly harmful in this regard and attachment of the partitions to the longitudinal sides of the device. here the extent of the leaks is often more than that of the cross-section of the inlet connection for the agent. Also the proposed attachment of additional bolts that Sealing by means of so-called round seals or resilient brass strips have proven themselves proved insufficient.

Es ist ferner ein als Mehrflußvorrichtung ausgebildeter Wärmeaustauscher bekanntgeworden, bei dem innerhalb des Gehäusemantels ein weiterer Mantel vorgesehen ist und die Zu- bzw. Abflußstutzen für beide Austauschmittel jeweils nur durch den Außenmantel geführt werden. Dieser Vorrichtung ist nachteilig, daß die den Innenmantel unterteilende Längstrennwand sich bis zum vorderen Rohrboden erstreckt, wodurch diese Trennwand sowohl mit dem Außenmantel als auch mit dem Innenmantel verbunden werden muß. Eine einwandfreie Abdichtung ist hierdurch jedoch praktisch nicht möglich. Das Abdichten wird weiterhin dadurch erschwert, daß die Längstrennwand nicht bis zur hinteren Stirnwand des Innenmantels geführt ist. Außerdem hat dieser bekannte Wärmeaustauscher den Nachteil, daß infolge der Befestigung des Innenmantels sowohl mit der Trennwand als äuch mit dem hinteren Rohrboden keine Freizügigkeit der Ausdehnung der Rohre gegenüber der der Trennwand und der des Innenmantels besteht. Hierdurch wird ferner eine verschiebbare Abdichtung erforderlich.It is also a heat exchanger designed as a multi-flow device became known, in which a further jacket is provided within the housing shell is and the inflow and outflow nozzles for both exchange media only through the Outer jacket are guided. This device is disadvantageous in that the inner jacket dividing longitudinal partition wall extends to the front tube sheet, whereby this partition is connected to both the outer jacket and the inner jacket must become. A perfect seal is practically not possible as a result. The sealing is made more difficult because the longitudinal partition wall is not up to is led to the rear end wall of the inner jacket. In addition, this one has well-known Heat exchangers have the disadvantage that as a result of the attachment of the inner jacket as well as with the partition wall as well as with the rear tube sheet no freedom of expansion of the pipes compared to that of the partition wall and that of the inner jacket. Through this a sliding seal is also required.

Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, daß die zwischen der Stirnwand des Innenmantels und dem benachbarten Rohrboden befindlichen Kammern für das zu- bzw. abfließende Mittel durch eine von der Trennwand des Innenmantels abgeteilte Trennwand abgeschlossen sind.According to the invention it is therefore proposed that the between the end wall of the inner jacket and the adjacent tube sheet for the additional or outflowing means through a partitioned off from the partition of the inner jacket Partition wall are complete.

Diese Ausbildung schließt das Auftreten von Undichtheiten aus, so daß das Mittel den vorgeschriebenen Weg einhalten muß. Der Wirkungsgrad der Vorrichtung wird dadurch erheblich verbessert. Der Innenmantel kann auf bequeme Art sorgfältig und in einwandfreier Weise gegen die Trennwände und Leitbleche abgedichtet und darauf als Ganzes in den Gehäusemantel eingesetzt werden. Das Einschieben und Ausziehen des Rohrsystems erfolgt nicht mehr in den Dichtflächen, sondern der bereits in sich abgedichtete Körper kann in das Gehäuse leicht hinein- bzw. aus diesem herausgefahren werden. Auch das Abdichten der abgeteilten Längstrennwand am Außenmantel kann in einwandfreier Weise durchgeführt werden. Außerdem besteht völlige Freizügigkeit der Ausdehnung der Rohre gegenüber der der Trennwand bzw. der des Innenmantels.This training excludes the occurrence of leaks, so that the means must follow the prescribed route. The efficiency of the device is thereby considerably improved. The inner jacket can be carefully cleaned in a convenient way and properly sealed against and on the partitions and baffles can be used as a whole in the housing jacket. Pushing in and pulling out of the pipe system no longer takes place in the sealing surfaces, but in itself sealed body can easily move into and out of the housing will. The sealing of the divided longitudinal partition on the outer jacket can also be carried out in be carried out in an impeccable manner. In addition, there is complete freedom of movement the expansion of the pipes compared to that of the partition or that of the inner jacket.

Ferner wird vorgeschlagen, die vordere Stirnwand des Innenmantels durch eine Stopfbuchse gegen den Außenmantel abzudichten und die von dem hinteren Rohrboden unabhängige hintere Stirnwand des Innenmantels in an sich bekannter Weise mittels Laufrollen od. dgl. längs verschiebbar im Gehäusemantel zu lagern. Durch die Anordnung der Stopfbuchse wird vermieden, daß das der Kammer zugeführte Mittel bzw. nur ein Teil desselben in den durch den Innen- und Außenmantel gebildeten Ringraum eintreten kann. Die Stopfbuchse ist fest angeordnet und unterliegt daher keinem Verschleiß durch Reibung.It is also proposed that the front end wall of the inner jacket to be sealed by a stuffing box against the outer jacket and that of the rear Tube sheet independent rear end wall of the inner jacket in a manner known per se by means of rollers or the like to be longitudinally displaceable in the housing shell. By the arrangement of the stuffing box avoids that the agent supplied to the chamber or only part of it in the annular space formed by the inner and outer sheaths can occur. The stuffing box is fixed and is therefore not subject to any Wear from friction.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die zwischen der Stirnwand des Innenmantels und dem Rohrboden vorgesehenen Kammern an ihrem Umfang durch ein besonderes Ringstück des Außenmantels abgeschlossen. Dies hat den Vorteil, daß das Abdichten der die eine Kammerwand bildenden Stirnseite des Innenmantels mit dem Außenmantel beispielsweise durch Einbau einer Stopfbuchse im Zustand guter Zugänglichkeit der Einrichtung während des Zusammenbaues vorgenommen werden kann. Außerdem ist ein genaues überwachen dieser Abdichtung möglich.According to a further embodiment of the invention, the between the end wall of the inner jacket and the tube sheet provided chambers on its circumference completed by a special ring piece of the outer jacket. This has the advantage that the sealing of the end face of the inner jacket which forms a chamber wall with the outer jacket in good condition, for example by installing a stuffing box Accessibility of the facility can be made during assembly. In addition, this seal can be monitored closely.

Gemäß einem weiteren Vorschlag ist die hintere Stirnwand des Innenmantels mit Spiel in den Außenmantel eingebracht bzw. im Bereich des durch den Innenmantel und den Außenmantel gebildeten Ringraumes mit Ausnehmungen versehen. Hierdurch wird eine Entlastung des Innenmantels herbeigeführt. Er kann somit aus verhältnismäßig dünnem Werkstoff hergestellt werden, was außer einer Gewichts- und Kostenersparnis noch den Vorteil mit sich bringt, daß der Innenmantel besser und dichter an den Leitblechen zur Anlage gebracht werden kann.According to a further proposal, the rear end wall is the inner jacket introduced with play in the outer jacket or in the area of the inner jacket and the outer jacket formed annular space is provided with recesses. This will a relief of the inner jacket brought about. He can thus from proportionately thin material are produced, which apart from a weight and cost savings still has the advantage that the inner jacket is better and closer to the Baffles can be brought to the facility.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht. Es zeigt Fig. i einen Längsschnitt durch einen Kühler, Fig. 2 den Kühler nach Fig. i im Querschnitt, Fig. 3 und 4 die Lagerung und Befestigung der Trennwand des Innenmantels bei einem Kühler gemäß den Fig. i und 2.The invention is illustrated by way of example in the drawing. FIG. 1 shows a longitudinal section through a cooler, FIG. 2 shows the cooler according to FIG. i in cross section, FIGS. 3 and 4 the mounting and fastening of the partition wall of the inner jacket in the case of a cooler according to FIGS.

Der Kühler besteht zunächst aus einem Gehäusemantel i und dem Rohrsystem 2, 3. Die Rohre sind an ihrem einen Ende in einen festen Rohrboden 4 eingewalzt, der die eine Stirnseite des Außenmantels i abschließt. Die Rohre münden an dieser Seite in die Wassereintrittskammer 5 und die Wasseraustrittskammer 6 aus. Am anderen Ende sind die Röhre 2, 3 in einen beweglichen Rohrboden 7 eingewalzt. Dieser hintere Rohrboden 7 ist auf Gleitstücken oder -rollen innerhalb des Außenniantels i verschiebbar, um der Wärmeausdehnung der Rohre Rechnung zu tragen. An diesem Ende münden die Rohre 2, 3 in die Wasserumkehrkammer 8 aus. Die Wassereintrittskammer 5 und die Wasseraustrittskammer 6 sind je mit einem .Leitungsanschlußstutzen 9, io versehen.The cooler initially consists of a housing shell i and the pipe system 2, 3. The tubes are rolled into a solid tube sheet 4 at one end, which closes one end of the outer jacket i. The pipes lead to this Page into the water inlet chamber 5 and the water outlet chamber 6. At the other At the end, the tubes 2, 3 are rolled into a movable tube sheet 7. This rear one Tube sheet 7 can be moved on sliding pieces or rollers within the outer ring i, to take into account the thermal expansion of the pipes. The pipes open at this end 2, 3 into the water reversal chamber 8. The water inlet chamber 5 and the water outlet chamber 6 are each provided with a line connection piece 9, io.

Innerhalb des Gehäusemantels i ist ein weiterer Mantel i i vorgesehen, der an seinen beiden Stirnseiten durch gelochte Wände 12, 13 abgeschlossen ist. Zur Erzielung des Mehrflusses ist innerhalb des Innenmantels i i eine in Längsrichtung desselben verlaufende z. B. zweiteilige Trennwand 14 vorgesehen. Zwischen der vorderen Stirnwand 12 und dem Rdhrboden 4 ist ein Raum geschaffen, der durch eine weitere Längstrennwand 15 in zwei Kammern 16, 17 unterteilt ist. jede dieser Kammern ist mit einem Leitungsanschlußstutzen 18, i9 für das zu kühlende Mittel, z. B. heißes Benzin, ausgerüstet, welches vorzugsweise nach dem Gegenstromprinzip durch den Kühler geführt wird.Within the housing shell i, another shell i i is provided, which is closed at both ends by perforated walls 12, 13. In order to achieve the increased flow, one in the longitudinal direction is inside the inner jacket i i same running z. B. two-part partition 14 is provided. Between the front End wall 12 and the Rdhrboden 4, a space is created by another Longitudinal partition 15 is divided into two chambers 16, 17. each of these chambers is with a line connection piece 18, i9 for the medium to be cooled, for. B. hot Gasoline, which is preferably based on the counterflow principle through the cooler to be led.

Die vordere Stirnwand 12 des Innenmantels i i ist bis zum Außenmantel i hochgezogen und gegen denselben abgedichtet, um zu verhindern, daß das zu kühlende Mittel bzw. ein Teil desselben in den durch den Innenmantel i i und den Außenmantel i gebildeten Ringraum 20 von derEintrittskammer 16 aus fließt. Das Abdichten kann auf beliebige Art erfolgen. Vorzugsweise findet jedoch eine Stopfbuchse 21 Anwendung.The front end wall 12 of the inner jacket i i extends to the outer jacket i pulled up and sealed against the same to prevent the to be cooled Means or a part of the same in the through the inner jacket i i and the outer jacket i formed annular space 20 flows from the inlet chamber 16 from. The sealing can be done in any way. Preferably, however, a stuffing box 21 is used.

Die zwischen der Stirnseite 12 des Innenmantels i i und dem festen Rohrboden 4 vorgesehenen Kammern 16, 17 sind an ihrem Umfang durch ein besonderes Ringstück 22 des Außenmantels i abgeschlossen. Hierdurch ist ein leichter und einwandfreier Einbau der Stopfbuchse 2i möglich.The between the end face 12 of the inner jacket i i and the solid Tube sheet 4 provided chambers 16, 17 are on their circumference by a special Ring piece 22 of the outer jacket i completed. This makes a lighter and flawless one Installation of the stuffing box 2i possible.

Der an dem den Kammern 16, 17 gegenüberliegenden Ende angeordnete Tragring 13 für den Innenmantel i i ist mit Spiel in den Außenmantel i eingebracht, so daß das innerhalb des Innenmantels befindliche zu kühlende Mittel von der Umkehrkammer 23 für das zu kühlende Mittel aus in den Ringraum 20 übertreten kann, wodurch der Innenmantel i i entlastet wird. Dieser kann daher aus verhältnismäßig dünnem Werkstoff hergestellt werden, was wiederum einen leichteren Zusammenbau und ein besseres Abdichten des Innenmantels sowohl an seinen Cberlappungsstellen als auch an den Stirnwänden bzw.Tragringen 12, 13, 24, derLängstremiwand 14 und den Leitblechen 25 ermöglicht.The support ring 13 for the inner jacket ii, which is arranged at the end opposite the chambers 16, 17 , is introduced into the outer jacket i with play, so that the agent to be cooled located inside the inner jacket moves from the reversing chamber 23 for the agent to be cooled into the annular space 20 can cross, whereby the inner jacket ii is relieved. This can therefore be made of relatively thin material, which in turn enables easier assembly and better sealing of the inner jacket both at its overlapping points and on the end walls or support rings 12, 13, 24, the longitudinal extremity wall 14 and the baffles 25.

Die Leitbleche 25 und insbesondere die Trennwand 14 können vor dem Einbringen in den Außenmantel i völlig abgedichtet werden. Statt der gezeigten Befestigung mittels Schrauben 26 können auch Niet- und Schweißverbindungen Anwendung finden. Die Anbringung der von der Längstrennwand 14 abgeteilten Trennwand 15 zwischen den Kammern 16, 17 kaiirr auf eine der bei derartigen Vorrichtungen üblichen Arten erfolgen, da diese Trennwand 15 verhältnismäßig sehr schmal ist und daher einwandfrei abgedichtet werden kann, zumal der Außenmantel i noch durch den festen Rohrboden 4 versteift ist.The baffles 25 and in particular the partition 14 can before Introducing into the outer jacket i be completely sealed. Instead of the attachment shown riveted and welded connections can also be used by means of screws 26. The attachment of the partition 15 separated by the longitudinal partition 14 between the Chambers 16, 17 kaiirr take place in one of the ways customary with such devices, since this partition 15 is relatively very narrow and therefore properly sealed can be, especially since the outer jacket i is still stiffened by the solid tube sheet 4 is.

Der Innenmantel ii ist mittels der Laufrollen 27 od. dgl. längs verschiebbar im Gehäusemantel i gelagert.The inner jacket ii is longitudinally displaceable by means of the rollers 27 or the like stored in the housing shell i.

Selbstverständlich kann die erfindungsgemäße Ausbildung auch bei allen anderen Mehrflußvorrichtungen durchgeführt werden, beispielsweise bei Vorwärmern mit zwei festen Rohrböden, bei denen der Wärmeausdehnung der Rohre durch eine oder mehrere Kompensationswellen im Gehäusemantel Rechnung getragen_wird.Of course, the training according to the invention can also be used for all other multi-flow devices can be carried out, for example in preheaters with two fixed tube sheets, in which the thermal expansion of the tubes by one or several compensation waves in the housing jacket are taken into account.

Claims

PATENT CLAIMS-i. Heat exchanger divided by a longitudinal partition with tubes inserted between tube sheets, in the case of which inside the housing jacket another jacket is provided and the inflow and outflow nozzles for both exchange media are each only passed through the outer jacket, characterized in that the between the end wall (12) of the inner jacket (i i) and the adjacent tube sheet (4) located chambers (16, 17) for the inflowing or outflowing agent through a from the partition (14) of the inner jacket (ii) all-part partition (15) closed are.

2. Heat exchange device according to claim i, characterized in that the end wall (12) of the inner jacket (i i) through a stopper (21) against the Outer jacket (i) sealed and the other from the rear tube sheet (7) independent End wall (13) of the inner jacket (i i) in a manner known per se by means of rollers (27) or the like. Is mounted in the housing jacket (i) so as to be longitudinally displaceable.

3. Heat exchange device according to claim i or 2, characterized in that the between the end wall (12) of the inner jacket (i i) and the tube sheet (4) provided chambers (16, 17) at their Perimeter are closed by a special ring piece (22) of the outer jacket (i).

4. Heat exchange device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that that the end wall (13) of the inner jacket (i i) introduced with play in the outer jacket (i) or in the area of the inner jacket (i i) and the outer jacket (i) formed annular space (20) provided with recesses is.