EP1388720B1 - Wärmetauscher mit dreifachen Rohren und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

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Claims (9)

  1. Wärmetauscher, aufweisend:
    ein Außenrohr (4);
    ein Mittelrohr (3), aufgenommen in dem Außenrohr (4) in einer Weise, um dazwischen einen ersten zylindrischen Raum (20) zu bilden;
    ein Innenrohr (2), aufgenommen in dem Mittelrohr (3) in einer Weise, um dazwischen einen zweiten zylindrischen Raum (11) zu bilden, wobei das Innenrohr (2) einen darin gebildeten dritten zylindrischen Raum (12) hat;
    erste und zweite diametral reduzierte Endabschnitte (10) an axial beabstandeten Endabschnitten des Mittelrohres (3), wobei die diametral reduzierten Endabschnitte (10) axial beabstandete Endabschnitte des Innenrohres (2) dadurch eng berühren und halten, um dem zweiten zylindrischen Raum (11) zu gestatten, einen isolierten Teil zwischen dem ersten und zweiten diametral reduzierten Endabschnitt (10) zu haben;
    erste und zweite radial vertiefte Endabschnitte (18) an dem Außenrohr (4), wobei jeder radial vertiefte Endabschnitt (18) eine dadurch gebildete Außenrohröffnung hat;
    erste und zweite radial erhöhte Endabschnitte (8) an dem Mittelrohr (3), wobei jeder radial erhöhte Endabschnitt (8) eine dadurch gebildete Mittelrohröffnung hat, die ersten und zweiten radial erhöhten Endabschnitte (8) jeweils eng darauf die ersten und zweiten radial vertieften Endabschnitte (18) in solch einer Weise aufnehmen, dass jeweils die Mittelrohröffnungen mit den Außenrohröffnungen verschmelzen;
    erste hartgelötete Abschnitte, durch die die ersten und zweiten diametral reduzierten Endabschnitte (10) des Mittelrohres (3) und die axial beabstandeten Endabschnitte des Innenrohres (2) jeweils miteinander befestigt sind; und
    zweite hartgelötete Abschnitte, durch die die ersten und zweiten radial erhöhte Endabschnitte (8) des Außenrohres (4) und die ersten und zweiten radial vertieften Endabschnitte (18) des Mittelrohres (3) jeweils miteinander befestigt sind;
    ein Einlassrohr (5), verbunden mit den zusammengeführten Öffnungen der ersten radial erhöhten und vertieften Endabschnitte (8, 18), um mit dem isolierten Teil des zweiten zylindrischen Raums (11) zu verbinden; und
    ein Außenrohr (6), verbunden mit den zusammengeführten Öffnungen der zweiten radial erhöhten und vertieften Endabschnitte (8, 18), um mit dem zweiten isolierten Teil des zweiten zylindrischen Raums (11) zu verbinden, dadurch gekennzeichnet, dass
    das Einlassrohr (5) durch die zusammengeführten Öffnungen der ersten radial erhöhten und vertieften Endabschnitte (8, 18) geht, und das Einlassrohr (5) einen Abschnitt hat, verstemmt mit den Umfangskanten der zusammengeführten Öffnungen der ersten radial erhöhten und vertieften Endabschnitte (8, 18); und
    das Auslassrohr (6) durch die zusammengeführten Öffnungen der zweiten radial erhöhten und vertieften Endabschnitte (8, 18) hindurchgeht und das Auslassrohr (6) einen Abschnitt hat, verstemmt mit den Umfangskanten der zusammengeführten Öffnungen der zweiten radial erhöhten und vertieften Endabschnitte (8, 18), wobei eine innere Rippeneinheit (13) installiert in und befestigt ist an dem Innenrohr (2) zum Unterstützen eines Wärmeübergangs des Innenrohres (2) und zum Unterstützen einer turbulenten Strömung eines Fluids, das in dem dritten zylindrischen Raum (12) strömt, wobei die innere Rippeneinheit (13) einen im Wesentlichen H- förmigen Querschnitt hat und vier Wandabschnitte hat, deren vorauslaufenden Enden (15) an der inneren Oberfläche des Innenrohres (2) hartgelötet sind, wobei die innere Rippeneinheit (13) zwei Rippenplatten (14, 141, 142) aufweist, wobei jede eine im Wesentlichen Kanalform hat, die zwei Rippenplatten (14, 141, 142) durch ein Hartlöten in einer Rücken- zu- Rücken- Verbindungsweise gekuppelt ist, wobei jede der Rippenplatten (14) außerdem mit einer Mehrzahl von Rippen (17) versehen ist und jede der Rippenplatten (14, 142) mit einer Mehrzahl von Schlitzen (16) versehen ist.
  2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines von dem Außen-, Mittel- oder Innenrohr (4, 3, 2) aufgebaut ist, eine Mehrzahl von Wellen (9) zu haben.
  3. Wärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittelrohr (3) mit einer Mehrzahl von Wellen (9) gebildet ist, die innere Oberflächen haben, freigelegt zu dem isolierten Teil des zweiten zylindrischen Raums (11), und äußere Oberflächen, freigelegt zu dem ersten zylindrischen Raum (20).
  4. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenrohr (4), das Mittelrohr (3) und das Innenrohr (2) konzentrisch angeordnet sind.
  5. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlass- und Auslassrohr (5, 6) an diametral gleichen und axial beabstandeten Abschnitten des Außen- und Mittelrohres (4, 3) vorgesehen sind.
  6. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlass- und Auslassrohr (5, 8) an diametral entgegengesetzten und axial beabstandeten Abschnitten des Außen- und Mittelrohres (4, 3) vorgesehen sind.
  7. Gaskühler zum Gaskühlen unter Verwendung von Wasser, aufweisend einen Wärmetauscher nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zu kühlende Gas gezwungen wird, um durch den ersten und dritten zylindrischen Raum (20, 12) zu strömen, und das Wasser in den isolierten Teil des zweiten zylindrischen Raums (11) durch das Einlassrohr (5) geführt und aus dem isolierten Teil durch das Auslassrohr (6) abgegeben wird.
  8. Verfahren zum Herstellen eines Wärmetauschers, aufweisend:
    (a) Vorbereiten des Außen-, Mittel- und Innenrohres (4, 3, 2)und Einlass- und Auslassrohre (5, 6), wobei das Außenrohr (4) erste und zweite vertiefte Endabschnitte (18) hat, jeder mit einer Außenrohröffnung, wobei das Mittelrohr (3) erste und zweite radial erhöhte Endabschnitte (8) hat, jeder eine Mittelrohröffnung hat, das Mittelrohr (3) außerdem erste und zweite diametral reduzierte Endabschnitte (10) hat und jedes der Einlass- und Auslassrohre (5, 6) einen Wulstabschnitt (21) an einem Basisendabschnitt derselben hat,
    (b) Platzieren des Mittelrohres (3) in dem Außenrohr (4) in solch einer Weise, dass die ersten und zweiten radial erhöhten Endabschnitte (8) des Mittelrohres (3) daran angebracht die ersten und zweiten radial vertieften Endabschnitte (18) des Außenrohres (4), die jeweils die Mittelrohröffnungen, zusammengeführt mit den jeweiligen Außenrohröffnungen, haben;
    (c) Einsetzen der Basisenden (22) der Einlass- und Auslassrohre (5, 6) in die jeweiligen zusammengeführten Mittel- und Außenrohröffnungen;
    (d) Verstemmen der Basisenden (22) der Einlass- und Auslassrohre (5, 6) mit Hilfe der Wulstabschnitte (21), so dass die verstemmten Teile des Basisenden (22) der Einlass- und Auslassrohre (5, 6) jeweils Umfangskanten der zusammengeführten Mittel- Außenrohröffnungen greifen;
    (e) Platzieren des Innenrohres (2) in dem Mittelrohr (3) in solch einer Weise, dass die ersten und zweiten diametral reduzierte Endabschnitte (10) des Mittelrohres (3) axial beabstandete Endabschnitte des Innenrohres (2) berühren und halten, so dass die Außen-, Mittel- oder Innenrohre (4, 3, 2) und die Einlass- und Auslassrohre (5, 6) eine vormontierte Einheit bilden; und
    (f) Platzieren einer inneren Rippeneinheit (13) in dem Innenrohr (2) in solch einer Weise, dass gegebene Abschnitte der inneren Rippeneinheit (13) sich mit einer inneren Oberfläche des Innenrohres (2) berühren, wobei die innere Rippeneinheit (13) einen im Wesentlichen H- förmigen Querschnitt hat und vier Wandabschnitte hat, deren vorauslaufende Enden (15) an der inneren Oberfläche des Innenrohres (2) hartgelötet werden, wobei die innere Rippeneinheit (13) zwei Rippenplatten (14, 141, 142) aufweist, wobei jede eine im Wesentlichen eine Kanalform hat, die zwei Rippenplatten (14, 141, 142) in einer Rücken- zu- Rücken- Verbindungsweise platziert sind, wobei jede der Rippenplatten (14) außerdem mit einer Mehrzahl von Rippen (17) gebildet ist und jede der Rippenplatten (14, 142) mit einer Mehrzahl von Schlitzen (16) gebildet ist,
    (g) Einbringen der vormontierten Einheit in einen Brennofen, um zueinander berührende Abschnitte, die die vormontierte Einheit besitzt, hartzuverlöten.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Schritt (f), außerdem (h) das Anordnen zweier Montageflansche (7) an axial gegenüberliegenden Enden des Außenrohres (4) aufweist.
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