DE2153847C2 - Wärmetauscher und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher nach dein Oberbegriff des Anspruches 1 und ein Verfahren zu seiner Herstellung.

Ein solcher Vv ärmetauscher weist eine Anzahl verschieden bestockter Rohx unc? von unterschiedlich geformten Füilstücken auf (SE-PS 1 74 236), um den Querschnitt des Wärmetauschers η wesentlichen so auszufallen, daß das zweite Medium weltgehend st gezwungen wird, intensiv die vergrößerte äußere Oberfläche der Rohre, In denen das erste Medium strömt, zu bestreichen. Die Stifte sind vornehmlich in einer Ebene quer zur Rohrachse angeordnet und zum Rohr hin umgcbogen. Es sind auch Rohre vorgesehen, bei denen die Stifte in Längsrichtung der Rohrachse zum Rohr umgebogen sind.

An den quer zur Rohrachse angeordneten gebogenen Stiften setzen sich leicht Schmutz und ähnliche fremde Partikel ab, so daß ein häufiges Reinigen solcher Wärmetauscher erforderlich ist.

Trotz der vielfachen Formen der Rohrbestückung und -ausbildung bleiben immer noch freie Räume, die dem zweiten Medium den Weg erleichtern, so daß die Ausnutzung der Oberflächenvergrößerung unvollständig Ist.

Die Notwendigkeit, mehrere verschiedene Formen von Rohren und Stiftanordnungen und von Füllstücken vorzusehen, macht die Herstellung und Montage eines solchen Wärmetauschers umständlich und kostspielig.

BrI einem anderen Wärmetauscher sind die Räume zwischen den einzelnen Rohren zwar durch oberflächenvergrößernde, an den Rohroberflächen befestigte Elemente voll abgedeckt (DE-PS 8 35 612), jedoch sind hler in Längsrichtung der Rohre angeordnete Rippen vorgesehen. die an Ihren Außenkanten mit Rippen des benachbarten Rohres verschweißt sein können. Die Rippen werden mit den Rohren Im Strangpreßverfahren hergestellt, wofür ein bildsames Material Vorbedingung Ist. Solche Materlallen sind für Wärmetauscher, die hohen Temperaturen ausgesetzt sind, nicht geeignet.

Her Erfindung Hegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem Wärmelauscher der eingangs genannten Art die Rohre mit ihren die wärmeabgebende Oberfläche vergrößernden Stiften so zu gestalten, daß sie so weit wie möglich den vom zweiten Medium durchströmten Innenraum des Wärmetauschers ausfallen, um dadurch den Wirkungsgrad des Wärmetauschers zu verbessern bzw. bei gleichbleibendem Wirkungsgrad die erforderliche Baulänge des Wärmetauschers zu verringern und die Herstellung der Bauteile und Ihrer Montage zu vereinfachen.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Im Anspruch 2 wird das Verfahren angegeben, durch das ein solcher Wärmetauscher in arbeitssparender Weise gefertigt werden kann.

Die erfindungsgemäßen Merkmale ergeben einen bei gleicher Leistung kleineren Wärmetauscher, der einfacher und wirtschaftlicher herstellbar Ist.

Dls Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Flg. 1 im Längsschnitt einen mit Rohren versehenen Wärmetauscher, bei dem die Oberflächenvergrößerungselemente In der erfindungsgemäßen Weise umgebogen sind;

Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie H-II in Fig. 1;

Fig. 3 in einem größeren Maßstab einen Querschnitt eines einzelnen Rohrs mit erfindungsgemäß umgebogenen Oberflächenvergrößerungselementen;

FI g. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV In F i g. 3;

Flg. 5 Im Längsschnitt einen mit Rohren versehenen Wärmetauscher, bei dem die Rohre unter Verwendung eines Verteilerkastens und eines Sammelkastens parallelgeschaltet sind;

Flg. 6 einen Querschnitt längs der Linie VI-VI in FIg. 5;

Flg. 7 einen Querschnitt längs der Linie VII-VII In Flg. 5; und

Flg. 8 einen Querschnitt längs der Linie VIII-VIII in Fig. 5.

Der In Flg. 1 gezeigte Wärmetauscher umfaßt ein Gehäuse 1 mit Anschlüssen 2, 3, 4 und 5; Die Anschlüsse 2 und 3 dienen zum Zu- und Abführen eines ersten strömenden Mediums, während die Anschlüsse 4 und 5 zum Zu- und Abführen eines zweiten strömenden Mediums dienen. In eine Platte 6, die nahe einer Stirnwand des Wärmetauschers angeordnet ist, sind mehrere Rohre 7 eingebaut, die sich parallel zur Längsachse des Wärmetauschers erstrecken. Die Rohre 7 sind von weiteren, konzentrisch damit angeordneten Rohren 8 umgeben, die In eine Platte oder Rohrwand 9 eingebaut sind, welche sich parallel zu der Platte oder Rohrwand 6 erstreckt. Die Rohre 8 sind an Ihren von der Rohrwand 9 abgewandten Enden geschlossen, und die Inneren Rohre 7 erstrecken sich im wesentlichen über die ganze Länge der Rohre 8 und sind nahe den geschlossenen Enden der Rohre 8 offen. Somit kann das zweite Medium, das über den Anschluß 4 zugeführt wird, in Form paralleler Ströme durch die Rohre 7 strömen, um In die Rohre 8 einzutreten, woraufhin dieses Medium innerhalb der Rohre 8 längs der Außenflächen der Rohre 7 zurückströmt, um zu dem Raum zwischen den Rohrwänden 6 und 9 zu gelangen und den Wärmetauscher schließlich über den Anschluß 5 zu verlassen. Das über den Anschluß 2 zugeführte erste Medium strömt auf dem kürzesten Wege über die Außenflächen der Rohre 8. um den Wärmetauscher schließlich über den Anschluß 3 zu verlassen.

Die Außenflächen Usr Rohre 8 sind mit durch kleine Abstände getrennten Oberflächenvergrößerungsstlften 10 versehen, deren Basisenden sich Im wesentlichen im rechten Winkel zu den Wanden 11 der Rohre 8 erstrekken. Gemäß Fi g. 3 und 4 Ist jedoch jeder einzelne Stift 10 in Richtung auf das zugehörige Rohr 8 in einem Abstand von der Außenfläche der Wand 11 des Rohrs In der aus F i g. 3 ersichtlichen Weise so umgebogen, daß sich der Querschnitt des Rohrs zusammen mit den Stiften mit einem regelmäßigen Sechseck umschreiben läßt, Dies bedeutet bei dem Wärmetauscher nach Fig. 1, daß die Stifte an den Ecken des Sechsecks nicht umgebogen sind, während die den Mittellinien der Selten des Sechsecks benachbarten Stifte den größten Neigungswinkel gegenüber dem Rohr 8 aufweisen. Wenn die Stifte 10 in dieser Welse umgebogen sind, ist es möglich, die Rohre 8 in der in Fig. 2 gezeigten Weise nach einem Wabenmuster anzuordnen. Daher ist es möglich, für die Rohre eine raumsparende Anordnung zu wählen, und außerdem werden Füllkörper 12 nur zwischen den äußersten M Rohren und der Wand des Gehäuses 1 benötigt.

Fi g. 5 bis 8 zeigen einen weiteren Wärmetauscher, bei dem das erste Medium über einen Anschluß ?. in einer Stirnwand des Wärmetauschers zugeführt und über einen Anschluß 3 in der anderen Stirnwand abgeführt wird; hierbei erstreckt sich der Anschluß 4 zum Zuführen des zweiten Mediums durch die gleiche Stirnwand wie der Anschluß 3. Von dem Anschluß 4 aus strömt das zweite Medium zu einem Verteilerkasten 20, mittels dessen das zweite Medium auf drei Reihen von Rohren 13, 14 und 15 verteilt wird, wobei den Rohren der Reihen 13 und 14 das zweite Medium direkt an ihren dem Verteilerkasten 20 zugewandten Enden zugeführt wird, während die Rohre 15 eine diametrale Reihe bilden und Innere Rohre 7 enthalten, die In der bezüglich des Wärmetauschers nach FIg. 1 beschriebenen Welse dazu dienen, das zweite Medium zu den von dem Verteilerkasten 20 abgewandten Enden der Rohre 15 zu leiten, so daß das zweite Medium dann Innerhalb der Rohre 15 entlang den Außenflächen der Rohre 7 zurückströmt. Die Rohre 13 und 14 sind an ihren von dem Verteilerkasten 20 abgewandten Enden einzeln durch querliegende Rohre 16 mit zwei weiteren Reihen bildenden Rohren 17 bzw. 18 verbunden, die dazu dienen, das zweite Medium einem Sammelkasten 19 zuzuführen, der an der Stirnwand des Wärmetauschers angeordnet ist, welcher auch der Verteilerkasten 20 benachbart Ist. Mit dem Sammelkasten 19 sind auch die benachbarten Enden der die diametrale Reihe bildenden Rohre 15 verbunden, so daß auch der durch diese Rohre strömende Teil des zweiten Mediums zu dem Sammelkasten 19 strömt und über den Anschluß 5 aus dem Wärmetauscher austreten kann.

Bei dem beschriebenen Wärmetauscher ist es nicht erforderlich, Anschluß- oder Führurürohre vorzusehen, welche die mit den Stiften besetzten Roh-5 umschließen, so daß es gemäß Fig. 5 möglich ist, vollständig auf die Verwendung von Rohrwänden zu verzichten oder Rohrwände in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise nur an einem Ende des Wärmetauschere vorzusehen. Dies bedeutet, daß man die Rohre im wesentlichen über ihre ganze Länge mit Oberflächenvergrößerungselementen versehen kann, so daß es möglich Ist, Wärmetauscher zu schaffen, die eine geringere Baulänge aufweisen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   1, Wärmetauscher mit Rohren kreisrunden Querschnittes, deren Oberfläche durch ringsum In Abstän- den voneinander aufgesetzte Stifte vergrößert ist, so daß die Rohre zusammen mit den Stiften durch ein gerades regelmäßiges Prisma umschrieben sind, wobei die Stifte in gestreckter Lange alle gleich lang sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Stifte (10) In den Richtungen der Diagonalen des Vielecks, die durch den Rohrmittelpunkt gehen, gerade und die zwischen diesen geraden Stiften angeordneten Stifte unter unterschiedlichen Winkeln In Längsrichtung des Rohres zum Rohr hin umgebogen sind, so daß die Außenfläche des Prismas durch die freien Stiftenden bestimmt 1st.
2. 2. Verfahren zur Herstellung des Wärmetauschers nach Anspruch 1, nach dem Stifte von gleicher Lange ringsum auf der Oberfläche eines Rohres angebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß das bestiftete Rohr durch die Zielöffnungen eines Ziehwerkzeuges, die dem Querschnitt des angestrebten Vieleckquerschnittes entspricht, gezogen wird.

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