DE1014571B - Waermetauscher, insbesondere Taschenlufterhitzer, mit auswechselbaren Hohlkoerpern - Google Patents

Description

Bei Wärmetauschern mit Hohlkörpern ist es bekannt, eines der am Wärmetausch beteiligten Medien durch Hohlkörper zirkulieren zu lassen, während das andere die Hohlkörper von außen umströmt. Dabei sind im allgemeinen die Eintritts- und Austrittsmündungen der parallel angeordneten Hohlkörper an entsprechende Öffnungen einer sogenannten Rohrplatte angeschweißt, durch die hindurch der in den Körpern zirkulierende Wärmeträger ein- und austritt. Diese bekannten Wärmetauscher sind im allgemeinen sehr schwierig zu reinigen, denn die Hohlkörper liegen dicht beieinander, so daß die Zwischenräume nur schwer zugänglich sind.

Es sind schon Anordnungen bekanntgeworden, bei denen Rohre, innerhalb denen eines der am Wärmeaustausch beteiligten strömenden Medien zirkuliert, lösbar in dem vom anderen Wärmeträger durchströmten Gehäuse des Wärmetauschers befestigt sind, wobei die einzelnen Eintritts- und Austrittsmündungen der Hohlkörper durch ihnen einzeln zugeordnete Öffnungen in Anschlußplatten geführt sind.

Bei diesen bekannten Anordnungen handelt es sich jedoch nur um einfache zylindrische Heizrohre, die durch Einschaltung von Gewindebüchsen an den Anschlußplatten befestigt werden. Dabei wird durch Anziehen des Gewindes lediglich eine Abdichtung, nicht aber eine genaue Einstellung der Lage des rohrförmigen Hohlkörpers erreicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wärmetauscher, insbesondere einen Taschenlufterhitzer, dessen untereinander gleiche und austauschbare Hohlkörper lösbar mit der Rohrplatte verbunden sind, so auszubilden, daß die Hohlkörper leicht ausgebaut, ausgewechselt und wieder genau eingebaut werden können.

Nach der Erfindung sind die Hohlkörper mit Anschlägen zur Begrenzung des Durchtritts der Mündungsenden durch Öffnungen in den Anschlußplatten versehen, und im Innern der Hohlkörper sind Distanzstücke und außerhalb der Anschlußplatte Bügel vorgesehen, die mit ihren Enden in die Distanzstücke zweier benachbarter Hohlkörper eingreifen, wobei der Abstand der Bügel von der Anschlußplatte durch geeignete Mittel vergrößerbar ist, derart, daß die betreffenden Hohlkörper bis zu dem an jedem vorgesehenen Anschlag in die Öffnungen der Rohrplatte hineingezogen werden. Hierfür kann beispielsweise ein Keil, ein Exzenter oder eine ähnliche Einrichtung vorgesehen sein, die sich im übrigen nicht unmittelbar auf die Rohrplatte abzustützen braucht, sondern auf ein beispielsweise U-förmig ausgebildetes Teil, das eine geeignete Dichtung aus Asbest oder ähnlichem Material gegen die Verbindungsstellen zwischen der Rohrplatte und der Wand des Hohlkörpers drückt.

Wärmetauscher,

insbesondere Taschenlufterhitzer,
mit auswechselbaren Hohlkörpern

Anmelder:
Andre Huet, Paris

Vertreter: Dr. W. Schalk und Dipl.-Ing. P. Wirth,

Patentanwälte,
Frankfurt/M., Große Eschenheimer Str. 39

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 17. April und 31. Juli 1953

Im übrigen können in dem die Hohlkörper umgebenden Behälter oder Kessel Aufhängevorrichtungen und/oder Abstandhalter vorgesehen sein, welche die Seitenwände benachbarter Körper, vorzugsweise in der Nähe ihrer Mündungen, abstützen und dadurch für eine parallele Anordnung desselben sorgen.

Um einer Ausdehnung der Hohlkörper Rechnung zu tragen, kann zweckmäßig eine der Rohrplatten auf der Außenseite des Kessels gleitend angeordnet sein.

Außerdem ist eine Kesselwandung lösbar angeordnet oder angelenkt, so daß das Herausnehmen und Einsetzen der Hohlkörper ohne weiteres möglich ist.

Die lösbare Befestigung der Hohlkörper in entsprechend geformten Spaltöffnungen der Rohrplatte erfordert daher eine Anzahl auf der Außenseite der Rohrplatte vorspringend angeordneter Teile. Um den Strömungswiderstand des innen zirkulierenden Mittels an der Eintrittsseite herabzusetzen, können zweckmäßig auf der an der Eintrittsseite liegenden Rohrplatte zwischen den einzelnen Mündungen beispielsweise aus Blech hergestellte konische Kappen vorge-

709 659/294

.ΙΙΠΙΙΤ iIII'III

der Rohrplatte in die Rohrplattenöffnungen hineinziehen.

Die Öffnungen in der Rohrplatte sind von Aus- ■ sparungen umgeben, in die eine Dichtung g aus Asbest

5 od. dgl. eingelegt ist. In diese Aussparungen reichen die Schenkel von Teilend mit U-Querschnitt. Diese Schenkel hl, h2 (Fig. 1) drücken gegen die Dichtungen g. Diese U-förmigen Teile h (Fig. 2) sind so gestaltet, daß sie mit ihrem mittleren Teil den Zwischen-

o raum zwischen zwei aufeinanderfolgenden Körpern al und ö2 bedecken, wobei ihre in den Zwischenraum zwischen der Rohrplatte und den Hohlkörpern reichenden Schenkel die Dichtung g jeweils genau auf % dem halben Umfang eines Mündungsstückes zusammen-

S drücken. Auf diese Weise sind die U-förmigen Stücken untereinander auswechselbar.

Die Vorrichtung zur Vergrößerung des Abstandes zwischen einem Bügel/ und der Außenfläche der Rohr- , platte stützt sich gegen diese Zwischenstücke h ab, ,

o Die Vorrichtung zur Vergrößerung des Abstandes kann aus einem einfachen Keil (Fig. 10) oder aus einer Exzentervorrichtung, wie sie weiter unten alt Hand von Fig. 3 bis 5 beschrieben ist, bestehen. Durch diese Vorrichtung wird nicht nur, wie oben beZwischenstück h auf die betreffende Dichtung g drückt und auf diese Weise eine gute Abdichtung um jede Mündung herum erreicht.

Es ist ohne weiteres einzusehen, daß die Hohlkörper, die Bügel und die der Lagerung dienSßten Zwischenstücke h auswechselbar sind. Die Distanzstücke e befinden sich dabei stets in der gleichen Lage innerhalb der Hohlkörper a, so daß diese während der

sehen sein, welche die ankommende Strömung in die Mündungen leiten.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 im Schnitt eine Verbindungsstelle zwischen den Hohlkörpern eines Wärmetauschers mit der Rohrplatte gemäß der Erfindung,

Fig. 2 die Vorrichtung nach Fig. 1 in Draufsicht auf die Rohrplatte, wobei die Schnittlinie I-I den in Fig. 1 dargestellten Schnitt angibt,

Fig. 3, 4 und 5 Einzelheiten einer Einrichtung zur Vergrößerung des Abstandes des Bügels von der Rohrplatte,

Fig. 6 schematisch einen Schnitt durch den Wärmetauscher als Ganzes,

Fig. 7 vergrößert eine Ausführungsform für die Aufhängung der Hohlkörper an der Innenwand des Wärmetauschers,

Fig. 8 vergrößert einen Teilschnitt nach Linie VIII-VIII der Fig. 6,

Fig. 9 vergrößert eine Anordnung zur gleitbaren Lagerung der Rohrplatte am Austrittsende gegenüber dem Kessel,

Fig. 10 einen Teil zweier Eintrittsmündungen mit

einer anderen Vorrichtung zur Vergrößerung des Ab- 25 schrieben, erreicht, daß jeder Anschlag t sich gegen Standes zwischen dem Bügel und der Rohrplatte mit die Rohrplatte legt, sondern außerdem, daß jedes Hilfe eines Keils,

Fig. 11 einen Schnitt nach Linie XI-XI der Fig. 2 mit den am Eintrittsende angebrachten Leitkappen und

Fig. 12 eine perspektivische Ansicht dieser Leitkappen.

Wie schon eingangs gesagt, besteht die Besonderheit der Erfindung in der lösbaren Befestigung der Eintritts- und Austrittsöffnungen der Hohlkörper an

den Rohrplatten des Wärmetauschers. Dieser besteht 35 Montage, wie Fig. 2 zeigt, leicht gegeneinander veraus einer Anzahl von Hohlkörpern a 1, a2, a3, c4 setzt anzuordnen sind, um so der Dicke des Bügels/ usw. (Fig. 1), durch die hindurch ein Medium im Rechnung zu tragen, der vorzugsweise, wie oben be-Sinne der Pfeile^! (Fig. 6) zirkuliert, während ein schrieben, auf der einen Seite in einen Hohlkörper öl zweites, seine Wärme mit dem ersten austauschendes und auf der anderen Seite in den benachbarten Hohl-Medium durch die Zwischenräume zwischen den ein- 40 körper einhakt.

zelnen Körpern im Sinne der Pfeile B (Fig. 6) strömt. Die ganze Einrichtung einschließlich der Dichtungg '

Die Gesamtheit der Hohlkörper α ist in einem Be- ist demnach von der Außenseite der Rohrplatte her hälter b angeordnet. Jede Eintritts- und Austritts- zugängig, wodurch das Zusammensetzen und Auseinmündung der Hohlkörper al, a 2 usw. ist an der Rohr- andernehmen in besonders einfacher Weise erfolgen platte c (Fig. 1 und 6) auf der Eintrittsseite sowie an 45 kann. Außerdem heben sich die Druckwirkungen auf der Rohrplatte d (Fig. 6) auf der Austrittsseite in der beiden Seiten der zwischen dem Anschlag t und dem . im folgenden für die Eintrittsseite an Hand der Fig. 1
und 2 beschriebenen Weise befestigt.

Die gemäß Fig. 2 beispielsweise ovalen Querschnitt
besitzenden Eintrittsöffnungen der Hohlkörper treten 50
durch entsprechend geformte öffnungen in der Rohrplatte c. Auf der Außenseite jedes Hohlkörpers ist in
der Nähe der Mündung ein Anschlag t vorgesehen,
der, wie Fig. 1 zeigt, den Durchtritt des Mündungsstückes durch die Rohrplatte c begrenzt. Im übrigen 55 gleiten und sich gegen den Mittelteil des Bügels / absind an der Mündung und im Innern jedes Körpers α stützen kann.

in gewissen Abständen Distanzstücke e (Fig. 2) vor- An Stelle des Keils kann auch eine Exzenterein'·

gesehen. Diese Distanzstücke erstrecken sich zweck- richtung gemäß Fig. 1 bis 2 vorgesehen sein. Diese mäßig über die ganze Länge des durch die Rohrplatte besteht aus einer Keilscheibe r mit zwei Drehbolzen hindurchtretenden Hohlkörpers, um dessen Zusammen- 60 rl und r2, die sich einerseits gegen den Bügelf und drücken zu verhindern. andererseits gegen das Zwischenstück h abstützen

In Aussparungen el dieser Distanzstücke e greifen (Fig. 3). Die dem Bügel / zugewandte Fläche der Keildie umgebogenen Enden von Bügeln/ (Fig. 1 und 2) scheibe?- trägt zwei Keilflächens 1, s2 (Fig. 4 und S), ein. Dabei hakt ein Bügel/ gleichzeitig mit einem die auf entsprechenden Flächen s 3 und s <ί des Bügels/ seiner Arme in einen Körper al und mit dem anderen 65 aufliegen. Durch Drehen der Keilscheibe r um die seiner Arme in den benachbarten Körper α2 ein Achse rl, r2 wird durch Auflaufen der Keilflächen (Fig. 2). Durch Vergrößerung des Abstandes zwischen der Abstand der Stücke/ und h voneinander verder Mitte des Bügels / und der Außenseite der Rohr- größert. In Fig. 1 und 2 sind die Keilscheiben in der ' platte c lassen sich dann die Hohlkörper a 1, a2 usw. Stellung gezeichnet, in der dieser Abstand bereits verv.-. bis zum Auf treffen der Anschläge* auf die Innenseite 70 größert ist. '; 1

Zwischenstück h liegenden Rohrplatte auf, wodurch Ermüdungserscheinungen dieser Platte weitgehend verhindert werden.

Die Vergrößerung des Abstandes zwischen dem Bügel/ und dem Zwischenstück/! kann in beliebiger geeigneter Weise erreicht werden, beispielsweise gemäß Fig. 10 mittels eines einfachen Keils q, der in einer Rinneql auf der Rückseite des Zwischenstücksh

Die Gesamtheit der Hohlkörper ist auch am Austrittsende an einer Rohrplatte d in der oben beschriebenen Weise angeordnet und befindet sich in einem Behälter b. Die Austrittsrohrplatte d ist vorzugsweise gleitbar an dem Behälter b angeordnet, wie Fig. 6 und 9 zeigen, um einer Ausdehnung der Hohlkörper Rechnung zu tragen. Zu diesem Zweck ist die am Austrittsende befindliche Rohrplatte d zwischen zwei Dichtungen i in einer winkelförmigen Halterung;' angeordnet, die in beliebiger geeigneter Weise an dem Behälter b befestigt ist.

Um die Hohlkörper im Kessel oder Behälter b in ihrer richtigen, zueinander parallelen Lage zu halten, ist an der Außenseite jedes Hohlkörpers gegenüber der Eintrittsmündung ein Zapfen k angeordnet, der auf einem an der Innenwand des Kessels befestigten Haken / ruht, wie dies im einzelnen Fig. 7 zeigt. Der untere Teil der Hohlkörper wird vorzugsweise durch einen im Behälter angebrachten Halter m abgestützt, in dessen Vertiefungen sich die einzelnen Hohlkörper mit ihren Rändern einfügen, wie Fig. 8 im einzelnen zeigt.

Um einen oder mehrere der Hohlkörper beispielsweise an einem Griff η herausnehmen zu können, braucht man lediglich die Spannvorrichtung s oder q der betreffenden Bügel / zu lösen. Um das Herausnehmen der Eintritts- und Austrittsmündungen aus den Rohrplatten c und d zu erleichtern, kann man den Hohlkörpern eine Schräglage geben, und zu diesem Zweck ist der Wandteil b 1 des Behälters b Vorzugsweise durch ein Scharnier b 2 angelenkt, so daß Platz für eine Kippbewegung der Hohlkörper vorhanden ist. Die Erfindung ist vorstehend für einen Wärmetauscher beschrieben, dessen Hohlkörper S-Form haben, kann aber natürlich in gleicher Weise auch für Wärmetauscher mit anderer Form der Hohlkörper mit Vorteil Verwendung finden, beispielsweise für solche, wo Eintritts- und Ausgangsmündungen auf der gleichen Seite des Kessels liegen. In diesem Fall hat jeder einzelne Hohlkörper etwa U-Form, und die Rohrplatten c und d für Eintritt und Austritt des strömenden Mediums liegen übereinander.

Auf der Emtrittsseite können im Zwischenraum zwischen zwei aufeinanderfolgenden Mündungen auf der Rohrplatte hohle Kappen v, beispielsweise aus Blech, angeordnet sein (Fig. 11), deren Form perspektivisch in Fig. 12 wiedergegeben ist. Durch diese Kappen erhalten die Eintrittsmündungen, wie Fig. 11 im Schnitt zeigt, eine erweiterte Öffnung, so daß die in Richtung der Pfeile A ankommende Flüssigkeit in Richtung der Pfeile C gegen die Eintrittsmündungen geleitet wird. Durch Verringerung des Strömungswiderstandes wird somit auch der Wärmeaustausch verbessert, indem die Verluste während des Durchgangs durch den Wärmetauscher verringert werden. Die Befestigung der Kappen ν kann in beliebiger geeigneter Weise erfolgen. So können vorzugsweise aus dem Blech der Kappen selbst ausgeschnittene Zungen χ federnd nach innen gebogen werden und sich in Aussparungen des Zwischenstücks h, welches zwischen den Mündungen angeordnet ist und auf der Rohrplatte liegt, einlegen (Fig. 11). Auf diese Weise können die Kappen ν ohne weiteres aufgesetzt und ebenso leicht entfernt werden. Gegebenenfalls können auch am Austrittsende Kappen geeigneter Form auf der Rohrplatte d vorgesehen sein.

Die Montage nach der Erfindung ist nicht auf Wärmetauscher mit flachen Hohlkörpern beschränkt, sondern kann ebenso in solchen Fällen Verwendung finden, wo ein Teil dieser Hohlkörper (im allgemeinen der mittlere Teil) durch eine Gruppe von Rohren ersetzt ist, die an eine Eintritts- und Austrittsöffnung in Form flacher Hohlkörper angeschlossen sind. Dies kann besonders beim Arbeiten mit hohen Temperaturen von Bedeutung sein, da dann für den mittleren Teil, der nur geringeren Temperaturen ausgesetzt ist, Rohre aus Weichstahl verwendet werden können, während die den höheren Temperaturen ausgesetzten Enden in Gestalt von flachen Hohlkörpern aus SpezialStahl hergestellt werden.

Obgleich im Ausführungsbeispiel ein Wärmetauscher mit glatten Wänden der Hohlkörper beschrieben ist, eignet sich die Erfindung auch für Körper mit gewellten Wänden. In diesem Falle zeigen die Öffnungen in der Rohrplatte eine der Wand entsprechende gewellte Form.

Die beschriebene Anordnung mit herausnehmbaren und untereinander austauschbaren Hohlkörpern stellt nur ein Ausführungsbeispiel dar. Es ist selbstverständlich, daß die Erfindung auch in anderer Weise verwirklicht werden kann. So kann beispielsweise zwischen jeder Mündung und der sie umgebenden Öffnung in der Rohrplatte eine Dichtung vorgesehen sein, die durch ein innerhalb der Mündung schwenkbar angeordnetes Distanzstück von der Hohlkörperwand gegen die Innenwand der Öffnung in der Rohrplatte gedrückt werden und dadurch eine sichere Dichtung bewirken kann.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Wärmetauscher, insbesondere Taschenlufterhitzer, mit Hohlkörpern, innerhalb denen eines der am Wärmeaustausch beteiligten strömenden Medien zirkuliert und die lösbar im Gehäuse des von dem anderen Wärmeträger durchströmten Wärmetauschers befestigt sind, wobei die einzelnen Eintritts- und Austrittsmündungen der Hohlkörper durch ihnen einzeln zugeordnete Öffnungen in Anschlußplatten geführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkörper (a) Anschläge (i) zum Begrenzen des Durchtritts der Mündungsenden durch die Öffnungen in den Anschlußplatten (c, d) tragen und daß im Innern der Hohlkörper Distanzstücke (e) und außerhalb der Anschlußplatte Bügel (/) vorgesehen sind, die mit ihren Enden in die Distanzstücke (e) zweier benachbarter Hohlkörper eingreifen und deren Abstand von der Anschlußplatte durch geeignete Mittel (q, r) vergrößerbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Keil (q) oder eine Keilscheibe (r) mit Schrägflächen drehbar zwischen Bügel (fj und Anschlußplatte (c) gelagert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Keil (q) oder die Keilscheibe (r) sich gegen ein U-förmiges Teil Qi) abstützen, dessen Schenkel in den zwischen der Außenwand des Hohlkörpers (α) und der Anschlußplatte (c) vorhandenen Zwischenraum passen und hier eine den Umfang der Öffnung des Hohlkörpers abdichtende Dichtung (g) zusammendrücken.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der Eintrittsseite auf der Anschlußplatte (c) bzw. auf den Anschlußplatten (c, d) zwischen den Eintrittsöffnungen der Hohlkörper (α) an sich bekannte konische Hauben (v) aus Blech angebracht sind,

wobei die Befestigung der Hauben (v) vorzugsweise durch aus dem Blech geschnittene Zungen (x) erfolgt, die sich federnd in Aussparungen des gegen die Anschlußplatte bzw. Anschlußplatten (c, d) anliegenden U-förmigen Teiles Qi) legen.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 364697, 476615, 403, 602 897, 836 947;

britische Patentschrift Nr. 634608; USA.-Patentschriften Nr. 1 883 769, 2 303 157.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 709659/294 8.5T