DE868746C - Doppelrohrwaermeaustauscher mit kaskadenartigen UEberlaeufen - Google Patents

Description

• Doppelrohrwärmeaustauscher mit kaskadenartigen Überläufen Die Erfindung betriftt eine Wärmeaustauschvorrichtung mit untereinander angeordneten, insbesondere waagerechten Rohrlagen von ineinander angeordneten Rohren, bei der kaskadenartige überläufe für ein die Doppelrohrzwischenräume durchströmendes Kältemittel zur Anwendung kommen.
• An sich ist eine Einrichtung für eine kaskadenartige Durchströmung des Zwischenraumes von schrägen, übereinander angeordneten Doppelrohren bekannt.
• Bei diesem Wärmeaustauscher sind in dem Zwischenraum zwischen den Doppelrohren in bestimmten Abständen Überlaufwände eingebaut; da das Doppelrohr schräg liegt, wird das Innenrohr auf der einen Seite der Überlaufwand zu stark und auf der anderen Seite nicht oder nicht hinreichend durch .das Kältemittel überflutet. Der Wärmeaustausch kann daher nur mangelhaft sein; die Raumbeanspruchung ist erheblich. Zur Durchströmung nebeneinanderliegender Rohrlagen ist die bekannte Einrichtung überhaupt nicht brauchbar.
• Diesen Mängeln wird erfindungsgemäß dadurch abgeholfen, daß die Mantelrohre jeder horizontalen Rohrlage mit beiden Enden an je ein für alle Rohrlagen gemeinsames, in einzelne Abteile durch Querwände unterteiltes senkrechtes Fall- und Dampfabführungsrohr (Kaskade) für .das Kältemittel angeschlossen sind, wobei das Eintritts- und das Austrittsende von zwei untereinanderliegenden Rohrlagen in ein gemeinsames Kaskadenabteil einmünden, aus dem die sich entwickelnden DUlmpfe abgeführt werden.
• In den Abb. i, 2 und 3 ist die Erfindung an einem Ölkühler als Ausführungsbeispiel in schematischer Form dargestellt. Abb. i ist eine Seitenansicht des Kühlers, Abb-.2 eine Stirnansicht und Abb. 3 ein Vertikalschnitt durch eines der seitlich angeordneten und mit einem Schnellverdampfer verbundenen Fall- und Dampfabführungsrohre (Kaskaden), in einer von Abb. 2 abweichenden Anordnung wiedergegeben.
• In diesen Abbildungen bezeichnet 5 einen Dampfsammelraum, 6 ein Zuflußrohr für das Kältemittel, 8, 20; 30 exzentrische Ringräume, 10, 22 usf. Zulaufrohre, 16, 18, 28, 32 usf. Überlaufrohre, 12, 14, 2q., 26 Doppelrohre, 34 einen Schnellverdumpfer, 36 einen Ringraum, 38 eine Schwimmerregelung, 4o ein Zuflußvenbil für das Kältemittel,. 42 ein Rohr, 44 Kaskaden, 45. 46, 47, 48 Dampfabführstücke, 50, 52, 54, 56, 58, 6o Mantelrohrstücke.
• Die Abb. i und 2 zeigen in übereinanderanordnung sieben Rohrlagen, von denen jede zwei nebeneinanderliegende Doppelrohre, bestehend aus Mantel und Innenrohre, besitzt. Die Rohrzwischenräume der nebeneinanderliegenden Doppelrohre sind durch Verbindungsrohre, beispielsweise 16, miteinander und die Innenrohre durch Krümmer mit den Barunterliegenden Innenrohren verbunden. Die Überlauf rohre 16, 18, 28 usf. sind -so hoch im Mantelrohr angeordnet, daß das Innenrohr gut überflutet ist; sie bilden den Überlauf für die Kaskaden. Diese befinden sich rechts und links des Kühlrohrsystems und stehen aufrecht. Sie stellen eine Konstruktion aus Mantelrohr- und Innenrohrstütken für den stufenartigen Abfluß des Kältemittels und seines Zuflusses zur Barunterliegenden Rohrlage sowie für den Abzug der Dämpfe dar.
• Die unterste Rohrlage sowie das Dampfabzugsrohr stehen mit einem Schnellverdampfer 34 zur Herbeiführungeiner schnellen Regelung des Kältemittelzuflusses in Verbindung.
• Das Kültemittel strömt durch das Rohr 6 (s. Abb. 2) in den Ringraum 8 der linken Kaskade 44 ein und fließt durch das Rohr io in den Zwischenraum des Doppelrohres 12 unten ein, füllt ihn und strömt durch das Rohr 16 in das Doppelrohr 14 und weiter .durch das Überlaufrohr 18 in den Raum 2o der rechten Kaskade. Das Rohr 18 und die -übrigen Überlaufrohre stehen in Verbindung mit der Kaskade. Aus dem Raum 2o gelangt .das Kältemittel durch das Rohr 22 .in die Doppelrohre 24, 26 und tritt durch das Rohr 28 in den Ringraum 3o der linken -Kaskade ein: In gleicher Weise durchläuft das Wältemittel die weiteren Barunterliegenden waagerechten Doppelrohrreihen und gelangt schließlich durch" das Rohr 32 in den Schnellverdampfer 34.
• Bei der Zuführung des XMtemittels zu den Doppelrohren ist, um den sich bildenden Dampf einsinnig abzuführen, darauf geachtet worden, daß das Kältemittel in das im Strömungssinn erste Rohr jeder waagerechten Rohrlage, z. B. 12, am unteren Umfang, z. B. Rohr io, in den Rohrzwischenraum, z. B. 12, einzuführen und die Fortleitung vom oberen Umfang (s. z. B. 16, 18) zu bewirken ist. Beim Fall des Kältemittels in den Kaskadenringraum steigen die Dämpfe hoch und gelangen beispielsweise aus dem Raum 30 in das Rohr 45 und werden dann zum Sammelraum 5 geleitet.
• Die einzelnen exzentrischen Ringräume der Kaskaden stehen also in offener Verbindung mit jedem der über ihnen angeordneten Abführungsrohrstücke 46, 48 oder 45, 47. Die Rohrstücke mülssen über die Überlaufstelle des Kältemittels hinwegreichen. Um die gewünschte Dampfführung zu erreichen und Fallstufen zu erhalten, sind Abführrohrstücke, z. B. 45, 46, in Mantelrohrsdücke, und zwar um für den Überlauf Raum zu schesen, exzentrisch eingesetzt und mit ihrem unteren Ende mit den Mantelrohrstücken, z. B. 5o, 52, 54, 56, 58, 6o, verschweißt und diese selbst zu einer Rohrkonstruktion (Kaskaden 44) aneinandergefügt.
• Für eine stete Überflutung der Innenrohre ist eine Regelvorrichtung für die Kä'ltemittelzufuhr vorgesehen. Diese Regelvorrichtung 34, 38, 40 muß möglichst tief verlegt sein. Eine ohne Verzug arbeitende exakte Regelung wird durch den Schnellverdampfer 34 dadurch ermöglicht, daß diesem das aus dem untersten Doppelrohr zuströmende Kältemittel innerhalb des Verdampfers 34 einen geringen, schnell durch Wärmeaustausch zu beeinflussenden Inhalt (s. Querschnitt 36) erhält, der bei der Erwärmung durch das im Rohr 42 des Verdampfers fließende Öl schnell durch Verdampfung verringert wird, wobei ebenso schnell die Schwimmerregelung 38, 40 zur Wirkung kommt.
• Die Innenrohre der Doppelrohrlagen können gegebenenfalls mit einer Kratzeinrichtung zur Reinhaltung der Fläche versehen und das in den Innenrohren strömende Medium in bekannter Weise im Gegenstrom geführt sein.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Aus Mantel- und Innenrohren bestehender Wärmeaustauscher (Doppelrohrwärmeaustauscher) mit waagerechten und untereinander angeordneten Rohrlagen und kaskadenartigen Überläufen für ein die Doppelrohrzwischenräume durchströmendes Kältemittel, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelrohre jeder horizontalen Rohrlage mit beiden Enden an je ein für alle Doppelrohrlagen gemeinsames, durch Querwände in einzelne Abteile unterteiltes, senkrechtes Fall- und Dampf abführungsrohr für das Kältemittel (Kaskade 44) angeschlossen sind, wobei das Eintritts- und das Austrittsende von zwei untereinanderliegenden Rohrlagen in ein gemeinsames Abteil einmünden, aus dem die sich entwickelndenDämpfe des Kältemittels abgeführt werden.
2. 2. Wärmeaust.auscher nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das die Doppelrohrzwischenräume durchströmende Kältemittel in das im Strömungssinn erste Rohr (12) jeder Horizontalreihe am unteren Umfang eingeführt und durch ein Überlaufrohr (r8, 28 usf.) an seinem oberen Umfang abgeführt wird.
3. 3. Wärmeaustauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die überlaufrohre (r8, 28 usf.) so hoch an dem Mantelrohr angeordnet sind, daß das Innenrohr in der erforderlichen Höhe überflutet bleibt. .1..
4. Wärmeaustauscher nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die Fall- und Dampfabführungsrohre (4q.) beiderseits der Doppelrohrlagen verlegt sind und daß innerhalb der Fallrohre, und zwar innerhalb jedes der Abteile, Rohrstücke (45, 47, 46, 48 usf.) angeordnet sind, deren unteres Ende mit dem Fallrohr verschweißt ist und deren oberes Ende über die Eintrittsstelle des Kältemittels hinausragt.
5. 5. Wärmeaustauscher nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schnellverdampfer (34) sowohl mit der untersten Rohrlage als auch mit dem zugehörigen Dampfabführungsrohr des zugehörigen Fallrohres in Verbindung steht.
6. 6. Wiärmeaustauscher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsspiegelquerschnitt (s. Ringraum36) des Schnellverdampfers im Verhältnis zum Querschnitt des durch ihn hindurchgeführten, wärmere Mittel führenden Rohres (42) gering bemessen ist.