DE1025437B

DE1025437B - Beheizter Waermeaustauscher fuer Fluessigkeiten

Info

Publication number: DE1025437B
Application number: DEST10148A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Konrad Stauffer
Original assignee: KONRAD STAUFFER M GLADBACH DR
Current assignee: KONRAD STAUFFER M GLADBACH DR
Priority date: 1955-07-20
Filing date: 1955-07-20
Publication date: 1958-03-06

Description

Beheizter Wärmeaustauscher für Flüssigkeiten Die Erfindung betrifft einen beheizten Wärmeaustauscher für Flüssigkeiten, insbesondere für solche mit höherem Siedepunkt als Wasser, dessen Außenmantel aus schraubenförmig ohne Zwischenraum gewiclrelten Rohrschlangen besteht, zwischen denen, an diese angeschlossen, die Schlangen eines Heizsystems und ein Verdrängerkörper angeordnet sind. Bei den Wärmeübertragungsmitteln mit hohem Siedepunkt bIeiben innerhalb des Temperaturbereiches von 200 bis 3750 C die Dampfdrücke in so kleinen Grenzen, daß als beheizte Wärmeaustauscher für diese Flüssigkeiten andere Konstruktionen als für Wasser- oder Mineralölerhitzer üblich angebracht und vorteilhaft sind.
Die Erfindung hat den Zweck, Hochtemperatur-Wärmeaustauscher zu schaffen, die den Forderungen nach kleinen Füllinhalten und kleinen Abmessungen bei ausreichender Heizfläche, guten Wärmeübertragungsverhältnissen bei schonender Produktbehandlung, leichten Reinigungsmöglichkeiten der Feuerräume und guter Wirtschaftlichkeit nachkommt.
Diese Forderungen wurden dadurch erfüllt, daß erlindungsgemäß die Schlangen des Außenmantels und des innerenHeizsystems mehrgängig ausgebildet sind, wobei die einzelnen Gänge je nach Windungsdurchmesser und Windungszahl so miteinander verbunden sind, daß die gesamte zur Bildung des Kesselmantels sowie des inneren Heizsystems erforderliche Schlangenlänge in einander gleich lange Parallelteilstücke aufgeteilt ist.
Beim inneren Heizsystem sind jeweils die Schlange mit dem größten Windungsdurchmesser mit der Schlange, die den kleinsten Windungsdurchmesser aufweist, und die Schlange mit dem zweitgrößtenWindungsdurchmesser mit der Schlange, die den zweitkleinsten Windungsdurchmesser aufweist, verbunden.
Das in der Zeichnung in einem senkrechten (Abb. 1) sowie waagerechten Schnitt (Abb. 2) und einer Draufsicht (Abb. 3) dargestellte Ausführungsbeisp iel eines Durchlauferhitzers für Zwangsumlauf für flüssige Wärmeübertragungsmittel besteht im Unterteil aus einer mit Stahlblech umkleideten, feuerfest ausgemauerten Muffel 1, in die die Brenner 2 eingesetzt sind. Das Oberteil, welches die zuWärmeübertragung notwendige Heizfläche enthält, ist vom Unterteil abnehmbar angeordnet und vollständig aus Stahl gebaut.
Statt eines gemauerten Außenmantels, wie derselbe bei Dampferzeugern großer Leistung und auch Destillationsvorheizern üblich ist, besteht bei dem Durchlauferhitzer der Außenmantel aus gewickelten Stahlrohrschlangen oder Schlangen aus anderen Hohlkörpern, die derart ohne Zwischenraum gewickelt und in geeigneter Weise miteinander verschweißt sind, daß die Schlangen oder Hohlkörper einen tragenden Außenmantel 3 bilden.
Statt einer bei Destillationsvorheizern üblichen feuerfesten Hängedecke wird die Abdeckung bei diesem Erhitzer oben durch eine aus gewölbten Böden gebaute Haube 4 bewirkt, wobei diese Haube so gestaltet ist, daß dieselbe gleichzeitig denAbgasstutzen7 bildet. Die Haube ist vom äußeren Mantel abnehmbar angeordnet.
Die Hauptheizfläche wird durch ein Rohrschlangensystem 5 oder ein Schlangensystem aus anderen Hohlkörpern im Innern des Außenmantels 3 gebildet, bei dem mehrere Schlangen zentrisch angeordnet sind.
Um den Feuergasen den Weg durch dieses innere Schlangensystem zu weisen, ist in der Mitte des Erhitzers ein Verdrängerrohr 6 angebracht, der als doppelwandiges Rohrstück, unten verschlossen durch gewölbte Böden, ausgeführt ist. Wegen der vielfach teueren Wärmeübertragungsmittel muß der Füllinhalt klein bemessen sein, wodurch sich paralleleAufteilung der einzelnen Rohrwege ergibt.
Zum Schutz vor Wärmeverlusten bekommt der Erhitzer auf der tragenden Außenwand 3 und der abdeckenden Haube 4 eine Isolation 18 üblicher Beschaffenheit.
Die Arbeitsweise ist folgende: Die durch Gas- oder Heizölverbrennung in den Brennern 2 entstehenden Feuergase durchstreichen das Heizrohrbündel 5 bzw. streichen an den Auflenschlangen 3 und dem Verdrängerkörper 6 vorbei und geben ihre Wärme an das Wärmeübertragungsöl ab. Die abgekühlten Verbrennungsgase verlassen den Erhitzer durch den Abgasstutzen 7 (Schornstein).
Das Wärmeübertragungsmittel tritt, durch eine Pumpe gefördert, in den Eintrittsstutzen 8 ein und teilt sich dort in zwei parallele Rohrstränge 9. Die beiden Rohre 9 teilen sich je wieder in die Rohre 10, so daß der Mantel im gezeichneten Bild in vier parallelen Strängen durchflossen wird. Der Außenmantel 3 ist dabei als doppelgängiges Schlangensystem gewickelt. Entsprechend den vier Eintrittsstellen in dem Außenmantel, von denen sich je zwei um 1800 gegenüberliegen, hat der Mantel auch vier Austrittsstellen 11, die sich zu zwei um 1800 gegenüberliegenden Rohren 12 vereinigen. Diese beiden Rohre 12 führen in die Haube 4 und münden durch die beiden Stutzen 13 in dieselbe ein. Der Hohlmantel der Haube 4 ist durch eine Längsrippe 19 derart unterbrochen, daß das Wärmeübertragungsmittel den Hohlraum der Haube 4 kreisend durchfließen muß. Durch die beiden Rohrstücke 14 wird der Hohlraum der Haube 4 mit den Innenschlangen 5 verbunden. Diese Innenschlangen werden parallel durchflossen, wobei die Außenschlange mit der größten Windung unten mit der Innenschlange mit der kleinsten Windung und die zweitgrößte Schlange unten mit der zweitkleinsten Schlange verbunden ist, so daß die durchflossenen parallelen Wege die gleiche Länge haben. Durch die Rohrstücke 15 werden die Innenschlangen mit dem Hohlmantel des Verdrängers 6 verbunden.
In dem Verdränger 6 fließt das Mittel von oben nach unten und tritt durch die beiden Rohre 16 unten aus dem Verdränger aus. Durch den Stutzen 17 tritt das angewärmte Mittel wieder aus dem Durchlauferhitzer aus, wobei der Erhitzer mit einem am Stutzen 20 anzubringenden Überströmventil abgesichert werden kann.
PATENTANSPROCHE: 1. Beheizter Wärmeaustauscher für Flüssigkeiten, insbesondere für solche mit höherem Siedepunkt als Wasser, dessen Außenmantel aus schraubenförmig ohne Zwischenraum gewickelten Rohrschlangen besteht, zwischen denen, an diese angeschlossen, die Schlangen eines inneren Heizsystems und ein Verdrängerkörper angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlangen des Außenmantels und des inneren Heizsystems mehrgängig ausgebildet sind, wobei die einzelnen Gänge je nach Windungsdurchmesser und Win- dungszahl so miteinander verbunden sind, daß die gesamte zur Bildung des Kesselmantels sowie des inneren Heizsystems erforderliche Schlangenlänge in einander gleich lange Parallelteilstücke aufgeteilt ist.

Claims

2. Ävärmenustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim inneren Heizsystem jeweils die Schlange mit dem größten Windung durchmesser mit der Schlange, die den kleinsten Windungsdurchmesser aufweist, und die Schlange mit dem zweitgrößten Windungsdurchmesser mit der Schlange, die den zweitkleinsten Windungsdurchmesser aufweist, verbunden sind.

3. Wärm. austauscher nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlangen des Außenmantels mit den Schlangen des inneren Heizsystems über eine doppelwandige Deckelhaube des Austauschers, die als Flüssigkeitsverteiler und gleichzeitig als Abgasstutzen dient, miteinander verbunden sind.

4. Wärmeaustauscher nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die anzuwärmende Flüssigkeit von den Schlangen des inneren Heizsystems durch den doppelwandigen Mantel des in der Mitte des Wärmeaustauschers angeordneten Verdränger mit Zu- und Ablaufstutzen vierfach parallel fließt, wobei der Verdränger als Sammel-und Mischraum der vier Flüssigkeitsstränge dient, die in mehrfachem parallelem Strom aus dem Verdränger austreten und den Wärmeanstauscher verlassen.

5. Wärmeaustauscher nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterteil, der Außenmantel, die Deckelhaube und die Schlangen des inneren Heizsystems voneinander trennbar sind. ~~~~~~~ In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 147 791; schweizerische Patentschrift Nr. 181 621.