Rohrbündel in Wärmeaustauschern mit im Verhältnis zum Rohrdurchmesser langen Rohren. Die Erfindung betrifft ein Rohrbündel in Wärmejaustauschern, zum Beispiel Ver dampfern, Dampferzeugern, Regeneratoren, Gaserhitzern und dergleichen, mit im Ver hältnis zum Rohrdurchmes!ser langen Rohren. Solche Rohrbündel kommen in Wä.rme- austauschern zum Erhitzen oder Kühlen von flüssigen und gasförmigen Mitteln zur Ver wendung.
Umströmt in .einer solchen Vorrichtung das eine Mittel die von einem zweiten Mittel durchströmten Rohre, .so ist es erforderlich, wenn ein geordneter Wärmeaustausch erreicht werden soll, und zwar vor allem wenn .die Entfernung zwischen den Rohren klein und die Länge der Rohre im Verhältnis zu ihrem Durchmesser gross ist, also bei Verwendung langer, dünner Rohre, dass die Abstände zwi schen den Rohren gewahrt bleiben. Bei Rohr bündeln mit langen, dünnen Rohren tritt häufig auch noch die Neiboimg der Rohre zum Schwingen auf, was unbedingt verhindert werden sollte.
Um bei Wärmeaustauschern mit Rohr bündeln der eingangs erwähnten Art obigen Forderungen Rechnung zu tragen, ist bereits vorgeschlagen worden, ,die Rohre durch Ab standhalter in ihrer gegenseitigen Lage zu sichern. Strömt das eine Arbeitsmittel im Querstrom um die Rohre, so lassen ,sich solche Abstandhalter als. Zwischenbleche ausbilden.
Bei in Richtung der Rohre diese umströmendem Arbeitsmittel sind die Ab standhalter bisher als an den Rohren be festigte Stege, Ringe, s chraubenlinienförmig gewundene Drähte und dergleichen ausgebil det worden.
Derart ausgebildete Abstand:- halter verursachten jedoch immer mehr oder weniger grosseStörungen, zum Beispiel D,rall- bewegungen, in dem die Rohre umströmenden Mittel und ,damit verhältnismässig grosse Druckverluste.
Um diese Nachteile zu beheben, sind beim Rohrbündel in ZVärm-eaustaus-chern nach vor liegender Erfindung die Abstandhalter als roh,rfärmige, jeweils ein zugeordnetes Rohr koaxial umschliessende Körper mit von ihrer Mantelfläche radial nach innen gerichteten Stegen ausgebildet, wobei sieh die Stege an dem vom betreffenden Abstandhalter um schlossenen Rohr abstützen.
Bei einer beson ders z-,veckmässigen Ausführungsform sind .die Abstandhalter gruppenweise so angeord - net, dass die Mittelpunkte aller Abstandhalter einer Gruppe in einer zu den Rohrachsen senkrechten Ebene liegen, und die Abstand halter einer Gruppe ,sind auf andern Rohren als die der benachbarten Gruppen aufgeselio- ben,wobei sich alle Abstandhalter finit ihrer äussern Umgrenzung jeweils auf die benach barten Rohre des Bündels abstützen.
Auf der beiliegenden Zeichnung sind Aus führungsformen des Erfindungsgegenstandes beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigt: Fig. l einen Längsschnitt durch einen Pa.rallelstrom-Wärmeaustauscher, bei dem nur ein Drittel aller Rohre des Rohrbündels Abstandhalter trägt, Fig. 2 in grösserem. Massstab einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1 durch einen Teil dieses Wärmeaustauschers.
Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch einen Teil .eines Wärmeaustauschers, bei dem die Abstandhalter einer Gruppe auf andere Rohre als die von benachbarten Gruppen auf geschoben sind.
Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt durch einen Teil eines Wärmeaustausche.rs, bei dem auf jedes Rohr des Rohrbündels Abstand- halter aufgeschoben sind, welche sich mit ihrer äussern Umgrenzung aufeinander ab stützen.
Fig. 5 ist ein Teilschnitt nach der Linie V-V der Fig. 4.
In den Fig. 1 und 2 bezeichnet 1 Rohre eines Rohrbündels, die im Verhältnis zu ihrem Durchmesser lang sind, das heisst bei denen das Verhältnis von Länge zu Aussen, durchmesser grösser als 100:1 ist. Diese Rohre 1 werden von einem Mittel durch strömt, das durch einen Stutzen 2 dem Wärmeaustauscher zu- und durch einen Stutzen<B>3</B> aus demselben abfliesst. Durch einen Stutzen 4 fliesst dem Wärmeaustauscher ein zweites Medium zu, das die Rohre 1 um strömt und den Wärmeaustauscher wieder durch einen Stutzen 5 verlässt.
Um den gegen seitigen Abstand der verhältnismässig langen Rohre 1 zu sichern, ist auf jedes dritte Rohr des Bündels ein rohrförmiger Abstandhalter 6 geschoben, der jeweils das zugeordnete Rohr 1 koaxial umschliesst. Jeder Halter 6 stützt sieh mit von seiner Mantelfläche radial nach innen gerichteten Stegen 7 Wig. 2), auf dein zugeordneten Rohr 1 des Bündels und mit seiner äussern Umgrenzung auf sechs be@- nachbarten Rohren 1 ab.
Die Abstandhalter 6 sind gruppenweise so angeordnet, dass die Mittelpunkte aller Abstandhalter 6 einer Gruppe in einer zu den Rohrachsen senkrech ten Ebene liegen. Mit Hilfe dieser Abstand- halter 6 ist es möglich, den gegenseitigen Abstand zwischen den verhältnismässig langen Rohren 1 zu sichern.
Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungs form sind die Abstandhalter 6 einer Gruppe auf andere Rohre als die der benachbarten Gruplxi ss aufggeschoben. Dabei stützen sich die Abstandhalter 6 beider Gruppen mit ihrer äussern Umgrenzung auf die benachbarten Rohre des Bündels ab. Die Entfernung zwi schen den verschiedenen Gruppen von Ab standhaltern 6 kann dieselbe sein, oder es können auch je zwei Gruppen nahe neben einander angeordnet sein (Fig. 3), wobei sich dann die Paare solcher Gruppen in grösserer Entfernung voneinander befinden können.
Bei der in Fig. 4 und 5 gezeigten Aus- führunbnsf orm sind auf jedes Rohr 8 des Bündels rohrförmige, das betreffende Rohr koaxial umschliessende Abstandhalter 9 mit von ihrem Mantel radial nach innen gerich teten Stegen 10 aufgeschoben. Alle Abstand halter 9 stützen sich mit ihrer äussern Um grenzung aufeinander ab, während sie sich mit ihren Stegen 10 innen an dem vom be- treffenden Abstandhalter 9 umschlossenen Rohr 8 abstützen.
Die Abstandhalter sind gruppenweise so angeordnet (in Fig. 4 nur eine Gruppe), dass die Mittelpunkte aller Ab- standkalter derselben Gruppe in einer zu den Rohrachsen senkrechten Ebene liegen.
Die beschriebenen Abstandhalter sind ein fach und billig herzustellen. Die Stege können am bestreffenden zylindrischen Kör per zum Beispiel angenietet oder in Längs schlitze desselben eingeschoben und dann durch Schweissen, Vernieten oder dergleichen festgemacht werden. Wenigstens ein Teil der radialen Stege kann mit dem zylindrischen Körper aus einem Stück bestehen, indem das Blech mittels Stanze radial nach innen um gebogen wird.
In einem solchen Falle werden zweckmässig vorerst nur zwei Stege gebildet, so dass sich der zylindrische Abstandhalter selbst über Rohre mit vorstehenden Stellen, wie Schweissnähte, Wulste, Krümmungen und dergleichen, leicht Streifen lässt.
Sobald ein solcher zylindrischer Abstandhalter um den ,erforderlichen Betrag über das betreffende Rohr des Rohrbündels .gestreift worden ist, werden, um die gewünschte Abstützung des Halters zu erreichen, noch ein oder mehrere weitere radiale Stege durch Stanzen gebildet oder als separate Teile in Schlitze des zylin drischen Körpers geschoben und an letzterem festgemacht.
Die beschriebenen Abstandhalter rufen keine Drallbewegungen -des die Rohre um strömenden Mediums hervor; ferner ver sperren sie bei völliger Sicherung des gegen seitigen Abstandes der Rohre wenig Quer schnitt und .setzen daher der Strömung einen minimalen Widerstand entgegen.
So beträgt zum Beispiel der Druckverlust, den ein Ab- standhalter verursacht, dessen Blechstärke etwa 5 % der Rohrteilung ausmacht, nur etwa ein Viertel des Verlustes, welcher auf tritt, wenn als Abstandhalter in einer Win dung schraubenlinienförmig um die Rohre gelegte, aus Draht hergestellte Abstützkörper verwendet werden.
Durch Zuschärfen der Ein- und Austrittskanten der Abstandhalter lassen sich die durch -sie bedingten Druck verluste noch vermindern. Die beschriebenen Abstandhalter brauchen auch nicht besonders ausgerichtet zu werden, so dass ihre Anbrin- gung äusserst einfach ist.
Da sie als zusam- menhängende Körper ausgebildet sind, kön nen ,sie auch bei waagrechter Lage des Rahr- bündels genügende Festigkeit zur Aufnahme der vom Eigengewicht der Rohre hervor gerufenen Abstützkräfte aufweisen. Ein wei terer Vorteil: besteht darin, dass die Länge, auf der sich die Abstandhalter auf den be nachbarten Rohren bezw. gegenseitig ab stützen, gross bemessen werden kann.
Letzte res ist zum Beispiel bei bekannten Abstand- haltern nicht der Fall, welche die Rohre dicht umschliessen und radial nach aussen ge richtete, schraubenlinienförmig ausgebildete Stege aufweisen, mit denen sie sich nur an Punkten auf benachbarten Rohren abstützen.
Falls erforderlich, können,die radial nach innen gerichteten Stege der Abstandhalter mit den zugehörigen Rohren noch starr ver bunden werden, zum Beispiel durch Verlöten oder Verschweissen.
Rofirbündel der beschriebenen Art lals-sen sich zum Beispiel in Verdampfern, Dampf erzeugern, Gaserhitzern, Regeneratoren und dergleichen verwenden.