DE1551527A1 - Waermeaustauscher zum Kuehlen oder Erwaermen einer Fluessikeit - Google Patents

Description

• Wärmeaustauscher zum Kühlen oder Erwärmen einer Flüssigkeit

  Die Erfindung betrifI t eine, Warmeaustauecher

  zum Uhlen oder Erwärmen einaer Flüss:@gke-'#!,t . vorzugewe@@:sc:°? ;,

  mittels eines Kühl- bzw" Heizmediums v welcher Im wese@@ i `@@^@.

  aus einem vorzugsweise z-y; `? indrisohen v an beiden E t..r;eit:,:

  von je einem Deckel flüssigkeitsdicht. verschlossenes mart@a,'ma

  Ligen Auss aausschermantel und einep 3.F'? inneren desselben, a3'fg'e;-

  ordnetenP. vorzugsweisse m:@.- Rien verseg'enenohrechla n°

  besteht, wobei die Anschlußstu tze n de. Eßhrs :Mange ai

  der Deckel stirnseitig angeordnet

  Bei einer. bek',nnten Wärmeaausar.aausche".e:;..' @:''"_yara

  ist die Rohrschlange an ihren beiden Endabschnitten

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  Anschiußstutzedurch Hartlöten verbundene d,1.e von üe.@,

  sehe des Deckels ausgehend bis über eeeseen.lenfl.::#

  außen vorragen und dort zum Ansch°l uzß ei;r Zu,® bzia@

  leitung für das Kühl- bzwa

  An®chlußstutzen versehene Deckel u i, rd -nach de G't`N ke@@t:@@a@

  der Rohrschlange ebenso wie der zweite Deckel des i } j@r@eR,rtaausahers durch l%rtlöteoder Sehweißen fest mit dem üavus@

  tauschermantel verbunden® Die Zu- und Abfiußleitungen für -

  die zu kühlende bzw. zu erwärmende Flüssigkeit sind bei dem

  bekannten Wärmeaustausches an zwei weitere Ansehlußstutzen

  angeschlossen, von denen jeweils einer im Bereich seines deer.

  Endabschnitte des Austauschermanteels angeordnet i$t.

  Dieser bekannte Wärmeaustauscher besitzt zunächst

  den .Naghteil, daß die Rohrschlange fest mit den Anschluß-

  ei s

  stutzen93er beiden Deckel verlötet ist. Aus diesem Grunde ist

  es nicht möglich, die Rohrschlange! falls sie einmal verstopft

  oder undicht sein sollte, in kurzer Zeit gegen eine neue

  auszuwechseln. Ein solches Auswechseln der Rohrschlange ver-

  ursacht vielmehr einen erheblichen Arbeits-, Zeit- und Kosten-

  aufwand. Außerdem kann bei der bekannten Bauart die Rohr-

  schlange nicht zwecks Reinigung vorübergehend von dem Deckel

  des Wärmeaustauschers gelöst werden. Beides ist vor allem

  deshalb nicht möglich, weil der Deckel selbst durch Hartlöten

  oder Schweißen mit dem Wärmeaustauschermantel unlösbar ver-

  bunden ist und man infolgedessen nicht an die Anschlußstellen

  der Rohrschlange herankommt. Man kann daher auch keine Reini-

  gung des inßenraumes dass Wärmeaustauschers bzw, der Außen-

  flächen der Rohrschlanke bzw. der Rippen derselben durchfüh-

  ren. infolgedessen muß bei einer Verstopfung, Verschmutzung

  oder bei einem Undichtwerden der Rohrschlange sowie bei einer

  Verschmutzung des Innenraumes de@° @rmeaustauschers der

  gesamte Wärmeaustausc hr durch einen. neuen ersetzt werden, da

  =der alte WärmeaustausCer selbst äs geringfügigen Schäden

  nicht mehr repariert werden kann bzw. der Aufwand hierfür

  zu groß wäre. Dabei kommt es gerade bei dem bekannten Wärme-

  austauscher relativ häufig vor, dass die Lötstellen, insbeson-

  dere an der festen Verbindung zwischen Rohrschlange und An-

  srchlußstutzen, durch Korrosion und Wärmespannungen undicht

  werden, so daß das Kühl- bzw. Heizmedium in die zu kühlende

  bzw, zu erwärmende Flüasigkeit gelangen kann. Es handelt

  sich dabei oftmals nur um eine kleine Undichtigkeit, die

  durch Nachlöten beseitigt werden kennte, Weil man aber wegen

  des an den Austauschermantel angeschweißten oder angelöteten

  Deckels nicht an die Rohrschlange bzw, an deren Anschluß-

  stellen herankommt, ist es bei dem bekannten Wärmeaus-

  tauscher erforderlich, diesen gegen einen neuen auszutauschen,

  was verhältnismäßig teuer und aufwendig ist.

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  es sich bei dieser FlÜssigkeit beisviel sweise um Hydrauliköl

  und gelangen derartige Schlackenteilchen mit diesem in nach-

  geschaltete hydraulische Jentilee Schiebers Zylinder od.

  dgl.9 so können erhebliche Schäden die Folge sein. Außerdem

  ist es bei dem bekannten Wärmeaustauscher nicht möglich

  festzustellen, ob die Rohrschlange bzw. deren Anschlußstellen undicht sind oder nicht, was gerade bei der bekannten Bauart wegen der leicht undicht werdenden Anschlußlötstellen zwischen der Rohrschlange und den Anschlußstutzen von Nachteil ist. Schließlich besitzt der Bekannte Wärmeaustauscher im Bereich seiner Mittellängsachse einen verhältnismäßig großen völlig ungenutzten Raum, der nicht von der Rohrschlange ausgefüllt ist. Um zu vermeiden, däß die zu kühlende bzw, zu erwärmende Flüssigkeit an der Rohrschlange vorbei durch diesen mittleren freien Raun hindurchströmt' hat man bei der bekannten Bauart Leitbleche bzw. Leitrohre vorgesehen, die die Aufgabe haben, die Flüssigkeit unmittelbar an der Rohrschlange entlangzuführen. Dies ist mit einem beträchtlichen Mehraufwand bei der Herstellung verbunden, was vor allem deshalb von Bedeutung ist, weil es sich bei derartigen Wärmeaustauschern um Massenartikel handelt, die in großen Stückzahlen hergestellt werden.
• Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, einen Wärmeaustauscher zum Kühlen oder Erwärmen einer Flüssigkeit zu schaffen, dem die vorstehend behandelten Nachteile nicht anhaften und der verhältnismäßig einfach und preiswert herzustellen ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens der die Anschlußstutzen der Rohrschlange aufweisende Deckel lösbar mit dem Austauschermantel verbunden ist und auf seiner der Rohrschlange zugekehrten Innenseite als einziges Verbindungselement mit dem Austauschermantel einen konzentrisch angeordneten, mit dem lösbaren

  Deckel vorzugsweise fest verbundenen Zuganker besitzt,

  durch den Innenraum des Austauschermantels und durch eixa-

  Bohrung des fest mit dem Austauschermantel verbundenen Decke--.

  hindurchgreift und mit seinem durch diesen Deckel hindurch-

  ragenden freien Endabschnitt gegen diesen Deckel verspannt is@.

  Hierdurch wird zunächst erreicht, daß die Rohrschlange jederzeit mit wenigen Handgriffen und ohne besondere:-Spezialwerkzeug schnell ausgebaut werden kann, falls dies zur Reinigung der Rohrschlange bzw. ihrer Rippen erforderlich sein sollte. Auch lassen sich auf diese Weise kleinere Undichtigkeiten der Rohrschlange schnell und mühelos, beispielsweise durch Löten, beheben oder, falls dies nicht mehr möglich ist, läßt sich die Rohrschlange schnell gegen eine neue austauschen. Auf diese Weise spart man das Auswechseln des gesamten Wärmeaustauschers, was wesentlich teuerer und aufwendiger ist. Bei dem erfindungsgemäßen Wärmeaustauscher ist es ferner möglich, den Austauschermantel und den einen fest mit diesem verbundenen Deckel an die Zu- und Rückführungsleitung der zu kühlenden oder zu erwärmenden Flüssigkeit angeschlossen zu lassen und nur die beiden Anschlüsse zu lösen, mit denen die Zu- und Rückführungsleitungen für das Kühl- bzw. Heizmedium an die Rohrschlange angeschlossen sind. Da sich mindestens einer der Deckel des Wärmeaustauschers ohne Schwierigkeiten lösen läßt, ist jederzeit auch eine Reinigung des Innenraumes des Wärmeaustauschers möglich und, sofern dies erforderlich ist, auch ein Ausbessern der Schutzschicht, die vor allem bei aggressiven Flüssigkeiten benötigt wird. Diese Schutzschicht.kann auch nicht mehr, wie bei der bekannten Bauart, durch Schweißen oder Hartlöten beschädigt werden, weil derartige Arbeiten nach dem Aufbringen der Schutzschicht nicht mehr durchgeführt zu werden brauchen. Die zu kühlende bzw. zu erwärmende Flüssigkeit kann deshalb auch nicht mehr durch Schlackenteilchen oder durch Teilchen der abblätternden Schutzschicht verunreinigt werden. Ferner können Routinekontrollen sehr leicht und ohne besonderen Aufwand durchgeführt werden, indem man durch Herausnehmen der Rohrschlange diese einer Sichtkontrolle unterzieht, wobei sich Undichtigkeiten leicht feststellen lassen. Bei dem erfindungsgemäßen Wärmeaustauseher wird darüber hinaus der von der Rohrschlange nicht ausgefüllte Innenraum des Austauschermantels durch den Zuganker zumindest im wesentlichen ausgefüllt' so daß die zu kühlende oder zu erwärmende Flüssigkeit gezwungen ist, unmittelbar an der Rohrschlange vorbeizuströmen. Der Zuganker erfüllt damit gleichzeitig die Funktion eines Leitbleches oder Leitrohres, so daß auf die zusätzliche Anbringung derartiger Elemente verzichtet werden kann, Was die Herstellung des Wärmeaustauschers vereinfacht und verbilligt. Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Zuganker als Leitrohr für die zu kühlende bzw. zu erwärmende Flüssigkeit ausgebildet und an. seinem durch den festen Deckelhindurchragenden Endabschnitt mit einem Anschlußstutzen für die@Flüssigkeitszuleitung versehen. Damit dient der Zuganker nicht nur zum Verspannen der bzw.
• des lösbaren Deckels gegen den Austauschermantel und zur Führung der zu kühlenden oder zu erwärmenden Flüssigkeit innerhalb des Innenraumes des Wärmeaustauschers, sondern er bildet gleichzeitig den Anschlußstutzen, an den die Zu- oder Abflußleitung für die zu kühlende oder zu erwärmende Flüssigkeit angeschlossen wird. Hieraus ergibt sich eine besonders einfache, raumsparende und den Herstellungspreis verringernde Konstruktion. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung besitzt der rohrförmige Zuganker an seiner Wandung im Bereich des dem lösbaren Deckel zugekehrten Endabschnittes Bohrungen, Schlitze oder andere Öffnungen zur Verteilung der zuströmenden Flüssigkeit. Mit Hilfe dieser Öffnungen vermeidet man, daß innerhalb des Wärmeaustauschers eine Ärt Kurzschlußströmung zwischen den Anschlußstutzen für den Ein- und Austritt der zu kühlenden bzw. zu erwärmenden Flüssigkeit entsteht, wodurch die Leistung des Wärmeaustauschers erheblich beeinträchtigt wurde. Mit Hilfe der Bohrungen, Schlitze oder anderen Öffnun-gen, die gegebenenfalls unterschiedlich in ihrem Durchströmquerschnitt bemessen sein können, ist es möglich, die Flüssigkeit so zu verteilen, daß eine optimale Kühl- bzw. Heizwirkung erreicht wird. Besonders vorteilhaft ist es, die Rohrschlange mittels einer Verschraubung, vorzugsweise einer Klemmverschraubung, lösbar mit dem lösbaren Deckel zu verbinden. Hierdurch wird erreicht, daß die Rohrschlange nicht nur zusammen mit dem lösbaren Deckel aus dem Wärmeaustauscher ausgebaut bzw. ausgewechselt werden kann, sondern daß auch die Rohrschlange für sich alleine auswechselbar ist. Durch die Verwendung einer Klemmverschraubung wird in zuverlässiger Weise vermieden, daß aufgrund von Korrosion oder Wärmespannun-gen Undichtigkeiten im Bereich der Anschlußstellen der Rohrschlange auftreten, wie dies bei der bekannten angelöteten Rohrschlange häufig der Fall ist. Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Verspannung des freien Endabschnittes des Leitrohres gegen den fest mit dem Austauschsrmantel verbundenen Deckel durch eine auf das freie Ende des Leitrohres aufschraubbare Mutter, wobei zwischen Mutter und Deckel min den Ring- spalt zwischen Deckelbohrung und Zuganker abdichtender Dichtungsring vorgesehen ist. Es ist ferner ratsam, die

  - f

  Berührung des@s°@uschei@nantel s und

  der Deckel mit einem gegzi -',grrosion °zwm -iggressive Medien

  sein

  schützenden Überzug 7yersehe.rLi Darüber hinaus ist es möglich,

  den Austauschermantel undleder mindestens einen Deckel mit ei-

  nem Schauglas zur Sichtkontrolle der zu kühlenden bzw. zu er-

  wärmenden Flüssigkeit zu versehen. Mit Hilfe eines derartigen

  Schauglases läßt sich beispielsweise dann, wenn die zu kühlende

  Flüssigkeit aus Öl besteht und das Kühlmittel Wasser ist, sehr

  leicht feststellen, ob an irgendeiner Stelle Kühlwasser in das

  zu kühlende Öl gelangt, weil dann das Öl zu einer milchigen Öl-

  Wasseremulsion vermischt wird, was durch das Schauglas eindeu-

  tig zu erkennen ist.

  In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels veranschaulicht. Der dort teilweise im Längsschnitt dargestellte Wärmeaustauscher besitzt einen rohrartigen Austauschermantel 1 mit einem kreisrunden Querschnitt, der an seinen beiden Stirnflächen von je einem Deckel 2 und 3 flüssigkeits- und druckdicht verschlossen ist. Während der Deckel 3 durch eine Schweißnaht 4 fest mit dem Austauschermantel 1 verbunden ist, läßt sich der Deckel 2 vom Austauschermantel 1 abnehmen. Zur Abdichtung besitzt der Deckel 2 auf seiner dem Austauschermantel 1 zugekehrten Stirnfläche eine kreisringförmige Nut 5, die in ihren Abmessungen den Abmessungen der Stirnfläche des Austausehermantels 1 entspricht und in welche ein Dichtungsring eingelegt ist. Der Deckel 2 wird mit Hilfe eines an diesen angeschweißten Zugankers 6 gegen den Austauschermantel 1 verspannt. Der Zuganker 6 greift durch den Innenraum des Austauschermantels 1 und durch eine Bohrung 7 im Deckel 3 hindurch und ist gegen den unlösbaren Deckel 3 mittels einer Mutter 8 lösbar verspannt.
• Der Zuganker 6 ist bei der dargestellten Ausführungsform als Leitrohr für die zu kühlende bzw. zu erwärmende Flüssigkeit ausgebildet und besitzt an seinem durch die Bohrung 7 des festen Deckels 3 hindurchgreifenden freien Endabschnitt einen Anschlußstutzen 9 zum Anschluß einer Zuführungsleitung für die zu kühlende b-zw. zu erwärmende Flüssigkeit. Zur Abdichtung der Bohrung 7 des Deckels 3 ist ein Dichtring 10 vorgesehen, welcher den Endabschnitt des Zugankers 6 außerhalb der Bohrung 7 umschließt und von einem Stützring 11 gehalten wird, der gleichzeitig als Unterlegscheibe für die Mutter 8 dient. Die über den Anschlußstutzen 9 in den Wärmeaustauscher eintretende zu kühlende oder zu erwärmende Flüssigkeit strömt durch den als Leitrohr ausgebildeten Zuganker 6 in axialer Richtung hindurch bis in die Nähe des lösbaren Deckels 2, wo der Zuganker 6 in seiner Wandung einige Bohrungen 12 besitzt, die zur Verteilung der Flüssigkeit auf den zwischen der Außenfläche des Zugankers 6 und der Innenfläche des Austauschermantels 1 vorhandenen, mit 13 bezeichneten Ringraum dient. Die zu kühlende oder zu erwärmende Flüssigkeit strömt über einen Anschlußstutzen 14 aus dem Ringraum 13 des Wärmeaustauschers in eine nicht dargestellte Rückflußleitung ab. Der Anschlußstutzen 14 ist in dem Austauschermantel 1 im Bereich des fest mit diesem verbundenen Deckels 3 angeordnet, so daß die zu kühlende bzw. zu erwärmende Flüssigkeit gezwungen ist, den Ringraum 13 auf ganzer axialer Länge zu durchströmen. Der Ringraum 13 ist im wesentlichen von einer Rohrschlage 15 ausgefüllt, die aue einem gewendelten Rippenrohr besteht. Die Rohrschlange 1S, die zur Führung eines Kühl- bzw. Heizmediums dient, ist an ihren beiden Endabschnitten über Klemmverschraubungen 16 an zwei Anschlußstutzen 17 und 18 des lösbaren Deckels 2 angeschlossen. Die Anschlußstutzen 17 und 18 dienen zum Anschluß der Zu- bzw. Rückflußleitung für das Kühl-bzw. Heizmedium und sind fest mit dem lösbaren Deckel 2 verbunden.
• Der fest mit dem Austauschermantel 1 verbundene Deckel 3 besitzt im Bereich des Anschlußstutzens 14 für die Rückflußleitung der zu kühlenden oder zu erwärmenden Flüssigkeit ein Schauglas 19, durch welches die Flüssigkeit im Ringraum 13 kurz vor ihrem Austritt aus dem Wärmeaustauscher beobachtet und kontrolliert werden kann.

Claims (7)

1. Patentansprüche: r.1. Wärmeaustauscher zum Kühlen oder Erwärmen einer Flüssigkeit, vorzugsweise Ö1, mittels eines Kühl- bzw. Heizmediums, welcher im wesentlichen aus einem vorzugsweise zylindrischen, an beiden Stirnseiten von je einem Deckel flüssigkeitsdicht verschlossenen rohrartigen Austauschermantel und einer im Innern desselben angeordneten, vorzugsweise mit Rippen versehenen Rohrschlange besteht, wobei die Anschlußstutzen der Rohrschlange an einem der Deckel stirnseitig angeordnet sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß mindestens der die Anschlußstutzen (17, 18) der Rohrschlange (15) aufweisende Deckel (2) lösbar mit dem Austauschermantel (1) verbunden ist und auf seiner der Rohrschlange (15) zugekehrten Innenseite als einziges Verbindungselement mit dem Austauschermantel (1) einen konzentrisch angeordneten, mit dem lös- baren DeckeIT4orzu2sweise fest verbundenen Zuganker (6) be- sitzt, welcher durch den Innenraum des Austauschermantels (1) und durch eine Bohrung (7) des fest mit dem Austauschermantel (1) verbundenen Deckels (3) hindurchgreift und mit seinem durch diesen Deckel (3) hindurchragenden freien Endabschnitt gegen diesen Deckel (3) verspannt ist.
2. 2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, d a d u r c ti g e k e ri ii a e i c h n e t , daß der Zuganker (6) als Leitrohr für die zu kühlende bzw. zu erwärmende Flüssigkeit ausgebildet ist und 3n seinem durch den festen Deckel (3) hindurchragenden Endabschnitt mit einem Anschlußstutzen (9) für die Flüssigkeitszuleitung versehen ist.
3. 3. Wärmeaustauscher nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der rohrförmige Zuganker (6', in seiner Wandung im Bereich des dem lösbaren Deckel (2) zugekehrten Endabschnittes Bohrungen, Schlitze oder andere Öffnungen (12) zur Verteilung der zuströmenden Flüssigkeit besitzt.
4. 4. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Rohrschlange (15) mittels einer Verschraubung (16), vorzugsweise einer Klemmverschraubung, lösbar mit dem lösbaren Deckel (2) verbunden ist.
5. 5. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Verspannung des freien Endabschnittes des Leitrohres (6) gegen den fest mit dem Austauschermantel (1) verbundenen Deckel (3) durch eine auf das freie Ende des Leitrohres (6) aufschraubbare Mutter (8) erfolgt, wobei zwischen Mutter (8) und Deckel (3) ein den Ringspalt zwischen Deckelbohrung (7) und Zuganker (6) abdichtender Dichtungsring (10) vorgesehen ist.
6. 6. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Anschlüßstutzen (17, 18) für das Kühl- bzw. Heizmedium und/oder die Anschlußstutzen (9, 14) für die zu kühlende bzw. zu erwärmende Flüssigkeit als Rohrklemmverschraubungen ausgebildet sind.
7. 7. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß sämtliche mit der zu kühlenden bzw. zu erwärmenden Flüssigkeit in Berührung kommenden Oberflächenteile des Austauschermantels (1) und der Deckel (2, 3) mit einem gegen Korrosion bzw. aggressive Medien schützenden Überzug versehen sind. B. Wärmeaustauscher nach Anspruch-1 oder einem der folgenden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t 9 - daß der Austauschermantel'(1) und/oder mindestens ein Deckel (3) mit einem Schauglas (19) zur Sichtkontrolle der zu kühlenden bgw. zu erwärmenden Flüssigkeit versehen ist.