CH422848A - Wärmeaustauscher für flüssige und gasförmige Medien - Google Patents

Description

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    Wärmeaustauscher   für flüssige und    gasförmige   Medien Geschlossene    Wärmeaustauscher   für flüssige und gasförmige Medien dienen, bei getrennter Führung der beiden Medien, zur Temperaturtransformation. 



  Bei den bekannten    Wärmeaustauschern   wird das unter höherem Druck stehende    Medium   in der Regel in einem    wendel-,      mäander-   oder    haarnadelförmig   gebogenen Rohr oder auch in einer Anzahl parallelgeschalteter Rohre geführt, während das zweite Medium einen    Behälter   mit angeflanschtem Deckel durchströmt, in welchem die Rohrbatterie eingesetzt ist. 



  Diese Bauart gestattet    eine   einfache Druckabdichtung mittels    Rohrflanschanschlüssen   auf der Seite des höheren Druckes und eine gute Reinigungsmöglichkeit für die Rohrbatterie und das Behälterinnere durch Entfernung des angeflanschten Deckels. 



  In den Rohren der Rohrbatterie herrschen Strömungsgeschwindigkeiten in der Grössenordnung von m/s. Bei Wasser als strömendes Medium ergeben sich entsprechend als    Wärmeübergangszahlen   des strömenden Mediums an die Rohrwand Werte von    einigen   tausend    kcal/m2h C.   Andererseits herrschen um die Rohre herum nur verhältnismässig kleine Strömungsgeschwindigkeiten, die vorwiegend durch Konvektion    bestimmt   sind und    z.B.   bei Wasser etwa 10 mal kleiner sind als in den Rohren. Dies hat eine entsprechend kleinere    Wärmeübergangszahl   zur Folge.

   Die resultierende    Wärmedurchgangszahl   ist somit kleiner als die    kleinere   der beiden    Wärmeübergangszahlen   und erreicht bei Wasser als Medium Werte in der    Grössen-      ordnung   von 1000    kcal/m2h C.   Dies bedingt entsprechend grosse    Wärmeaustauschflächen   und dementsprechende Dimensionen und Gewichte der    Wärme-      austauscher.   



  Diese Nachteile der    bekannten      Wärmeaustauscher   der oben angegebenen Art werden bei sogenannten    Doppelrohr-Austauschern   vermieden, bei denen die Medien durch zwei ineinander geschobene Rohre strömen. Durch diese    Anordnung   ist    eine   erhebliche    Verbesserung   des Wärmedurchganges erzielbar. Nachteilig ist bei    Doppelrohr-Austauschern      jedoch,   dass die Verformung zweier ineinander geschobener Rohre zu    Wendeln   oder Schleifen herstellungstechnisch sehr schwierig ist,    dass   diese Bauart    kompliziert   und teuer ist und dass    keine   Reinigungsmöglichkeiten bestehen. 



  Die vorliegende Erfindung betrifft einen    Wärme-      austauscher   für flüssige und gasförmige Medien, bei dem die Nachteile der bisher bekanntgewordenen    Wärmeaustauscher   vermieden sind und der dadurch    gekennzeichnet   ist,    dass   die beiden hydraulischen Strömungskreise in einem Giesskörper aus wärmeleitendem    Werkstoff   eingegossen sind. 



  In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt. 



  Es zeigen    Fig.   1 einen Längsschnitt durch einen    Wärmeaus-      ta.uscher      gemäss   der    Erfindung   und    Fig.   2 einen    Schnitt   gemäss der Schnittlinie    I-1.   Der erste hydraulische Strömungskreis wird durch ein erstes,    oberes,   links    abgeschlossenes   Querrohr 1 mit    Anschlussflansch   2, an welches mehrere    parallel-      geschaltete   Rohre 3, die    wendel-,      mäander-   oder haarnadelförmig gebogen sind, angeschlossen sind und durch ein zweites, unteres, rechts abgeschlossenes Querrohr 4 mit    Anschlussflansch   5,

   an welchem die Enden der Rohre 3 angeschlossen sind, gebildet. 



  Die den ersten hydraulischen Strömungskreis bildenden Rohre 3 sind    in   einem Giesskörper 6 aus einem gut wärmeleitenden    Werkstoff,      z.B.      Aluminium,      vergossen,   in welchem mehrere,    zueinander   und zu den im Giesskörper 6 eingegossenen Teilen der Rohre 3    parallelliegende,      rohrförmige   Längsöffnungen 7 vorgesehen sind. Diese Längsöffnungen können durch im Giesskörper 6    miteingegossene   Rohrabschnitte ge- 

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 bildet sein oder sie werden aus dem Giesskörper herausgebohrt.

   Sie können aber beispielsweise auch durch    im   Giesskörper 7    miteingegossene   und nachher aus diesem herausgepresste glatte Stahlstäbe gefertig werden. Diese Herstellungsart ist mit dem Vorteil verbunden, dass man Längsöffnungen mit glatten Innenwänden erhält, die einen kleineren Strömungswiderstand und einen besseren Wärmeübergang aufweisen als solche mit rauher Oberfläche. 



  Die Längsöffnungen 7 werden zum zweiten hydraulischen Strömungskreis dadurch vervollständigt, dass der    Giesskörper   6 an seinem rechten Ende mit einem dicht angeflanschten Deckel 8 und an    seinem      linken   Ende mit einem zwei    Anschlussstutzen   9, 10 mit    Flanschen   11, 12 und einer Trennrippe 13 aufweisenden Deckel 14, der ebenfalls dicht am    Giesskörper   6 angeflanscht ist, abgedeckt ist.

   Das den zweiten hydraulischen Strömungskreis    durchfliessende   Medium tritt    beispielsweise   durch den oberen    Anschluss-      stutzen   9 ein, durchströmt die Längsöffnungen 7 in der oberen    Hälfte   des    Giesskörpers   6 von    links   nach rechts, in der unteren Hälfte    desselben   von rechts nach links und fliesst dann über den Anschlussstutzen 10 weg. Durch die Trennrippe 14 wird ein direkter Strömungsweg zwischen den beiden Anschlussstutzen 9 und 10 gesperrt. 



  Der beschriebene    Wärmeaustauscher   kann sowohl im Gleichstrom wie im Gegenstrom betrieben werden. Er ist nicht an die beispielsweise beschriebene Bauart gebunden. Sofern die Druckverhältnisse dies erfordern, können    beide   hydraulische    Strömungskreise   in in    einem   gemeinsamen Giesskörper vergossene Rohre    geführt   werden. 



     Wesentlich   ist, dass in beiden    hydraulischen   Strömungskreisen die gleichen, hohen    Wärmeüber-      gangszahlen   zur Auswirkung kommen und dass die Abstände zwischen den Rohren bzw. Längsöffnungen der beiden hydraulischen Strömungskreise    möglichst   klein sind, damit der Wärmewiderstand im    Giess-      metall   möglichst klein ist und möglichst wenig Giessmetall    benötigt   wird.

   Ein Vergleich der Daten    eines      bekanten      Wärme-      austauschers   A konventioneller Art mit    einem      Wärme-      austauscher   B gemäss der    Erfindung   für    z.B.   Wasser als Medium und eine gleich grosse Leistung von je 100000    kcal/h   lässt die Vorteile des    Wärmeaustau-      schers   gemäss der Erfindung leicht erkennen. 
 EMI2.42 
 
<tb> Wärmeaustauscher
<tb> A <SEP> B
<tb> Gewicht <SEP> ca. <SEP> 150 <SEP> 50 <SEP> kg
<tb> Gewicht <SEP> je <SEP> 1000 <SEP> kcal/h <SEP> 0,15 <SEP> 0,05 <SEP> kg
<tb> Volumen <SEP> ca.

   <SEP> 42 <SEP> 32 <SEP> dm-'
<tb> Austauschfläche <SEP> 2,5 <SEP> 0,5 <SEP> m=
<tb> Wärmedurchgangszahl <SEP> K <SEP> 800 <SEP> 4000 <SEP> kcal/m=h C
<tb> Länge <SEP> ca. <SEP> 1,2 <SEP> 0,7 <SEP> m 

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Wärmeaustauscher für flüssige und gasförmige Medien, dadurch gekennzeichnet, dass beide hydraulische Strömungskreise in einem Giesskörper (6) aus wärmeleitendem Werkstoff eingegossen sind.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Wärmeaustauscher nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens der eine hydraulische Strömungskreis im Giesskörper (6) eingegossene Rohre (3) aufweist. 2. Wärmeaustauscher nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass für den einen hydraulischen Strömungskreis im Giesskörper (6) Längsöffnungen (7) vorgesehen sind. 3. Wärmeaustauscher nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Giesskörper (6) an seinem einen Ende mit einem dicht angeflanschten ersten Deckel (8) und an seinem anderen Ende mit einem zwei Anschlussstutzen (9, 10) und eine Trennrippe (13) aufweisenden zweiten dicht angeflanschten Deckel (14) abgedeckt ist.