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Wärmetauscherbauteil Die Erfindung betrifft ein Wärmetauscherbauteil,
insbesondere für Kühl- oder Kesselanlagen, mit wenigstens zwei im wesentlichen parallel
angeordneten Sammelleitungen, die Initeinander durch eine Vielzahl von Rohren verbunden
sind.
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Derartige Wärme-tau.scherbauteile werden bekanntermaßen bei Kesselanlagen
verwendet. Dabei sind die zwei Sammelrohre des I3allteiles üblicherweise in oder
an gegenüberliegenden Wänden in einem Rauchgaskatlal angeordnet und durch sich quer
über den Kanal erstreckende Rohre verbunden. Gewöhnlich wird eine größere Anzahl
derartiger Wärmetauscherbauteile nebeneinander aiigeordnet uud so miteinander verbunden,
daß ein Umlaufsystem für ein Wärmeaustauschmedium, beispielsweise Wasser, geschaffen
ist.
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Bei der Montage einer solchen Rohrkesselanordnung werden zuerst die
Sammelleitungen installiert und dann Ilie Verbindungsrohre angeschweißt oder anderweitig
verbunden. Das
bedeutet, daß die Länge der Verbindungsrohre in einem
ziemlich engen Toleranzbereich liegt. Außerdem ist die an Ort- und Stelle auszuführende
Montage der Verbindungsrohre schwierig und zeitraubend. Nachteilig ist weiterhin,
daß bei einem erforderlichen Auswechseln eines Wärmetauscherbauteils ein Zutritt
zu den Sammelleitungen yorgesehen sein muß. Dies macht es erforderlich, daß mindestens
Teile der Kanalwände, von welchen eine-üblicherweise direkt an den Feuerraum im
Kessel angrenzt, entfernt werden müssen.
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Weiterhin ist es bekamt, bei Eckrohrkesseln, bei welchen an jeder
Ecke des Rauchgaskanals eine Saminelleitung vorgesehen ist, diese Sammelleitungen
Init einer Anzahl voh geraden Rohren zu verbinden. Die Wärmeauståuschfläche dieser
Rohre wird dadurch vergrößert, daß man Fahnenrohre anschweißt, d. h. eine Anzahl
ungleicher, bügelförmiger Rohre.
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Damit sich jedoch in den Verbindungsrohren und den Fahnenrohren die
gewünschte Strömungsgeschwindigkeit einstellen kann, sind die Sammelleitungen zwischen
den Anschlußstellen der Verbindungsrohre abgeblendet. Diese bekannten Wärmeaustauschbauteile,
die nur in Verbindung mit Eckrohrkesseln Verwendung finden, haben den Nachteil,
daß ire Ilerstellung aufwendig und kompliziert ist, was darauf zurückzuführen ist,
daß die bügelförmigen Fahnenrohre verschiedene Längen haben. Dadurch wird ein ungleichförmiger
Strömungswiderstand in den Fallnenrohren bewirkt, was zu einem ungleichförmigen
Wärmeübergang führt.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin,
ein Wärmetauscherbauteil der eingangs genannten Art zu schaffen, das billig und
einfach fertigbar und derart montierbar ist, daß es bei Kühl- und Kesselanlagen
leicht zugänglich ist und somit schnell ausgewechselt oder repariert werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelost, daß die Verbindungsrohre
bügel- oder schleifenförmig ausgebildet sind und sich im wesentlichen senkrecht
zu der Ebene erstrecken, die von den Sammelleitungen Igebiidet wird, die direkt
mit den Enden der einzelnen Verbindungsrohre verbunden sind.
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Das erfindungsgemäße Wärmetauscherbauteil hat den Vorteil, daß die
Sammelleitungen mit einer Vielzahl gleicher oder , gleichartiger bügel- oder schleifenförmiger
Verbindungsrohre verbunden werden können, die auch dann ozone Schwierigkeiten an
den Sammelrohren angeschweißt oder auf andere Weise befestigt werden können, wenn
die Verbindungsrohre mit ziemlich groben Längentoleranzen gefertigt sind. Dadurch
ist eine einfache und billige Hersteilung gewährleistet.
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Die erfindungsgemäßen Wärmetauscherbauteile können in Wärmeaustauschanlagen,
beispielsweise in einem durch Wände abgegrenzten Kanal oder in einem Raum, so montiert
werden, daß die Sammelleitungen an die Wände des Raumes angrenzen, während sich
die Verbindungsrohre in den Raum hinein erstrekken. Die dem gleichen Bauteil zugeordneten
Sammelleitungen grenzen an nur eine Wand an. Man ordnet die Bauteile vorteilhafterweise
so an, daß sämtliche Sammelrohre an der gleichen Wand angrenzen. Dadurch braucht
im Falle der Reparatur oder des Auswechselns nur jeweils ein Teil dieser betreffenden
Wand zur Schaffung eines Zutrittsentfernt zu werden.
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Zweckmäßigerweise bringt man die beiden Sammelrohre eines W«irlnetauscllerlzauteils
unmittelbar nebeneinander an, wodurch die l)iigel- oder schleifenförmigen Verbindungsrohre
an ihren den Sammelleitungen gegenüberliegenden Enden eine verhältnisnl.iSs scharfe
Biegung erhalten. Dies hat zur Folge, daß bei einem vorgegebenen Raum verhaltnismäßig
viele Wärmetauscherbauteile nebeneinander angeordnet werden lcönnell, wodurch man
eine
große Gesamtwärmeaustauschfläche erhält. Da die Wärmetauscherbauteile verhältnismäßig
schmal sind, können sie beim Auswechseln oder für eine Reparatur durch eine ziemlich
kleine Öffnung in der an die Sammelleitungen angrvnzenden Wand herausgenommen werden.
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Vorteilhafterweise sind die Verbindungsrohre in zueinander im wesentlichen
parallelen Ebenen angeordnet. Die Verbindungsrohre können dabei in' sehr geringem
Abstand zueinander angeordnet werden, wobei die Verbindungsrohre verschiedener Bauteile,
die auch einander gegenüber angeordnet werden können, ineinandergreifen.
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Anhand der beiliegenden Zeichnungen werden beispielsweise Ausführungsformen
der Erfindung näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt perspektivisch drei nebeneinander angeordnete Wärmetauscherbauteile.
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Fig. 2 ist ein Schnitt längs der Linie II-II von Fig. 1.
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Fig. 3 zeigt Wärnetauscherelernente mit schleifenförmigen Verbindungsrohren.
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Fig. 4 zeigt eine Anordnung von gegenüberliegenden, ineinandergreifenden
Wärmetauscherbauteilen.
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Fig. .5 zeigt die Anordnung von Wärmetauscherbauteilen mit W-förxnig
gebogenen Verbindungsrohren.
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Jedes der in den Figuren gezeigteii Wärmetauscherbauteile besteht
aus zwei im wes eiit lichen parallelen Sammell ei t.ungeii lo und 11 sowie aus einer
Anzahl voii gleichartigen gebogenen
bzw. gekrümmten Verbindungsrohren
12, die sich ausgehend von der von den Sammelleitungen lo und 11 definierten Ebene
quer bzw. senkrecht dazu erstrecken.
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Bei der in Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsform ist eine Anzahl
von Wärmetauscherbauteilep 13 nebeneinander so angeordnet, daß die Sammelleitungen
1o und 11 für alle vBauteile parallel im wesentlichen in der gleichen Ebene liegen,
während sich die bügelförmigen Verbindungsrohre 12 ausgehend von dieSer Ebene nach
einer Seite erstrecken. Die einzelnen Elemente 13 können rniteinander als Teil eines
Rohr systems einer Kessel- bzw. Kühlanlage verbunden sein, was nicht gezeigt ist.
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Die Bauteile sind üblicherweise in einem Raum angeordnet, der von
Wänden 14 und 15 begrenzt ist, was aus Fig. 2 zu sehen ist. Dieser Raum kann beispielsweise
ein Rauchgaskanal sein, dessen eine Wand oder dessen zwei gegenüberliegende Wände
aus Stahlblech, feuerfestem Mauerwerk oder einem anderen warmfesten Material bestehen.
So kann die Wand 15 beispielsweise den Feuerraum eines Kessels von dem zwischen
den Wänden 14 und 15 liegenden Rauchgaskanal abgrenzen. Dabei sind Kühlrohre 16
angeordnet, wie in Fig. 2 gezeigt ist.
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Die iii den Figuren 3 und 5 gezeigte Ausführungsform unterscheidet
sich von der Ausrührungsform gemäß Fig. 2 nur dadurch, daß die Verbindungsrohre
12 andersartig gebogen sind.
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So haben die Verbindungsrohre 12 der in Fig. 3 gezeigten Wärmetauscherbauteile
die Form einer Schleife bzw. einer Schlinge, während die Verbindungsrohre der in
Fig. 5 gezeigten W;irlaetauscherbauteile 18 W-förmig sind bzw. ,die Form eines Doppelbügels
haben.
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Man sieht, daß bei den in den Figuren 2, 3 und 5 gezeigten Ausbi L(I
un geiI der Wärinetauscherbauteile 13, 17 und 18 dafür
gesorgt ist,
daß die einzelnen Elemente ohne Schwierigkeiten auswechselbar sind, was beispielsweise
durch Entfernen eines Teils der Wand 14 geschieht, der den Sammelleitungen 1o und
11 des entsprechenden Bauteils gegenüberliegt.
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Die in Fig. i gezeigten Wärmetauscherbauteile 19 haben T-förmig gebogene
Verbindungsrolire 12. Die Bauteile 19 sind -dabei so angeordnet, daß nur jeweils
jedes zweite Bauteil mit seinen Sammelleitnngen 1o und 11 anlder Wand 14 angrenzt,
während die dazwischenliegenden Bauteile mit ihren Sammelleitungen an der Wand 15
angrenzen. Diese Ausbildung macht es im Falle einer Reparatur erforderlich, daß
ein Zutritt durch beide-Wände vorgesehen werden muß.
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Bei den gezeigten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Wärmetauscherbauteile
erstrecken sich die Verbindungsrohre nur nach einer Seite ausgehend von der von
den Sammelleitungen gebildeten Ebene. Selbstverständlich können sich die Verbindungsrohre
ausgehend von den Sammelleitungen auch zu beiden Seiten dieser Ebene erstrecken.
Dabei werden dann die Sammelleitungen 1o und 11 zweckmäßigerweise in der Mitte zwischen
den Wänden 14 und 15 angeordnet. Falls ein Auswechseln eines Elementes erforderlich
sein sollte, braucht bei dieser Ausführungsform ein Zutritt nur durch eine der Wände
14 bzw. 15 geschaffen zu werden.
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Die jeweils zwei Sammelleitungen 10 und 11 verbindenden Rohre 12 eines
Wärmetauscherbauteils werden in gleicher Weise,jedoch mit sehr weiten Toleranzgrenzen
gefertigt, da sie sehr leicht an den Sammelleitungen angebracht werdeii können,
auch wenn ihre jeweiligen Längen verhältnismäßig große Abweichungen aufweisen. Der
sich daraus herstellungstechnisch ergebende Vorteil ist klar ersichtlich.