DE20200049U1

DE20200049U1 - Wärmetauscher

Info

Publication number: DE20200049U1
Application number: DE20200049U
Authority: DE
Original assignee: TAIWAN REDUCE POLLUTANT TECHNO
Current assignee: TAIWAN REDUCE POLLUTANT TECHNO
Priority date: 2002-01-03
Filing date: 2002-01-03
Publication date: 2002-03-28
Anticipated expiration: 2012-01-04

Description

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Reinhardt Söllner Ganahl

PATENTANWÄLTE

Patentanwälte Reinhardt Söllner Ganahl I RO. Box 12 261 D-85542 Kirchheim b. München

03/01/2002 Deutsches Gebrauchsmuster

Taiwan Reduce-pollutant Technology Co., Ltd.
DE-4267

Wärmetauscher
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Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher, insbesondere einen Wärmetauscher, der durch den wendeiförmigen Strömungsleiter einen Wirbel erzeugt, so daß die Wärmetauscheffizienz erhöht wird.

Stand der Technik

In Figur 5 ist ein herkömmlicher Wärmetauscher gezeigt, der im Vakuum verwendet wird, um einen Dampf abzukühlen. Dieser Wärmetauscher 8 weist ein mäanderförmiges Rohr 81 auf, dessen beide Enden einen Zulauf 811 und einen Ablauf 812 bilden. Das Rohr 81 ist in einem Kühlmittelbehälter 82 getaucht, dessen Zulauf 821 und Ablauf an der dem Zulauf 811 und dem Ablauf 812 des Rohres 81 gegenüberliegenden Seite angeordnet sind.

Beim Einsatz wird der Dampf mittels einer Vakuumpumpe (nicht dargestellt) durch

European Patent and Hausen 5b P.O. Box 1226

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Dipl.-Ing. UdoSölliJei.. * .^: · * ^MailtinfiJ^iatiiienconj «·· ··; : ßw +49 (89) 90480083 (G3)

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Patentanwälte Reinhardt - Söllner - Ganahl DE-4267 Seite -2-

den Zulauf 811 in das Rohr 81 befördert. Der Dampf fließt durch das Rohr 81, nimmt einen Wärmetausch mit dem Kühlmittel im Kühlmittelbehälter 82 vor und tritt nach der Abkühlung durch den Ablauf 812 aus dem Rohr 81.

Da der Dampf laminar durch das Rohr 81 fließt, wie in Figur 6-A dargestellt ist, muss die Wärmeenergie im Mittelpunkt A des Rohres 81 zunächst auf den Punkt B an der Innenwand des Rohres 81 übertragen werden. Danach kann ein Wärmetausch zwischen dem Rohr 81 und dem Kühlmittel im Kühlmittelbehälter stattfinden. Da die Wärmeleitungsstrecke, wie in Figur 6B dargestellt, länger ist, ist die Wärmeleitungszeit auch länger, d.h. ein längeres Rohr 81 ist erforderlich.

Je länger das Rohr 81 ist, desto höher ist der Raumbedarf. Zudem wird die Anzahl der Kurvenabschnitte 813 des Rohres 81 erhöht. Der Dampf fließt laminar durch die geraden Abschnitte 814 des Rohres 81. Bei den Kurvenabschnitten 813 wird der Strömungswiderstand wegen der Richtungsänderung erhöht, so daß die Fließgeschwindigkeit reduziert wird. Je mehr die Kurvenabschnitte 813 sind, desto höher ist der Strömungswiderstand des Rohres. Daher muss eine Vakuumpumpe mit hoher Leistung verwendet werden.

Neben dem obengenannten Wärmetauscher 8 sind noch verschiedene Wärmetauscher bekannt, wie z.B. Plattenwärmetauscher. Diese Wärmetauscher haben wegen ihrer spezifischen geometrischen Gestaltung des Strömungsweges einen noch höheren Strömungswiderstand.

Daher ist die Wärmetauscheffizienz der herkömmlichen Wärmetauscher beschränkt.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wärmetauscher zu schaffen, der die obengenannten Nachteile beseitigen kann, indem in einem Innenrohr ein wendeiförmiger innerer Strömungsleiter vorgesehen ist, durch den das Fluid wirbeiförmig durch das Innenrohr fließt, so daß die Wärmeleitung im Innenrohr verbessert wird, und zwi-

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schen dem Innenrohr und dem Außenrohr ein wendeiförmiger äußerer Strömungsleiter vorgesehen ist, durch den das Kühlmittel ebenfalls wirbeiförmig durch das Außenrohr fließt, so daß die Kühlwirkung erhöht wird.

Der Erfindung liegt eine weitere Aufgabe zugrunde, einen Wärmetauscher zu schaffen, wobei der Zulauf und der Ablauf des Innenrohres und des Außenrohr umgekehrt angeordnet sind, wodurch das Fluid und das Kühlmittel in der entgegengesetzter Richtung fließen, so daß die beste Wärmetauscheffizienz erreicht wird.

Der Erfindung liegt eine andere Aufgabe zugrunde, einen Wärmetauscher zu schaffen, indem das Innenrohr und das Außenrohr selbst wendelförmig ausgebildet sind, wodurch der Strömungswiderstand des Dampfs im Innenrohr reduziert wird, so daß die Belastung der Vakuumpumpe reduziert werden kann.

Kurzbeschreibunq der Zeichnungen

Figur 1 zeigt eine Explosionsdarstellung der Erfindung.

Figur 2 zeigt eine perspektivische Darstellung der Erfindung.

Figur 3 zeigt eine Schnittdarstellung der Erfindung.

Figur 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Figur 5 zeigt eine schematische Darstellung der herkömmlichen Lösung.

Figur 6A zeigt eine Längsschnittdarstellung des Rohres der herkömmlichen Lösung.

Figur 6B zeigt eine Querschnittdarstellung des Rohres der herkömmlichen Lösung. 25

Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Bezugnehmend auf Figur 1 bis 3 besteht die Erfindung im wesentlichen aus einem Innenrohr 1 für Dampf und einem Außenrohr 2 für Kühlmittel, wobei das Innenrohr 1 in dem Außenrohr 2 aufgenommen ist. Im Innenrohr 1 ist ein wendeiförmiger innerer Strömungsleiter 11 und um das Innenrohr 1 ist ein wendeiförmiger äußerer Strömungsleiter 21 vorgesehen, wobei sich der äußere Strömungsleiter 21 zwischen dem Innenrohr 1 und dem Außenrohr 2 befindet. Die beiden Enden des Innenrohres 1

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bilden den Zulauf 12 und den Ablauf 13 des Dampfs. Das Außenrohr 2 besitzt einen Zulauf 22 und einen Ablauf 23 des Kühlmittels, die gegenüber dem Zulauf 12 und dem Ablauf 13 des Innenrohres 1 verkehrt sind.

Durch den wendeiförmigen inneren Strömungsleiter 11 im Innenrohr 1 fließt der Dampf wirbeiförmig durch das Innenrohr 1, d.h. der Dampf im Innenrohr 1 befindet sich in einem turbulenten Zustand, wodurch sich der Dampf gleichmäßig dreht und mit der Innenwand des Innenrohres 1 in Kontakt stehen kann, so daß die Wärmeleitung verbessert wird. Durch den wendeiförmigen äußeren Strömungsleiter 21 zwisehen dem Innenrohr 1 und dem Außenrohr 2 fließt das Kühlmittel ebenfalls wirbeiförmig. Zudem fließt das Kühlmittel gegenüber dem Dampf in der entgegengesetzten Richtung. Daher wird eine beste Wärmetauscheffizienz erreicht.

Da die Wärmetauscheffizienz erhöht werden kann, kann die Länge des Innenrohres 1 und des Außenrohres 2 verkürzt werden, um das Volumen des Wärmetauschers zu reduzieren. In Figur 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, in dem das Innenrohr 1 und das Außenrohr 2 selbst wendelförmig ausgebildet sind, wodurch der Strömungswiderstand des Dampfs im Innenrohr 1 reduziert wird, so daß eine Vakuumpumpe mit niedriger Leistung verwendet werden kann. Zudem wird eine Erhöhung des Druckverlustes des Rohrdurchmessers wegen des Kühlsystems vermieden, so daß die Anlagekosten und die Betriebskosten gesenkt werden.

Nachfolgend werden die Vorteile der Erfindung zusammengestellt:

1. Erhöhung der Kühlwirkung: Durch den wendeiförmigen inneren Strömungsleiter 11 im Innenrohr 1 fließt der Dampf wirbeiförmig durch das Innenrohr 1, so daß die Wärmeleitungseffizienz erhöht wird. Durch den wendeiförmigen äußeren Strömungsleiter 21 zwischen dem Innenrohr 1 und dem Außenrohr 2 fließt das Kühlmittel ebenfalls wirbeiförmig, so daß die Kühlwirkung erhöht wird.

2. Erhöhung der Wärmetauscheffizienz: Da der Einlauf 12 des Innenrohres 1 und der Einlauf 22 des Außenrohres 2 umgekehrt angeordnet sind, fließen der Dampf im Innenrohr 1 und das Kühlmittel im Außenrohr in der entgegengesetzter Rieh-

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tung, so daß die beste Wärmetauscheffizienz erreicht wird.

3. Reduzierung der Belastung der Vakuumpumpe: Wenn das Innenrohr 1 und das Außenrohr 2 wendelförmig ausgebildet sind, wird der Strömungswiderstand des Dampfs im Innenrohr 1 nicht erhöht, so daß die Belastung der Vakuumpumpe reduziert und somit eine Vakuumpumpe mit niedriger Leistung verwendet werden kann.

Kurz zusammengefasst: Es wird ein Wärmetauscher beschrieben, der aus einem Innenrohr und einem Außenrohr besteht, wobei im Innenrohr ein wendeiförmiger innerer Strömungsleiter vorgesehen ist, durch den das Fluid wirbeiförmig durch das Innenrohr fließt, und zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr ein wendeiförmiger äußerer Strömungsleiter vorgesehen ist, durch den das in der entgegengesetzter Richtung fließende Kühlmittel ebenfalls wirbeiförmig durch das Außenrohr fließt.
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Hinsichtlich vorstehend im einzelnen nicht näher erläuterter Merkmale der Erfindung wird in übrigen ausdrücklich auf die Ansprüche und die Zeichnungen verwiesen.

Claims

1. Wärmetauscher, der im wesentlichen aus einem Innenrohr (1) für Fluid und einem Außenrohr (2) für Kühlmittel besteht, wobei das Innenrohr (1) in dem Außenrohr (2) aufgenommen ist, und wobei im Innenrohr (1) ein wendelförmiger innerer Strömungsleiter (11) und zwischen dem Innenrohr (1) und dem Außenrohr (2) ein wendelförmiger äußerer Strömungsleiter (21) vorgesehen ist.

2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Enden des Innenrohres (1) den Zulauf (12) und den Ablauf (13) des Dampfs bilden und das Außenrohr (2) einen Zulauf (22) und einen Ablauf (23) des Kühlmittels besitzt, die gegenüber dem Zulauf (12) und dem Ablauf (13) des Innenrohres (1) verkehrt sind.

3. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (1) und das Außenrohr (2) selbst wendelförmig ausgebildet sind.