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Durch eine Längstrennwand unterteilter Wärmeaustausdier Die Erfindung
betrifft einen durch eine Längstrennwand unterteilten Wärmeaustauscher mit zwischen
Rohrböden eingesetzten Rohren für Gase und/oder Flüssigkeiten, wie Mehrflußvorwärmer,
-kühler, -kondensatoren od. dgl.
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Die bekannten Vorrichtungen dieser Art haben den Nachteil, daß ein
einwandfreies Abdichten der Trennwände und der zum Verbessern des Wirkungsgrades
quer zur Vorrichtung vorgesehenen Leitbleche nicht durchführbar ist. Das z. B. zu
kühlende Mittel durchfließt daher die Vorrichtung nicht in der beabsichtigten Weise,
sondern strömt vielmehr infolge der undichten Stellen dem Austrittsstutzen auf kürzerem
Wege zu. Besonders schädlich hat sich in dieser Beziehung die bisherige Lagerung
und Befestigung der Trennwände an den Längsseiten der Vorrichtung erwiesen. Hier
beträgt das Maß der Undichtheiten oft mehr als das des Querschnittes des Eintrittsstutzens
für das Mittel. Auch das noch vorgeschlagene Anbringen zusätzlicher Bolzen, das
Abdichten mittels sog. Runddichtungen oder federnder Messingstreifen haben sich
als unzureichend erwiesen.
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Es ist ferner ein als Mehrflußvorrichtung ausgebildeter Wärmeaustauscher
bekanntgeworden, bei dem innerhalb des Gehäusemantels ein weiterer Mantel vorgesehen
ist und die Zu- bzw. Abflußstutzen für beide Austauschmittel jeweils nur durch den
Außenmantel geführt werden. Dieser Vorrichtung ist nachteilig, daß die den Innenmantel
unterteilende Längstrennwand sich bis zum vorderen Rohrboden erstreckt, wodurch
diese Trennwand sowohl mit dem Außenmantel als auch mit dem Innenmantel verbunden
werden muß. Eine einwandfreie Abdichtung ist hierdurch jedoch praktisch nicht möglich.
Das Abdichten wird weiterhin dadurch erschwert, daß die Längstrennwand nicht bis
zur hinteren Stirnwand des Innenmantels geführt ist. Außerdem hat dieser bekannte
Wärmeaustauscher den Nachteil, daß infolge der Befestigung des Innenmantels
sowohl
mit der Trennwand als äuch mit dem hinteren Rohrboden keine Freizügigkeit der Ausdehnung
der Rohre gegenüber der der Trennwand und der des Innenmantels besteht. Hierdurch
wird ferner eine verschiebbare Abdichtung erforderlich.
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Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, daß die zwischen der Stirnwand
des Innenmantels und dem benachbarten Rohrboden befindlichen Kammern für das zu-
bzw. abfließende Mittel durch eine von der Trennwand des Innenmantels abgeteilte
Trennwand abgeschlossen sind.
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Diese Ausbildung schließt das Auftreten von Undichtheiten aus, so
daß das Mittel den vorgeschriebenen Weg einhalten muß. Der Wirkungsgrad der Vorrichtung
wird dadurch erheblich verbessert. Der Innenmantel kann auf bequeme Art sorgfältig
und in einwandfreier Weise gegen die Trennwände und Leitbleche abgedichtet und darauf
als Ganzes in den Gehäusemantel eingesetzt werden. Das Einschieben und Ausziehen
des Rohrsystems erfolgt nicht mehr in den Dichtflächen, sondern der bereits in sich
abgedichtete Körper kann in das Gehäuse leicht hinein- bzw. aus diesem herausgefahren
werden. Auch das Abdichten der abgeteilten Längstrennwand am Außenmantel kann in
einwandfreier Weise durchgeführt werden. Außerdem besteht völlige Freizügigkeit
der Ausdehnung der Rohre gegenüber der der Trennwand bzw. der des Innenmantels.
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Ferner wird vorgeschlagen, die vordere Stirnwand des Innenmantels
durch eine Stopfbuchse gegen den Außenmantel abzudichten und die von dem hinteren
Rohrboden unabhängige hintere Stirnwand des Innenmantels in an sich bekannter Weise
mittels Laufrollen od. dgl. längs verschiebbar im Gehäusemantel zu lagern. Durch
die Anordnung der Stopfbuchse wird vermieden, daß das der Kammer zugeführte Mittel
bzw. nur ein Teil desselben in den durch den Innen- und Außenmantel gebildeten Ringraum
eintreten kann. Die Stopfbuchse ist fest angeordnet und unterliegt daher keinem
Verschleiß durch Reibung.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die zwischen
der Stirnwand des Innenmantels und dem Rohrboden vorgesehenen Kammern an ihrem Umfang
durch ein besonderes Ringstück des Außenmantels abgeschlossen. Dies hat den Vorteil,
daß das Abdichten der die eine Kammerwand bildenden Stirnseite des Innenmantels
mit dem Außenmantel beispielsweise durch Einbau einer Stopfbuchse im Zustand guter
Zugänglichkeit der Einrichtung während des Zusammenbaues vorgenommen werden kann.
Außerdem ist ein genaues überwachen dieser Abdichtung möglich.
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Gemäß einem weiteren Vorschlag ist die hintere Stirnwand des Innenmantels
mit Spiel in den Außenmantel eingebracht bzw. im Bereich des durch den Innenmantel
und den Außenmantel gebildeten Ringraumes mit Ausnehmungen versehen. Hierdurch wird
eine Entlastung des Innenmantels herbeigeführt. Er kann somit aus verhältnismäßig
dünnem Werkstoff hergestellt werden, was außer einer Gewichts- und Kostenersparnis
noch den Vorteil mit sich bringt, daß der Innenmantel besser und dichter an den
Leitblechen zur Anlage gebracht werden kann.
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In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht.
Es zeigt Fig. i einen Längsschnitt durch einen Kühler, Fig. 2 den Kühler nach Fig.
i im Querschnitt, Fig. 3 und 4 die Lagerung und Befestigung der Trennwand des Innenmantels
bei einem Kühler gemäß den Fig. i und 2.
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Der Kühler besteht zunächst aus einem Gehäusemantel i und dem Rohrsystem
2, 3. Die Rohre sind an ihrem einen Ende in einen festen Rohrboden 4 eingewalzt,
der die eine Stirnseite des Außenmantels i abschließt. Die Rohre münden an dieser
Seite in die Wassereintrittskammer 5 und die Wasseraustrittskammer 6 aus. Am anderen
Ende sind die Röhre 2, 3 in einen beweglichen Rohrboden 7 eingewalzt. Dieser hintere
Rohrboden 7 ist auf Gleitstücken oder -rollen innerhalb des Außenniantels i verschiebbar,
um der Wärmeausdehnung der Rohre Rechnung zu tragen. An diesem Ende münden die Rohre
2, 3 in die Wasserumkehrkammer 8 aus. Die Wassereintrittskammer 5 und die Wasseraustrittskammer
6 sind je mit einem .Leitungsanschlußstutzen 9, io versehen.
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Innerhalb des Gehäusemantels i ist ein weiterer Mantel i i vorgesehen,
der an seinen beiden Stirnseiten durch gelochte Wände 12, 13 abgeschlossen ist.
Zur Erzielung des Mehrflusses ist innerhalb des Innenmantels i i eine in Längsrichtung
desselben verlaufende z. B. zweiteilige Trennwand 14 vorgesehen. Zwischen der vorderen
Stirnwand 12 und dem Rdhrboden 4 ist ein Raum geschaffen, der durch eine weitere
Längstrennwand 15 in zwei Kammern 16, 17 unterteilt ist. jede dieser Kammern ist
mit einem Leitungsanschlußstutzen 18, i9 für das zu kühlende Mittel, z. B. heißes
Benzin, ausgerüstet, welches vorzugsweise nach dem Gegenstromprinzip durch den Kühler
geführt wird.
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Die vordere Stirnwand 12 des Innenmantels i i ist bis zum Außenmantel
i hochgezogen und gegen denselben abgedichtet, um zu verhindern, daß das zu kühlende
Mittel bzw. ein Teil desselben in den durch den Innenmantel i i und den Außenmantel
i gebildeten Ringraum 20 von derEintrittskammer 16 aus fließt. Das Abdichten kann
auf beliebige Art erfolgen. Vorzugsweise findet jedoch eine Stopfbuchse 21 Anwendung.
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Die zwischen der Stirnseite 12 des Innenmantels i i und dem festen
Rohrboden 4 vorgesehenen Kammern 16, 17 sind an ihrem Umfang durch ein besonderes
Ringstück 22 des Außenmantels i abgeschlossen. Hierdurch ist ein leichter und einwandfreier
Einbau der Stopfbuchse 2i möglich.
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Der an dem den Kammern 16, 17 gegenüberliegenden Ende angeordnete
Tragring 13 für den Innenmantel i i ist mit Spiel in den Außenmantel i eingebracht,
so daß das innerhalb des Innenmantels befindliche zu kühlende Mittel von der Umkehrkammer
23 für das zu kühlende Mittel aus in den Ringraum 20 übertreten kann, wodurch der
Innenmantel
i i entlastet wird. Dieser kann daher aus verhältnismäßig
dünnem Werkstoff hergestellt werden, was wiederum einen leichteren Zusammenbau und
ein besseres Abdichten des Innenmantels sowohl an seinen Cberlappungsstellen als
auch an den Stirnwänden bzw.Tragringen 12, 13, 24, derLängstremiwand 14 und den
Leitblechen 25 ermöglicht.
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Die Leitbleche 25 und insbesondere die Trennwand 14 können vor dem
Einbringen in den Außenmantel i völlig abgedichtet werden. Statt der gezeigten Befestigung
mittels Schrauben 26 können auch Niet- und Schweißverbindungen Anwendung finden.
Die Anbringung der von der Längstrennwand 14 abgeteilten Trennwand 15 zwischen den
Kammern 16, 17 kaiirr auf eine der bei derartigen Vorrichtungen üblichen Arten erfolgen,
da diese Trennwand 15 verhältnismäßig sehr schmal ist und daher einwandfrei abgedichtet
werden kann, zumal der Außenmantel i noch durch den festen Rohrboden 4 versteift
ist.
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Der Innenmantel ii ist mittels der Laufrollen 27 od. dgl. längs verschiebbar
im Gehäusemantel i gelagert.
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Selbstverständlich kann die erfindungsgemäße Ausbildung auch bei allen
anderen Mehrflußvorrichtungen durchgeführt werden, beispielsweise bei Vorwärmern
mit zwei festen Rohrböden, bei denen der Wärmeausdehnung der Rohre durch eine oder
mehrere Kompensationswellen im Gehäusemantel Rechnung getragen_wird.