DD217871A2 - Kammer eines aus konzentrisch ineinanderliegenden rohren bestehenden waermeuebertragers - Google Patents

Abstract

Erfindungsgemaess ermoeglicht die Kammer die Herstellung eines Waermeuebertragers mit konzentrisch ineinanderliegenden Rohren, bei dem die Fuehrung der Medien entsprechend des Einsatzgebietes waehlbar ist. Die Loesungsvarianten bieten die Moeglichkeit, einen oder beide Stroemungsraeume mechanisch zu reinigen. Eine Variante gestattet die axiale Fuehrung eines Mediums, waehrend das andere radial ein- oder austritt. Bei der zweiten Variante treten beide Medien einmal radial und einmal axial ein bzw. aus. Tunnelartige Verbindungen gestatten die radiale Medienfuehrung innerhalb eines Waermeuebertragers. Jede der moeglichen Varianten des Waermeuebertragers laesst eine einfache Reihenschaltung von Apparaten zu. Fig. 2

Description

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Kammer eines aus konzentrisch ineinanderiiegenden Rohren bestehenden Wärmeübertragers Anwendungsgebiet der Erfindung

Durch Einsatz konzentrisch ineinanderliegender Rohre läßt sich thermodynamisch und materialökonomisch günstig eine Wärmeübertragung realisieren. Die Anwendung der vorgeschlagenen Kammergestaltung ermöglicht es, konzentrisch ineinanderliegende Rohre so miteinander zu verbinden, daß ein Wärmeübertrager entsteht, der technologisch einfach herstellbar ist und gute Leistungsparameter aufweist.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Im Hauptpatent Nr. 152186 ist eine Lösung dargestellt, wie man durch tunnelartige Verbindungen jeweils zwei das gleiche Medium führende Rohrspalte miteinander verbinden kann. Dieses Prinzip gestattet es, einen geeigneten hydraulischen Durchmesser der Ein- bzw. Austrittsöffnungen zu wählen, wenn ein Medium radial aus dem Wärmeübertrager bzw. hinein geführt wird. Wird dieser Vorteil nicht angewendet, müssen beide Medien axial aus den Rohrspalten geführt werden und es ergibt sich eine Lösung wie in der DE-OS 2523218 dargestellt, daß jedem Medium nur die Hälfte des Querschnitts der jeweiligen Rohrspalte zur Verfügung steht, wodurch meßtechnisch nachgewiesen wesentlich höhere Druckverluste auftreten. Bei Einsatz des Wärmeübertragers für Aufgaben, die eine mechanische Reinigung der von einem Medium berührten Heizfläche erfordern, muß ein Strömungsweg mit wenig Aufwand zur Reinigung freigelegt werden können. Das ist bei bekannten technischen Lösungen kaum oder nur mit erhöhtem Fertigungsaufwand realisierbar (Abdichtungen).

Ziel der Erfindung ''

Es ist das Ziel der Erfindung, die Vorteile einer radialen Ein- bzw. Austrittsöffnung zu nutzen und mit der Möglichkeit einer schnellen mechanischen Reinigung eines Strömungsweges zu verbinden, wobei es darauf ankommt, die Druckverluste zu minimieren und eine technologisch einfache Lösung zu schaffen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Zielstellung wird dadurch erreicht, daß an der Kammer ein Medium radial und das andere axial ein- bzw. austritt. Die radiale Führung erfolgt durch tunnelartige Verbindungen zwischen Spalten, die das gleiche Medium führen und in ihrer Gestaltung die Möglichkeit bieten, den hydraulischen Durchmesser den Erfordernissen entsprechend anzupassen. Das axial ein- oder austretende Medium erhält an den Enden der konzentrisch angeordneten Rohre einen eigenen Strömungsraum für den Ein- oder Austritt, indem die Spalte, die das radial ein- oder austretende Medium führen, an den Enden verschlossen sind. Es sind verschiedene Ausführungen des o. g. Grundprinzips möglich, die in Abhängigkeit der technologischen Realisierbarkeit und des Einsatzfalles gewählt werden können. Jeder zweite Spalt wird durch die tunnelartigen Verbindungen dem radial ein- oder austretenden Medium zugeordnet. Das kann entweder mit dem äußersten Spalt oder mit dem zweiten Spalt von außen beginnen. Dadurch sind zwei Varianten von Kammern möglich, wodurch wieder drei Kombinationsmöglichkeiten entstehen. Es können zwei Wärmeübertragertypen mit gleichen Kammern gestaltet werden, wobei das radial ein- und austretende Medium bei einem Typ im äußersten Spalt fließt und beim zweiten Typ im zweiten Spalt von außen oder ein dritter Typ, der von jeder Variante eine Kammer hat, wodurch z.B. das radial eingeleitete Medium axial austritt und das axial eingeleitete Medium radial austritt. Die zwei erstgenannten Typen bieten die Möglichkeit der mechanischen Reinigung eines Strömungsraumes, die dritte Variante gestattet beide Strömungsräume mechanisch zu reinigen. Grundsätzlich ist die Möglichkeit gegeben, das Innenrohr für die Wärmeübertragung zu nutzen oder lediglich als Verdrängungskörper einzusetzen. ,

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Zeichnungen, die nur zur Erläuterung des Wesens der Erfindung dienen ohne diese auf Einzelheiten zu beschränken, dargestellt. Es zeigen:

Figur 1: Wärmeübertrager mit zwei gleich gestalteten Kammern zur Führung eines Mediums in axialer Richtung, Figur 2: Wärmeübertrager mit zwei ungleich gestalteten Kammern zur wechselseitigen Mediumführung, Figur 3: Reihenschaltung von Wärmeübertragern, die entsprechend Figur 1 gebaut wurden und Figur 4: Reihenschaltung von Wärmeübertragern, die entsprechend Figur 2 gebaut werden. Die Spalte (1), deren Medium radial ein- bzw. austreten soll, werden durch tunnelartige Verbindungen (2) miteinander verbunden. Die Spalte (3) dienen der Führung des zweiten Mediums, wie durch Pfeile dargestellt ist. Das axial ein- bzw. austretende Medium kann durch eine Reduzierung (4) geführt weiden, die fest (6) oder lösbar (5) angebracht sein kann. Man kann aber auch in gleicher Nennweite des äußeren Rohres des Wärmeübertragers eine Rohrleitung anschließen. Die Wärmeübertrager sind bei allen möglichen Kombinationen der Kammern günstig in Reihenschaltung kombinierbar. Durch die möglichen unterschiedlichen Kammerformen kann ein Wärmeübertrager nach Figur 1 gefertigt werden, bei dem ein Medium axial ein- und austritt (I) und ein Medium radial ein- und austritt (II), wobei zwei gleiche Kammern verwendet werden. Die Beaufschlagung der Spalte kann verändert werden, wenn die tunnelartigen Verbindungen am zweiten Spalt von außen beginnen, wie es in Figur 2 am Eintritt I dargestellt ist. Figur zwei zeigt einen Wärmeübertrager mit unterschiedlichen Kammerformen, bei dem jedes Medium einmal radial und einmal axial geführt wird. Ein Wärmeübertrager nach Figur 1 mit lösbarer oder ohne Reduzierung istz. B. vorteilhaft für die Warmwasserbereitung einsetzbar, da sich der vom Medium I berührte Raum gut reinigen läßt. Ein Wärmeübertrager nach Figur 2 kann Anwendung finden, wenn beide Strömungswege annähernd den gleichen Druckverlust haben sollen bzw. für beide Strömungswege eine Reinigungsmöglichkeit gefordert wird.

Claims (5)

1. Erfindungsansprüche:

   1. Kammer eines aus konzentrisch ineinanderliegenden Rohren bestehenden Wärmeübertragers nach WP 152186, bei der jeweils durch eine tunnelartige Verbindung zwei das gleiche Medium führnde Rohrspalte verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsweg eines Mediums im Ein- bzw. Austritt des Wärmeübertragers in axialer Richtung und der des anderen Mediums in radialer Richtung verläuft, indem die Enden der Rohrspalte, deren Medium radial zu- bzw. abgeleitet wird, verschlossen sind, wodurch dem axial strömenden Medium am Ein- bzw. Austritt der gesamte Querschnitt aller von ihm durchströmten Spalt zur Verfugung steht. ,
2. 2. Kammer nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß ausgehend vom äußersten jeder zweite Spalte zur Führung des radial ein- bzw. austretenden Mediums dient und die dazwischenliegenden Spalten der axialen Führung des anderen Mediums dienen.
3. 3. Kammer nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß ausgehend vom zweiten Spalt von außen jeder zweite Spalt zur Führung des radial ein- bzw. austretenden Mediums dient und die dazwischenliegenden Spalte der axialen Führung des anderen Mediums dienen. · ,
4. 4. Kammer nach Punkt 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Kombinationsmöglichkeiten Wärmeübertrager ergeben, bei denen ein Medium axial ein- und austritt oder Wärmeübertrager, bei denen Ein- bzw. Austritt der Medien jeweils einmal

   - axial und einmal radial erfolgt, wenn Kammern gleicher oder unterschiedlicher Gestaltung angewendet werden.
5. 5. Kammer nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschluß der das radial ein- bzw. austretende Medium führenden Spalte so erfolgt, daß sich für die das axial ein- bzw. austretende Medium führenden Spalte am Ende jeweils eine Querschnittserweiterung ergibt. .

   Hierzu 2 Seiten Zeichnungen