CH650696A5 - DEVICE FOR EXCHANGING HEAT AND / OR FUEL BETWEEN FLUID MEDIA. - Google Patents

DEVICE FOR EXCHANGING HEAT AND / OR FUEL BETWEEN FLUID MEDIA. Download PDF

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CH650696A5
CH650696A5 CH1755/80A CH175580A CH650696A5 CH 650696 A5 CH650696 A5 CH 650696A5 CH 1755/80 A CH1755/80 A CH 1755/80A CH 175580 A CH175580 A CH 175580A CH 650696 A5 CH650696 A5 CH 650696A5
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porous hollow
hollow
hollow threads
threads
bobbin
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CH1755/80A
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Helmut Dr Dipl-Chem Stoehr
Klaus Dr Dipl-Chem Gerlach
Erich Kessler
Klaus Dr Dipl-Chem Schneider
Karl Dr Dipl-Ing Ostertag
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Akzo Nv
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Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Wärme- und/oder Stoffaustausch zwischen fluiden Medien und/oder zur Filtration derselben, in welcher der Wärme-und/oder Stoffaustausch durch Hohlfäden direkt oder indirekt und die Filtration durch solche Fäden immer direkt erfolgt. The invention relates to a device for heat and / or material exchange between fluid media and / or for filtration thereof, in which the heat and / or material exchange by hollow threads is carried out directly or indirectly and the filtration by such threads always takes place directly.

Aus der US-PS 3 228 456 ist ein Wärmeaustauscher aus Hohlfäden bzw. Hohlfasern bekannt, bei dem die Hohlfäden bzw. Hohlfasern geradlinig, parallel zueinander und in Abständen voneinander angeordnet sind. A heat exchanger made of hollow fibers or hollow fibers is known from US Pat. No. 3,228,456, in which the hollow fibers or hollow fibers are arranged in a straight line, parallel to one another and at a distance from one another.

In der DE-OS 2 833 493 wurden bereits poröse Hohlfäden und ihre Herstellung vorgeschlagen. Vorgeschlagen wurde auch deren Verwendung als Filter, Membranträger für Trennzwecke, Substratträger oder Oxygenatoren. DE-OS 2 833 493 has already proposed porous hollow threads and their production. Their use as filters, membrane supports for separation purposes, substrate supports or oxygenators has also been proposed.

Es wurde nun überraschenderweise gefunden, dass sich die bereits vorgeschlagenen porösen Hohlfäden ausser zu den bereits erwähnten Zwecken auch besonders gut zur Übertragung von Wärme eignen, und zwar insbesondere dann, wenn sie Eigenschaften und/oder eine Form haben, die ihre Wärmeleitung und/oder ihren Wärmedurchgang und/oder ihren Wärmeübergang vergrössern, und wenn sie unter Ausnutzung ihrer Flexibilität derart angeordnet sind, dass die aus solchen porösen Hohlfäden hergestellten Vorrichtungen eine grössere Widerstandsfähigkeit gegenüber äusseren mechanischen Beanspruchungen besitzen, so dass sie auch nach längerem betrieblichen Einsatz eine unverminderte Wärmeübertragungsleistung gewährleisten. It has now surprisingly been found that the porous hollow filaments already proposed are also particularly well suited for the transfer of heat in addition to the purposes already mentioned, in particular if they have properties and / or a shape which their heat conduction and / or their Increase heat transfer and / or their heat transfer, and if they are arranged using their flexibility in such a way that the devices made from such porous hollow fibers are more resistant to external mechanical stresses, so that they ensure undiminished heat transfer performance even after prolonged use.

Im Falle einer zu kühlenden durch die porösen Hohlfäden strömenden Flüssigkeit ist es dabei besonders vorteilhaft, wenn zusätzlich zu der durch die nicht porösen Teile der Hohlfadenwandung stattfindenden Wärmeübertragung durch Wärmeleitung ein Teil der durch die porösen Hohlfäden strömenden Flüssigkeit durch die Poren nach aussen tritt und dort - d.h. an der äusseren Oberfläche der porösen Hohlfäden - verdunstet, wodurch dem im Hohlfadeninnern verbleibenden Teil der Flüssigkeit die hierfür erforderliche Verdunstungsenergie entzogen und dieser dadurch gekühlt wird. In the case of a liquid to be cooled flowing through the porous hollow filaments, it is particularly advantageous if, in addition to the heat transfer taking place through the non-porous parts of the hollow filament wall, a portion of the liquid flowing through the porous hollow filaments passes out through the pores and there - ie on the outer surface of the porous hollow fibers - evaporates, which removes the necessary evaporation energy from the part of the liquid remaining in the hollow fiber interior, thereby cooling it.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Wärmeaustauscher aus Hohlfäden hinsichtlich ihrer Wärmeübertragungsleistung sowie ihrer Gebrauchseigenschaften zu verbessern und eine Vorrichtung, in welcher Wärme übertragen wird, zur Verfügung zu stellen, die - was sowohl ihre Herstellung als auch ihre Gebrauchseigenschaften und Wärmeübertragungsleistung betrifft-nicht die Nachteile der aus den bekannten Hohlfäden hergestellten üblichen Wärmeaustauscher besitzt und die auf einfache und schnelle Weise hergestellt werden kann. The present invention has for its object to improve the known heat exchangers made of hollow fibers with regard to their heat transfer performance and their performance properties and to provide a device in which heat is transferred which - as far as their manufacture as well as their performance properties and heat transfer performance - does not have the disadvantages of the conventional heat exchangers produced from the known hollow filaments and which can be produced in a simple and quick manner.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe einerseits unter Ausnutzung der Flexibilität der porösen Hohlfäden durch konstruktive Gestaltung der erfindungsgemässen Vorrichtung sowie andererseits durch besondere Ausgestaltung der bereits vorgeschlagenen porösen Hohlfäden, durch welche According to the invention, this object is achieved, on the one hand, by utilizing the flexibility of the porous hollow fibers by constructive design of the device according to the invention and, on the other hand, by special configuration of the porous hollow fibers already proposed, by means of which

2 2nd

5 5

10 10th

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20 20th

25 25th

30 30th

35 35

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ihre Wärmeleitung und/oder der Wärmedurchgang vergrös-sert wird, gelöst. their heat conduction and / or the heat transfer is increased, solved.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung, in welcher Wärme durch Hohlfäden übertragen wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlfäden aus synthetischen Polymeren mit 10 bis 90 Volumenprozent miteinander in Verbindung stehender Poren und einer ebenen offene Poren aufweisenden Oberfläche, wobei der Anteil der Öffnungen in der Fläche 10 bis 90% beträgt, bestehen. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfmdungsgemässen Vorrichtung ist jeder einzelne poröse Hohlfaden auf dem grössten Teil seiner Länge, vorzugsweise auf seiner gesamten Länge und/oder der grössere Teil aller porösen Hohlfäden vorzugsweise die Gesamtheit aller porösen Hohlfäden schlaufenförmig ausgebildet ist. The device according to the invention, in which heat is transferred by hollow fibers, is characterized in that the hollow fibers made of synthetic polymers with 10 to 90 percent by volume of interconnected pores and a surface with open pores, the proportion of openings in the surface 10 to Is 90%. In a particularly preferred embodiment of the device according to the invention, each individual porous hollow thread is loop-shaped over most of its length, preferably over its entire length and / or the greater part of all porous hollow threads, preferably all of the porous hollow threads.

Derartige erfindungsgemässe Vorrichtungen, in denen Wärme übertragen wird, besitzen nicht die Nachteile der bekannten Wärmeaustauscher aus Hohlfäden, bei denen die Hohlfäden geradlinig, parallel zueinander und in Abständen voneinander angeordnet sind. Diese bekannte Anordnung nämlich, wie sie auch bei Metallrohrbündel-Wärmeaustauschern üblich ist, gestaltet die Herstellung derartiger Wärmeaustauscher aus Hohlfäden schwierig und aufwendig. Zudem können bei dieser bekannten Anordnung der Hohlfäden die Hohlfadenbündel schon durch geringfügige äussere mechanische Einwirkungen beschädigt, beispielsweise geknickt werden. Such devices according to the invention, in which heat is transferred, do not have the disadvantages of the known heat exchangers made of hollow fibers, in which the hollow fibers are arranged in a straight line, parallel to one another and at a distance from one another. This known arrangement, as it is also common in metal tube bundle heat exchangers, makes the production of such heat exchangers from hollow fibers difficult and expensive. In addition, in this known arrangement of the hollow fibers, the hollow fiber bundles can be damaged, for example kinked, by slight external mechanical influences.

Zur Erhöhung der Wärmeübertragungsleistung der erfin-dungsgemässen Vorrichtung ist es besonders vorteilhaft, wenn die verwendeten porösen Hohlfäden gut wärmeleitende Stoffe, wie Metalle, Graphit u.dgl. in Staub- oder Pulverform enthalten, wobei diese Stoffe in dem die Hohlfäden bildenden Polymeren enthalten sein und/oder in den Poren eingelagert sein können. Die porösen Hohlfaden können aber auch bzw. zusätzlich Füllmittel, Stabilisatoren, Additive, Russ, Farbpigmente od.dgl. enthalten. In order to increase the heat transfer capacity of the device according to the invention, it is particularly advantageous if the porous hollow fibers used have good heat-conducting substances, such as metals, graphite and the like. contained in dust or powder form, these substances being contained in the polymer forming the hollow fibers and / or being incorporated in the pores. The porous hollow thread can also or additionally fillers, stabilizers, additives, carbon black, color pigments or the like. contain.

Der Aussendurchmesser der für die erfindungsgemässe Vorrichtung verwendeten Hohlfäden liegt vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 4 mm. Darüber hinaus kann die erfindungsgemässe Vorrichtung Hohlfäden aufweisen, die aus zwei oder mehr Werkstoffkomponenten hergestellt sind, von denen gegebenenfalls nur ein Teil porös ist. The outside diameter of the hollow threads used for the device according to the invention is preferably in the range from 0.1 to 4 mm. In addition, the device according to the invention can have hollow threads which are produced from two or more material components, of which only a part may be porous.

Bei Verwendung von porösen Hohlfäden mit geringer Wandstärke erhält man erfindungsgemässe Vorrichtungen mit einer grossen Wärmeaustauschleistung. When using porous hollow threads with a small wall thickness, devices according to the invention with a high heat exchange capacity are obtained.

Zur Herstellung erfindungsgemässer Vorrichtungen können poröse Hohlfäden mit einem beispielsweise elliptischen oder drei-, vier-, fünf-, sechs- und mehreckigen Querschnitt verwendet werden, insbesondere aber solche mit einem runden Querschnitt, da sich bei aus porösen Hohlfäden mit einem runden Querschnitt hergestellten erfmdungsgemässen Vorrichtungen mit sich kreuzenden porösen Hohlfäden diese sich im wesentlichen nur punktförmig berühren und somit nur ein geringfügiger Anteil der gesamten Wärmeaustauschfläche durch diese Berührungsstellen verlorengeht. For the production of devices according to the invention, porous hollow threads with, for example, an elliptical or triangular, triangular, pentagonal, hexagonal and polygonal cross section can be used, but in particular those with a round cross section, since devices according to the invention produced from porous hollow threads with a round cross section with intersecting porous hollow threads, they essentially only touch one another in a punctiform manner and thus only a small proportion of the total heat exchange surface is lost through these contact points.

Die verwendeten porösen Hohlfaden können mit Vorteil darüber hinaus innen und/oder aussen profiliert sein. Auch können zwei, drei oder mehr poröse Hohlfäden in Parallellage zueinander liegend an ihren jeweiligen Berührungsflächen beispielsweise durch Verschmelzen, Verschweissen, Verkleben od.dgl. fest miteinander verbunden sein. Ebenso eignen sich poröse Hohlfäden mit einem in ihrer Längsrichtung stetig oder unstetig in seiner Form und/oder Grösse gegebenenfalls periodisch sich ändernden Querschnitt. Derartige poröse Hohlfäden können auf verschiedene Art und Weise die Wirkungsweise der erfmdungsgemässen Vorrichtungen vorteilhaft beeinflussen. So kann durch entsprechend innen und/oder aussen profilierte poröse Hohlfäden beispielsweise The porous hollow thread used can advantageously also be profiled on the inside and / or outside. Also, two, three or more porous hollow threads lying in parallel to each other on their respective contact surfaces, for example by melting, welding, gluing or the like. be firmly connected. Also suitable are porous hollow threads with a cross-section which changes continuously or discontinuously in their longitudinal direction in their shape and / or size, if appropriate periodically. Such porous hollow threads can advantageously influence the mode of operation of the devices according to the invention in various ways. For example, porous hollow threads profiled on the inside and / or outside

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die innere und/oder äussere Wärmeübergangsfläche vergrös-sert, die Knickfestigkeit der porösen Hohlfäden verbessert und/oder die Kontaktfläche der sich kreuzenden porösen Hohlfäden verringert werden. Weiterhin wird die Wärmeübertragungsleistung noch dadurch gesteigert, dass an den profilierten Flächen der porösen Hohlfäden der Wärmeübergang durch Wirbelbildung im jeweiligen Fluid verbessert wird. Auch lassen sich aus porösen Hohlfäden mit einer nicht kreiszylindrischen Form zum Teil kompaktere und/ oder formstabilere Vorrichtungen herstellen. the inner and / or outer heat transfer surface is increased, the kink resistance of the porous hollow fibers is improved and / or the contact surface of the intersecting porous hollow fibers is reduced. Furthermore, the heat transfer performance is further increased by the fact that the heat transfer on the profiled surfaces of the porous hollow fibers is improved by eddy formation in the respective fluid. Porous hollow threads with a non-circular cylindrical shape can also be used to produce devices which are sometimes more compact and / or have a more stable shape.

Zur Gewährleistung einer guten Wärmeleitung durch die porösen Hohlfäden sollte die Wand derselben so dünn wie möglich bemessen sein, jedoch immer noch genügend dick, um den mechanischen Anforderungen zu genügen. Als für die meisten Verwendungszwecke vorteilhaft haben sich dabei poröse Hohlfäden erwiesen, deren Wandstärke im Bereich von 0,02 bis 0,5 mm liegt. Zur Erzielung eines guten Wärmedurchgangs (k-Zahl) sollten auch die Querschnitte der verwendeten porösen Hohlfäden entsprechend bemessen sein. To ensure good heat conduction through the porous hollow filaments, the wall of the latter should be dimensioned as thin as possible, but still sufficiently thick to meet the mechanical requirements. Porous hollow threads have proven to be advantageous for most purposes, the wall thickness of which is in the range from 0.02 to 0.5 mm. In order to achieve good heat transfer (k number), the cross sections of the porous hollow fibers used should also be dimensioned accordingly.

Die schlaufenförmige bzw. teilweise schlaufenförmige Anordnung der porösen Hohlfäden in erfmdungsgemässen Vorrichtungen wird auf einfache Weise erfindungsgemäss insbesondere dadurch erreicht, dass ein oder mehrere endlose poröse Hohlfäden mittels einer Aufspul- oder Umspuleinrichtung mit einem oder mehreren parallel zur Drehachse der Spuleinrichtung hin- und herbewegten Fadenführer(n) beispielsweise auf einen perforierten rohrförmigen Spulenträger (auch Hülse oder Spule genannt) aufgewickelt werden und auf diese Weise einen ein- oder mehrlagigen Spul- oder Wickelkörper bilden. The loop-shaped or partially loop-shaped arrangement of the porous hollow threads in devices according to the invention is achieved in a simple manner according to the invention in particular in that one or more endless porous hollow threads are moved by means of a winding or rewinding device with one or more thread guides which are moved back and forth parallel to the axis of rotation of the winding device ( n) are wound up, for example, on a perforated tubular bobbin (also called a sleeve or bobbin) and in this way form a single-layer or multilayer bobbin or bobbin.

Diese Anordnung ist besonders vorteilhaft, da die porösen Hohlfäden hierbei im gebrauchsfähigen Zustand der Vorrichtungen die Form einer sich räumlich ausdehnenden Wendel haben, wobei zur Erzielung eines leicht durchströmbaren und dabei formstabilen Spulpaketes die porösen Hohlfäden in vorteilhafter Weise in mehreren Lagen derart angeordnet sind, dass die porösen Hohlfäden jeder Lage die porösen Hohlfäden der benachbarten Lagen berühren, und, gegebenenfalls mehrfach, kreuzen. Diese Anordnung der porösen Hohlfäden gewährleistet eine grosse Wärmeübertragungsfläche auf kleinem Raum, da die porösen Hohlfäden sich zwar an den Kreuzungspunkten berühren, jedoch nur ein unbedeutender Anteil der Wärmeübertragungsfläche durch diese gegenseitige Berührung dabei verlorengeht. This arrangement is particularly advantageous since the porous hollow filaments in the ready-to-use state of the devices have the shape of a spatially expanding helix, the porous hollow filaments being advantageously arranged in several layers in order to achieve an easily flowable and dimensionally stable winding package in such a way that the Porous hollow threads of each layer touch the porous hollow threads of the adjacent layers and cross them, if necessary several times. This arrangement of the porous hollow threads ensures a large heat transfer area in a small space, since the porous hollow threads touch each other at the crossing points, but only an insignificant proportion of the heat transfer surface is lost as a result of this mutual contact.

Der den Spul- oder Wickelkörper aufnehmende Spulenträger braucht dabei nicht unbedingt einen kreisförmigen Querschnitt zu haben, sondern der Querschnitt desselben kann beispielsweise auch elliptisch oder als Vieleck, insbesondere als Rechteck mit abgerundeten Ecken, ausgebildet sein. Ebenso kann der zur Herstellung des Spul- oder Wik-kelkörpers verwendete Spulenträger auch einen entlang seiner Längsachse grösser oder kleinerwerdenden Querschnitt haben. So kann seine Mantelfläche beispielsweise konisch, diaboloförmig, pyramidenstumpfförmig mit abgerundeten Seitenkanten, tonnenförmig usw. ausgebildet sein, so dass die auf einem derartig geformten Spulenträger aufgewickelten porösen Hohlfäden im allgemeinen einen in seiner Form der Form des jeweiligen Spulenträgers entsprechenden Spulbzw. Wickelkörper bilden. The bobbin receiving the bobbin or bobbin need not necessarily have a circular cross-section, but the cross-section of the bobbin can for example also be elliptical or a polygon, in particular a rectangle with rounded corners. Likewise, the bobbin used to manufacture the bobbin or winding body can also have a cross section that becomes larger or smaller along its longitudinal axis. For example, its outer surface can be conical, diaboloidal, truncated pyramid-shaped with rounded side edges, barrel-shaped, etc., so that the porous hollow filaments wound on such a shaped bobbin generally have a bobbin corresponding in shape to the shape of the respective bobbin. Form the winding body.

Bei einer weiteren Ausführungsform der erfmdungsgemässen Vorrichtungen haben die porösen Hohlfäden die Form einer in einer Ebene liegenden Spirale. In a further embodiment of the devices according to the invention, the porous hollow threads have the shape of a spiral lying in one plane.

Die erfmdungsgemässen Vorrichtungen können aber auch aus einem oder mehreren Flächengebilden hergestellt werden, die nach einem Web-, Wirk-, Strick- oder einem Ablegeverfahren hergestellt worden sind. Derartige Flächengebilde lassen sich wie die Spul- oder Wickelkörper ebenfalls auf schnelle und einfache Weise herstellen. The devices according to the invention can, however, also be produced from one or more sheet-like structures which have been produced by a weaving, knitting, knitting or a laying-down method. Such flat structures can also be produced in a quick and simple manner, like the winding or winding bodies.

3 3rd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

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Zur Herstellung erfmdungsgemässer Vorrichtungen aus Spul- oder Wickelkörpern können deren beide stirnseitigen Enden auf einem - in Längsrichtung der Wickelkörper gemessen - kurzen Abschnitt beispielsweise in einer härtbaren Vergussmasse die Giessharz, Polyurethan u.dgl. eingegossen werden, wobei die Vergussmasse in dem genannten Bereich die Wickelkörper vollständig durchdringt und gegebenenfalls ausserhalb der Wickelkörper je einen flanschartigen Ansatz bildet, die einen grösseren Umfang haben als die Wickelkörper selbst. Ein solcher (flanschartiger) Ansatz kann jedoch auch nur an einer der beiden Stirnseiten der Wickelkörper vorgesehen werden. Durch stirnseitiges Abtragen eines Teiles jedes dieser (flanschförmigen) Ansätze bis in den Bereich der porösen Hohlfaden werden die an den Stirnseiten der Wickelkörper liegenden bogenförmigen Umkehrteilstücke der einzelnen Wickelkörperlagen entfernt und werden auf diese Weise aus den ursprünglichen Wickelkörpern Gebilde hergestellt, die aus einer Vielzahl von in mehreren Lagen angeordneten wendeiförmig ausgebildeten sich mehrfach kreuzenden Hohlfadenstücken bestehen, deren Öffnungen an den äusseren, im allgemeinen senkrecht zur Längsachse der Wickelkörper verlaufenden Stirnflächen des verbleibenden Teils jedes der oben beschriebenen (flanschartigen) Ansätze aus einer Vergussmasse münden. For the production of devices according to the invention from bobbins or bobbins, their two front ends can be cast on a short section, measured in the longitudinal direction of the bobbins, for example in a hardenable casting compound, the casting resin, polyurethane and the like. are poured in, the potting compound completely penetrating the winding body in the area mentioned and possibly forming a flange-like extension outside the winding body, which have a larger circumference than the winding body itself. However, such a (flange-like) extension can only be used on one of the two end faces the winding body can be provided. By removing a part of each of these (flange-shaped) end faces into the area of the porous hollow thread, the arc-shaped reversal sections of the individual winding core layers lying on the end faces of the winding core are removed and are thus produced from the original winding core structures which consist of a large number of Several layers of helically formed, intersecting hollow thread pieces exist, the openings of which on the outer, generally perpendicular to the longitudinal axis of the winding body end faces of the remaining part of each of the above-described (flange-like) approaches from a potting compound.

Zur Herstellung erfindungsgemässer Vorrichtungen aus Flächengebilden, können jeweils ein oder mehrere Ränder der gegebenenfalls auch übereinander gelegten Flächengebilde in geeigneter Weise, beispielsweise in Giessharz, eingegossen werden und die Öffnungen der porösen Hohlfaden in analoger Weise, wie oben bereits für Spul- bzw. Wickelkörper beschrieben, anschliessend freigelegt werden. To produce devices according to the invention from flat structures, one or more edges of the flat structures, which may also be superimposed, can be cast in in a suitable manner, for example in casting resin, and the openings of the porous hollow thread in an analogous manner, as already described above for bobbins or bobbins, subsequently exposed.

Durch entsprechendes Aufwickeln, Verlegen oder anderweitiges Anordnen der porösen Hohlfaden und entsprechendes Aufschneiden des Wickelpaketes ist es möglich, erfindungsgemässe Vorrichtungen herzustellen, bei denen die Eintrittsöffnungen und die Austrittsöffnungen der porösen Hohlfäden in ein und derselben Ebene hegen, jedoch beispielsweise um jeweils 180° versetzt und/oder in jeweils gleich grossen oder unterschiedlich grossen Abständen voneinander und dabei so angeordnet sind, dass alle Eintrittsöffnun-gen in der einen Hälfte dieser Ebene und alle Austrittsöffnungen in der anderen Hälfte dieser Ebene liegen. By appropriately winding, laying or otherwise arranging the porous hollow thread and correspondingly cutting open the winding package, it is possible to produce devices according to the invention in which the inlet openings and the outlet openings of the porous hollow threads are in one and the same plane, but offset, for example, by 180 ° in each case and / or at equal or different distances from each other and are arranged so that all inlet openings are in one half of this level and all outlet openings are in the other half of this level.

Ebenso ist es möglich, erfindungsgemässe Vorrichtungen herzustellen, die es gestatten, beliebig viele Fluide an der Wärmeübertragung teilnehmen zu lassen, ohne dass ein Vermischen der einzelnen Fluide miteinander stattfindet. It is also possible to produce devices according to the invention which allow any number of fluids to participate in the heat transfer without the individual fluids being mixed with one another.

Die aus Spul- oder Wickelkörpern hergestellten erfmdungsgemässen Vorrichtungen können beispielsweise so ausgestattet sein, dass die Eintrittsöffnungen und die Austrittsöffnungen für ein erstes Fluid auf der einen Stirnseite der Vorrichtungen und diejenigen für ein zweites Fluid auf der anderen Stirnseite der Vorrichtungen liegen. The devices according to the invention produced from bobbins or bobbins can be equipped, for example, such that the inlet openings and the outlet openings for a first fluid are on one end face of the devices and those for a second fluid are on the other end face of the devices.

Zur Herstellung einer Vielzahl kleinerer Vorrichtungen ist es möglich, die zur Herstellung der Vorrichtungen bestimmten Spul- oder Wickelkörper bzw. Flächengebilde in Einheiten, d.h. Streifen, Scheiben od.dgl., gewünschter Grösse aufzuteilen, wobei die porösen Hohlfaden in denjenigen Bereichen, in denen die Teilung erfolgen soll, zweckmässigerweise zuvor in geeigneter Weise, beispielsweise wie bereits beschrieben durch Eingiessen in Giessharz od.dgl., in ihrer Form und Lage fixiert werden und somit ihre Öffnungen mühelos durch das Zerteilen freigelegt werden können. For the production of a large number of smaller devices, it is possible to design the winding or winding bodies or flat structures intended for the production of the devices in units, i.e. To divide strips, disks or the like, of the desired size, the porous hollow thread in those areas in which the division is to take place, appropriately beforehand in a suitable manner, for example, as already described, by pouring into casting resin or the like, in their shape and Position can be fixed and their openings can be easily exposed by cutting.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können die porösen Hohlfäden auch in einen die Wärme gut leitenden Werkstoff eingegossen sein, um auf diese Weise Wärme von einem Fluid auf den genannten, die Wärme gut leitenden Werkstoff zu übertragen oder umgekehrt. Die auf solche Weise ausgestalteten erfmdungsgemässen Vorrichtungen, die zudem noch beispielsweise zwei getrennte Kreisläufe für zwei voneinander getrennt zu haltende Fluide besitzen, gestatten es, Wärme beispielsweise von dem ersten Fluid zunächst auf den die Wärme gut leitenden Giesskörper zu übertragen und von dort auf das zweite Fluid abzugeben. Ebenso ist es möglich, mit derartigen Vorrichtungen beispielsweise die von dem die Wärme gut leitenden Giesskörper beispielsweise durch Strahlung aufgenommene Wärme gleichzeitig an zwei Fluide abzugeben. In the context of the present invention, the porous hollow threads can also be cast into a material that is a good conductor of heat, in order in this way to transfer heat from a fluid to the material which is a good conductor of heat or vice versa. The inventive devices designed in this way, which also have, for example, two separate circuits for two fluids to be kept separate, allow heat to be transferred, for example, first from the first fluid to the casting body, which conducts heat well, and from there to the second fluid to deliver. It is also possible with devices of this type, for example, to simultaneously release the heat absorbed by the casting body, which is a good conductor of heat, for example by radiation, into two fluids.

Die erfmdungsgemässen Vorrichtungen eignen sich zur Lösung selbst der anspruchsvollsten Wärmeübertragungsprobleme, wie sie beispielsweise beim Verdampfen oder Kondensieren auftreten können. Insbesondere eignen sich die erfmdungsgemässen Vorrichtungen überall dort, wo zur Energiegewinnung nur verhältnismässig kleine Temperaturdifferenzen zur Verfügung stehen, die zwangsläufig grosse Wärmeübertragungsflächen erforderlich machen, welche begreiflicherweise auf möglichst kleinem Raum unterzubringen sind. Aufgrund der günstigen Korrosionseigenschaften der für die Herstellung der erfmdungsgemässen Vorrichtungen verwendbaren porösen Hohlfäden eignen sich die erfmdungsgemässen Vorrichtungen insbesondere für aggresive Medien, wie Säuren, Laugen u.dgl. Bei geeigneter Auswahl der verwendbaren porösen Hohlfäden ist es aufgrund der bekannten unterschiedlichen Oberflächeneigenschaften derselben mögüch, erfindungsgemässe Vorrichtungen auch für solche Fluide zu verwenden, die bei herkömmlichen Metallrohrwärmeaustauschern zur Bildung von Ablagerungen an den Rohrwänden neigen. The devices according to the invention are suitable for solving even the most demanding heat transfer problems, such as can occur during evaporation or condensation. In particular, the devices according to the invention are suitable wherever only relatively small temperature differences are available for energy generation, which inevitably necessitate large heat transfer surfaces, which understandably have to be accommodated in the smallest possible space. Because of the favorable corrosion properties of the porous hollow fibers which can be used for the production of the devices according to the invention, the devices according to the invention are particularly suitable for aggressive media, such as acids, alkalis and the like. With a suitable selection of the porous hollow fibers that can be used, due to the known different surface properties of the same, it is possible to use devices according to the invention also for those fluids that tend to form deposits on the tube walls in conventional metal tube heat exchangers.

Die erfmdungsgemässen Vorrichtungen eignen sich daher gleichermassen für chemische Verfahren, bei der Energieerzeugung bzw. -Umwandlung, in der Kältetechnik, in der Klimatechnik, in der Lebensmittelindustrie, zur Wohn- und Arbeitsraumbeheizung, bei Land-, Wasser- und Luftfahrzeugen, insbesondere als Ölkühler, als Wasserkühler zum Abführen der Motorwärme oder zum Aufwärmen der in das Fahrzeuginnere zugeführten Frischluft, als Kondensator und als Verdampfer, insbesondere auch als Entspannungsverdampfer. Ganz besonders eignen sich die erfmdungsgemässen Vorrichtungen für Wärmepumpen-Einrichtungen, bei denen beispielsweise Wärme aus der Umgebungsluft oder aus dem Erdreich zur Beheizung von Wohnräumen benutzt wird, oder als die Sonnenwärme aufnehmender Kollektor, wobei sich hierfür insbesondere solche Ausführungsformen der erfmdungsgemässen Vorrichtungen bewährt haben, bei denen die porösen Hohlfäden in nur einer Lage angeordnet und zudem schwarz sind. The devices according to the invention are therefore equally suitable for chemical processes, for energy generation or conversion, in refrigeration technology, in air conditioning technology, in the food industry, for heating living spaces and work spaces, for land, water and aircraft, in particular as oil coolers. as a water cooler for dissipating engine heat or for warming up the fresh air fed into the vehicle interior, as a condenser and as an evaporator, in particular also as a flash evaporator. The devices according to the invention are particularly suitable for heat pump devices in which, for example, heat from the ambient air or from the ground is used to heat living rooms, or as a collector absorbing the sun's heat, such embodiments of the devices according to the invention having proven particularly useful for this purpose which the porous hollow threads are arranged in one layer and are also black.

Die erfmdungsgemässen Vorrichtungen eignen sich somit zur Lösung der meisten Wärmeübertragungsprobleme bei gegebenenfalls gleichzeitigem Stoffaustausch, d.h. zur Wärmeübertragung von gasförmigen Fluiden auf gasförmige, von flüssigen Fluiden auf flüssige, von flüssigen Fluiden auf gasförmige und umgekehrt, von festen Stoffen, in denen die Hohlfäden eingegossen sind, auf gasförmige und/oder flüssige Fluide und umgekehrt, wobei allerdings zu beachten ist, dass die Temperaturen der am Wärmeaustausch beteiligten Stoffe durch die physikalischen und chemischen Eigenschaften der verwendeten porösen Hohlfäden entsprechend limitiert sind. The devices according to the invention are thus suitable for solving most heat transfer problems with a possible simultaneous mass transfer, i.e. for heat transfer from gaseous fluids to gaseous, from liquid fluids to liquid, from liquid fluids to gaseous and vice versa, from solid substances in which the hollow fibers are cast, to gaseous and / or liquid fluids and vice versa, although it should be noted that the temperatures of the substances involved in the heat exchange are correspondingly limited by the physical and chemical properties of the porous hollow fibers used.

Über die bereits vorgeschlagenen bzw. genannten geeigneten Polymere hinaus werden erfindungsgemäss auch die Polyamide, insbesondere Polyhexamethylenadipinsäure-amid, die Polyester sowie die Polyolefine verwendet. In addition to the suitable polymers already proposed or mentioned, the polyamides, in particular polyhexamethylene adipic acid amide, the polyesters and the polyolefins are also used according to the invention.

Wegen ihrer chemischen Beständigkeit beispielsweise gegenüber Lebensmitteln, kohlensäurehaltigen Flüssigkeiten od.dgl. werden Polyester, insbesondere Polyäthylentere-phthalat bevorzugt. Wenn chemische Beständigkeit neben einer guten Temperaturbeständigkeit gewünscht wird, bevor4 Because of their chemical resistance, for example to food, carbonated liquids or the like. polyesters, especially polyethylene terephthalate, are preferred. If chemical resistance is required in addition to good temperature resistance, before 4

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zugt man Hohlfaden aus Polyolefmen, insbesondere aus Polypropylen. Wenn höhere Festigkeitswerte erwünscht sind, werden die Hohlfäden aus Polyamiden, insbesondere aus Polyhexamethylenadipinsäureamid hergestellt. added hollow thread made of polyolefms, especially polypropylene. If higher strength values are desired, the hollow threads are made from polyamides, in particular from polyhexamethylene adipic acid amide.

Bei der Bemessung der erfmdungsgemässen Vorrichtungen ist zu beachten, dass die pro zur Verfügung stehender Volumeneinheit erreichbare Wärmeübertragungsfläche umso grösser wird, je kleiner der Durchmesser der zu verwendenden porösen Hohlfäden gewählt wird. Die zu übertragende Wärmemenge bei gleichbleibendem Gesamtströ-mungsquerschnitt aller poröser Hohlfäden und gleichbleibender Fluidmenge steigt im allgemeinen ebenfalls mit kleiner werdenden Hohlfädendurchmessern. Dabei ist allerdings zu beachten, dass in diesem Fall der Druckverlust in den porösen Hohlfäden ebenfalls zunimmt. Ebenfalls zu beachten ist, dass die Knickfestigkeit der porösen Hohlfäden im allgemeinen mit grösserwerdendem Durchmesser bei gleicher Wandstärke abnimmt. Bei geeigneter Auswahl und Dimensionierung der für die erfmdungsgemässen Vorrichtungen verwendbaren porösen Hohlfäden ist es möglich, spezifische Wärmeübertragungsleistungen zu erreichen, die besser, zum Teil sogar erheblich besser sein können als die mit herkömmlichen Metallrohrwärmeaustauschern .erreichbaren. Die Auswahl geeigneter poröser Hohlfäden sollte möglichst so erfolgen, dass der Wärmedurchgangswiderstand durch die Wandung der porösen Hohlfäden im wesentlichen vernachlässigbar gegenüber den innerhalb und ausserhalb der porösen Hohlfäden auftretenden Wärmeübergangswiderständen ist. Das bedeutet, dass poröse Hohlfäden aus einem Werkstoff mit relativ guten Wärmeleiteigenschaften eine grössere Wandstärke haben dürfen als solche mit sehr niedrigen Wärmeleitwerten. When dimensioning the devices according to the invention, it should be noted that the smaller the diameter of the porous hollow fibers to be used, the greater the heat transfer area that can be achieved per available volume unit. The amount of heat to be transferred with a constant total flow cross section of all porous hollow fibers and a constant amount of fluid generally also increases with smaller and smaller hollow fiber diameters. It should be noted, however, that in this case the pressure loss in the porous hollow fibers also increases. It should also be noted that the kink resistance of the porous hollow fibers generally decreases with increasing diameter with the same wall thickness. With a suitable selection and dimensioning of the porous hollow fibers which can be used for the devices according to the invention, it is possible to achieve specific heat transfer capacities which can be better, in some cases considerably better than those which can be achieved with conventional metal tube heat exchangers. The selection of suitable porous hollow filaments should, if possible, be carried out in such a way that the thermal resistance through the wall of the porous hollow filaments is essentially negligible compared to the heat transfer resistances occurring inside and outside the porous hollow filaments. This means that porous hollow threads made of a material with relatively good thermal conductivity properties may have a greater wall thickness than those with very low thermal conductivity values.

Ein «Hohlfaden» im Sinne der vorliegenden Erfindung ist ein hohlzylinderisches Gebilde beliebiger Länge mit beispielsweise kreisförmigem oder elüptischem Querschnitt mit einer im allgemeinen in Längs- und Umfangsrichtung im wesentlichen konstanten Wandstärke. A "hollow thread" in the sense of the present invention is a hollow cylindrical structure of any length with, for example, circular or elliptical cross-section with a wall thickness which is generally constant in the longitudinal and circumferential directions.

Unter Querschnitt der porösen Hohlfäden, des Spuloder Wickelkörpers bzw. des Spulträgers wird im Sinne der Erfindung die Schnittfläche vertanden, die man erhält, wenn man einen porösen Hohlfaden, einen Spul- oder Wickelkörper bzw. einen Spulenträger an einer beliebigen oder näher bezeichneten Stelle senkrecht zu seiner Längs- bzw. Drehachse schneidet. Im Falle eines runden porösen Hohlfadens erhält man auf diese Weise einen kreisförmigen Querschnitt. Im Falle eines beispielsweise auf einen Spulenträger mit rechteckigem Querschnitt mit abgerundeten Ecken aufgewickelten Spul- oder Wickelkörpers erhält man definitions-gemäss einen rechteckigen Ringquerschnitt mit abgerundeten Ecken. Cross-section of the porous hollow threads, the bobbin or bobbin or the bobbin is understood in the sense of the invention to mean the cut surface which is obtained when a porous hollow thread, a bobbin or bobbin or a bobbin is perpendicular to any point or specified intersects its longitudinal or rotational axis. In the case of a round porous hollow thread, a circular cross section is obtained in this way. In the case of a bobbin or bobbin wound, for example, on a bobbin with a rectangular cross-section with rounded corners, by definition, a rectangular ring cross-section with rounded corners is obtained.

Unter Schlaufenform wird im Sinne der vorliegenden Erfindung jede von einer geradlinigen Form abweichende Form verstanden, dabei insbesondere jede Art einer ebenen oder räumlichen Krümmung, wobei der Krümmungsradius gross genug ist, um ein Einknicken der porösen Hohlfäden zu vermeiden. Im allgemeinen ist der Krümmungsradius kleiner als 1 m, er kann jedoch auch grösser sein. Zur Lösung der der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe ist es nicht erforderlich, dass alle porösen Hohlfäden auf ihrer gesamten Länge Schlaufenform haben, sondern es genügt bereits, wenn der grössere Teil der porösen Hohlfäden in Schlaufenform vorliegt, d.h. wenn jeder einzelne poröse Hohlfaden der erfmdungsgemässen Vorrichtungen auf dem grösseren Teil seiner Länge Schlaufenform hat und/ oder wenn geradlinige und schlaufenförmige poröse Hohlfaden vorliegen, solange die Gesamtlänge aller in Schlaufenform vorliegenden porösen Hohlfaden und/oder Hohlfaden650 696 For the purposes of the present invention, loop shape is understood to mean any shape deviating from a straight shape, in particular any type of flat or spatial curvature, the radius of curvature being large enough to prevent the porous hollow threads from buckling. The radius of curvature is generally less than 1 m, but it can also be larger. To achieve the object on which the present invention is based, it is not necessary for all of the porous hollow threads to have a loop shape over their entire length, but it is sufficient if the greater part of the porous hollow fibers is in a loop shape, i.e. if each individual porous hollow thread of the devices according to the invention has a loop shape over the greater part of its length and / or if linear and loop-shaped porous hollow thread are present, as long as the total length of all porous hollow thread and / or hollow thread 650 696

stücke grösser ist als die Gesamtlänge aller geradlinig vorliegenden porösen Hohlfäden und/oder Hohlfadenstücke. pieces is greater than the total length of all rectilinear porous hollow threads and / or hollow thread pieces.

Durch diese Schlaufenform der porösen Hohlfäden wird erreicht, dass sich die porösen Hohlfäden in im wesentlichen kurzen Abständen gegebenenfalls mehrfach kreuzen und sich auf diese Weise gegenseitig abstützen, so dass jeder poröse Hohlfaden im allgemeinen nur auf verhältnismässig kurzen Längenabschnitten ungestützt ist, wodurch die Knickgefahr für die porösen Hohlfäden erheblich herabgesetzt ist. This loop shape of the porous hollow filaments means that the porous hollow filaments cross each other several times at substantially short intervals and are thus supported against one another, so that each porous hollow filament is generally unsupported only over relatively short length sections, which creates the risk of kinking the porous hollow threads is significantly reduced.

Obwohl im allgemeinen nur durch die erfindungsgemässe Anordnung der porösen Hohlfäden in Vorrichtungen in denen Wärme übertragen wird, wie oben beschrieben, die genannten Vorteile erzielt werden, ist es nichtdestoweniger grundsätzlich möglich, die porösen Hohlfäden auch in bekannter Weise anzuordnen, also beispielsweise in U-Form oder in Form eines Bündels von geraden, parallel zueinander und in Abständen voneinander angeordneten porösen Hohlfäden und dergleichen. Although the advantages mentioned are generally achieved only by the arrangement according to the invention of the porous hollow threads in devices in which heat is transferred, as described above, it is nevertheless nevertheless fundamentally possible to arrange the porous hollow threads in a known manner, for example in a U-shape or in the form of a bundle of straight, parallel, spaced-apart porous hollow threads and the like.

Auch lassen sich mit anderen porösen Hohlfäden als den erfmdungsgemässen und als den bereits vorgeschlagenen brauchbare Vorrichtungen herstellen, die gegegebenenfalls zufriedenstellende bis vorteilhafte Ergebnisse liefern. It is also possible to use other porous hollow threads than the usable devices according to the invention and those already proposed which can produce satisfactory to advantageous results.

Schliesslich ist es möglich und in vielen Fällen vorteilhaft, zur Herstellung erfindungsgemässer Vorrichtungen solche porösen Hohlfäden zu verwenden, bei denen zusätzlich zu der Wärmeübertragung und/oder der Verdunstung eines Teils der durch die porösen Hohlfäden strömenden Flüssigkeit an der äusseren Oberfläche der porösen Hohlfäden eine Filterung, eine Mikrofilterung, eine Stoffübertragung oder ein Stoffaustausch wie vorgeschlagen stattfindet. Besonders hierfür geeignet sind im allgemeinen solche porösen Hohlfäden, die keine als Membran wirkende, gegebenenfalls fluid-undurchlässige Schicht besitzen und somit eine offenporige Oberfläche haben. Finally, it is possible and in many cases advantageous to use such porous hollow fibers for the production of devices according to the invention in which, in addition to the heat transfer and / or the evaporation of part of the liquid flowing through the porous hollow fibers, filtering on the outer surface of the porous hollow fibers, microfiltration, mass transfer or mass transfer takes place as suggested. Porous hollow filaments which do not have a layer which acts as a membrane, possibly fluid-impermeable, and which therefore have an open-pore surface are generally particularly suitable for this purpose.

Andererseits ist es in vielen Fällen für derartige, aber auch andere, Anwendungsgebiete vorteilhaft, solche Hohlfäden zu verwenden, die nur abschnittsweise eine offenporige Oberfläche aufweisen und auf den übrigen Abschnitten die bereits oben näher beschriebene membranartige Schicht besitzen. Die, gegebenenfalls unterbrochene, membranartige Schicht kann an der äusseren und/oder inneren Oberfläche der porösen Hohlfäden angeordnet sein. Besonders vorteilhaft wird diese Schicht erst nach Fertigstellung des Spuloder Wickelkörpers insbesondere im Innern der porösen Hohlfäden vorgesehen. On the other hand, in many cases for such, but also other, fields of application, it is advantageous to use hollow fibers which only have an open-pore surface in sections and which have the membrane-like layer already described in more detail above. The optionally interrupted, membrane-like layer can be arranged on the outer and / or inner surface of the porous hollow threads. This layer is particularly advantageously provided only after completion of the winding or winding body, in particular inside the porous hollow filaments.

Schliesslich ist es erfindungsgemäss möglich, die erfmdungsgemässen Vorrichtungen auch bei Wärmetönungen, wie sie beim Mischen, Lösen, Verdünnen, chemischen Reagieren etc. mehrerer Reaktionspartner häufig auftreten, zu verwenden, wobei man beispielsweise einen Teil eines fluiden durch die Hohlfäden strömenden Reaktionspartners durch die Poren der Hohlfäden austreten und in einen zweiten fluiden Reaktionspartner einströmen lässt. Finally, it is possible according to the invention to use the devices according to the invention also in the case of heat effects which frequently occur when mixing, dissolving, diluting, chemically reacting, etc., of several reactants, for example by part of a fluid reactant flowing through the hollow fibers through the pores of the Hollow threads emerge and flow into a second fluid reaction partner.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: The invention will now be explained in more detail with reference to the drawing. Show it:

Fig. 1 bis 7 Querschnitte verschieden geformter poröser Hohlfaden, 1 to 7 cross sections of differently shaped porous hollow thread,

Fig. 8 bis 9 Längsschnitte durch nicht kreiszylinderför-mig ausgebildete poröse Hohlfäden, 8 to 9 longitudinal sections through non-circular cylindrical porous hollow threads,

Fig. 10 und 11 in vereinfachter schematischer Darstellung die Herstellung eines mehrlagigen Spulkörpers aus einem porösen Hohlfaden, 10 and 11 in a simplified schematic representation the manufacture of a multi-layer bobbin from a porous hollow thread,

Fig. 12 in vereinfachter schematischer Darstellung einen Längsschnitt durch einen Spulkörper aus porösen Hohlfäden mit an seinen Stirnseiten angegossenen flanschartigen Ansätzen aus einer Vergussmasse, 12 shows a simplified schematic illustration of a longitudinal section through a bobbin made of porous hollow threads with flange-like approaches from a casting compound cast onto its end faces,

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Fig. 13 bis 15 in vereinfachter schematischer Darstellung Längsschnitte durch verschieden geformte Spulkörper aus porösen Hohlfaden mit an ihren Stirnseiten angegossenen flanschartigen Ansätzen aus einer Vergussmasse, 13 to 15 in a simplified schematic representation, longitudinal sections through differently shaped bobbins made of porous hollow thread with flange-like approaches from a casting compound cast onto their end faces,

Fig. 16 in vereinfachter Darstellung einen Spulkörper aus porösen Hohlfaden mit nur einem stirnseitig angeordneten flanschartigen Ansatz aus einer Vergussmasse, 16 shows a simplified representation of a bobbin made of porous hollow thread with only one flange-like attachment made from a casting compound,

Fig. 17 in vereinfachter schematischer Darstellung einen Spulkörper mit an seinen beiden Stirnseiten angegossenen flanschartigen Ansätzen aus einer Vergussmasse, 17 shows a simplified schematic illustration of a bobbin with flange-like lugs from a casting compound cast on to its two end faces,

Fig. 18 bis 21 in vereinfachter schematischer Darstellung Ausführungsformen der erfmdungsgemässen Vorrichtungen unter Verwendung je eines Spulkörpers aus porösen Hohlfaden, 18 to 21 in a simplified schematic representation embodiments of the devices according to the invention each using a bobbin from porous hollow thread,

Fig. 22 bis 24 in vereinfachter schematischer Darstellung die Herstellung eines Spulkörpers aus zwei porösen Hohlfäden, 22 to 24 in a simplified schematic representation the manufacture of a bobbin from two porous hollow threads,

Fig. 25 in vereinfachter schematischer Darstellung eine Ausführungsform einer erfmdungsgemässen Vorrichtung unter Verwendung eines nach Fig. 22 bis 24 hergestellten Spulkörpers, 25 shows a simplified schematic representation of an embodiment of a device according to the invention using a bobbin produced according to FIGS. 22 to 24,

Fig. 26 bis 31 in vereinfachter schematischer Darstellung verschiedene Ausführungsformen von Hohlfädenbündeln, hergestellt aus Spulkörpern mit jeweils unterschiedlicher Querschnittsform, 26 to 31 in a simplified schematic representation different embodiments of hollow fiber bundles, produced from bobbins each with a different cross-sectional shape,

Fig. 32 bis 37 in vereinfachter schematischer Darstellung die Herstellung einer Ausführungsform der erfmdungsgemässen Vorrichtungen aus einem im wesentlichen scheibenförmigen Wickelkörper aus porösen Hohlfäden. 32 to 37 in a simplified schematic representation the manufacture of an embodiment of the devices according to the invention from an essentially disk-shaped winding body made of porous hollow fibers.

Die Figuren 1 bis 5 zeigen mögliche Querschnitte von profilierten porösen Hohlfäden, wie sie sich für erfindungsgemässe Vorrichtungen eignen. .. Figures 1 to 5 show possible cross sections of profiled porous hollow threads, such as are suitable for devices according to the invention. ..

Bei der in Fig. 1 dargestellten Form hat der poröse Hohlfaden einen im wesentlichen kreiszylinderförmigen Hohlraum 27, während er an seiner Aussenseite eine in seiner Längsrichtung verlaufende rippenförmige Erhebung 26 hat, die gegebenenfalls aus einem anderen Material bestehen kann als der Hohlfadenmantel. In the form shown in Fig. 1, the porous hollow thread has a substantially circular cylindrical cavity 27, while on the outside it has a rib-shaped elevation 26 running in its longitudinal direction, which may optionally be made of a different material than the hollow fiber jacket.

Der in Fig. 2 dargestellte poröse Hohlfaden hat ebenfalls einen im wesentlichen kreiszylinderförmigen Hohlraum 27 und vier in seiner Längsrichtung verlaufende rippenförmige Erhebungen 26 gegebenenfalls aus unterschiedlichem Material. The porous hollow thread shown in FIG. 2 also has an essentially circular-cylindrical cavity 27 and four rib-shaped elevations 26 running in its longitudinal direction, optionally made of different materials.

Der in Fig. 3 dargestellte poröse Hohlfaden hat einen im wesentlichen dreilappigen Querschnitt, wobei der Hohlraum 27 eine ähnliche Form wie der Hohlfadenmantel 28 hat, so dass dieser poröse Hohlfaden eine auf seinem Umfang im wesentlichen konstante Wandstärke hat. The porous hollow thread shown in FIG. 3 has an essentially three-lobed cross section, the cavity 27 having a shape similar to that of the hollow thread jacket 28, so that this porous hollow thread has an essentially constant wall thickness on its circumference.

Der in Fig. 4 dargestellte poröse Hohlfaden hat einen aussen im wesentlichen kreisförmigen Mantel 29, der an seiner Innenseite vier in Längsrichtung des porösen Hohlfadens verlaufende, in seinen Hohlraum 27 hineinragende rippenförmige Erhebungen 26 hat gegebenenfalls aus zum Mantel 29 unterschiedlichem Material. The porous hollow thread shown in FIG. 4 has a substantially circular outer shell 29, which has on its inside four rib-shaped elevations 26 which run in the longitudinal direction of the porous hollow thread and protrude into its hollow space 27 and may be made of different material from the shell 29.

Fig. 5 zeigt einen porösen Hohlfaden, bei dem der Mantel 28 einen sechseckigen Ringquerschnitt und der Hohlraum 27 einen sechseckigen Querschnitt hat. FIG. 5 shows a porous hollow thread in which the jacket 28 has a hexagonal ring cross section and the cavity 27 has a hexagonal cross section.

Fig. 6 zeigt einen Querschnitt durch ein Hohlfadengebilde, das beispielsweise dadurch hergestellt werden kann, dass drei poröse Hohlfäden mit rundem Querschnitt an ihren gemeinsamen Berührungslinien miteinander verschmolzen werden. FIG. 6 shows a cross section through a hollow thread structure, which can be produced, for example, by fusing three porous hollow threads with a round cross section at their common contact lines.

Fig. 7 zeigt einen Querschnitt durch einen porösen Hohlfaden mit einem im Innern des porösen Hohlfadens mittig angeordneten und in seiner Längsrichtung verlaufenden Steg 29. Dieser poröse Hohlfaden besitzt also zwei durch den Steg 29 voneinander getrennte gleichgrosse parallel zueinander verlaufende Hohlräume 27 mit halbkreisförmigem Querschnitt. 7 shows a cross section through a porous hollow thread with a web 29 arranged centrally in the interior of the porous hollow thread and extending in its longitudinal direction. This porous hollow thread thus has two equally large cavities 27 with a semicircular cross section which are separated from one another by the web 29.

Fig. 8 zeigt einen Längsschnitt durch einen porösen Hohlfaden mit einem in seiner Längsrichtung in gegebenenfalls regelmässigen Abständen sich vergrössernden und anschliessend wieder verkleinernden Aussendurchmesser bzw. Umfang und einem in seiner Längsrichtung in gegebenenfalls regelmässigen Abständen sich verkleinernden und anschliessend wieder vergrössernden Innendurchmesser bzw. Hohlraumumfang. Hierdurch hat der poröse Hohlfaden einen Mantel 28 mit in Längsrichtung des porösen Hohlfadens sich ändernder Wandstärke. 8 shows a longitudinal section through a porous hollow thread with an outer diameter or circumference which increases in its longitudinal direction at possibly regular intervals and then decreases again and an inner diameter or cavity circumference which decreases in its longitudinal direction at optionally regular intervals and subsequently increases again. As a result, the porous hollow thread has a jacket 28 with a changing wall thickness in the longitudinal direction of the porous hollow thread.

Fig. 9 zeigt einen Längsschnitt durch einen porösen Hohlfaden mit einem in seiner Längsrichtung in gegebenenfalls regelmässigen Abständen sich vergrössernden Querschnitt, wobei die Wandstärke des porösen Hohlfadens in seiner Längsrichtung konstant bleibt. FIG. 9 shows a longitudinal section through a porous hollow thread with a cross section that increases in its longitudinal direction at regular intervals, the wall thickness of the porous hollow thread remaining constant in its longitudinal direction.

In den Fig. 10 und 11 ist in vereinfachter schematischer Darstellung eine bekannte Einrichtung zur Herstellung von für die erfmdungsgemässen Vorrichtungen geeigneten Spulkörpern dargestellt. Der zugelieferte endlose poröse Hohlfaden 1 wird über einen sich hin- und herbewegenden Fadenführer 2 auf einen rotierenden perforierten Spulenträger 3 aufgewickelt, wodurch ein Spulkörper 4 entsteht, der aus mehreren Lagen sich unter einem vorher festlegbaren Winkel kreuzender wendeiförmig ausgebildeter Abschnitte des endlos zugelieferten und aufgewickelten porösen Hohlfadens 1 aufgebaut ist. 10 and 11, a known device for producing bobbins suitable for the devices according to the invention is shown in a simplified schematic representation. The supplied endless porous hollow thread 1 is wound over a reciprocating thread guide 2 on a rotating perforated bobbin 3, whereby a bobbin 4 is formed which consists of several layers intersecting at a predetermined angle intersecting helically shaped sections of the endlessly supplied and wound porous Hollow thread 1 is constructed.

Fig. 12 zeigt einen Längsschnitt eines beispielsweise mit einer gemäss Fig. 10 und 11 beschriebenen Einrichtung hergestellten Spulkörpers 4. Der Spulkörper 4 ist an seinen beiden Stirnseiten 5 mit flanschartigen Ansätzen 7 aus einer härtbaren Vergussmasse versehen, die im Schleudergussverfahren in die gewünschte Form gebracht worden ist. Durch Abtrennen eines Teils der flanschartigen Ansätze 7 entlang der Linien A bzw. B können die Öffnungen der porösen Hohlfäden des Spulkörpers 4 freigelegt werden. Der perforierte Spulenträger 3 gestattet eine radiale Durchströmung des Spulkörpers 4. FIG. 12 shows a longitudinal section of a bobbin 4 produced, for example, with a device described in accordance with FIGS. 10 and 11. The bobbin 4 is provided on its two end faces 5 with flange-like projections 7 made of a hardenable casting compound, which have been brought into the desired shape by centrifugal casting is. By separating part of the flange-like lugs 7 along the lines A and B, the openings of the porous hollow threads of the bobbin 4 can be exposed. The perforated coil carrier 3 allows a radial flow through the coil body 4.

Der in Fig. 13 im Längsschnitt dargestellte Spulkörper 4 ist durch gleichmässiges Aufwickeln eines endlosen porösen Hohlfadens auf einen konisch ausgebildeten Spulenträger 3 entstanden und hat dadurch selbst Konusform. Bei diesem Spulkörper 4 sind die Enden der einzelnen Hohlfadenabschnitte durch Abtrennen eines Teils der flanschartigen Ansätze 7 (wie bei Fig. 12 bereits beschrieben) freigelegt. The bobbin 4 shown in longitudinal section in FIG. 13 has been created by uniformly winding an endless porous hollow thread onto a conical bobbin 3 and thereby has a conical shape. In this bobbin 4, the ends of the individual hollow fiber sections are exposed by severing part of the flange-like shoulders 7 (as already described in FIG. 12).

Der in Fig. 14 im Längsschnitt dargestellte Spulenkörper 4 ist durch gleichmässiges Aufwickeln eines endlosen porösen Hohlfadens auf einen diaboloförmig ausgebildeten Spulenträger 3 entstanden und hat dadurch selbst Diaboloform. Bei diesem Spulenkörper 4 sind die Enden der einzelnen Hohlfadenabschnitte durch Abtrennen eines Teils der flanschartigen Ansätze 7 (wie bei Fig. 12 bereits beschrieben) freigelegt. The bobbin 4 shown in longitudinal section in FIG. 14 has been created by uniformly winding an endless porous hollow thread onto a bobbin 3 in the form of a diaboloid and thereby has a diabolic shape itself. In this bobbin 4, the ends of the individual hollow fiber sections are exposed by severing part of the flange-like lugs 7 (as already described in FIG. 12).

Der in Fig. 15 im Längsschnitt dargestellte Spulkörper 4 ist durch gleichmässiges Aufwickeln eines endlosen porösen Hohlfadens auf einen tonnenförmig ausgebildeten Spulenträger 3 entstanden und hat dadurch selbst Tonnenform. Bei diesem Spulkörper 4 sind die Enden der einzelnen Hohlfadenabschnitte durch Abtrennen eines Teils der flanschartigen Ansätze 7 (wie bei Fig. 12 bereits beschrieben) freigelegt. The bobbin 4 shown in longitudinal section in FIG. 15 has been created by uniformly winding an endless porous hollow thread onto a barrel-shaped bobbin 3 and thereby has a barrel shape itself. In this bobbin 4, the ends of the individual hollow fiber sections are exposed by severing part of the flange-like shoulders 7 (as already described in FIG. 12).

Der in Fig. 16 dargestellte Spulkörper 4 ist durch gleichmässiges Aufwickeln eines endlosen porösen Hohlfadens auf einen kreiszylinderförmigen Spulenträger entstanden und hat dadurch selbst Kreiszylinderform. Dieser Spulkörper 4 ist nur an einem Ende mit einem flanschartigen Ansatz 7 versehen, wobei hierbei die Enden der einzelnen Hohlfadenabschnitte des Spulkörpers 4 durch das bereits beschriebene The bobbin 4 shown in Fig. 16 is formed by uniformly winding an endless porous hollow thread on a circular cylindrical bobbin and thereby has the shape of a circular cylinder itself. This bobbin 4 is provided at one end only with a flange-like extension 7, the ends of the individual hollow fiber sections of the bobbin 4 being replaced by what has already been described

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Abtrennen eines Teils des flanschartigen Ansatzes 7 nur auf eben dieser einen Seite freigelegt sind. Removing part of the flange-like extension 7 are only exposed on this one side.

Der Strömungsweg eines Fluids durch die porösen Hohlfaden eines solchen Spulkörpers verläuft ähnlich wie derjenige eines U-förmig ausgebildeten Rohres. Das heisst die Ein-und Austrittsöffnungen für das Fluid liegen bei diesem Spulkörper in ein und derselben Ebene. The flow path of a fluid through the porous hollow thread of such a bobbin is similar to that of a U-shaped tube. This means that the inlet and outlet openings for the fluid are in one and the same plane in this bobbin.

Fig. 17 zeigt einen Spulkörper, wie er sich ergibt, wenn die flanschartigen Ansätze 7 teilweise, beispielsweise wie in Fig. 12 dargestellt entlang den Linien A-A bzw. B-B abgetrennt werden. Fig. 17 shows a bobbin as it results when the flange-like lugs 7 are partially separated, for example as shown in Fig. 12 along the lines A-A and B-B.

Fig. 18 zeigt die Verwendung eines gemäss den Fig. 10 bis 12 hergestellten Spulkörpers 4 in einer erfmdungsgemässen Vorrichtung. Der Spulkörper 4 mit den flanschartigen Ansätzen 7 ist dabei in dem entsprechend bemessenen Gehäuse 10 angeordnet. Ein erstes Fluid 8 tritt durch den Eintrittsstutzen 11 in den Verteilerraum 16 der Vorrichtung und gelangt von dort in die Eintrittsöffnungen der in dem Spulenkörper 4 angeordneten porösen Hohlfaden, durchströmt diese und verlässt sie auf der gegenüberliegenden Stirnseite des Spulkörpers 4, gelangt in den Sammelraum 17 der Vorrichtung und verlässt diese durch den Austrittsstutzen 12. Die Durchströmung der porösen Hohlfaden ist auch in umgekehrter Richtung möglich. Ein zweites Fluid 9 tritt durch den Eintrittsstutzen 13 in den Kernraum 18 des Spulkörpers 4, der an seinem Ende 15 abgedichtet ist, durchströmt den Spulkörper 4 in radialer Richtung von innen nach aussen und gelangt in den ringzylinderförmigen Sammelraum 19, von wo aus es die Vorrichtung durch den Austrittsstutzen 14 verlässt. 18 shows the use of a bobbin 4 produced according to FIGS. 10 to 12 in a device according to the invention. The bobbin 4 with the flange-like lugs 7 is arranged in the correspondingly dimensioned housing 10. A first fluid 8 passes through the inlet nozzle 11 into the distributor space 16 of the device and from there enters the inlet openings of the porous hollow thread arranged in the bobbin 4, flows through it and leaves it on the opposite end face of the bobbin 4, arrives in the collecting space 17 Device and leaves it through the outlet port 12. The flow through the porous hollow thread is also possible in the opposite direction. A second fluid 9 passes through the inlet connection 13 into the core space 18 of the bobbin 4, which is sealed at its end 15, flows through the bobbin 4 in the radial direction from the inside to the outside and reaches the annular cylindrical collecting space 19, from where it is the device leaves through the outlet port 14.

Das erste Fluid 8 kann hierbei wie auch bei den in den Fig. 19 bis 21 und 34 bis 37 beschriebenen Ausführungsfor-men der erfmdungsgemässen Vorrichtung eine Flüssigkeit und das zweite Fluid 9 beispielsweise ein Gas oder Luft sein, welche bei der Anwendung von Verdampfungs- oder Verdunstungskühlung die an der äusseren Oberfläche der Hohlfadenabschnitte entstehenden Flüssigkeitsdämpfe aufnehmen und mitschleppen. Das erste Fluid 8 kann dabei eine höhere oder tiefere Temperatur haben als das zweite Fluid 9. Wird das Hindurchtreten von Fluiden durch die Wand der porösen Hohlfäden jedoch nicht gewünscht, so können die Vorrichtungen erfindungsgemäss aus mit einer membranartigen fluidundurchlässigen Schicht ummantelten porösen Hohlfäden hergestellt werden. The first fluid 8 can, as in the embodiments of the device according to the invention described in FIGS. 19 to 21 and 34 to 37, be a liquid and the second fluid 9 a gas or air, for example, which is used when using evaporation or Evaporative cooling absorbs and carries along the liquid vapors generated on the outer surface of the hollow fiber sections. The first fluid 8 can have a higher or lower temperature than the second fluid 9. However, if the passage of fluids through the wall of the porous hollow filaments is not desired, the devices according to the invention can be produced from porous hollow filaments coated with a membrane-like fluid-impermeable layer.

Fig. 19 zeigt eine erfindungsgemässe Vorrichtung, bei der der Spulkörper 4 mit einer Trennwand 21 versehen ist, die jedoch so angeordnet ist, dass der freie Durchflussquerschnitt der einzelnen porösen Hohlfäden dadurch nicht unterbrochen wird. Ein erstes Fluid 8 durchströmt hierbei die Vorrichtung in gleicher Weise wie bereits in Fig. 18 beschrieben. Ein zweites Fluid 9 tritt durch den Eintrittsstutzen 13 der Vorrichtung in den ringzylinderförmigen Verteilerraum 20, durchströmt danach die rechte Hälfte des Spulkörpers 4 in radialer Richtung von aussen nach innen und gelangt in den Kernraum 18 des Spulkörpers 4, der an seinen beiden stirnseitigen Enden 15 verschlossen ist. Anschliessend durchströmt das zweite Fluid 9 die linke Hälfte des Spulkörpers 4 in radialer Richtung von innen nach aussen und gelangt in den ringzylinderförmigen Sammlerraum 19, von woaus es die Vorrichtung durch den Austrittsstutzen 14 verlässt. 19 shows a device according to the invention, in which the bobbin 4 is provided with a dividing wall 21, which is however arranged in such a way that the free flow cross section of the individual porous hollow filaments is not interrupted thereby. A first fluid 8 flows through the device in the same way as already described in FIG. 18. A second fluid 9 passes through the inlet connection 13 of the device into the annular cylindrical distributor space 20, then flows through the right half of the bobbin 4 in the radial direction from the outside inwards and reaches the core space 18 of the bobbin 4, which is closed at its two ends 15 is. Subsequently, the second fluid 9 flows through the left half of the bobbin 4 in the radial direction from the inside to the outside and reaches the annular cylindrical collector space 19, from where it leaves the device through the outlet connection 14.

Fig. 20 zeigt eine erfindungsgemässe Vorrichtung, bei der die porösen Hohlfäden des Spulkörpers 4 gemäss Fig. 16 nur an einer Seite mit einem flanschartigen Ansatz 7 versehen und aufgeschnitten sind und die Eintrittsöffnungen und die Austrittsöffnungen der einzelnen porösen Hohlfäden jeweils um 180°C gegeneinander versetzt angeordnet sind, sich also gegenüberliegen, d.h. ähnlich angeordnet sind, wie dies von herkömmlichen Wärmeaustauschern mit U-förmig ausgebil650696 20 shows a device according to the invention, in which the porous hollow threads of the bobbin 4 according to FIG. 16 are provided and cut open on one side only with a flange-like extension 7 and the inlet openings and the outlet openings of the individual porous hollow threads are each offset by 180 ° C. are arranged, that is to face each other, ie are arranged similar to that of conventional heat exchangers with a U-shaped design

deten Rohren her bekannt ist. Bei dieser Vorrichtung tritt ein erstes Fluid 8 durch den Eintrittsstutzen 11 in den Verteilerraum 16, gelangt von dort in das Innere der porösen Hohlfäden des Spulkörpers 4, durchströmt diese zunächst in der einen und danach in der dieser im wesentlichen entgegengesetzten Richtung und gelangt anschliessend in den Sammlerraum 17, von wo es durch den Austrittsstutzen 12 die Vorrichtung wieder verlässt. Ein zweites Fluid 9 tritt durch den Eintrittsstutzen 13 in den ringzylinderförmigen Verteilerraum 20, von woaus es den Spulkörper 4 in radialer Richtung von aussen nach innen durchströmt und in den Kernraum 18 des Spulkörpers 4 gelangt, der an der Stirnseite 15 abgedichtet ist, und verlässt von dort durch den Austrittsstutzen 14 die Vorrichtung. known pipes ago. In this device, a first fluid 8 passes through the inlet connection 11 into the distributor space 16, from there it enters the interior of the porous hollow filaments of the bobbin 4, flows through them first in one direction and then in the direction essentially opposite thereto, and then reaches the Collector room 17, from where it leaves the device again through the outlet connection 12. A second fluid 9 passes through the inlet connection 13 into the annular cylindrical distributor space 20, from where it flows through the bobbin 4 in the radial direction from the outside inwards and into the core space 18 of the bobbin 4, which is sealed on the end face 15, and leaves from there through the outlet port 14 the device.

In Fig. 21 ist eine erfindungsgemässe Vorrichtung dargestellt, die die wesentlichen Merkmale des in Fig. 19 und 20 dargestellten Spulkörpers 4 vereint. Das erste Fluid 8 durchströmt dabei die porösen Hohlfäden des Spulkörpers 4 wie in Fig. 20 beschrieben, das zweite Fluid 9 umströmt dabei die porösen Hohlfäden des Spulkörpers 4 wie in Fig. 19 beschrieben. FIG. 21 shows a device according to the invention, which combines the essential features of the bobbin 4 shown in FIGS. 19 and 20. The first fluid 8 flows through the porous hollow threads of the bobbin 4 as described in FIG. 20, the second fluid 9 flows around the porous hollow threads of the bobbin 4 as described in FIG. 19.

Die Figuren 22 bis 23 zeigen in vereinfachter schematischer Darstellung eine Einrichtung zur Herstellung eines Spulkörpers 4 aus zwei von zwei Spulen 6 getrennt zugeführten, jedoch gleichzeitig auf einen gemeinsamen Spulenträger 3 aufgewickelten porösen Hohlfäden 1. Durch in Längsrichtung des Spulkörpers 4 versetzte Anordnung der Fadenführer 2, wie aus Fig. 23 bzw. 24 ersichtlich, ist es möglich, einen Spulkörper 4 herzustellen, bei dem die jeweiligen Lagen der beiden porösen Hohlfäden 1 in Längsrichtung des Spulkörpers 4 versetzt zueinander aufgewickelt werden, so dass sich an den Stirnseiten des Spulkörpers 4 je ein Bereich 22 bildet, der nur von einem der beiden porösen Hohlfäden gebildet wird. Durch Entfernen dieser beiden Bereiche 22 ergibt sich ein Spulkörper der auf der einen Seite die Eintritts- und die Austrittsöffnungen für ein erstes Fluid und auf der gegenüberliegenden Stirnseite diejenigen für ein zweites Fluid hat. FIGS. 22 to 23 show, in a simplified schematic representation, a device for producing a bobbin 4 from two porous hollow threads 1 which are fed separately from two bobbins 6 but are simultaneously wound onto a common bobbin 3 by arranging the thread guides 2 offset in the longitudinal direction of the bobbin 4. 23 and 24 can be seen, it is possible to produce a bobbin 4, in which the respective layers of the two porous hollow fibers 1 are wound offset with respect to one another in the longitudinal direction of the bobbin 4, so that there is one on the end faces of the bobbin 4 Forms region 22, which is formed only by one of the two porous hollow threads. Removing these two areas 22 results in a bobbin having on one side the inlet and outlet openings for a first fluid and on the opposite end face those for a second fluid.

Die Verwendung eines derartigen gemäss Fig. 22 bis 24 hergestellten Spulkörpers in einer erfmdungsgemässen Vorrichtung ist in Fig. 25 dargestellt. Darüber hinaus befindet sich bei dieser in Fig. 25 dargestellten Ausführungsform der Spulkörper 4 in einem die Wärme gut leitenden festen oder flüssigen Stoff 23. Eine solche Vorrichtung gestattet es, beispielsweise die Wärme von einem ersten Fluid 8 auf ein zweites Fluid 9 unter Ausnutzung der guten Wärmeleiteigen-schaften des Stoffes 23 zu übertragen, wobei das Fluid 8 die entsprechenden, aus dem einen porösen Hohlfaden gebildeten Lagen des Spulkörpers 4 beispielsweise in der in Fig.'20 dargestellten Weise durchströmt, in Fig. 25 ist dieser Strömungsweg schematisch als gestrichelte Linie angedeutet, während das zweite Fluid 9 einen hierzu spiegelbildlichen Strömungsweg nimmt, der in Fig. 25 durch die durchgezogene Linie angedeutet ist. The use of such a bobbin produced according to FIGS. 22 to 24 in a device according to the invention is shown in FIG. 25. In addition, in this embodiment shown in FIG. 25, the bobbin 4 is in a solid or liquid substance 23 that conducts heat well. Such a device allows, for example, the heat from a first fluid 8 to a second fluid 9 using the good ones To transfer heat-conducting properties of the substance 23, the fluid 8 flowing through the corresponding layers of the bobbin 4 formed from a porous hollow thread, for example in the manner shown in FIG. 20, in FIG. 25 this flow path is indicated schematically as a dashed line while the second fluid 9 takes a flow path that is mirror image of this, which is indicated in FIG. 25 by the solid line.

In Fig. 26 ist ein Spulkörper 4 mit an seinen beiden Stirnflächen angeordneten flanschartigen Ansätzen 7 dargestellt, wobei die flanschartigen Ansätze 7 (wie diejenigen der in den Figuren 12 bis 21 dargestellten Spulkörper 4) einen grösseren äusseren Umfang haben als der Spulkörper 4. Die flanschartigen Ansätze 7 und der Spulkörper 4 haben hierbei jedoch einen elliptischen Ringquerschnitt. 26 shows a bobbin 4 with flange-like projections 7 arranged on its two end faces, the flange-like projections 7 (like those of the bobbin 4 shown in FIGS. 12 to 21) having a larger outer circumference than the bobbin 4. The flange-like ones Lugs 7 and the bobbin 4 have an elliptical ring cross section.

Fig. 27 zeigt, dass man einen Spulkörper 4 nicht nur an seinen Stirnseiten eingiessen und entsprechend aufschneiden kann wie oben beschrieben, sondern auch entlang einer oder mehrerer seiner Mantellinien. Bei der in Fig. 27 dargestellten Ausführungsform münden die porösen Hohlfäden demge-mäss in zwei kreiszylinderförmig von einer beispielsweise aus Giessharz bestehenden Wandung umgebene Hohlräume 24 bzw. 25, die, wie bei den oben bereits beschriebenen Figuren 27 shows that a bobbin 4 can not only be cast in at its end faces and cut open accordingly, as described above, but also along one or more of its surface lines. In the embodiment shown in FIG. 27, the porous hollow threads accordingly open into two circular-cylindrical cavities 24 and 25, which, as in the figures already described, are surrounded by a wall made of cast resin, for example

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erläutert, als Verteiler- bzw. Sammlerraum für das durch die porösen Hohlräume strömende Fluid dienen. explained, serve as a distributor or collector space for the fluid flowing through the porous cavities.

Fig. 28 zeigt einen Querschnitt durch einen Spulkörper 4, den man erhält, wenn man die porösen Hohlfäden auf einen Spulenträger 3 mit einem rechteckigen Querschnitt mit abgerundeten Ecken aufwickelt. Fig. 28 shows a cross section through a bobbin 4, which is obtained when the porous hollow threads are wound on a bobbin 3 with a rectangular cross section with rounded corners.

Fig. 29 zeigt einen Querschnitt durch einen Spulkörper 4, den man erhält, wenn man einen Spulkörper 4 gemäss Fig. 28 entlang zweier seiner Mantellinien wie in Fig. 27 bereits beschrieben, beispielsweise in Giessharz eingiesst und anschliessend in der bereits beschriebenen Art und Weise die Öffnungen der porösen Hohlfäden freilegt. FIG. 29 shows a cross section through a bobbin 4, which is obtained if a bobbin 4 according to FIG. 28 is poured along two of its surface lines as already described in FIG. 27, for example in casting resin, and then in the manner already described Openings of the porous hollow threads are exposed.

Fig. 30 zeigt einen Querschnitt durch einen Spulkörper 4, den man ebenfalls aus dem in Fig. 28 dargestellten Spulkörper 4 herstellen kann, und Fig. 31 einen solchen, wie man ihn in gleicher Weise, wie in Fig. 27 beschrieben, aus einem Spulkörper 4 mit kreisförmigem Ringquerschnitt erhält. FIG. 30 shows a cross section through a bobbin 4, which can also be produced from the bobbin 4 shown in FIG. 28, and FIG. 31 shows a bobbin as it is described in the same manner as in FIG. 27 4 with a circular ring cross-section.

Die in den Figuren 27 bis 31 dargestellten erfmdungsgemässen Ausführungsformen eignen sich hervorragend zur Wärmeübertragung von einem flüssigen Medium auf ein gasförmiges (z.B. als Autokühler) oder umgekehrt, wobei das flüssige Medium zweckmässigerweise durch die porösen Hohlfäden strömt und das gasförmige die porösen Hohlfäden umströmt, wobei auch hierbei je nach Art der verwendeten porösen Hohlfäden, wie oben bereits beschrieben, mit oder ohne Verdunstungskühlung gearbeitet werden kann. The embodiments according to the invention shown in FIGS. 27 to 31 are outstandingly suitable for heat transfer from a liquid medium to a gaseous one (e.g. as a car cooler) or vice versa, the liquid medium expediently flowing through the porous hollow threads and the gaseous medium flowing around the porous hollow threads, whereby also depending on the type of porous hollow fibers used, as already described above, it is possible to work with or without evaporative cooling.

Fig. 32 zeigt einen Querschnitt durch einen ringförmigen Wickelträger 31, wie er sich zur Herstellung eines scheibenförmigen Wickelkörpers aus porösen Hohlfäden eignet. 32 shows a cross section through an annular winding support 31, as is suitable for producing a disc-shaped winding body from porous hollow threads.

Fig. 33 zeigt eine mögliche Anordnung der einzelnen Fadenabschnitte beispielsweise eines endlos aufgewickelten porösen Hohlfadens auf dem ringförmigen Wickelträger 31. Die Hohlfadenabschnitte können hierbei in mehreren übereinanderliegenden sich jeweils mehrfach kreuzenden Lagen angeordnet sein. 33 shows a possible arrangement of the individual thread sections, for example of an endlessly wound porous hollow thread on the annular winding support 31. The hollow thread sections can be arranged in several superimposed layers, each of which crosses several times.

Durch Vergiessen des äusseren Teils des ringförmigen Wickelträgers 31 beispielsweise in eine härtbare Vergussmasse und anschliessendes Entfernen eines Teils des ringförmigen Vergussmasseansatzes bis in den Bereich des Umkehrteilstücke 32 der Hohlfadenabschnitte wird der zunächst endlose poröse Hohlfaden 1 in eine Vielzahl gleichlanger in mehreren Lagen angeordneter und sich mehrfach kreuzender Hohlfadenabschnitte zerteilt und werden dabei an jeder Trennstelle die Öffnungen der einzelnen Hohlfadenabschnitte freigelegt. Der äussere Durchmesser des nicht abgearbeiteten Teils des ringförmigen Gussmasseansatzes ist also im allgemeinen gleich oder geringfügig kleiner als der äussere Durchmesser des ringförmigen Wickelträgers 31. By casting the outer part of the ring-shaped winding support 31, for example into a hardenable sealing compound and then removing part of the ring-shaped sealing compound approach into the area of the reversing sections 32 of the hollow thread sections, the initially endless porous hollow thread 1 is arranged in a plurality of equally long ones arranged in several layers and intersecting several times Hollow thread sections divided and the openings of the individual hollow thread sections are exposed at each separation point. The outer diameter of the unprocessed part of the annular casting compound approach is therefore generally the same or slightly smaller than the outer diameter of the annular winding carrier 31.

Fig. 34 zeigt im Schnitt entlang der Linie XXXIV-XXXIV in Fig. 35 eine scheibenförmige Ausführungsform der erfmdungsgemässen Vorrichtung, bei welcher ein Wickelkörper 4 gemäss Fig. 33 verwendet wurde. Durch entsprechendes Anordnen der Eintrittsstutzen 11 und der Verteilerräume 16 sowie der Sammlerräume 17 und der Austrittsstutzen 12 für ein erstes Fluid 8 bzw. der Eintrittsstutzen 13 und der Verteilerräume 20 sowie der Sammlerräume 19 und der FIG. 34 shows in section along the line XXXIV-XXXIV in FIG. 35 a disk-shaped embodiment of the device according to the invention, in which a winding body 4 according to FIG. 33 was used. By appropriately arranging the inlet connection 11 and the distribution spaces 16 and the collector spaces 17 and the outlet connection 12 for a first fluid 8 or the inlet connection 13 and the distribution spaces 20 and the collector spaces 19 and

Austrittsstutzen 14 für ein zweites Fluid 9 erhält man eine Vorrichtung mit insgesamt je zwei Einlässen und zwei Auslässen für die zwei Fluide 8 und 9. Dabei wird jeweils der durch den einen Einlass in die Vorrichtung eintretende Fluidstrom geteilt, so dass jeweils nur die Hälfte eines jeden Teilstroms der Fluide 8 bzw. 9 die beiden jeweiligen mit dem entsprechenden Einlass in Verbindung stehenden Auslässe erreicht und sich dort mit einer der Hälfte des anderen Teilstroms der Fluide 8 bzw. 9 vereint. In Fig. 34 ist dieser Strömungsverlauf durch Pfeile und vier als dicke Linien ausgezogene Hohlfadenabschnitte veranschaulicht. Outlet connector 14 for a second fluid 9 gives a device with a total of two inlets and two outlets for the two fluids 8 and 9. The fluid flow entering the device through one inlet is divided so that only half of each Partial flow of the fluids 8 and 9, respectively, reaches the two respective outlets connected to the corresponding inlet and is combined there with one half of the other partial flow of the fluids 8 and 9, respectively. This flow pattern is illustrated in FIG. 34 by arrows and four hollow thread sections drawn out as thick lines.

Fig. 35 zeigt einen Schnitt entlang der Linie XXXV-XXXV durch Fig. 34. Zu erkennen sind der ringförmige Wickelträger 31, der ringförmige Ansatz 7 aus einer härtbaren Gussmasse, der Wickelkörper 4 sowie die beiden sich gegenüberliegenden Verteilerräume 16 für das erste Fluid 8. FIG. 35 shows a section along the line XXXV-XXXV through FIG. 34. The ring-shaped winding carrier 31, the ring-shaped extension 7 made of a hardenable casting compound, the winding body 4 and the two opposite distributor spaces 16 for the first fluid 8 can be seen.

Fig. 36 zeigt eine weitere Anordnungsmöglichkeit eines endlosen porösen Hohlfadens 1 auf einem ringförmigen Wickelträger 31 zur Herstellung eines Hohlfadenwickels für scheibenförmige Ausführungsformen der erfmdungsgemässen Vorrichtung. 36 shows a further possibility of arranging an endless porous hollow thread 1 on an annular winding carrier 31 for producing a hollow thread winding for disk-shaped embodiments of the device according to the invention.

Fig. 37 zeigt einen Querschnitt durch eine erfindungsgemässe Vorrichtung, bei welcher ein Wickelkörper gemäss Fig. 36 verwendet wurde. Die Öffnungen der einzelnen Hohlfadenlagen wurden hierbei, wie in Fig. 32 bis 35 bereits beschrieben, freigelegt. Bei dieser Ausführungsform tritt das erste Fluid 8 durch den Eintrittsstutzen 11 in den Verteilerraum 16, durchströmt anschliessend die porösen Hohlfäden des Wickelkörpers 4, tritt in den Sammlerraum 17 und verlässt die Vorrichtung durch den Austrittsstutzen 12. Die übrigen Teile dieser Vorrichtimg entsprechen ihren Positionszahlen gemäss den beispielsweise in Fig. 34 beschriebenen Teilen. Ein an der Wärmeübertragung teilnehmendes beispielsweise zweites Fluid durchströmt die in Fig. 37 dargestellte Vorrichtung in im wesentlichen axialer Richtung derselben. 37 shows a cross section through a device according to the invention, in which a winding body according to FIG. 36 was used. The openings of the individual hollow fiber layers were exposed, as already described in FIGS. 32 to 35. In this embodiment, the first fluid 8 passes through the inlet nozzle 11 into the distributor space 16, then flows through the porous hollow threads of the winding body 4, enters the collector chamber 17 and leaves the device through the outlet nozzle 12. The remaining parts of this device correspond to their position numbers according to for example, parts described in FIG. 34. For example, a second fluid participating in the heat transfer flows through the device shown in FIG. 37 in an essentially axial direction thereof.

Während sich die in Fig. 37 dargestellte Vorrichtung somit also zur Wärmeübertragung von einem Medium auf ein anderes eignet, können bei der in Fig. 34 und 35 dargestellten Vorrichtung insgesamt drei Medien an der Wärmeübertragung teilnehmen. Bei der in Fig. 34 und 35 dargestellten Vorrichtung könnte das dritte Medium beispielsweise ein die Wärme gut leitender fester oder flüssiger Stoff sein, der die porösen Hohlfäden von aussen umgibt, oder aber ein, den Wärmeaustauscher in seiner axialen Richtung durchströmendes, drittes Fluid. Thus, while the device shown in FIG. 37 is suitable for heat transfer from one medium to another, in the device shown in FIGS. 34 and 35 a total of three media can participate in the heat transfer. In the device shown in FIGS. 34 and 35, the third medium could, for example, be a solid or liquid substance which conducts heat well, which surrounds the porous hollow filaments from the outside, or a third fluid which flows through the heat exchanger in its axial direction.

Die Verwendung der in den Figuren 33 und 36 beispielhalber beschriebenen scheibenförmigen Wickelkörper beschränkt sich nicht nur auf die Herstellung von im wesentlichen scheibenförmigen Vorrichtungen, sondern es ist erfin-dungsgemäss möglich, eine Vielzahl derartiger Wickelkörper übereinander anzuordnen und auf diese Weise eine beliebige Anzahl von Fluiden an der Stoff- und/oder Wärmeübertragung teilnehmen zu lassen. The use of the disk-shaped winding bodies described by way of example in FIGS. 33 and 36 is not only limited to the production of essentially disk-shaped devices, but it is also possible according to the invention to arrange a large number of such winding bodies one above the other and in this way to apply any number of fluids the substance and / or heat transfer to participate.

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8 Blatt Zeichnungen 8 sheets of drawings

Claims (18)

650 696 PATENTANSPRÜCHE650 696 PATENT CLAIMS 1. Vorrichtung zum Wärme- und/oder Stoffaustausch zwischen fluiden Medien und/oder zur Filtration derselben, in welcher der Wärme- und/oder Stoffaustausch durch Hohlfaden direkt oder indirekt und die Filtration durch solche Fäden immer direkt erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlfäden aus synthetischen Polymeren mit 10 bis 90 YoL-% miteinander in Verbindung stehender Poren und einer ebenen offene Poren aufweisenden Oberfläche, wobei der Anteil der Öffnungen in der Oberfläche 10 bis 90% beträgt, bestehen. 1. Device for heat and / or material exchange between fluid media and / or for filtration thereof, in which the heat and / or material exchange by hollow filament directly or indirectly and the filtration through such filaments always takes place directly, characterized in that the hollow filaments consist of synthetic polymers with 10 to 90% YoL% of interconnected pores and a flat open pore surface, the proportion of openings in the surface being 10 to 90%. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder einzelne Hohlfaden auf dem grössten Teil seiner Länge, vorzugsweise auf seiner gesamten Länge und/ oder der grösste Teil aller Hohlfäden, vorzugsweise die Gesamtheit aller Hohlfäden schlaufenförmig ausgebildet ist. 2. Device according to claim 1, characterized in that each individual hollow thread is loop-shaped over most of its length, preferably over its entire length and / or most of all hollow threads, preferably all of the hollow threads. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlfäden wendeiförmig oder spiralförmig ausgebildet sind. 3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the hollow threads are helical or spiral. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlfäden in mehreren Lagen angeordnet sind, wobei die Hohlfäden in jeder Lage die Hohlfäden jeder der benachbarten Lage gegebenenfalls mehrfach kreuzen. 4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the hollow threads are arranged in several layers, the hollow threads in each layer possibly crossing the hollow threads of each of the adjacent layers several times. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlfäden in Form eines mehrlagigen Spul- oder Wickelkörpers angeordnet sind. 5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the hollow threads are arranged in the form of a multi-layer bobbin or winding body. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlfäden in Form von Spul- oder Wickelkörpern mit einem runden, elliptischen oder viereckigen Ringquerschnitt mit abgerundeten Ecken angeordnet sind. 6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the hollow threads are arranged in the form of bobbins or bobbins with a round, elliptical or square ring cross-section with rounded corners. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlfäden in Form von Spul- oder Wickelkörpern mit einem rechteckigen Ringquerschnitt mit abgerundeten Ecken angeordnet sind. 7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the hollow threads are arranged in the form of bobbins or bobbins with a rectangular ring cross section with rounded corners. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlfäden in Form von Spul- oder Wickelkörpern mit einem entlang der Längsachse derselben grösser und/oder kleiner werdenden Ringquerschnitt angeordnet sind. 8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the hollow threads are arranged in the form of bobbins or bobbins with a ring cross-section which becomes larger and / or smaller along the longitudinal axis thereof. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlfäden in Form von gewebten, gewirkten, gestrickten und/oder nach einem Ablegeverfahren erzeugten Flächengebilden angeordnet sind. 9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the hollow threads are arranged in the form of woven, knitted, knitted and / or flat structures produced by a laying process. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei welcher der Stoffaustausch durch die Hohlfäden indirekt erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Hohlfäden eine als Membran wirkende Schicht aufgebracht ist. 10. Device according to one of claims 1 to 9, in which the mass transfer takes place indirectly through the hollow threads, characterized in that a layer acting as a membrane is applied to the hollow threads. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei welcher der Stoffaustausch durch die Hohlfäden indirekt erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Hohlfäden eine als Membran wirkende fluidundurchlässige Schicht aufgebracht ist. 11. The device according to one of claims 1 to 10, in which the mass transfer takes place indirectly through the hollow threads, characterized in that a fluid-impermeable layer acting as a membrane is applied to the hollow threads. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlfäden Graphit, Metallteilchen, Füllmittel, Stabilisatoren, Additive, Russ und/oder Farbpigmente enthalten. 12. Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the hollow filaments contain graphite, metal particles, fillers, stabilizers, additives, carbon black and / or color pigments. 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlfäden einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt mit einem im Bereich von 0,1 bis 4 mm liegenden Aussendurchmesser aufweisen. 13. Device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the hollow threads have a substantially circular cross-section with an outer diameter in the range from 0.1 to 4 mm. 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlfäden eine im Bereich von 20 bis 500 |xm liegende Wandstärke aufweisen. 14. Device according to one of claims 1 to 13, characterized in that the hollow filaments have a wall thickness lying in the range from 20 to 500 | xm. 15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlfäden innen und/oder aussen profiliert sind. 15. The device according to one of claims 1 to 14, characterized in that the hollow threads are profiled inside and / or outside. 16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlfäden einen in ihrer Längsrichtung sich stetig oder unstetig in seiner Form und/ oder Grösse ändernden Querschnitt aufweisen. 16. Device according to one of claims 1 to 15, characterized in that the hollow threads have a cross-section which changes in their longitudinal direction continuously or discontinuously in their shape and / or size. 17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlfäden aus zwei oder mehr Werkstoffkomponenten bestehen. 17. Device according to one of claims 1 to 16, characterized in that the hollow threads consist of two or more material components. 18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass nur ein Teil der Werkstoffkomponenten porös ist. 18. The apparatus according to claim 17, characterized in that only a part of the material components is porous.
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