Wärmeaustauscher für strömende Flüssigkeiten oder Gase. Die Erfindung betrifft einen Wärxo.eaus- tauscher für strömende Flüssigkeiten oder Gase, mit einem Innenrohr, auf dessen Aussen fläche mindestens eine schraubenförmige Wand stehend angeordnet ist, welche durch eine Aussenwand umschlossen ist.
Es ist bereits bekannt, dass die Wärme- übertragung durch die schraubenlinienför mige, auf der Aussenfläche des Innenrohres stehende Wand bedeutend verbessert wird, weil dadurch ein Medium in einer schrauben- linienförmigen Bahn an der Rohroberfläche entlang geführt wird, wodurch das Medium gezwungen wird, in einer fortwährend dre henden Bewegung zu strömen.
Falls als hei zendes Medium Dampf gebraucht wird, ge nügt meistens ein an der Innenseite glattes Rohr, durch welches der Dampf geführt wird, auf welches Rohr an der Aussenseite eine schraubenlinienförmige, stehende Wand von leitendem Material angeordnet ist, um welchen derart gebildeten Körper ein eng an schliessendes Verschlussrohr angeordnet ist.
Um einen besseren Wärmedurchgang zu ge- währleisten, kann zum Beispiel das die Wärme übertragende Innenrohr mit der darauf angeordneten schraubenlinienförmigen, stehenden Wand aus einem einzigen Stück Kupfer hergestellt sein, oder die stehende Wand kann durch Schweissung und derglei chen auf dem Rohr befestigt sein.
Es ist bekannt, dass die Wärmeübertra gung bei ähnlichen Wärmeaustauschern wei ter verbessert wird, wenn die Höhe der ste henden Wand vergrössert wird und zum Bei spiel mindestens doppelt so gross gemacht wird als der Abstand zwischen den Windun gen der stehenden Wand, so dass die Höhe des Durchströmungsquerschnittes bedeutend grösser ist als die Breite. Das zu heizende 1VIedium wird dann pro Meter Länge des Wärmeaustauschers einer grossen heizenden Oberfläche ausgesetzt.
Ausserdem muss be kanntlich auch die Dicke der stehenden Wand für eine gute Wärmeübertragungszahl pro Meter Länge des Wärmeaustauschers be stimmten Bedingungen genügen. Es hat sich jedoch gezeigt, da.ss all die er wähnten Mittel zur Erhöhung der Wärme übertragung noch nicht genügen, wenn man eine schnelle Heizung von Flüssigkeiten gro- BerViskosität erreichen will.
Dieses wird ver ursacht durch die Tatsache, dass die so genannte doppelte Wirbelung, welche in einer Flüssigkeit geringer Viskosität infolge der Zentrifugalkraft auftritt, sich bei dicken Flüssigkeiten nicht genügend oder gar nicht entwickeln kann, auch wenn der Durchfluss- querschnitt sehr hoch und also schmal aus- gebildet wird.
Die Folge ist, dass die Flüssig keit bei ihrer Bewegung durch den Wärme- austauscher nicht geniigend durcheinander gemischt wird und dass, bei einer bestimmten mittleren Temperatur, die Flüssigkeitsteile nahe der Wärmeübergangsfläche überhitzt und im Innern des Flüssigkeitsstromes nicht -warm genug werden.
Insbesondere wenn Flüs sigkeiten in kurzer Zeit auf eine hohe Tempe ratur gebracht werden müssen, damit kei e Gefahr einer Zersetzung der Flüssigkeit be steht, ist die erwähnte geringe Durch mischung, die insbesondere hei dicken Flüs sigkeiten auftritt.. ein Nachteil.
Die Erfindung bezweckt, diesen Nachteil zu beheben und besteht. darin, dass die Wand des Wärineaustauschers mit Durchströmungs- kanälen versehen ist. Vorzugsweise sind die Kanalzutrittsöffriungeil in der Nähe der Oberseite der stehenden Wand und die Kanal austrittsöffnungen in der Nähe des Fusses der stehenden Wand angeordnet. Bei. dieser Aus führungsform betragen dieWinkel der Kanal achsen mit der Tangentialebene der Wan dung an der Eintrittsöffnung weniger als 90".
In der beiliegenden Zeichnung ist ein Teilstück eines Ausführungsbeispiels eines Wärmeaustauschers nach der Erfindung, zum Teil im Längsschnitt dargestellt.
Mit. 1 ist im Längsschnitt ein Verschluss- rohr angegeben, welches ein einzelnes hohles Rohr \? umschliesst, auf dessen Aussenfläclic eine schraubenförmige Wand 3 stehend an geordnet ist.. In dieser Wand sind Durch strömkanäle 4 angebracht mit Eintrittsöff- nungen 5 und Austrittsöffnungen 6. Die Achsen der Kanäle 4 bilden an den Öffnun gen 5 mit den dortigen Tangentialebenen an die Wand 3 einen Winkel von weniger als 90 . Die Kanäle 4 bilden einen kleinen spit zen Winkel mit der durch Pfeile angegebenen Stromrichtung der Flüssigkeit.
Die Eintritts öffnungen 5 liegen näher am Aussenrohr 1 und die Austrittsöffnungen näher am Innen rohr 2. Die am Oberteil der Wand 3 in die Kanäle 4 einströmende Flüssigkeit tritt in der Nähe des Fusses der Wand 3 wieder aus ihnen heraus, so dass die Flüssigkeit stark dureh- einandergemischt wird.
Bei Gebrauch des Wärmeaustauschers wird ein Teil der Flüssigkeit von der Ober seite durch die Kanäle 4 zu der Unterseite der nächstliegenden Flüssigkeitswindung ge führt, so dass zusätzliche Flüssigkeitswirbe- lungen entstehen und eine gute Mischung er halten wird, wodurch eine schnelle und gleich mässige Erhitzung auch von Flüssigkeiten mit grosser Viskosität erreicht wird.
Ausserdem wird durch die Durchströmungskanäle der gesamte Widerstand des Wärmeaustauschers kleiner, und es geneigt ein niedrigerer Press- druck, was bei dicken Flüssigkeiten von Be deutung ist.
Die Stellung, die Anzahl und die Quer schnittform der Durehströmungskanäle kön nen je nach dem Zweck, für welchen der \Värmeaustauseher bestimmt ist, verschie den gewählt werden. Mit einem solchen Wärmeaustauscher ist es zum Beispiel mög lich, dicke Flüssigkeiten, welche bei längerer Einwirkung hoher Temperatur zersetzt wer den, wie zum Beispiel Glukoselösungen, Zuckerlösungen und dergleichen, in kurzer Zeit derart gleichmässig zu erhitzen, dass die selben bei Ausströmung in ein Vakuum in feste Form mit einem sehr geringen Flüssig keitsgehalt, zum Beispiel weniger als<B>1%,</B> übergehen,
ohne dass Zersetzungen des ein gedämpften Stoffes praktisch stattgefunden haben.
Es ist ohne weiteres klar, dass auch für eine schnelle und gleichmässige Heizung von Gasen der dargestellte Wärmeaustauscher gute Dienste erweisen kann.