DE3136866C2 - Röhrenwärmetauscher mit Strömungsleiteinbauten - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Röhrenwärmetauscher mit im Querschnitt rundem Wärmetauschermantel, eingesetzten Rohrböden und einer Mehrzahl von in den Rohrböden befestigten, im Querschnitt runden Wärmetauscherröhren, die von zumindest einem Wärmeaustauschmedium durchströmt sind. Der Wärmetauschermantel besitzt einen Eintritt, einen Austritt sowie einen Strömungsraum für ein anderes Wärmeaustauschmedium, wobei im Strömungsraum Strömungsleiteinbauten angeordnet sind, die als Platten ausgeführt und von den Wärmetauscherröhren durchdrungen sind. Die Platten bilden an ihrem Außenumfang gegenüber dem Wärmetau schermantel Strömungsdurchtritte und verbessern damit den Wärmeaustausch in diesem Bereich.

Description

Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf einen Röhrenwärmetauscher mit im Querschnitt kreisförmigem Wärmetauschermantel, eingesetzten Rohrboden und einer Mehrzahl von in den Rohrboden befestigten Wärmetauscherröhren, die von zumindest einem Wärmeaustauschmedium durchströmt sind, wobei der Wärmetauschermantel einen Eintritt, einen Austritt sowie einen Strömungsraum für ein anderes Wärmeaustauschmedium aufweist, wobei fernerhin im Strömungsraum Strörnungsleiteinbauten angeordnet sind, die als an den Wärmetauschermantel anschließende Platten ausgeführt und von den Wärmetauscherröhren durchdrungene Strörnungsdurchtritte aufweisen.

Bei dem bekannten gattungsgemäßen Wärmetauscher (DE-OS 23 97 685) handelt es sich um einen solchen, bei dem das Wärmeaustauschmedium mäanderförmig durch den Strömungskanal und damit hauptsächlich orthogonal zur Erstreckung der Wärmetauscherröhren geführt ist. Der Wärmetauschermantel nimmt am Wärmeaustausch nicht teil. Die an den Wärmetauschermantel anschließenden Platten sind Stützwände. Die erwähnten Durchtritte besitzen gegenüber den Wärmetaüscherröhren einen größeren Durchmesser, um eine unabhängige Bewegung der Stützwände gegenüber den Wärmetauscherröhren unter dem Einfluß von Wärmedehnungen zuzulassen. Dabei kann nicht verhindert werden, daß auch das Wärmeauslauschmedium die Druchtritte passiert, die insoweit /war Strömungsdurchtrittc, von besonderen Leitbieehen jedoch abgeschirmt sind. Zu einer Strömung des Wärmeaustauschmediunis längs der Wärmetaüscherröhren tragen diese Strömungsdurchtrittc nichts bei.

Im übrigen kennt man (in der Praxis) Röhrenwärmetauscher mit im wesentlichen längs der Wärmetauscherröhren durch den Strömungsraum geführtem Wärmeaustauschmedium. Hier sind Platten vorgesehen, die von den Wärmetauscherröhren durchdrungen sind. Diese besitzen von den Wärmetauscherröhren durchdrungene Si.-cmungsdurchtritte, sind aber an den Wärmetauschermantel strömungsdicht angeschlossen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Röhrenwärmetauscher so weiter auszubilden, daß er bei im wesentlichen längs der Wärmetauscherröhren durch den Strömungsraum geführtem Wärmeaustauschmedium auch im Bereich des Wärmetauschermantels am Wärmeaustausch teilnehmen kann. Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß bei im wesentlichen längs de^Wärmetauscherröhren durch den Strömungiraum geführtem Wärmeaustauschmedium die Platten zusätzlich an ihrem Außenumfang gegenüber dem Wärmetauschermantel Strömungsdurchtritte bildende, randoffene Ausnehmungen besitzen. — Wärmetauscher mit von den Wärmetaüscherröhren durchdrungenen Platten, die gegenüber dem Wärmetauschermantel randoffene Strömungsdurchtritte aufweisen, sind an sich bekannt (DD-PS 1 42 238, GB-PS 13 06 864), die bekannten Maßnahmen dienen jedoch nicht dazu, den Wärmetauschermantel am Wärmeaustausch teilnehmen lassen zu können. Sie dienen vieimehr der Strömungsbeeinflussung im Innern des Sfömungsraumes oder sind montagetechnisch bedingt.

Im einzelnen bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten der weiteren Ausbildung und Gestaltung. So können die Platten an ihrem Außenumfang mit halbkreisförmigen oder eckigen, randoffenen Ausnehmungen versehen sein, die die Strömungsdurchtritte bilden. Die Platten können aber auch polygonalen Umfang aufweisen.

Die erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß bei dem erfindungsgemäßen Wärmetauscher auch im Anschlußbereich der Platten an den Wärmetauschermantel eine Strömung des den Strömungsraum durchströmten Wärmeaustauschmediums stattfindet und folglich in diesem Bereich der Wärmeaustausch verbessert wird.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigt in schematischer Darstellung

Fig. 1 einen Längsschnitt durch Röhrenwärmetauscher,

F i g. 2 in gegenüber der F i g. 1 vergrößertem Maßstab einen Schnitt in Richtung A-A durch den Gegenstand nach F i g. 1 mit nur angedeuteten Wärmetauscherröhren,

F i g. 3 eine andere Ausführungsform des Gegenstandes der F i g. 2,

F i g. 4 eine weitere Ausführungsform des Gegenstandes der Fig. 2 und

Fig. 5 in gegenüber den F ig. 2 bis 4 nochmals vergrößertem Maßstab den Ausschnitt B aus dem Gegenstand nach F i g. 2 mit konstruktiven Einzelheiten.

bo Der in F i g. 1 dargestellte Röhrenwärmetauscher besitzt einen im Querschnitt kreisrunden Wärmetauschermantcl 1, eingesetzte Rohrboden 2 und eine Mehrzahl von in den Rohrboden 2 befestigten, im Querschnitt runden Wärmetaüscherröhren 3, die von zumindest cinein Wärmeaustauschmedium durchströmt sind. Der Wärmetauschcrmantel 1 besitzt einen Eintritt 4, einen Austritt 5 und bildet einen Strömungsraum 6 für ein anderes Wärmeaiistauschmcdium. Im Strömungsraum 6

sind Strömungsleiteinbauten 7 angeordnet, die, wie insbesondere die F i g. 2 bis 5 zeigen, als Platten ausgeführt und ven den Wärmetauscherröhren 3 durchdrungen sind. Das Wärmeaustauschmedium durchströmt den Wärmetauschermantel 1 in Längsrichtung.

Aus einer vergleichenden Betrachtung der F i g. 2 bis 4 entnimmt man zunächst, daß die Platten 7 an ihrem Außenumfang gegenüber dem Wärmetauschermantel 1 Strömungsdurchtritte 8 bilden. Bei der Äusführungsform nach den F i g. 2 und 3 sind die Platten 7 an ihrem Außenumfang mit halbkreisförmigen oder eckigen, jedenfalls randoffenen Ausnehmungen 8 versehen, die die Strömungsdurchtritte bilden. Bei der Ausführungsform nach Fig.4 besitzen die Platten 7 einen polygonalen Außenumfang, wobei die Polygonseiten mit dem Warmetauschermantel die Strömungsdurchtritte 8 definieren. — Auf diese Weise erreicht man, daß auch im Bereich des Anschlusses der als Platten 7 ausgeführten Strömungsleiteinbauten an den Wärmetauschermantel 1 eine intensive Strömung und damit ein intensiver Warmeaustausch stattfindet.

Die Fig.5 zeigt, daß die Strömungsleiteinbauten oder Platten 7 von den Wärmetauscherröhren 3 durchdrungen sind, wobei im Bereich der Wärmetauscherröhren 3 Strömungsdurchtritte 9 freigelassen sind. Folglich werden die Wärmetauscherröhren 3 in diesem Bereich umströmt. Die Wärmetauscherröhren 3 sind an den Strömungsdurchtritten 9 an den Strömungsleiteinbauten oder Platten 7 schwingungsstabil abgestützt. Das geschieht dadurch, daß die Strömungsdurchtritte 9 als eckige Löcher ausgebildet und die Wärmetauscherröhren 3 an den Lochseitenwänden 10 abgestützt sind. Die Löcher 9 sind mit regelmäßig dreieckigem Grundriß versehen, sie könnten aber auch quadratisch oder polygonal ausgeführt sein. Auch mit kreisrunden Löchern, deren Durchmesser beachtlich größer als der Außendurchmesser der Wärmetauscherrohre ist, kann gearbeitet werden, wenn in den Löchern radiale Stege angeordnet sowie an diesen die Wärmetauscherröhren 3 abgestützt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (3)

Patentansprüche:

1. Röhrenwärmetauscher mit im Querschnitt kreisförmigem Wärmetauschermantel, eingesetzten Rohrboden und einer Mehrzahl von in den Rohrboden befestigten Wärmetauscherröhren, die von zumindest einem Wärmeaustauschmedium durchströmt sind, wobei der Wärmetauschermantel einen Eintritt einen Austritt sowie einen Strömungsraum für ein anderes Wärmeaustauschmedium aufweist, wobei fernerhin im Strömungsraum Strömungsleiteinbauten angeordnet sind, die als an den Wärmetauschermantel anschließende Platten ausgeführt und von den Wärmetauscherröhren durchdrungene Strömungsdurchtritte aufweisen, dadurch geksnnzeichnet, daß bei ii.i wesentlichen längs der Wärmetauscherröhren (3) durch den Strömungsraum (6) geführtem Wärmeaustauschmedium die Platten (7) zusätzlich an ihrem Außenumfang gegenüber dem Wärmetauschermantel (1) Strömungsdurchtritte (8) bildende randoffene Ausnehmungen besitzen.

2. Röhrenwärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (7) an ihrem Außenumfang mit halbkreisförmigen oder eckigen, randoffenen Ausnehmungen versehen sind, die die Strömungsdurchtritte (8) bilden.

3. Röhrenwärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (7) polygonalen Umfang aufweisen.