DE3026954C2 - Wärmetauschvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Wärmetauschvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Aus der BE-PS 6 90 577 — vgl. insbesondere Fig. 1 mit zugehörigem Text — ist ein Wärmetauscher bekannt, der aus einem von einem Medium durchflossenen einteiligen zylindrischen Gehäuse besteht, das an beiden Stirnseiten verjüngt ist und in Rohrstutzen endet. Im Gehäuse ist in dichter Packung ein schraubenlinienförmig geformtes einteiliges Rohr angeordnet, dessen Ein- und Auslauf aus einer der Stirnseiten des Gehäuses ragt, wobei die Rohrenden durch die Gehäusewand geführt sind.

Die bekannte Vorrichtung hat den Nachteil, daß bei ihr der das Kühlmittel führende Rohrstrang aus einem Stück besteht und deshalb bei notwendig werdenden Reparaturen oder Reinigungsarbeiten der Wärmetauscher als ganzes unbrauchbar wird.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, den Wärmetauscher gemäß der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die innerhalb des Gehäuses in dichter Packung angeordneten Rohre nach ihrer gemeinsamen Entfernung aus dem Gehäuse in einzelne Abschnitte zerlegbar sind, wobei diese Abschnitte aus dem gesamten Rohrsystem leicht herauslösbar sein sollen. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

Die Merkmale des Patentanspruches 2 stellen eine vom Patentanspruch 1 unabhängige Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe dar.

Die übrigen Patentansprüche beschreiben vorteilhafte Ausgestaltungen des Anmeldungsgegenstandes im Sinne der Aufgabenstellung.

Die Verwendung von als ebene Spiralen gestalteten Rohren ermöglicht die Benutzung von Rohren mit einer Länge von 4 m und mehr, wodurch die Zahl der Rohrverbindungen herabgesetzt, dadurch wiederum die Montage vereinfacht und die Funktionstüclnigkeit der Vorrichtung erhöht werden.

ίο Außerdem gewährleisten solche Rohre ein höheres Verhältnis der Oberfläche der Rohre zum Rauminhall der Vorrichtung, wodurch die Leistung des Apparates pro Einheit des Rauminhalts auf das 1,5- bis 2fache er-•köht wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den Vorteil, daß bei ihr durch die Anordnung der einzelnen, durch Verbindungsteile nicht unterbrochene Rohre in dichter Packung, jedoch voneinander lösbar, das Innere der Wärmetauschvorrichtung nach seiner Trennung vom Gehäuse gewartet bzw. repariert werden kann.

Es sind zwar aus der DE-OS 27 54 375 und aus der AT-PS 3 61 953 sowie aus der FR-Zusatzpatentschrift 52 301 Wärmetauscher mit einzelnen Rohren bekannt, die aus einem geschlossenen Gehäuse führen, jedoch sind diese Wärmetauscherrohre geradlinig, so daß sich bei solchen Wärmetauschern die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe nicht stellt.

Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 einen vertikalen Schnitt durch ein Rohrbündel dessen Rohre zu Schrauben verformt sind,

F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie VII-VII des Rohrbündels gemäß F i g. 1,

Fig.3 eine Gesamtansicht eines Rohrbündels mit schraubenförmigen Rohren im Gehäuse der Vorrichtung,

Fig.4 die Ausführung eines einzelnen schraubenförmigen Rohres gemäß F i g. 3,

F i g. 5 einen vertikalen Schniit durcn das Rohrbündel gemäß F i g. 3,

Fig.6 einen Schnitt durch das Rohrbündel nach der LinieXI-XI in Fig. 5,

F i g. 7 eine schematische Darstellung der Anordnung der Schraubenwindungen in einer horizontalen Ebene des Rohrbündels gemäß F i g. 5,

Fig.8 die Ausführung eines Rohrelementes in Form einer ebenen doppelten Archimedischen Spirale,

Fig.9 eine Seitenansicht eines Rohrbündcls mil Rohrelementen als doppelte Archimedische Spiralen,
Fig. 10 eine Draufsicht auf cio Rohrbündel nach Fig. 9.

F i g. 11 einen Schnitt durch ein Rohrbündel nach der Linie XVII-XVII in F ig. 9,

F i g. 12 ein Rohrelement wie auf F i g. 8 für eine An-Ordnung von Sammelrohren unter einem Zentriwinkel von 90°,

Fig. 13 einen ebenen Schnitt durch ein Rohrbündel mit gemäß Fig. 12gestalteten Rohrelemenlen,

F i g. 14 ein Rohrelement wie auf F i g. 8 für eine An-Ordnung von Sammelrohren unicr einem Zentriwinkel von 60°,

Fig. 15 einen ebenen Schnitt durch ein Rohrbündel mit gemäß Fig. 14 gestalteten Rohren,

Fi g. 16 die Form eines Rohrelementes aus zwei ;iuf-M einanderliegenden Archimedischen Spiralen,

Fig. 17 einen Schnitt nach der Linie XXIII-XXIIl gemäß Fig. 16,

Fig. 18 eine Seitenansicht des Rohrbündcls nach

Fig. 16.

Die Wärmetauschvorrichtung besteht aus einem Gehäuse 1, mit sich zum Ende hin verjüngenden Stutzen 2, deren erweiterter Teil das Mittelteil des Gehäuses 1 ist, sowie aus Bündel 4 bildenden Rohren 5, deren Enden in einem Sammelraum 10 zusammengefaßt sind. Die Stutzen 2 können kegelförmig sein.

Die Rohre 5 sind schraubenlinienförmig verformt Das Bündel ist rylinderförmig gestaltet, wobei die Enden der Rohre in dem Sammelraum 10 (F i g. 3) befestigt sind, der kegelförmig ausgeführt ist und eine Zwischenwand 7 sowie eine den Kegelboden bildende untere Wand 8 aufweist

Ein kegelförmiger Sam.tielraum 10 weist zusätzlich ein Einlaßrohr 11 auf, wobei die Einlaßenden 12 der Rohre 5 in das Einlaßrohr 11 münden und die Auslaßenden 13 durch den kegelförmigen Sammelraum 10 zusammengefaßt sind (F i g. 3,4,5,6).

Die Steigung der Schraubenlinie 9 ist so gewählt, daß der Abstand 14 zwischen aufeinanderfolgenden Windüngen dem Durchmesser der Rohre 5 gleich ist oder diesen übertrifft und das Verhältnis des AuP^ndurchmessers der Rohre zur Steigung im Bereich von 0,2 bis 1,0 liegt, wodurch eine kompakte Anordnung der Rohre 5 gewährleistet ist, da die Windungen 15 der einen Schraubenlinie 9 in die Lücken 14 zwischen den Windungen der Nachbarschraubenlinien eingreifen (Fig.5, 7).

Die Rohre 5 können zu ebenen doppelten Archimedischen Spiralen 16 (F i g. 8) verformt sein und in Bündeln 4 so zusammengebaut werden, daß jede nachfolgende Spirale 17 in bezug auf die vorhergehende um 180° spiegelbildlich angeordnet ist und sie aufeinander liegen, wobei die Einlaß- und Auslaßenden der Rohre 5 an Sammelleitungen 18 befestigt sind, weiche längs des Bündels 4 in Richtung senkrecht zur Ebene der Spiralen liegende Rohre(Fig.9,10)darstellen.

Die Anordnung der Einlaß- und Auslaßenden der Rohre 5 wird durch die Zahl und Anordnung der Sammelleitungen /8 bestimmt So ist die Anordnung der genannten Sammelleitungen unter einem Zentriwinkel von 180°, 90°, 60° (Fig. 12, 14) möglich. Die Ausstattung der Rohrbündel ist die Verbindung der Rohre 5 mit den Sammelleitungen 18 ist in Fig. 11,13,15dargestellt.

Die Rohre 5 können die Form aufweisen, welche aus zwei aufeinander liegenden Archimedischen Spiralen (Fig. 16, 17) besteht. Zur Montage der Rohre 5 in die Bündel 4 reichen dann zwei Sammelleitungen 18 (Fig. 18)aus.

Die Rohre 5 werden aus Baustahl hergestellt.

Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Wärmet löschvorrichtung ist wie folgt:

Durch die Stutzen 2 wird ein Wärmeträger in das Gehäuse 1 eingeführt. Der zu erwärmende Stoff gelangt über die Sammelleitung 11 der Bündel 4 in die Rohre 5 der Vorrichtung. Beim Durchtreten des Wärmeträgerstroms durch das Gehäuse über die gesamte Höhe desselben gibt er die Wärme durch die Wandungen der Rohre 5 an den zu erwärmenden Stoff ab. Der Wärmeträger wird aus der Vorrichtung über den unteren Stutzen 2 und der erwärmte Stoff über die Sammelleitungen 18 der Bündel 4 abgeleitet. Es ist auch möglich, den Wärmeträger in das Innere der Rohre 5 und den zu erwärmenden Stoff in das Gehäuse 1 der Vorrichtung zuzuführen.

Hierzu 5 Blau Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Wärnsetauschvorrichtung mit einem geschlossenen Gehäuse mit einem Gehäuseende in Form eines Rohrstutzens und mit im Innenraum des Gehäuses schraubenlinienförmig angeordneten Rohren, deren Enden aus dem Gehäuse führen, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Rohrbündel(4), deren Enden mit Sammelräumen (10) verbunden sind, in dem Gehäuse (1) angeordnet sind, daß die untere Windung jeder Schraubenlinie geradlinig zu einer innerhalb der Schraubenlinie angeordneten Steigleitung (5A) führt, daß das Verhältnis des Außendurchmessers des Rohres (5) zur Steigung (14) der Schraubenlinie im Bereich von 0,1 bis 1,0 liegt und daß die Windungen eines jeden Rohres (5) zwischen die Windungen des Nachbarrohres eingreifen.

Z Wärmetauschvorrichtung mit einem geschlossenen Gehätts* mit einem Gehäuseende in Form eines Rohrstutzens und mit im inneren des Gehäuses angeordneten Rohren, deren Enden aus dem Gehäuse führen, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Rohrbündel (4), deren Enden mit Sammelrohren (18) verbunden sind, in dem Gehäuse (1) angeordnet sind, daß jedes Rohr (5) eines Rohrbflndels (4) die Form einer Spirale (16) hat, die Spiralen (16) übereinander angeordnet sind und das Sammelrohr (18) jeweils rechtwinklig zur Ebene der Spiralen angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß j_de nächstfolgende Spirale (16) mit Bezug auf die vorangehende spiegelbildlich ist

4. Vorrichtung nach Ansoruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiralen (16) archimedische Spiralen sind.