DE3110489C2

DE3110489C2 - Wärmeaustauscher

Info

Publication number: DE3110489C2
Application number: DE3110489A
Authority: DE
Inventors: Hans-Werner Ing.(grad.) 7440 Nürtingen Reimold
Original assignee: Kuhlerfabrik Langerer and Reich GmbH and Co KG
Current assignee: Kuhlerfabrik Langerer and Reich GmbH and Co KG
Priority date: 1981-03-18
Filing date: 1981-03-18
Publication date: 1984-07-19
Also published as: DE3110489A1; IT8220152A0; GB2096758B; FR2502319B1; IT1150303B; FR2502319A1; GB2096758A

Abstract

Ein Wärmeaustauscher hat ein Gehäuse, das aus einem Mantelrohr (1) aus je einem an jedem Ende des Mantelrohres koaxial angeordneten Gehäusering (2, 2a) und aus je einem an jedem freien Ende der Gehäuseringe angeordneten je einen Rand (7, 7a) aufweisenden Deckel (6, 6a) gebildet ist, wobei die Gehäuseringe und die Deckel jeweils im wesentlichen gleich ausgebildet sind und wobei Befestigungsmittel (13) die das Gehäuse bildenden Teile zusammenhalten. Innerhalb des Gehäuses ist eine im Rahmen ihrer Wärmeausdehnung bewegbare und die wärmeaustauschenden Medien voneinander trennende Leiteinrichtung vorgesehen, die aus zwei Rohrböden (17, 17a) und einem dazwischen angeordneten und mit den Rohrböden verbundenen Rohrbündel (15) gebildet ist. Die Rohrböden sind als innerhalb des Gehäuses gleitbare Gleitkolben ausgebildet. Um einen einfach ausgebildeten und preiswert herstellbaren Wärmeaustauscher zu schaffen, besteht das Mantelrohr aus einem handelsüblichen Rohr gleicher Dicke, an dessen Enden sich je eine Eindrehung befindet, die eine Schulter zur Abstützung des benachbarten Gehäuseringes hat. Jeder Gehäusering weist auf seinem Umfang eine Anzahl Augen zum Anbringen je eines Anschlusses für die Zufuhr oder Abfuhr eines wärmetau schenden Mediums auf, wobei jeweils eines der Augen für eine Anschlußbohrung bestimmt ist. Auf der dem Gehäuseinnern zugewandten Seite des Deckels ist eine Reihe paralleler Nuten (9 bis 9c) für den Eingriff einer mit dem Rohrboden verbindbaren Trennwand (21) ...

Description

stark reduziert Auch müssen die zu verbindenden Teile nicht mit besonderen Flanschen versehen werden. Der erfindungsgemäße Wärmeaustauscher kann also ohne großen Aufwand zusammengebaut werden. Ausgehend von einem solchen Wärmeaustauscher können mit nur wenigen zusätzlichen Arbeilen und unter Verwendung von nur wenigen Teilen Wärmeaustauscher für die verschiedensten Einsalzmöglichkeiten hergestellt werden. Ein bereits fertiger Wärmeaustauscher ist auch einfach und schnell für eine andere Verwendungsart umrüstbar. Er kann zum Zwecke der Reinigung oder Reparatur leicht auseinander- und anschließend wieder zusammengebaut werden.

Mit Hilfe der Maßnahmen nach Anspruch 2 kann ein einflutiger Wärmeaustauscher in einfacher Weise in ei nen mehrflutigen, mindestens zweifluligen. Wärmeaustauscher umgewandelt werden.

Ein zweiflutiger Wärmeaustauscher mit einer auf der vom Rohrbündel abgewandten Seite des Rohrbodens angeschweißten Trennwand, die in eine Nut im benachbarten Deckel eingreift, ist durch die US-PS 22 37 029 bekannt. Jedoch ist hierbei der Rohrboden nicht gegenüber dem Deckel bewegbar.

Eine Entlastung des Mantelrohres wird durcit die Merkmale des Anspruchs 3 erreicht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung im Teillängsschnitt schematisch dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Ein in der Mitte des Wärmeaustauschers angeordnetes Mantelrohr 1 besieht aus einem handelsüblichen Rohr, an dessen Enden nach außen ragende Schultern 24, 25a bildende Eindrehungen 23, 23a vorgesehen sind. Jede dieser Eindrehungen 23, 23a dient zur Aufnahme eines Gfchäuseringes 2 bzw. 2a. Der Gchäusenng 2, 2;/ hat auf seinem Umfang gleichmäßig vertcill angeordnete vorstehende Augen 3, die zur Herstellung eines Anschlusses vorgesehen sind. Beim Ausführungsbeispiel haben die Gehäuseringe 2 und 2a je einen Anschluß 4 bzw. 4a. Der Spalt zwischen dem Außenumfang des Mantelrohres 1 und dem Innenumfang des jeweils zugeordneten Gehäuseringes 2 bzw. 2a ist mit einem im Gehäusering angeordneten Dichlring 5 bzw. 5a abgedichtet.

Auf der vom Mantelrohr 1 abgcwandlcn Seite des Gehäuseringes 2 und 2a ist je ein Deckel 6 b/w. 6a angeordnet. Hie Gehüuseringe 2, 2a u;id Deckel 6, 6a sind im wesentlichen jeweils gleich ausgebildet.

Der Deckel 6, 6a hat einen umlaufenden Rand 7 bzw. Ta und fünf jeweils nach innen vorstehende Rippen 8,8a, 86, Sc und Sd unterschiedlicher Bereite, /wischen denen jeweils eine Nut 9 bzw. 9a bzw. 96 bzw. 9c angeordnet ist. Die mittlere schmälste Rippe Sb verläuft diagonal. Die beiden daneben angeordneten Rippen 8a und 8c sind breiter als die beiden äußeren Rippen 8 und Sd. Die Nuten 9, 9a, 9b, 9c sind jedoch jeweils gleich und im Querschnitt sich nach außen keilförmig erweiternd mit jeweils gleich breitem Grund ausgebildet. Die Rippen 8 bis Sderstrecken sich auch am Rand des Deckels. In den mittleren Bereichen außerhalb der Rippen 8 bis Sd ist für die Anordnung von Zuflußbohrungen je ein Auge vorgesehen. Eine Zuflußbohrung 10 befindet sich in einem der Augen und eine gestrichelt dargestellte Abflußbohrung 11 auf der gegenüberliegenden Seite im anderen Auge. Der Deckel 6a ist ohne Zu- und Abflußbohrung ausgebildet. Die mögliche Anordnung einer Abflußbohrung 1 la ist dort strichpunktiert dargestellt.

Die Deckel 6,6a haben riiiial vorstehende Flanschteile 12 bzw. 12a, in denen Durchgangslöchcr für die Aufnähme von Zugankern 13 vorgesehen sind. Beim Ausführungsbeispiel sind auf dem Umfang gleichmäßig verteilt vier Flanschleile 12 und 12a in jedem der Deckel 6 bzw. 6a und vier Zuganker 13 vorgesehen, auf deren ^r, linden jeweils eine Mutter 14 bzw. 14a aufgeschraubt ist. Mit den Zugankern 13 wird das Gehäuse zusammengehalten, das von dem Mantelrohr 1, den beiden Gehäuseringen 2,2a und den beiden Deckeln 6,6a gebildet ist. Um das Mantelrohr 1 zu entlasten, können die Zuganker im Bereich der Enden des Mantelrohres 1 jeweils mit einer Schulter versehen sein, auf der sich der jeweils zugeordnete Gehäusering 2 bzw. 2a abstützt. Dieser weist hierzu entsprechende Durchgangsbohrungen oder zwischen Längsrippen angeordnete Nuten zur

- Ii Aufnahme der Zuganker 13 auf. Hierdurch kann das Mantelrohr 1 entlastet werden.

Im Innern des Gehäuses befindet sich eine Leiteinrichtung für die wärmeaustauschenden Medien. Diese Leiteinrichtung wird gebildet von einem Rohrbündel 15, dessen Rohre 16 endscitig mit je einem Rohrboden 17 bzw. 17a fest verbunden sind. Die Rohrbrü.en 17 und 17a sind jeweils topfförmig ausgebildet und halben einen umlaufenden Rand 18 bzw. 18a. Der Spalt zwischen dem umlaufenden Rand 18 und dem Gehäusering 2 ist mittels eines Dichtringes 19 und der Spalt zwischen dem umlaufenden Rar ·:! 18 und dem Rand 7 des Deckels 6 ist mittels eines Dichtringes 20 abgedichtet. Dichtringe 19a und 20a dichten in gleicher Weise den Spalt zwischen dem Rand 18a des Rohrbodens 17a auf der einen Seite

jo und dem Gehäusering 2a und dem Rand 7&-des Deckels 6a auf der anderen Seite ab. Die Leiteinrichtung kann sich innerhalb des Gehäuses des Wärmeaustauschers ihrer Wärmedehnung entsprechend axial bewegen. An der vom Rohrbündel 15 abgewandten Seite des

r> Rohrbodens 17 und an dessen Rand 18 ist eine Trennwand 2J befestigt, die an ihrem vom Rohrboden 17 abgewandlen Ende eine Leiste 22 trägt, welche sich in der Nut 9b befindet, in die auch die Trennwand 21 teilweise hineinragt. Die Trennwand 21 liegt hierbei etwas aub'erhalb der Mitte des Rohrbodens 17 und kann eine Rohrmündi'ng oder mehrere Rohrmündungen des Rohrbündels 15 teilweise abdecken, was jedoch die Wirksamkeit des Wärmeaustauschers nicht beeinträchtigt.

Das Ausführungsbcispiel ist ein zweiflutiger Wärmeaustauscher, in dessen Zuflußbohrung 10 das erste Wärmeauslauschermcdium in Richtung des Pfeiles A eingespeist wird, welches entlang den in der Zeichnung rechts der Trennwand 21 angeordneten Rohren in Richtung zum Deckel 6a fließt, hier umgelenkt wird, dann auf der

ίο in der Zeichnung linken Seite nach oben fließt und in Richtung des Pfeiles B aus der gestrichelt dargestellten Auslaßbohrung 11 austritt.

Fehlen die Trennwand 2ί und die Dichtleiste 22. dann beliiidet sich im Deckel 6 nur die Zuflußbohrung 10 und im Deckel 6a dann die strichpunktiert dargestellte Auslaßbohrung 11a. In diesem Fall sind die beiden Deckel 6, 6a vollständig gleich ausgebildet. Das über die Zuflußbohrung 10 herangeführte Wärmeaustauschermedium fließt dann nur in Richtung der Aualaßbohrung Ua und

bo nicht auch in Gegenrichtung.

Durch Vergrößerung der Zahl der Trennwände 21 lassen sich mehrflutige Wärmeaustauscher herstellen, wobei dann im Deckel 6 bzw. 6a jeweils die notwendigen Zufluß- und AbfluQbohrungen vorzusehen sind. b^r> Das zweite Wärmca.iMauschermedium wird über den Anschluß 4 in den Wärmeausüauschcr eingespeist und verläßt diesen wieder über den Anschluß 4a.

Der vorstehend beschriebene Wärmeaustauscher ist

nach Art eines Baukastensystems aus einzelnen Teilen zusammengebaut. Er kann in einfacher Weise geantlerl werden, z. B. ist durch Drehen eines der Cehäuscringe 2. 2a um seine Achse mindestens einer der Anschlüsse stufenlos einstellbar, wodurch der Wärmeaustauscher an unterschiedliche Einbauvcrhältnisse angepaßt werden kann.

Hierzu I Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Wärmeaustauscher mit einem Gehäuse, das aus einem Mantelrohr (1). aus je einem an jedem Ende des Mantelrohres koaxial angeordneten Gehäusering (2, 2a) und aus je einem an jedem freien Ende der Gehäuseringe angeordneten Deckel (6, 6a) gebildet ist. wobei die Deckel je einen umlaufenden Rand (7, Ta) aufweisen und wobei jeweils die Gehäuseringe (2, 2a) sowie jeweils die Deckel (6, 6a) im wesentlichen gleich ausgebildet sind, mit Befestigungsmittel (13,14). die die das Gehäuse bildenden Teile (Mantelrohr, zwei Gehäuseringe und zwei Deckel) zusammenhalten, mit einer innerhalb des r> Gehäuses angeordneten Leiteinrichtung, die im Rahmen ihrer Wärmeausdehnung bewegbar ist und die wärmeaustauschenden Medien voneinander trennt, wobei die Leiteinrichtung aus zwei Rohrboden (17, Ma) und einem dazwischen angeordneten und mit cen Rohrböden (17, 17a; verbundenen Rohrbündel (15) gebildet ist und die Rohrboden (17, YIa) als innerhalb des Gehäuses gleitbare Gleitkolben ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Mantelrohr (1) aus einem Rohr gleieher Dicke besieht, daß sich an den Enden des Mantelrohres (1) je eine Eiridrehung (23, 23a) befindet, daß die Eindrehung eine Schulter (24, 24a/ zur Abstützung des benachbarten Gehäuseringes (2. 2a) hat, daß jeder Gehäusering (2, 2a) auf seinem Um- jo fang Augen (3) zum Anbringen eines Anschlusses (4, 4a) für die Zufuhr oder Abfuhr eines wärmeaustaiischenden Mediums hat und Hn Auge mit einer Anschlußbohrung versehen ist, daß auf der dem Gehäuseinneren zugewandten Sf-ic des Deckels (6,6a) y, eine Reihe paralleler Nuten (9 öis9c/für den Eingriff einer mit dem Rohrboden (17, 17a/ verbindbaren Trennwand (21) vorgesehen ist. daß am Deckel (6, 6a/ außerhalb der Rippen (8 bis Sd) mehrere Anschlüsse (10, 1!) anbringbar sind, daß die Bcfestigungsmitte! (13,14) als auf dem Umfang des Deckels (6, 6a) gleichmäßig verteilt angeordnete Zuganker ausgebildet sind und daß der Rohrboden (17, !7.·»; topfförmig ausgebildet und zwischen dem Rohrbodenrand (18, 18a/und dem Gehäusering (2,2n)sowie ·τ, /wischen dem Rohrbodenrand (18, 18a/ und dem Rand (7, 7a) den Deckels (6, 6a) jeweils mittels eines Dichtringes (19,19a bzw. 20,20a)abgedichtet ist.

2. Wärmeaustauscher nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß auf der vom Rohrbündel (15) abgewandten Seite des Rohrbodens (17,17a,Jeinc im wesentlichen axial sich erstreckende Trennwand (21) befestigt ist, die in eine der am Deckel (6,6a) vorhandenen parallelen Nuten (9 bis 9r/eingreift, und daß zwischen der Trennwand (21) und dem Deckel (6,6a) γ, eine Dichtleiste (22) eingespannt ist.

3. Wärmeaustauscher nach Anspruch I oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß sich der Gehiiusering (2, 2a/auf Seiten des Mantelrohres (1) an einer Schulter des Zugankers (13) abstützt. mi

4. Wärmeaustituschgr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem am Deckel (6, ha) vorgesehenen Rand (7, 7a/ dadurch gekennzeichnet, daß zwei einander gegenüberliegende Augen für die Anbringung je eines Anschlusses (10, II, lla/vorgc- in sehen sind.

Die Erfindung betrifft einen Wärmeaustauscher gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein bekannter Wärmeaustauscher dieser Art (DE-AS 11 34 397) weist ein Gehäuse auf, daß aus einem Mantelrohr, ferner aus je einem an jedem Ende des Mantelrohres koaxial angeordneten Gehäusering, der jeweils eine davon iimschlossene Kammer begienzt, und aus je einem an jedem freien Ende der Gehäuseriinge angeordneten Deckel gebildet ist. wobei jeder Deckel einen dekkelseitigcn Raum abgrenzt. Die Gehäuseringe ~nd auch die Deckel sind im wesentlichen jeweils gleich ausgebildet. Sie haben ebenso wie das Mantelrohr jeweils radial nach außen vorstehende Flansche zum Anbringen von Befestigungsmittel^ welche die genannten drei Teile, nämlich Mantelrohr. Gehäuseringe und Deckel, zusammenhalten. Innerhalb des so gebildeten Gehäuses ist eine im Rahmen ihrer Wärmeausdehnung bewegbare und die wärmeaustauschenden Medien voneinander trennende Leiteinrichtung untergebracht. Die Leiteinrichtung besteht aus einem Rohrbündel mit an beiden Enden angeordneten Rohrboden, welche als innerhalb des Gehäuses gleitbare Gleitkolben ausgebildet sind. Diese mit Flanschen versehenen Einzelteile des Gehäuses sind teuer in der Herstellung. Außerdem sind für jeweils zwei miteinander zu verbindende Flansche jeweiis besondere Befestigungsmittel erforderlich, was aufwendig ist. Auch ansonsten ist der bekannte Wärmeaustauscher verhältnismäßig aufwendig. Da der bekannte Wärmeaustauscher im Bereich des Mantelrohres zum Bewcgungsausglcich in einem Füll einen Kompensator vorsieht, kann selbst für das Mantelrohr beim bekannten Wärmeaustauscher nicht ein handelsübliches Rohr eingesetzt werden.

Bei anderen bekannten Wärmeaustauschern (GB-PS 5 53 485) fehlen im Vergleich zum genannten Wärmeaustauscher besonders Gehäuseringe. Außerdem ist der Rohrboden nicht als Gleitkolben ausgebildet. Bei einem anderen bekannten Wärmeaustauscher (GB-PS 5 57 92b) sind zum Zusammenfügen einzelner Gehäuseteile VcrbindungsschraubcnbekiiKn*. die zur Seite überstehende, an den Gehäusctcilen angeformte Flansche durchsetzen.

Der F.rfindiing liegt die Aufgabe zugrunde, einen aus einfachen und wenig zu bearbeitenden Teilen gebildeten und ohne große Abwandlungen vielfach einsetzbaren Wärmeaustauscher zu schaffen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs I aufgeführten Merkmale gelöst.

Die den Wärmeauslauscher bildenden Teile sind einfach ausgebildet und daher preiswert herzustellen. Beim Zusammenstellen eines bestimmten Wärmeaustauschers sind nur wenig zerspanende Arbeiten erforderlich. Sehwcißarbcitcn entfallen ganz. Es lassen sich Wärmeaustauscher ohne teuere und zum Verzug sowie zu Undichtigkeiten neigende Schweiß- oder Lötverbindungen entsprechend den jeweiligen Erfordernissen hinsichtlich Leistung und Werkstoff aus stets gleichen oder geometrisch ähnlichen Grundelementen zusammenbauen. Die Hinsatzmöglichkeil des erfindungsgemäßen Wärmeaustauschers wird durch die vielfältigen Möglichkeiten des Anschlusses an Leitungen erhöht. Es lassen sich in Form des Rohres gleicher Dicke ;ils Mantelrohr handelsübliche Rohre einsetzen, die keiner Hcarbeitung innen und außen bedürfen. Vielmehr genügt die Anbringung einer Eindrehung, so daß sich die Schulter bildet. Durch die Verwendung von Zugankern als Befestigungsmittel wird die Zahl der Befestigungsmittel