DE2903026A1

DE2903026A1 - DOUBLE PIPE HEAT EXCHANGER

Info

Publication number: DE2903026A1
Application number: DE19792903026
Authority: DE
Inventors: Paul Vincent Knopp; Louis Atwater Pradt
Original assignee: Sterling Drug Inc
Current assignee: STWB Inc
Priority date: 1978-01-26
Filing date: 1979-01-26
Publication date: 1979-08-02
Also published as: JPS54119154A; GB2013327A; ZA79200B; FR2415786A1; GB2013327B; BE873667A; NL7900191A

Description

Do opelr oiurwärmetaus eherDo opelr oiurwärmetaus rather

Die Erfindring betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention ring relates to a device according to the preamble of claim 1.

Doppelrohrwärmetauscher mit konzentrischen Rohen, auch bekannt als "Rohr-in-Rohr-ivärmetauseher" haben sich für eine große Vielzahl von Anwendungen als nützlich erwiesen, insbesondere zur Erhitzung oder Abkühlung von Schlamm oder Schmutzflüssigkeit, etwa Abwasserschlamm. Diese Art von Wärmetauscher weist einen einzigen Kanal für das Fluid oder die Flüssigkeit sowohl im Innenrohr als auch im Außenrohr auf, im allgemeinen bekannt als die Rohrseite bzw. Gehäuseseite. Dies verringert die Verstopf ungsmöglichkeit und ermöglicht auch, verhältnismäßig hohe Flüssigkeitsgeschwindigkeiten, eine Erhöhung des Wärmeübergrjjgs und ferner eine Verringerung der Neigung zum Verschmutzen und Verstopfen. Double tube heat exchangers with concentric tubes, also known as "tube-in-tube heat exchangers", have become great Proven useful in a wide variety of applications, particularly for heating or cooling sludge or dirty liquid, about sewage sludge. This type of heat exchanger has a single channel for both the fluid or the liquid in the inner tube as well as in the outer tube, generally known as the tube side and the housing side, respectively. This will reduce the constipation and also enables relatively high Fluid velocities, an increase in heat transfer and also a reduction in the tendency towards fouling and clogging.

Wärmetauscher nach dem Stand der Technik und Ausführungsformen nach der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt.Prior art heat exchangers and embodiments according to the invention are shown in the drawing.

Fig. 1 zeigt einen Doppelrohrwärmetauscher nach dem Stand der Technik. Dieser Wärmetauscher ist in eine Reihe von Schleifen oder U-förmigen Bögen (U-Bögen) aufgeteilt zur Aufnahme der Wärmedehnung und zur Einhaltung der Gesamtlänge oder -höhe des Wärmetauschers auf einem vernünftigen Niveau. Es wird eine Vollschweißkonstruktion bevorzugt im Gegensatz zu einer Konstruktion mit Schiebeverbindungen oder Stopfbuchsendichtungen. Fig. 1 zeigt einen Wärmetauscher in Vollschweißkonstruktion. An einem Ende jedes U-Bogens sind das Rohr und das GehäuseFig. 1 shows a double tube heat exchanger according to the prior art. This heat exchanger is divided into a series of loops or U-shaped bends (U-bends) to accommodate thermal expansion and to maintain the overall length or height of the heat exchanger at a reasonable level. A fully welded construction is preferred as opposed to a construction with sliding joints or gland seals. Fig. 1 shows a heat exchanger in a fully welded construction. At one end of each U-bend are the tube and the housing

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konzentrisch, während das andere Ende des Rohrs am Gehäuse befestigt ist. Am konzentrischen Ende ist genügendes Spiel vorhanden, das eine Wärmedehnung ermöglicht. Das Rohr ist am Gehäuse durch einen Verschlußring befestigt, der an Ort und Stelle verschweißt wird und den Ringraum zwischen dem Rohr und dem Gehäuse ausfüllt. Di3 Verbindung zwischen Gehäusen benachbarter Wärmetauscher erfolgt durch Befestigung eines T-Stücks am Ende jedes Gehäuses und durch Verbindung der T-Stücke benachbarter Wärmetauscher durch ein Rohrstück. Die Rohre sind durch 180°-Bögen miteinander verbunden.concentric while the other end of the tube is attached to the housing. There is enough play at the concentric end to allow thermal expansion. The tube is attached to the housing by a locking ring which is welded in place and fills the annulus between the tube and the housing. 3 Di connection between housings of adjacent heat exchanger is made by attaching a T-piece at the end of each housing and by connection of the T-pieces of adjacent heat exchanger through a pipe section. The pipes are connected to one another by 180 ° bends.

Fig. 2 zeigt eine weitere Art eines Doppelrohrwärmetaus-chers mit konzentrischen Rohren, der sich in der Praxis als erfolgreich erwiesen hat. Hier erfolgen die Verbindungen zwischen dem Rohr und dem Gehäuse in einer geringfügig abweichenden Weise mehr oder weniger gemäß der in der DE-PS 282 274, Fig. 1, angegebenen Weise. Diese Auslegung der rohrseitigen Verbindung zwischen benachbarten U-Bögen erfolgt dadurch, daß die Rohrseiten durch die Wände der Gehäuse geführt werden. Die gehäusescitige Verbindung kann dadurch erfolgen, daß das Gehäuse über die Stelle hinaus verlängert wird, an der das Rohr durch das Gehäuse hindurchtritt, und daß eine Verbindung mit einem 180°- Bogen hergestellt wird. Diese Auslegung erfordert, daß das Innenrohr an der Stelle an das Gehäuse geschweißt wird, wo es durch das Gehäuse hindurchtritt. Dies erfordert eine elliptische Öffnung im Gehäuse und eine Verschweißung des Rohrs mit dem Gehäuse an dieser Stelle.Fig. 2 shows another type of double tube heat exchanger with concentric tubes, which has proven successful in practice. This is where the connections between the Tube and the housing in a slightly different manner more or less according to that in DE-PS 282 274, Fig. 1, specified Way. This interpretation of the pipe-side connection between adjacent U-bends takes place in that the pipe sides be passed through the walls of the housing. The housed Connection can be made in that the housing is extended beyond the point where the pipe through the Housing passes, and that a connection with a 180 ° bend is made. This interpretation requires that Inner tube is welded to the housing at the point where it passes through the housing. This requires an elliptical Opening in the housing and a welding of the pipe to the housing at this point.

In der Praxis ist die Gehäuseseite von Doppelrohrwärmetauschern .dem Verschmutzen und Verstopfen weitaus mehr als die Rohrseite ausgesetzt. Der Querschnitt des Gehäuses ist ein Ring, der bei einer gegebenen Querschnittsfläche der strömenden Flüssigkeit (Fluid) einen großen Oberflächenbereich darbietet und im Vergleich mit einer Leitung mit kreisförmigen Querschnitt desselben Flächeninhalts zwischen der Außenseite des InnenrohrsIn practice, the housing side of double tube heat exchangers is much more dirty and clogged than the tube side exposed. The cross-section of the housing is a ring that for a given cross-sectional area of the flowing liquid (Fluid) presents a large surface area and in comparison with a conduit with a circular cross-section thereof Surface area between the outside of the inner tube

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und der Innenseite des Außenrohrs verhältnismäßig kleine Spiele aufweist. Bei der Auslegung derartiger Wärmetauscher müssen häufig größere Querschnittsflächen ausgelegt v/erden, was auf der Gehäuseseite niedrigere Geschwindigkeitexi ergibt, zur Verwendung von genormten Rohr- und Leitungsgrößen und zur Aufrechterhaltung eines minimalen Spiels zwischen dem Gehäuse und dem Rohr. Bei niedrigeren Geschwindigkeiten ist das Verstopfen sin häufigeres Problem. Die chemische Reinigung der Gehäuseseiten dieser Wärmetauscher ist nicht immer erfolgreich, und es ist zur Ausführung einer mechanischen Reinigung häufig ein Zugang zur Gehäuseseite erforderlich.and the inside of the outer tube has relatively small clearances. When designing such heat exchangers must often larger cross-sectional areas designed v / ground what on the housing side results in lower speed exi, for use of standardized pipe and line sizes and for maintenance minimal clearance between the housing and the pipe. At lower speeds there is clogging sin more common problem. The chemical cleaning of the housing sides of these heat exchangers is not always successful, and access to the housing side is often required to carry out mechanical cleaning.

Der weitere, in Betracht kommende Stand der Technik umfaßt die US-PS 204 380, 1 527 273, 2 876 630 und die DE-PS 425 711. Während diese Patentsehriften im Vorliegenden bestätigt werden, zeigt insbesondere die deutsche Patentschrift Arten von Doppelrohrwärmetauschern mit doppelten Rohren, die in Verbindung mit Fig. 1 und 2 beschrieben v/erden. Keine von ihnen weist eine Zugangseinrichtung auf, durch die eine Reinigung leicht ausführbar ist, und keine gibt Wege für das Eindringen in die äußeren Gehäuse zur mechanischen Reinigung an.The other prior art that may be considered includes US Pat. No. 204,380, 1,527,273, 2,876,630 and DE-PS 425 711. While these patent documents are hereby confirmed, In particular, the German patent shows types of double tube heat exchangers with double tubes that are in connection with FIGS. 1 and 2 described v / earth. None of them have an access device through which cleaning is easy is feasible, and none indicates ways for the penetration into the outer housing for mechanical cleaning.

Aufgabe der Erfindung ist bei einem Doppelrohrwärmetauscher die Schaffung eines geeigneten Zugangs zur Gehäuseseite, der eine mechanische Reinigung durch eine Vielzahl bekannter Techniken ermöglicht.The object of the invention is in a double tube heat exchanger Creation of suitable access to the side of the housing, which enables mechanical cleaning by a variety of known techniques enables.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved according to the invention by the subject matter of Claim 1 solved.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous further developments of the invention are the subject of the subclaims.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigt: The invention is described with reference to the drawing. It shows:

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Fig. 1 einen Doppelrohrwärme tauscher nach dem StandFig. 1 is a double tube heat exchanger according to the state

der Technik;of the technique;

Fig. 2 einen weiteren Doppelrohrwärm^tauscher mitFig. 2 with another double tube heat exchanger

konzentrischen Rohren, der sich in der Praxis als erfolgreich erwiesen hat;concentric tubes that have proven successful in practice;

Fi g. 3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht Fi g. 3 is a partially sectioned side view

einer Ausführungsform der Erfindung;an embodiment of the invention;

Fig. 4 eine der Fig. 3 ähnliche Ansicht einer Abänderung. Fig. 4 is a view similar to Fig. 3 of a modification.

In Fig. 3 ist ein 180°-Bogen, der die Gehäuseseite angrenzende U-Bö gen miteinander verbindet, mit verschraubten Flanschen so versehen,daß der Bogen vollständig entfernt werden kann, wodvrch ein Zugang zur gesamten Querschnittsfläche des Gehäuses freigegeben wird.In Fig. 3 is a 180 ° bend that connects the housing side adjacent U-bows with each other, with screwed flanges like that provided that the arch can be completely removed, thereby providing access to the entire cross-sectional area of the housing is released.

In Fig. 4 sind die Gehäuse dadurch miteinander verbunden, daß in den Gehäusewänden vor der Stelle, an der die Rohre durch die Gehäuse hindurchtreten, T-Stücke vorgesehen sind. Die Gehäuse sind langgestreckt, wobei jedes einzeln mit einem Blindflansch versehen ist, der entfernt werden kann und einen Zutritt zur vollständigen Querschnittsfläche des Gehäuses gibt.In Fig. 4, the housings are connected to each other that in the housing walls in front of the point at which the pipes through the Pass through the housing, T-pieces are provided. The housings are elongated, each individually with a blind flange is provided, which can be removed and gives access to the full cross-sectional area of the housing.

Fig. 3 zeigt ein U-förmiges äußeres Rohr oder Gehäuse 10, an das ein inneres Rohr 12 mit einem U-förmigen Bogen 14 geschweißt ist, der sich durch die inneren Wände des Gehäuses 10 erstreckt. Das Gehäuse 10 enthält, soweit es die Erfindung betrifft, zwei parallele gerade Rohre 16,18, die an den unteren Enden offen sind und daran, etwa durch Schweißen, befestigte umgebende Flansche 20,22 aufweist. Ein U-förmiger 180°-Bogen 24 weist zwei offene Schenkel 26,28 auf, die auf die offenen3 shows a U-shaped outer tube or housing 10 to which an inner tube 12 with a U-shaped elbow 14 is welded which extends through the inner walls of the housing 10. As far as the invention is concerned, the housing 10 contains two parallel straight tubes 16,18, which are open at the lower ends and attached to it, for example by welding has surrounding flanges 20,22. A U-shaped 180 ° bend 24 has two open legs 26, 28, which on the open

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Enden der Rohre i6bzw. 18 passen. Diese offenen Enden sind ebenfalls von Flanschen 30 und 32 umgeben. Durch Yerschrauben der jeweiligen Flansche ist bei Bedarf ein U-förmiges Gehäuse vorgesehen, das den Bogen für den Wärmetauscher bildet. Diese Schrauben werden leicht entfernt und der Bogen 24 abgenommen. Das Gehäuse ist dann offen für die Reinigung.Ends of the tubes i6 or. 18 fit. These open ends are also surrounded by flanges 30 and 32. By screwing on the respective flanges, a U-shaped housing is created if necessary provided, which forms the arch for the heat exchanger. These screws are easily removed and the arch 24 removed. The housing is then open for cleaning.

In Fig. 4 sind gerade Gehäuserohre 34 und 36 an ihren Enden offen und weisen Flansche 38 bzw. 34 auf, die an den die offenen Enden umgebenden Rohren befestigt sind. Diese Rohre sind durch ein Übergangsrohr 92 miteinander verbunden, das über einem Bogen 4-4 von inneren Rohren 46,48 angeordnet ist, deren Schenkel unter dem Übergangsrohr durch die Innenwände der Gehäuserohre 34 und 36 hindurchverlaufen.In Figure 4 there are straight housing tubes 34 and 36 at their ends open and have flanges 38 and 34, respectively, which are attached to the tubes surrounding the open ends. These pipes are interconnected by a transition tube 92, which is arranged over a bend 4-4 of inner tubes 46,48, the Legs extend under the transition tube through the inner walls of the housing tubes 34 and 36.

Feste Platten 50,52 schließen die offenen Enden der Gehäuserohre 34 und 36, wenn sie an die Gehäuserohre geschraubt sind. Zur Reinigung der Gehäuserohre können die Platten leicht entfernt werden. Fixed plates 50,52 close the open ends of the housing tubes 34 and 36 when they are screwed to the housing tubes. The plates can easily be removed to clean the housing pipes.

Die anderen Enden der U-3ögen des Wärmetauschers entsprechen dem oben angegebenen Stand der Technik. D.h., die Innenrohre sind konzentrisch zum Außonrohr oder Gehäuse, wie in den Beispielen des Standes der Technik darstellenden Fig. 1 und 2 angegeben.The other ends of the U-bends correspond to the heat exchanger the prior art indicated above. That is, the inner tubes are concentric with the outer tube or housing, as in the Examples of the prior art are shown in FIGS. 1 and 2.

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Claims

Dr. F. Zumstein Sr. - Dr. ΕΞ. Assmann - Dr. R. Koenigsberger Dip! .- F »hys. R. Holzbauer - Dipl.-Ing. I =. KJingseican - Dr. F. Zumstein jun. 8CX) O Munich 2 ■ Ei 'äuhausstraße 4 · Telephone collective no. 22 53 41 - Telegramms Zumpat Telex 529979 Case 4596 A Te / Li STERLING DRUG INC., New York, N.Y., USA claims

1.) DoppelrohrwärnietauH rather with an outer casing and

an inner tube running in a series of loops or U-shaped bends, the inner tube and the housing run concentrically at least in parts of the double-tube heat exchanger located between the loops "nd the inner tube on both sides at least one grinding3 of the housing through its walls and is located in the one loop outside the housing, d a through marked, the 'las housing on both sides of at least one loop two tubes (16,18; 34,36) with open ends for cleaning of the housing have a removable closure means (24; 50,52) adjacent the loop.

2. Double tube heat exchanger according to claim 1, characterized in that that the closing device for the tubes (16, 18) which are open at the ends has a U-shaped member (24), that connects the tubes (.16,18) to one another and on the one loop than outside of the inner tube (14) Housing part is used.

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3. Double tube heat exchanger according to claim 1, characterized in that that the locking device for those at the ends open tubes (34,36) has separate plates (50,52).

4. Double tube heat exchanger according to claim 3, characterized by an inside through the walls of the housing stepping inner tube (44) located transition tube (42), which as outside of the inner tube (44) of the one loop located housing is used.

5. Double tube heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the closing device (24; 50,52) for the open ends of the tubes (16,18; 34, 36) has flanges (20,22; 38,4ö) located at these ends.

6. Double tube heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the adjacent two tubes (16,18; 34,36) which are open at the ends have Grinding of the double tube heat exchanger on its lower part are located, while the inner tube (14; 44) and the outer housing in the upper part of the double-tube heat exchanger located loops are concentric to each other.

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