DE1800062A1 - Waermeaustauscher - Google Patents

Waermeaustauscher

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DE1800062A1
DE1800062A1 DE19681800062 DE1800062A DE1800062A1 DE 1800062 A1 DE1800062 A1 DE 1800062A1 DE 19681800062 DE19681800062 DE 19681800062 DE 1800062 A DE1800062 A DE 1800062A DE 1800062 A1 DE1800062 A1 DE 1800062A1
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heat exchange
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Ilin Vasilij Georgijevic
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ILIN VASILIJ GEORGIJEVIC
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ILIN VASILIJ GEORGIJEVIC
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F7/00Elements not covered by group F28F1/00, F28F3/00 or F28F5/00
    • F28F7/02Blocks traversed by passages for heat-exchange media
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/02Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of carbon, e.g. graphite

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Description

  • WÄRMEAUSTAUSCHER Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Wärmeaustauscher, wie sie zur Kondensation der Dämpfe oder zur Kühlung und Erwärmung von Flüssigkeiten und Dämpfen in der chemischen Technik sowie in den anderen Industriezweigen verwendet werden.
  • Es ist ein Wärmeaustauscher mit mehreren senkrecht übereinander angeordneten Elementen bekannt, die insbesondere aus einem Werkstoff auf Graphitgrundlage bestehen. Die Wärmeaustauschelemente besitzen senkrechte Kanäle zur Dampf führung und waagerecht Kanäle zur Kühlmittelführung, wobei der kondensierende Dampf von oben nach unten und das EUhlmittel im Gegenstromverfahren von unten nach oben geführt wird. Die senkrechten Kanäle einzelner Elemente liegen auf gleicher Achse und das in diesen Kanälen niedergeschlagene Kondensat wird an dem letzteren, also am untersten Element abgeleitet.
  • Während des Betriebs der karmeaustauscher dieser Art bildet sich an den Innenwandungen der senkrechten Kanäle ein Flüssigkeitsfilm, der vom Element zum Element stärker wird, da der Dampf von oben nach uaten durch alle Elemente strömt. Dieser Flüssigkeitsfilm verschlechtert die Wärmeübertragungen vom kondensierenden Dampf zum Kühlmittel und veriiiindert beträchtlich die Wärmeübergangszahl und damit die Leistungsfähigkeit des Apparates. Die schiechtesten Wärmeaustauschverhältnisse liegen im untersten Element vor.
  • Da die senkrechten Kanäle einzelner Wärmeaustauschelemente gleichachsig angeordnet sind, ist die Kondensatströmtmg laminar. In einer solchen Strömung findet beknnntlich nur geringe Durchmischung einzelner Schichten, was ebenfalls zur Verminderung der Wärmeabgabe an das Kühlmittel beiträgt.
  • Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, diese Nachteile zu beseitigen.
  • Der Erfindung wurde die Aufgabe zugrunde gelegt, einen Wärmeaustauscher zu entwickeln, bei dem das Kondensat bereits am Austritt jeden Wärmeaustauschelementes abgeführt und damit die Bilabildung an den Innenwandungen der senkrechten Dampkanäle weitgehend begegnet wird. Vliese Maßnahme soll den Wärmeaustausch zwischen den einzelnen Schicnten der Kondensatströmung begunstigS.
  • Gemäß der Erfindung wird diese AuSgabe durch einen vervollkommneten Kondensator vorzugsweise für chemisch aggressive Dämpfe gelöst, der mehrere senkrecht übereinander angeordnete Wärmeaustauschelemente mit senkrechten Vampkanälen und waagerechten Kühlmittelkanälen enthält. Erfindungsgemäß werden die senkrechten Kanäle jeden Wärmeaustauschelementes gegenüber den gleichen Kanälen des benachbarten Elementes versetzt. Außerdem werden an jedem nachfolgenden Element oben geneigte Nuten vorgesehen, in welche die senkrechten Dampfkanäle des vorangehenden Elementes münden. Diese Nuten münden ihrerseits in eine Sammelnut, die mit mehreren zusätzlichen Kanälen zur Kondensatableitung in das nächstfolgende Element verbunden ist.
  • Der Vorteil des erfindungsgemäßen Wärmeaustausches liegt darin, daß die Versetzung der senkrechten Kanäle einzelner Elemente gegeneinander zur Verwirbelung der Kondensatströmung beiträgt, die die Wärmeaustauschverhältnisse durch Herbeiführung der Konvektion zwischen den Strömungsschichten begünstigt. Andererseits wird durch Kondensatableitung über geneigte Nuten nach jedem Wäraeaustauschelement die Filmbildung an den Innenwandungen der senkrechten Dampfkanäle verhindert, was ebenfalls zur Vergrößerung der Wärmeübergangszahl beiträgt.
  • bei der erfindungsgemäßen Lösung der Aufgabe verringert sich weiter der Werkstoffaufwand und vereinfacht sich die Bedienung des Wärmeaustauschers.
  • Die näheren Linzelheiten der Erfindung sind der nachstehenden Beschreibung eines Ausfuhrungsbeispieles und den beigefügten Zeichnungen zu entnehmen. Bs zeigt Fig. 1 den Längsschnitt des erfindungsgemäßen Wärme aus tauschers, Fig. 2 die Stoßstelle zwischen den zwei Wärmeaustauschelementen als Einzelheit (vergrößert gezeichnet), Fig. 3 ein Wärmeaustauschelement in Draufsicht.
  • Der in Fig. 1 wiedergegebenen Wäiineaustauscher setzt sich aus mehreren senkrecht übereinander angeordneten und dicht aneinander anschließenden Elementen 1, la, lb und lc zusammen, die aus einem Werkstoff auf Graphitgrundlage bestehen. Die Warmeaustauschelemente besitzen senkrechte Kanäle 2 zur Dampfführung und dazwischenliegende waagerechte Kanäle 3 zur Kühlmittelführung, wobei der Dampf von oben nach unten und das Kühlmittel von unten nach oben strömt.
  • Das zu verflüssigende Medium tritt als Dampf oben durch den Stutzen 4 ein und wird als Kondensat unten durch den Stutzen 5 entfernt, während das Kühlmittel durch den Stutzen 6 eintritt und durch den Stutzen 7 austritt.
  • Die Dampfkammern 8, 9 unten und oben und die Kühlmittelkammern I0 seitlich ermöglichen eine gleichmäßige Verteilung des kondensierenden Dampfes und des Kühlmittels über Kanäle 2, 3 der Wärmeaustauschelemente 1, 1a, 1b und 1c. Die Leitbleche 11 in den Kühlmittelkammern 10 sorgen für eine mehrgängige Flüssigkeitsbewegung durch den Wärmeaustauscher an der Kühlmittelseite.
  • Die senkrechten Kanäle 2 jeden Wärmeaustauschelementes sind gegenüber den gleichen Kanälen des vorangehenden des nachfolgenden Elementes versetzt, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, und zwar sind die senkrechten Kanäle 2 des Elementes 1 gegenüber den gleichen Kanälen des Elementes la und diese gegenüber den Kanälen 2 des Elementes ab versetzt usw. Durch diese Kanalversetzung wird der alle Elemente nacheinander durchströmende zu kondensierende Dampf verwirbelt.
  • An jedem Wärmeaustauschelement außer dem ersten sind oben geneigte Nuten I2 (Fig. 2, 3) zwischen den senkrechten Kanälen 2 ausgearbeitet, in welche die Kanäle 2 des vorangehenden Elementes münden. Die Nuten 2 gehen ihrerseits in eine Sammelnut I3 über, in welche mehrere zusätzliche senkrechte Kanäle 14 münden. Durch diese Kanäle läuft das in dem jeweiligen Wärmeaustauschelement anfallende Kondensat in das nachfolgende Element ab. Infolgedessen, daß der Kondensat bereits am Austritt jeden Wärmeaustauschelementes abgezogen wird, kann sich an den Wandungen der senkrechten Dampfkanäle kein Film bilden und die Wärmeübergangszahl hat bei allen Elementen den höchsten Wert.
  • Bei dem ersten Wärmeaustauschelement 1 sind oben keine Kondensatablaufnuten erforderlich.
  • Der beschriebene Wärmeaustauscher hat folgende Wirkungsweise.
  • Das zu kondensierende Medium tritt durch den Stutzen 4 und'das Kühlmittel durch den Stutzen 6 in das erste Wärmeaustauschelement I ein.
  • Der strömende Dampf wird in den senkrechten Kanälen 2 des Blefientes I verflüssigt. Das anfallende Kondensat läuft in die geneigten Nuten 12 im oberen Teil des nachfolgenden Elementes Ia ab, wird in der Nut I3 gesammelt und durch die senkrechten Kondensatkanäle I4 in das nächste untere Element I6 abgeleitet.
  • Der sich in den senkrechten Dampfkanälen 2 des Elementes la bitaende Kondensat gelangt in die geneigten Nuten 12 des Elementes Ib, strömt in die Sammelnut I3 und wird durch die senkrechten Kondensatkanäle I4 in das Element Ic abgeleitet.
  • In der gleichen Weise wird auch der Dampf im Wärmeaustauschelement Ib verflüssigt und die in den senkrechten Kanälen dieses Elementes niedergeschlagene Flüssigkeit durch die geneigten Nuten I2 des Elementes Ic abgeführt und durch den Austrittsstutzen 5 des Wärmeaustauschers zur Weiterverarbeitung abgeleitet.
  • Das in den oberen 'Wärmeaustauschelementen anfallende Kondensat gelangt zum Austrittsstutzen 5 durch die Kanäle 14 und wird auch zur Weiterverarbeitung abgeführt.
  • Obwohl der erfindungsgemäße Wärmeaustauscher hier als Kondensator betrieben wird, ist für Fachleute verstndlicn daß er auch zur Kühlung und Erwärmung von Flüssigkeiten und Dämpfen eingesetzt werden kann.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE:
    Wärmeaustauscher zur Kondensation der Dämpfe vorzugsweise chemisch aggressiver Stoffe mit mehreren senkrecht übereinander angeordneten Elementen, die senkrechte Kanäle zur Dampfführung und waagerechte Kanäle zur Kühlmittelführung besitzen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die senkrechten Dampkanale (2) jeden Elementes gegen -über den gleichen Dampfkanälen (2) des nachfolgenden blementes (Ia) versetzt sind und daß bei jedem nachfolgenden Element (Ia, Ib, Ic) oben geneigte Nuten (12) vorhanden sind, in welche die senkrechten Dampfkanäle (2) des vorangehenden Elemen/tes auslaufen und welche in eine Sammelnut (I3) und den, wobei die Sammelnut mit menreren zusätzlichen senkrechten Kanälen (I4) zur Kondensatableitung in das nächste untere Element verbunden ist.
    L e e r s e i t e
DE19681800062 1968-10-01 1968-10-01 Wärmeaustauscher zur Kondensation von Dämpfen Expired DE1800062C3 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19681800062 DE1800062C3 (de) 1968-10-01 1968-10-01 Wärmeaustauscher zur Kondensation von Dämpfen

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DE19681800062 DE1800062C3 (de) 1968-10-01 1968-10-01 Wärmeaustauscher zur Kondensation von Dämpfen

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE1800062A1 true DE1800062A1 (de) 1970-04-16
DE1800062B2 DE1800062B2 (de) 1975-05-07
DE1800062C3 DE1800062C3 (de) 1975-12-11

Family

ID=5709069

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19681800062 Expired DE1800062C3 (de) 1968-10-01 1968-10-01 Wärmeaustauscher zur Kondensation von Dämpfen

Country Status (1)

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DE (1) DE1800062C3 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0196548A1 (de) * 1985-03-19 1986-10-08 GEA Wiegand GmbH Kompakt-Blockwärmetauscher aus imprägniertem Graphit

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0196548A1 (de) * 1985-03-19 1986-10-08 GEA Wiegand GmbH Kompakt-Blockwärmetauscher aus imprägniertem Graphit

Also Published As

Publication number Publication date
DE1800062B2 (de) 1975-05-07
DE1800062C3 (de) 1975-12-11

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Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977
EHJ Ceased/non-payment of the annual fee