DE1121634B - Roehrenwaermeaustauscher mit laengsangestroemten Rohren und oertlicher Querschnittseinengung durch Fuellkoerper - Google Patents

Description

• Röhrenwärmeaustauscher mit längsangeströmten Rohren und örtlicher Querschnittseinengung durch Füllkörper Röhrenwärmeaustauscher sind vielfach mit Umlenkblechen oder Leitblechen versehen, die in Abständen quer zu den Rohren angeordnet sind und das die Rohre umspülende Medium abwechselnd an diametral gegenüberliegende Umfangsstellen oder abwechselnd am Umfang und im Zentrum des Behälters hindurchtreten lassen. Hierdurch soll erreicht werden, daß das Medium eine quer zu den Rohren gerichtete Bewegung oder Bewegungskomponente erhält und damit der Wärmeaustausch mit dem die Rohre durchströmenden Medium gegenüber einer Anordnung ohne Umlenkbleche gesteigert wird. Doch führt diese Maßnahme vielfach nicht zu dem gewünschten Erfolg, weil sich in der Strömungsrichtung hinter den Umlenkblechen tote Räume bilden, in denen der Wärmeaustausch im Gegenteil wesentlich verschlechtert ist.
• Werden dagegen keine Umlenkbleche vorgesehen, so entfallen die toten Räume, und es entsteht eine Längsströmung auch außerhalb der Rohre. Doch nehmen in diesem Fall die Zwischenräume zwischen dem Rohrbündel und dem Behältermantel einen Anteil der Strömung auf, der für den Wärmeaustausch schlecht oder gar nicht ausgenutzt wird. Dieser Strömungsanteil kann bis zu 30%o des freien Strömungsquerschnittes ausmachen, so daß der Wärmeaustausches entsprechend größer ausgelegt werden muß.
• Die Erfindung schafft hier Abhilfe und sieht vor, daß bei einem Röhrenwärmeaustausches mit unbehinderter Längsströmung des die Röhren umspülenden Stoffes die Zwischenräume zwischen dem Röhrenbündel und der Behälterwand mit Füllkörpern ausgefüllt werden. Als Füllkörper eignen sich Kugeln oder anders geformte Stücke aus Keramik, Kunststoff oder anderen Materialien, die eine solche Größe besitzen, daß sie nicht zwischen die Rohre des Rohrbündels einzudringen vermögen. Durch diese mehr oder weniger dicht gelagerten Füllkörper wird in dem von Rohren freien Raum um das Rohrbündel herum ein erheblicher Strömungswiderstand erzeugt, der zur Folge hat, daß hier nur ein ganz geringer Bruchteil der Gesamtströmung hindurchgeht, wobei im übrigen die Strömung zwischen den Rohren nicht ungünstig beeinflußt wird. Wie Versuche ergeben haben, kann auf diese Weise der Wärmeaustausch gesteigert und der Wirkungsgrad entsprechend verbessert werden. Dabei ist die Erfindung nicht nur für die Neuanfertigung von Röhrenwärmeaustauschern, sondern vorteilhaft auch bei schon bestehenden einbautenlosen Wärmeaustauschem anwendbar, deren Arbeitsweise mit Hilfe der Anordnung nach der Erfindung unter Umständen erheblich verbessert werden kann, wodurch auch der Wirkungsgrad der Gesamtanlage gehoben wird.
• Es ist bekannt, bei einem Röhrenkessel-Verdampfer für Kältemaschinen die Zwischenräume zwischen den von der zu kühlenden Flüssigkeit durchflossenen Rohren mit Kugeln aus Glas auszufüllen und damit diesen vom Kältemittel einzunehmenden Raum einzuengen, wodurch die erforderliche Menge des teuren Kältemittels herabgesetzt und dessen Strömungsgeschwindigkeit erhöht werden soll. Die Kugeln füllen hier also den ganzen freien Querschnitt zwischen den Rohren aus, mit Ausnahme einer unteren und einer oberen Randzone des liegenden Kessels zwischen Kesselwand und Rohrbündel, die von Kugeln frei gehalten werden, um die Verteilung der unten eintretenden Flüssigkeit und das Sammeln des oben abgeführten Dampfes zu begünstigen. Die Querschnittsverminderung bzw. Widerstandserhöhung betrifft hier also eine quer zu den Rohren gerichtete Strömung und erfolgt vorzugsweise innerhalb des Rohrbündels, also an einer Stelle, wo sie im Falle der vorliegenden Erfindung für die längsgerichtete Strömung gerade unerwünscht ist.
• In der Zeichnung ist die Erfindung näher veranschaulicht, und zwar zeigt Fig. l einen Längsschnitt und Fig.2 einen Querschnitt eines Röhrenwärmeaustauschers nach der Erfindung.
• Wie ersichtlich, ist das zwischen den beiden Rohrböden 11 und 2 sich erstreckende Röhrenbündel 3 von dem Mantel 4 umgeben, der Rohrstutzen 5 und 6 für die Zu- und Abführung des die Rohre umspülenden Mediums aufweist. Vor den Rohrböden sind Kammein 7 und 8 angeordnet, die mit Rohrstutzen 9 und 10 für den Ein- und Austritt des die Rohre durchströmenden Mediums versehen sind.
• Die Zwischenräume 'zwischen dem Rohrbündel 3 und dem Mantel 4 enthalten Füllkörper 11 von beliebiger, z. B. kugelförmiger Gestalt aus Keramik, Kunststoff usw., deren kleinste Größe die lichten Abstände der Rohre nicht .unterschreiten soll, damit sie nicht zwischen die Rohre eindringen. Auf diese Weise sind die Randspalte zwischen Rohrbündel und Mantel mit einem erheblichen Strömungswiderstand behaftet, so daß sie im wesentlichen strömungsfrei bleiben.
• Für die Einbringung der Füllkörper können Öffnungen 12 im oberen Rohrboden vorgesehen sein. Ist dieser schlecht zugänglich und eine nachträgliche Einbringung der Füllkörper dadurch erschwert, so können im Mantelrohr Einfüllöffnungen angebracht werden. Dies empfiehlt sich auf jeden Fall bei liegender Anordnung des Wärmeaustauschers. Um ein Eindringen der Füllkörper in die Rohrstutzen 5 und 6 zu verhindern, sind diese bis an das Rohrbündel herangezogen oder durch besondere, auch nachträglich anzubringende Manschetten 13 entsprechend verlängert.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Röhrenwärmeaustauscher mit nicht durch Leitbleche behinderter Längsströmung des die Rohre umspülenden Stoffes und örtlicher Querschnittseinengung durch Füllkörper, dadurch gekennzeichnet, daß nur die Zwischenräume zwischen dem Röhrenbündel (3) und der Behälterwand (4) mit Füllkörpern (11), wie Keramik-oder Kunststoffkugeln, von einer den lichten Röhrenabstand übersteigenden Größe ausgefüllt sind.
2. 2. Röhrenwärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Rand eines Rohrbodens (1, 2) oder in der Behälterwand (4) verschließbare Öffnungen für das Einbringen der Füllkörper (11) vorgesehen sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 822 244.