DE2856642C2

DE2856642C2 -

Info

Publication number: DE2856642C2
Application number: DE2856642A
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim 8753 Obernburg De Hoppe; Klaus Dipl.-Ing. Dr. Schneider; Karl Dipl.-Ing. Dr. 8765 Erlenbach De Ostertag
Original assignee: Akzo Patente 5600 Wuppertal De GmbH
Current assignee: AKZO PATENTE GMBH, 5600 WUPPERTAL, DE
Priority date: 1978-12-29
Filing date: 1978-12-29
Publication date: 1991-08-01
Also published as: CH645973A5; ES267914Y; LU82047A1; BR7908566A; CA1128928A; IT1164801B; ES487355A1; IT7951146A0; BE880753A; JPS55128009A; DE2856642A1; NL7909338A; FR2445213B2; GB2039357A; IT7951238A0; FR2445213A2; ES267914U; GB2039357B; AU528764B2; AU5398479A

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmeaustauscher mit gemäß dem Hauptpatent 28 41 091 durch Schmelzspinnen hergestellten dünnwandigen Schläuchen aus synthetischen Polymeren, wobei mit einer Abzugsgeschwindigkeit größer als 3500 m/min abgezogen wird, mit einem Durchströmungsquerschnitt von 30 bis 95% des Gesamtquerschnittes und einer Bruchdehnung von weniger als 100%.

Gegenstand der Erfindung des Hauptpatents 28 41 091 ist ein Verfahren zur Herstellung dünnwandiger Schläuche mit einem Durchströmungsquerschnitt von 30 bis 95% des Gesamtquerschnitts und einer Bruchdehnung von weniger als 100% durch Schmelzspinnen von synthetischen Polymeren.

Ein "dünnwandiger Schlauch" im Sinne der Erfindung des Haupt patentes ist ein hohlzylinderisches Gebilde beliebiger Länge mit beispielsweise kreisförmigem oder elliptischem Quer schnitt, dessen in Längs- und Umfangsrichtung im wesent lichen konstante Wandstärke weniger als etwa 15% der größten Außenabmessung des Schlauchquerschnitts beträgt. Bei kreis förmigem Querschnitt entspricht die größte Außenabmessung dem Außendurchmesser, bei elliptischem Querschnitt ent spricht sie der großen äußeren Achse.

Die dünnwandigen Schläuche nach dem Hauptpatent weisen gegen über herkömmlichen dünnwandigen Schläuchen eine erhöhte Festigkeit auf, besitzen aber trotzdem einen großen Durch strömungsquerschnitt, der im Bereich von 30 bis 95% des Gesamtquerschnittes liegt, einen geschlossenen, d. h. unver sehrten Mantel und eine Bruchdehnung von weniger als 100%. Bevorzugt werden solche Schläuche, die einen Durchströmungsquerschnitt von 60 bis 95% des Gesamt querschnitts haben.

Die dünnwandigen Schläuche gemäß Hauptpatent lassen sich aus allen gängigen schmelzspinnbaren Polymeren herstellen. Besonders geeignet sind wegen ihrer besonderen Gebrauchs eigenschaften beispielsweise die Polyamide, insbesondere Polycaprolactam und Polyhexamethylenadipinsäureamid; Poly ester, insbesondere Polyäthylenterephthalat; Polyolefine, insbesondere Polyäthylen und Polypropylen; Polyvinylchlo rid.

Wegen ihrer chemischen Beständigkeit beispielsweise gegen über Lebensmitteln, kohlensäurehaltigen Flüssigkeiten od. dgl. werden Polyester, insbesondere Polyäthylenterephthalat be vorzugt. Wenn chemische Beständigkeit neben einer guten Temperaturbeständigkeit gewünscht wird, bevorzugt man Schläuche aus Polyolefinen, insbesondere aus Polypropylen.

Wenn höhere Festigkeitswerte erwünscht sind, werden die Schläuche aus Polyamiden, insbesondere aus Polyhexamethylen adipinsäureamid hergestellt.

Den Polymeren können Stabilisatoren, Ruß, Porenbildner oder andere Zusätze zugegeben werden.

Nach dem Hauptpatent besitzen die Schläuche üblicherweise einen Mantel, der keine Flüssigkeiten durchläßt. Für die Verwendung von dünnwandigen Schläuchen für Filtereinheiten ist es jedoch vorteilhaft, wenn die dünnwandigen Schläuche einen mikroporösen Mantel besitzen.

Die Herstellung derartiger dünnwandiger Schläuche wie oben beschrieben, erfolgt durch Schmelzspinnen von synthetischen Polymeren, wobei das Herstellungsverfahren nach dem Hauptpa tent dadurch gekennzeichnet ist, daß die Abzugsgeschwindig keit größer als 3500 m/min ist. Bevorzugt werden dabei Abzugsgeschwindigkeiten, die im Bereich von 5000 bis 7000 m/min liegen. Bei diesen Abzugsgeschwindigkeiten nämlich weisen die dünnwandigen Schläuche Festigkeiten auf, wie sie sonst nur durch eine zusätzliche (aber schwierige) Nachverstreckung erzielbar wären.

Zur Vermeidung großer Spinnhöhen (Abstand Spinndüse zur Abzugsorgan) wird nach dem Hauptpatent vorgeschlagen, das Phänomen der "natürlichen Fadenabbiegung" auszunutzen. Dieses tritt allgemein beim Schmelzspinnen von Fäden aus syntheti schen Polymeren in einem mehr oder weniger großen Abstand von der Spinndüse auf, wenn man das Abzugsorgan aus seiner normalen im wesentlichen senkrecht unterhalb der Spinndüse befindlichen Lage seitlich herausbewegt. Es läßt sich deut lich sichtbar machen, wenn man beispielsweise einen mono filen Polyesterfaden mit einem Endtiter von 100 dtex mit 3700 m/min abzieht und das zunächst senkrecht unterhalb der Spinndüse angeordnete Abzugsorgan (Schnellspulvorrichtung oder Fadeninjektor) allmählich in horizontaler Richtung ent fernt und gegebenenfalls dabei gleichzeitig in vertikaler Richtung anhebt.

Trotz der dadurch veränderten Lage des Abzugsorgans be wegt sich der Faden unterhalb der Spinndüse über eine ge wisse Strecke weiterhin vertikal nach unten, um dann in Richtung auf das Abzugsorgan abzubiegen. Der Bereich dieser "natürlichen", d. h. ohne zusätzliche mechanische Fadenleit organe sich einstellenden Fadenabbiegung erstreckt sich nur auf eine Länge von wenigen cm und ändert seine Lage nicht wesentlich, auch wenn die Lage des Abzugsorgans deutlich verändert wird. Hingegen läßt sich die Lage des Bereiches der "natürlichen Fadenabbiegung" durch Veränderung der Spinn bedingungen variieren; beispielsweise entfernt er sich bei Erhöhung des Schmelzedurchsatzes von der Spinndüse. Das Phänomen tritt auch beim Schnellspinnen dünnwandiger Schläuche auf.

Mit Hilfe dieses Phänomens läßt sich die Spinnhöhe durch seitliches Anordnen des Abzugsorgans niedrig halten bei gleichzeitiger Beibehaltung der für die Abkühlung der frisch gesponnenen Fäden erforderlichen Abkühlstrecke.

Wird darüber hinaus dabei, wie im Hauptpatent bereits vor geschlagen, der Abstand des Abzugsorgans vom Bereich der "natürlichen Fadenabbiegung" hinreichend groß gewählt, so wird der Schlauch noch einem Nachverzug unterworfen, wo bei er auf das zwei- bis dreifache seiner ursprünglichen Länge versteckt wird.

Obwohl es nicht möglich ist, die schnellgesponnenen dünn wandigen Schläuche im Bereich der "natürlichen Fadenabbie gung" mechanisch, d. h. mittels eines Umlenkorgans umzulen ken, gelingt eine Umlenkung durch Anordnung eines Prall blechs senkrecht unterhalb der Spinndüse, wobei hierdurch der Bereich der "natürlichen Fadenabbiegung" näher an die Spinndüse verlegt wird. Auch kann der Bereich der "natür lichen Fadenabbiegung" in eine Kühlflüssigkeit verlegt werden, indem beispielsweise eine kleine Wasserwanne anstelle des erwähnten Prallblechs angeordnet wird.

Zur Erzeugung von stabilen Schlauchgebilden mit großen Außenabmessungen und sehr geringen Wandstärken wird, wie im Hauptpatent bereits beschrieben, während des Ausspinnens des dünnwandigen Schlauches aus der Düse ein Hohlraum bildendes Fluid, insbesondere ein Gas in den Schlauch einge blasen.

Wie im Hauptpatent bereits erwähnt, eignen sich derartige durch Schnellspinnen ersponnene dünnwandige Schläuche beispielsweise zur Herstellung von Wärmetauschern, wobei sie dann in der Regel einen kreisförmigen Querschnitt besitzen und einen Außendurchmesser von etwa 40 bis 1000 µm oder mehr, bei Wandstärken von etwa 5 bis 50 µm oder mehr haben.

Es wurde nun gefunden, daß sich die spezifische Wärmeüber tragungsleistung der auch zum Einsatz in Wärmeübertragungs vorrichtungen (Wärmeaustauschern) verwendbaren dünnwandigen Schläuche gemäß Hauptpatent 28 41 091 noch erheblich verbessern läßt. Derartige dünnwandige nach einem Schnellspinnverfahren hergestellte Schläuche eignen sich nämlich besonders dann zur Wärmeübertragung, wenn sie Eigenschaften und/oder eine Form haben, die ihre Wärmeleitung und/oder ihren Wärmedurchgang vergrößern, und wenn sie unter Ausnutzung ihrer Flexibilität derart ange ordnet sind, daß die aus solchen dünnwandigen Schläuchen hergestellten Wärmeübertragungsvorrichtungen eine größere Wiederstandsfähigkeit gegenüber äußeren mechanischen Bean spruchungen besitzen, so daß sie auch nach längerem betrieb lichen Einsatz eine unverminderte Wärmeübertragungsleistung gewährleisten.

Der vorliegenden Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, eine aus Schläuchen gemäß Hauptpatent 28 41 091 hergestellte Wärmeübertragungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die - was sowohl ihre Herstellung als auch ihre Ge brauchseigenschaften und Wärmeübertragungsleistung betrifft - nicht die Nachteile der aus den bekannten Hohlfäden herge stellten Wärmeaustauscher besitzt.

Diese Aufgabe wird bei einem Wärmeaustauscher der eingangs beschriebenen Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeder Schlauch oder der größte Teil aller Schläuche auf dem größten Teil seiner bzw. ihrer Länge oder auf der gesamten Länge in Form von regelmäßigen und/oder unregelmäßigen Schlaufen angeordnet ist bzw. sind.

Eine derartige erfindungsgemäße Vorrichtung zum Übertragen von Wärme besitzt nicht die Nachteile der bekannten Wärme austauscher aus Hohlfäden, bei denen die Hohlfäden gerad linig, parallel zueinander und in Abständen voneinander angeordnet sind. Diese bekannte Anordnung nämlich, wie sie auch bei Metallrohrbündel-Wärmeaustauschern üblich ist, gestaltet die Herstellung derartiger Wärmeaustauscher aus Hohlfäden schwierig und aufwendig. Zudem können bei dieser bekannten Anordnung der Hohlfäden die Hohlfadenbündel schon durch geringfügige äußere mechanische Einwirkungen beschädigt, beispielsweise geknickt, werden.

Zur Erhöhung der Wärmeübertragungsleistung der erfindungs gemäßen Vorrichtung ist es besonders vorteilhaft, solche dünnwandigen Schläuche zu verwenden, die gut wärmeleiten de Stoffe, wie Metalle, Graphit u. dgl. in Staub- oder Pul verform enthalten. Die dünnwandigen Schläuche können aber auch bzw. zusätzlich Füllmittel, Stabilisatoren, Additive, Ruß, Farbpigmente od. dgl. enthalten.

Die Verwendung von mikroporösen dünnwandigen Schläuchen gestattet es, bei Anwendung entsprechend hoher Drücke, zu sätzlich zu der durch die Wandung der dünnwandigen Schläuche erfolgenden Wärmeübertragung eine Flüssigkeit zusätzlich noch dadurch zu kühlen, daß ein Teil der zu kühlenden Flüssig keit an der Oberfläche der porösen dünnwandigen Schläuche ver dampft oder verdunstet.

Die Verwendung der gemäß Hauptpatent schnell gesponnenen dünnwandigen Schläuche führt aufgrund der geringen Wand stärke derselben zu einem Wärmeaustauscher mit großer Wärme austauschleistung, die noch dadurch gesteigert werden kann, daß bedingt durch die hohe Festigkeit dieser Schläuche der innerhalb derselben zulässige Betriebsdruck und damit die erreichbare Fluiddurchflußmenge verhältnismäßig groß sind.

Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Wärmeaustauschers sind dünnwandige Schläuche mit einem beispielsweise elliptischen oder drei-, vier-, fünf-, sechs- und mehreckigen Querschnitt geeignet, insbesondere aber solche mit einem runden Quer schnitt, da sich bei einem aus dünnwandigen Schläuchen mit einem runden Querschnitt hergestellten erfindungsgemäßen Wärmeaustauscher mit sich kreuzenden dünnwandigen Schläuchen diese sich im wesentlichen nur punktförmig berühren und somit nur ein geringfügiger Anteil der gesamten Wärmeaustausch fläche durch diese Berührungsstellen verlorengeht.

Die dünnwandigen Schläuche können darüber hinaus innen und/oder außen profiliert sein. Auch können zwei, drei oder mehr dünnwandige Schläuche in Parallellage zueinander liegend an ihren jeweiligen Berührungsflächen beispielsweise durch Ver schmelzen, Verschweißen, Verkleben od. dgl. fest miteinander verbunden sein. Ebenso eignen sich dünnwandige Schläuche mit einem in ihrer Längsrichtung stetig oder unstetig in seiner Form und/oder Größe gegebenenfalls periodisch sich ändernden Querschnitt. Derartige dünnwandige Schläuche können auf ver schiedene Art und Weise die Wirkungsweise des erfindungsge mäßen Wärmeaustauschers vorteilhaft beeinflussen. So kann durch entsprechend innen und/oder außen profilierte dünnwandige Schläuche beispielsweise die innere und/oder äußere Wärmeübergangsfläche vergrößert, die Knickfestigkeit der dünnwandigen Schläuche verbessert und/oder die Kontaktfläche der sich kreuzenden dünnwandigen Schläuche verringert werden. Weiterhin wird die Wärmeübertragungsleistung noch dadurch ge steigert, daß an den profilierten Flächen der dünnwandigen Schläuche der Wärmeübergang durch Wirbelbildung im jeweiligen Fluid verbessert wird. Auch lassen sich aus dünnwandigen Schläuchen mit einer nicht kreiszylindrischen Form zum Teil kompaktere und/oder formstabilere Vorrichtungen her stellen.

Zur Gewährleistung einer guten Wärmeleitung durch die dünn wandigen Schläuche sollte die Wand derselben so dünn wie möglich bemessen sein, jedoch immer noch genügend dick, um den mechanischen Anforderungen zu genügen. Als für die meisten Verwendungszwecke vorteilhaft haben sich dabei dünn wandige Schläuche erwiesen, deren Wandstärke im Bereich von 5 bis 100 µm liegt, wobei gute Wärmedurchgangszahlen mit dünnwandigen Schläuchen erreicht werden, deren Wandstärke im Bereich von 5 bis 50 µm liegt, und besonders gute mit solchen, deren Wandstärke im Bereich von 5 bis 20 µm liegt.

Zur Erzielung eines guten Wärmedurchgangs (k-Zahl) sollten auch die Querschnitte der verwendeten dünnwandigen Schläuche entsprechend bemessen sein. So haben sich von den dünnwandigen Schläuchen mit rundem Querschnitt besonders solche mit einem im Bereich von 0,04 bis 4 mm, insbesondere von 0,04 bis 1 mm liegenden Außendurchmesser als vorteilhaft erwiesen.

Bei den zur Herstellung des erfindungsgemäßen Wärmeaus tauschers verwendbaren dünnwandigen Schläuchen sollte der Wär medurchgangskoeffizient der Wandung der dünnwandigen Schläuche bei mindestens 1500 W/m² K, insbesondere aber bei 4500 W/m² K liegen. Unter dem Wärmedurchgangskoeffizienten der Wandung der dünnwandigen Schläuche wird hierbei der Quotient aus der Wärmeleitfähigkeit des für die dünnwandigen Schläuche verwendeten Werkstoffes gemessen in W/m K und der Wandstärke der dünnwandigen Schläuche gemessen in m ver standen.

Die schlaufenförmige bzw. teilweise schlaufenförmige An ordnung der dünnwandigen Schläuche in einer erfindungs gemäßen Vorrichtung, die zur Vereinfachung in der weiteren Beschreibung auch als Wärmeaustauscher bezeichnet wird, wird auf einfache Weise erfindungsgemäß insbesondere dadurch erreicht, daß ein oder mehrere endlose dünnwandige Schläuche mittels einer Aufspul- oder Umspuleinrichtung mit einem oder mehreren parallel zur Drehachse der Spul einrichtung hin- und herbewegten Fadenführer(n) beispiels weise auf einen perforierten rohrförmigen Spulenträger (auch Hülse oder Spule genannt) aufgewickelt werden und auf diese Weise einen ein- oder mehrlagigen Spul- oder Wickelkörper bilden.

Diese Anordnung ist besonders vorteilhaft, da die dünnwandigen Schläuche hierbei im gebrauchsfähigen Zustand der Vor richtung die Form einer sich räumlich ausdehnenden Wendel haben, wobei zur Erzielung eines leicht durchströmbaren und dabei formstabilen Spulpaketes die dünnwandigen Schläuche in vorteilhafter Weise in mehreren Lagen derart angeordnet sind, daß die dünnwandigen Schläuche jeder Lage die dünnwandigen Schläuche der benachbarten Lagen berühren, und, gegebenenfalls mehrfach, kreuzen. Diese Anordnung der dünnwandigen Schläuche gewährleistet eine große Wärmeübertra gungsfläche auf kleinem Raum, da die dünnwandigen Schläuche sich zwar an den Kreuzungspunkten berühren, jedoch nur ein unbedeutender Anteil der Wärmeübertragungsfläche durch die gegenseitige Berührung der dünnwandigen Schläuche dabei ver lorengeht.

Der den Spul- oder Wickelkörper aufnehmende Spulenträger braucht dabei nicht unbedingt einen kreisförmigen Querschnitt zu haben, sondern der Querschnitt desselben kann beispiels weise auch elliptisch oder als Vieleck, insbesondere als Recht eck mit abgerundeten Ecken, ausgebildet sein. Ebenso kann der zur Herstellung des Spul- oder Wickelkörpers verwendete Spulenträger auch einen entlang seiner Längsachse größer oder kleinerwerdenden Querschnitt haben. So kann seine Mantelfläche beispielsweise konisch, diaboloförmig, pyramidenstumpfförmig mit abgerundeten Seitenkanten, tonnenförmig usw. ausgebildet sein, so daß die auf einem derartig geformten Spulenträger aufgewickelten dünnwandigen Schläuche im allgemeinen einen in seiner Form der Form des jeweiligen Spulenträgers entspre chenden Spul- bzw. Wickelkörper bilden.

Bei einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vor richtung haben die dünnwandigen Schläuche die Form einer in einer Ebene liegenden Spirale.

Der erfindungsgemäße Wärmeaustauscher kann aber auch aus einem oder mehreren Flächengebilden hergestellt werden, die nach einem Web-, Wirk-, Streck- oder einem Ablegeverfahren herge stellt worden sind. Derartige Flächengebilde lassen sich wie die Spul- oder Wickelkörper ebenfalls auf schnelle und ein fache Weise herstellen.

Zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Wärmeaustauschers aus einem Spul- oder Wickelkörper können die beiden stirnseitigen Enden auf einem - in Längsrichtung des Wickelkörpers gemessen - kurzen Abschnitt beispielsweise in einer härtbaren Vergußmasse wie Gießharz, Polyurethan u. dgl. eingegossen werden, wobei die Vergußmasse in dem genannten Bereich den Wickelkörper voll ständig durchdringt und gegebenenfalls außerhalb des Wickel körpers je einen flanschartigen Ansatz bildet, die einen größe ren Umfang haben als der Wickelkörper selbst. Ein solcher (flanschartiger) Ansatz kann jedoch auch nur an einer der beiden Stirnseiten des Wickelkörpers vorgesehen werden. Durch stirn seitiges Abtragen eines Teiles jedes dieser (flanschförmigen) Ansätze bis in den Bereich der dünnwandigen Schläuche werden die an den Stirnseiten des Wickelkörpers liegenden bogenför migen Umkehrteilstücke der einzelnen Wickelkörperlagen ent fernt und wird auf diese Weise aus dem ursprünglichen Wickel körper ein Gebilde hergestellt, das aus einer Vielzahl von in mehreren Lagen angeordneten wendelförmig ausgebildeten sich mehrfach kreuzenden Schlauchstücken besteht, deren Öffnungen an der äußeren, im allgemeinen senkrecht zur Längsachse des Wickelkörpers verlaufenden Stirnfläche des verbleibenden Teils jedes der oben beschriebenen (flanschartigen) Ansätze aus der Vergußmasse münden.

Zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Wärmeaustauschers aus Flächengebilden, können jeweils ein oder mehrere Ränder der gegebenenfalls auch übereinander gelegten Flächengebilde in geeigneter Weise, beispielsweise in Gießharz, eingegossen werden und die Öffnungen der dünnen Schläuche in analoger Weise, wie oben bereits für Spul- bzw. Wickelkörper beschrie ben, anschließend freigelegt werden.

Durch entsprechendes Aufwickeln, Verlegen oder anderweitiges Anordnen der dünnen Schläuche und entsprechendes Aufschneiden des Schlauchpaketes ist es möglich, einen erfindungsgemäßen Wärmeaustauscher herzustellen, bei dem die Eintrittsöffnungen und die Austrittsöffnungen der dünnen Schläuche in ein und derselben Ebene liegen, jedoch beispielsweise um jeweils 180° versetzt und/oder in jeweils gleich großen oder unterschied lich großen Abständen voneinander und dabei so angeordnet sind, daß alle Eintrittsöffnungen in der einen Hälfte dieser Ebene und alle Austrittsöffnungen in der anderen Hälfte dieser Ebene liegen.

Ebenso ist es möglich, einen erfindungsgemäßen Wärmeaus tauscher herzustellen, der es gestattet, beliebig viele Fluids an der Wärmeübertragung teilnehmen zu lassen, ohne daß ein Ver mischen der einzelnen Fluide miteinander stattfindet.

Ein aus einem Spul- oder Wickelkörper hergestellter erfin dungsgemäßer Wärmeaustauscher kann beispielsweise so ausge stattet sein, daß die Eintrittsöffnungen und die Austritts öffnungen für ein erstes Fluid auf der einen Stirnseite des Wärmeaustauschers und diejenigen für ein zweites Fluid auf der anderen Stirnseite des Wärmeaustauschers liegen.

Zur Herstellung einer Vielzahl kleinerer Wärmeaustauscher ist es erfindungsgemäß möglich, die zur Herstellung der Wärme austauscher bestimmten Spul- oder Wickelkörper bzw. Flächenge bilde in Einheiten, d. h. Streifen, Scheiben od. dgl., gewünsch ter Größe aufzuteilen, wobei die dünnen Schläuche in denje nigen Bereichen, in denen die Teilung erfolgen soll, zweck mäßigerweise zuvor in geeigneter Weise, beispielsweise wie bereits beschrieben durch Eingießen in Gießharz od. dgl., in ihrer Form und Lage fixiert werden und somit ihre Öffnungen mühelos durch das Zerteilen freigelegt werden können.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es auch möglich, die dünnen Schläuche in einem die Wärme gut leitenden Werkstoff ein zugießen, um auf diese Weise Wärme von einem Fluid auf den ge nannten, die Wärme gut leitenden Werkstoff, zu übertragen oder umgekehrt. Ein auf solche Weise ausgestalteter erfindungs gemäßer Wärmeaustauscher, der zudem noch beispielsweise zwei getrennte Kreisläufe für zwei voneinander getrennt zu halten de Fluide besitzt, gestattet es, Wärme beispielsweise von dem ersten Fluid zunächst auf den die Wärme gut leitenden Gieß körper zu übertragen und von dort auf das zweite Fluid abzu geben. Ebenso ist es möglich, mit einem derartigen Wärmeaus tauscher beispielsweise die von dem die Wärme gut leitenden Gießkörper beispielsweise durch Strahlung aufgenommene Wärme gleichzeitig an zwei Fluide abzugeben.

Der erfindungsgemäße Wärmeaustauscher eignet sich zur Lösung selbst der anspruchsvollsten Wärmeübertragungsprobleme, wie sie beispielsweise beim Verdampfen oder Kondensieren auf treten können. Insbesondere eignet sich der erfindungsge mäße Wärmeaustauscher überall dort, wo zur Energiegewinnung nur verhältnismäßig kleine Temperaturdifferenzen zur Verfügung stehen, die zwangsläufig große Wärmeübertragungsflächen er forderlich machen, welche begreiflicherweise auf möglichst kleinem Raum unterzubringen sind. Aufgrund der günstigen Korrosionseigenschaften der für die Herstellung des erfin dungsgemäßen Wärmeaustauschers verwendbaren dünnen Schläuche eignet sich der erfindungsgemäße Wärmeaustauscher insbesondere für aggressive Medien, wie Säuren, Laugen u. dgl. Bei geeigneter Auswahl der verwendbaren dünnen Schläuche ist es aufgrund der bekannten unterschiedlichen Oberflächeneigenschaften derselben möglich, den erfindungsgemäßen Wärmeaustauscher auch für solche Fluide zu verwenden, die bei herkömmlichen Metallrohrwärmeaus tauschern zur Bildung von Ablagerungen an den Rohrwänden nei gen.

Der erfindungsgemäße Wärmeaustauscher eignet sich daher gleicher maßen für chemische Verfahren, bei der Energieerzeugung bzw. -umwandlung, in der Kältetechnik, in der Klimatechnik, in der Lebensmittelindustrie, zur Wohn- und Arbeitsraumbeheizung, bei Land-, Wasser- und Luftfahrzeugen, insbesondere als Ölkühler, als Wasserkühler zum Abführen der Motorwärme oder zum Aufwär men der in das Fahrzeuginnere zugeführten Frischluft, als Kondensator und als Verdampfer, insbesondere auch als Ent spannungsverdampfer. Ganz besonders eignet sich der erfin dungsgemäße Wärmeaustauscher für Wärmepumpen-Einrichtungen, bei denen beispielsweise Wärme aus der Umgebungsluft oder aus dem Erdreich zur Beheizung von Wohnräumen benutzt wird, oder als die Sonnenwärme aufnehmender Kollektor, wobei sich hierfür insbesondere solche Ausführungsformen des erfindungs gemäßen Wärmeaustauschers bewährt haben, bei denen die dünnen Schläuche in nur einer Lage angeordnet und zudem schwarz sind.

Der erfindungsgemäße Wärmeaustauscher eignet sich somit zur Lösung der meisten Wärmeübertragungsprobleme, d. h. zur Wärme übertragung von gasförmigen Fluiden auf gasförmige, von flüssigen Fluiden auf flüssige, von flüssigen Fluiden auf gasförmige und umgekehrt, von festen Stoffen auf gasförmige und/oder flüssige Fluide und umgekehrt, wobei allerdings zu beachten ist, daß die Temperaturen der am Wärmeaustausch be teiligten Stoffe durch die physikalischen und chemischen Eigenschaften der verwendeten dünnen Schläuche entsprechend limitiert sind.

Bei der Bemessung des erfindungsgemäßen Wärmeaustauschers ist zu beachten, daß die pro zur Verfügung stehender Volumenein heit erreichbare Wärmeübertragungsfläche umso größer wird, je kleiner der Durchmesser der zu verwendenden dünnen Schläuche gewählt wird. Die zu übertragende Wärmemenge bei gleichblei bendem Gesamtströmungsquerschnitt aller dünnen Schläuche und gleichbleibender Fluidmenge steigt im allgemeinen ebenfalls mit kleiner werdenden Schlauchdurchmessern. Dabei ist aller dings zu beachten, daß für diesen Fall der Druckverlust in den dünnen Schläuchen ebenfalls zunimmt. Ebenfalls zu beachten ist, daß die Knickfestigkeit der dünnen Schläuche im allge meinen mit größerwerdendem Durchmesser bei gleicher Wandstärke abnimmt. Bei geeigneter Auswahl und Dimensionierung der für den erfindungsgemäßen Wärmeaustauscher verwendbaren dünnen Schläuche ist es möglich, spezifische Wärmeübertragungsleistun gen zu erreichen, die besser, zum Teil sogar erheblich besser sein können als die mit herkömmlichen Metallrohrwärmeaus tauschern erreichbaren. Die Auswahl geeigneter dünner Schläuche sollte möglichst so erfolgen, daß der Wärmedurchgangswiderstand durch die Wandung der dünnen Schläuche im wesentlichen vernach lässigbar gegenüber den innerhalb und außerhalb der dünnen Schläuche auftretenden Wärmeübergangswiderständen ist. Das bedeutet, daß dünne Schläuche aus einem Werkstoff mit relativ guten Wärmeleiteigenschaften eine größere Wandstärke haben dürfen als solche mit sehr niedrigen Wärmeleitwerten.

Unter Querschnitt der dünnen Schläuche, des Spul- oder Wickel körpers bzw. des Spulenträgers wird im Sinne der Erfindung die Schnittfläche verstanden, die man erhält, wenn man einen dünnen Schlauch, einen Spul- oder Wickelkörper bzw. einen Spulenträger an einer beliebigen oder näher bezeichneten Stelle senkrecht zu seiner Längs- bzw. Drehachse schneidet. Im Falle eines runden dünnen Schlauches erhält man auf diese Weise einen kreisförmigen Querschnitt. Im Falle eines beispiels weise auf einen Spulenträger mit rechteckigem Querschnitt mit abgerundeten Ecken aufgewickelten Spul- oder Wickelkörpers erhält man definitionsgemäß einen rechteckigen Ringquer schnitt mit abgerundeten Ecken.

Unter Schlaufenform wird im Sinne der vorliegenden Erfindung jede von einer geradlinigen Form abweichende Form verstanden, dabei insbesondere jede Art einer ebenen oder räumlichen Krümmung, wobei der Krümmungsradius groß genug ist, um ein Einknicken der dünnen Schläuche zu vermeiden. Im allgemeinen ist der Krümmungsradius kleiner als 1 m, er kann jedoch auch größer sein. Zur Lösung der der vorliegenden Erfindung zu grundeliegenden Aufgabe ist es nicht erforderlich, daß alle dünnen Schläuche auf ihrer gesamten Länge Schlaufenform haben, sondern es genügt bereits, wenn der größere Teil der dünnen Schläuche in Schlaufenform vorliegt, d. h. wenn jeder einzelne dünne Schlauch der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf dem größe ren Teil seiner Länge Schlaufenform hat und/oder wenn gerad linige und schlaufenförmige dünne Schläuche vorliegen, solange die Gesamtlänge aller in Schlaufenform vorliegenden dünnen Schläuche und/oder Schlauchstücke größer ist als die Gesamt länge aller geradlinig vorliegenden dünnen Schläuche und/oder Schlauchstücke.

Durch diese Schlaufenform der dünnen Schläuche wird erreicht, daß sich die dünnen Schläuche in im wesentlichen kurzen Ab ständen gegebenenfalls mehrfach kreuzen und sich auf diese Weise gegenseitig abstützen, so daß jeder dünne Schlauch im allgemeinen nur auf verhältnismäßig kurzen Längenabschnitten ungestützt ist, wodurch die Knickgefahr für die dünnen Schläuche erheblich herabgesetzt ist.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 und 2 in vereinfachter schematischer Darstellung die Herstellung eines mehrlagigen Spulkörpers aus einem dünnwandigen Schlauch,

Fig. 3 in vereinfachter schematischer Darstellung einen Längsschnitt durch einen Spulkörper aus dünnwandigen Schläuchen mit an seinen Stirnseiten angegossenen flanschartigen Ansätzen aus einer Ver gußmasse,

Fig. 4 bis 6 in vereinfachter schematischer Darstellung Längsschnitte durch verschieden geformte Spulkör per aus dünnwandigen Schläuchen mit an ihren Stirn seiten angegossenen flanschartigen Ansätzen aus einer Vergußmasse,

Fig. 7 in vereinfachter Darstellung einen Spulkörper aus dünnwandigen Schläuchen mit nur einem stirnseitig angeordneten flanschartigen Ansatz aus einer Vergußmasse,

Fig. 8 in vereinfachter schematischer Darstellung einen Spulkörper mit an seinen beiden Stirnseiten ange gossenen flanschartigen Ansätzen aus einer Ver gußmasse,

Fig. 9 bis 12 in vereinfachter schematischer Darstellung Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Wärmeaustauschers unter Verwendung eines Spulkörpers aus dünnwandigen Schläuchen,

Fig. 13 bis 15 in vereinfachter schematischer Darstellung die Herstellung eines Spulkörpers aus zwei dünnwandigen Schläuchen,

Fig. 16 in vereinfachter schematischer Darstellung eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wärmeaustauschers unter Verwendung eines nach Fig. 13 bis 15 hergestellten Spulkörpers,

Fig. 17 bis 22 in vereinfachter schematischer Darstellung verschiedene Ausführungsformen von Schlauch bündeln, hergestellt aus Spulkörpern mit je weils unterschiedlicher Querschnittsform,

Fig. 23 bis 28 in vereinfachter schematischer Darstellung die Herstellung einer Ausführungsform des erfin dungsgemäßen Wärmeaustauschers aus einem im wesentlichen scheibenförmigen Wickelkörper aus dünnwandigen Schläuchen.

In den Fig. 1 und 2 ist in vereinfachter schematischer Dar stellung eine bekannte Einrichtung zur Herstellung von für den Wärmeaustauscher geeigneten Spulkörpern dar gestellt. Der zugelieferte endlose dünnwandige Schlauch 1 wird über einen sich hin- und herbewegenden Fadenführer 2 auf einen rotierenden perforierten Spulenträger 3 aufgewickelt, wodurch ein Spulenkörper 4 entsteht, der aus mehreren Lagen sich unter einem vorher festlegbaren Winkel kreuzender wendelförmig aus gebildeter Abschnitte des endlos zugelieferten und aufge wickelten dünnwandigen Schlauches 1 aufgebaut ist.

Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt eines beispielsweise mit einer gemäß Fig. 1 und 2 beschriebenen Einrichtung herge stellten Spulkörpers 4. Der Spulkörper 4 ist an seinen beiden Stirnseiten 5 mit flanschartigen Ansätzen 7 aus einer härt baren Vergußmasse versehen, die im Schleudergußverfahren in die gewünschte Form gebracht worden ist. Durch Abtrennen eines Teils der flanschartigen Ansätze 7 entlang der Linien A bzw. B können die Öffnungen der dünnwandigen Schläuche des Spulkörpers 4 freigelegt werden. Der perforierte Spulenträger 3 gestattet eine radiale Durchströmung des Spulkörpers 4.

Der in Fig. 4 im Längsschnitt dargestellte Spulkörper 4 ist durch gleichmäßiges Aufwickeln eines endlosen dünnwandigen Schlauches auf einen konisch ausgebildeten Spulenträger 3 entstanden und hat dadurch selbst Konusform. Bei diesem Spulkörper 4 sind die Enden der einzelnen Schlauchabschnitte durch Abtrennen eines Teils der flanschartigen Ansätze 7 (wie bei Fig. 3 bereits beschrieben) bereits freigelegt.

Der in Fig. 5 im Längsschnitt dargestellte Spulenkörper 4 ist durch gleichmäßiges Aufwickeln eines endlosen dünnwandigen Schlauches auf einen diaboloförmig ausgebildeten Spulenträger 3 entstanden und hat dadurch selbst Diaboloform. Bei diesem Spulenkörper 4 sind die Enden der einzelnen Schlauchabschnitte durch Abtrennen eines Teils der flanschartigen Ansätze 7 (wie bei Fig. 3 bereits beschrieben) bereits freigelegt.

Der in Fig. 6 im Längsschnitt dargestellte Spulkörper 4 ist durch gleichmäßiges Aufwickeln eines endlosen dünnwandigen Schlauches auf einen tonnenförmig ausgebildeten Spulenträger 3 entstanden und hat dadurch selbst Tonnenform. Bei diesem Spulkörper 4 sind die Enden der einzelnen Schlauchabschnitte durch Abtrennen eines Teils der flanschartigen Ansätze 7 (wie bei Fig. 3 bereits beschrieben) bereits freigelegt.

Der in Fig. 7 dargestellte Spulkörper 4 ist durch gleichmäßiges Aufwickeln eines endlosen dünnwandigen Schlauches auf einen kreiszylinderförmigen Spulenträger entstanden und hat dadurch selbst Kreiszylinderform. Dieser Spulkörper 4 ist nur an einem Ende mit einem flanschartigen Ansatz 7 versehen, wobei hierbei die Enden der einzelnen Schlauchabschnitte des Spulkörpers 4 durch das bereits beschriebene Abtrennen eines Teils des flanschartigen Ansatzes 7 nur auf eben dieser einen Seite frei gelegt sind.

Der Strömungsweg eines Fluids durch die dünnwandigen Schläuche eines solchen Spulkörpers verläuft ähnlich wie derjenige eines U-förmig ausgebildeten Rohres. Das heißt die Ein- und Austritts öffnungen für das Fluid liegen bei diesem Spulkörper in ein und derselben Ebene.

Fig. 8 zeigt einen Spulkörper, wie er sich ergibt, wenn die flanschartigen Ansätze 7 teilweise, beispielsweise wie in Fig. 3 dargestellt entlang den Linien A-A bzw. B-B ab getrennt werden.

Fig. 9 zeigt die Verwendung eines gemäß den Fig. 1 bis 3 hergestellten Spulkörpers 4 in einem Wärme austauscher. Der Spulkörper 4 mit den flanschartigen Ansätzen 7 ist dabei in dem entsprechend bemessenen Gehäuse 10 ange ordnet. Ein erstes Fluid 8 tritt durch den Eintrittsstutzen 11 in den Verteilerraum 16 des Wärmeaustauschers und gelangt von dort in die Eintrittsöffnungen der in dem Spulenkörper 4 ange ordneten dünnwandigen Schläuche, durchströmt diese und verläßt sie auf der gegenüberliegenden Stirnseite des Spulkörpers 4, gelangt in den Sammlerraum 17 des Wärmeaustauschers und ver läßt diesen durch den Austrittsstutzen 12. Die Durchströmung der dünnwandigen Schläuche ist auch in umgekehrter Richtung möglich. Ein zweites Fluid 9 tritt durch den Eintrittsstutzen 13 in den Kernraum 18 des Spulkörpers 4, der an seinem Ende 15 abge dichtet ist, durchströmt den Spulkörper 4 in radialer Richtung von innen nach außen und gelangt in den ringzylinderförmigen Sammelraum 19, von wo aus es den Wärmeaustauscher durch den Austrittsstutzen 14 verläßt.

Fig. 10 zeigt einen Wärmeaustauscher, bei dem der Spulenkörper 4 mit einer Trennwand 21 versehen ist, die jedoch so angeordnet ist, daß der freie Durchflußquerschnitt der einzelnen dünnwandigen Schläuche dadurch nicht unterbrochen wird. Ein erstes Fluid 8 durchströmt hierbei den Wärmeaustauscher in gleicher Weise wie bereits in Fig. 9 beschrieben. Ein zweites Fluid 9 tritt durch den Eintrittsstutzen 13 des Wärmeaustauschers in den ringzylinderförmigen Verteilerraum 20, durch strömt danach die rechte Hälfte des Spulkörpers 4 in radialer Richtung von außen nach innen und gelangt in den Kernraum 18 des Spulkörpers 4, der an seinen beiden stirnseitigen Enden 15 verschlossen ist. Anschließend durchströmt das zweite Fluid 9 die linke Hälfte des Spulkörpers 4 in radialer Richtung von innen nach außen und gelangt in den ringzylinderförmigen Sammlerraum 19, von woaus es den Wärmeaustauscher durch den Austrittsstutzen 14 verläßt.

Fig. 11 zeigt einen Wärmeaustauscher, bei dem die dünnwandigen Schläuche des Spulkörpers 4 gemäß Fig. 7 nur an einer Seite mit einem flanschartigen Ansatz 7 ver sehen und aufgeschnitten sind und die Eintrittsöffnungen und die Austrittsöffnungen der einzelnen dünnwandigen Schläuche jeweils um 180°C gegeneinander versetzt angeordnet sind, sich also gegenüberliegen, d. h. ähnlich angeordnet sind, wie dies von herkömmlichen Wärmeaustauschern mit U-förmig ausgebilde ten Rohren her bekannt ist. Bei diesem Wärmeaustauscher tritt ein erstes Fluid 8 durch den Eintrittsstutzen 11 in den Ver teilerraum 16, gelangt von dort in das Innere der dünnwandigen Schläuche des Spulkörpers 4, durchströmt diese zunächst in der einen und danach in der dieser im wesentlichen entgegenge setzten Richtung und gelangt anschließend in den Sammlerraum 17, von wo es durch den Austrittsstutzen 12 den Wärmeaustauscher wieder verläßt. Ein zweites Fluid 9 tritt durch den Ein trittsstutzen 13 in den ringzylinderförmigen Verteilerraum 20, von woaus es den Spulkörper 4 in radialer Richtung von außen nach innen durchströmt und in den Kernraum 18 des Spulkörpers 4 gelangt, der an der Stirnseite 15 abgedichtet ist, und ver läßt von dort durch den Austrittsstutzen 14 den Wärmeaustauscher.

In Fig. 12 ist ein Wärmeaustauscher darge stellt, der die wesentlichen Merkmale des in Fig. 10 und 11 dargestellten Spulkörpers 4 vereint. Das erste Fluid 8 durch strömt dabei die dünnwandigen Schläuche des Spulkörpers 4 wie in Fig. 11 beschrieben, das zweite Fluid 9 umströmt dabei die dünnwandigen Schläuche des Spulkörpers 4 wie in Fig. 10 beschrieben.

Die Fig. 15 zeigt in vereinfachter schematischer Darstellung eine Einrichtung zur Herstellung eines Spulkör pers 4 aus zwei von zwei Spulen 6 getrennt zugeführten, jedoch gleichzeitig auf einen gemeinsamen Spulenträger 3 aufgewickelten dünnwandigen Schläuchen 1. Durch in Längsrichtung des Spul körpers 4 versetzte Anordnung der Fadenführer 2, wie aus Fig. 14 bzw. 15 ersichtlich, ist es möglich, einen Spulkörper 4 herzu stellen, bei dem die jeweiligen Lagen der beiden dünnwandigen Schläuche 1 in Längsrichtung des Spulkörpers 4 versetzt zuein ander aufgewickelt werden, so daß sich an den Stirnseiten des Spulkörpers 4 je ein Bereich 22 bildet, der nur von einem der beiden dünnwandigen Schläuche gebildet wird. Durch Entfernen dieser beiden Bereiche 22 ergibt sich ein Spulkörper der auf der einen Seite die Eintritts- und die Austrittsöffnungen für ein erstes Fluid und auf der gegenüberliegenden Stirnseite diejenigen für ein zweites Fluid hat.

Die Verwendung eines derartigen gemäß Fig. 13 bis 15 herge stellten Spulkörpers in einem Wärmeaustauscher ist in Fig. 16 dargestellt. Darüberhinaus befindet sich bei dieser in Fig. 16 dargestellten Ausführungsform der Spulkörper 4 in einem die Wärme gut leitenden festen oder flüssigen Stoff 23. Ein solcher Wärmeaustauscher gestattet es, beispielsweise die Wärme von einem ersten Fluid 8 auf ein zweites Fluid 9 unter Ausnutzung der guten Wärmeleiteigen schaften des Stoffes 23 zu übertragen, wobei das Fluid 8 die entsprechenden, aus dem einen dünnwandigen Schlauch gebildeten Lagen des Spulkörpers 4 beispielsweise in der in Fig. 11 dar gestellten Weise durchströmt, in Fig. 16 ist dieser Strömungs weg schematisch als gestrichelte Linie angedeutet, während das zweite Fluid 9 einen hierzu spiegelbildlichen Strömungsweg nimmt, der in Fig. 16 durch die durchgezogene Linie angedeutet ist.

In Fig. 17 ist ein Spulkörper 4 mit an seinen beiden Stirn flächen angeordneten flanschartigen Ansätzen 7 dargestellt, wobei die flanschartigen Ansätze 7 (wie diejenigen der in den Fig. 3 bis 12 dargestellten Spulkörper 4) einen größeren äußeren Umfang haben als der Spulkörper 4. Die flanschartigen Ansätze 7 und der Spulkörper 4 haben hierbei jedoch einen elliptischen Ringquerschnitt.

Fig. 18 zeigt, daß man einen Spulkörper 4 nicht nur an seinen Stirnseiten eingießen und entsprechend aufschneiden kann wie oben beschrieben, sondern auch entlang einer oder mehrerer seiner Mantellinien. Bei der in Fig. 18 dargestellten Aus führungsform münden die dünnwandigen Schläuche demgemäß in zwei kreiszylinderförmig von einer beispielsweise aus Gießharze bestehenden Wandung umgebene Hohlräume 24 bzw. 25, die, wie bei den oben bereits beschriebenen Figuren erläutert, als Ver teiler- bzw. Sammlerraum für das durch die dünnwandigen Schläuche strömende Fluid dienen.

Fig. 19 zeigt einen Querschnitt durch einen Spulkörper 4, den man erhält, wenn man dünnwandige Schläuche auf einen Spulen träger 3 mit einem rechteckigen Querschnitt mit abgerundeten Ecken aufwickelt.

Fig. 20 zeigt einen Querschnitt durch einen Spulkörper 4, den man erhält, wenn man einen Spulkörper 4 gemäß Fig. 19 entlang zweier seiner Mantellinien wie in Fig. 18 bereits beschrieben, beispielsweise in Gießharz eingießt und anschließend in der bereits beschriebenen Art und Weise die Öffnungen der dünnwandigen Schläuche freilegt.

Fig. 21 zeigt einen Querschnitt durch einen Spulkörper 4, den man ebenfalls aus dem in Fig. 19 dargestellten Spulkörper 4 herstellen kann, und Fig. 22 einen solchen, wie man ihn in gleicher Weise, wie in Fig. 18 beschrieben, aus einem Spul körper 4 mit kreisförmigem Ringquerschnitt erhält.

Die in den Fig. 18 bis 22 dargestellten Ausführungsformen eignen sich hervorragend zur Wärmeübertragung von einem flüssigen Medium auf ein gasförmiges (z. B. als Auto kühler) oder umgekehrt, wobei das flüssige Medium zweckmäßiger weise durch die dünnwandigen Schläuche strömt und das gasförmige die dünnwandigen Schläuche umströmt.

Fig. 23 zeigt einen Querschnitt durch einen ringförmigen Wickelträger 31, wie er sich zur Herstellung eines scheiben förmigen Wickelkörpers aus dünnwandigen Schläuchen eignet.

Fig. 24 zeigt eine mögliche Anordnung der einzelnen Fadenab schnitte beispielsweise eines endlos aufgewickelten dünnwandigen Schlauches auf dem ringförmigen Wickelträger 31. Die Schlauch abschnitte können hierbei in mehreren übereinanderliegenden sich jeweils mehrfach kreuzenden Lagen angeordnet sein. Durch Ver gießen des äußeren Teils des ringförmigen Wickelträgers 31 beispielsweise in eine härtbare Vergußmasse und anschließendes Entfernen eines Teils des ringförmigen Vergußmasseansatzes bis in den Bereich der Umkehrteilstücke 32 der Schlauchabschnitte wird der zunächst endlose dünnwandige Schlauch 1 in eine Vielzahl gleichlanger in mehreren Lagen angeordneter und sich mehrfach kreuzender Schlauchabschnitte zerteilt und werden dabei an jeder Trennstelle die Öffnungen der einzelnen Schlauchab schnitte freigelegt. Der äußere Durchmesser des nicht abge arbeiteten Teils des ringförmigen Gußmasseansatzes ist also im allgemeinen gleich oder geringfügig kleiner als der äußere Durchmesser des ringförmigen Wickelträgers 31.

Fig. 25 zeigt in geschnittener Darstellungsweise die Drauf sicht auf eine scheibenförmige Ausführungsform des Wärmeaustauschers, bei welchem ein Wickelkörper 4 gemäß Fig. 24 verwendet wurde. Durch entsprechendes An ordnen der Eintrittsstutzen 11 und der Verteilerräume 16 so wie der Sammlerräume 17 und der Austrittsstutzen 12 für ein erstes Fluid 8 bzw. der Eintrittsstutzen 13 und der Vertei lerräume 20 sowie der Sammlerräume 19 und der Austrittsstutzen 14 für ein zweites Fluid 9 erhält man einen Wärmeaustauscher mit insgesamt je zwei Einlässen und zwei Auslässen für die zwei Fluide 8 und 9. Dabei wird jeweils der durch den einen Einlaß in den Wärmeaustauscher eintretende Fluidstrom geteilt, so daß jeweils nur die Hälfte eines jeden Teilstroms der Fluide 8 bzw. 9 die beiden jeweiligen mit dem entsprechenden Einlaß in Ver bindung stehenden Auslässe erreicht und sich dort mit einer der Hälften des anderen Teilstroms der Fluide 8 bzw. 9 ver eint. In Fig. 25 ist dieser Strömungsverlauf durch Pfeile und vier als dicke Linien ausgezogene Schlauchabschnitte veran schaulicht.

Fig. 26 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie XXVI-XXVI durch Fig. 25. Zu erkennen sind der ringförmige Wickelträger 31, der ringförmige Ansatz 7 aus einer härtbaren Gußmasse, der Wickelkörper 4 sowie die beiden sich gegenüberliegenden Verteilerräume 16 für das erste Fluid 8.

Fig. 27 zeigt eine weitere Anordnungsmöglichkeit eines endlosen dünnwandigen Schlauches 1 auf einem ringförmigen Wickelträger 31 zur Herstellung eines Schlauchwinkels für scheibenförmige Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Wärmeaustauschers.

Fig. 28 zeigt einen Querschnitt durch einen Wärmeaustauscher, bei welchem ein Wickelkörper gemäß Fig. 27 verwendet wurde. Die Öffnungen der einzelnen Schlauchlagen wurden hierbei, wie in Fig. 23 bis 26 bereits beschrieben, frei gelegt. Bei dieser Ausführungsform tritt das erste Fluid 8 durch den Eintrittsstutzen 11 in den Verteilerraum 16, durchströmt an schließend die dünnwandigen Schläuche des Wickelkörpers 4, tritt in den Sammlerraum 17 und verläßt den Wärmeaustauscher durch den Austrittsstutzen 12. Die übrigen Teile dieses Wärmeaustauschers entsprechen ihren Positionszahlen gemäß den beispielsweise in Fig. 25 beschriebenen Teilen. Ein an der Wärmeübertragung teilnehmendes beispielsweise zweites Fluid durchströmt den in Fig. 28 dargestellten Wärmeaustauscher in im wesentlichen axialer Richtung desselben.

Während sich der in Fig. 28 dargestellte Wärmeaustauscher somit also zur Wärmeübertragung von einem Medium auf ein anderes eignet, können bei dem in Fig. 25 und 26 dargestellten Wärmeaustauscher insgesamt drei Medien an der Wärmeübertragung teilnehmen. Bei dem in Fig. 25 und 26 dargestellten Wärmeaustauscher könnte das dritte Medium beispielsweise ein die Wärme gut leitender fester oder flüssiger Stoff sein, der die dünnen Schläuche von außen umgibt, oder aber ein, den Wärmeaustauscher in seiner axialen Richtung durchströmendes, drittes Fluid.

Die Verwendung der in den Fig. 24 und 27 beispielshalber beschriebenen scheibenförmigen Wickelkörper beschränkt sich nicht nur auf die Herstellung von im wesentlichen scheiben förmigen Wärmeaustauschern, sondern es ist möglich, eine Vielzahl derartiger Wickelkörper übereinander anzuordnen und auf diese Weise eine beliebige Anzahl von Fluiden an der Wärmeübertragung teilnehmen zu lassen.

Claims

1. Wärmeaustauscher mit gemäß dem Hauptpatent 28 41 091 durch Schmelzspinnen hergestellten dünnwandigen Schläuchen aus synthetischen Polymeren, wobei mit einer Abzugsgschwindigkeit größer als 3500 m/min abgezogen wird, mit einem Durchströmungsquerschnitt von 30 bis 95% des Gesamtquerschnittes und einer Bruchdehnung von weniger als 100%, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schlauch oder der größte Teil aller Schläuche auf dem größten Teil seiner bzw. ihrer Länge oder auf der gesamten Länge in Form von regelmäßigen und/oder unregelmäßigen Schlaufen angeordnet ist bzw. sind.

2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die dünnwandigen Schläuche in Form einer sich räumlich ausdehnenden Wendel und/oder einer in einer Ebene liegenden Spirale angeordnet sind.

3. Wärmeaustauscher nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dünnwandigen Schläuche in mehreren Lagen angeordnet sind, wobei die dünnwandigen Schläuche in jeder Lage die dünnwandigen Schläuche jeder der benachbarten Lagen gegebenenfalls mehrfach kreuzen.

4. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schläuche in Form eines mehrlagigen Spul- oder Wickelkörpers angeordnet sind.

5. Wärmeaustauscher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Spul- oder Wickelkörper einen runden, ellip tischen oder vieleckigen Querschnitt mit abgerundeten Ecken aufweist.

6. Wärmeaustauscher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Spul- oder Wickelkörper einen rechteckigen Querschnitt mit abgerundeten Ecken aufweist.

7. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Spul- oder Wickelkörper mit einem entlang der Längsachse desselben größer und/oder kleiner werdenden Quer schnitt aufweist.

8. Wärmeaustauscher nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schläuche gewebte, gewirkte, gestrickte oder nach einem Ablegeverfahren erzeugte Flächengebilde darstellen.

9. Wärmeaustauscher nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch mindestens je einen Eintritt und mindestens je einen Austritt für mindestens drei an der Wärmeübertragung teilnehmende Fluide.