CH273511A - Röhren-Wärmeaustauscher. - Google Patents

Description

  <B>Röhren-</B>     VY        ärmeaustauseher.       Die Erfindung betrifft einen     Wärmeaus-          tauscher    vom Röhrentypus, d. h. von der Art,  bei welcher ein Wärmeaustausch     zwischen          zwei    Fluida von verschiedenen Temperaturen  durch Wandungen von Röhren hindurch  stattfindet, durch bzw. um welche Röhren die  Fluida strömen.  



  Der erfindungsgemässe     Wärmeaustauscher     ermöglicht einen thermischen Wirkungsgrad,  der sich mit demjenigen von bekannten       Wärmeaustauschern    vergleichen lässt, und  gleichzeitig Einfachheit der Anordnung und  der konstruktiven     Ausführung,    insbesondere  was Vorsorge für thermische Expansion und  Kontraktion und leichte Demontage anbe  trifft.

   Im allgemeinen wird ein     Parallelstrom-          oder    Gegenstrom -     Wärmeaustauscher    einen  viel höheren thermischen Wirkungsgrad erge  ben als ein     Wärmeaustauscher    vom Quer  stromtypus; aber die erstgenannten Typen  sind meistens nicht von so einfacher Bauart,  verbunden mit leichter Demontagemöglich  keit, wie der     Querstromtypus.        Ferner    können  bei der üblichen Bauart mit geraden Röhren  in Verbindung mit seitlichem Eintritt und  Austritt für die Strömung des zweiten Flui  dums stagnierende Zonen an den Enden vor  handen sein, an welchen die Röhren durch das  zweite Fluidum nicht so wirksam bespült wer  den wie an andern Stellen; man nennt dies  den  Endeffekt .  



  Die Erfindung ermöglicht eine verhältnis  mässig kompakte Konstruktion, wenn die Ver-         wendung    von Röhren von relativ kleinem  Durchmesser beabsichtigt ist.  



  Der erfindungsgemässe     Röhren-Wärmeaus-          tauscher    ist gekennzeichnet durch Bündel von  Röhren, welche wenigstens annähernd die  selbe Gesamtlänge besitzen und an zwei Stel  len abgebogen sind, um mittlere Teile von  wenigstens annähernd .derselben Länge und  je zwei Schenkelteile zu bilden, wobei die  Schenkelteile der Gruppen beider Rohrenden  je in einer Ebene unter gleichem Winkel zu  den Mittelteilen, aber in entgegengesetzter  Richtung verlaufen, und die von solcher  Länge sind,     dass    die Endender beiden Schen  kelteile der Röhren aller Bündel in je einer  zu den Mittelteilen parallelen Ebene liegen,  so dass ein Zusammenfügen .der einzelnen  Bündel von nebeneinander liegenden Rohren  ermöglicht ist,

   ferner gekennzeichnet durch  ein die Bündel umschliessendes Gehäuse, wel  ches seitlich ein     Einlass-    und ein     Auslass-Sam-          melstück    aufweist, welche Stücke mit den  freien Enden der gebogenen Schenkelteile in  Verbindung stehen, und wobei das     Einlass-          und    das     Auslasssammelstück    für den ausser  halb der Röhren verlaufenden Flüssigkeits  strom an entgegengesetzten Enden des Ge  häuses sich befinden, um einen Längsstrom in  bezug auf den Mittelteil der Röhren und  einen Querstrom in bezug auf die abgeboge  nen Schenkelteile der Röhren zu erzeugen.  



  Es kann also ein gerader, durchgehender           Flüssigkeitsstrom    ausserhalb der Röhren flie  ssen ohne Erzeugung einer Starzone.  



  Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungs  gegenstandes ist auf beiliegender Zeichnung  dargestellt, in welcher       Fig.    1 schematisch eine perspektivische  Ansicht eines     Wärmeaustauschers    ist, welche  eine Anordnung der Rohrbündel zeigt.  



       Fig.    2 ist eine perspektivische Ansieht  einer andern Anordnung eines Rohrbündels.       Fig.    3 ist eine perspektivische Ansicht  eines     Rohrdistanzierungsstückes.     



       Fig.    4 zeigt eine Ausführungsform der  miteinander im Eingriff befindlichen Blöcke  der Rohrbündel.  



  In     Fig.    1 weist ein Gehäuse 1 einen recht  eckigen Kanal mit     Einlasssammelstück    2 und       Auslasssammelstück    3 an dessen entgegen  gesetzten Enden für die     Durchströmung    des  einen der Fluida auf.  



  Das andere Fluidum strömt durch Röh  ren 4, welche so angeordnet sind,     da.ss     sie im allgemeinen den Anforderungen eines  Parallelstrom- oder     Gegenstrom-Wärmea-Lis-          tausahers,    je nach der Strömungsrichtung in  den Röhren     und    in dem rechteckigen Gehäuse  1 entspricht.  



  Die Enden der Röhren 4 sind quer     mir          Strömungsrichtung    des erstgenannten Flui  dums im     Gehäuse    1 gegen ihre Eintritts- bzw.       Austrittssammelstücke    5 bzw. 6 gerichtet.  



  Die Röhren 4, :die wenigstens annähernd  die gleiche Gesamtlänge besitzen, sind an zwei  Stellen abgebogen, um mittlere Teile, von we  nigstens     annähernd    derselben Länge, und je  zwei     Schenkelteile    zu bilden, wobei .die Schen  kelteile der Gruppen beider     Rohrenden    je in  einer Ebene     mater    rechtem Winkel in     bezug     auf die Mittelteile und in entgegengesetzter       Richtung    verlaufen, und ihrer thermischen  Expansion ist somit in einer einfachen und  wirksamen Weise Rechnung getragen.

   Es ist  so möglich, geradlinigen     Durchfluss    durch  das Gehäuse 1     zri    haben und trotzdem zu       sichern,    dass die ganze Oberfläche der Röhren  von dem erstgenannten Fluidum     bespült    wird,  wodurch stagnierende Zonen vermieden wer  den, wie solche in Abwesenheit von speziellen    Schikanen sich um die Enden der Röhren bei  der gebräuchlichen Anordnung von geraden  Röhren in Verbindung mit seitlichem Eintritt  und Austritt für das andere Fluidum, sich       meistens    ergeben.  



  Um die Notwendigkeit der innern Reini  gung der Röhren zu vermeiden, ist zweckmä  ssig vorgesehen, dass das heissere     Fluidum    auf  dem     Fluidumsweg    ausserhalb der Röhren  strömt, wobei angenommen ist, dass das hei  ssere Fluidum dasjenige ist, welches Nieder  schläge auf den Röhren erzeugt, so     da.ss    nur  äussere Reinigung der Röhren erforderlich ist.  



  Die     abgebogenen    Röhren 4 sind in fla  chen Bündeln 7 angeordnet, welche aus  irgend einer Zahl von Röhren, die im we  sentlichen in der gleichen Ebene liegen, be  stehen. Die übereinander liegenden Bündel  können, quer zur Richtung des ausserhalb der  Röhren fliessenden Stromes, versetzt. sein.       Fig.    1     zeigt    ein Bündel 7 von Röhren, welche  in Form und Grösse alle identisch sind. Diese  weisen relativ zueinander gleich lange Schen  kelteile auf, deren Enden in Haltestäben 8  und 9     gelagert    sind, welche Stäbe quer     zur     Richtung des ausserhalb der Röhren flie  ssenden Flüssigkeitsstromes liegen und durch  Winkeleisen 10     zusammengehalten    sind.  



       Fig.    2 zeigt ein Bündel 7, bei welchem die  Röhren 4 auf andere Art angeordnet sind,  d. h. Röhren von identischer Länge, deren  quer gerichtete Schenkelteile jedoch an Länge  von einem Minimum zu einem     Maximum    zu  nehmen. Die Enden der Schenkelteile sind in  Haltestäben 8 und 9     gelagert,    welche Halte  stäbe in dieser Ausführung parallel zur  Richtung des ausserhalb der Röhren flie  ssenden     Flüssigkeitsstromes    liegen. Jedes Bün  del 7 von abgebogenen Röhren 4 ist mit den       Haltestäben    8 und 9 versehen, welche     Ein-          bzw.        Ausla.ss-Verteilerblöeke    bilden.

   Eine An  zahl von Bündeln 7 sind im     Wärmeaustau-          scher    entsprechend den Bedürfnissen dessel  ben angeordnet. Wie in den     Fig.    1 und 2  leicht ersichtlich, sind die beiden Schenkel  teile der Rohre 4 aller Bündel 7 von solcher  Länge, dass ihre freien Enden in je einer zu  den Mittelteilen der Rohre parallelen und      zu den Schenkelteilen     senkrechten    Ebene lie  gen, so dass ein Zusammenfügen der einzel  nen Bündel von nebeneinander liegenden Roh  ren ermöglicht ist.   Die Haltestäbe 8 und 9 sind mit im Ge  häuse 1 fixierten Elementen 10 verbunden.  Die Elemente 10 können Stücke von Winkel  eisen sein, die Löcher für Schrauben zum Be  festigen der Haltestäbe 8 und 9 aufweisen.

    Die Haltestäbe 8 und 9 können mit flachen  und glatten Seiten versehen sein zur gasdich  ten Verbindung mit benachbarten Stäben,  unter Einschaltung von Packungen oder ohne  solche, oder die Stäbe 8     bz-#v.    9 können auch       ineinandergreifen,    z. B. mit Rippen 11 und  Nuten 12 wie in     Fig.    4 gezeigt.  



  Die     Befestigung    der Röhren in den Halte  stäben 8 und 9 kann auf irgendeine der be  kannten Arten erfolgen, z. B. kann jeder  Stab 8     iuuid    9 aus zwei Teilen bestehen mit  zusammenpassenden halbkreisförmigen Aus  sparungen zum Fassen der Röhren beim Zu  sammenbau der beiden Hälften. Die Stäbe 8  und 9 können aus     gesinterten    Metallpulvern  hergestellt sein.  



  Trennelemente 13, wie in     Fig.    3 gezeigt,  können zwischen den Rohrbündeln 7 oder  zwischen benachbarten Röhren 4 vorgesehen  sein, um ihren Abstand     zu    sichern und  Durchhängen zu vermeiden. Jedes der Trenn  elemente 13 ist durch einen Streifen von  federndem Material gebildet, der in seiner  Längsachse     gekrümmt    oder gebogen und     quer     zur Längsachse gewellt ist, wobei der ge  krümmte Teil den Raum zwischen benach  barten Bündeln 7 oder benachbarten Röhren  4 ganz ausfüllt und der Abstand der Wellen  dem Abstand der Röhren 4 entspricht, so dass  der mittlere Teil einer Welle eine Röhre auf  nimmt und die Enden einer benachbarten  Welle eine benachbarte Röhre.  



  Die Bauart des     vorbeschriebenen    Wärme.       austauschers    ist von besonderer Bedeutung in  den Fällen, in welchen eine kompakte Kon  struktion gewünscht wird, wie z. B. im Flug  zeugbau. Sie ist auch besonders nützlich bei  Verwendung von Röhren mit sehr kleinem  Durchmesser.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Röhren -Wärmeaustauseher, gekennzeich net durch Bündel von Röhren, welche wenig stens annähernd dieselbe Gesamtlänge be sitzen und an zwei Stellen abgebogen sind, um mittlere Teile von wenigstens annähernd derselben Länge und je zwei Schenkelteile zu bilden, wobei die Schenkelteile der Gruppen beider Rohrenden je in einer Ebene unter gleichem Winkel zu den Mittelteilen, aber in entgegengesetzter Richtung verlaufen und von solcher Länge sind, dass die freien.

   Enden der beiden Schenkelteile der Röhren aller Bündel in je einer zu den Mittelteilen paral lelen Ebene liegen, so dass ein Zusammen fügen der einzelnen Bündel von nebenein ander liegenden Rohren ermöglicht ist, ferner gekennzeichnet durch ein die Bündel um schliessendes Gehäuse, welches seitlich ein Einla.ss- (5) und ein Auslass-Sammelstück (6) aufweist, welche Stücke mit den freien Enden der gebogenen Schenkelteile in Verbindung stehen, und wobei das Einlass- (2) bzw.

   Aus- lasssammelstück (3) für den ausserhalb der Röhren verlaufenden Flüssigkeitsstrom an entgegengesetzten Enden des Gehäuses sich befinden, um einen Längsstrom in bezug auf den Mittelteil .der Röhren und einen Quer strom in bezug auf die abgebogenen Schen kelteile der Röhren zu erzeugen. UNTERANSPRÜCHE: 1. Wärmeaustauseher nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkelteile der abgebogenen Röhren im rechten Winkel in bezug auf die Mittelteile derselben abgebogen sind.

   2. Wä.rmeaustauscher nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die auf einanderfolgenden Bündel der Röhren quer zur Richtung des ausserhalb der Röhren flie ssenden Stromes versetzt sind. 3. Wärmeaustauscher nach Patentan spruch und Unteransprüchen 1 und 2, da durch gekennzeichnet, dass jedes Rohrbündel Röhren gleicher abgebogener Form aufweist und ihre gemeinsamen Haltestäbe quer zur Richtung des ausserhalb der Röhren fliessen den Stromes angeordnet sind.

   4. Wärmeaustauscher nach Patentan spruch und Unteransprüchen 1 und 2, da durch gekennzeichnet, dass jedes Rohrbündel Röhren gleicher Länge und gleichen Abbie- gungswinkeln aufweist, deren Schenkelteile relativ zueinander ungleiche Länge haben und deren Haltestäbe parallel zur Richtung des ausserhalb der Röhren fliessenden Stromes angeordnet sind.