DE962706C - Roehrenwaermeaustauscher, vorzugsweise Vorwaermer - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 25. APEIL 1957

O 3681 Ia/17 f

Werner Otto, Hildesheim

ist als Erfinder genannt worden

Werner Otto, Hildesheim

Der Erfindungsgedanke erstreckt sich auf einen Röhrenwärmeaustauscher, bei dem oberhalb des die Rohre tragenden Rohrbodens ein aufklappbarer gewölbter Deckel angeordnet ist und der vorzugsweise als Vorwärmer zum-Anwärmen von Dünnoder Schlammsaft bei der Verarbeitung von Zuckerrüben dienen soll.

Es sind bereits Vorrichtungen zum Vorwärmen von Flüssigkeiten oder Gasen bzw. zum Wärmeaustausch, bei dem sowohl der Inhalt der Durchlaufrohre als auch der diese Durchlaufrohre umgebende Raum unter einem gewissen Überdruck stehen, bekannt, bei denen in einem Kessel zwischen zwei Böden zahlreiche Rohre angebracht sind, die in bestimmter Reihenfolge außerhalb der Böden miteinander verbunden sind, so daß sich eine zusammenhängende, mehrfach durch den Kessel hin- und hergeführte Rohrleitung ergibt. Die Verbindung der Rohre außerhalb der Böden macht deshalb gewisse technische Schwierigkeiten, da die Böden den Innendruck des Behälters aufzunehmen haben. Bei den gebräuchlichen Bauarten hat man deshalb die Rohrverbindungen in einen kastenartigen Behälter verlegt, der durch Zwischenwände so unterteilt ist, daß jeder Rohrverbindung ein Teilraum entspricht und wobei der Behälter durch einen zu Reinigungszwecken abnehmbaren Deckel abgeschlossen ist. Der Boden stützt sich hierbei mit den Trennwänden gegen den Deckel und hat den innerhalb der Rohrleitungen herrschenden Druck

aufzunehmen. Daher muß dieser Deckel kräftig gebaut sein und wird meistens noch durch äußere Rippen versteift.

Die Abschnitte in dem kastenartigen Zwischenstück zwischen dem Behälterboden und dem Deckel, die für je ein Rohr oder eine Rohrgruppe zum Umlenken der Strömung dienen, haben bei dieser Bauart eine strömungstechnisch sehr ungünstige Gestalt. Die aus den Rohren austretende Flüssigkeit

ίο prallt nämlich gegen den flachen Deckel und staut sich in den Winkeln des Kastenabschnittes, bevor sie in die entgegengesetzte Rohrgruppe eintreten kann. Dadurch ergeben sich hohe Strömungswiderstände, so daß allein zur Überwindung dieser Strömungsabschnitte eine erhebliche Pumpenleistung aufgewendet werden muß.

Eibenfalls bekannt sind auch Speisewassererhitzer mit bogenförmig gestalteten Bodenteilen und Wärmeaustauschvorrichtungen, deren Rohrschlangen U-förmig gebogene Schenkel besitzen.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, die bei den eingangs erwähnten bekannten Vorwärmern immer noch auftretenden hohen Strömungswiderstände und die dadurch bedingten erheblichen Verluste wesentlich zu verringern.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind aber die an sich bereits bekannten Mittel, nämlich bogenförmige Übergänge mit sanfter Krümmung, nicht ohne weiteres geeignet. Bringt man daher an Stelle des kastenförmigen Umlenkraumes auf dem Boden des Behälters für jede Umlenkung einen Rohrkrümmer an, so ist es technisch äußerst schwierig, den Boden hinreichend steif zu machen; denn wegen der zahlreichen Durchbrechungen des Bodens kann dieser allein den Innendruck nicht aufnehmen. Man müßte vielmehr den Boden durch eine sehr schwere Konstruktion der aufgesetzten Rohrkrümmer hinreichend versteifen. Die gesamte Konstruktion würde hierdurch noch erheblich schwerer und teurer als die bisher gebräuchliche bereits sehr schwere Kastenkonstruktion. Außerdem gestattet es diese Ausbildung nicht, die Böden, wie im praktischen Betrieb erforderlich, schnell zu öffnen.

Zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten unter gleichzeitiger Herabsetzung der Strömungswiderstände liegen bei dem neuen Röhrenwärmeaustauscher erfindungsgemäß an dem inneren Umfang des gewölbten Deckels durch gekrümmte in die untere Deckelebene mündende Leitflächen gebildete allseitig sanft gekrümmte Umlenktaschen für die äußeren Rohrgruppen, und es sind für die inneren Rohrgruppen in dem Deckel mittige, ebenfalls in die untere Deckelebene mündende Rohrkrümmer angeordnet.

Die zweckmäßig um i8o° bogenförmig ausgebildeten Umlenktaschen wie auch die Rohrkrümmer bewirken daher, daß die aus den einzelnen Rohren des Druckbehälters austretenden Flüssigkeitsströme mit stark herabgesetzten Strömungsverlusten in die entgegengesetzte Richtung umgelenkt werden.

Der stark ausgewölbte Deckel gestattet nunmehr, den Innendruck sowohl der Rohre als auch des die Rohre umgebenden Behälterraumes mit verhältnismäßig geringem Aufwand an Material aufzunehmen; denn die Krümmung am Umfang dieses gewölbten Deckels, die gleichzeitig einen Teil der erforderlichen Umlenlcflächen bildet, ermöglicht eine erhebliche Materialersparnis. Die Stützkräfte für die nicht am Rande liegenden Rohrkrümmer können von dem hochgewölbten Deckel auch ohne schwere Versteifung auf die Behälterwände übertragen werden.

Die Strömungsverhältnisse lassen sich erfindungsgemäß noch dadurch weiter verbessern, daß die Eintrittsstellen, an denen die Rohre außerhalb des Bodens in die Umlenkteile münden, konisch erweitert sind.

Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel nach dem Erfindungsgedanken dar und zeigt in

Fig. ι einen senkrechten Schnitt durch den oberen Teil des Vorwärmers;

Fig. 2 ist eine Draufsicht auf den oberen Behälterboden bei abgenommenem Deckel und zeigt die Einteilung der Umlenktaschen.

Die Behälterwand 1 ist, wie bekannt, mit dem oberen Boden 2 versehen, der den Behälter abschließt. Die Rohre 3 dienen zum Durchlauf der vorzuwärmenden Flüssigkeit. Diese Rohre 3 .münden außerhalb des Bodens 2' mit öffnungen, deren Eintrittsstellen 4 konisch erweitert sind. Auf dem Boden 2 ist mit dem Scharnier 5 und den Schraubenklemmen 6 der weit nach außen gewölbte Deckel 7 befestigt. Nach dem Lösen- der Schrauben 6 kann der Deckel 7 in dem Scharnier aufgeklappt werden. An dem Umfang des Deckels 7 sind durch eingeschweißte Bleche 8 eine Anzahl Taschen gebildet, die mit allseitig sanfter Krümmung als Umlenkräume für die am Behälterumfang liegenden Gruppen der Rohre 3 dienen. Außerdem befinden sich im Inneren des Deckels 7 mehrere Rohrkrümmer 9 zum Umlenken für die inneren Gruppen der Rohre 3. Diese Rohrkrümmer 9 sind mit den Umlenkblechen 8 sowie mit dem Deckel 7 so verschweißt, daß der ganze Deckel im Inneren eine wabenartige, durch hohe Rippen versteifte Struktur erhält. Die Räume zwischen diesen Rippen sind allseitig sanft gekrümmt und ergeben eine verlustarme Umlenkung der Flüssigkeitsströme um etwa i8o°. Sowohl die Leitbleche 8 als auch die Rohrkrümmer 9 enden in einer Ebene und sind dort mit elastischen Dichtungen 10 versehen, die sich beim Anpressen des Deckels 7 gegen den Boden 3 drücken. Zweckmäßig ist zwischen den Leitblechen 8 und den Rohrkrümmern 9, und zwar oberhalb der Dichtungen 10, noch ein Zwischenversteifungsboden 11 angeordnet.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Röhrenwärmeaustauscher, vorzugsweise Vorwärmer, bei dem oberhalb des die Rohre tragenden Rohrbodens ein aufklappbarer gewölbter Deckel angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß an dem ,inneren Umfang des gewölbten Deckels (7) durch gekrümmte in die

   untere Deckelebene mündende Leitflächen (8) gebildete, allseitig sanft gekrümmte Umlenktaschen für die äußeren Rohrgruppen liegen und daß in der Mitte des Deckels (7) ebenfalls in die untere Deckelebene mündende Rohrkrümmer (9) für die inneren Rohrgruppen angeordnet sind.
2. 2. Röhrenwärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsstellen

   (4) der Rohre (3) am Boden (2) in bekannter Weise konisch erweitert sind.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 402273, 444917; USA.-Patentschriften Nr. 732077, 752994;
   Archiv für Wärmewirtschaft, 1937, Bd. 18, Heft 6, S. 162;

   Technische Rundschau Sulzer, 1953, Nr.
3. 3, S. 21.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 609 705/258 10.56 (609 865 4. 57)