DE202011051486U1

DE202011051486U1 - Rohrwärmetauscher

Info

Publication number: DE202011051486U1
Application number: DE201120051486
Authority: DE
Original assignee: Schroeder Maschinenbau GmbH and Co KG
Current assignee: Schroeder Maschinenbau GmbH and Co KG
Priority date: 2011-09-29
Filing date: 2011-09-29
Publication date: 2013-01-08
Anticipated expiration: 2021-09-30

Abstract

Rohrwärmetauscher mit einem äußeren Rohr (10) und einem inneren Rohr (12), die miteinander einen Ringspalt (14) bilden und von denen mindestens eines in seiner Umfangswand eine umlaufende Sickung (18) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sickung (18) am in Gebrauchsstellung unteren Scheitel des Rohres (12) unterbrochen ist, so dass das Rohr an dieser Stelle im Längsschnitt ein glatte Innenkontur (24) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Rohrwärmetauscher mit einem äußeren Rohr und einem inneren Rohr, die miteinander einen Ringspalt bilden und von denen mindestens eines in seiner Umfangswand eine umlaufende Sickung aufweist.
In einem solchen Rohrwärmetauscher werden der Ringspalt und das Innere des inneren Rohres gegensinnig von zwei Fluiden durchströmt, die eine unterschiedliche Temperatur haben, so dass durch die Wand des inneren Rohres hindurch ein Wärmeaustausch stattfinden kann. Die Sickung bildet an der Innenwand des Rohres Störstellen, die Turbulenzen in der Fluidströmung erzeugen und dadurch den Wärmeübergang verbessern.
Unter anderem werden solche Rohrwärmetauscher in Maschinen eingesetzt, die zur Behandlung von Lebensmitteln mit Flüssigkeiten dienen, beispielsweise in einem Pökelinjektor, mit dem Pökellake in Fleisch injiziert wird. Mit Hilfe des Wärmetauschers wird dann die Temperatur der zu injizierenden Pökellake eingestellt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Rohrwärmetauscher zu schaffen, der besser für den Betrieb mit lebensmittelverträglichen Flüssigkeiten geeignet ist.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Sickung am in Gebrauchsstellung unteren Scheitel des Rohres unterbrochen ist, so dass das Rohr an dieser Stelle im Längsschnitt eine glatte Innenkontur aufweist.
Durch die Unterbrechung der Sickung am unteren Scheitel des Rohres wird erreicht, dass Verunreinigungen, die in der lebensmittelverträglichen Flüssigkeit suspendiert sind, beispielsweise kleine Fleischstücke in der rezirkulierten Pökellake, sich nicht so leicht am Boden des Rohres absetzen, sondern an der glatten Innenkontur des Rohres entlang gleiten und somit in Längsrichtung ausgetragen werden können. Insbesondere ist es auf diese Weise möglich, das gesickte Rohr nach Gebrauch leer laufen zu lassen oder zu spülen, ohne dass vor jeder der Sicken eine Lache mit verunreinigter und zur Keimbildung neigender Flüssigkeit zurückbleibt. Auf diese Weise kann praktisch ohne Beeinträchtigung des Wärmeaustausches die Hygiene bei Rohrwärmetauschern für die Lebensmittelindustrie wesentlich verbessert werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Sickung kann wahlweise am inneren und/oder am äußeren Rohr vorgesehen sein. Während jedoch in dem Ringspalt zwischen innerem und äußerem Rohr Turbulenzen auch dadurch erzeugt werden können, dass das innere Rohr mit einem Spiraldraht umwickelt wird, stellt beim inneren Rohr die Sickung die beste Möglichkeit dar, Turbulenzen in der Strömung zu erzeugen. Außerdem hat die Sickung hier den Vorteil, dass sie die Oberfläche der Rohrwand vergrößert, durch die hindurch der Wärmeaustausch stattfinden soll.
Bei Rohrwärmetauschern für Pökellake wird typischerweise die Pökellake durch das innere Rohr geleitet, während der Ringspalt von einem Kühlmedium durchströmt wird, das zugleich die Pökellake gegen die Umgebungstemperatur abschirmt.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Rohrwärmetauscher; und
2 einen Querschnitt des Rohrwärmetauschers nach 1.
Der in 1 gezeigte Rohrwärmetauscher weist ein äußeres Rohr 10 auf, in dem koaxial ein inneres Rohr 12 angeordnet ist, das mit dem äußeren Rohr 10 einen Ringspalt 14 bildet. Der Rohrwärmetauscher ist in der in 1 gezeigten Stellung, mit leichtem Gefälle, in eine Maschine zur Behandlung von Lebensmitteln mit Flüssigkeit eingebaut, beispielsweise in eine Pökelmaschine. Das innere Rohr 12 wird dann in Richtung des Pfeils A von der Pökellake durchströmt, während der Ringspalt 14 in Gegenrichtung (Pfeil B) von einem Kühlmedium durchströmt wird. Durch die beispielsweise aus Edelstahl bestehende Wand des inneren Rohres 12 hindurch findet dann ein Wärmeaustausch statt, so dass die Pökellake auf eine geeignete Temperatur gekühlt werden kann, bevor sie in das Fleisch injiziert wird.
Das innere Rohr 12 ist mit einem Spiraldraht 16 umwickelt, der im Inneren des Ringspaltes Störstellen erzeugt, die Turbulenzen im Kühlmedium verursachen. Auf diese Weise wird die Durchmischung des Kühlmediums verbessert und so die mittlere Temperatur des Kühlmediums in der Grenzschicht an der Oberfläche des inneren Rohres 12 gesenkt. Zugleich wird durch den Spiraldraht 16 die effektive Oberfläche des Rohres 12 vergrößert, so dass ein intensiverer Wärmeaustausch stattfinden kann.
Damit auf entsprechende Weise auch Turbulenzen in der Strömung der Pökellake im Inneren des inneren Rohres 12 erzeugt werden können, weist die Wand des inneren Rohres 12 eine schraubförmig umlaufende, einwärts gerichtete Sickung 18 auf. Durch die nach innen eingeprägte Sickung 18 entstehen Nuten 20 in der äußeren Umfangsfläche des Rohres 12 und entsprechende Schwellen 22 an der inneren Umfangsfläche des Rohres. Bei einem herkömmlichen Rohrwärmetauscher bilden diese Nuten 20 und Schwellen 22 eine durchgehende Schraubenwendel. Bei dem hier gezeigten Rohrwärmetauscher ist die Sickung 18 jedoch im Bereich des unteren Scheitels des Rohres 12 unterbrochen, so dass die schraubenförmig umlaufenden Schwellen 22 jeweils kurz vor dem unteren Scheitel flach in die glatte Innenfläche des Rohres 12 auslaufen und dann in einer in Umfangsrichtung und in Axialrichtung versetzten Position jenseits des unteren Scheitels des Rohres wieder neu beginnen. Das Rohr 12 hat deshalb an seinem unteren Scheitel im Längsschnitt auf ganzer Länge eine glatte Innenkontur 24.
Der Spiraldraht 16 kann den gleichen Windungssinn und die gleiche Steigung wie die schraubenförmige Sickung 18 haben.
In der Pökelmaschine wird die Lake, die aus den Injektionsnadeln ausgetreten ist aber nicht dauerhaft in das Fleisch injiziert wurde, aufgefangen, gefiltert und über den Rohrwärmetauscher zum Injektor zurückgeleitet. Trotz der Filterung können in der rezirkulierten Lake kleine Schwebeteilchen wie Fleisch- oder Fettpartikel enthalten sein, die dazu neigen, sich an der Innenwand der Rohres 12 abzusetzen. Um eine gesundheitsgefährdende Keimbildung zu verhindern, ist es deshalb erforderlich, das innere Rohr 12 des Rohrwärmetauscher von Zeit zu Zeit gründlich zu reinigen. Dazu wird der Fluidkreislauf geöffnet und belüftet, so dass die Pökellake aufgrund des Gefälles des Rohrwärmetauschers aus dem inneren Rohr 12 auslaufen kann. Wenn die Sickung 18 auch am unteren Scheitel des Rohres 12 ausgebildet wäre, so würde sich die auslaufende Lake am unteren Scheitel des Rohres vor jeder Schwelle 22 stauen, so dass dort eine Lache von verunreinigter Flüssigkeit zurückbleiben würde. Bei dem hier gezeigten Rohrwärmetauscher kann die Lake jedoch längs der glatten Innenkontur 24 ungehindert ablaufen. Verunreinigungen, die an der Innenwand des Rohres 12 haften geblieben sind, können durch Spülen mit einer Reinigungsflüssigkeit und gegebenenfalls auch durch mechanische Reinigung mit einer Bürste entfernt werden. Die von der Rohrwand gelösten Verunreinigungen werden dann zum unteren Scheitel des Rohres sinken und können dann längs der glatten Innenkontur 24 fortgespült werden. Auf diese Weise wird eine wirksame Reinigung des Inneren des Rohres 12 ermöglicht.
In 2 ist der Rohrwärmetauscher im Querschnitt dargestellt. Man erkennt hier, dass sich die Unterbrechung der Sickung 18 und damit die glatte Innenkontur 24 über einen Umfangswinkel α von etwa 40° erstreckt. In der Praxis sollte dieser Umfangswinkel je nach Durchmesser des Rohres 12 mehr als 10° aber weniger als 90°, vorzugsweise mehr als 20° und weniger als 60° betragen.
Die Sickung 18 wird vorzugsweise mit Hilfe eines Prägewerkzeugs so in die Wand des Rohres 12 eingeprägt, dass die einzelnen Schwellen 22 am unteren Scheitel des Rohres sanft auslaufen. Außerdem sollten die Sicken eine gerundete Querschnittsform haben, damit sich Verunreinigungen nicht so leicht an den Schwellen 22 verfangen.

Claims

Rohrwärmetauscher mit einem äußeren Rohr (10) und einem inneren Rohr (12), die miteinander einen Ringspalt (14) bilden und von denen mindestens eines in seiner Umfangswand eine umlaufende Sickung (18) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sickung (18) am in Gebrauchsstellung unteren Scheitel des Rohres (12) unterbrochen ist, so dass das Rohr an dieser Stelle im Längsschnitt ein glatte Innenkontur (24) aufweist.
Rohrwärmetauscher nach Anspruch 1, bei dem die Sickung (18) in Bezug auf das Rohr (12) einwärts gerichtet ist.
Rohrwärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Sickung (18) am inneren Rohr (12) gebildet ist.
Rohrwärmetauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Sickung (18) abgesehen von den Unterbrechungen am unteren Scheitel des Rohres schraubenförmig verläuft.
Vorrichtung zur Behandlung von Lebensmitteln mit Flüssigkeit, gekennzeichnet durch einen Rohrwärmetauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das die Sickung (18) aufweisende Rohr (12) eine Leitung für die zur Behandlung der Lebensmittel dienende Flüssigkeit bildet.