DE3020409A1

DE3020409A1 - Waermeaustauscher

Info

Publication number: DE3020409A1
Application number: DE19803020409
Authority: DE
Inventors: Fritz Dr Schneider
Original assignee: Neotecha AG
Current assignee: Neotecha AG
Priority date: 1979-06-14
Filing date: 1980-05-29
Publication date: 1980-12-18

Description

F a ι ο π 1 a a w E11

NEOTECHA AG, HOMRECHTI KON

(SCHWEIZ)

"wärmeaustauscher"

N16-P3-CH· 12.6.1979

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WÄRMEAUSTAUSCHER

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmeaustauscher von der Gattung der als "Fieldaustauscher" oder "Kerzenkühler" bezeichneten Wärmeaustauschern, mit mehreren Kerzen, in welche je ein Mediumleitrohr und eine Mediumleitspirale für das eine Medium eingesetzt sind und welche, zu einer Gruppe vereinigt, in einer Bodenplatte von dieser wegragend befestigt sind und in eine vom andern Medium durchströmte Kammer ragen.

Bei den bekannten Wärmeaustauschern dieser Gattung sind die Kerzen unlösbar mit der Platte verbunden. Ebenso sind die den Kerzen zugeordneten Mediumleitrohre und die Mediumleitspiralen bisher gesamthaft unlösbar in einer zweiten Platte befestigt. Nachteilig ist dabei, dass Kerzen und/oder Mediumleitrohre und -Spiralen nicht einzeln ausgewechselt bzw. ersetzt werden können und, dass für den Austausch aller Kerzen, beispielsweise für bestimmte Anwendungsbereiche, jeweils der ganze Kerzeneinsatz mitsamt der Platte ausgetauscht werden muss, was die

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Lagerhaltung mehrerer solcher ganzer Einsätze erfordert.

Mit der Erfindung wird die Aufgabe gelöst, einen Wärmeaustauscher der eingangs genannten Gattung zu schaffen, der es ermöglicht auf einfachste Weise rasch einzelne oder alle Kerzen zu ersetzen, ohne dass die Platte von ihrer. Halterung gelöst werden muss. Das erleichtert die Arbeiten beim Kerzenersatz und insbesondere die Lagerhaltung, da nur noch Kerzen für die verschiedenen Anwendungsbereiche, zum Beispiel solche aus Graphit, aus Glas oder Metallrohre aus verschiedenen Metallen mit oder ohne Oberflächenveredlung oder - beschichtung auf Lager gehalten werden müssen.

Diese Aufgabe wird beim erfindungsgemässen Wärmeaustauscher dadurch gelöst, dass die Bodenplatte zur Aufnahme der einzelnen Kerzen gegen die genannte Kammer zulaufende konische Oeffnungen aufweist, und dass jede Kerze an ihrem hinteren Endbereich eine entsprechend konisch ausgebildete Erweiterung aufweist, die durch eine Druckfeder dichtend in die zugehörige konische Plattenöffnung gepresst ist.

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Nach Entfernen oder Entlasten der Druckfeder kann somit jede Kerze einzeln aus der Oeffnung in der Bodenplatte herausgezogen und durch eine andere ersetzt werden,.

Eine besonders zweckmässige Ausbildung kann darin bestehen, dass die Druckfeder als eine das aus der Kerze vorstehende Ende des Mediumleitrohrers umschliessende Schraubendruckfeder ,ausgebildet ist, die sich einerends, gegebenenfalls unter Zwischenlage eines Zwischenringes auf das obere Ende der Kerze abstützt und andernends durch eine in eine zweite Platte eingeschraubte Schraube in Richtung gegen die Kerze beaufschlagbar ist. Die zweite Platte ist dann zweckmässig diejenige, welche die mit den Mediumleitspiralen in Verbindung stehende Kammer von der Kammer trennt, welche mit den Mediumleitrohren in Verbindung steht.

Wenn gemäss einer Ausführung die Schraube eine Bohrung mit einer Innenschulter aufweist, welche eine zweite Schraubendruckfeder aufnimmt, die den aus Mediumleitrohr und Mediumleitspirale bestehenden Einsatz für jede Kerze in diese Tiineindrückt kann auch der Einsatz bestehend

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aus Mediumleitrohr und Mediumleitspirale nach Lösen der Schraube ausgewechselt werden.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben, deren einzige Figur einen Schnitt durch einen Teil eines Kerzenkühlers mit den zum Verständnis der Erfindung erforderlichen Elementen zeigt.

Die Zeichnung zeigt einen Ausschnitt der die Kerzen 1 halternden Bodenplatte 2, welcher mit Abstand die die Mediumleitrohre 3 und Mediumleitspiralen 4 tragende zweite Platte 5 überlagert ist. Die Abstandshalterung zwischen den beiden Platten 2 und 5 erfolgt über einen mit der oberen Platte 5 verschweissten Ring 6, welcher in eine Ringnut der Bodenplatte 2 eingreift. Die Verbindung zwischen den Platten 2 und 5 erfolgt durch Schrauben über welche zugleich ein hierzu mit einem Flansch 8 versehener Deckel 9 befestigt ist.

In die Kammern 10 zwischen dem Deckel 9 und der oberen Platte 5 kann durch einen im Deckel 9 vorgesehenen Stutzen

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(nicht dargestellt) das eine Medium eingeführt werden. Es gelangt dann durch die Bohrung der als beidseits offene Rohre ausgebildeten Mediumleitrohre 3 bis zum unteren Ende derselben, strömt dann durch die zwischen Mediumleitrohr 3 und Kerze 1 schraubenlinienförmig verlaufenden Mediumleitspiralen 4 wieder zurück und gelangtin die zwischen den Platten 2 und 5 gebildete Kammer die es durch eine Oeffnung im Ring 9 und einen Stutzen (beide nicht dargestellt) verlässt. Selbstverständlich ist auch eine Zirkulation in umgekehrter Richtung denkbar.

Die soeben beschriebene Vorrichtung ist dazu bestimmt, in an sich bekannter Weise auf einen Behälter aufgeschraubt zu werden, durch welchen das zweite Medium zirkuliert wird. Der Wärmeaustausch erfolgt an den Kerzen 1. In der Praxis kommen die Kerzen hierbei mit den unterschiedlichsten Medien in Berührung darunter ebenso chemisch oder elektrolytisch aggressive wie neutrale Medien. Je nach der Beschaffenheit des zweiten Mediums ist es daher zweckmässig, wenn jeweils die für den betreffenden Anwendungsbereich optimalen Kerzen eingesetzt

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werden könnten. Aus diesem Grunde sind ja auch Kerzen aus den unterschiedlichsten Materialien bekannt, z.B. solche aus Glas, aus Graphit, aus Nickel, rostfreiem Stahl, aus Silber, Titan Tantal, Zirkon usw. dann auch solche mit einer Beschichtung aus Metall oder Kunststoff insbesondere aus "Teflon" (eingetragene Marke).

Damit dies, aber auch der Ersatz einzelner Kerzen 1 möglich ist, ohne dass jeweils die ganze Bodenplatte 2 mit allen Kerzen ausgebaut bzw. ausgetauscht werden muss, weist beim dargestellten Wärmeaustauscher die Bodenplatte 2 zur Aufnahme der Kerzen 1 gegen die Austauschkanuner hin konisch zulaufende Oeffnung 12 auf. Entsprechend weisen alle Kerzen 1 an ihrem offenen hinteren Ende eine konische Erweiterung 13 auf. Die Kerzen 1 können somit, mit oder ohne ihren Einsatz aus Mediumleitrohr 3 und -leitspirale 4 in eine konische Bohrung 12 eingesetzt werden bis sie mit ihrer konischen Erweiterung 13 dichtend anliegen. Die Halterung der Kerze 1 in dieser Lage erfolgt durch eine Schraubendruckfeder 14, welche auf den aus der Kerze 1 vorstehender Teil des Mediumleitrohres aufgeschoben ist, sich gegen die Kerze 1 hin auf einem Ring 15 abstützt und durch eine in die obere Platte 5

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eingeschraubte Schraube 16 zusammengedrückt ist. Die Schraube 16 ist durchbohrt und weist eine Innenschulter auf. In die Bohrung der Schraube 16 ist eine weitere Schraubendruckfeder 18 eingesetzt, welche sich einerends gegen die Innenschulter 17 abstützt und mit ihrem anderen Ende auf das Mediumleitrohr 3 drückt und dadurch dieses in seiner Lage in der Kerze festhält.

Wie ohne weiteres verständlich ermöglicht es die beschriebene Konstruktion auf einfachste Weise, nämlich nach Abheben des Deckels 9 durch Lösen der Schraube und anschliessendem Herausziehen der Druckfeder 14 durch die Gewindebohrung 21 für diese Schraube das Mediumleitrohr 3 mitsamt der Mediumleitspirale 4 auszuwechseln oder die ganze Kerze 1 mitsamt dem Mediumleitrohr 3 und der Spirale 4 aus ihrem konischen Sitz 12 herauszuziehen und durch ein neues Element zu ersetzen.

Um die Gleitung und Abdichtung zwischen den konischen Oeffnungen 12 der Bodenplatte 2 und der in diese eingesetzten Kerzen 1 zu verbessern sind im dargestellten Beispiel das obere Ende 13 der Kerze 1 und die Wandung der Oeffnung mit einer geeigneten Beschichtung, bei-

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spielsweise einer "Teflon"-Beschichtung 19 bzw. 20 versehen.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

/l.' Als Fieldaustauscher ausgebildeter Wärmeaustauscher, mit mehreren Kerzen, in welche je ein Mediumloitrohr und eine Mediumleitspirale für das eine Medium eingesetzt sind und welche, zu einer Gruppe vereinigt, in einer Bodenplatte von dieser wegragend befestigt sind und in eine vom anderen Medium durchströmte Kammer ragen, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenplatte (2) zur Aufnahme der einzelnen Kerzen (1) gegen die genannte Kammer zulaufende konische Oeffnungen (12) aufweist, und dass jede Kerze (1) an ihrem hinteren Endbereich eine entsprechend konisch ausgebildete Er- - Weiterung (13) aufweist die durch eine Druckfeder (14) dichtend in die zugehörige konische Plattenöffnung (12) gepresst ist.
2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfeder (14) als eine das aus der Kerze (1) vorstehende Ende des Mediumleitrohres (3)

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ORIGINAL W6PECTED

umschliessende Schraubendruckfeder ausgebildet ist, die sich elnerends,gegebenenfalls unter Zwischenlage eines Zwischenringes (15), auf das obere Ende der Kerze (1) abstützt und andernends durch eine in eine zweite Platte (5) eingeschraubte Schraube (16) in Richtung gegen die Kerze (1) beaufschlagbar ist.
3. Wärmeaustauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraube (16) eine Bohrung mit einer Innenschulter (17) aufweist, welche eine zweite Sehraubendruckfeder (18) aufnimmt, die den aus Mediumleitrohr (3) und Mediumleitspirale (4) bestehenden Einsatz für jede Kerze (1) in diese hineindrückt.
4. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenfläche der Bohrungen (12) in der Bodenplatte (2) und/oder die Aussenflachen der konischen Erweiterungen (13) der Kerzen (1) mit einer reibungsarmen Beschichtung (19 bzw. 20) versehen sind.

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