DE2647223A1 - Anordnung zur versteifung von rippenrohren in waermeaustauschern - Google Patents

Description

■Anordnung: zur Versteifung von Rippenrohr en in Wärmeaustauschern

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur Versteifung \^Ton Rippenrohren in Wärmeaustauschern.

3ei Wärmeaustauschern und ähnlichen Apparaten stellt die Versteifung von Roh:·-en wie beispielsweise von Rippenrohren, ein Problem dar. Mo:· -^alerweise sind in Längsrichtung der Rohre an verschiedenen Stellen mit Löchern versehene Abstützbleche vorhanden, wobei die Rippenrohre durch diese Löcher geführt sind. Dabei besteht die Gefahr, daß die Rohre aufgrund von Wärmedehnungen, die eine Relativbewegung zynischen Rohren und Abstützblechen herbeiführen wollen,- infolge von Spannungen und Reibung zwischen Rohren und Blechen die Rohre verbogen werden und evtl. brechen. Es kann sich dabei beispielsweise um einen Wärmeaustauscher handeln, in welchem die warmen Abgase von ejtier Gasturbine, einem Schmelzofen oder einem anderen wärmeerzeugenden Gerät strömendes Wasser erwärmen. Das Gas wird über die Rippen der Rohre und zwischen die Rohre geblasen, wobei das Gas abgekühlt und das Kühlmittel in den Rohren erwärmt wird. Es können daher sehr starke Temperaturunterschiede auftreten, so daß die Gefahr eines

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uches groß ist.

r Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der einnrrs genannten Art zu entwickeln, bei der die Gefahr von Wanness en weitgehend vermieden ist.

r Lösung dieser Aufgabe wird eine Anordnung nach dem Oberbegriff s Anspruches 1 vorgeschlagen, die erfindungsgemäß die im kenn-Lchnenden Teil des Anspruches 1 genannten !-"erkiriale hat. Vorteil-Γ te Weiterbildungen der Erfindung ε'·ηά in den Unteransprüchc-n geint.

"ch die Erfindung erhält man eine gute Versteifung zwischen den iren eines vertikalen Rohrstapels oder horizontalen Schichten von iren. Der Gastransport zwischen den Rohren im v'ärsaeaustauscher ■•d nicht nennenswert beeinträchtigt.

. einer bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung wird eben-.Is in seitlicher Richtung eine Versteifung zwischen vertikalen irstapeln oder Rohrschichten angeordnet, wodurch man einen gut ■steiften "Wärmeaustauscher erhält, der sowohl vertikal wie hori-•tal stabil ist. Ein solcher Wärmeaustauscher ist billig und die re sind stabil befestigt.

r-nd der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele soll die indung näher erläutert worden. Es zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Wörrneausbauschers längs eines Schnittes E-B aus Fig. 3,

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Fig. 2 einen seitlichen Versteifungskcrper (Distanzstück) am Wärme aus tau scher,

Fig. 3 einen Schnitt durch einen Wärmeaustauscher längs der Linie A-A- in Fig. 1 .

Bei einem rippentragenden Rohr (Rippenrohr) 4 werden die Rippen längs einer Slrecke in axialer Richtung des Rohres z.B. durch Schleifen teilweise entfernt. Dasselbe wird bei dem im künftigen Rohrverband benachbarten Rohr vorgenommen. Man kann diese Aussparungen an zwei gegenüberliegenden Abschnitten benachbarter Rohre vornehmen, und \;βγ<η Dan diese Aussparungen beim Zusammenlegen der Rohre gegeneinander legt, so erhält man einen freien Raum, in den ein rechteckiger Stützkörper 1 aus Metall eingelegt wird. Dies ist auch aus Fig. 3 ersichtlich, die zugleich die Erstreckung des Stützkörpers senkrecht zur Längsrichtung der Rippenrohre des Wärmeaustauschers zeigt. Die Aussparungen erstrecken sich in Längsrichtung der Rippenrohre nur über einen beschränkten Abschnitt. Die übrigen Rippen 5 bleiben in ihrer kreisförmigen Gestalt erhalten. Normalerweise schleift man die oberflächenvergrößernden Rippen 5 auf beiden Seiten des Rohres ein Stück herunter, so daß zwei parallele Seiten entstehen, an denen die versteifenden Stützkörper 1 angeordnet sind. Die Stützkorper können aus rechteckigen massiven Blöcken bestehen. Sie können aber auch hohl sein oder aus mehreren Teilkörpern zusammengesetzt sein, die zusammen einen rechteckförmigen Körper bilden. Rechts unten neben Fig. 1 wird eine gemäß der Erfindung bearbeitete Rippe 5 gezeigt, die also beispielsv/eise durch Schleifen mit zwei zueinander parallelen Seiten 6 und 7 versehen ist. Eine

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Alternative für Schleifen ist Fräsen, und der Zweck besteht darin, einen Teil der Rippenhöhe fortzunehmen. In den sich dabei bildenden Räumen oder Gängen ruhen die Stützkörper 1, die eine angemessene Breite und Höhe haben, an den abgeschliffenen Rippen. Sine genügend große .Anzahl von Rippeiirohren wird vertikal übereinander angeordnet und untereinander in der gezeigten Yfe.i se versteift. Es ist auch nöglich, die Rohre vertikal übereinander oder seitlich vertikal untereinander von Schicht zu Schicht verschoben anzuordnen, wie es beispielsweise Fig. 3 zeigt. Die versteifende V/irkung der Stützkörper bleibt dabei unverändert. In seitlicher Richtung werden die Rippenrohre durch die Distanzstücke 8 (siehe Fig. 2) versteift, die U-förmig ausgebildet sind oder eine andere geeignete Form haben. In dem gebildeten Gang werden die Rohrreihen übereinander angeordnet, wobei je ein rechteckiger Stützkörper 1 zwischen benachbarten Reihen liegt, was deutlich aus Fig. 3 hervorgeht. In seitlicher Richtung werden die Rippenrohre somit durch die Distanzstücke 8 versteift. Die Distanzsi'icke 8 bestehen normalerweise aus Blechen der in Fig. gezeigten Art, doch können natürlich auch andere Körper verwendet werden. Die Bleche haben abgebogene Schenkel 3 und stützen sich in senkrechter Richtung an den Stützkörpern 1 ab. Die Schenkel 3 verhindern gleichzeitig, daß das Distanzstück 8 kippt.

Durch die Wahl geeigneter Abmessungen für die Stützkörper 1 und/oder die Distanzstücke 8 ist es möglich, den gewünschten Abstand zwischen den Rohren sowie deren Seitenverschiebung im Verhältnis zueinander festzulegen.

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Ein besonderer Vorteil der Erfindung, den man mit den bekannten Konstruktionen nicht erzielen kann, ist die Möglichkeit, benachbarte Rippenrohre mit ihren Rippen sehr dicht aneinander, eventuell in direktem Kontakt, also nicht unbedingt im Zick-Zack, anzuordnen.

Jlr.-n kann, beispielsweise bei Rohrpaketen, mit Hilfe der Stützkörpor und der Distanzstücke vertikale Kräfte aufnehmen, die sonst von den Rohren selbst aufgeno::inen werden müßten, was insbesondere für die untersten Rohre in einem Rohrpaket eine starke Belastung darstellen würde.

Die genannten Aussparungen an den Rippen brauchen nicht geradlinig zu verlaufen. Es können z.B. auch bogenförmige Aussparungen gewählt werden, die zusammen mit Aussparungen an benachbarten Rohren einen gangartigen Freiraum bilden, in dtn ein geeigneter Stützkörper eingelegt wird. Der Abstand zwischen Stützkörpern 1 in axialer Richtung der Rohre kann variieren. Wesentlich ist lediglich, daß die Gaswege längs der Rohre nicht nennenswert blockiert werden. Diese Forderung kann bei der Konstruktion gemäß der Erfindung ohne Schwierigkeiten erfüllt werden.

Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Alisführungsbeispiele beschränkt, sondern kann im Rahmen des offenbarten allgemeinen Erfindungsgedankens in vielfacher Weise variiert werden.

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Claims (4)

1. Patentansprüche:

   : 1 J Anordnung zur Versteifung von Ripx^enrohren in '.värineaustauschern, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere nebeneinander lic^onde Rippen (5) benachbarter Rohre (') Aussparungen am Umkreis haben und mit diesen Aussparungen an und/oder parallel zu den entsprechenden Aussparungen in dem benachbarten Rohr liegen, wobei in den sich

   /ein
   bildenden Zwischenraum Stützkörper (1) eingelegt ist, der an den

   Rippenrohren angrenzt.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bearbeiteten Rippenrohre segmentförraige Aussparungen haben, die normalerweise zwei ebene, parallele Seiten bilde·, die zu den Seiten der Aussparungen der benachbarten Rippenrohre im wesentlichen parallel liegen und einen Raum bilden, der von einem massiven oder hohlen Stützkorper (1) mit rechteckigem oder quadratischem Querschnitt ausgefüllt ist.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die zwischen^ .-legten Stützkorper(1)gegenseitig versteiften Rippenrohre (4) in. vertikaler Richtung senkrecht übereinander oder schräg übereinander angeordnet sind.
4. 4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß in seitlicher Richtung zwischen den versteiften Rippenrohren (4) 'Distanzstücke (2) angeordnet sind, die an den versteifenden Stützkörpern (1) anliegen.

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