DE1096390B - Um eine Drehachse schwenkbar angeordneter Waermeaustauscher mit zwei getrennten Kanalsystemen - Google Patents

Description

Es ist an sich bekannt, bei indirekten Wärmeaustauschern mit zwei getrennten Kanalsystemen für zwei wärmeaustauschende, den Wärmeaustauschern von einem äußeren Leitungssystem mit lösbaren Anschlüssen zugeführte Medien diesen Wärmeaustauscher derart anzuordnen, daß er von einer bestimmten Einschaltlage mit dem äußeren Leitungssystem nach Abschaltung von diesem in eine neue Einschaltlage mit dem Leitungssystem derart gebracht werden kann, daß das bisher durch das eine Kanalsystem geleitete Medium in der neuen Ein- *° schaltlage durch das andere Kanalsystem und umgekehrt geleitet wird, d. h. daß ein sogenannter Kanalwechsel eintritt. Wenn das eine Medium Ausfällungen, z. B. Verkrustungen, im Wärmeaustauscher bildet, die vom anderen Medium aufgelöst werden können, kann man durch einen solchen Kanalwechsel die Ausfällungen periodisch entfernen, bevor sie zu einer hinderlichen Menge anwachsen konnten.

Es ist auch bekannt, daß, falls ein Wärmeaustauschmedium Ausfällungen, z. B. Fasern, Schlamm od. dgl., absetzt, die die Neigung besitzen, im Kanalsystem des Wärmeaustauschers zusammenzubacken, diese Ausfällungen durch mechanisches Spülen am besten entfernt werden können, wenn das Spülmedium durch das Kanalsystem in einer anderen Richtung als die beim Zusammenbacken der Ausfällungen herrschende Richtung geleitet wird. In manchen Fällen braucht man keine Spülung mit einem besonderen Medium vorzunehmen, wenn man das sich absetzende Medium periodisch in verschiedenen Richtungen durch das Kanalsystem leitet.

Durch die USA.-Patentschrift 2 508119 ist es schon bekanntgeworden, einen Wärmeaustauscher dieser Art durch Schwenken umschaltbar anzuordnen, wobei ein Einlaß und ein Auslaß für jedes Kanalsystem, also insgesamt vier in den Ecken eines in einer gedachten, die Drehachse ebenfalls enthaltenden Ebene liegenden Rechtecks angeordnete Ein- und Auslässe, mit je einer lösbaren Leitungsverbindung an je eine von vier einem äußeren Leitungssystem zugehörigen Leitungen angeschlossen sind, von denen zwei das eine und zwei das andere wärmeaustauschende Medium zum bzw. vom Wärmeaustauscher führen. Nach einer Ausführungsform des Wärmeaustauschers (Fig. 1 und 2) sind die Ein- und Auslässe derart angeordnet, daß jeweils zwei im Rechteck diagonal gegenüberliegende Leitungsverbindungen die Verbindüngen für jeweils eines der beiden Medien mit einem der anderen Kanalsysteme im Wärmeaustausch herstellen. Mit dieser Ausführungsform wird ein Kanalwechsel unter gleichzeitigem Umschalten der Strömungsrichtung der Flüssigkeit in den beiden Kanalsystemen durch Schwenken des Wärmeaustauschers um 180° in beliebiger Richtung aus einer Einschaltlage in die andere erhalten. Nach einer anderen Ausführungsform (Fig. 3) sind die Ein- und Auslässe derart angeordnet, daß zwei naheliegende Leitungs-

angeordneter Wärmeaustauscher

mit zwei getrennten Kanalsystemen

Anmelder:

Aktiebolaget Rosenblads Patenter,
Stockholm

Vertreter: Dipl.-Ing. W. Meissner, Berlin-Grunewald,

und Dipl.-Ing. H. Tischer, München 2, Tal 71,

Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:
Schweden vom 7. Januar 1957

Ake Birger Ljungström, Stockholm,
ist als Erfinder genannt worden

verbindungen eine Leitung für das eine Medium an das eine Kanalsystem und die anderen zwei naheliegenden Leitungsverbindungen eine; Leitung für das andere Medium an das andere Kanalsystem anschließen. Mit dieser Ausführungsform wird die Strömungsriehtung der Flüssigkeit in den beiden Kanalsystemen ohne Kanalwechsel durch das Schwenken umgekehrt.

Durch eine dritte Ausführungsform (Fig. 4), nachweicher der Wärmeaustauscher zwei weitere Anschlüsse besitzt und sämtliche Anschlüsse an ein kompliziertes, äußeres, acht zusätzliche Ventile enthaltendes Rohrsystem angeschlossen sind, wird die Möglichkeit erreicht, mit ein und demselben Apparat entweder Kanalwechsel oder Veränderung der Strömungsriehtung oder beides zusammen zu erhalten.

Die vorliegende Erfindung bezweckt in erster Linie, eine ähnliche Möglichkeit mit erheblich einfacheren Mitteln zu erzielen, d. h. eine Vorrichtung derselben einfachen Art wie die zwei ersterwähnten Ausführungsformen, bei der aber nur durch Schwenken des Wärmeaustauschers Kanalwechsel und Strömungsrichtungsänderung oder nur Strömungsrichtungsänderung ohne Kanalwechsel durchgeführt werden kann.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Rechteck, in dessen Ecken die Ein- und Auslässe liegen, die Form eines Quadrates aufweist und daß die dieses Quadrat aufnehmende Ebene senkrecht zur Drehachse des Wärmeaustauschers verläuft.

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Die Erfindung wird im. folgenden an Hand der Zeich'- Leitung 12 δ. Das Medium 2 strömt von der äußeren

nungen näher beschrieben, in denen " Leitung 13« durch die Leitung 2 δ, durch die Rohre 6

Fig. 1 einen Wärmeaustauscher gemäß der Erfindung im sowie durch die Leitung 2 « nach der äußeren Leitung 13 δ.

Schnitt von. der Seite und . . . In dieser Lage haben also die wärmeaustauschenden

Fig. 2 von oben zeigt; ' S Medien ihre Wege durch den Wärmeaustauscher im Ver-

Fig. 3, 4 und 5 zeigen die gleiche Vorrichtung mit dem hältnis zur Lage nach Fig. 1 miteinander vertauscht,

Wärmeaustauscher in je einer anderen Schwenklage als in d. h., es ist ein sogenannter Kanalwechsel vorgenommen

Fig. 1; worden. Außerdem, werden die Rohre in der umgekehrten

Fig. 6 zeigt einen anderen Typeines Wärmeaustauschers Richtung durchströmt, d.h. von der Leitung 2 δ zur

gemäß der Erfindung vpn der Seite; io Leitung 2« statt umgekehrt gemäß Fig. 1.

Fig. 7 ist ein Schnitt oiach der Linie VII-VII in Fig. 6; Auch in der Schwenklage gemäß Fig. 4, 90° nach links

Fig. 8 ist ein Schnitt nach der Linie VIII-VIII in Fig. 6; gedreht im Verhältnis zur Lage nach Fig. 1, entsteht der

Fig. 9 und 10 zeigen die Vorrichtung nach Fig. 6 mit gleiche Kanalwechsel, aber hier wird der Raum um die

dem Wärmeaustauscher in je einer anderen Schwenklage Rohre in der entgegengesetzten Richtung von der

als in Fig. 6, und 15 Leitung 3 δ nach 3« hin statt umgekehrt gemäß Fig. 1

Fig. 11 zeigt den Wärmeaustauscher nach Fig. 6 in durchströmt.

einer anderen Ausführungsform und in einer anderen In der Schwenklage nach Fig. 5, 180° im Verhältnis zu

Schwenldage als in Fig. 6. Fig. 1 gedreht, haben schließlich die Leitungen 2 «und 2 δ

Gleiche Teile sind in den Figuren mit gleichen Bezugs^ einerseits sowie die Leitungen 3 a und 3 δ andererseits nur

zeichen versehen. 2° ihren Platz miteinander vertauscht. Ein Kanalwechsel

Die Figuren sind schaubildlich und nur als Beispiele ist nicht erfolgt. Dagegen werden die beiden Kanaldargestellt. So werden z. B. nur zwei verschiedene Typen systeme in umgekehrter Richtung, d. h. von der Leitung2 δ von Wärmeaustauschern gezeigt, obwohl jeder beliebige nach 2« bzw. von der Leitung 3δ nach 3a statt umgekehrt Zweikanaltyp gemäß der Erfindung angeordnet werden wie gemäß Fig. 1 durchströmt,
kann. 25 Wenn man von der Lage nach Fig. 1 ausgeht, bedeutet

Im Rohrwärmeaustauscher 1 stehen Ein- bzw. Aus- also die Lage nach Fig. 3 einen Kanalwechsel mit um-Iaßleitungen2« bzw. 2 δ mit Anschlußflanschen 4« bzw. gekehrter Strömungsrichtung in dem einen Kanalsystem 4 δ mit den Rohren 6 und Ein- und Auslaßleitungen 3# des Wärmeaustauschers, die Lage naeh Fig. 4 einen bzw. 3 δ mit Anschlußflanschen 5« bzw. 5 δ mit dem Kanalwechsel mit umgekehrter Strömungsrichtung im Raum? um die Rohre herum in Verbindung. Die An- 3° zweiten Kanalsystem des Wärmeaustausehers und die schlußflansche 4«, 4 δ, 5« und 5 δ sind mit anderen Lage nach Fig. 5 eine umgekehrte Strömungsrichtung in Flanschen 10«, 10 δ, 11« und 11 δ lösbar verbunden, die beiden Kanalsystemen ohne Kanalwechsel,
zu äußeren Leitungen 12«, 12 δ, 13« und 13 δ gehören. Mit dieser Anordnung kann man also den Wärmeaus-Der Wärmeaustauscher ist auf Zapfen8 in Rahmenlagern9 tauscher mit periodischem Kanalwechsel in Kombination drehbar gelagert, und die Verbindungsstellen zwischen 35 mit Umkehrung der Strömungsrichtung in jedem den Flanschen sind in den Ecken eines Quadrates in einer beliebigen seiner beiden Kanalsysteme oder mit zur Drehachse senkrechten Ebene symmetrisch um diese periodischer Umkehrung der Strömungsrichtung gleich-Achse angeordnet. Durch die äußeren Leitungen und die zeitig in beiden Kanalsystemen betreiben.
Flanschverbindungen werden zwei wärmeaustauschende Eine gleiche Anordnung an Wärmeaustauschern eines Medien naeh und von dem Wärmeaustauscher durch je 4° anderen Typs ist in den Fig. 6, 7 und 8 dargestellt. Sie ist ein Paar diagonal entgegengesetzter Flanschverbindungen im Prinzip analog der eben beschriebenen Anordnung geleitet, und zwar das eine Medium durch das Leitungs- hinsichtlich der Rohrverbindungen und der Drehbarkeit paar 12« und 12δ und das andere Medium durch das des Wärmeaustauschers. Der Unterschied liegt darin, daß Leitungspaar 13« und 13 δ. Im folgenden wird an= der Wärmeaustauscher 1 gegen einen Wärmeaustauscher 1« genommen, daß die Strömungsrichtung dabei von « nach 45 vom Kreuzstromtyp mit flachen Wärmeübertragungs-δ in jedem Leitungspaar verläuft, obwohl sie aueh in wänden 14, zwischen denen spaltenförmige Durcheinem derselben oder in beiden Paaren entgegengesetzt Strömungskanäle 6« bzw. 7« für das Wärmeaustauschverlaufen kann. medium gebildet werden, ausgetauscht worden ist. Die

Infolge der symmetrischen, quadratischen Gruppierung Leitungen 2« und 2 δ stehen mit den Kanälen 6« statt sämtlicher Flansche um die Drehachse des Wärmeaus- 50 mit den Rohrdurehlässen 6 im vorherigen Beispiel in tauschers herum kann der Wärmeaustauscher an die Verbindung, und die Leitungen 3« und 3 δ stehen mit den äußeren Leitungen über diese Flansche in vier ver- Kanälen 7« statt mit dem Raum 7 um die Rohre herum schiedenen Drehstellungen des Wärmeaustauschers an* in diesem Beispiel in Verbindung. Durch den Wärmegeschlossen werden, die in den Fig. 1, 3, 4 und 5 gezeigt austauscher wird das eine Medium von der Leitung 12« sind. 55 nach der Leitung 12 δ von oben nach unten in der Figur

In der Schwenklage gemäß Fig. 1 nehmen die wärme" geleitet, wie es der gestrichelte Pfeil andeutet, und das

austauschenden Medien die folgenden Wege: andere Medium wird von der Leitung 13« zur Leitung 13δ

Das Medium 1 Strömt von der äußeren Leitung 12« von links nach rechts in der Figur, wie mit dem vollen

durch die Leitung 2«, durch die Rohre 6 herab und durch Pfeil gezeigt, geleitet,

die Leitung 2 δ nach der äußeren Leitung 12 δ. 6o In der Schwenklage des Wärmeaustausehers nach Fig. 6

Das Medium 2 strömt von der äußeren Leitung 13« strömt dabei das Medium entsprechend dem gestrichelten

durch die Leitung 3«, durch den Raum 7 um die Rohre Pfeil durch die Kanäleö«, und das Medium, das gemäß dem

herum und durch die Leitung 3 δ nach der äußeren vollen Pfeil sich bewegt, strömt durch die Kanäle 7«.

Leitung 13 δ. In der Schwenklage gemäß Fig. 9, 90° naeh rechts aus

In der Schwenkjage gemäß Fig. 3, 9D° nach rechts 65 der Lage naeh Fig. 6 gedreht (s. die Marke 15), entsteht in gedreht im Verhältnis zu Fig. 1, strömen die Medien die ähnlicher Weise wie beim Schwenken des Wärmeausfolgenden Wege: tauschers 1 aus der Lage nach Fig. 1 in die Lage nach

Das Medium 1 strömt von der äußeren Leitung 12a Fig. 3 ein Kanalwechsel, und das Kanalsystem 6« wird

durch die Leitung 3«, durch den Raum 7 um die Rohre außerdem in zur Strömungsrichtung vor der Schwenk-

herum sowie durch die Leitung 3 δ nach der äußeren 70 bewegung entgegengesetzter Richtung durchströmt.

In der Schwenklage nach Fig. 10, 90° nach links aus der Lage in Fig. 6 gedreht, entsteht der gleiche Kanalwechsel, und das Kanalsystem la. wird in zur Richtung vor der Schwenkbewegung entgegengesetzter Richtung durchströmt.

In der Schwenklage nach Fig. 11,180° aus der Lagenach Fig. 6 gedreht, entsteht schließlich ohne Kanalwechsel eine vollständige Umkehrung der Richtungen, in denen die beiden Kanalsysteme durchströmt werden.

Fig. 11 zeigt außerdem, wie die Verbindungen zwischen den äußeren, mit dem Wärmeaustauscher beweglichen Leitungen in radialer statt in axialer Richtung gemäß den übrigen Figuren angeordnet werden können. In diesem Fall weisen die Flansche zylindrische Anschlußflächen mit einem Radius auf, der gleich dem Abstand zur Schwenkachse des Wärmeaustauschers ist, damit die Schwenkbewegung ungehindert vorgenommen werden kann; es sind jedoch auch andere Vorrichtungen, wie z. B. entfernbare Zwischenstücke u. dgl., denkbar. An Stelle von Flanschen können auch andere Typen von Rohrverbindungen angewandt werden.

Da die lösbaren Leitungsverbindungen, wie in den Figuren gezeigt, genau in quadratischer Form und symmetrisch um die Schwenkachse des Wärmeaustauschers in der gleichen, die senkrecht zu dieser Achse verlaufenden Ebene angeordnet sind, liegen in jeder der um 90° versetzten Schwenklagen des Wärmeaustauschers die Teile der Verbindungen desselben in genau vertauschten Lagen zueinander im Raum. Die äußeren Leitungen können also starr sein und dennoch in jeder dieser Schwenklagen angeschlossen werden.

Wenn diese Leitungen biegsam sind und sogar aus Schläuchen bestehen oder einen Schlauchteil enthalten, kann man jedoch auf die Forderung nach genau austauschbarer Lage zwischen den Verbindungsteilen des Wärmeaustauschers mehr oder weniger verzichten, d. h., man kann größere oder geringere Abweichungen von der quadratischen Form, der Symmetrie oder der gemeinsamen Ebene oder von allen diesen Bedingungen zulassen, ohne daß die Anschlußmöglichkeit in den verschiedenen Schwenklagen verlorengeht.

Wesentlich ist, daß die lösbaren Verbindungen 4«, 10 a; 5b, 11 δ; 4δ, 10δ und 5a, 11« in ihrem Kreis um die Drehachse derart angeordnet sind, daß jeweils zwei diagonal gegenüberliegende Verbindungen 4«, 10 α und 4 δ, 10 δ bzw. 5b, lib und 5a, 11a jeweils zwei der äußeren, das eine der beiden Medien führenden Leitungen mit dem einen der Kanalsysteme des Wärmeaustauschers verbinden.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Um eine Drehachse schwenkbar angeordneter Wärmeaustauscher mit zwei getrennten Kanalsystemen für zwei wärmeaustauschende Medien und einem Ein- und Auslaß für jedes Kanalsystem, wobei die Ein- bzw. Auslässe sich in den Ecken eines in einer gedachten Ebene liegenden Rechtecks befinden und mit je einer lösbaren Leitungsverbindung an je eine von vier einem äußeren Leitungssystem zugehörigen Leitungen verbunden sind, von denen zwei das eine und zwei das andere wärmeaustauschende Medium zum bzw. vom Wärmeaustauscher führen, während jeweils zwei im Rechteck diagonal gegenüberliegende Leitungsverbindungen die Verbindungen für jeweils eines der beiden Medien mit einem der Kanalsysteme im Wärmeaustauscher herstellen, dadurch gekennzeichnet, daß das Rechteck, in dessen Ecken die Ein- und Auslässe liegen, die Form eines Quadrates aufweist und daß die dieses Quadrat aufnehmende Ebene senkrecht zur Drehachse des Wärmeaustauschers verläuft.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   USA.-Patentschrift Nr. 2 508 119.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 009 697/353 12.60