DE1501531B2

DE1501531B2 - Mehrlagen waermeaustauscherrohr und verwendung desselben1

Info

Publication number: DE1501531B2
Application number: DE19651501531
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl.-Ing. 3012Langenhagen Gerth
Original assignee: Kabel- und Metallwerke Gutehoffnungshütte AG, 3000 Hannover
Priority date: 1965-09-22
Filing date: 1965-09-22
Publication date: 1971-12-02
Also published as: SE358464B; BE686448A; NL6611081A; FR1499286A; DE1501531A1; GB1145513A

Description

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Die Erfindung betrifft ein Wärmeaustauscherrohr werden nachfolgend in Ausführungsbeispielen an

aus Zwischenräume bildend ineinander eingesetzten, Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

untereinander über gut wärmeleitende Brücken in F i g. 1 bis 3 Längsschnitte von erfindungsgemäß

Berührung stehenden Rohrlagen, bei dem die gestalteten Wärmeaustauscherrohren,

Zwischenräume für sich ein abgeschlossenes System, 5 F i g. 4 eine Verwendung eines erfindungsgemäßen

das mit einem Füllfluid zur Anzeige von Lecks in Wärmeaustauscherrohrs, das dabei teilweise im

den Rohrlagen gefüllt ist, bilden. Längsschnitt dargestellt ist.

Es sind bereits Wärmeaustauscherrohre dieser Das Wärmeaustauscherrohr in F i g. 1 besteht aus

Gattung bekannt (französische Patentschriften zwei ineinander geschobenen Wellrohren 11 und 12,

1 277 494, 1 072 416, 1 066 959), die aus zwei fest io die in gleicher Richtung und mit gleicher Steigung

aufeinanderliegenden konzentrischen Rohren be- schraubenförmig gewellt und in gleicher Phase der

stehen, von denen das innere Rohr auf seiner äußeren Wellung, d. h. zum Beispiel Innenwölbung des WeIl-

Oberfläche schraubenlinienförmig verlaufende Kanäle rohres 11 gegenüber Innenwölbung des Wellrohres

aufweist, die — nach der ersten der genannten 12, angeordnet sind, und aus einem zwischen diesen

Patentschriften über Längskanäle — mit einer Leck- 15 liegenden und mit ihnen in Kontakt stehenden glatten

anzeige in Verbindung stehen. Bei solchen Anord- Rohr 13. Dabei entsteht ein Zwischenraum 14 zwi-

nungen der Kanäle kann es leicht geschehen, daß sehen dem Wellrohr 11 und dem glatten Rohr 13

ein Leck im Rohrwandbereich zwischen den Kanälen und ein Zwischenraum 15 zwischen dem Wellrohr 12

auftritt, so daß die Anzeigeeinrichtung sehr spät oder und dem glatten Rohr 13. Beide Zwischenräume 14

überhaupt nicht anspricht. 20 und 15 werden hierbei mit dem Füllfluid zur Leck-

Diese Ausführungsform ist überdies recht um- anzeige gefüllt. Da die Wellrohre 11 und 12 in

ständlich zu fertigen und weist eine ganz erhebliche gleicher Phase der Wellung zueinander angeordnet

Biegesteifigkeit auf. sind, berühren sie das glatte Rohr 13 nirgends an

Ferner sind schon Wärmeaustauscher bekannt der gleichen Stelle, so daß auch ein Leck, das an den

(deutsche Patentschrift 865 144), welche drei kon- 25 Berührungsstellen eines der Wellrohre 11 oder 12 mit

zentrische rohrartige Wände aufweisen, welche dem glatten Rohr 13 auftritt, angezeigt werden kann,

Zwischenräume bildend ineinander eingesetzt sind da an einer solchen Stelle zu dem jeweils anderen

und untereinander über gut wärmeleitende Brücken Wellrohr hin ein mit Füllfluid versehener Zwischen-

in Berührung stehen, wobei an den Stellen einer raum ist. Somit kann jedes Leck, das irgendwo in

Brücke zwischen zwei Wänden zur jeweils dritten 30 dem gesamten Wärmeaustauscherrohr auftritt, mit

Wand hin eine mit einem Fluid gefüllte Stelle des Sicherheit schnell durch das Füllfluid angezeigt

Zwischenraums vorhanden ist. Bei diesem bekannten werden.

Wärmeaustauscher ist jedoch der Fluß der Wärme- Das in F i g. 2 gezeigte Wärmeaustauscherrohr hat tauschfluide weder innerhalb der innersten rohr- einen ähnlichen Aufbau. Bei ihm ist ein schraubenartigen Wand noch außerhalb der äußersten rohr- 35 förmig gewelltes Wellrohr 16 zwischen zwei glatten artigen Wand vorgesehen, sondern dafür sind alle Rohren 17 und 18 mit Kontakt zu ihnen angeordnet, durch die drei rohrartigen Wände gebildeten Zwi- Die beiden Zwischenräume zwischen den drei Rohren schenräume bestimmt, was bedeutet, daß ein Füll- sind wieder mit dem Füllfluid versehen, so daß auch fluid zur Anzeige etwaiger Lecks nicht vorgesehen hier jedes nur irgendwo entstehende Leck angezeigt ist. Da die wärmeleitenden Brücken als einstückig 40 werden kann.

mit der jeweiligen rohrartigen Wand ausgebildete Das gleiche gilt für die in F i g. 3 gezeigte Anord-

Rippen ausgeführt sind, weisen diese Wände eine nung, in der zwei in gleicher Richtung und mit

erhebliche Biegesteifigkeit auf und sind nur sehr gleicher Steigung schraubenförmig gewellte Wellrohre

aufwendig zu fertigen. 19 und 20 dergestalt zueinander versetzt ineinander-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, aus- 45 geschoben sind, daß die Innenwölbung des Wellgehend von der eingangs genannten bekannten rohres 19 immer mit der Außenwölbung des WeIl-Gattung, ein Wärmeaustauscherrohr zu finden, bei rohres 20 in Kontakt steht. In das innere Wellrohr 20 dem auftretende Lecks mit Sicherheit schnell festge- ist dabei ein glattes Rohr 21 mit Kontakt eingesetzt, stellt werden können,-:.und das einfacher in der Her- Genauso gut könnte das glatte Rohr aber auch über stellung und weniger biegesteif als die bekannten 50 das Wellrohr 19 geschoben sein. Außerdem könnten Konstruktionen ist. die Wellrohre 19 und 20 auch in verschiedener Rich-Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, tung oder mit verschiedener Steigung schraubendaß bei einem Wärmeaustauscherrohr der eingangs förmig gewellt sein. Auch in diesem Fall entständen genannten Art drei Rohrlagen, von denen mindestens zusammenhängende Zwischenräume zwischen den eine aus einer gewellten Rohrlage besteht, dergestalt 55 drei Rohren, und es würde nirgends eine feste geradangeordnet sind, daß an den Stellen einer Brücke linig durchgehende Verbindung vom äußersten Rohr zwischen zwei Rohrlagen zum jeweils dritten Rohr zum innersten Rohr ohne dazwischenliegenden mit hin jeweils eine mit dem Füllfluid gefüllte Stelle des Füllfluid versehenen Zwischenraum entstehen.
Zwischenraums vorhanden ist. Welches der in F i g. 1 und 3 gezeigten Wärme-

Die Zwischenräume können dabei mit einer 60 austauscherrohre als am vorteilhaftesten gewählt wird,

Kontrolleinrichtung verbunden sein, die auf eine hängt jeweils von den Anwendungsgegebenheiten ab.

kontinuierliche Druck- oder Niveauänderung des Sie können alle mit großem Vorteil in Wärmeaus-

Füllfluids über das durch die Wärmeausdehnung tauschern zur Brauchwassererhitzung verwendet

gegebene Maß hinaus reagiert, oder das Füll- werden.

fluid kann intensiv färbend sein, so daß sich ein 65 Ein Beispiel eines Wärmeaustauschers zur Brauch-Leck durch Färbung eines Wärmeaustauschfluids wassererhitzung,indemdieerfindungsgemäßenWärmeanzeigt, austauscherrohre vorteilhaft verwendet werden kön-

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung nen,ist in Fig.4 dargestellt. Bei ihm tritt in einenBe-

hälter 22 durch die Öffnung 23 Heizwasser ein, das durch die Öffnung 24 wieder austritt und erwärmt dabei das bei 25 in ein Wärmeaustauscherrohr 26 eintretende und bei 27 wieder aus ihm heraustretende Brauchwasser. Das hier gezeigte Wärmeaustauscherrohr ist von der Form des in F i g. 2 gezeigten. Dabei sind an dem einen Ende des Wärmeaustauscherrohres 26 bei 25 die Zwischenräume zwischen den beiden glatten Rohren 17 und 18 und dem Wellrohr 16 fest verschlossen, während an dem anderen Ende bei 27 beide Zwischenräume über eine Steigleitung 28 mit einer schematisch gezeigten Kontrolleinrichtung 29 verbunden sind, die auf einen kontinuierlichen Druckoder Niveauanstieg oder -abfall des Füllfluids in den Zwischenräumen über das durch die Wärmeausdehnung gegebene Maß hinaus reagiert und beispielsweise eine Alarmvorrichtung auslösen oder über ein Ventil den Brauchwasserumlauf stoppen kann.

Tritt beispielsweise von der Heizwasserseite oder von der Brauchwasserseite aus ein Leck in dem Wärmeaustauscherrohr 26 auf, so tritt auf Grund des normalerweise höheren Drucks, unter dem Heizwasser und auch Brauchwasser stehen, Wasser in die Zwischenräume ein und verdrängt das Füllfluid daraus, welches aus einer geeigneten, beispielsweise korrosionsschützenden Flüssigkeit oder aus Gas, beispielsweise Luft, bestehen kann. Dadurch steigt der Druck bzw. das Niveau des Füllfluids in der Steigleitung 28 bzw. in der Kontrolleinrichtung 29. Wird als Füllfluid ein Gas verwendet, kann dieses beispielsweise auf Wassereintritt reagieren.

Auch wenn der Druck des Heizwassers und des Brauchwassers niedriger sein sollte als der Druck des Füllfluids, kann die Kontrolleinrichtung 29 reagieren, da dann das Füllfluid aus den Zwischenräumen austreten würde und somit sein Druck bzw. sein Niveau sinken würde. Es ist lediglich wichtig, einen Druckunterschied zwischen Füllfluid einerseits und Heiz- und Brauchwasser andererseits zu haben. Dies ist bei geeigneter Anordnung, beispielsweise durch einen bestimmten Druck, der dem Füllfluid erteilt wird, immer zu erreichen. Aber selbst bei Druckgleichheit würde eine Druck- oder Niveauänderung des Füllfluids auf Grund eines Diffusionsvorganges stattfinden, wenn das Füllfluid einerseits und das Heiz- und Brauchwasser andererseits eine verschiedene Zusammensetzung haben.

In F i g. 4 ist das Wärmeaustauscherrohr 26 wendelförmig aufgewickelt und es wird zum Heizen Heizwasser verwendet, das frei durch den Behälter 22 strömt. Es versteht sich, daß der Heizwasserumlauf auch statt des Brauchwasserumlaufes durch das Wärmeaustauscherrohr 26, das nach irgendeiner der Fig. 1 bis 3 ausgestaltet sein kann, verlaufen kann und daß statt Heizwasser auch Dampf oder irgendein geeigneter Stoff verwendet werden kann. Ebenso könnte das Wärmeaustauscherrohr 26 zur Vermeidung seiner Biegeverformung bei der Herstellung statt aus einer Wendel aus mehreren geradlinigen Stücken bestehen, die geeignet in dem Behälter 22 angeordnet sind. Dabei müßten lediglich immer die Zwischenräume der einzelnen Stücke zu einem geschlossenen System verbunden werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Wärmeaustauscherrohr aus Zwischenräume bildend ineinander eingesetzten, untereinander über gut wärmeleitende Brücken in Berührung stehenden Rohrlagen, bei dem die Zwischenräume für sich ein abgeschlossenes System bilden, das mit einem Füllfluid zur Anzeige von Lecks in den Rohrlagen gefüllt ist, gekennzeichnet durch drei Rohrlagen (Wellrohre 11,12, glattes Rohr 13; Wellrohr 16, glatte Rohre 17,18; Wellrohre 19, 20, glattes Rohr 21), von denen mindestens eine aus einer Wellrohrlage besteht, und die dergestalt angeordnet sind, daß an den Stellen einer Brücke zwischen zwei Rohrlagen zum jeweils dritten Rohr hin jeweils eine mit dem Füllfluid gefüllte Stelle des Zwischenraums (14,15) vorhanden ist.

2. Wärmeaustauscherrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrlagen aus zwei ineinandergesetzten, in gleicher Richtung und mit gleicher Steigung schraubenförmig gewellten und in gleicher Phase der Wellung zueinander angeordneten Wellrohrlagen (11,12) und einer dazwischenliegenden glatten Rohrlage (13) bestehen, so daß an der schraubenlinienförmigen Berührungsfläche einer Wellrohrlage mit der glatten Rohrlage die jeweils andere Wellrohrlage die glatte Rohrlage nicht berührt.

3. Wärmeaustauscherrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrlagen aus zwei ineinandergesetzten glatten Rohrlagen (17, 18) und einer dazwischen angeordneten, mit den glatten Rohrlagen in Berührung stehenden schraubenförmig gewellten Wellrohrlage (16) bestehen (F i g. 2).

4. Wärmeaustauscherrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrlagen aus zwei ineinandergesetzten, in verschiedener Richtung oder mit verschiedener Steigung schraubenförmig gewellten Wellrohrlagen und einer dritten glatten Rohrlage bestehen, welch letztere in die innere Wellrohrlage hinein oder über die äußere Wellrohrlage geschoben ist.

5. Wärmeaustauscherrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrlagen aus zwei ineinandergesetzten, in gleicher Richtung und mit gleicher Steigung schraubenförmig gewellten, dergestalt zueinander versetzt angeordneten Wellrohrlagen (19,20), daß die Innenscheitellinie der einen Wellrohrlage jeweils mit der Außenscheitellinie der anderen Wellrohrlage in Berührung steht, sowie einer dritten glatten Rohrlage (21) bestehen, die in die innere Wellrohrlage (20) hinein (F i g. 3) oder über die äußere Wellrohrlage geschoben ist.

6. Wärmeaustauscherrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllfluid flüssig, korrosionshemmend und intensiv färbend ist.

7. Verwendung von Wärmeaustauscherrohren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 für einen Wärmeaustauscher mit einem Heizwasserumlauf und einem Brauchwasserumlauf.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen