DE2822743A1 - Waermeaustauscher - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Wärmeaustauscher mit wenigstens einer Vielzahl von Rohrleitungen, durch die ein Medium in
paralleler Richtung geführt -wird und die einerseits mit einer Verteilungsleitung und andererseits mit einer Sammelleitung
verbunden sind, mit einer Umhüllung um die Rohrleitungen, die ein weiteres Medium um die Rohrleitungen herumführt, wobei wenigstens
eine Verteilungsstufe und/oder Sammelstufe, die durch
eine Vielzahl von Elementen gebildet ist, zwischen der Vielzahl von Rohrleitungen und der Verteilungsleitung bzw. der
Sammelleitung so angeordnet ist, daß das eine Medium stufenweise gleichförmig in Teilströme teilbar ist und/oder diese
Teilströme gleichförmig zu einem Hauptstrom vereinigbar sind, wobei wenigstens die Elemente, die eine Verteilungsstufe oder
eine Sammelstufe bilden, aus dünnwandigen Behältern bestehen.
809849/0826
Aufgabe der Erfindung ist es, einen solchen und in der deutschen Patentanmeldung Nr. P 25 58 052.3 beschriebenen
Wärmeaustauscher zu verbessern. Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit dem dünnwandigen, behälterförmigen Element, das
einen Teil der Verteilungsstufe bildet. Bei dem in der genannten Patentanmeldung offenbarten Wärmeaustauscher ist das
behälterförmige Element in der ersten Verteilungsstufe enthalten, die in direkter Verbindung mit der Verteilungsleitung
bzw. Sammelleitung steht. Diese behälterförmigen Elemente können jedoch nur mit Schwierigkeiten in Wärmeaustauscher
großer Größe eingebaut werden.
Aufgabe der Erfindung ist die Verbesserung des Wärmeaustauschers, wobei jedoch die Vorteile bewahrt werden sollen,
die in der genannten deutschen Patentanmeldung P 25 58 052.3 offenbart sind, d.h., daß dabei der biegbare Aufbau mit verhältnismäßig
geringem Gewicht beibehalten werden soll, der es erlaubt, leicht den Spannungen zu widerstehen, die durch die
hohen Temperaturunterschiede beim Betrieb erzeugt werden.
Der erfindungsgemäße Wärmeaustauscher ist dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Verteilungsstufe vorgesehen ist, die
durch Rohre geeigneter Form gebildet ist, die sich an ihrem einen Ende in die Verteilungsleitung bzw. Sammelleitung und
am anderen Ende in die behälterförmigen Elemente einer zweiten Verteilungsstufe öffnen, die zur Vielzahl von Rohrleitungen
führt.
809849/0828
Zur Vereinfachung der Herstellung und der Montage des
Wärmeaustauschers ist das behälterförmige Element vorzugsweise aus zwei entgegengesetzten, schalenförmigen Abschnitten
aufgebaut, deren Kanten gasdicht miteinander verbunden sind.
Zur weiteren Vereinfachung der Montage sind die Enden, die mit der Sammelleitung und Verteilungsleitung verbunden
sind, wenigstens der Rohre, die in bezug auf die Vielzahl von Rohrleitungen weiter außen angeordnet sind, senkrecht
zur Symmetrieebene des Wärmeaustauschers ausgerichtet. Es kann daher Jedesmal eine Gruppe von Rohrleitungen der Vielzahl
von Rohrleitungen zuerst an einem Rohr befestigt werden,
wonach die ganze Einheit leicht an der Sammelleitung bzw. Verteilungsleitung befestigt werden kann, indem die
Enden seitlich in vorher gebohrte Löcher der Leitungen eingeführt und dort verschweißt werden.
Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand von vorteilhaften Ausführungsformen unter Bezugnahme auf
die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen
Ausführungsform des Wärmeaustauschers;
8098-4I/-082S
Fig. 2 eine Einzelheit der zweiten Verteilungsstufe zwischen einem Rohr und. den Rohrleitungen;
Fig. 3 eine Querschnittsansicht einer Einzelheit des Endes einer Rohrleitung, die mit der unteren Hälfte des
behälterförmigen Elementes von Fig. 2 verbunden ist;
Fig. h eine Querschnittsansicht einer Einzelheit eines
fertigen behälterförmigen Elementes, das mit einer Rohrleitung und einem Rohr verbunden ist;
Fig. 5 eine Draufsicht entlang der Linie V-V in Fig. 2; und
Fig. 6 eine Querschnittsansicht entlang der Linie VI-VI von Fig. 2.
Bei der zu beschreibenden Ausführungsform umfaßt der Wärmeaustauscher eine Vielzahl von Rohrleitungen 1, die an
den oberen und unteren Enden mit einer Verteilungsleitung 2 bzw. einer Sammelleitung 3 verbunden sind. Die Rohrleitungen
leiten ein Medium von der Verteilungsleitung 2 zur Sammelleitung 3, während das andere Medium um die Rohrleitungen
1 durch eine Gehäusewand 6 geführt ist, die dieselben ,umgibt. Das andere Medium fließt, wie dies in Fig. 1 gezeigt
ist, von unten nach oben in Richtung der Pfeile P1,
809849/0826
so daß Wärmeaustausch zwischen den zwei Medien im Gegenstrom stattfindet.
Ein Medium wird Jeweils von der Yerteilungsleitung 2 stufenweise in kleinere Teilströme verteilt, bevor es die
Rohrleitungen 1 erreicht. Andererseits werden diese Teilströme Jedesmal stufenweise zu einem Hauptstrom gesammelt,
der in die Sammelleitung 3 eintritt. Für die Verteilung oder Sammlung werden in einer ersten Stufe die Rohre 7 verwendet,
die mit den Behältern verbunden sind. Um die Teilströme wieder in jede Rohrleitung zu verteilen, werden die
verbundenen Elemente der zweiten Stufe verwendet, die schließlich mit einer Vielzahl von Rohrleitungen 1 verbunden
sind. In Fig. 1 sind die Rohre 7 und die Rohrleitungen nur durch Linien angedeutet.
Fig. 2, 3, 4 und 5 zeigen das Element 8 der zweiten Stufe im Detail. Das Element 8 besteht in erster Linie aus einem
flachen Gehäuse, das durch zwei schalenförmige Abschnitte und 82 gebildet ist (siehe Fig. 3 und 4), deren Kanten bei
83 gasdicht verbunden werden nüssen. Bei der gezeigten Ausführungsform wird dies durch Schweißen erreicht. In der oberen
Wandung des schalenförmigen Teiles 81 ist in der Mitte das Rohr 7 befestigt, so daß es sich in den Hohlraum öffnet,
der durch die beiden schalenförmigen Teile 81 und 82 gebildet wird.
809849^0826
Wenn bei dem Wärmeaustauscher nur einwandige Rohrleitungen für die Vielzahl von Rohrleitungen 1 verwendet werden,
so kann dieser Fall mit dem Fall des äußersten Rohres 11 in Fig. 3 und 4 verglichen werden, das mit dem unteren
schalenförmigen Teil 82 des Elementes 8 verbunden ist, so daß es sich in den Hohlraum des Elementes 8 öffnet. Aus den
Figuren wird ersichtlich sein, daß jedesmal drei Rohrleitungen der Vielzahl von Rohrleitungen 1 am Element 8 befestigt
sind, so daß die zweite Stufe jedesmal einen Strom von dem Rohr 7 in drei Teilströme zu den Rohrleitungen 11 aufteilt
oder die Teilströme von den Rohrleitungen 11 in einen einzigen
Hauptstrom in das Rohr 7 vereinigt.
Bei der gezeigten Ausführungsform wird bei der Vielzahl von Rohrleitungen 1 eine doppelwandige Rohrleitung anstelle
einer einwandigen Rohrleitung verwendet. Für diesen Zweck schließt die äußere Rohrleitung 11 eine koaxiale innere
Rohrleitung 12 ein, durch die das andere Medium in der Gehäusewandung
6 fließt. Für eine richtige Führung ist die innere Rohrleitung 12 bis über die Außenseite der äußeren
Rohrleitung 11 in axialer Richtung so verlängert, daß sie über die Wand des Elementes 8 hinausragt, d.h. über den
schalenförmigen Teil 81 hinaus (siehe Fig. 4). Das eine Medium, das zwischen den Rohrleitungen 11 und 12 fließt,
kann so über das Element 8 das Rohr 7 erreichen oder umgekehrt.
809849/0826
Fig. 3 und 4 verdeutlichen die einfache Art des Zusammenbaus, die durch das Element 8 ermöglicht wird. Zuerst wird
der schalenförmige Teil 82 mit der äußeren Rohrleitung 11 der doppelwandigen Rohrleitung der Rohrleitungen verschweißt,
wie dies in Fig. 3 gezeigt ist. Anschließend wird am schalenförmigen Teil 81 die innere Rohrleitung 12 angeschweißt,
wonach die beiden schalenförmigen Teile 81 und 82 verbunden werden, um nach Verschweißen der Kantenteile bei 83 ein einziges
Element 8 zu bilden. Schließlich kann das Rohr 7 in die Mitte des schalenförmigen Teiles 81 eingeschweißt werden.
Die Draufsicht der Fig. 5 zeigt, daß das Element 8 im wesentlichen
dreieckige Form hat. Die Seiten des Dreieckes haben eine bei 84 eingeschnürte Form, und zwar in einem solchen
Maße eingeschnürt, daß soweit wie möglich eine Übereinstimmung mit dem Umfang der äußeren Rohrleitung 11 mit den daran
befestigten Kühlrippen 13 (siehe Fig. 2) erreicht wird. Auf diese Weise wird das andere Medium, das entlang den Kühlrippen
13 fließt, so wenig wie möglich durch das Element 8 zurückgehalten, wodurch der Gesamtwiderstand des Wärmeaustauschers
kleiner wird. Trotzdem wird aufgrund dieser Bauart die verhältnismäßig große Biegsamkeit der Rohrleitungen
sichergestellt, da das Element 8 dünnwandig ist und die oberen und unteren Wandungen der schalenförmigen Teile 81 und 82
sich relativ zueinander bewegen können.
80984a/0826
/14
Um den Zusammenbau weiter zu vereinfachen, sind die Enden der Rohre 7, die an die Verteilungs- bzw. Sammelleitung anschließen,
im rechten Winkel zur Symmetrieebene I-I (siehe
Fig, 1) angeordnet. Dies trifft wenigstens für die Rohre zu, die mit den äußeren Rohrleitungen der Vielzahl von Rohrleitungen 1 verbunden sind. Es ist nun möglich, zunächst die
Leitungen 2 und 3 mit den inneren Rohren 7 zu verbinden, wonach die äußersten Röhren 7, die vorher über die Elemente 8
mit den Rohrleitungen 1 verbunden sind, jetzt einfach an den Leitungen 2 und 3 befestigt werden können, indem die Einheit seitlich im rechten Winkel zur Symmetrieebene I-I nach innen geschoben und verschweißt wird.
Fig, 1) angeordnet. Dies trifft wenigstens für die Rohre zu, die mit den äußeren Rohrleitungen der Vielzahl von Rohrleitungen 1 verbunden sind. Es ist nun möglich, zunächst die
Leitungen 2 und 3 mit den inneren Rohren 7 zu verbinden, wonach die äußersten Röhren 7, die vorher über die Elemente 8
mit den Rohrleitungen 1 verbunden sind, jetzt einfach an den Leitungen 2 und 3 befestigt werden können, indem die Einheit seitlich im rechten Winkel zur Symmetrieebene I-I nach innen geschoben und verschweißt wird.
Innerhalb des Erfindungsgedankens sind andere Anordnungen der verschiedenen Elemente möglich. Die Rohre 7 können mit
mehr als drei Rohrleitungen der Vielzahl von Rohrleitungen 1 zusammenarbeiten, wobei die Form der Verteilungselemente 8
entsprechend angepaßt ist. Darüber hinaus können die Rohre 7 so ausgebildet sein, daß die Elemente 8 in derselben Höhe,
und nicht abwechselnd miteinander, wie dies in Fig. 1 ge-
entsprechend angepaßt ist. Darüber hinaus können die Rohre 7 so ausgebildet sein, daß die Elemente 8 in derselben Höhe,
und nicht abwechselnd miteinander, wie dies in Fig. 1 ge-
zeigt ist, angeordnet sind.
809849/0826
Leerseite
Claims (7)
- Patentansprüche'1.1 Wärmeaustauscher mit wenigstens einer Vielzahl vonRohrleitungen, durch die ein Medium in paralleler Richtung geführt wird und die einerseits mit einer Verteilungsleitung und andererseits mit einer Sammelleitung verbunden sind, mit einer Umhüllung um die Rohrleitungen, die ein weiteres Medium um die Rohrleitungen herumführt, wobei wenigstens eine Verteilungsstufe und/oder Sammelstufe, die durch eine Vielzahl von Elementen gebildet ist, zwischen der Vielzahl von Rohrleitungen und der Verteilungsleitung bzw. der Sammelleitung so angeordnet ist, daß das eine•09849/0126,*mmmx*»mmORIGINAL INSPECTEDMedium stufenweise gleichförmig in Teilströme teilbar ist und/oder diese Teilströme gleichförmig zu einem Hauptstrom vereinigbar sind, wobei wenigstens die Elemente, die eine Verteilungsstufe oder eine Sammelstufe bilden, aus dünnwandigen Behältern bestehen, dadurch gekennzeichnet , daß eine erste Verteilungsstufe vorgesehen ist, die durch Rohre (7) geeigneter Form gebildet ist, die sich an ihrem einen Ende in die Verteilungsleitung (2) bzw. Sammelleitung (3) und am anderen Ende in die behälterförmigen Elemente (8) einer zweiten Verteilungsstufe öffnen, die zur Vielzahl von Rohrleitungen (1) führt.
- 2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß sich jedes Rohr (7) zu einer ersten flachen Wand des behälterförmigen Elementes (8) öffnet und mit dieser einen rechten Winkel bildet und daß sich die Rohrleitungen (1) der Vielzahl von Rohrleitungen zu einer entgegengesetzten, parallelen Wand des Elementes öffnen.
- 3. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Rohrleitungen (1) doppelwandig sind und daß die äußere Wandung (11) der Rohrleitung sich zur entgegengesetzten Wand öffnet und daß die innere Wandung (12) über die erste flache Wand des behälterförmigen Elementes (8) hinaus verlängert ist.•01141/0·*·
- 4. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß das behälterförmige Element (8) aus zwei entgegengesetzten, schalenförmigen Abschnitten (82, 83) aufgebaut 1st, deren Kanten gasdicht verbunden sind.
- 5. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß in Axialrichtung gesehen jedes Element (8) eine solche dreieckige Form hat, daß sich jede Rohrleitung (1) der Vielzahl von Rohrleitungen zu einem Eckenabschnitt öffnet und daß sich das Rohr (7) zum Mittelteil des Elementes (8) öffnet.
- 6. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Seiten der dreieckigen, behälterförmigen Elemente (8) eine eingeschnürte Form haben.
- 7. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die mit den Sammelleitungen (3) und Verteilungsleitungen (2) verbundenen Enden wenigstens der Rohre (7), die in bezug auf die Vielzahl von Rohrleitungen (1) weiter außen liegen, im rechten Winkel zur Symmetrieebene (I-I) des Wärmeaustauschers stehen.809849/0826
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Legal Events
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---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
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