DE202020102421U1

DE202020102421U1 - Heat exchanger

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Publication number: DE202020102421U1
Application number: DE202020102421.3U
Authority: DE
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2020-04-30
Filing date: 2020-04-30
Publication date: 2021-08-02
Anticipated expiration: 2030-05-01

Abstract

Wärmetauscher (1) zum Wärmetausch zwischen einem ersten und einem zweiten Fluidkreis (5, 7), mit wenigstens zwei Mantelrohren (2) zur Einbindung in den zweiten Fluidkreis und mit darin jeweils ausgebildeten Innenrohren (3) zur Einbindung in den ersten Fluidkreis, mit stirnseitig an die Mantelrohre angeschlossenen Rohrbögen (4) zum Schließen des ersten Fluidkreises zwischen den Innenrohren der Mantelrohre, und mit Verbindungsleitungen (6) zum Schließen des zweiten Fluidkreises zwischen den Mantelrohren, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitungen als Faltenbälge (8) ausgebildet sind, so dass sie sich bezüglich der Mantelrohre krümmen und/oder in Längsrichtung (12) stauchen und/oder dehnen lassen.

Heat exchanger (1) for exchanging heat between a first and a second fluid circuit (5, 7), with at least two jacket tubes (2) for integration into the second fluid circuit and with inner tubes (3) formed therein for integration into the first fluid circuit, with at the end Pipe bends (4) connected to the casing pipes for closing the first fluid circuit between the inner pipes of the casing pipes, and with connecting lines (6) for closing the second fluid circuit between the casing pipes, characterized in that the connecting lines are designed as bellows (8) so that they bend in relation to the casing pipes and / or can be compressed and / or stretched in the longitudinal direction (12).

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a heat exchanger according to the preamble of claim 1.

Ein gattungsgemäßer Wärmetauscher ist beispielsweise aus der DE 600 19 635 T2 bekannt.A generic heat exchanger is, for example, from DE 600 19 635 T2 known.

Derartige Wärmetauscher werden in der Lebensmittelindustrie, beispielsweise in Abfüllanlagen für Getränke oder dergleichen Flüssigprodukte, zur Strömungsführung eines flüssigen Produkts, beispielsweise eines Getränks, gegen ein Wärmeträgermedium verwendet. Beim Wärmeträgermedium kann es sich prinzipiell um Wasser handeln, das dann getrennt von den Produktkreisläufen geführt wird, oder aber um ein Flüssigprodukt, beispielsweise um bereits behandeltes Produkt. Letzteres ist beispielsweise üblich bei der Haltbarmachung von Flüssigprodukten mittels Kurzzeiterhitzung, wobei zuvor erwärmtes und somit bereits behandeltes Flüssigprodukt in einem Primärkreis des Wärmetauschers geführt wird und Wärme an noch nicht behandeltes Flüssigprodukt abgibt, das dann durch den Sekundärkreis des Wärmetauschers geführt wird (Produkt-Produkt-Wärmetauscher). Hierfür eignen sich insbesondere Wärmetauscher mit Mantelrohren für den Sekundärkreis und jeweils ein darin verlaufendes Rohrbündel mit Innenrohren für den Primärkreis, also sogenannte Röhrenwärmetauscher.Such heat exchangers are used in the food industry, for example in filling systems for beverages or similar liquid products, for guiding the flow of a liquid product, for example a beverage, against a heat transfer medium. The heat transfer medium can in principle be water, which is then fed separately from the product cycles, or it can be a liquid product, for example a product that has already been treated. The latter is common, for example, in the preservation of liquid products by means of short-term heating, whereby previously heated and thus already treated liquid product is fed into a primary circuit of the heat exchanger and gives off heat to the liquid product that has not yet been treated, which is then passed through the secondary circuit of the heat exchanger (product-product- Heat exchanger). For this purpose, heat exchangers with jacket tubes for the secondary circuit and a tube bundle running therein with inner tubes for the primary circuit, so-called tube heat exchangers, are particularly suitable.

Beim gattungsgemäßen Wärmetauscher sind wenigstens zwei Mantelrohre vorhanden, die stirnseitig zum Schließen des Primärkreises durch lösbare angeflanschte Rohrbögen miteinander verbunden sind. Die Mantelrohre sind dann im Wesentlichen geometrisch parallel (verfahrenstechnisch seriell) zueinander ausgerichtet. Ferner sind die Mantelrohre zum Schließen des Sekundärkreises quer zu ihrer Längsrichtung durch starre Verbindungskanäle miteinander verbunden. Ist das Wärmeträgermedium ein Flüssigprodukt, werden die Querverbindungen zwischen den Mantelrohren aus hygienischen Gründen dann vorzugsweise als Schweißverbindungen oder hygienische Rohrverbindung ausgeführt.In the case of the generic heat exchanger, at least two casing pipes are present, which are connected to one another at the end to close the primary circuit by releasable flanged pipe bends. The casing pipes are then aligned essentially geometrically parallel (in terms of process technology, in series) to one another. Furthermore, the casing pipes are connected to one another transversely to their longitudinal direction by rigid connecting channels in order to close the secondary circuit. If the heat transfer medium is a liquid product, the cross connections between the jacket pipes are then preferably made as welded connections or hygienic pipe connections for reasons of hygiene.

Als problematisch hat sich dabei erwiesen, dass sowohl die Herstellung der Schweißverbindungen als auch die Herstellung der stirnseitigen Rohrbögen mit so großen Fertigungstoleranzen verbunden ist, dass der Zusammenbau des Wärmetauschers nicht oder nur mit unerwünschten Materialspannungen möglich ist.It has proven to be problematic that both the production of the welded connections and the production of the end pipe bends are associated with such large production tolerances that the assembly of the heat exchanger is not possible or only possible with undesirable material stresses.

Als Behelf können prinzipiell teleskopartige Querverbindungen zwischen den Mantelrohren in Betracht kommen. Diese erfordern jedoch wiederum eine vergleichsweise präzise Ausrichtung der Mantelrohre zueinander und sind aufgrund der dafür nötigen Dichtungen aus hygienischen Gründen insbesondere für eine Wärmeübertragung von Flüssigprodukt zu Flüssigprodukt wiederum nachteilig oder sogar nicht praktikabel.As a remedy, telescopic cross-connections between the casing pipes can in principle come into consideration. However, these in turn require a comparatively precise alignment of the jacket pipes with respect to one another and, due to the seals required for this, are in turn disadvantageous or even impractical for hygienic reasons, in particular for heat transfer from liquid product to liquid product.

Es besteht daher der Bedarf für einen diesbezüglich verbesserten Wärmetauscher.There is therefore a need for an improved heat exchanger in this regard.

Die gestellte Aufgabe wird mit einem Wärmetauscher gemäß Anspruch 1 gelöst. Der Wärmetauscher dient zum Wärmetausch zwischen einem ersten und einem zweiten Fluidkreis, insbesondere für die Kurzzeiterhitzung eines Flüssigprodukts in einer Abfüllanlage.The object set is achieved with a heat exchanger according to claim 1. The heat exchanger is used to exchange heat between a first and a second fluid circuit, in particular for brief heating of a liquid product in a filling plant.

Der Wärmetauscher umfasst wenigstens zwei Mantelrohre zur Einbindung in den zweiten Fluidkreis und darin jeweils ausgebildete Innenrohre zur Einbindung in den ersten Fluidkreis. Der Wärmetauscher umfasst ferner stirnseitig an die Mantelrohre angeschlossene Rohrbögen zum Schließen des erstens Fluidkreises zwischen den in den der Mantelrohren verlaufenden Innenrohre. Ferner umfasst der Wärmetauscher quer verlaufende Verbindungsleitungen zum Schließen des zweiten Fluidkreises zwischen den Mantelrohren.The heat exchanger comprises at least two jacket tubes for integration into the second fluid circuit and inner tubes formed therein for integration into the first fluid circuit. The heat exchanger furthermore comprises pipe bends connected to the front side of the casing pipes for closing the first fluid circuit between the inner pipes running in the casing pipes. Furthermore, the heat exchanger comprises transversely extending connecting lines for closing the second fluid circuit between the jacket pipes.

Erfindungsgemäß sind die Verbindungsleitungen als Faltenbälge ausgebildet bzw. umfassen solche, so dass sich die Verbindungsleitungen bezüglich der Mantelrohre verformen lassen (z.B. krümmen, oder in Längsrichtung stauchen / dehnen).According to the invention, the connecting lines are designed as bellows or include such, so that the connecting lines can be deformed (e.g. bent, or compressed / stretched in the longitudinal direction) with respect to the casing pipes.

Durch Verformen der Verbindungsleitungen im Bereich der Faltenbälge können Herstellungstoleranzen der Rohrbögen und/oder der Anschlüsse der Verbindungsleitungen an die Mantelrohre kompensiert werden. Hierfür ist keine teleskopartige Segmentierung der Verbindungsleitungen oder deren Verschieben in axialer Richtung bezüglich der Mantelrohre erforderlich. Somit sind keine für ein derartiges axiales Spiel geeigneten Dichtungen nötig. Dadurch lässt sich die Montage der Wärmetauscher vereinfachen, und es ist ein hygienischer und zuverlässiger Produktionsbetrieb des Wärmetauschers gegeben.By deforming the connecting lines in the area of the bellows, manufacturing tolerances of the pipe bends and / or the connections of the connecting lines to the casing pipes can be compensated for. This does not require any telescopic segmentation of the connecting lines or their displacement in the axial direction with respect to the casing pipes. Thus, no seals suitable for such an axial play are necessary. The assembly of the heat exchangers can thereby be simplified, and the heat exchanger can be produced in a hygienic and reliable manner.

Vorzugsweise sind die Verbindungsleitungen flexibler als die Rohrbögen. Bei der Montage können somit die Rohrbögen spannungsfrei angeflanscht werden und gegebenenfalls auftretende Toleranzen bei der Anordnung der Mantelbögen zueinander durch die Faltenbälge der Verbindungsleitungen kompensiert werden.The connecting lines are preferably more flexible than the pipe bends. During assembly, the pipe bends can thus be flanged on without tension and any tolerances that may arise in the arrangement of the jacket bends to one another can be compensated for by the bellows of the connecting lines.

Vorzugsweise sind die Verbindungsleitungen zumindest bereichsweise (bzw. abschnittsweise) durch Einwirkung einer Schubkraft / Zugkraft von 50 bis 1500 N, insbesondere plastisch, verformbar. Die Verbindungsleitungen können dann bei der Montage manuell so ausgerichtet werden, dass ein korrekter und spannungsarmer Anschluss der Rohrbögen an die Mantelrohre gegeben ist.The connecting lines are preferably at least partially (or in sections) deformable by the action of a thrust / tensile force of 50 to 1500 N, in particular plastically. The connecting lines can then be aligned manually during assembly so that a correct and a low-stress connection of the pipe bends to the casing pipes is given.

Vorzugsweise weist der Faltenbalg eine in Längsrichtung gerundete Faltungskontur auf. Die gerundete Faltungskontur weist dann an der Innenwand des Faltenbalgs vorzugsweise keine Krümmungsradien von weniger als 2 mm auf. Dadurch lassen sich die Verbindungsleitungen im Bereich des Faltenbalgs zuverlässig durch Flüssigkeitsströmung reinigen. Dies begünstigt die Führung von Flüssigprodukten im zweiten Fluidkreis des Wärmetauschers, also für eine Wärmeübertragung von Flüssigprodukt zu Flüssigprodukt.The bellows preferably has a folding contour that is rounded in the longitudinal direction. The rounded folding contour then preferably has no radii of curvature of less than 2 mm on the inner wall of the bellows. As a result, the connecting lines in the area of the bellows can be reliably cleaned by the flow of liquid. This favors the routing of liquid products in the second fluid circuit of the heat exchanger, that is to say for heat transfer from liquid product to liquid product.

Vorzugsweise weist der Faltenbalg in Längsrichtung eine sich insbesondere periodisch wiederholende Faltungskontur auf, mit einer radialen Faltungstiefe T und einer axialen Faltungslänge L, deren Verhältnis L / T wenigstens 1 beträgt. Auch damit lassen sich die Voraussetzungen für eine hygienische Reinigung der Verbindungsleitungen im Bereich des Faltenbalgs verbessern.The bellows preferably has a folding contour that repeats itself periodically in the longitudinal direction, with a radial folding depth T and an axial fold length L. , their ratio L. / T is at least 1. This also makes it possible to improve the prerequisites for hygienic cleaning of the connecting lines in the area of the bellows.

Vorzugsweise sind die Verbindungsleitungen mit den Mantelrohren verschweißt. Dies ermöglicht eine aus hygienischer Sicht besonders vorteilhafte, da leicht zu reinigende Verbindung der Verbindungsleitungen mit den Mantelrohren. Je nach Wärmeübertragungsmedium im zweiten Fluidkreis wäre aber auch eine Verbindung der Verbindungsleitungen mit den Mantelrohren durch Klemmverbindungen und/oder Rastverbindungen und/oder Flanschverbindung und/oder Verschraubungen wie Milchrohrverschraubungen denkbar. In diesem Fall ist der zweite Fluidkreis vorzugsweise als nicht produktführender sekundärer Heiz-/ Kühlmedienkreis beispielsweise für Wasser ausgelegt.The connecting lines are preferably welded to the casing pipes. This enables a connection of the connecting lines to the casing pipes which is particularly advantageous from a hygienic point of view, since it is easy to clean. Depending on the heat transfer medium in the second fluid circuit, it would also be conceivable to connect the connecting lines to the casing pipes by means of clamp connections and / or snap-in connections and / or flange connections and / or screw connections such as milk pipe screw connections. In this case, the second fluid circuit is preferably designed as a secondary heating / cooling medium circuit that does not carry the product, for example for water.

Vorzugsweise sind die Rohrbögen mittels lösbarer Verbindung stirnseitig an die Mantelrohre angeflanscht. Dies ermöglicht ein axiales Herausziehen der Innenrohre, die beispielsweise als Rohrbündel ausgebildet sind. Die Innenrohre sind dann zur Instandhaltung besonders einfach zugänglich.The pipe bends are preferably flanged to the casing pipes at the end by means of a detachable connection. This enables the inner tubes, which are designed as a tube bundle, for example, to be pulled out axially. The inner tubes are then particularly easily accessible for maintenance.

Vorzugsweise kann jeweils ein (einziges) Mantelrohr und die Innenrohre innerhalb dieses Mantelrohrs eine für sich austauschbare Einheit bilden. Ggf. sind bei dieser austauschbaren Einheit noch weitere Teile dabei, z.B. Endplatten, an denen die Innenrohre befestigt sind, aber kein weiteres Mantelrohr.Preferably, a (single) casing tube and the inner tubes can each form an interchangeable unit within this casing tube. This exchangeable unit may also have additional parts, e.g. end plates to which the inner tubes are attached, but no additional jacket tube.

Vorzugsweise ist der Wärmetauscher als Modul mit einer, insbesondere geraden, Anzahl durch die Verbindungsleitungen insbesondere mittels Schweißverbindungen miteinander verbundenen Mantelrohre ausgebildet, insbesondere mit vier oder sechs derart verbundenen Mantelrohren. Der Wärmetauscher kann dann je nach Prozessauslegung der Produktion in praktikablen Leistungsstufen skaliert und einfacher an einheitlichen Montagepunkten befestigt werden.The heat exchanger is preferably designed as a module with one, in particular an even, number of casing pipes connected to one another by the connecting lines in particular by means of welded connections, in particular with four or six casing pipes connected in this way. The heat exchanger can then be scaled in practicable performance levels depending on the production process design and attached more easily to uniform assembly points.

Vorzugsweise umfasst das Modul ferner einen die Mantelrohre starr tragenden Rahmen. Dies dient einer stabilen und einfachen Montage des Wärmetauschers in einer zugehörigen Produktionsanlage, insbesondere einer Kurzzeiterhitzungsanlage für Flüssigprodukte.The module preferably further comprises a frame that rigidly supports the casing tubes. This is used for stable and simple assembly of the heat exchanger in an associated production system, in particular a short-term heating system for liquid products.

Vorzugsweise sind die Mantelrohre des Moduls in einer gemeinsamen Ebene nebeneinanderliegend angeordnet. Dies ermöglicht eine platzsparende Skalierung des Wärmetauschers durch Kombination mehrerer Module.The casing tubes of the module are preferably arranged next to one another in a common plane. This enables space-saving scaling of the heat exchanger by combining several modules.

Vorzugsweise sind die Module dann zeilenförmig übereinander oder spaltenförmig nebeneinander angeordnet. Dies dient einer kompakten Bauweise des Wärmetauschers sowie einer einfachen Verbindung der einzelnen Module miteinander.The modules are then preferably arranged in rows one above the other or in columns next to one another. This ensures a compact design of the heat exchanger as well as a simple connection of the individual modules with one another.

Vorzugsweise ist der Wärmetauscher gemäß wenigstens einer der voranstehend beschriebenen Ausführungsformen Bestandteil einer Kurzzeiterhitzungsanlage für Flüssigprodukte. Bei der Kurzzeiterhitzung von Flüssigprodukten ist eine Wärmeübertragung von Flüssigprodukt zu Flüssigprodukt besonders vorteilhaft und mit dem Wärmetauscher besonders vorteilhaft umsetzbar.According to at least one of the embodiments described above, the heat exchanger is preferably part of a short-term heating system for liquid products. In the case of brief heating of liquid products, a heat transfer from liquid product to liquid product is particularly advantageous and can be implemented particularly advantageously with the heat exchanger.

Vorzugsweise ist der erste Fluidkreis als primärer Flüssigproduktkreis ausgelegt und der zweite Fluidkreis als sekundärer Flüssigproduktkreis. Ein zusätzlicher nicht produktführender Heiz-/ Kühlmedienkreis ist dann entbehrlich.The first fluid circuit is preferably designed as a primary liquid product circuit and the second fluid circuit as a secondary liquid product circuit. An additional non-product-carrying heating / cooling medium circuit is then unnecessary.

Bei einer alternativen Ausgestaltung ist der erste Fluidkreis als primärer Flüssigproduktkreis ausgelegt und der zweite Fluidkreis als nicht produktführender sekundärer Heiz-/ Kühlmedienkreis. Das jeweilige Heiz-/ Kühlmedium kann dann gegebenenfalls auch in anderen Anlagenteilen / für andere Produktionsprozesse verwendet werden im Sinne einer energetisch besonders effizienten Nutzung von Wärmeenergie.In an alternative embodiment, the first fluid circuit is designed as a primary liquid product circuit and the second fluid circuit as a secondary heating / cooling medium circuit that does not carry the product. The respective heating / cooling medium can then optionally also be used in other parts of the system / for other production processes in the sense of an energetically particularly efficient use of thermal energy.

Vorzugsweise ist die Kurzzeiterhitzungsanlage gemäß wenigstens einer der voranstehend beschriebenen Ausführungsformen Bestandteil einer Abfüllanlage zur Abfüllung von Flüssigprodukten. Der beschriebene Wärmetauscher lässt sich dann besonders vorteilhaft für die Abfüllung von Getränken, wie beispielsweise Milchprodukten, Säften oder dergleichen einsetzen.According to at least one of the embodiments described above, the short-term heating system is preferably part of a filling system for filling liquid products. The heat exchanger described can then be used particularly advantageously for filling beverages, such as dairy products, juices or the like.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist zeichnerisch dargestellt. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines als Modul ausgebildeten Wärmetauschers; und
2 eine detaillierte schematische Darstellung einer Verbindungsleitung mit Faltenbalg.

A preferred embodiment of the invention is shown in the drawing. Show it:

1 a schematic representation of a heat exchanger designed as a module; and
2 a detailed schematic representation of a connecting line with bellows.

Wie die 1 erkennen lässt, umfasst der Wärmetauscher 1 mehrere Mantelrohre 2 und darin jeweils ausgebildete Innenrohre 3, die beispielsweise als (gestrichelt angedeutetes) Rohrbündel ausgebildet sind. Der Wärmetauscher 1 umfasst ferner stirnseitig an die Mantelrohre 2 angeschlossene Rohrbögen 4, die die Innenrohre 3 benachbarter Mantelrohre 2 miteinander verbinden. Die Innenrohre 3 und die Rohrbögen 4 sind Bestandteile eines ersten Fluidkreises 5, der auch als Primärkreis bezeichnet werden könnte.As the 1 can be seen, includes the heat exchanger 1 several jacket pipes 2 and inner tubes respectively formed therein 3 which are designed, for example, as a tube bundle (indicated by dashed lines). The heat exchanger 1 also includes the end face of the casing pipes 2 connected pipe bends 4th who have favourited the inner tubes 3 adjacent casing pipes 2 connect with each other. The inner tubes 3 and the pipe bends 4th are components of a first fluid circuit 5 , which could also be referred to as the primary circuit.

Benachbarte Mantelrohre 2 sind quer durch Verbindungsleitungen 6 miteinander verbunden. Die Mantelrohre 2 und die Verbindungsleitungen 6 sind Bestandteil eines zweiten Fluidkreises 7, der auch als Sekundärkreis bezeichnet werden könnte.Adjacent jacket pipes 2 are across the connecting lines 6th connected with each other. The jacket pipes 2 and the connecting lines 6th are part of a second fluid circuit 7th , which could also be referred to as the secondary circuit.

Wie in der 1 lediglich schematisch angedeutet ist und in der 2 im Detail dargestellt ist, umfassen die Verbindungsleitungen 6 jeweils wenigstens einen Faltenbalg 8.Like in the 1 is only indicated schematically and in the 2 shown in detail include the connecting lines 6th at least one bellows each 8th .

Wie aus den in der 1 dargestellten Pfeilen folgt, arbeitet der Wärmetauscher 1 vorzugsweise im Gegenstromverfahren, also mit im Wesentlichen einander entgegengesetzten Fließrichtungen in den Innenrohren 3 und den Mantelrohren 2.As from the ones in the 1 arrows shown, the heat exchanger is working 1 preferably in the countercurrent process, i.e. with essentially opposite directions of flow in the inner tubes 3 and the jacket pipes 2 .

Wie insbesondere in der 2 zu erkennen ist, sind die Verbindungsleitungen 6 vorzugsweise mittels Schweißverbindungen 9 an den Mantelrohren 2 befestigt.As in particular in the 2 can be seen are the connecting lines 6th preferably by means of welded joints 9 on the jacket pipes 2 attached.

Demgegenüber sind die Rohrbögen 4 vorzugsweise mittels lösbarer Verbindungen 10 stirnseitig an den Mantelrohren 2 angeflanscht.In contrast are the pipe bends 4th preferably by means of releasable connections 10 on the front of the casing pipes 2 flanged.

Der Wärmetauscher 1 ist zudem vorzugsweise als Modul 11 ausgebildet, vorzugsweise mit einer geraden Anzahl von Mantelrohren 2, insbesondere vier oder sechs Mantelrohren 2. Dargestellt ist in der 1 eine bevorzugte Variante eines Moduls 11 mit vier Mantelrohren 2, drei Verbindungsleitungen 6 zum Schließen des ersten Fluidkreises 5 und drei Rohrbögen 4 zum Schließen des zweiten Fluidkreises 7.The heat exchanger 1 is also preferred as a module 11 formed, preferably with an even number of casing tubes 2 , especially four or six casing pipes 2 . Is shown in the 1 a preferred variant of a module 11 with four jacket pipes 2 , three connecting lines 6th to close the first fluid circuit 5 and three pipe bends 4th to close the second fluid circuit 7th .

Der Wärmetauscher 1 könnte dann beispielsweise mehrere in Richtung der Zeichenebene übereinander angeordnete Module 11 umfassen, deren erste und zweite Fluidkreise 5, 7 dann auf an sich bekannte Weise miteinander verbunden werden können. Durch eine derartige mehrlagige Anordnung von Modulen 11 könnten diese beispielsweise in jeweils liegender Ausrichtung zeilenartig übereinander oder in jeweils aufrechter Ausrichtung spaltenartig nebeneinander angeordnet werden. Somit lässt sich der Wärmetauscher 1 flexibel an eine geforderte Wärmeübertragungsleistung anpassen, indem er durch Kombination einer geeigneten Anzahl von Modulen 11 skaliert wird.The heat exchanger 1 could then, for example, several modules arranged one above the other in the direction of the plane of the drawing 11 include their first and second fluid circuits 5 , 7th can then be connected to one another in a manner known per se. By such a multi-layer arrangement of modules 11 could, for example, be arranged in a horizontal orientation one above the other or in a vertical orientation next to one another in columns. Thus, the heat exchanger 1 flexibly adapt to a required heat transfer capacity by combining a suitable number of modules 11 is scaled.

Die Schweißverbindungen 9 ermöglichen eine aus hygienischer Sicht besonders vorteilhafte Verbindung der Verbindungsleitungen 6 mit den Mantelrohren 2.The welded joints 9 enable a connection of the connecting lines that is particularly advantageous from a hygienic point of view 6th with the jacket pipes 2 .

Demgegenüber ermöglichen die lösbaren Verbindungen 10 zwischen den Rohrbögen 4 und den Mantelrohren 2 einen einfachen Zugang zu den Innenrohren 3, beispielsweise durch Ziehen der als Rohrbündel ausgebildeten Innenrohre 3 zu Instandhaltungszwecken oder dergleichen. Die lösbaren Verbindungen 10 lassen sich beispielsweise durch Schraubverbindungen an dicht abschließenden Flanschen auf prinzipiell bekannte Weise herstellen, was daher nicht im Detail dargestellt oder beschrieben ist.In contrast, the detachable connections allow 10 between the pipe bends 4th and the jacket pipes 2 easy access to the inner tubes 3 , for example by pulling the inner tubes designed as a tube bundle 3 for maintenance purposes or the like. The detachable connections 10 can be produced, for example, by screw connections on tightly closing flanges in a manner known in principle, which is therefore not shown or described in detail.

Die 2 lässt ferner erkennen, dass der Faltenbalg 8 vorzugsweise an die hygienischen Anforderungen für eine Wärmeübertragung von Flüssigprodukt zu Flüssigprodukt speziell angepasst ist.the 2 also shows that the bellows 8th is preferably specially adapted to the hygienic requirements for heat transfer from liquid product to liquid product.

Zu diesem Zweck kann die innere Faltungskontur 8a des Faltenbalgs 8 in Längsrichtung gerundet sein und auf der Innenseite des Faltenbalgs 8 ausschließlich Krümmungsradien R von mindestens 2 mm aufweisen. Das heißt, engere Krümmungsradien R werden zugunsten einer rückstandsfreien Reinigung der Verbindungsrohre 6 möglichst vermieden.For this purpose, the inner fold contour 8a of the bellows 8th be rounded in the longitudinal direction and on the inside of the bellows 8th only radii of curvature R. of at least 2 mm. That is, tighter radii of curvature R. are in favor of residue-free cleaning of the connecting pipes 6th avoided if possible.

Zudem kann die innere Faltungskontur 8a eine radiale Faltungstiefe T und eine axiale Faltungslänge L aufweisen, deren Verhältnis L / T wenigstens 1 beträgt. Dies begünstigt ebenso eine rückstandsfreie Reinigung der Verbindungsleitungen 6 für eine Verwendung des Wärmetauschers 1 bei einer Wärmeübertragung von Flüssigprodukt zu Flüssigprodukt.In addition, the inner fold contour 8a a radial fold depth T and an axial fold length L. have their ratio L. / T is at least 1. This also favors residue-free cleaning of the connecting lines 6th for using the heat exchanger 1 in the case of a heat transfer from liquid product to liquid product.

Schematisch angedeutet ist in der 2 ferner eine aus geeigneter Richtung einwirkende Schub- oder Zugkraft F, mit der die Verbindungsleitungen 6 im Bereich der Faltenbälge 8 jeweils bezüglich der Mantelrohre 2 gekrümmt und/oder in Längsrichtung 12 gestaucht und/oder gedehnt werden können. Somit können Herstellungstoleranzen im Bereich der Rohrbögen 4 sowie im Bereich der Schweißverbindungen 9 durch insbesondere plastische Verformung der Verbindungsleitungen 6 kompensiert werden.Schematically indicated in the 2 also a pushing or pulling force acting from a suitable direction F. with which the connecting lines 6th in the area of the bellows 8th each with respect to the casing pipes 2 curved and / or lengthways 12th can be compressed and / or stretched. This allows manufacturing tolerances in the area of the pipe bends 4th as well as in the field of welded connections 9 especially through plastic deformation of the connecting lines 6th be compensated.

In der Regel ist eine derartige Verformung der Verbindungsleitungen 6 nur einmalig beim Zusammenbau des Wärmetauschers 1 beziehungsweise des jeweiligen Moduls 11 nötig.Usually such a deformation of the connecting lines 6th only once at Assembling the heat exchanger 1 or the respective module 11 necessary.

Der Wärmetauscher 1 ist vorzugsweise Bestandteil einer Kurzzeiterhitzungsanlage für Flüssigkeiten, wie beispielsweise Säfte, Milch oder dergleichen. Derartige Kurzzeiterhitzungsanlagen sind prinzipiell bekannt und daher nicht im Detail dargestellt oder beschrieben.The heat exchanger 1 is preferably part of a short-term heating system for liquids such as juices, milk or the like. Such short-term heating systems are known in principle and are therefore not shown or described in detail.

Die apparative Einbindung des Wärmetauschers 1 in eine Kurzzeiterhitzungsanlage kann beispielsweise dadurch erleichtert werden, dass der Wärmetauscher 1 / das Modul 11 jeweils einen Rahmen 13 umfasst, an dem die Mantelrohre 2 des jeweiligen Moduls 11 starr befestigt sind, insbesondere in einer gemeinsamen Ebene nebeneinanderliegend, wie in der 1 bezüglich der Zeichenebene dargestellt ist. Dadurch lassen sich einzelne Module 11 an ihren Rahmen 13 einfach befestigen und flexibel kombinieren, beispielsweise an rasterförmig zu passenden Montagepunkten.The technical integration of the heat exchanger 1 in a short-term heating system can, for example, be facilitated by the fact that the heat exchanger 1 / the module 11 one frame each 13th includes, on which the casing pipes 2 of the respective module 11 are rigidly attached, in particular lying next to each other in a common plane, as in the 1 is shown with respect to the plane of the drawing. This allows individual modules 11 to their frame 13th simply attach and flexibly combine, for example on grid-like mounting points.

Die Kurzzeiterhitzungsanlage ist dann vorzugsweise Bestandteil einer Abfüllanlage zur Abfüllung flüssiger Produkte, wie beispielsweise Säfte, Milch oder dergleichen flüssiger Lebensmittel.The short-term heating system is then preferably part of a filling system for filling liquid products, such as, for example, juices, milk or similar liquid foods.

Wie in der 1 diesbezüglich angedeutet ist, kann der erste Fluidkreis 5 als primärer Flüssigproduktkreis ausgelegt sein für ein zu behandelndes Flüssigprodukt P und der zweite Fluidkreis 7 als sekundärer Flüssigproduktkreis für ein bereits behandeltes Produkt P'. Dies ist in der 1 mittels Blockpfeilen schematisch angedeutet.Like in the 1 is indicated in this regard, the first fluid circuit 5 be designed as a primary liquid product circuit for a liquid product P to be treated and the second fluid circuit 7th as a secondary liquid product circuit for an already treated product P '. This is in the 1 indicated schematically by means of block arrows.

Alternativ könnte der zweite Fluidkreis 7 aber auch als nicht produktführender sekundärer Heiz-/ Kühlmedienkreis ausgelegt sein, beispielsweise zum Durchleiten von Heizwasser oder Kühlwasser.Alternatively, the second fluid circuit could 7th but also be designed as a secondary heating / cooling medium circuit that does not carry the product, for example for the passage of heating water or cooling water.

Im Produktionsbetrieb wird der Wärmetauscher 1 vorzugsweise kontinuierlich im Gegenstromverfahren betrieben und dabei ein zu behandelndes Flüssigprodukt P durch die Innenrohre 3 und die Rohrbögen 4 geleitet.The heat exchanger is used in production 1 preferably operated continuously in a countercurrent process and a liquid product P to be treated through the inner tubes 3 and the pipe bends 4th directed.

Gleichzeitig wird durch die Mantelrohre 2, also außerhalb der Innenrohre 3, und durch die Verbindungsleitungen 6 ein geeignetes Wärmeaustauschmedium geleitet, vorzugsweise ein bereits behandeltes Flüssigprodukt P' oder auch ein separates Heiz-/ Kühlmedium, wie beispielsweise Heizwasser oder Kühlwasser.At the same time is through the jacket pipes 2 , i.e. outside the inner tubes 3 , and through the connecting lines 6th passed a suitable heat exchange medium, preferably an already treated liquid product P 'or a separate heating / cooling medium, such as heating water or cooling water.

Zur thermischen Längenkompensation der Mantelrohre 2 können diese in der 1 lediglich schematisch angedeutete Faltenbälge 14 umfassen, die aus hygienischer Sicht in ähnlicher Weise ausgebildet sein können, wie dies für die Faltenbälge 8 der Verbindungsleitungen 6 voranstehend beschrieben ist.For thermal length compensation of the casing pipes 2 can this in the 1 only schematically indicated bellows 14th include, which can be designed in a similar manner from a hygienic point of view, as this for the bellows 8th the connecting lines 6th is described above.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 60019635 T2 [0002]

Claims

Heat exchanger (1) for exchanging heat between a first and a second fluid circuit (5, 7), with at least two jacket tubes (2) for integration into the second fluid circuit and with inner tubes (3) formed therein for integration into the first fluid circuit, with at the end Pipe bends (4) connected to the casing pipes for closing the first fluid circuit between the inner pipes of the casing pipes, and with connecting lines (6) for closing the second fluid circuit between the casing pipes, characterized in that the connecting lines are designed as bellows (8) so that they bend in relation to the casing pipes and / or can be compressed and / or stretched in the longitudinal direction (12).

Heat exchanger after Claim 1 , wherein the connecting lines (6) are more flexible than the pipe bends (4).

Heat exchanger after Claim 1 or 2 , the connecting lines (6) being at least partially deformable by the action of a push / pull force (F) of 50 to 1500 N.

Heat exchanger after Claim 3 wherein the bellows (8) has an inner folding contour (8a) rounded in the longitudinal direction (12), in particular with radii of curvature (R) of at least 2 mm.

Heat exchanger after Claim 3 or 4th wherein the bellows (8) has a folding contour (8a) which repeats itself periodically in the longitudinal direction (12) with a folding depth T and a folding length L, the ratio of which L / T is at least 1.

Heat exchanger according to one of the preceding claims, wherein the connecting lines (6) are welded to the casing tubes (2).

Heat exchanger according to at least one of the preceding claims, the pipe bends (4) being flanged to the casing pipes (2) at the end by means of a detachable connection (10).

Heat exchanger according to at least one of the preceding claims, which is designed as a module (11) with one, in particular even, number of casing pipes (2) connected to one another by the connecting lines (6), in particular with four or six casing pipes connected in this way, in particular by means of a welded connection (9) is.

Heat exchanger after Claim 8 wherein the module (11) further comprises a frame (13) rigidly supporting the casing tubes (2).

Heat exchanger after Claim 8 or 9 , wherein the casing tubes (2) of the module (11) are essentially arranged next to one another in a common plane.

Heat exchanger after one of the Claims 8 until 10 , wherein several modules (11) are arranged in rows one above the other or in columns next to one another.

Short-term heating system for liquid products, with the heat exchanger (1) according to at least one of the preceding claims.

Short-term heating system after Claim 12 , wherein the first fluid circuit (5) is designed as a primary liquid product circuit and the second fluid circuit (7) is designed as a secondary liquid product circuit.

Short-term heating system after Claim 12 , wherein the first fluid circuit (5) is designed as a primary liquid product circuit and the second fluid circuit (7) is designed as a secondary heating / cooling medium circuit that does not carry the product.

Short-term heating system after Claim 12 , 13th or 14th with at least two heat exchanger modules (11).

Filling system for filling liquid products, especially liquid food, with the short-term heating system Claim 12 , 13th , 14th or 15th .