DE2339364A1 - Vorrichtung zum waermetausch von gasen oder fluessigkeiten - Google Patents

Description

GEA Luftkühlergesellschaft Happel GmbH & Co. KG, Bochum,

Königsallee 43 - 47 ■

Vorrichtung zum Wärmetausch von Gasen oder Flüssigkeiten

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Wärmetausch von Gasen oder Flüssigkeiten, die innerhalb eines kesseiförmig ausgebildeten Behälters in bündelartiger Anordnung im wesentlichen parallel zueinander liegende, am Außenumfang glatte Wärmetauscherrohre aufweist, welche in ihren Endabschnitten jeweils in einem gemeinsamen Rohrboden gelagert und mit den restlichen Längenabschnitten bereichsweise in im Behälter quer verspannte, mit Aussparungen für das im Behälter strömende Medium sowie mit wabenartig angeordneten Durchbrechungen für den Rohrdurchtritt versehenen plattenartigen Leitstegen abgefangen sind.

Bei bekannten Wärmetauschern der vorgenannten Gattung wird das kühlende oder zu kühlende bzw. das heizende oder aufzuheizende Medium, das nicht durch die Wärmetauscherrohre geführt ist, im Kreuz-Gegenstrom oder Kreuz-Gleichstrom um den Außenmantel der Wärmetauscherrohre geleitet. Das jeweilige Verfahren wird u.a. durch Leitstege bestimmt, die mit entsprechenden Aussparungen versehen in dem in der Regel- einen nahezu runden Querschnitt aufweisenden Behälter quer verspannt sind. Die Form der Aussparungen kann dabei kreissegmentartig sein oder aus anderen Öffnungsquerschnitten bestehen. Die Größe der Aussparungen, ihre Lage und die Anzahl der das Medium richtungsmäßig umlenkenden Leitstege zwischen den endseitigen Rohrboden ist von den Aufgaben und den dadurch bedingten Verhältnissen abhängig, die der Wärmetauscher wahrnehmen soll.

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Die zumeist aus Blech gebildeten, relativ dünnen Leitstege besitzen! in wabenartiger Anordnung Durchbrechungen, durch die die Wärmetauscherrohre geführt sind und diesen als Halterung dienen. Die Durchbrechungen sind gebohrt oder gestanzt. Ihr Durch messer muß dabei derart bemessen sein, daß bei der Montage ein leichtes Einführen der Wärmetauscherrohre möglich ist, wobei auch den Herstellungstoleranzen der Wärmetauscherrohre ausreichend Rechnung getragen ist. Es ist folglich nicht zu umgehen, daß die Wärmetauscherrohre fast nur punktförmige Berührung in den Durchbrechungen haben. Infolge dieser punktförmigen Berührung und der von den Wärmetauscherrohren im Betrieb ausgeführten Bewegungen kommt es häufig zu einem schnellen Reibungsverschleiß und damit zu Leckstellen selbst dickwandiger Wärmetauscherrohre. Diese negativen Erscheinungen sind insbesondere bei Wärmetauschern mit pulsierenden Strömungen, z.B. in Verbindung mit Kolbenkompressoren oder -pumpen, festzustellen«, Der Einsatz von einen Wärmetausch günstiger beeinflussenden dünnwandigen Wärmetauscherrohren kann somit selbst mit hochwertigen Werkstoffen nur in wenigen Fällen in Betracht gezogen werden. Man war folglich durch die Verhältnisse gezwungen, dickwandige Wärmetauscherrohre zu verwenden, um damit einem allzu schnellen Reibungsverschleiß entgegenzutreten. Der dann durch die geringere Innenrohr-Austauschfläche bedingte, zwangsläufig geringere Wirkungsgrad beim Wärmetausch wurde in Kauf genommen.

Ein weiterer Nachteil besteht bei den bekannten Wärmetauschern darin, daß bei feuchten oder flüssigen Medien die Korrosion zwischen dem Außenumfang der Wärmetauscherrohre und den Durchbrechungen durch ungünstige Wahl der Werkstoffe für die Leitstege und die Wärmetauscherrohre gefördert wird. Auch sich absetzender Schmutz bei unreinen Medien trägt zu einer höheren Gefährdung mit Bezug auf Korrosion bei.

Nachteilig ist ferner bei den zum Stande der Technik zählenden Wärmetauschern, daß die Leitstege in den Behältern ;

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nicht genau eingepaßt werden können. Die üblichen*HerStellungstoleranzen bei der Behälterfertigung führen zwangsläufig zu Undichtigkeiten zwischen dem Außenumfang der Leitstege und den Behälterwandungen und damit zu einer Verschlechterung des Wirkungsgrades beim Wärmetausch.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Führung und Lagerung der Wärmetauscherrohre in den Leitstegen sowie der Leitstege in den Behältern zu verbessern, um damit eine Erhöhung der Lebensdauer der Wärmetauscherrohre sowie des Wirkungsgrades der Wärmetauscher der eingangs vorausgesetzten Gattung zu erreichen.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die in den Leitstegen wabenartig angeordneten Durchbrechungen für den Rohrdurchtritt in Längsrichtung der Wärmetauscherrohre etwa kegelstumpfförmig ausgebildet sind und in der Ebene der Leitstege einen etwa dreieckförmigen, mit abgerundeten Eckbereichen und konkav gewölbten Seitenflächen versehenen Querschnitt besitzen, wobei die auf der einen Stirnseite eines Leitsteges mündenden Endabschnitte der Seitenflächen im Abstand zum Außenumfang der einliegenden Wärmetauscherrohre liegen, während die auf der gegenüberliegenden Stirnseite mündenden Endabschnitte der Seitenflächen in elastisch nachgiebige Ringlippenabschnitte auslaufen, die gegenüber dem Außenumfang der Wärmetauscherrohre näher zu deren Längsachse herangerückt sind.

Hierbei besteht eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung darin, daß die Wärmetauscherrohre auf dem Umfang dreipunktartig gleichmäßig verteilt in den Leitstegen zentrisch eingeklemmt sind, wobei vorteilhafterweise zwischen den umfangsseitig der Wärmetauscherrohre gleichmäßig verteilten Ringlippenabschnitte aufweisendei Klemmbereichen mondsichelförmige Spalte zwischen Rohraußenumfang und den abgerundeten Eckbereichen der Leitstege gebildet sind.

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Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Ausbildung besteht darin, daß die spezifische Leistung des Wärmetauschers durch die Ausbildung und Anordnung der Leitstege auf der um die Wärmetauseherrohre herum geführten Produktseite erhöht wird.

Beim Einführen der Wärmetauseherrohre in die Durchbrechungen der Leitstege werden die Rohre dank der speziellen kegelstumpfförmigen Polygonform der Durchbrechungen sowie der elastisch nachgiebigen Ringlippenabschnitte flächig zentriert und zentrisch eingeklemmt. Die flächige Auflage der Ringlippenabschnitte und die konstante zentrische Einklemmung wird verstärkt durch eine zwar plastische, jedoch nicht über die Elastizitätsgrenze hinausgehende Verformung der Leitstege.

Zwischen den umfangsseitig verteilten Zentrier- und Klemmbereichen sind in den abgerundeten Eckbereichen der dreieckförmigen Durchbrechungen mondsichelartige Spalte zwischen dem Rohraußenmantel und den Leitstegen gebildet. Hierdurch wird ein symmetrisch kontrollierter Durchfluß des im Behälter befindlichen Mediums an den Wärmetauscherrohren entlang von einer Stirnseite der Leitstege zur anderen Stirnseite erzielt. Tote Durchflußzonen neben den Leitstegen werden folglich vermieden, so daß ein Kontakt zwischen dem Medium und den Wärmetauscherrohren auch innerhalb der Durchbrechungen der Leitstege erreicht ist und die spezifische Leistung des erfindungsgemäßen Wärmetauschers erhöht wird.

Aufgrund der flächigen Dreipunktauflage der Ringlippenabschnitte am Außenmantel der Wärmetauscherrohre sowie infolge der plastischen Verformungsmöglichkeit des flexiblen Materials der Leitstege sind die Wärmetauscherrohre fest eingeklemmt. Vibrationen innerhalb der Durchbrechungen sind dadurch ausgeschlossen, so daß ein durch Reibung bedingter Verschleiß der Wärmetauscherrohre in den Leitstegen vermieden ist. Auf diese Weise können dünnwandige und damit leichte, kostengünstige Wärme-

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tauscherrohre verwendet werden, deren Innenwand-Wärmeaustauschfläche infolge der dünneren Rohrwandung bei gleichbleibendem Rohraußendurchmesser vergrößert ist. Auch dies trägt zu einer Erhöhung der spezifischen Leistung des Wärmetauschers bei.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der kegelstumpfförmigen Polygondurchbrechungen haben diese an der Basis des Kegelstumpfes eine Bemessung, die größer als der Außendurchmesser der Wärmetauscherrohre ist. Somit werden beim Einführen · der Wärmetauseherrohre in die Durchbrechungen die Wärmetauscherrohre selbst dann aufgefangen und zentriert, wenn die Wärmetauscherrohre infolge von Herstellungstoleranzen leicht gebogen sind oder aufgrund ihres Gewichtes leicht durchhängen. Die Montage des gesamten Rohrbündels wird durch diese Trichter- oder Einfädelwirkung der kegelstumpfförmigen Durchbrechungen wesent-. lieh erleichtert.

Auch führt die Einklemmung der Wärmetauscherrohre in den Leitstegen zu einer strukturellen Festigung und Versteifung der Leitstege selbst. Da diese auf den durchgeführten Wärmetauscherrohren festsitzen, welche gewissermaßen als Stützen für die Leitstege wirken, kann die Dicke der Leitstege und damit auch deren Herstellungskosten verringert werden.

Ferner gelangen aufgrund der erfindungsgemäßen Einklemmung der Wärmetauscherrohre in den Durchbrechungen der Leitstege und infolge des daraus resultierenden Festsitzens der Leitstege auf den durchgeführten Wärmetauscherrohren die bislang üblichen Distanzelemente zwischen den Leitstegen und den Rohrböden in Fortfall. Auch diese Maßnahme trägt zu einer Erhöhung der spezifischen Leistung des Wärmetauschers bei, da anstelle solcher Distanzelemente nunmehr zusätzliche Wärmetauscherrohre voll am Wärmetausch beteiligt sind. Hiermit verbunden ist ferner eine Verbill'igung des Wärmetauschers. Da die Leitstege fest auf dem Rohrbündel sitzen, erfordert selbst ein einseitiger Druck des behälterseitigen Mediums auf die Leitstege keine Distanzelemente.

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Gernäß der Erfindung kennzeichnet sich ein weiteres Merkmal dadurch, daß die an der Behälterinnenwand anliegenden Umfangsflächen der plattenartigen Leitstege zu ihren etwa parallelen Stirnseiten geneigt angeordnet sind, d.h. konisch verlaufen. Beim Einschieben des mit den Leitstegen zusammengebauten Rohrbündels in den Behälter haben die Leitstege demzufolge die Möglichkeit, nachzugeben und sich den vorhandenen Toleranzen des Behälters anzupassen. Nach dem Einbau sichern die konischen Randbereiche der Leitstege durch die ihnen innewohnende Elastizität ein gleichmäßiges Anschmiegen an die Behälterwandungen und hierdurch die erforderliche Abdichtung.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gedankens sind die Leitstege aus einem flexiblen Material, wie z.B. Kunststoff oder Gummi, gebildet. Kunststoff läßt sich z.B. leicht und mit geringem wirtschaftlichen Aufwand verarbeiten. Er ist insbesondere bei aggressiven Medien, wie z.B. Säuren, Gaskondensaten, Meer- oder durch Abwasser verunreinigtes Flußwasser, beständig. Durch zweckmäßige Abstimmung der Art des flexiblen Materials und der Dicke der Leitstege kann die Elastizität im Ringlippenabschnitt der die Wärmetauscherrohre abfangenden Durchbrechungen derart vorbestimmt werden, daß das Gewicht der gebündelten Wärmetauscherrohre einwandfrei aufgenommen und eine definierte Spaltbildung in den Bereichen zwischen den Ringlippenabschnitten erreicht wird. Insbesondere bei den sogenannten reinen Medien, wo keine Gefahr des Ansammeins von Schmutz besteht, wird hiermit die spezifische Leistung des Wärmetauschers erheblich vergrößert. Ein besonderer Vorteil von aus Kunststoff bestehenden Leitstegen ist ferner darin zu erkennen, daß die Wärmetauseherrohre leicht ausgewechselt und gereinigt werden können, ohne daß die Durchbrechungen ihre Punktion einbüßen.

Erfindungsgemäß sind entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform die Leitstege schichtartig unter Eingliederung

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von vorzugsweise aus Metall bestehenden Versteifungsblechen ausgebildet. Diese Maßnahme gestattet es, den Anwendungsbereich der flexiblen Materialien zu erweitern, indem die tragende Funktion der Leitstege weitestgehend auf ein oder mehrere Versteifungsbleche übertragen wird. Diese Bleche werden im voraus mit den notwendigen Ausnehmungen für den Rohrdurchtritt versehen und anschließend mit dem jeweiligen Material, beispielsweise Kunststoff, vergossen. Die Ausnehmungen in den Blechen sind dabei derart bemessen, daß sie das Größtmaß der Durchbrechungen im jeweiligen Kunstharzbereich grundsätzlich übersteigen, d.h. daß die Bleche die Charakteristik der Kunstharzlagerstellen nicht beeinflussen.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Leitstege aus mit Glasfasern verstärktem Kunststoff gebildet sind. Dabei beträgt der maximale Anteil an Glasfasern erfindungsgemäß etwa bis zu 60 %, Vorzugsweise für Wärmetauscher mit einem großen Behälterdurchmesser und mit schweren Rohren, deren Gewicht sioh bei einem größeren Abstand der Leitstege auf weniger Leitstege verteilt, kann die Tragfähigkeit der Kunstharzlagerstellen hiermit erhöht werden, ohne die federnd nachgiebige Charakteristik der Ringlippenabschnitte zu beeinträchtigen. Entsprechend der Erfindung wird diese Möglichkeit auch dadurch gewährleistet, daß die Leitstege aus warm ausgehärtetem Kunststoff gebildet sind.

Zur weiteren Erhöhung der Wirtschaftlichkeit besteht ein vorteilhaftes Merkmal der Erfindung darin, daß die Leitstege aus mit Füllstoffen gemischtem Kunststoff gebildet sind. Der maximale Anteil an Füllstoffen beträgt etwa bis zu 60 %. Diese Füllstoffe, wie z.B. Quarzmehl, Asbestfaserschnitzel, Holzmehl oder Talkum, werden vor dem Gießen dem Kunstharz beigemengt und senken folglich die Kosten der Herstellung.

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Ein Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zum Wärmetausch von Gasen oder Flüssigkeiten kennzeichnet sich vorteilhafterweise dadurch, daß die Leitstege in einer mit kegelstumpfförmig ausgebildeten Polygonstiften versehenen Form gegossen werden. Die Polygonstifte ermöglichen ein schnelles, sicheres und leichtes Entformen der Leitstege. Sie werden dadurch nicht beschädigt, womit eine eventuelle Beeinträchtigung der Leistung im zusammengebauten Zustand der gesamten Vorrichtung zum Wärmetausch vermieden wird.

Die Erfindung ist nachstehend anhand von in den Zeichnungen dargestellten AusfUhrungsbeispüLen näher beschrieben. Es zeigen:

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Pig. 1 in schematischer Darstellung eine Vorrichtung zum Wärmetausch im vertikalen Längsschnitt,

Fig. 2 einen vertikalen Querschnitt durch die Vorrichtung gemäß der Linie II - II der Pig. I,

Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt gemäß dem Bereich A der Fig. 1,

Fig. 4 einen horizontalen Schnitt durch einen Leitsteg im Bereich einer Durchbrechung,

Fig. 5 einen horizontalen Schnitt im Bereich einer Durchbrechung mit eingeschobenem Wärmetauscherrohr,

Fig. 6 in Ansicht einen Blick auf eine der Durchbrechungen in einem Leitsteg gemäß dem Pfeil χ der Fig. 4 und

Fig. 7 einen horizontalen Schnitt durch einen Leitsteg gemäß einer weiteren Ausführungsform im Bereich einer Durchbrechung.

Die Vorrichtung zum Wärmetausch von Gasen oder Flüssigkeiten gemäß der Fig. 1 besteht im wesentlichen aus einem etwa zylindrischen Behälter 1, aus den Wärmetauscherrohren 2 sowie aus den von den Wärmetauscherrohren 2 quer durchsetzten LeitStegen 3·

Die Wärmetauscherrohre 2 sind in endseitige, mit dem Behälter 1 verbundene Rohrböden 4 gelagert. Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 sind vier Rohrreihen dargestellt. Diese Darstellung dient jedoch nur der Erläuterung der Erfindung und erhebt demzufolge keinen Anspruch auf Ausschließlichkeit.

Das zu kühlende Medium wird über die Öffnung 5 in einen Verteilerraum 6 geleitet und von hier durch die Wärmetauscherrohre 2 in den gegenüberliegenden Sammelraum 7 überführt, von wo es über die Öffnung 8 abfließt. Das kühlende Medium tritt über die Öffnung 9 iⁿ den Behälter 1 ein, umströmt die Wärmetauscherrohre 2 und tritt durch die Öffnung 10 wieder aus. Selbstverständlich ist es denkbar, daß der Medienfluß auch umgekehrt werden kann, d.h. das kühlende Medium fließt dann durch die Wärme-

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tauscherrohre 2, während das kühlende Medium durch den Behälter 1 strömt. Darüber hinaus ist es möglich, die Vorrichtung zum Wärmetausch auch zum Aufheizen zu verwenden, wobei der Medienfluß ebenfalls in der einen oder anderen vorstehend beschriebenen Weise erfolgen kann.

Zwischen den endseitigen Rohrböden 4, die beispielsweise aus einem Kunststoff bestehen, sind die Wärmetauscherrohre 2 in Leitstegen 3 in verschiedenen Längenbereichen zusätzlich gelagert. Wie insbesondere die Fig. 2 erkennen läßt, weisen die Leitstege entsprechend der Anzahl der Wärmetauscherrohre 2 in axialer Richtung dieser Wärmetauscherrohre verlaufende Durchbrechungen 11 auf. Diese Durchbrechungen werden von den Wärmetauscherrohren 2 durchsetzt und bilden mithin für diese Führungen und Lagerungen.

Die Leitstege 3 sind im Behälter 1 lösbar quer verspannt. Dies erfolgt dadurch, daß die Leitstege am Außenumfang konisch und dadurch im Bereich einer Stirnseite um einen Teilbetrag größer als der Innendurchmesser des Behälters ausgelegt sind. Die Umfangsflachen 12 (siehe auch Pig. 3) weisen folglich eine Neigung zur Längsachse der Wärmetauscherrohre 2 auf. Beim Einschieben der Leitstege mit den eingeführten Wärmetauscherrohren in den Behälter 1 schmiegen sich die überstehenden Umfangsabschnitte der Leitstege an die Behälterinnenwand 13 an und gleichen dadurch auch eventuelle Pertigungsungenauigkeiten der Behälter 1 aus.

Die Leitstege 3 füllen nicht vollständig den Querschnitt des Behälters 1 aus. Dies kann - wie die Fig. 2 beispielsweise zeigt - dadurch erfolgen, daß der Leitsteg 3 einen kreissegmentartigen Ausschnitt 14 besitzt. Die Leitstege 3 sind derart in den Behälter 1 eingebaut, daß - wie die Fig. 1 zu erkennen gibt das den Behälter durchströmende Medium zu mehreren Richtungswechseln veranlaßt wird. Anstelle der kreissegmentartigen Ausschnitte l4 können selbstverständlich auch Aussparungen mit anderen Querschnitten vorgesehen werden. Je nach den Aufgaben, die

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der Wärmetauscher übernehmen soll, ist die Größe der Aussparungen, ihre Lage im Behälter und ihre Anzahl festzulegen.

Die Durchbrechungen 11 sind im axialen Längsschnitt kegelstumpfförmig ausgebildet. Ihre Bemessung erfolgt hierbei derart, daß - wie insbesondere die Fig. 4 und 5 zeigen - die in der Stirnseite 15 liegende Basisöffnung 16 größer als der Durchmesser des Wärmetauscherrohres 2 bemessen ist. Die in der Stirnseite 17 liegende öffnung 18 ist jedoch demgegenüber derart ausgelegt, daß diese kleiner als der Durchmesser des Wärmetauscherrohres 2 bemessen ist. Hierdurch wird von dem die Durchbrechung 11 umgebenden Werkstoff des Leitsteges 3 ein Ringlippenabschnitt 19 gebildet, der sich bei eingeschobenem Wärmetauscherrohr 2 an dessen Oberfläche anlegt.

Die Durchbrechungen 11 können runde äirnseitige öffnungen 16 und l8 besitzen. Wie aus der Fig. β erkennbar ist, besteht jedoch eine bevorzugte Ausführungsform darin, daß der Querschnitt der Durchbrechungen etwa dreieckförmig mit abgerundeten Eckbereichen 20 und konkav gewölbten Seitenflächen 21 ausgebildet ist. Die in derartige kegelstumpfförmige polygonale öffnungen eingeschobenen Wärmetauscherrohre erhalten gewissermaßen eine flächige Dreipunktauflage, die eine sichere Halterung und Führung sowie eine genaue Zentrierung gewährleistet.

Die Leitstege 3 bestehen vorzugsweise aus einem flexiblen Material, wie z.B. Kunststoff oder Gummi. Bei Verwendung eines Kunststoffeskönnen nach Einsatzfall und Aufgabe dem Kunststoff Beimengungen zugefügt werden. So ist es beispielsweise denkbar, daß diese Beimengungen aus Glasfasern bestehen. Glasfasern erhöhen die Widerstandsfähigkeit des Kunstharzes gegen mechanische Belastungen, so daß derartige Leitstege dann eingesetzt werden, wenn Wärmetauscher mit großem Behälterdurchmesser und schweren Rohren verwendet werden. Auch ist es möglich, die Beimengungen aus Quarzmehl, Asbestfaserschnitzeln, Holzmehl oder Talkum zu

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bilden. Diese Füllstoffe sind relativ billig, so daß der Anteil an Kunststoff gesenkt werden kann.

Wie die Pig. J zeigt, besteht weiterhin die Möglichkeit, die Leitstege j5 aus einem flexiblen Material mit eingelagerten Verstärkungsblechen 22 zu bilden. Diese Bleche übernehmen dann die tragende Punktion der Leitstege J5· Hierbei ist es jedoch wichtig, daß die in den Blechen vorgesehenen Ausnehmungen 23 für den Rohrdurchtritt derart groß bemessen werden, daß sie die federnd nachgiebige Charakteristik der Durchbrechungen aus flexiblem Material für die eingeschobenen Wärmetauscherrohre nicht beeinträchtigen.

Gemäß der Erfindung ist es im Zusammenwirken mit der besonderen Querschnittsgestaltung der Durchbrechungen wesentlich, daß durch geeignete Auswahl des flexiblen Materials sowie gegebenenfalls der Beimengungen in Verbindung mit der Stärke der Leitstege 3> eine Anpassung an alle vorkommenden Einsatzfälle und Betriebsbedingungen erzielt werden kann. Der bislang äußerst negative Reibungsverschleiß der Wärmetauscherrohre in den Leitstegen und die dadurch zwangsläufig bedingte Überdimensionierung der Wanddicke der Wärmetauscherrohre gelangt in Portfall. Demgegenüber erreicht die Erfindung, die Vibrationen der Wärmetauscherrohre im Betrieb durch die federnd nachgiebigen Lagerungen in den Leitstegen aufzufangen und zu vernichten. Die Rohre können demzufolge dünnwandig ausgebildet werden, was den Wärmeaustausch aufgrund der größeren Innenwand-Austauschfläche besonders positiv beeinflußt. Mithin können nunmehr auch solche Werkstoffe für die Wärmetauscherrohre verwendet werden, die sehr teuer sind und die man bislang nur dann verwendet hat, wo dies aufgabenbedingt zwangsläufig notwendig war. Das Schließen von Kompromissen aus dem vertretbaren wirtschaftlichen Aufwand, der Lebensdauer und den Betriebsbedingungen fällt weg.

Es besteht ferner gemäß der Erfindung die Möglichkeit, die querschnittsmäßige Ausbildung der Durchbrechungen 11 anders

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zu gestalten, wenn der Querschnitt der Wärmetauscherrohre 2 von der runden Form abweicht. Dies kann beispielsweise dann eintreten, wenn im Querschnitt elliptische Wärmetauscherrohre zur Verwendung gelangen. Wichtig ist jedoch immer die Ausbildung der Durchbrechungen in der Art, daß die Wärmetauscherrohre 2 beim Einschieben in die Durchbrechungen 11 zunächst eine gegenüber ihrem Querschnitt größere Bemessung vorfinden, um dann anschließend unter Widerstand in den sich trichterförmig verengenden Querschnitt hineingedrUckt zu werden, wobei der verengende Querschnitt dann soweit elastisch nachgiebig ausgebildet ist, daß er zunächstausweicht und sich dann abschnittsweise unter definierter Spaltbildung an die Oberfläche der Wärmetauscherrohre anlegt.

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Claims (12)

1. GEA LuftkUhlergesellschaft

   Happel GmbH & Co. KG, Bochum ^ i\i

   Patentansprüche:

   Vorrichtung zum Wärmetausch von Gasen oder Flüssigkeiten, die innerhalb eines kesseiförmig ausgebildeten Behälters in bündelartiger Anordnung im wesentlichen parallel zueinander liegende, am Außenumfang glatte Wärmetauscherrohre aufweist, welche in ihren Endabschnitten jeweils in einem gemeinsamen Rohrboden gelagert und mit den restlichen Längenabschnitten bereichsweise in im Behälter quer verspannte, mit Aussparungen für das im Behälter strömende Medium sowie mit wabenartig angeordneten Durchbrechungen für den Rohrdurchtritt versehenen plattenartigen Leitstegen abgefangen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Leitstegen (3) wabenartig angeordneten Durchbrechungen (11) für den Rohrdurchtritt in Längsrichtung der Wärmetauscherrohre (2) etwa kegelstumpfförmig ausgebildet sind und in der Ebene der Leitstege (3) einen etwa dreieckförmigen, mit abgerundeten Eckbereichen (20) und konkav gewölbten Seitenflächen (21) versehenen Querschnitt besitzen, wobei die auf der einen Stirnseite (15) eines Leitsteges (3) mündenden Endabschnitte der Seitenflächen (21) im Abstand zum Außenumfang der einliegenden Wärmetauscherrohre (2) liegen, während die auf der gegenüberliegenden Stirnseite (17) mündenden Endabschnitte der Seitenflächen (21) in elastisch nachgiebige Ringlippenabschnitte (19) auslaufen, die gegenüber dem Außenumfang der Wärmetauscherrohre (2) näher zu deren Längsachse herangerückt sind.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauscherrohre (2) auf dem Umfang dreipunktartig gleichmäßig verteilt in den Leitstegen (3) zentrisch eingeklemmt sind.

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3. 3· Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d «a d u r c h gekennzeichnet, daß zwischen den umfangsseitig der Wärmetauscherrohre (2) gleichmäßig verteilten Ringlippenabschnitte (19) aufweisenden Klemmbereichen mondsichelförmige Spalte zwischen Rohraußenumfang und den abgerundeten Eckbereichen (20) der Leitstege (J) gebildet sind.
4. 4» Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Behälterinnenwand (13) anliegenden Umfangsflachen (12) der plattenartigen Leitstege (j5) zu ihren etwa parallelen Stirnseiten (IS* 17) geneigt angeordnet sind, d.h. konisch verlaufen.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitstege (3) aus einem flexiblen Material, wie z.B. Kunststoff oder Gummi, gebildet sind.
6. 6, Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitstege (3) schichtartig unter Eingliederung von vorzugsweise aus Metall bestehenden Versteifungsblechen ausgebildet sind,
7. 7· Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitstege (3) aus mit Glasfasern verstärktem Kunststoff gebildet sind.
8. 8» Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch g e kennzei chnet , daß der maximale Anteil an Glasfasern etwa bis zu 60 % beträgt.
9. 9» Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß die Leitstege (3) aus warm ausgehärtetem Kunststoff gebildet sind.

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10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitstege (j5) aus mit Füllstoffen gemischtem Kunststoff Gebildet sind.
11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der maximale Anteil an Füllstoffen etwa bis zu GO-fo beträgt.
12. 12. Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitstege (^) in einer mit kegelstumpfförmig ausgebildeten Polygonstiften versehenen Form gegossen werden.

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