DE1054101B

DE1054101B - Heat exchanger

Info

Publication number: DE1054101B
Application number: DESCH17672A
Authority: DE
Inventors: Ferdinand Stoehr
Original assignee: Schuetze A G
Current assignee: Schuetze A G
Priority date: 1955-03-31
Filing date: 1955-03-31
Publication date: 1959-04-02

Description

DEUTSCHESGERMAN

BIBLIOTHEK DES DEUTSCHEN PATENTAMTESLIBRARY OF THE GERMAN PATENT OFFICE

Gegenstand der Erfindung ist ein Wärmeaustauscher für Flüssigkeiten, Dämpfe und Gase, der aus einer Mehrzahl von mit Boden und Zarge sowie seitlichen Zu- und Abflußstutzen versehenen, zu einem Turm dicht übereinandersetzbaren plattenförmigen Elementen mit auf der Seite der Zarge angeordneten Rippen bzw. Profilierungen zur Bildung langer zickzackförmiger Durchflußkanäle besteht, die abwechselnd von einem heißen und einem kälteren Medium durchströmt werden.The invention relates to a heat exchanger for liquids, vapors and gases, which consists of a plurality of provided with bottom and frame as well as lateral inlet and outlet nozzles, to one Tower closely stackable plate-shaped elements with arranged on the side of the frame Ribs or profiles to form long zigzag flow channels that alternate be flowed through by a hot and a colder medium.

Wärmeaustauscher dieser Art sind bekannt. Sie eignen sich jedoch nicht für aggressive Säuren und Alkalien, für die bisher nur Wärmeaustauscher mit säurefest emaillierten Rohrbündeln Anwendung fanden. Bei diesen bereitet erfahrungsgemäß aber nicht nur die Innenemaillierung, insbesondere bei kleinen Rohrdurchmessern, große Schwierigkeiten, sondern es mangelt hier auch an der Möglichkeit, den Emailüberzug auf Zustand und Haltbarkeit zu prüfen bzw. nachzukontrollieren, was bei stark angreifenden Medien, wie z. B. heißer konzentrierter Salzsäure, unerläßlich ist.Heat exchangers of this type are known. However, they are not suitable for aggressive acids and Alkalis, for which previously only heat exchangers with acid-resistant enamelled tube bundles were used. Experience has shown that it is not only the internal enameling that prepares these, especially with small ones Pipe diameters, great difficulties, but there is also a lack of the possibility of enamel coating to check or recheck for condition and shelf life, what happens in the case of strongly corrosive media, such as B. hot concentrated hydrochloric acid, is essential.

Die geschilderten Nachteile werden durch den Erfindungsgegenstand dadurch wirksam behoben, daß seine plattenförmigen Bauelemente entweder auf der mit Rippen versehenen Innenfläche oder auf der Bodenfläche emailliert und so angeordnet sind, daß beim Zusammensetzen jeder zweite Durchflußkanal allseitig säurefest ausgekleidet ist. Diese besondere Ausgestaltung der Durchflußelemente gestattet die Emaillierung und einwandfreie Überprüfung der Strömungsflächen vor dem Zusammenbau bei guter allseitiger Zugänglichkeit. Erfindungsgemäß sind ferner die Durchflußelemente der Wärmedehnung gemäß durch elastische Verbindungsstutzen miteinander verbunden, die bei den emaillierten Durchflußkanälen Dehnungsstücke sind, die aus längs elastischem säurefestem Kunststoff, z. B. Tetrafluoräthylen, bestehen und bei den nicht emaillierten Durchflußkanälen durch elastische metallische Dehnungsstücke gebildet werden. Durch diese Ausgestaltung werden Wärmespannungen auch bei höchsten Temperaturen ausgeglichen.The described disadvantages are effectively eliminated by the subject matter of the invention in that its plate-shaped structural elements either on the ribbed inner surface or on the floor surface enamelled and arranged so that when assembling every second flow channel on all sides is lined acid-proof. This special design of the flow elements allows the enamelling and proper checking of the flow surfaces before assembly with good all-round Accessibility. According to the invention, the flow elements are also in accordance with the thermal expansion elastic connecting pieces connected to each other, which are expansion pieces in the enamelled flow channels, which are made of longitudinally elastic acid-resistant Plastic, e.g. B. Tetrafluoroethylene exist and in the non-enameled flow channels through elastic metallic expansion pieces are formed. This configuration creates thermal stresses balanced even at the highest temperatures.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele nach der Erfindung dargestellt. Es zeigtTwo exemplary embodiments according to the invention are shown in the drawing. It shows

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Wärmeaustauscher,1 shows a vertical section through a heat exchanger according to the invention,

Fig. 2 die zugehörige Aufsicht,Fig. 2 the associated top view,

Fig. 3 die Aufsicht auf ein Durchflußelement des Wärmeaustauschers der Fig. 1,Fig. 3 is a plan view of a flow element of the heat exchanger of Fig. 1,

Fig. 4 einen senkrechten Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Wärmeaustauscher anderer Ausführungsart, 4 shows a vertical section through a heat exchanger according to the invention of another embodiment,

Fig. 5 eine Aufsicht auf ein Durchflußelement des Wärmeaustauschers der Fig. 4.FIG. 5 is a plan view of a flow element of the heat exchanger of FIG. 4.

Anmelder:Applicant:

Schütze A. G.,
Ludwigshafen/Rhein-OggersheimSchütze AG,
Ludwigshafen / Rhein-Oggersheim

Ferdinand Stöhr,
Ellerstadt (Kr. Neustadt an der Weinstraße),
ist als Erfinder genannt wordenFerdinand Stöhr,
Ellerstadt (Kr. Neustadt an der Weinstrasse),
has been named as the inventor

Der in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Wärmeaustauscher besteht aus den aufeinandergesetzten Durchflußelementen 1 a bis 1 z, die mittels der Krümmer 16 und der elastischen Verbindungsstutzen 17 vorzugsweise aus Tetrafluoräthylen miteinander verbunden sind und in die die heiße aggressive Säure oder Lauge bei a ein- und bei b austritt. Diese Durchflußelemente wechseln mit den Durchfluß elementen 2 a bis 2 ζ ab, die mittels der Krümmer 16 und der elastischen Verbindungsstutzen 18 miteinander verbunden sind und in die die Kühlflüssigkeit bei c ein- und bei d austritt. Der Wärmeaustauscher arbeitet also nach dem Gegenstromprinzip. Alle Durchflußelemente bestehen aus je einem Boden 3 und einer Zarge 4. Die Durchfluß elemente la bis Iz sind einschließlich der Stutzen 5 und 6 auf ihrer ganzen Innenfläche 26 mit einem gegen aggressive Säuren oder Laugen widerstandsfähigen Emailüberzug versehen, während die Durchflußelemente 2 a bis 2 ζ auf ihrer unteren Außenseite 27 den gleichen Emailüberzug tragen. Dadurch ist der vorzugsweise gußeiserne Wärmeaustauscher auf dem gesamten Durchflußweg der aggressiven heißen Säure bzw. Lauge gegen Materialangriff geschützt. Außerdem ist die Möglichkeit gegeben, die Emaillierung der säure- bzw. laugeführenden Flächen vor dem Zusammenbau in bequemer Art homogen auszuführen und den fertigen Überzug auf Qualität und Haltbarkeit zu prüfen. Die Böden 3 der einzelnen Durchflußelemente sind in an sich bekannter Art zwecks Bildung langer zickzackförmiger Durchflußkanäle mit Rippen 7, 8, 9 versehen und die Durchflußelemente durch vorstehende Ringe 10 und Eindrehun-The heat exchanger shown in Figs. 1 to 3 consists of the stacked flow elements 1 a to 1 z, which are connected to one another by means of the elbow 16 and the elastic connecting piece 17, preferably made of tetrafluoroethylene and into which the hot aggressive acid or alkali at a and exits at b. These flow elements alternate with the flow elements 2 a to 2 ζ , which are connected to one another by means of the bend 16 and the elastic connecting piece 18 and into which the cooling liquid enters at c and exits at d. The heat exchanger works according to the countercurrent principle. All flow elements each consist of a bottom 3 and a frame 4. The flow elements la to Iz are provided including the stub 5 and 6 over its entire inner surface 26 with a resistive against aggressive acids or alkalis enamel coating, while the flow elements 2 a to 2 ζ wear the same enamel coating on their lower outside 27. As a result, the preferably cast iron heat exchanger is protected against material attack on the entire flow path of the aggressive hot acid or alkali. It is also possible to carry out the enamelling of the acid or alkali-carrying surfaces in a convenient and homogeneous manner before assembly and to check the quality and durability of the finished coating. The bottoms 3 of the individual flow elements are provided in a manner known per se with ribs 7, 8, 9 for the purpose of forming long zigzag-shaped flow channels and the flow elements are provided with protruding rings 10 and screw-in

80S 788/24580S 788/245

Claims

gen 11 centered with the interposition of sealing rings 12. Furthermore, flanges 14 provided with slots 13 or the like are provided on the frames 4 of the flow elements, which are used to connect the flow elements by means of insert screws and which are indicated by 15 in FIG. The entire heat exchanger sits on a base ring 19 and is closed at the top by a hood 20. The embodiment according to FIGS. 4 and 5 is particularly suitable for the heat exchange between a liquid and a gaseous medium or two liquid media. The bottom 21 is provided with ribs 22, 23 and 24, with the help of which a long zigzag-shaped flow channel is created for both the gaseous and the liquid medium. The path for both media carried in countercurrent is indicated in FIG. 4 by arrows. Here, too, the flow elements are provided with a resistant enamel coating on the surfaces exposed to the flow of the aggressive medium, for which what was said about the enameling of the heat exchanger according to FIGS. 1 to 3 applies in the same way. Both media are guided in a zigzag path with the aid of the wave-shaped flow elements and the vertical ribs 22, 23 and 24. The larger surface area of the wave-shaped bases, which results compared to the flat bases of the heat exchanger according to FIG. 1, results in a higher heat yield. Instead of connecting each second flow element in series, each second flow element can also be connected directly to the line for the cooling medium in order to increase the cooling effect, the same also applying to the gaseous or liquid medium to be cooled. Patent claims:

1. Heat exchanger, consisting of a plurality of with bottom and frame as well as side Inlet and outlet nozzles provided, plate-shaped, which can be placed close to each other to form a tower Elements with ribs or profiles arranged on the side of the frame for formation long zigzag-shaped flow channels, which alternate between a hot and a colder one Medium flowed through, characterized in that the plate-shaped elements either enamelled on the ribbed inner surface or on the bottom surface and so arranged are that when assembling every second flow channel lined on all sides acid-proof is.

2. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the corresponding Flow channels of the thermal expansion according to one another by means of elastic connecting pieces are connected to the enamelled flow channels by expansion pieces longitudinally elastic acid-resistant plastic, e.g. B. Tetrafluoroethylene, and the non-enamelled Flow channels are formed by expansion pieces made of elastic metal.

Considered publications:
German patents No. 862 161, 758 790,
050, 490038, 216 126;

Austrian patent specifications No. 174067, 99 428; Lectures from the technical field of chemical Industrie, Verlag Chemie GmbH., Weinheim, July 28, 1953, p. 940.

1 sheet of drawings