AT519546B1

AT519546B1 - Wärmetauscher

Info

Publication number: AT519546B1
Application number: ATA151/2017A
Authority: AT
Inventors: Brandstetter Johann
Original assignee: Brandstetter Johann
Priority date: 2017-04-12
Filing date: 2017-04-12
Publication date: 2018-08-15
Also published as: EP3392591A1; AT519546A4; EP3392591B1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher mit zumindest einem Außenrohr (1), einem Mittelrohr (2) und einem länglichen Innenkörper (3), wobei der Innenkörper (3) im Inneren des Mittelrohrs (2) angeordnet ist und sich über zumindest einen Teil der Länge des Mittelrohrs (2) erstreckt und das Mittelrohr (2) im Inneren des Außenrohrs (1) angeordnet ist und sich das Mittelrohr (2) über zumindest einen Teil der Länge des Außenrohrs (1) erstreckt. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist damit, einen Wärmetauscher bereitzustellen, der eine geringe Anfälligkeit auf Verstopfungen aufweist. Dies wird dadurch gelöst, dass zumindest in einem inneren Zwischenraum (5) zwischen Innenkörper (3) und Mittelrohr (2) oder in einem äußeren Zwischenraum (4) zwischen Mittelrohr (2) und Außenrohr (1) zumindest eine Reinigungslippe angeordnet ist, und dass das Mittelrohr (2) in Bezug zum Innenkörper (3) und/oder zum Außenrohr (1) drehbar ist.

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher mit zumindest einem Außenrohr, einem Mittelrohr und einem länglichen Innenkörper, wobei der Innenkörper im Inneren des Mittelrohrs angeordnet ist und sich über zumindest einen Teil der Länge des Mittelrohrs erstreckt und das Mittelrohr im Inneren des Außenrohrs angeordnet ist und sich das Mittelrohr über zumindest einen Teil der Länge des Außenrohrs erstreckt. Es betrifft auch ein Verfahren zum Reinigen eines Wärmetauschers mit zumindest einem Außenrohr, einem Mittelrohr und einem länglichen Innenkörper, wobei der Innenkörper im Inneren des Mittelrohrs angeordnet ist und sich über zumindest einen Teil der Länge des Mittelrohrs erstreckt und das Mittelrohr im Inneren des Außenrohrs angeordnet ist und sich das Mittelrohr über zumindest einen Teil der Länge des Außenrohrs erstreckt.

[0002] In der US 2015300746 A1 wird ein Wärmetauscher der beschriebenen Art offenbart, wobei in den Zwischenräumen zwischen Außenrohr und Mittelrohr, bzw. Mittelrohr und Innenkörper Leitkörper angeordnet sind, die die Flüssigkeiten zum Wärmeaustausch spiralförmig entlang der Hauptachse führen. Dadurch wird der von der Flüssigkeit zurückgelegte Weg verlängert und der Wärmetauscher kann kurz und kompakt ausgeführt werden. Solche Wärmetauscher können auch zur Erwärmung von Frischwasser durch Abwasser verwendet werden, wobei eine in einem Zwischenraum geführte Flüssigkeit das Frischwasser und die andere im anderen Zwischenraum geführte Flüssigkeit das Abwasser darstellt. Insbesondere bei Duschen oder anderen Nasszellen kann ein solcher Wärmetauscher eingesetzt werden. Nachteilig bei solchen Ausführungsformen ist jedoch, dass sie durch das Abwasser leicht verschmutzen, bzw. sich Ablagerungen in den Zwischenräumen bilden, die nicht durch den Durchfluss mitgerissen werden. Dadurch kann es schnell zu Verstopfungen kommen, weshalb enge Wartungsintervalle einzuhalten sind.

[0003] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist damit, einen Wärmetauscher bereitzustellen, der eine geringe Anfälligkeit auf Verstopfungen aufweist.

[0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dahingehend gelöst, dass zumindest in einem inneren Zwischenraum zwischen Innenkörper und Mittelrohr oder in einem äußeren Zwischenraum zwischen Mittelrohr und Außenrohr zumindest eine Reinigungslippe angeordnet ist, und dass das Mittelrohr in Bezug zum Innenkörper und/oder zum Außenrohr drehbar ist. Sie wird auch dadurch gelöst, dass das Mittelrohr in Bezug zum Innenkörper und/oder zum Außenrohr gedreht wird und der Wärmetauscher durch zumindest eine zumindest in einem inneren Zwischenraum zwischen Innenkörper und Mittelrohr oder in einem äußeren Zwischenraum zwischen Mittelrohr und Außenrohr angeordnete Reinigungslippe gesäubert wird.

[0005] Durch die Anordnung der Reinigungslippe und das Drehen des Mittelrohrs kann eine Reinigung der Wände im Wärmetauscher erreicht werden. Die Reinigungslippen sind in der Regel an einem angrenzenden Rohr oder dem Innenkörper befestigt. Die Reinigungslippen sind vorzugsweise so ausgebildet, dass sie im Falle des äußeren Zwischenraums entweder auf Außenrohr oder Mittelrohr angebracht sind und das jeweils andere Rohr berühren, bzw. dass sie im Falle des inneren Zwischenraums entweder auf Innenkörper oder Mittelrohr angebracht sind und das jeweils andere Element berühren. Dadurch wird durch die Reinigungslippe an der Wand, die sie berührt, entlangbewegt und schabt diese ab. So werden Ablagerungen gelöst, welche durch den Flüssigkeitsstrom abtransportiert werden. Dadurch werden die Wartungsintervalle verlängert und die Gefahr von Verstopfungen gesenkt.

[0006] Zusätzlich kann der Reinigungslippe noch die Strömung des im Zwischenraum fließenden Flüssigkeit verändern. Diese strömungsleitenden Eigenschaften können ausgenutzt werden, indem die Reinigungslippe so geformt wird, dass sich günstige Strömungen ergeben. Beispielsweise kann dadurch eine Durchmischung der Flüssigkeit oder die Verlängerung des Strömungswegs erreicht werden. Dies verbessert die Wärmeübertragung.

[0007] Dabei kann durch einen Antrieb das Mittelrohr gedreht werden, während das Außenrohr /15

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Patentamt und Innenkörper fest mit der Umgebung verbunden sind. Alternativ kann auch das Mittelrohr mit der Umgebung fest verbunden sein, und Außenrohr und Innenkörper gedreht werden.

[0008] Besonders beim Führen von Abwässern in beiden Zwischenräumen ist es vorteilhaft, wenn zumindest im inneren Zwischenraum als auch im äußeren Zwischenraum zumindest je eine Reinigungslippe angeordnet ist. Dadurch können beide Zwischenräume ausreichend gereinigt werden.

[0009] Das Mittelrohr ist vorzugsweise aus Kupfer gefertigt, da dieses eine hohe Wärmeübertragung ermöglicht. Durch die Ausführung als Rohr mit kreisförmigem Querschnitt wird eine hohe Druckstabilität erreicht, wodurch eine Verformung durch die Kraft der strömenden Flüssigkeiten und durch den Verdrehvorgang verhindert wird.

[0010] Vorteilhaft ist weiters, wenn zumindest eine Reinigungslippe als elastisches Hohlprofil und/oder als Bürste ausgeführt ist. Beide Ausführungsformen passen sich an die Form der Wand an, die sie berühren und reinigen sollen. Es können selbstverständlich auch mehrere Reinigungslippen verschiedener Ausführungsformen zur Anwendung kommen, bzw. eine Reinigungslippe ihre Form entlang ihrer Längserstreckung ändern. Insbesondere, wenn die zu reinigende Wand Erhöhungen oder Vertiefungen aufweist, können Bürstenausführungen vorteilhaft sein.

[0011] Die Reinigungslippen können in oder an der Wand des Außenrohrs, Mittelrohrs oder Innenkörpers angebracht sein, wobei diese Wände auch Vertiefungen oder Nuten aufweisen können, um die Reinigungslippen teilweise aufzunehmen und zu befestigen.

[0012] Weiter kann vorgesehen sein, dass der Innenkörper als Zylinder ausgeführt ist.

[0013] Dies ist eine einfache Ausführungsform, bei der der Abstand zwischen Innenkörper und Mittelrohr im Querschnitt gleich ausgeführt sein kann, wenn das Mittelrohr einen kreisförmigen Querschnitt aufweist. Darüber hinaus können so Reinigungslippen des Mittelrohrs gut über die Mantelfläche des Innenkörpers bewegt werden.

[0014] Vorteilhaft ist, wenn im inneren Zwischenraum eine erste Flüssigkeit zum Wärmeaustausch in eine Richtung im Wesentlichen entlang der Drehachse des Mittelrohrs und im äußeren Zwischenraum eine zweite Flüssigkeit zum Wärmeaustausch in die entgegengesetzte Richtung im Wesentlichen entlang der Drehachse fließt. Dadurch kann der Wärmetauscher im Gegenstromprinzip angewendet werden, was vorteilhaft ist. Dies kann beispielsweise vorsehen, dass an einem erste Ende des Wärmetauschers ein äußerer Einlass zum äußeren Zwischenraum und ein innerer Auslass zum inneren Zwischenraum, sowie an einem zweiten, gegenüberliegenden Ende ein äußerer Auslass zum äußeren Zwischenraum und ein innerer Einlass zum inneren Zwischenraum vorgesehen ist.

[0015] Um eine besonders vollständige Reinigung zu ermöglichen, kann vorgesehen sein, dass sich zumindest eine Reinigungslippe über zumindest einen Großteil der Länge des Mittelrohres erstreckt. Besonders vorteilhaft ist, wenn sie sich über die gesamte Länge des Mittelrohrs erstreckt. Ist die Reinigungslippe im äußeren Zwischenraum angeordnet und erstreckt sich das Außenrohr über das Mittelrohr hinweg, so kann es auch vorteilhaft sein, die Reinigungslippe länger als das Mittelrohr auszuführen, insbesondere, wenn sie am Mittelrohr angebracht ist. Gleiches gilt in Respektive zum inneren Zwischenraum, bzw. wenn der Innenkörper länger ausgeführt ist als das Mittelrohr.

[0016] Vorteilhaft ist weiters, wenn zumindest eine Reinigungslippe entlang der Drehachse des Mittelrohrs schraubenförmig angeordnet ist. Die Reinigungslippe wirkt so auch als strömungsleitendes Element und verlängert den Weg der Flüssigkeiten.

[0017] Besonders vorteilhaft ist, wenn in beiden Zwischenräumen entsprechende Reinigungslippen vorgesehen sind. Die Flüssigkeiten sind so gezwungen, das Mittelrohr schraubenförmig zu umströmen.

[0018] Um die Verdrehung zu ermöglichen, kann vorgesehen sein, dass das Mittelrohr einen Zahnkranz aufweist, in den ein Getriebe eines in Bezug auf das Außenrohr und/oder den In2/15

AT519 546 B1 2018-08-15 österreichisches patentamt nenkörper unbeweglichen Motors eingreift. Dabei kann das Getriebe ein Schneckengetriebe sein, wobei die Schneckenwelle am Motor befestigt ist, welcher mit dem Innenkörper und/oder dem Außenrohr fest verbunden, beispielsweise in Drehrichtung des Mittelrohrs angeflanscht ist. Der Zahnkranz kann an der Innenseite oder der Außenseite des Mittelrohrs angebracht sein.

[0019] Weiters kann vorgesehen sein, dass das Außenrohr zumindest einen radial angeordneten, zum äußeren Zwischenraum führenden Außenrohranschluss im Bereich eines Endes des Außenrohrs aufweist. Dieser Außenrohranschluss kann als Einlass und als Auslass dienen. Besonders vorteilhaft ist, wenn in den Bereichen beider Enden des Außenrohrs entsprechende Außenrohranschlusse angebracht sind. Es kann aber auch vorteilhaft sein, einen entsprechenden Außenrohranschluss nicht im Bereich eines Endes anzuordnen, beispielweise wenn das Außenrohr nur teilweise als Wärmetauscher dieser Art verwendet wird.

[0020] Um eine Abdichtung zu ermöglichen, kann vorgesehen sein, dass zwischen Außenrohrausfluss und des Endes des Außenrohrs ein äußerer Radial-Wellendichtring zwischen Außenrohr und Mittelrohr angeordnet ist. Dadurch wird an dieser Seite der äußere Zwischenraum dicht abgeschlossen.

[0021] Weiters ist vorteilhaft, wenn zwischen dem äußeren Radial-Wellendichtring und dem Ende des Außenrohrs ein äußeres Lager zwischen Außenrohr und Mittelrohr angeordnet ist. Dadurch kommt das äußere Lager nicht mit der ersten Flüssigkeit in Berührung und wird vor Korrosion geschützt.

[0022] Es kann auch vorgesehen sein, dass der Innenkörper zumindest im Bereich eines Endes des Innenkörpers zumindest einen Innenkörperanschluss (10) aufweist, der den inneren Zwischenraum mit einer Deckfläche des Innenkörpers verbindet.

[0023] Dadurch wird auf einfache Art ein Zufluss oder Abfluss ermöglicht, ohne dass die Drehbewegung gestört wird.

[0024] Weiters ist es von Vorteil, wenn zwischen einer zum inneren Zwischenraum führenden Öffnung des Innenkörperausflusses und dem Ende des Innenkörpers ein innerer RadialWellendichtring zwischen Innenkörper und Mittelrohr angeordnet ist. Damit wird auch der innere Zwischenraum an diesem Ende begrenzt und es kann Platz für Lager, sowie der Antrieb ohne Berührung mit der zweiten Flüssigkeit geschaffen werden.

[0025] Es kann auch vorgesehen sein, dass zwischen dem inneren Radial-Wellendichtring und dem Ende des Innenkörpers ein inneres Lager zwischen Innenkörper und Mittelrohr angeordnet ist. Dadurch kommt auch das innere Lager nicht mit der zweiten Flüssigkeit in Berührung und wird vor Korrosion geschützt.

[0026] Um die Strömungen der Flüssigkeiten zu lenken, kann vorgesehen sein, dass zumindest an einer dem inneren Zwischenraum oder äußeren Zwischenraum zugewandten Wand des Außenrohrs, Mittelrohrs oder Innenkörpers zumindest eine Strömungsleitrippe angeordnet ist. Diese Strömungsleitrippen können unterschiedlichste Formen aufweisen, wobei vorzugsweise gleich geformte Strömungsleitrippen in einem Querschnitt entlang der Drehachse gleichförmig und über den gesamten Querschnitt auf der Wand verteilt angeordnet sind. Sie können nur kurz ausgeführt sein und sich nur über eine begrenzte Länge des Wärmetauschers erstrecken. Die Strömungsleitrippen können auch zur Leitung der Medien im Inneren des Strömungskanals dienen und können sich auch über die gesamte Länge des Wärmetauschers erstrecken. Insbesondere dann, wenn die Reinigungslippen nicht schraubenförmig sondern parallel sind.

[0027] In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass zumindest eine erste Reinigungslippe (6) an dem Innenkörper angeordnet ist und zumindest eine zweite Reinigungslippe an der Innenseite des Außenrohrs angeordnet ist und die erste Reinigungslippe (6) und zweite Reinigungslippe das Mittelrohr berühren. Dadurch können sowohl die Innenwand als auch die Außenwand des Mittelrohrs durch die Reinigungslippen gereinigt werden.

[0028] Weiters kann es vorteilhaft sein, wenn zumindest eine dritte Reinigungslippe und eine vierte Reinigungslippe an dem Mittelrohr angeordnet ist und die dritte Reinigungslippe den

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Innenkörper und die vierte Reinigungslippe das Außenrohr berühren. Somit kann die innere Wand des Außenrohrs und die Mantelwand des Innenkörpers gereinigt werden. Insbesondere wenn sowohl erste, zweite, dritte und vierte Reinigungslippen vorgesehen sind, ist es sinnvoll, dass die Verdrehung des Mittelrohrs nur zu einem gewissen Winkel durchgeführt wird, und danach die Drehrichtung umgekehrt wird. Dadurch kann vermieden werden, dass sich die Reinigungslippen der gleichen Zwischenräume gegenseitig überwinden müssen.

[0029] Vorteilhaft ist weiters, wenn entlang der Drehachse (D) des Mittelrohrs (2) vor und/oder nach dem Wärmetauscher zumindest zwei weitere Wärmetauscher einer Wärmepumpe angeordnet sind. Dadurch können also mehrere Wärmetauschereinheiten hintereinander angeordnet werden, die sich des gleichen Außenrohrs, Mittelrohrs und Innenkörpers bedienen können. Beispielsweise könnten drei Wärmetauscher der beschriebenen Art hintereinander angeordnet werden, wobei einer zum Wärmetausch zwischen der ersten und der zweiten Flüssigkeit, einer zum Wärmetausch zwischen der ersten Flüssigkeit und einer Kompressionsflüssigkeit, und einer zum Wärmetausch zwischen der zweiten Flüssigkeit und der Kompressionsflüssigkeit dient. Dadurch kann zum Beispiel warmes Abwasser kaltes Frischwasser erwärmen, danach durch die Kompressionsflüssigkeit weiter abgekühlt werden und das Frischwasser nach der Erwärmung durch das Abwasser durch die Kompressionsflüssigkeit weiter erwärmt werden. Dies verbessert den Wärmetransport.

[0030] Ist in beiden Zwischenräumen zumindest je eine Reinigungslippe angeordnet, die gegeneinander nicht drehbar sind, so ist es besonders vorteilhaft, wenn zumindest diese beiden Reinigungslippen über zumindest den Großteil ihrer Längserstreckungen radial zur Drehachse keinen Winkelunterschied aufweisen.

[0031] Dadurch liegen sie im Querschnitt mit der Drehachse auf einer Linie, sprich sie liegen im Querschnitt auf der gleichen radialen Achse. Die Reinigungslippen erzwingen damit einen „perfekten“ Gegenstrom durch die Lenkung der Flüssigkeiten. Dies verbessert weiter die Wärmeübertragung.

[0032] In der Folge wird die Erfindung anhand nicht einschränkender Figuren näher beschrieben. Es zeigen:

[0033] Fig. 1a [0034] Fig. 1b [0035] Fig. 2 [0036] Fig. 3 [0037] Fig. 4a [0038] Fig. 4b [0039] Fig. 5 einen Querschnitt einer ersten Ausführungsform;

eine schematische Darstellung eines Teils der ersten Ausführungsform, entlang einer Drehachse D;

einen Längsschnitt eines Teils der ersten Ausführungsform;

einen Querschnitt einer zweiten Ausführungsform;

einen Querschnitt einer dritten Ausführungsform in einer ersten Drehstellung;

einen Querschnitt der dritten Ausführungsform in einer zweiten Drehstellung;

einen Längsschnitt einer vierten Ausführungsform von insgesamt drei Wärmetauschern.

[0040] Fig. 1a und 1b zeigen eine erste Ausführungsform mit einem Außenrohr 1, einem Mittelrohr 2 und einem zylindrischen Innenkörper 3, die konzentrisch um eine Drehachse D des Mittelrohrs 2 ineinander angeordnet sind. Alle drei Bauteile weisen einen kreisrunden Querschnitt auf, und zwischen Außenrohr 1 und Mittelrohr 2 wird ein äußerer Zwischenraum 4 und zwischen Mittelrohr 2 und Innenkörper 3 ein innerer Zwischenraum 5 definiert, die im Querschnitt einheitliche Dicken aufweisen.

[0041] Der Innenkörper 3 weist eine Nut auf, in die eine erste Reinigungslippe 6 angebracht ist, welche die Innenwand 21 des Mittelrohrs 2 berührt. Der Außenring 1 weist ebenso eine Nut auf, in die eine zweite Reinigungslippe 7 angebracht ist, welche die Außenwand 22 des Mittelrohrs 2 berührt. Damit können bei Verdrehung des Mittelrohrs 2 in Bezug zum Innenkörper 3 und Außenrohr 1 die erste und zweite Reinigungslippe 6,7 an den Wänden 21, 22 des Mittelrohres 2 entlanggleiten und diese von Belag reinigen.

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Patentamt [0042] Die erste Reinigungslippe 6 und zweite Reinigungslippe 7 sind als Hohlprofile, aus elastischem Kunststoff oder Gummi und schraubenförmig entlang der Drehachse D angeordnet. Da beide Reinigungslippen 6,7 das Mittelrohr 2 berühren zwingen sie eine im inneren Zwischenraum 5 fließende erste Flüssigkeit und im äußeren Zwischenraum 4 fließende zweite Flüssigkeit zu einem schraubenförmigen Fluss entlang der Drehachse D. Dadurch wird der Weg der Flüssigkeiten verlängert und die Strömungsgeschwindigkeit erhöht und der Wärmeaustausch der Flüssigkeiten verbessert. Zusätzlich wird der abgeschabte Belag durch die schraubenförmige Form entlang der Drehrichtung zu einem Ende des Wärmetauschers bewegt.

[0043] Fig. 2 zeigt einen Teil der ersten Ausführungsform an einem Ende 8. Im Bereich des Endes 8 weist der äußere Zwischenraum 4 einen Außenrohranschluss 9 auf, der als radiale Bohrung ausgeführt ist. Durch diese kann die zweite Flüssigkeit eingeführt oder hinausgeführt werden. Im Innenkörper 3 ist ein zu einer Deckfläche 12 des Innenkörpers 3 führender Innenkörperanschluss 10 angeordnet, der eine zum inneren Zwischenraum 5 führende Öffnung 11 aufweist. Damit kann der innere Zwischenraum 5 über an der Deckfläche 12 angeschlossene Rohre oder Schläuche mit der ersten Flüssigkeit versorgt werden, bzw. diese abgeführt werden. Die Öffnung 11 und der Außenrohranschluss 9 sind auf gleicher Höhe der Drehachse D angeordnet. Zwischen ihnen und dem Ende 8 ist ein äußerer Radial-Wellendichtring 14 und ein innerer Radial-Wellendichtring 13 angeordnet, wodurch die Zwischenräume 4,5 gegenüber dem Ende 8 begrenzt werden. Zwischen Ende 8 und dem äußeren Radial-Wellendichtring 14 ist ein äußeres Lager 15 angeordnet, welches eine drehbare Verbindung zwischen Außenrohr 1 und Mittelrohr 2 herstellt. Zwischen dem äußeren Lager 15 und dem Ende 8 ist an der Außenwand 22 des Mittelrohrs 2 ein Zahnkranz 16 angeordnet. Auf gleicher Höhe der Drehachse D weist das Außenrohr 1 eine Ausnehmung 17 auf, in die ein Motor mit Getriebe zum Betrieb des Zahnkranzes 16 eingesetzt werden kann. Alternativ kann diese Ausnehmung 17 auch am Innenkörper 3 vorgesehen sein, wenn dort der Motor angeordnet werden soll.

[0044] Es kann auch von außen eine Welle parallel zur Drehachse D angebracht sein, auf der ein Zahnrad sitzt, welches mit dem Zahnkranz am Mittelrohr 2 verzahnt ist. Die Ausnehmung 17 bietet in diesem Fall Platz für Welle und Zahnrad. Der Motor kann die Welle von außen antreiben. Dabei kann der Motor auf einem Verbindungsstück 18 befestigt sein. Es ist auch denkbar, dass an Stelle eines Motors eine Kurbel angebracht ist, wenn die Reinigung nicht ständig notwendig ist.

[0045] Der Innenkörper 3 ist mit dem Außenrohr 1 an dem Ende 8 über das Verbindungsstück 18 fest verbunden. Damit kann bei dieser Ausführungsform das Mittelrohr 2 immer nur in Bezug zu beiden Elementen verdreht werden und der Innenkörper 3 braucht kein Lager am Ende 8. Die erste Reinigungslippe 6 und zweite Reinigungslippe 7 sind gegeneinander nicht verdrehbar und liegen im Querschnitt in einer Achse mit der Drehachse D, sprich sie berühren das Mittelrohr 2 an zwei gegenüberliegenden Stellen von dessen Innenwand 21 und Außenwand 22.

[0046] Fig. 3 offenbart eine zweite Ausführungsform, die einen ähnlichen prinzipiellen Aufbau wie die erste Ausführungsform aufweist. Jedoch weist das Außenrohr 1 drei zweite Reinigungslippen 7 auf, welche auf der Oberfläche des Außenrohrs 1 und nicht in einer Nut angeordnet sind. Der Innenkörper weist drei erste Reinigungslippen 6 auf, welche ebenso auf der Oberfläche des Innenkörpers 3 und nicht in einer Nut angeordnet sind. Die ersten und zweiten Reinigungslippen 7, 6 sind als längliche, volle Lippen ausgeführt, wobei sie das Mittelrohr 2 - die ersten Reinigungslippen 6 an der Innenwand 21 und die zweiten Reinigungslippen 7 an der Außenwand 22 - berühren. Das Mittelrohr 2 weist an der Innenwand 21 Nuten auf, in denen drei bürstenförmige dritte Reinigungslippen 19 angeordnet sind, welche den Innenkörper 3 berühren. Der Innenkörper 3 und das Außenrohr 1 sind nicht wie in der ersten Ausführungsform starr miteinander verbunden. Dadurch kann auch nur der Innenkörper 3 oder nur das Außenrohr 1 in Bezug zum Mittelrohr 2 verdreht werden, wodurch einseitige Reinigungen durchgeführt werden können.

[0047] Der Innenkörper 3 weist an seiner dem inneren Zwischenraum 4 zugewandten Seite und das Außenrohr 1 an seiner dem äußeren Zwischenraum 5 zugewandten Seite Strömungs5/15

AT519 546 B1 2018-08-15 österreichisches patentamt leitrippen 23 auf, welche im Querschnitt eine wellenartige Form aufweisen. Diese verwirbeln die an ihr vorbeifließende Flüssigkeit und führen zu einer stärkeren Durchmischung. Sie erstrecken sich nicht über die gesamte Länge der Bauteile, sondern sind nur in den Bereichen der Anschlüsse des ersten und zweiten Zwischenraumes 4, 5 angeordnet, die als Einlass verwendet werden. Dabei sind je alle Strömungsleitrippen 23 eines Zwischenraumes 4, 5 auf gleicher Strömungshöhe und im Wesentlichen gleichmäßig über den Querschnitt der Wände, an denen sie angeordnet sind, verteilt.

[0048] Alle Reinigungslippen 7, 6, 19 sind nicht schraubenförmig, sondern im Wesentlichen parallel zur Drehachse D angeordnet. Theoretisch könnten die aber auch schraubförmig sein. Dabei erstrecken sie sich im Wesentlichen über die gesamten Längen der Zwischenräume 4, 5. Auch die dritten Reinigungslippen 19 erstrecken sich über die Strömungshöhe, an denen die Strömungsleitrippen 23 angeordnet sind und bewegen sich bei Verdrehung daher über diese direkt hinweg. Durch die Bürstenform passt sich die dritte Reinigungslippe 19 aber bei der Verdrehung an diese Unebenheiten an, wodurch eine vollständige Reinigung möglich ist.

[0049] Fig. 4a und 4b zeigen eine dritte Ausführungsform, welche der zweiten Ausführungsform sehr ähnlich ist. Auch sie weist erste Reinigungslippen 6, zweite Reinigungslippen 7 und dritten Reinigungslippen 19 auf. Darüber hinaus weist das Mittelrohr 2 aber auch vierte Reinigungslippen 20 auf. Dabei sind alle Reinigungslippen 6, 7, 19, 20 in Nuten angeordnet. Fig. 4a zeigt die Ausführungsform in einer initialen Drehstellung, bei der die zweiten und dritten Reinigungslippen 6, 19 und die ersten und vierten Reinigungslippen 7, 20 direkt nebeneinander angeordnet sind. Damit ist die Drehbewegung im Wesentlichen nur entgegen dem Uhrzeigersinn in Bezug auf das Mittelrohr 2, bzw. im Uhrzeigersinn in Bezug auf das Außenrohr 1 und den Innenkörper 3 möglich.

[0050] Fig. 4b zeigt eine zweite Drehstellung, nachdem eine Verdrehung bis etwa zur Hälfte der möglichen Drehbarkeit durchgeführt wurde. Die zweiten und dritten Reinigungslippen 6, 19 und die ersten und vierten Reinigungslippen 7, 20 sind somit je voneinander wegbewegt worden. Eine weitere Verdrehung ist möglich, bis sich die zweiten und dritten Reinigungslippen 6, 19 sowie die ersten und vierten Reinigungslippen 7, 20 aneinander anstoßen, danach sollte die Drehrichtung gewechselt werden.

[0051] Fig. 5 zeigt eine vierte Ausführungsform von drei sich teilweise überlappenden Wärmetauschern, die im gleichen Außenrohr 1, Mittelrohr 2 und am Innenkörper 3 angeordnet sind. Der mittlere Wärmetauscher ist am längsten ausgeführt.

[0052] Innerhalb und außerhalb des Mittelrohrs 2 ist im mittleren Bereich ein erster äußerer Zwischenraum 4a und ein erster innerer Zwischenraum 5a angeordnet. Der äußere Zwischenraum 4a ist an einer Seite durch einen äußeren Radial-Wellendichtring 14 von einem zweiten äußeren Zwischenraum 4b abgegrenzt, während der erste innere Zwischenraum 5a an der anderen Seite durch einen inneren Radial-Wellendichtring 23 von einem zweiten inneren Zwischenraum 5b begrenzt ist. Dadurch ist der erste äußere Zwischenraum 4a radial mit dem ersten inneren Zwischenraum 5a und dem zweiten inneren Zwischenraum 5b benachbart, während der erste innere Zwischenraum 5a radial mit den beiden äußeren Zwischenräumen 4a, 4b benachbart ist. Damit dienen die ersten Zwischenräume 4a, 5a jeweils zwei Wärmetauschern. Durch erste Außenrohranschlüsse 9a wird eine zweite Flüssigkeit durch den ersten äußeren Zwischenraum 4a in eine Richtung transportiert (Pfeile 24), während durch erste Innenkörperanschlüsse 10a eine erste Flüssigkeit durch den ersten inneren Zwischenraum 5a in entgegengesetzter Richtung hindurchgeführt wird (Pfeile 25). Die Flüssigkeiten werden damit im Gegenstromprinzip geführt. Über die Teilstrecke des Mittelrohrs 2, an dessen Außenwand 22 der erste äußere Zwischenraum 4a und an deren Innenwand 21 gleichzeitig der erste innere Zwischenraum 5a angeordnet ist, kann es so zu einem Wärmeaustausch zwischen der ersten und zweiten Flüssigkeit kommen. Dieses Teilsegment der Anordnung stellt den ersten Wärmtauscher dar. So kann beispielsweise die erste Flüssigkeit die zweite Flüssigkeit erwärmen.

[0053] Darüber hinaus gibt es aber noch ein Teilsegment des Mitterohrs 2, an dessen Außenwand 22 sich der erste äußere Zwischenraum 4a und an deren Innenwand 21 sich der zweite

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Patentamt inneren Zwischenraum 5b befindet. Dieser zweite innere Zwischenraum 5b wird durch zweite Innenkörperanschlüsse 10b mit einer Kompressionsflüssigkeit versorgt, welche in diesem Bereich in Wärmeaustausch mit der zweiten Flüssigkeit treten kann. Dieser Bereich stellt den zweiten Wärmetauscher dar. So kann beispielsweise die Kompressionsflüssigkeit die schon teilweise erwärmte zweite Flüssigkeit weiter erwärmen, da die zweite Flüssigkeit zuerst durch den ersten und danach durch den zweiten Wärmetauscher geführt wird.

[0054] Es gibt noch einen weiteren Teil des Mitterohrs 2, an dessen Außenwand 22 sich der zweite äußere Zwischenraum 4b und an deren Innenwand 21 sich der erste innere Zwischenraum 5a befindet. Dieser zweite äußere Zwischenraum 4b wird durch zweite Außenrohranschlüsse 9b mit der Kompressionsflüssigkeit versorgt, welche in diesem Bereich in Wärmeaustausch mit der ersten Flüssigkeit treten kann. Dieser Bereich stellt den dritten Wärmetauscher dar. So kann beispielsweise die Kompressionsflüssigkeit die schon teilweise abgekühlte erste Flüssigkeit weiter abkühlen, da die erste Flüssigkeit zuerst durch den ersten und danach durch den dritten Wärmetauscher geführt wird. Die Kompressionsflüssigkeit kann zusammen mit dem zweiten und dritten Wärmetauscher Teil einer Wärmepumpe sein, die die Wärmeübertragung zwischen erster und zweiter Flüssigkeit verbessert.

[0055] Die Ausnehmung 17 ist am Innenkörper 3 angeordnet, da der Zahnkranz 16 auf der Innenwand 21 des Mittelrohrs 2 angeordnet ist.

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Claims

Patentansprüche

1. Wärmetauscher mit zumindest einem Außenrohr (1), einem Mittelrohr (2) und einem länglichen Innenkörper (3), wobei der Innenkörper (3) im Inneren des Mittelrohrs (2) angeordnet ist und sich über zumindest einen Teil der Länge des Mittelrohrs (2) erstreckt und das Mittelrohr (2) im Inneren des Außenrohrs (1) angeordnet ist und sich das Mittelrohr (2) über zumindest einen Teil der Länge des Außenrohrs (1) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in einem inneren Zwischenraum (5) zwischen Innenkörper (3) und Mittelrohr (2) oder in einem äußeren Zwischenraum (4) zwischen Mittelrohr (2) und Außenrohr (1) zumindest eine Reinigungslippe angeordnet ist, und dass das Mittelrohr (2) in Bezug zum Innenkörper (3) und/oder zum Außenrohr (1) drehbar ist.
2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest im inneren Zwischenraum (5) als auch im äußeren Zwischenraum (4) zumindest je eine Reinigungslippe angeordnet ist.
3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Reinigungslippe (6, 7, 19, 20) als elastisches Hohlprofil und/oder als Bürste ausgeführt ist.
4. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenkörper (3) als Zylinder ausgeführt ist.
5. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im inneren Zwischenraum (5) eine erste Flüssigkeit zum Wärmeaustausch in eine Richtung im Wesentlichen entlang der Drehachse (D) des Mittelrohrs (2) und im äußeren Zwischenraum (4) eine zweite Flüssigkeit zum Wärmeaustausch in die entgegengesetzte Richtung im Wesentlichen entlang der Drehachse (D) fließt.
6. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich zumindest eine Reinigungslippe über zumindest einen Großteil der Länge des Mittelrohrs (2) erstreckt.
7. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Reinigungslippe entlang der Drehachse (D) des Mittelrohrs (2) schraubenförmig angeordnet ist.
8. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittelrohr (2) einen Zahnkranz (16) aufweist, in den ein Getriebe eines in Bezug auf das Außenrohr (1) und/oder den Innenkörper (3) unbeweglichen Motors eingreift.
9. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenrohr (1) zumindest einen radial angeordneten, zum äußeren Zwischenraum (4) führenden Außenrohranschluss (9) im Bereich eines Endes (8) des Außenrohrs (1) aufweist.
10. Wärmetauscher nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Außenrohrausfluss und dem Ende (8) des Außenrohrs (1) ein äußerer Radial-Wellendichtring (14) zwischen Außenrohr (1) und Mittelrohr (2) angeordnet ist.
11. Wärmetauscher nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem äußeren Radial-Wellendichtring (14) und dem Ende (8) des Außenrohrs (1) ein äußeres Lager zwischen Außenrohr (1) und Mittelrohr (2) angeordnet ist.
12. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenkörper (3) zumindest im Bereich eines Endes (8) des Innenkörpers (3) zumindest einen Innenkörperanschluss (10) aufweist, der den inneren Zwischenraum (5) mit einer Deckfläche (12) des Innenkörpers (3) verbindet.
13. Wärmetauscher nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer zum inneren Zwischenraum (5) führenden Öffnung (11) des Innenkörperausflusses und dem Ende (8) des Innenkörpers (3) ein innerer Radial-Wellendichtring (13) zwischen Innenkörper (3) und Mittelrohr (2) angeordnet ist und dass vorzugsweise zwischen dem inneren

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Radial-Wellendichtring (13) und dem Ende (8) des Innenkörpers (3) ein inneres Lager zwischen Innenkörper (3) und Mittelrohr (2) angeordnet ist.
14. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest an einer dem inneren Zwischenraum (5) oder äußeren Zwischenraum (4) zugewandten Wand des Außenrohrs (1), Mittelrohrs (2) oder Innenkörpers (3) zumindest eine Strömungsleitrippe (23) angeordnet ist und dass vorzugsweise alle Strömungsleitrippen (23) einer Wand beabstandet von allen in diesem Zwischenraum befindlichen Reinigungslippen angeordnet sind.
15. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine erste Reinigungslippe (6) an dem Innenkörper (3) angeordnet ist und zumindest eine zweite Reinigungslippe (7) an der Innenseite des Außenrohrs (1) angeordnet ist und die erste Reinigungslippe (6) und zweite Reinigungslippe (7) das Mittelrohr (2) berühren.
16. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine dritte Reinigungslippe (19) und eine vierte Reinigungslippe (20) an dem Mittelrohr (2) angeordnet ist und die dritte Reinigungslippe (19) den Innenkörper (3) und die vierte Reinigungslippe (20) das Außenrohr (1) berühren.
17. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass entlang der Drehachse (D) des Mittelrohrs (2) vor und/oder nach dem Wärmetauscher zumindest zwei weitere Wärmetauscher einer Wärmepumpe angeordnet sind.
18. Verfahren zum Reinigen eines Wärmetauschers mit zumindest einem Außenrohr (1), einem Mittelrohr (2) und einem länglichen Innenkörper (3), wobei der Innenkörper (3) im Inneren des Mittelrohrs (2) angeordnet ist und sich über zumindest einen Teil der Länge des Mittelrohrs (2) erstreckt und das Mittelrohr (2) im Inneren des Außenrohrs (1) angeordnet ist und sich das Mittelrohr (2) über zumindest einen Teil der Länge des Außenrohrs (1) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittelrohr (2) in Bezug zum Innenkörper (3) und/oder zum Außenrohr (1) gedreht wird und der Wärmetauscher durch zumindest eine zumindest in einem inneren Zwischenraum (5) zwischen Innenkörper (3) und Mittelrohr (2) oder in einem äußeren Zwischenraum (4) zwischen Mittelrohr (2) und Außenrohr (1) angeordnete Reinigungslippe gesäubert wird.