DE19634988C1 - Spiralwärmetauscher - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Spiralwärmetauscher gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einem solchen Spiralwärmetauscher (DE 27 44 002 C2) werden die im Wärmetausch stehenden Medien gemäß einer ersten bekannten Ausführungsform im reinen Gegenstrom ge­ führt. Bei dieser Ausführungsform werden zwei metallische Bänder um einen Kern gewickelt. Hierdurch entstehen zwei Austauschkanäle. Daraus resultiert beim Betrieb des Appa­ rats, daß ein Medium aus einem Verteilerraum am Umfang des Apparats nach innen strömt und vom Kern des Apparats durch einen stirnseitigen Deckel nach außen abgeführt wird. Das zweite Medium wird vom Kern des Apparats nach außen in einen Sammelraum geleitet.

Der Strömungsquerschnitt in den beiden Austauschkanälen wird durch die Breite der spiralförmig gewickelten Me­ tallbänder und durch den Abstand der Metallbänder gebil­ det. Hierbei ist die Größe des Abstands in bestimmten Grenzen frei wählbar. Dadurch können auf beiden Seiten optimale Strömungsgeschwindigkeiten erreicht werden.

Eine weitere bekannte Ausführungsform arbeitet nach dem Kreuzstromprinzip. Diese Bauform findet hauptsächlich als Oberflächenkondensator und Dephlegmator, aber auch als Gaskühler Anwendung. Die Dämpfe oder Gase strömen durch einen beidseitig offenen Austauschkanal. Ein großer Strö­ mungsquerschnitt macht den Apparat besonders für die Kon­ densation von Vakuumdämpfen und Kühlung großer Volumina geeignet. Dabei fließt das Kühlmedium in dem beidseitig verschweißten geschlossenen Austauschkanal.

Desweiteren ist eine Kreuz-Gegenstrom-Kombination be­ kannt. Dies stellt eine Zusammenfassung des Kreuzstrom­ prinzips mit dem Gegenstromprinzip dar. Ein solcher Spi­ ralwärmetauscher wird primär zur Kondensation von Dämp­ fen, die Inertgase enthalten, eingesetzt. Der Spiralkör­ per besteht hierbei aus wechselseitig verschweißten Aus­ tauschkanälen wie beim Gegenstromprinzip. Der Austausch­ kanal des Kühlmediums ist nach unten offen, von dort aus zugänglich und oben verschweißt. Die Gase und Dämpfe tre­ ten durch den anderen Austauschkanal, der oben offen ist, ein. Im Inneren des Spiralkörpers wird der Hauptteil des Dampfs kondensiert. Die äußeren Windungen sind abgedeckt und der Restdampf wird zusammen mit den Inertgasen im reinen Gegenstrom zu den Kühlmedien nach außen abgeführt. Hierdurch wird eine gute Kühlung und Kondensation er­ reicht. Auch das Kondensat wird weiter abgekühlt und se­ parat abgeführt.

Die Vorteile eines Spiralwärmetauschers sind hohe Wärme­ übertragungswerte bei kompakter Bauweise. Es werden kleinste Temperaturdifferenzen durch Führung der beiden Medien im Gegenstrom benutzt. Desweiteren wird eine si­ chere Trennung der beiden Medien durch beidseitiges oder wechselseitiges Zuschweißen der Austauschkanäle gewähr­ leistet. Ein Vermischen kann ausgeschlossen werden. Eine spezielle Isolierung ist normalerweise nicht notwendig, da das Kühlmedium durchweg in dem äußeren Austauschkanal strömt.

Auch eine Verschmutzung kann nicht so leicht eintreten, da nur ein einziger Strömungsweg für jedes Medium vorhan­ den ist und außerdem hohe Strömungsgeschwindigkeiten einer Verschmutzung entgegenwirken. Schließlich ist auch eine Reinigung chemisch durch Spülung (CIP - Cleaning in place) oder nach Abnehmen der Deckel durch Ausspritzen mit Hochdruckwasser möglich.

Abweichend von den vorstehend geschilderten Eigenschaften haben sich jedoch im Kernbereich eines Spiralwärmetau­ schers Probleme ergeben. Gemäß einer bekannten Ausfüh­ rungsform, bei der die die Austauscherkanäle bildenden Metallbänder bis in den Kernbereich gewickelt werden, so daß sie dort nach entsprechender Verschweißung die End­ kammern der Austauscherkanäle bilden, müssen diese End­ kammern durch entsprechende Einbauten ausgesteift werden. Im praktischen Betrieb wird eine Endkammer mit einem un­ ter Druck stehenden Medium beaufschlagt, während die benachbarte Endkammer im Prinzip drucklos sein kann. Da­ durch wird die drucklose Endkammer über den sie umfangs­ seitig begrenzenden Abschnitt des das unter Druck ste­ hende Medium führenden Austauschkanals radial bean­ sprucht. Diesem radialen Druck sollen die Einbauten wi­ derstehen.

Durch die Einbauten in den Endkammern werden jedoch Tot­ zonen und Spalte gebildet, in denen sich Produkte abset­ zen und festsetzen können, die aus den in den Aus­ tauschkanälen strömenden Medien ausfallen. In Abhängig­ keit von der Zusammensetzung der Medien können diese aus­ gefällten Produkte dann im Laufe der Zeit anwachsen und zu Verstopfungen mit den Wärmetauschbetrieb beeinträchti­ genden Druckverlusten führen.

Auch sind diese Totzonen und Spalte nur schwer zu reini­ gen, so daß der Einsatz derart ausgebildeter Spiralwärme­ tauscher in Sterilisationsanlagen mit hohen Hygieneanfor­ derungen nur mit Einschränkungen möglich ist.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Endkammern bezüglich ihres Strömungsquerschnitts nicht produktge­ recht an den Strömungsquerschnitt der Austauschkanäle an­ gepaßt werden können. Dies führt dazu, daß ein in eine Endkammer von außen einströmendes Medium beim Übertritt in den an diese Endkammer angeschlossenen Austauschkanal seine Geschwindigkeit verloren hat. Auch dieser Sachver­ halt führt dazu, daß aus dem Medium leichter Produkte ausfallen und sich in den Totzonen und Spalten der End­ kammer festsetzen können.

Um die engen Wicklungen der Metallbänder im Kernbereich und die Einbauten in den Endkammern zu vermeiden, ist ferner vorgeschlagen worden, die Endkammern in einem von der Wanddicke her stabilen Kernrohr auszubilden. Dazu wurden in das Kernrohr Längswände eingezogen und die durch die Längswände und die Rohrwand gebildeten Endkam­ mern über Bohrungen in der Wand des Kernrohrs mit den Austauschkanälen verbunden, die durch die spiralförmig gewickelten Metallbänder umfangsseitig des Kernrohrs ge­ bildet werden. Die der Wand des Kernrohrs benachbarten Abschnitte der Metallbänder wurden durch sich radial er­ streckende, in der Länge unterschiedliche Stifte zur äußeren Oberfläche des Kernrohrs distanziert.

Diese Bauart eines Spiralwärmetauschers verringert zwar die Anzahl der Totzonen und Spalte, in denen sich aus den Medien ausfällende Produkte absetzen und festsetzen kön­ nen, indessen konnte der Nachteil nicht beseitigt werden, daß die Strömungsquerschnitte der Endkammern nicht pro­ duktgerecht an die Strömungsquerschnitte der sich an die Endkammern anschließenden Abschnitte der Austauschkanäle angepaßt sind.

Ein weiterer Nachteil bei beiden vorgeschilderten und zum Stand der Technik zählenden Bauarten von Spiralwärmetau­ schern liegt darin, daß aufgrund der Vielzahl von Schweißnähten größere Flächen mit einer hohen Rauhigkeit vorhanden sind, die nur schwer gereinigt werden können. Dadurch können sich nach wie vor aus den Medien ausge­ fällte Produkte in den Kernbereichen absetzen und fest­ setzen, was nicht nur, wie bereits geschildert, zu Strö­ mungs- und damit Druckverlusten führen kann, sondern auch den Einsatz derartiger Spiralwärmetauscher in Sterilisa­ tionsanlagen mit großen Hygieneanforderungen ausschließen oder doch zumindest erheblich einschränken. Nicht uner­ heblich ist darüberhinaus die Gefahr von Korrosion, die sich bei bestimmten Werkstoff- und Produktkombinationen bevorzugt unterhalb von Produktablagerungen ausbildet (Spaltkorrosion).

Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Kernbereich eines Spiralwärmetau­ schers so zu gestalten, daß die Strömungsquerschnitte der in dem Kernbereich liegenden Endkammern über die Breite des Spiralwärmetauschers gesehen so ausgelegt werden, daß die im Wärmetausch stehenden Medien im wesentlichen gleichförmig produktgerecht aus den Endkammern in die sich daran anschließenden Abschnitte der Austauschkanäle übertreten bzw. aus den Austauschkanälen in die Endkam­ mern eintreten können.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Grundgedankens sind Gegenstand der Merkmale der Ansprüche 2 bis 11.

Der Kernbereich eines Spiralwärmetauschers wird jetzt aus einem einstückigen zylindrischen Zentralkörper gebildet. Hierdurch werden umfangsseitig des Zentralkörpers glatte Flächen geschaffen, die mit einer entsprechend geringen Rauhtiefe ausgestattet werden können. Die Endkammern wer­ den durch eine mechanische Bearbeitung, insbesondere durch Bohr- und Fräsoperationen des Zentralkörpers herge­ stellt.

Dazu werden zunächst von den Stirnseiten des Zentralkör­ pers her Bohrungen eingebracht. Diese Bohrungen können koaxial zueinander ausgerichtet sein. Denkbar ist es aber auch, daß wenigstens eine Bohrung parallel zur Achse des Zentralkörpers radial versetzt vorgesehen wird. Ferner ist es vorstellbar, daß die Bohrungen in einem Winkel zur Achse des Zentralkörpers liegen können.

Anschließend werden mit den Bohrungen verbundene, sich radial erstreckende Schlitze, beispielsweise durch Fräs­ operationen, hergestellt. Diese Schlitze erstrecken sich über nahezu die gesamte Länge des Zentralkörpers. Endsei­ tig können Stirnwände ausreichender Dicke verbleiben. Vorstellbar ist es aber auch, daß die Schlitze im Bereich der Bohrungen in die Stirnseite des Zentralkörpers mün­ den. Im zusammengebauten Zustand eines Spiralwärmetau­ schers werden dann die Mündungen durch entsprechende Dichtungen sowie durch Deckel verschlossen. Der Vorteil einer solchen Maßnahme ist der, daß die Fertigung der Schlitze vereinfacht wird und außerdem eine leichtere Kontrolle des Zentralkörpers möglich ist. Während im Be­ reich der Bohrungen die Schlitze in die Bohrungen münden, verringert sich ihre Tiefe von den Enden der Bohrungen an gleichmäßig oder auch ungleichmäßig bis zu dem jeweils gegenüber liegenden Ende des Zentralkörpers.

Durch die gezielte Durchmesser- und Längenwahl der Boh­ rungen einerseits und der Breite der Schlitze im Längen­ bereich der Bohrungen andererseits können nunmehr die Strömungsquerschnitte der durch die Bohrungen und Schlitze gebildeten Endkammern im Zentralkörper, insbe­ sondere im Längenbereich der Bohrungen, so an die Strömungsquerschnitte der sich an die Schlitze an­ schließenden Abschnitte der Austauschkanäle angepaßt wer­ den, daß im wesentlichen gleichförmige Strömungsgeschwin­ digkeiten der sich im Austausch befindenden Medien er­ zielt werden. In den Bohrungen und Schlitzen sind keine Totzonen und Spalte mehr vorhanden, in denen sich aus den Medien ausgefällte Produkte absetzen und festsetzen kön­ nen. Alle Bereiche der Bohrungen und Schlitze sind gut durchspülbar und somit einwandfrei reinigungsfähig. Auch können die Oberflächen der Bohrungen und Schlitze pro­ blemlos poliert werden, wozu erfindungsgemäß jetzt das Elektropolieren eingesetzt werden kann. Dieser Sachver­ halt ist mit dem großen Vorteil verbunden, daß Spiralwär­ metauscher mit einem derartigen Kernbereich jetzt bevor­ zugt in Sterilisationsanlagen mit hohen Hygieneanforde­ rungen eingesetzt werden können.

Schweißnähte sind im Kernbereich nicht mehr vorhanden. Die Fertigung wird dadurch einfacher. Auch sind keine Schweißnahtfehler mehr möglich, so daß durch solche Schweißnahtfehler bedingte undichte Stellen oder Über­ trittsbereiche für Medien wegfallen, die bislang in auf­ wendiger Weise kontrolliert und überprüft werden mußten.

Die sich zwischen den Bohrungen und der äußeren Oberflä­ che des Zentralkörpers erstreckenden Schlitze können exakt radial eingebracht sein. Denkbar ist aber auch eine Ausführungsform, bei welcher die Schlitze tangential in die Oberfläche der Bohrungen münden. Hierdurch kann eine noch bessere Strömung der Medien erreicht werden.

Eine weitere Verbesserung der Strömungsverhältnisse für die Medien wird dadurch erzielt, daß diejenigen Längskan­ ten an den Mündungen der Schlitze in die äußere Oberflä­ che des Zentralkörpers fasenartig gebrochen sind, welche benachbart den Austauschkanälen liegen. Diese Längskanten können auch gerundet sein.

Da nunmehr die Metallbänder zur Bildung der Aus­ tauschkanäle unmittelbar neben den Schlitzen an die äußere Oberfläche des Zentralkörpers angesetzt werden, ist es zur Bildung eines optimalen Strömungsquerschnitts der Austauschkanäle benachbart zu den Schlitzen sinnvoll, wenn der Zentralkörper benachbart zu den Schlitzen am Um­ fang segmentartig ausgenommen ist. Der Querschnitt der segmentartigen Ausnehmung kann beispielsweise dreieckför­ mig sein, wobei die größte Tiefe der Ausnehmung im Be­ reich der Schlitze liegt und sich die Tiefe zur äußeren Oberfläche hin verringert. Die maximale Tiefe entspricht etwa der Höhe des anschließenden Abschnitts des Aus­ tauschkanals.

Die Distanz der Metallbänder zur äußeren Oberfläche des Zentralkörpers kann, wie bislang schon üblich, durch Stifte erzielt werden, die auf den zu wickelnden Metall­ bändern festgelegt sind. Je nach Höhe des Austauschkanals kann es erforderlich werden, auch im Bereich der segment­ artigen Ausnehmung Stifte zur Distanzierung des die Aus­ nehmung überwölbenden Abschnitts eines Metallbands vorzu­ sehen. Statt der Stifte kann aber auch die Ausnehmung durch in Umfangsrichtung des Zentralkörpers verlaufende Nuten bzw. leistenartige Rippen so gestaltet sein, daß die Rippen die Abstützung des Metallbands übernehmen, ohne daß die einwandfreie Strömung der Medien beeinträch­ tigt wird.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnun­ gen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 im schematischen vertikalen Längsschnitt den Kernbereich eines Spiralwärmetauschers;

Fig. 2 eine Ansicht auf den Kernbereich der Fig. 1 gemäß dem Pfeil II in zwei verschiedenen Va­ rianten;

Fig. 3 einen Teillängsschnitt durch den Kernbereich eines Spiralwärmetauschers gemäß einer weite­ ren Ausführungsform;

Fig. 4 einen Längsschnitt durch einen Zentralkörper gemäß einer weiteren Ausführungsform;

Fig. 5 einen Längsschnitt durch einen Zentralkörper gemäß einer dritten Ausführungsform;

Fig. 6 in vergrößerter perspektivischer Darstellung den Ausschnitt VI der Fig. 2;

Fig. 7 den Ausschnitt VI der Fig. 2 gemäß einer weiteren Ausführungsform und

Fig. 8 den Ausschnitt VI der Fig. 2 gemäß einer dritten Ausführungsform.

Mit 1 ist in den Fig. 1, 2 und 6 der Kernbereich eines ansonsten nicht näher veranschaulichten Spiralwärmetau­ schers 2 bezeichnet.

Der Kernbereich 1 umfaßt einen zylindrischen Zentralkör­ per 3 aus Vollmaterial. In den Zentralkörper 3 sind von dessen Stirnseiten 4, 5 aus zwei Axialbohrungen 6, 7 ein­ gebracht. Die Länge L jeder Axialbohrung 6, 7 entspricht etwa einem Drittel der Gesamtlänge GL des Zentralkörpers 3. Der Durchmesser D der Axialbohrungen 6, 7 entspricht etwa dem dritten bis vierten Teil des Durchmessers D1 des Zentralkörpers 3.

Von der äußeren Oberfläche 8 des Zentralkörpers 3 aus sind in diesen radiale Schlitze 9, 10 eingebracht. Die Länge L1 der Schlitze 9, 10 ist kürzer als die Gesamt­ länge GL des Zentralkörpers 3 bemessen. Endseitig sind Wandabschnitte 11 vorhanden.

Desweiteren ist zu erkennen, daß die Schlitze 9, 10 im Bereich der Axialbohrungen 6, 7 in diese münden und in Richtung auf die jeder Axialbohrung 6, 7 gegenüberlie­ gende Stirnseite 5, 4 des Zentralkörpers 3 in ihrer Tiefe T gleichmäßig abnehmen. Die Breite B der Schlitze 9, 10 ist so bemessen, daß die Strömungsquerschnitte der Axial­ bohrungen 6, 7 den Strömungsquerschnitten am Übergang von den Axialbohrungen 6, 7 auf die Schlitze 9, 10 entspre­ chen.

Durch die Axialbohrungen 6, 7 und die Schlitze 9, 10 wer­ den Endkammern EK und EK1 gebildet.

Die Schlitze 9, 10 münden am Umfang des Zentralkörpers 3 in Austauschkanäle 12, 13, die umfangsseitig des Zentral­ körpers 3 durch dessen äußere Oberfläche 8 sowie durch spiralförmig gewickelte Metallbänder 14, 15 gebildet wer­ den. Ansonsten werden die Austauschkanäle 12, 13 durch die beiden Metallbänder 14, 15 sowie durch diese distan­ zierende Stifte 19 bestimmt (Fig. 6).

Aus der Fig. 3 ist zu erkennen, daß die Schlitze 9b im Bereich der Bohrung 7 in die Stirnseite 5 des Zentralkör­ pers 3a münden können. Die Abdichtung der Endkammer EK1 wird hierbei durch eine Dichtscheibe 20 in Verbindung mit einem einen Anschlußstutzen 21 aufweisenden Deckel 22 vorgenommen. Eine entsprechende Ausbildung kann auch die Endkammer EK erhalten.

Die Fig. 4 zeigt eine Variante, bei welcher eine Bohrung 7a radial versetzt aber parallel zur Achse 23 des Zen­ tralkörpers 3b eingebracht ist. Die andere Bohrung 6 ist in der Achse 23 vorgesehen. Vorstellbar ist, daß auch beide Bohrungen 7a, 6 außerhalb der Achse 23 liegen. Des­ weiteren können die Durchmesser D der Bohrungen 7a, 6 voneinander abweichen. Die Schlitze 9, 10 können wie bei der Ausführungsform der Fig. 1, 2 und 6 oder wie bei der Ausführungsform der Fig. 3 verlaufen.

Die Ausführungsform eines Zentralkörpers 3c gemäß Fig. 5 zeigt Bohrungen 6a, 7b, die in einem Winkel zur Achse 23 des Zentralkörpers 3c eingebracht sind. Auch hierbei kön­ nen die Durchmesser D der Bohrungen 6a, 7b ggf. voneinan­ der variieren. Die Schlitze 9, 10 können entsprechend den vorher beschriebenen Ausführungsformen verlaufen.

Wie die Fig. 2 und 6 zeigen, sind die Längskanten 16 der Schlitze 9, 10 am Übergang in die Austauschkanäle 12, 13 fasenartig gebrochen. Desweiteren ist der Zentralkör­ per 3 am Umfang neben den Längskanten 16 bei 17 segment­ artig ausgenommen.

Diese Ausführungsform wird bevorzugt dann gewählt, wenn die Breite B des Schlitzes 9 so gering ist, daß das Metallband 14 im Bereich zwischen seiner Auflage 24 neben dem Schlitz 9 und der ersten Abstützung über die Stifte 19 an der äußeren Oberfläche 8 des Zentralkörpers 3 durch den radial auf ihn lastenden Druck nicht eingedrückt wird, das heißt wenn das Metallband 14 oberhalb der Ausnehmung 17 eine nur geringe Stützweite hat.

Die Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform eines Kernbereichs 1, bei welcher die Längskanten 16a gerundet sind. Außer­ dem ist hier zu sehen, daß im Bereich der segmentartigen Ausnehmung 17 das Metallband 14 zwischen seiner Auflage und Befestigung 24 an der äußeren Oberfläche 8 des Zen­ tralkörpers 3 und der ersten Abstützung über die Stifte 19 im Austauschkanal 12 zusätzlich über Stifte 25 abge­ stützt ist. Dies erfolgt vorzugsweise bei einer größeren Breite B des Schlitzes 9, also bei einer größeren Stützweite des Metallbands 14.

Selbstverständlich können auch bei einem schmalen Schlitz 9 die Längskante 16 gerundet oder bei einem breiteren Schlitz 9 die Längskante 6a gebrochen sein.

Die Fig. 8 zeigt wieder eine fasenartig gebrochene Längskante 16 des Schlitzes 9. Ferner ist zu sehen, daß der segmentartige Bereich 17a des Zentralkörpers 3 neben dieser gebrochenen Längskante 16 mit Umfangsnuten 26 ver­ sehen ist, die in die Oberfläche 8 des Zentralkörpers 3 auslaufen. Die neben den Umfangsnuten 26 verbleibenden Rippen 27 dienen dann der Abstützung des Metallbands 14 im Bereich zwischen seiner Befestigung 24 an der äußeren Oberfläche 8 des Zentralkörpers 3 und der ersten stiftar­ tigen Abstützung 19 im Austauschkanal 12.

Darüberhinaus läßt die Fig. 2 in strichpunktierter Li­ nienführung erkennen, daß die Schlitze 9a, 10a auch tan­ gential an den inneren Umfang 18 der Axialbohrungen 6, 7 angeschlossen sein können und dann unmittelbar in die Austauschkanäle 12, 13 münden.

Die dem Zentralkörper 3 abgewandten Enden der Aus­ tauschkanäle 12, 13 sind in nicht näher dargestellter Weise mit Kammern am Umfang des Spiralwärmetauschers 2 verbunden. Außerdem ist der Spiralwärmetauscher 2 in nicht näher dargestellter Weise mit seitlichen Deckeln versehen, welche die Stirnseiten der Austauschkanäle 12, 13 dicht verschließen. In diesen Deckeln sind Anschluß­ stutzen vorgesehen, welche mit den Axialbohrungen in Ver­ bindung stehen (vergleiche hierzu Fig. 3).

Ein Medium kann beispielsweise über die Axialbohrung 6 und den Schlitz 10, das heißt die Endkammer EK in den daran angeschlossenen Austauschkanal 13 eingeführt und am Umfang des Spiralwärmetauschers 2 abgeführt werden. Ein anderes Medium kann dann z. B. im Gegenstrom am Außenum­ fang des Spiralwärmetauschers 2 in den Austauschkanal 12 eingeführt und über den Schlitz 9 sowie die Axialbohrung 7, das heißt die Endkammer EK1 axial abgeführt werden.

Natürlich ist auch eine Gleichstromführung denkbar.

Die Strömungsrichtung der beim Ausführungsbeispiel im Wärmetausch befindlichen Medien ist mit den Pfeilen PF und PF1 bezeichnet.

Bezugszeichenliste

1 Kernbereich v. 2
2 Spiralwärmetauscher
3 Zentralkörper
3a Zentralkörper
3b Zentralkörper
3c Zentralkörper
4 Stirnseite v. 3
5 Stirnseite v. 3, 3a
6 Axialbohrung
6a Bohrung
7 Axialbohrung
7a Bohrung
7b Bohrung
8 Oberfläche v. 3
9 Schlitz in 3
9a Schlitz
9b Schlitz in 3a
10 Schlitz in 3
10a Schlitz in 3
11 Wandabschnitte
12 Austauschkanal
13 Austauschkanal
14 Metallband
15 Metallband
16 Längskanten, gebrochen
16a Längskanten, gerundet
17 segmentartige Ausnehmung
17a segmentartige Ausnehmung
18 Innenumfang v. 6, 7
19 Stifte
20 Dichtscheibe
21 Anschlußstutzen
22 Deckel
23 Achse v. 3b
24 Auflage v. 14
25 Stifte an 17
26 Umfangsnuten
27 Rippen
B Breite v. 9, 10
D Durchmesser v. 6, 7
D1 Durchmesser v. 3
EK Endkammer
EK1 Endkammer
GL Gesamtlänge v. 3
H Höhe v. 12
L Länge v. 6, 7
L1 Länge v. 9, 10
PF Strömungsrichtung
PF1 Strömungsrichtung
T Tiefe v. 9, 10

Claims (11)

1. Spiralwärmetauscher, welcher umfangsseitig eines Kernbereichs (1) durch spiralförmig verlaufende Me­ tallbänder (14, 15) gebildete Austauschkanäle (12, 13) aufweist, die mit im Kernbereich (1) vorgesehenen Endkammern (EK, EK1) zur Zuführung oder Abführung von Wärmetauschermedien verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Kernbereich (1) einen einstückigen zylindrischen Zentralkörper (3, 3a-c) umfaßt, in welchem die Endkammern (EK, EK1) in Form von längsgerichteten, mit jeweils einer Stirn­ seite (4, 5) des Zentralkörpers (3, 3a-c) über Boh­ rungen (6, 7, 6a, 7a, 7b) in Verbindung stehenden ra­ dialen Schlitzen (9, 9a, 9b, 10, 10a) ausgebildet sind.

2. Spiralwärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (9, 9a, 9b, 10, 10a) der Endkammern (EK, EK1) im Anschlußbe­ reich an die Stirnseiten (4, 5) ihre größte radiale Tiefe (T) aufweisen, welche in Richtung zur jeweils anderen Stirnseite (4, 5) hin abnimmt.

3. Spiralwärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (9b) der Endkammern (EK, EK1) direkt in die Stirnseiten (4, 5) münden.

4. Spiralwärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (9, 9a, 10, 10a) der Endkammern (EK, EK1) über axial gerichtete Bohrungen (6, 7, 7a) mit den Stirnseiten (4, 5) in Verbindung stehen.

5. Spiralwärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (9, 9a, 10, 10a) der Endkammern (EK, EK1) über sich parallel zu ihren Böden erstreckende Boh­ rungen (6a, 7b) mit den Stirnseiten (4, 5) in Verbin­ dung stehen.

6. Spiralwärmetauscher nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (L) und der Durchmesser (D) der Bohrungen (6, 7, 6a, 7a, 7b) sowie die Breite (B) der Schlitze (9, 9a, 9b, 10, 10a) im Längenbereich der Bohrungen (6, 7, 6a, 7a, 7b) an den Strömungsquerschnitt der sich an die Endkammern (EK, EK1) anschließenden Abschnitte der Austauschkanäle (12, 13) angepaßt sind.

7. Spiralwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Mittellängsebenen der Schlitze (9, 9b, 10) durch die Längsachse des Zentralkörpers (3, 3a-c) er­ strecken.

8. Spiralwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittellängsebenen der Schlitze (9a, 10a) im Abstand neben der Längsachse des Zentralkörpers (3, 3a-c) verlaufen.

9. Spiralwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die an die Austauschkanäle (12, 13) grenzenden Längskan­ ten (16, 16a) an den Mündungen der Endkammern (EK, EK1) in die äußere Oberfläche (8) des Zentralkörpers (3, 3a-c) fasenartig gebrochen oder gerundet sind.

10. Spiralwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentralkörper (3, 3a-c) am Übergang von den Endkam­ mern (EK, EK1) auf die Austauschkanäle (12, 13) seg­ mentartig ausgenommen ist.

11. Spiralwärmetauscher nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die neben der äuße­ ren Oberfläche (8) des Zentralkörpers (3, 3a-c) ver­ laufenden Abschnitte der Metallbänder (14, 15) durch Stifte (25) oder sich in Umfangsrichtung erstreckende Rippen (27) im Bereich der segmentartigen Ausnehmun­ gen (17, 17a) abgestützt sind.