DE3004837A1 - Waermetauscher - Google Patents

Waermetauscher

Info

Publication number
DE3004837A1
DE3004837A1 DE19803004837 DE3004837A DE3004837A1 DE 3004837 A1 DE3004837 A1 DE 3004837A1 DE 19803004837 DE19803004837 DE 19803004837 DE 3004837 A DE3004837 A DE 3004837A DE 3004837 A1 DE3004837 A1 DE 3004837A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
heat exchanger
tube sheets
exchanger according
conical
sealing rings
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19803004837
Other languages
English (en)
Other versions
DE3004837C2 (de
Inventor
Peter 4630 Bochum Kähmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Langbein & Engelbracht 44879 Bochum De GmbH
Original Assignee
Langbein & Engelbracht & Co kg Bau Iufttechnischer Anlagen GmbH
Langbein & Engelbracht & Co Kg Bau Lufttechnischer Anlagen 4630 Bochum GmbH
Langbein & Engelbrecht
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Langbein & Engelbracht & Co kg Bau Iufttechnischer Anlagen GmbH, Langbein & Engelbracht & Co Kg Bau Lufttechnischer Anlagen 4630 Bochum GmbH, Langbein & Engelbrecht filed Critical Langbein & Engelbracht & Co kg Bau Iufttechnischer Anlagen GmbH
Priority to DE19803004837 priority Critical patent/DE3004837C2/de
Publication of DE3004837A1 publication Critical patent/DE3004837A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3004837C2 publication Critical patent/DE3004837C2/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02Header boxes; End plates
    • F28F9/0229Double end plates; Single end plates with hollow spaces
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/006Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of glass
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02Header boxes; End plates
    • F28F9/04Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates
    • F28F9/06Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by dismountable joints
    • F28F9/08Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by dismountable joints by wedge-type connections, e.g. taper ferrule

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Description

  • Wärmetauscher
  • Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Es bildet eine bekannte Maßnahme, die Enden von Wärmetauscherrohren aus Metall durch Schweißen, Rollen oder Walzen an den im weitgehend parallelen Abstand voneinander distanzierten Rohrböden so festzulegen, daß ein Übertritt des in den Wärmetauscherrohren strömenden Mediums in den Raum zwischen den Wärmetauscherrohren beziehungsweise ein Ubertritt des die Wärmetauscherrohre umströmenden Mediums in die von den Rohrböden begrenzten endseitigen Sammelkammern ausgeschlossen ist. Diese Befestigungen sind jedoch zum Beispiel bei Wärmetauscherrohren aus Glas nicht durchführbar Darüber hinaus sind dickwandige Rohrböden in Stärken von etwa 10 bis 30 mm mit Stopfbuchsendichtungen bekannt. Deren Nachteile sind das hohe Gewicht und die hohen Fertigungskosten.
  • Weitere Probleme ergeben sich, wenn infolge der Aggressivität, der Druckhöhe oder des Aggregatzustands der jeweils im Wärmeaustausch befindlichen Medien nicht nur für die Wärmetauscherrohre, sondern auch für die Rohrböden extrem korrosionsbeständige und demzufolge nur schwer bearbeitbare, das heißt letztlich auch teure Materialien verwendet werden müssen. In diesen Fällen gelangen dann zwangsläufig dünne Bleche als Rohrböden zum Einsatz, was wiederum zu eFeblichen Schwierigkeiten bei der einwandfreien Abdichtung der die Rohrböden mit ihren Endabschnitten durchsetzenden Wärmetauscherrohre führt.
  • Die in solchen Fällen verwendeten Dichtringe, zum Beispiel aus elastomerem Material, weisen in der Regel eine Umfangsnut auf, in welche die an die Rohrbödenöffnungen angrenzenden Bereiche der Rohrböden eingreifen. Diese Dichtringe gewährleisten zwar bei geringen Drücken im Wärmetausch Luft-Luft eine noch ausreichende Abdichtung. Sie versagen jedoch bei höheren Drücken sowie bei einem Wärmetausch, wo eines der beteiligten Medien flüssig ist.
  • Nuten den vorstehend erwähnten Dichtringen aus elastomeren Materialien sind auch solche aus hitzebeständigen Materialien, wie Reingraphit oder Asbest, bekannt. Darüber hinaus ist es bei Glasrohrwärmetauschern bekannt, die Enden der Wärmetauscherrohre mit Silikon in die Rohrböden einzugießen. In diesem Fall zeigt sich jedoch ein großer Nachteil bei defekten Glasrohren, weil dann ein Austausch der Glasrohre nur mit einem erheblichen Aufwand möglich ist. Schließlich besteht ein Problem darin, daß möglichst eine Vielzahl von parallelen Wärmetauscherrohren zwischen den Rohrböden untergebracht werden sollte, was dann große Schwierigkeiten bei der konstruktiven Auslegung der Abdichtungen der Wärmetauscherrohre in den Rohrböden hervorruft.
  • Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, einen Wärmetauscher der im Oberbegriff des Anspruchs 1 vorausgesetzten Gattung zu schaffen, bei dem hinsichtlich der Abdichtungen zwischen den Wärmetauscherrohren und den Durchtrittsöffnungen in den Rohrböden keine besondere Rücksicht auf den Aggregatzustand der im Wärmetausch befindlichen Medien sowie deren Beschaffenheit beziehungsweise deren Druckhöhe bei fertigungstechnisch einfachem Aufbau und wirtschaftlich günstigen Montage- und Demontagemöglichkeiten genommen zu werden braucht.
  • Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.
  • Die Anordnung ton Dichtungskammern auf der Überdruckseite der Rohrböden, welche von den äußeren Oberflächen der Wärmetauscherrohre, den an die Rohrbödenöffnungen angrenzenden FlEchenabschnitten und den an den Rohrböden festgelegten Konusschalen begrenzt werden, schafft die Voraussetzung dafür, daß nunmehr gezielt extrem dünnwandige Bleche für die Rohrböden verwendet werden können. Das bedeutet folglich, daß jetzt auch solche Materialien interessant werden, die bislang entweder aus Gründen ihrer schweren Bearbeitbarkeit und/oder aus Preisgründen für die Verwendung als Rohrböden nicht in Frage kamen, selbst wenn die Beschaffenheit der im Wärmeaustausch befindlichen medien und/ oder ihre Druckhöhe gerade ein solches Material zweckmäßig erscheinen ließen. Die Dünnwandigkeit der Rohrbödenbleche erlaubt es mithin, daß die öffnungen für die Wärmetauscherrohre nunmehr weitgehend unabhängig von dem Material durch einfache Stanzoperationen entsprechend den Rohrbündelelermentaufteilungen perfox riert werden können. Dies gilt sowohl für korrosions- und hitzebeständige Bleche als auch für Bleche mit nur geringen Anforderungen an die Korrosions- und Hitzebeständigkeit.
  • Die einen Teil der Halterungen für die Dicht ringe bildenden Konusschalen sind ebenfalls weitgehend materialunabhängig und können daher bezüglich der Wandstärke sehr dünn ausgelegt werden. Ihre spanlose Herstellung bildet kein Problem. Auch fordert die Festlegung der Konusschalen an den Rohrböden lediglich eine solche Dicke der Rohrböden, daß diese neben der selbstverständlich notwendigen Druckfestigkeit eine gerade noch ausreichende Verwindungssteifheit besitzen.
  • Bei den Konusschalen kann es sich um Einzelschalen handeln, die jeweils für sich an den Rohrböden festgelegt werden.
  • Es können aber auch zwei oder mehrere Konusschalen reihen- oder gruppenweise zusammengefaßt und gemeinsam an den Rohrböden festgelegt werden.
  • Die Konusschalen können unmittelbar mit den im Durchmesser größeren Rändern an den Rorböden befestigt werden. Besonders vorteilhaft ist es jedoch nach der Erfindung, daß die Konusschalen im wesentlichen parallel zu den Rohrböden verlaufende Befestigungskragen und zentral aus der Ebene der Befestigungskragen herausgedrückte, zu den freien Enden hin konisch eingezogene kurze Stutzen aufweisen. Diese Ausgestaltung fördert somit die Stanz- und Preßbarkeit. Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Wände der Konusstutzen mit einem Winkel von etwa 450 bis 700, bevorzugt etwa 600 aus der Ebene der Befestigungskragen herausgedrückt sind.
  • Es hat sich nämlich bei Versuchen gezeigt, daß ein solcher Winkel und die sich hieraus ergebende, auf die Dichtringe einwirkende resultierende Anpreßkraft die angestrebte Dichtfunktion besonders günstig fördern.
  • Aufgrund der zur Anwendung gelangenden Dichtringe genügt auch bei extrem dünnwandigen Konusschalen eine Dichtungskammer mit vergleichsweise kurzer axialer Erstreckung. Gemäß der Erfindung kennzeichnet sich folglich eine zweckmäßige Ausführungsform dadurch, daß das Verhältnis der axialen Länge der Konusstutzen zur Dicke der Befestigungskragen etwa wie 3 : 1 bis 6 : 1, bevorzugt etwa wie 4 : 1 bemessen ist. Denkbar sind in diesem Zusammenhang Blechdicken von etwa 1 mm.
  • Die Möglichkeit, die Wärmetauscherrohre noch enger aneinanderrücken zu können, wird erfindungsgemäß dadurch unterstützt, daß die Konusschalen mehreckige, insbesondere drei- bis sechseckige, Befestigungskragen besitzen. Auf diese Weise kann eine einwandfreie Festlegung der Befestigungskragen an den Rohrböden sichergestellt werden und dennoch wird durch diese Ausbildung der Befestigungskragen erreicht, daß der Abstand von zwei benachbarten Wärmetauscherrohren auf ein Kleinstmaß beschränkt werden kann.
  • Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Grundgedankens sind die Konusschalen lösbar an den Rohrböden festgelegt. Eine lösbare Festlegung kommt insbesondere dann in Frage, wenn die Dichtringe aus einem nichtelastomeren Material bestehen und folglich allein durch die Konusschalen in den auf der anderen Seite durch die äußere Oberfläche der Wärmetauscherrohre und den an die Rohrbödenöffnungen angrenzenden Flächenabschnitten der Rohrböden begrenzten Dichtungskammern verpreßt werden. Bei derartigen Dichtungsringen handelt es sich überwiegend um solche aus Reingraphit oder Asbest, welche folglich eine geringe Elastizität besitzen.
  • In diesem Zusammenhang ist es dann von Vorteil, wenn die lösbare Verbindung eine Schraubverbindung ist. Die Shrauben können dabei sowohl die Befestigungskragen als auch die Rohrböden durchsetzen. Denkbar ist allerdings auch, daß die Befestigungskragen derart über Unterlegsch-eiben an den Rohrböden festgelegt werden, daß mit einer Unterlegscheibe mindestens zwei einander benachbarte Befestigungskragen erfaßt und an die Rohrböden gepreßt werden. In diesem Zusammenhang kann es darüber hinaus von Vorteil sein, daß zwecks Verminderung der Anzahl der Befestigungsschrauben auch leistenartige Unterlegmittel zur Verwendung gelangen, über die dann mehrere Konusschalen festgelegt werden.
  • Schließlich ist es noch denkbar, daß bei Verwendung von ferromagnetischen Materialien eine Magnetverbindung zur Festlegung der Konusschalen an den Rohrböden in Frage kommt.
  • Bei Dichtringen aus elastomeren Materialien sind nach der Ereindung die Konusschalen bevorzugt unlösbar an den Rohrböden befestigt. In diesen Fällen können die Konusschalen zum Beispiel an die Rohrböden geschweißt oder geklebt sein. Als Schweißverfahren kommt vorzugsweise die Punktschweißung in Frage. Zu diesem Zweck können die Befestigungskragen der Konus schalen auf den den Rohrböden zugewendeten Seiten mit Nocken versehen sein.
  • Solche Buckelschweißnocken besitzen dann die notwendige Materialanhäufung, um ein einwandfreies Anschweißen zu garantieren. Im Falle der lösbaren Verbindung, beispielsweise per Schrauben, dienen die Nocken als Auflager zur Erzeugung eines ausreichenden Anpreßmoments der Konusstutzen an den Dichtringen.
  • Eine einwandfreie Lagerung der Wärmetauscherrohre in den Rohrböden sowie einfache Montage- und Demontagemöglichkeiten sind in der Regel dann gewährleistet, wenn die von den Wärmetauscherrohren durchsetzten Öffnungen in den Rohrböden ca 3 % größer als die Durchmesser der Wärmetauscherrohre sind. Die für die Rohrböden verwendeten Dünnbleche sollten dabei eine Dicke aufweisen, die maximal 4 mm nicht übersteigt. Die Rohrbödenöffnungen können fluchtend oder versetzt durch Stanzen erzeugt werden.
  • Dabei kommen zumeist Rohrteilungsverhältnisse von 1,5 : 1,5 in Frage. Es sind allerdings auch andere Rohrteilungsverhältnisse möglich.
  • Genügen aufgrund der im Wärmetausch stehenden Medien Dichtringe aus elastomeren Materialien, so besteht eine andere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung darin, daß die Dichtringe O-Ringe mit einer Shore-Härte von annähernd 60 bis 700 sind, deren Dicke sich im Verhältnis zum Außendurchmesser der Wärmetauscherrohre etwa auf 1 : 6 bis 9, vorzugsweise etwa 1 : 7 bis 7,5 beläuft. In diesen Fällen werden die Konusschalen bevorzugt unlösbar an den Rohrböden befestigt. Die O-Ringe werden dabei vor der Montage der Wärmetauscherrohre in die dann noch einseitig offenen Dichtungskammern eingelegt. Durch das anschließende Einschieben der Wärmetauscherrohre werden die O-Ringe in den Dichtungskammern zwischen den Wärmetauscherrohren, den Konusstutzen und den Rohrböden deformiert und auf diese Weise die gewünscht statische Abdichtung erreicht. Bei zunehmendem Mediendruck wird der Dichteffekt noch zusätzlich unterstützt.
  • Als Wärmetauscherrohre können zum Beispiel in bevorzugter Weine Glasrohre aus Industrieglas mit Borsilikatanteilen verwendet werden, deren Wandstärke und Durchmesser sich nach dem jeweiligen Bedarfsfall richtet. Die Wärmetauscherrohre können durchgehend zylindrisch ausgebildet sein und endseitig durch Anschmelzen leicht konisch eingezogen sein. Hindurch wird auch das Einschieben der Wärmetauscherrohre in die Dichtringe erleichtert, ohne jedoch in der Betriebsposition den Dichteffekt nachteilig zu beeinflussen. In diesen Fällen sind dann beispielsweise in den Überdruckbereichen beider Rohrböden Dichtungskammern mit elastomeren Dichtringen vorgesehen. Die Wärmetauscherrohre stützen sich hierbei jeweils auf entsprechenden Stützverteilerblechen ab.
  • Werden jedoch Wärmetauscherrohre mit endseitigen Ringkragen eingesetzt, so ist es nach der Erfindung von Vorteil, daß zusätzliche elastomere Stützringe zwischen die Ringkragen und die freien Enden der Konusstutzen eingegliedert sind. Diese zusätzlichen Stützringe bieten dann den insbesondere aus Glas bestehenden Wärmetauscherrohren ein weiches Auflager, wodurch nicht nur Beschädigungen bei der Montage ausgeschlossen, sondern auch schädliche Auswirkungen aus den nicht zu vermeidenden Pulsationsbewegungen der Wärmetauscherrohre in Axialrichtung weitgehend aufgefangen werden.
  • Bei der Anwendung von hitzebeständigen Dichtringen, zum Beispiel aus Reingraphit oder Asbest, ist es wegen der nur geringen Elastizität dieser Materialien erforderlich, die Dichtringe in den Dichtungskammern gezielt zu verpressen. Zu diesem Zweck werden die Konusschalen lösbar an den Rohrböden festgelegt. Die vorher eingebrachten Dichtringe werden infolge der erfindungsgemäßen Ausbildung der Konusstutzen und der Anpassung der Dichtringe an den Querschnitt der Dichtungskammern noch im elastischen Bereich verpreßt, so daß eine einwandfreie Abdichtung gewährleistet werden kann. Die Verpressung im noch elastischen Bereich erlaubt eine Zurückverformung der Dichtringe, wenn es aus Reparaturgründen notwendig sein sollte, ein Wärmetauscherrohr auszuwechseln. Auch erlaubt die Zurückverformung eine Wiederverwendbarkeit der Dichtringe. In diesen Fällen ist es dann von Vorteil, wenn die Wände der Konusstutzen etwas weniger steil angestellt sind als die angrenzenden Außenwände der Dichtringe, so daß beim Anziehen der Befestigungskragen an die Rohrböden über die Konusstutzen das notwendige Verpreßmoment aufgebracht werden kann, ohne hierbei jedoch die Zurückverformungselastizität der Dichtringe zu beeinträchtigen.
  • Im Falle der Verwendung von hitzebeständigen Dichtringen mit geringer Eigenelastizität ist es erfindungsgemäß ferner vorteilhaft, daß die Dichtringe mit Zentrierflanschen in die Ringspalte zwischen den Wärmetauscherrohren und den Wänden der Rohrbödenöffnungen eingreifen. Sie stehen dabei mit diesen Zentrierflanschen nicht nach innen über die Rohrböden vor. Jedoch wird auf diese Weise eine sichere radiale Lageorientierung der Dichtringe und damit auch der Wärmetauscherrohre sichergestellt.
  • Im Zusammenhang mit der Anwendung von wenig elastischen Dichtringen besteht schließlich ein vorteilhaftes Merkmal der Erfindung noch darin, daß die Dichtringe in axialer Richtung über die freien Enden der Konusstutzen vorstehen. Auf diese Weise ist auch bei der Verwendung von Wärmetauscherrohren mit einem endseitigen Ringkragen sihergestellt, daß in der Einbauposition diese Ringkragen nicht auf dn freien Enden der metallischen Konusstutzen aufliegen, sondern auf den vorstehenden Bereichen der Dichtringe. Die Wärmetauscherrohre haben auch in diesen Fällen ein vergleichsweise weiches Auflager.
  • Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Ausschnitt aus einem Wärmetauscher mit einem sich zwischen zwei Rohrböden erstreckenden Wärmetauscherrohr in zwei Einbaumöglichkeiten; Fig. 2 eine weitere Einbau- und Abdichtungsmöglichkeit eines Wärmetauscherrohrs in einem Wärmetauscher; Fig. 3 einen vertikalen Querschnitt durch eine Konusschale entsprechendr Linie III-III der Fig. 4 und Fig. 4 eine Draufsicht auf eine hei den AusfUhrungsformen der Fig. 1 und 2 verwendete Konusschale.
  • Gemäß den Darstellungen der Fig. 1 und 2 erstrecken sich zwischen zwei im annähernd parallelen Abstand voneinander distanzierten Rohrböden 1, 2 eines ansonsten nicht näher veranschaulichten Wärmetauschers eine Vielzahl von Wärmetauscherrohren3. Zur Erhaltung der Zeichnungsübersichtlichkeit ist jeweils nur ein Wärmetauscherrohr 3 veranschaulicht. Bei den Ausführungsbeispielen bestehen die Wärmetauscherrohre 3 aus Glas. Sie können überwiegend zylindrisch ausgebildet und an einem Ende mit einem Ringkragen 4 versehen sein. Das andere Ende 5 der Wärmetauscherrohre 3 ist durch Anschmelzen leicht konisch eingezogen.
  • Falls die Wärmetauscherrohre 3 keine Ringkragen 4 besitzen und folglich beide Enden konisch eingezogen sind, stützen sich die Wärmetauscherrohre 3 entsprechendder unteren Darstellung der Fig. 1 auf einem Stützverteilerblech 6 ab, das beim Ausführungsbeispiel eine angenommene Dicke von 2 mm besitzt.
  • Die beispielsweise aus korrosions- und hitzebeständigen Blechen gestalteten Rohrböden 1, 2 mit einer Dicke von maximal etwa 4 mm besitzen entsprechend der Anzahl der Wärmetauscherrohre 3 fluchtend oder versetzt durch Stanzung angeordnete Offnungen 7. Der Durchmesser der Öffnungen 7 ist dabei ca. 3 % größer als der Durchmesser der Wärmetauscherrohre 3. Dieses Bemessungsverhältnis erlaubt es bei Wärmetauscherrohren 3 ohne Ringkragen 4, diese auch geneigt beispielsweise zwischen den Rohrböden 1, 2 zunächst in eine öffnung 7 des oberen Rohrbodens 1 einzuführen und anschließend nach Geradestellung auch in die öffnung 7 des unteren Bodens 2 einzuschieben, bis entsprechend der Darstellung der Fig. 1, unten die Stirnseite 8 des Wärmetauscherrohrs 3 am Stützverteilerblech 6 zur Anlage kommt.
  • Jeweils auf der Uberdruckseite der Rohrböden 1, 2 sind Dichtungskammern 9 ausgebildet, die von Konusschalen 10, der äußeren Oberfläche 11 der Wärmetauscherrohre 3 und den Flächenabschnitten 12 der Rohrböden 1, 2 begrenzt werden, welche an die Rohrbödenöffnungen 7 angrenzen.
  • Jede Konusschale 10 besteht gemäß den Fig. 3 und 4 aus einem parallel zu den Rohrböden 1, 2 verlaufenden Befestigungskragen 13 sowie aus einem zentral aus der Ebene des Befestigungskragens 13 herausgedrückten, zu seinem freien Ende 14 hin konisch eingezogenen kurzen Stutzen 15. Es ist zu erkennen, daß die Wände 16 des Konusstutzens 15 mit einem Winkel von ungefähr 600 aus der Ebene des Befestigungskragens 13 herausgedrückt sind. Das Verhältnis der axialen Länge des Konusstutzens 15 zur Dicke des Befestigungskragens 13 ist etwa wie 4 : 1 bemessen. Bei einer Stärke der Rohrböden 1, 2 von maximal etwa 4 mm genügt eine Dicke des Befestigungskragens 13 von etwa 1 mm.
  • Der Befestigungskragen 13 ist mehreckig ausgebildet, um auf diese Weise eine möglichst große Anzahl von Wärxtauscherrohren 3 in einem Wärmetauscher beziehungsweise in einem auswechselbaren Abschnitt eines Wärmetauschers unterzubringen.
  • I Auf der dem Rohrboden 1, 2 zugewendeten Seite 17 besitzt der Befestigungskragen 13 im Bereich der Eckabschnitte nockenartige Vorsprünge 18, die entweder als Buckelschweißnocken dienen, wenn die Konusschale 10 unlösbar an einem Rohrboden 1, 2 festgelegt wird, oder als Auflager, wenn die Konusschale T) lösbar festgelegt wird.
  • Im Falle der Ausführungsform der Fig. 1, oben und unten sowie der Fig. 2, unten ist eine Abdichtung des Wärmetauscherrohrs 3 in den Rohrböden 1, 2 vorgesehen, die aus einem O-Ring 19 aus einem elastomeren Material besteht, das eine Shore-Härte von annähernd 60 bis 700 aufweist. Die Dicke der O-Ringe 19 beläuft sich im Verhältnis zum Außendurchmesser des Wärmetauscherrohrs 3 auf 1 : 7,3. Ein derartiger O-Ring 19 aus einem elastomeren Material wird dann verwendet, wenn die Beschaffenheit der im Temperaturaustausch stehenden Medien sowie die Druckhöhe es zulassen.
  • Im Falle der Ausführungsform der Fig. 1, oben und unten sowie Fig. 2, unten sind die Konusschalen 1Q fest auf der Überdruckseite der Rohrböden 1, 2 angeschweißt. Nach dem Anschweißen werden die O-Ringe 19 eingelegt und daran anschießend die WSrmetausherrohre 3 eingeschoben, wobei sich die O-Ringe 19 deformieren und die gewünschte statische Abdichtung erreicht wird. Wird eine Ausführungsform der Wärmetauscherrohre 3 ohne Ringkragen 4 gewählt, so erfolgt die Montage derart, daß die Wärmetauscherrohre 3 zunächst zwischen den Rohrböden 1, 2 in den oberen Rohrboden 1 eingeschoben, dann gerade gestellt und anschließend der untere Abschnitt durch den unteren Rohrboden 2 so weit eingeführt werden, bis die Stirnseite 8 der Wärmetauscherrohre 3 auf dem Stützverteilerblech 6 zur Anlage gelangt.
  • Bei Wärmetauscherrohren 3 mit Ringkragen 4 erfolgt eine Montage grundsätzlich von oben durch beide Rohrböden 1, 2 hindurch. In diesem Fall wird zwischen den Ringkragen 4 und das freie Ende 14 der auf dem oberen Rohrboden 1 befestigten Konusschale 10 ein zusätzlicher Stützring 20 aus einem elastomeren Material eingegliedert, der bei der Montage und den nicht zu vermeidenden Pulsationsbewegungen der Wärmetauscherrohre 3 ihre weiche Abstützung gegenüber der metallenen Konusschale 10 gewährleistet.
  • Die Ausführungsform in Fig. 2, oben zeigt eine Abdichtung für Wärmetauscherrohre 3, die bei Medien verwendet wird, welche beispielsweise hitzebeständige Dichtringe 21 fordern. In diesem Fall sind diese beispielsweise aus Reingraphit bestehenden Dichtringe 21 dem Querschnitt der Dichtungskammern 9 angepaßt. Ferner besitzen die Dichtringe 21 Ringkragen 22, mit denen sie in den Ringspalt 23 zwischen der äußeren Oberfläche 11 des Wärmetauscherrohrs 3 und der Wand 24 der Rohrbödenöffnung 7 zentrierend eingreifen. In axialer Richtung stehen die Dichtringe 21 über die freien Enden 14 der Konusstutzen 15 vor, so daß sich die Ringkragen 4 der Wämetauscherrohre 3 nicht auf dem Metall der Konusschalen 10, sondern auf den demgegenüber weicheren Dichtringen 21 abstützen können.
  • Die Festlegung der Dichtringe 21 erfolgt nach dem Einsetzen der Wämetausherrohre 3 durch eine lösbare Befestigung der Konusschalen 10 an den Rohrböden 1, 2. Zu diesem Zweck dienen beim Ausführungsbeispiel Maschinenschrauben 25, die in entsprechende Gewindebohrungen 26 der Rohrböden 1, 2 eingedreht werden und über Unterlegscheiben 27 die Konusstutzen 15 an die Dicht ringe 21 anpressen und damit die Dichtringe 21 in den Dichtungskammern 9 verpressen. Das Anzugsmoment ist hierbei so bemessen, daß die Dichtringe 21 im noch elastischen Bereich verpreßt werden und somit bei notwendig werdender Austausch eines Wärmetauscherrohrs 3 sich zurückverformen und damit wieder verwendet werden können.

Claims (18)

  1. Patentansprüche: Wärmetauscher, der zwischen zwei im annähernd parallelen Abstand voneinander distanzierten Rohrböden mehrere sich im wesentlichen in derselben Richtung erstreckende Wärmetauscherrohre, insbesondere aus Glas, aufweist, die mit ihren Endabschnitten Öffnungen in den Rohrböden sowie an den Rohrböden festgelegte Dichtringe durchsetzen, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Dichtringe (19, 21) in Dichtungskammern (9) eingebettet sind, welche durch auf der Überdruckseite der Rohrböden (1, 2) befestigte Konusschalen (10) und den Konusschalen (10) benachbarte Flächenabschnitte (12) der Rohrböden (1, 2) sowie die äußeren Oberflächen (11) der Wärmetauscherrohre (3) begrenzt sind.
  2. 2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Konusschalen (10) im wesentlichen parallel zu den Rohrböden (1, 2) verlaufende Befestigungskragen (13) und zentral aus der Ebene der Befestigungskragen (13) herausgedrückte, zu den freien Enden (14) hin konisch eingezogene kurze Stutzen (15) aufweisen.
  3. 3. Wärmetauscher nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Wände (16) der Konusstutzen (15) mit einem Winkel von etwa 45 bis 700, bevorzugt etwa 600 aus der Ebene der Befestigungskragen (13) herausgedrückt sind.
  4. 4. Wärmetauscher nach Anspruch 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Verhältnis der axialen Länge der Konusstutzen (15) zur Dicke der Befestigungskragen (13) etwa wie 3 : 1 bis 6 : 1, bevorzugt etwa wie Li : 1 bemessen ist.
  5. 5. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß die Konusschalen (10) mehreckige, insbesondere drei- bis sechseckige, Befestigungskragen (13) besitzen.
  6. 6. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß die Konusschalen (10) lösbar an den Rohrböden (1, 2) festgelegt sind.
  7. 7. Wärmetauscher nach Anspruch 6, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die lösbare Verbindung eine Schraubverbindung (25, 26) ist.
  8. 8. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Konusschalen (10) unlösbar an den Rohrböden (1, 2) befestigt sind.
  9. 9. Wärmetauscher nach Anspruch 8, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Konusschalen (10) an die Rohrböden (1, 2) geschweißt sind.
  10. 10. Wärmetauscher nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Konusschalen (10) an die Rohrböden (1, 2) geklebt sind.
  11. 11. Wärmetauscher nach Anspruch 2 oder einem der folgenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß die Befestigungskragen (13) der Konusschalen (10) auf den den Rohrböden (1, 2) zugewendeten Seiten (17) mit Nocken (18) versehen sind.
  12. 12. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß die von den Wärmetauscherrohren (3) durchsetzten Öffnungen (7) in den Rohrböden (1, 2) ca. 3 % größer als die Durchmesser der Wärmetauscherrohre (3) sind.
  13. 13. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche unter Verwendung von elastomeren Dichtringen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Dichtringe O-Ringe (19) mit einer Shore-Härte von annähernd 60 bis 700 sind, deren Dicke sich im Verhältnis zum Außendurchmesser der Wärmetauscherrohre (3) etwa auf 1 : 6 bis 9, vorzugsweise etwa 1 : 7 bis 7,5, beläuft.
  14. 14. Wärmetausher nach Anspruch 13, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß bei Verwendung von Wärmetauscherrohren (3) mit endseitigen Ringkragen (4) Stützringe (20) aus einem bevorzugt elastomeren Material zwischen die Ringkragen (4) und die freien Enden (14) der Konusstutzen (15) eingegliedert sind.
  15. 15. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 12 unter Verwendung von hitzebeständigen Dichtringen, zum Beispiel aus Reingraphit oder Asbest, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t , daß die Dichtringe (21) an den Querschnitt der Dichtungskammern (9) weitgehend angepaßt sind.
  16. 16. Wärmetauscher nach Anspruch 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Wände (16) der Konusstutzen (15) etwas weniger steil angestellt sind als die angrenzenden Außenwände der Dichtringe (21).
  17. 17. Wärmetauscher nach Anspruch 15 oder 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Dichtringe (21) mit Zentrierflanschen (22) in die Ringspalte (23) zwischen den Wärmetauscherrohren (3) und den Wänden (24) der Rohrböden öffnungen (7) eingreifen.
  18. 18. Wärmetauscher nach Anspruch 15 oder einem der folgenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß die Dichtringe (21) in axialer Richtung über die freien Enden (14) der Konusstutzen (15) vorstehen.
DE19803004837 1980-02-09 1980-02-09 Wärmetauscher Expired DE3004837C2 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19803004837 DE3004837C2 (de) 1980-02-09 1980-02-09 Wärmetauscher

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19803004837 DE3004837C2 (de) 1980-02-09 1980-02-09 Wärmetauscher

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3004837A1 true DE3004837A1 (de) 1981-08-20
DE3004837C2 DE3004837C2 (de) 1983-09-15

Family

ID=6094192

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19803004837 Expired DE3004837C2 (de) 1980-02-09 1980-02-09 Wärmetauscher

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3004837C2 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2530328A1 (fr) * 1982-07-16 1984-01-20 Puma Chausson Radiadores Echangeur de chaleur a tubes verrouilles au collecteur
DE102004001787A1 (de) * 2004-01-12 2005-12-22 Behr Gmbh & Co. Kg Wärmeübertrager, insbesondere Abgaswärmeübertrager für Kraftfahrzeuge
CN106247842A (zh) * 2016-09-10 2016-12-21 安徽天祥空调科技有限公司 一种带有定位结构的换热器

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE674040C (de) * 1934-11-10 1939-04-03 Holzhydrolyse Akt Ges Einrichtung an Vakuumroehrenverdampfern zum leichten Einsetzen der Roehren
FR2158130A1 (en) * 1971-11-04 1973-06-15 Air Ind Shell and tube heat exchanger - with resilient seals for tubes in tube plates

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE674040C (de) * 1934-11-10 1939-04-03 Holzhydrolyse Akt Ges Einrichtung an Vakuumroehrenverdampfern zum leichten Einsetzen der Roehren
FR2158130A1 (en) * 1971-11-04 1973-06-15 Air Ind Shell and tube heat exchanger - with resilient seals for tubes in tube plates

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2530328A1 (fr) * 1982-07-16 1984-01-20 Puma Chausson Radiadores Echangeur de chaleur a tubes verrouilles au collecteur
EP0099806A2 (de) * 1982-07-16 1984-02-01 Radiadores Puma Chausson S.A. Wärmetauscher mit am Kollektor verriegelten Röhren
EP0099806A3 (en) * 1982-07-16 1984-03-28 Radiadores Puma Chausson S.A. Heat exchanger with tubes bolted to the header box
DE102004001787A1 (de) * 2004-01-12 2005-12-22 Behr Gmbh & Co. Kg Wärmeübertrager, insbesondere Abgaswärmeübertrager für Kraftfahrzeuge
CN106247842A (zh) * 2016-09-10 2016-12-21 安徽天祥空调科技有限公司 一种带有定位结构的换热器

Also Published As

Publication number Publication date
DE3004837C2 (de) 1983-09-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2304370B1 (de) Umrüstsatz für einen rohrbündelwärmetauscher
EP0054574A1 (de) Flansch
DE60218148T2 (de) Geschlossene metalldichtung mit dezentrierten vorsprüngen
DE102021115904A1 (de) Flanschverbindungsanordnung für eine rohrleitung
DE19518331B4 (de) Mechanisches Rohrdichtungssystem
DE1986546U (de) Waermetauscher.
DE102012222019A1 (de) Plattenwärmeaustauscher in abgedichteter Bauweise
EP0021161A1 (de) Anschlussvorrichtung für flache Hohlkörper
DE2829121A1 (de) Waermeaustauscher
DE3004837A1 (de) Waermetauscher
EP2085732B1 (de) Glaswärmetauscher mit Kunststoffrohrboden
EP0080146B1 (de) Rohrverteiler mit Vor- und Rücklaufkammer
DE3310986A1 (de) Rohrbuendelwaermeaustauscher mit rohrboeden aus kunststoff
EP0215934B1 (de) Wärmetauscher
DE102008017659A1 (de) Speicherbehälter, insbesondere Pufferspeicher für Heizungen
DE3143088A1 (de) Waermeaustauscher aus flexiblen waermeaustauscherelementen
DE202007006208U1 (de) Rohrboden für Nachschaltwärmetauscher
DE2630808A1 (de) Waermeaustauscher
DE29501054U1 (de) Lösbare Rohrerbindung, vorzugsweise für sterile und partikelfreie Leitungssysteme
DE2326365A1 (de) Roehrenwaermeaustauscher mit doppelten rohrboeden
DE2415382A1 (de) Waermeuebertrager
DE102010005216B4 (de) Rohrbündelwärmeaustauscher
EP0853224B1 (de) Wärmeüberträger
DE7115268U (de) Wärmetauscher mit parallel zueinander angeordneten Flachrohren
DE60129780T2 (de) Rohrstruktur, Strömungskanalstruktur und Wärmetauscher

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: LANGBEIN & ENGELBRACHT GMBH, 44879 BOCHUM, DE