DE3046472C2 - Wärmetauscher mit drei im wesentlichen Koaxilen und radial beabstandeten Rohren - Google Patents
Wärmetauscher mit drei im wesentlichen Koaxilen und radial beabstandeten RohrenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmetauscher, insbesondere für heiße Schwefelsäure, mit drei im
wesentlichen koaxialen und radial beabstandeten Rohren, die zwischen einander zwei voneinander
getrennte Strömungskanäle bilden, wobei das Innenrohr einen Innenraum aufweist, der am einen Ende
abgeschlossen ist.
Bei Wärmetauschern für aggressive Fluide, insbesondere für heiße Schwefelsäure, treten besondere
Schwierigkeiten im Hinblick auf Materialauswahl und Konstruktion auf. Bekanntlich kann für über 450 K
heiße Schwefelsäure unter anderem der bedingt beständige Grauguß, aber bevorzugt Siliziumgußeisen
mit einem Siliziumanteil von etwa 15% zum Einsatz gelangen. Siliziumgußeisen weist gegen Schwefelsäure
aller Konzentrationen und Temperaturen eine gute Korrosionsbeständigkeit auf, doch ist die Temperatur-Wechselbeständigkeit
weniger günstig. Damit nur geringe Wärmespannungen auftreten können, müssen Vorrichtungen und Apparate aus einem derartigen
Material, beispielsweise in Schwefelsäure-Konzentrationsanlagen, nur langsam auf die vorgegebene Tempe-
!0 ratur gebracht werden. Besonders temperaturwechselempfindlich
sind hierbei Vorrichtungen und Apparate mit Flanschen, Bunden oder unterschiedlichen Wanddicken, welche nur mit ungleichen Geschwindigkeiten
aufheizen bzw. abkühlen, so daß aufgrund unterschiedlieher
Temperaturgradienten Wärmespannungen auftreten können, welche zu Beschädigungen oder gar
Zerstörungen der Vorrichtung führen können. Weiterhin sind bei derartigen Konstruktionen oftmals durch
das Gießen bedingte Spannungen vorhanden, welchen sich die erwähnten Wärmespannungen überlagern, mit
der Folge, daß die Funktionssicherheit im hohem Maße gefährdet ist. Es darf ferner nicht übersehen werden,
daß gerade bei Siliziumgußeisen die Wärmeleitfähigkeit vergleichsweise gering ist. Darüber hinaus können die
Wandstärken aus Gründen der Festigkeit sowie der Fertigungstechnik nicht allzu gering ausgebildet werden,
so daß gerade bei den angestrebten großen Wärmeleitungsleistungen relativ große Temperaturgradienten
und entsprechend große Spannungen im Material auftreten können. Zusätzliche U'nd nicht zu
vernachlässigende Schwierigkeiten treten bei Einsatz von aggressiven Fluiden und Temperaturbereichen über
450 K im Zusammenhang mit den notwendigen Dichtungen auf. Für Temperaturen in der Größenordnung
von 575 K wurden bisher nur noch sogenannte gekammerte Dichtungen aus PTFE(Polytetrafluoräthylen)
oder aber wasserglasgetränkter Blauasbest eingesetzt, welch letzterer aber Kriechleckagen nicht
ausschließt.
In der DE-PS 9 31 079 ist ein Wärmetauscher der obengenannten Art beschrieben, welcher zur Rückkühlung
oder Heizung des Schmiermittels einer Brennkraftmaschine vorgesehen ist. Der bekannte Wärmetauscher
enthält ein als Verdrängungskörper ausgebildetes Innenrohr, welches von zwei weiteren koaxialen und
radial beabstandeten Rohren derart umgeben ist, daß zwischen den besagten Rohren zwei voneinander
getrennte Strömungskanäle gebildet werden. Zwischen diesen drei Rohren sind Dichtungsringe angeordnet,
welche dem Angriff der strömenden Medien ausgesetzt sind. Das Innenrohr ist mittels elastischen Haltegliedern
zwischen zwei mit dem Außenrohr starr verbundenen Endstücken zum Ausgleich von Wärmedehnungen in
Längsrichtung nachgiebig gehalten. Das mittlere Rohr ist mittels Dichtungsringen sowohl bezüglich des
Außenrohres als auch des Innenrohres abgestützt, wobei eine axiale Bewegbarkeit gegeben ist. Die
Dichtungsringe und auch die genannten elastischen Halteglieder sind dem Angriff des Mediums ausgesetzt.
so daß bei Verwendung von aggressiven Medien, insbesondere heißer Schwefelsäure, dieselben innerhalb
kürzester Zeit beschädigt wären und folglich die Abdichtung zwischen den Strömungskanälen nicht
mehr gewährleistet wäre
·>' Ausgehend von einem Wärmetauscher der genannten
Art liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde mit einem geringen Kosten- und Herstellungsaufwand
einerseits eine zuverlässige Abdichtung zu erreichen
und andererseits auch den Einsatz bei hohen Temperaturen und Temperaturunterschieden zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die drei Rohre an einer gemeinsamen ringförmigen
Grundplatte anliegen, daß zur Verbindung der Rohre mit der Grundplatte jeweils in axinler Richtung
außerhalb des Außenrohres wirksame Spanneinrichtungen dienen und daß die Spanneinrichtung für das
Innenrohr in diesem angeordnet ist.
Der erfindungsgemäße Wärmetauscher weist einen vergleichsweise einfachen und kostengünstig herzustellenden
Aufbau auf. Die Strömungskanäle und deren Querschnitte können ohne Schwierigkeiten durch
entsprechend dimensionierte Rohre sowie deren Abstände vorgegeben werden, so daß vorteilhaft derart
niedrige Strömungsdruckverluste erreicht werden, daß die in der Regel vorhandene geodätische Zulaufhöhe
zur Förderung, insbesondere der siedend heißen Schwefelsäure durch den Wärmetauscher ausreicht. Die
vorgesehenen drei Rohre und insbesondere aas mittlere Rohr können vorteilhaft mit vergleichsweise geringen
Wanddicken ausgebildet werden und entsprechend hohe spezifische Wärmedurchgangsleistungen werden
somit erzielt. Mittels der Spanneinrichtungen werden die unterschiedlichen Lamgenänderungen der Rohre,
welche auch als Schüsse bezeichnet werden, aufgrund von unterschiedlichen Temperaturen aufgenommen,
wobei die axiale Druckvorspannung zwischen Rohren und Grundplatte bzw. zwischen dort vorhandenen
Dichtflächen erhalten bleibt. Die Rohre können somit aus korrosionsbeständigem Siliziumgußeisen gefertigt
werden, welches bekanntlich praktisch keine plastische Verformbarkeit aufweist und sehr spröde ist, ohne daß
unzulässig hohe Wärmespannungen oder Undichtheiten zu befürchten sind. Die gemeinsame Grundplatte stellt
in einfacher Weise einen Abschluß für die genannten drei Rohre bzw. für die Strömungskanäle dar, wobei
gleichzeitig auch eine gemeinsame Basis für die Spanneinrichtungen geschaffen ist. Es sei darauf
hingewiesen, daß auch die Dichtflächen zwischen der Grundplatte und den jeweiligen Rohrstücken durch die
Spanneinrichtungen vorgespannt werden. Mittels der Spanneinrichtungen wird in besonders einfacher Weise
die Verbindung der Rohre mit der Grundplatte sichergestellt, wobei die notwendigen Vorspannkräfte
ohne besondere Schwierigkeiten aufgegeben werden können. Da die Spanneinrichtung für das Innenrohr in
dessen Innenraum angeordnet ist und fe-ner das Innenrohr nur an einem Ende abgeschlossen ist. ist auch
die Spanneinrichtung für das Innenrohr jederzeit ohne weiteres von außen her zugänglich, wodurch Herstellung
und Montage des Wärmetauschers nicht unerheblich vereinfacht wird. Es bereitet im übrigen keine
besonderen Schwierigkeiten, den Innenraum jegebenenfalls auch mit einem derartigen Durchmesser,
beispielsweise in der Größenordnung von 500 mm zu versehen, daß er begehbar ist.
In bevorzugten Ausführungsformen, bei welchen das Innenrohr, das mittlere Rohr oder das Außenrohr
jeweils aus wenigstens zwei Stücken bestehen, sind auch diese Rohrstücke mittels der dem jeweiligen Rohr
zugeordneten Spanneinrichtung miteinander verbunden. Die jeweilige Spanneinrichtung erfüllt somit eine
Doppelfunktion, nämlich zum einen die Verbindung des Rohres mit der Grundplatte und zum anderen auch die
Verbindung der Rohrstücke. In der US-PS 33 86 497 ist zwar ein Wärmetauscher beschrieben, dessen mittleres
Rohr und Außenrohr jeweils aus wenigstens zwei Stücken bestehen. Das Inncnrohr besteht hingegen aus
einem einzigen Stück und bildet die tragende Stütze für das mittlere sowie für das Außenrohr, welche über
elastische Dichtungselemente auf dem Innenrohr aufgelagert sind. Die jeweils aneinanderstoßenden
Rohrstücke sind unmittelbar mittels Spanneinrichtungen miteinander verbunden, ohne daß eine Verbindung
mit einer der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Grundplatte vergleichbaren Platte od. dgL besteht.
ίο Auch bei diesem bekannten Wärmetauscher sind die
Dichtungselemente unmittelbar dem Angriff der strömenden Medien ausgesetzt und es ist ferner ein recht
erheblicher Montage- und Herstellungsaufwand erforderlich, um die verschiedenen Rohrstücke mit einer
Vielzahl von Spanneinrichtungen miteinander zu verbinden. Demgegenüber wird bei dem vorgeschlagenen
Wärmetauscher mit der für das jeweilige Rohr vorgesehenen Spanneinrichtung sowohl die Verbindung
zur Grundplatte als auch die Verbindung der einzelnen Rohrstücke untereinander in besonders einfacher Weise
erreicht.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Außen-Schutzmantel, insbesondere aus Stahl vorgesehen,
welcher einerseits an der Grundplatte befestigt ist und an welchem andererseits die Spanneinrichtungen
für das mittlere und das äußere Rohr angreifen. Wie der Name sagt, dient der Schutzmantel als Schutz des
Wärmetauschers und auch der Umgebung, doch er stellt gleichzeitig auch die Verbindung zwischen Grundplatte
und den genannten Spanneinrichtungen her. Durch den genannten Schutzmantel wird außerdem die mechanische
Festigkeit des Wärmetauschers nicht unerheblich vergrößert.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das
Außenrohr eine öffnung auf, durch welche ein das Ende
des mittleren Rohres bildender Stutzen hineinragt, wobei an dem genannten Stutzen die zugeordnete
Spanneinrichtung angreift und zwischen Öffnung und Stutzen ein Dichtungselement vorgesehen ist. Diese
vorteilhafte Ausführungsform läßt die unterschiedlichen Längenänderungen von äußerem und mittlerem Rohr
ungehindert zu, wobei mittels des Dichtungselements in einfacher Weise ein Austreten des Fluids verhindert
wird.
Das genannte Dichtungselement ist bevorzugt als ein Dehnungsstück, insbesondere in Form eines PTFE-FaI-tenbalgs
ausgebildet, womit auch bei großen Unterschieden der Längenänderungen eine funktionssichere
Abdichtung gewährleistet wird. Um eine unnötige Beanspruchung des genannten Dichtungselements bzw.
Dehnungsstücks zu vermeiden, wird in dem oberen Bereich des Strömungskanals zwischen mittlerem und
äußerem Rohr eine möglichst geringe Temperatur des Fluids angestrebt. Mit anderen Worten, es wird in
diesem Bereich das zu erwärmende kalte Fluid zugeführt oder aber das im Wärmetauscher bereits
abgekühlte Fluid abgeführt.
In einer zweckmäßigen Ausführungsform weisen die Spanneinrichtungen Federelemente und Spannanker
auf und sie greifen über Ringflansciie oder Klammern an
den Enden des jeweiligen Rohres an. Mittels der Federelemente kann in besonders einfacher Weise die
Vorspannkraft vorgegeben werden, welche für eine ordnungsgemäße Abdichtung zwischen Grundplatte
und dem jeweiligen Rohr bzw. auch zwischen den verschiedenen Rohrstücken vorhanden sind. Es ist somit
eine einfache und zuverlässige Verbindung geschaffen, durch welche eine einwandfreie Montage und Einstel-
lung der Vorspannkräfte erreicht wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher
erläutert. Es zeigt
F i g. 1 einen schematisch dargestellten axialen Längsschnitt durch einen Wärmetauscher, dessen drei Rohre
mittels Spanneinrichtungen jeweils mit einer Grundplatte verbunden sind,
Fig. 2 einen Wärmetauscher ähnlich Fig. 1, wobei die Spanneinrichtungen des Innenrohres Klammerschrauben
aufweisen,
F i g. 3 eine weitere Ausführungsform, bei welcher die Rohre ein gemeinsames Endstück aufweisen, welches an
der Grundplatte anliegt,
Fig.4 einen axialen Längsschnitt durch einen
weiteren Wärmetauscher, dessen mittleres Rohr wcndelförmige
Stege bzw. Rippen enthält.
In F i g. 1 ist ein axialer Längsschnitt eines Wärmetauschers dargestellt, welcher ein Außenrohr 2, ein
mittleres Rohr 4 und ein Innenrohr 6 enthält. Die genannten drei Rohre 2, 4, 6 sind koaxial zueinander
angeordnet und weisen in radialer Richtung Abstände auf, so daß zwei Strömungskanäle 8,10 vorhanden sind.
Das Außenrohr 2 besteht aus einem oberen im wesentlichen halbkugelförmig ausgebildeten Endstück
12 sowie aus zwei weiteren im wesentlichen zylindrischen Stücken 14 und 16. Auch das mittlere Rohr 4
besteht aus drei Stücken, und zwar aus einem oberen, sich konisch verjüngenden Stück 20 und zwei unteren
zylindrischen Stücken 22, 24. Das Innenrohr 6 besteht aus einem oberen halbkugelförmigen Stück 26 sowie aus
zwei unteren zylindrischen Stücken 28, 30. Die genannten drei Rohre 2, 4, 6 liegen unten an einer
gemeinsamen Grundplatte 32.
Wie durch die Pfeile angedeutet, kann durch den Stutzen 34 im Rohrstück 12 das Fluid in den
Strömungskanal 8 eingeleitet werden und aus dem Stutzen 36 des zylindrischen Stückes 16 des Außenrohres
2 abströmen. Dem Strömungskanal 10 wird das andere Fluid über den Stutzen 38 zugeführt und kann
durch den Stutzen 40 des konisch verjüngten Rohrstükkes 20 nach oben abfließen. Zweckmäßigerweise wird
durch den Stutzen 34 das zu erwärmende Fluid und durch den Stutzen 38 das heiße Fluid zugeführt. Der
Stutzen 40 ragt nämlich durch eine öffnung 42 des Rohrstückes 12 hindurch, wobei ein Dichtungselement
44 vorgesehen ist. Das Dichtungselement 44 ist als Dehnungsstück in Form eines PTFE-Faltenbalgs ausgebildet,
um die nachfolgend zu erläuternden Längenänderungen aufnehmen zu können. Das Dichtungselement 44
bzw. das Dehnungsstück kommt somit nur mit dem rciatiV Küiiicfi riüid iii Berührung.
Die Rohre 2, 4, 6 bzw. die oben erläuterten Stücke derselben bestehen bevorzugt aus Siliziumgußeisen,
welches auch gegen heiße Schwefelsäure bei Temperaturen in der Größenordnung von 575 K korrosionsbeständig
ist. Jedes Rohr ist unabhängig von den anderen in Richtung der Längsachse 46 vorgespannt. Hierzu sind
Spanneinrichtungen in Form von Spannankern 50, 52, 54 mit Federelementen 56 vorgesehen. Die Spannanker
50 für das Innenrohr 6 sind in dessen Innenraum 58 angeordnet, wobei der Innenraum 58 von einer Person
begehbar ist, d. h. einen Durchmesser in der Größenordnung von mindestens etwa 500 mm aufweist. Auf diese
Weise wird die Herstellung und Montage nicht unerheblich vereinfacht. Die Spannanker 50 greifen
einerseits an der unteren Grundplatte 32 und andererseits über einen geteilten Ringflansch 60, weicher auf
radial nach innen gerichteten Bunden 62, 64 des Rohrstückes 26 aufliegt, am Innenrohr 6 an. Der
Wärmetauscher weist ferner einen Außen-Schutzmantel 66 auf, welcher mittels Schrauben 68 mit der
Grundplatte 32 verbunden ist. Am oberen Ende des Schutzmantels ist ein Ringflansch 70 angeschweißt, an
welchem die Spannanker 52 und 54 angreifen. Andererseits greifen die Spannanker 52 und 54 über
Ringflansche 72 und 74 an den oberen Stücken 20 bzw.
to 12 des mittleren Rohres 4 bzw. des Außenrohres 2 an. Der Schutzmantel hat einen unteren Notablauf 79. Der
Schutzmantel 66 ist somit den Spannvorrichtungen für das mittlere Rohr und das Außenrohr zugeordnet, doch
werden diese, wie ersichtlich, unabhängig voneinander in Richtung der Längsachse 46 vorgespannt. Da
aufgrund unterschiedlicher Temperaturen die Rohre 2, 4, 6 unterschiedliche Längenänderungen erfahren, wird
mittels der unabhängigen Vorspannung sichergestellt, daß auch die für die Dichtflächen zwischen den
einzelnen Teilen der Rohre notwendige Drucklängsvorspannung über den gesamten Arbeitstemperaturbereich
erhalten bleibt. Da die Wanddicke der Rohre relativ gering ist, weisen die Stücke des Innenrohres 6 und des
Außenrohres 2 Bunde 62, 64 bzw. Bunde 76, 78 auf, um möglichst große Dichtflächen zu erhalten. Das mittlere
Rohr 4 weist hingegen über seine gesamte axiale Länge eine gleiche Wanddicke auf, so daß auch keine
vergrößerten Dichtungsflächen zur Verfügung stehen. Es hat sich nämlich ergeben, daß auch bei derartigen
Dichtungsflächen nach einer entsprechenden Bearbeitung auf Schleifmaschinen durch Dichtschleifen eine
gute Dichtigkeit erreicht werden kann. Ferner sei darauf hingewiesen, daß im allgemeinen gewisse Leckraten
zwischen den beiden Strömungskanälen 8 und 10 zugelassen werden können.
F i g. 2 zeigt einen axialen Längsschnitt, ähnlich wie Fig. 1, einer weiteren Ausführungsform, bei welcher die
Spanneinrichtung für das Innenrohr 6 als Klammerschrauben 94, % ausgebildet sind, die an Bunden 62, 64
des Innenrohres 6 bzw. der Grundplatte 32 angreifen. Da die Klammerschrauben % nur auf relativ kleinen
Flächen an den Bunden 62 und 64 anliegen, werden unterschiedliche Wandtemperaturen, wie bei großen
Flanschen und Bunden, praktisch nicht auftreten.
Die Ausführungsform gemäß F i g. 3 unterscheidet sich von den vorher gezeigten Ausführungsformen im
wesentlichen dadurch, daß das mittlere Rohr 4 zumindest teilweise als ein Wellrohr 98 ausgebildet ist.
Wie durch die gestrichelten Linien 114 angedeutet, ist durch das Wellrohr 98 eine umlaufende Wendelführung
geschaffen.
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Bauhöhe des Wärmetauschers größere wärmeleitende Flächen des mittleren Rohres 4 erreicht. Durch
Änderung der Kanalhöhe h kann die Förderhöhe je Umlauf dem gewünschten Förderstrom und der für den
Wärmetausch nötige Druckverlust vorgegeben werden. Den drei Rohren 2, 4, 6 ist am unteren Ende ein
gemeinsames ringförmiges Rohrstück 102 zugeordnet, welches sich auf der Grundplatte 32 abstützt. Das
ringförmige Rohrstück 102 enthält zwei Ringkammern 104, 106, die den Strömungskanälen 8, 10 zugeordnet
sind. Durch eine Vergrößerung des Abstandes a und somit durch eine Verbreiterung der wendeiförmigen
Strömungskanäle kann ohne weiteres eine Vergrößerung der wärmeübertragenden Flächen unter Beibehaltung
der Bauhöhe des Wärmetauschers erreicht werden. Auch der Gesamtdurchmesser des Wärmetauschers
kann den jeweiligen Randbedingungen entsprechend vorgegeben werden. Da bei dieser Ausführungsform
verschiedene Parameter variabel sind, ermöglicht diese Ausführungsform eine optimale Nutzung der gegebenen
geodätischen Zulaufhöhe für den Wärmetausch. Entsprechend gewählte Strömungskanäle und Strömungsquerschnitte
ergeben genügend hohe spezifische Wärmeübergänge und gleichzeitig auch entsprechend
niedrige Strömungsdruckverluste, so daß die im allgemeinen vorhandene geodätische Zulaufhöhe zur
Förderung des Fluids durch den Wärmetauscher ausreicht. Wird insbesondere siedend heiße Schwefelsäure
mit einer Temperatur in der Größenordnung von 575 K dem Wärmetauscher zugeführt, so muß nicht die
heiße Säure mit einer Förderpumpe gefördert werden. Förderpumpen für derart hohe Temperaturen und
Konzentrationen von aggressiven Fluiden stehen nämlich nicht zur Verfügung. Erst nach Durchlaufen des
Wärmetauschers wird das abgekühlte Fluid bzw. die abgekühlte Schwefelsäure bei niedriger Temperatur mit
einer konventionellen Pumpe gefördert. Die letzteren Ausführungen treffen selbstverständlich auch für die
anderen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Wärmetauschers zu.
Fig.4 zeigt eine weitere Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Wärmetauschers in einem axialen Längsschnitt. Bei dieser Ausführungsform weist das
mittlere Rohr 4 wendelförmig verlaufende Stege 108
ίο und 110 auf. Durch die genannten Stege 108, UO werden
umlaufende Strömungskanäle 8 und 10 geschaffen, wie durch die gestrichelten Linien 114 angedeutet. Die
wendeiförmigen Stege 108 bzw. 110 können auch in entgegengesetzter Drehrichtung ansteigen. Zweckmäßigerweise
strömen die Fluide in den Strömungskanälen 8 bzw. 10 im Gegenstrom, damit ein sehr guter
Wärmeaustausch erreicht wird. Auch bei dieser Ausführungsform ist für die freien Rohre 2, 4, 6 ein
gemeinsames ringförmiges Rohrstück 102 vorgesehen.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Wärmetauscher, insbesondere für heiße Schwefelsäure, mit drei im wesentlichen koaxialen und
radial beabstandeten Rohren, die zwischen einander zwei voneinander getrennte Strömungskanäle bilden,
wobei das Innenrohr einen Innenraum aufweist der am einen Ende abgeschlossen ist, dadurch
gekennzeichnet, daß die drei Rohre (2,4,6) an einer gemeinsamen ringförmigen Grundplatte (32)
anliegen, daß zur Verbindung der Rohre (2, 4) mit der Grundplatte (32) jeweils in axialer Richtung
außerhalb des Außenrohres (2) wirksame Spanneinrichtungen (52,54) dienen und daß die Spanneinrichtung
(50) für das Innenrohr (6) in diesem angeordnet ist.
2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, vobei das Außenrohr aus wenigstens zwei Stücken besteht,
dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrstücke (12,14, 16) des Außenrohres (2) mittels der Spanneinrichtung
(54) miteinander verbunden sind.
3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, wobei das mittlere Rohr aus wenigstens zwei Stücken
besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrstükke (20, 22, 24) des mittleren Rohres (4) mittels der
Spanneinrichtung (52) miteinander verbunden sind.
4. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis
3, wobei das Innenrohr aus wenigstens zwei Stücken
besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrstükke (26, 28, 30) des Innenrohres (6) mittels der
Spanneinrichtung (50) miteinander verbunden sind.
5. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis
4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanneinrichtungen (52, 54) des mittleren Rohres (4) und des
Außenrohres (2) über einen insbesondere aus Stahl bestehenden Außen-Schutzmantel (66) mit der
gemeinsamen Grundplatte (32) verbunden sind.
6. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis
5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanneinrichtung (52) über einen Ringflansch (72) an einem das
Ende des mittleren Rohres (4) bildende Stutzen (40) angreift, wobei der Stutzen (40) durch eine Öffnung
(42) des Außenrohres (2) hindurchragt und zwischen Öffnung (42) und Stutzen (40) ein Dichtungselement
(44), insbesondere ein Dehnstück in Form eines Faltenbalgs, angeordnet ist.
7. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis
6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanneinrichtungen (54, 52, 50) über Federelemente (56) mit den
Rohren (2,4,6) in Verbindung stehen.
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Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB0007925D0 (en) | 2000-03-31 | 2000-05-17 | Npower | A heat exchanger |
DE102006047868B4 (de) * | 2006-10-10 | 2009-10-22 | Faurecia Autositze Gmbh | Fahrzeugsitz |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2362985A (en) * | 1941-12-24 | 1944-11-21 | Brown Fintube Co | Heat exchanger |
DE931079C (de) * | 1943-11-10 | 1955-08-01 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Waermeaustauscher, insbesondere zur Rueckkuehlung oder Heizung des Schmiermittels einer Brennkraftmaschine durch deren Kuehlmittel |
GB587285A (en) * | 1944-08-28 | 1947-04-21 | Serck Radiators Ltd | Improvements relating to heat exchange apparatus |
FR1286722A (fr) * | 1961-01-20 | 1962-03-09 | Buckley & Taylor Ltd | Perfectionnements aux échangeurs de chaleur, condenseurs et analogues |
FR1409932A (fr) * | 1964-07-24 | 1965-09-03 | Snecma | Perfectionnements aux éléments d'échange de chaleur |
US3386497A (en) * | 1966-09-26 | 1968-06-04 | Robert H. Feldmeier | Regenerative heat exchanger for heavy liquids |
IT1094332B (it) * | 1978-04-06 | 1985-07-26 | Belleli Ind Mecc | Scamiatore di calore in controcorrente a due piastre tubiere fisse |
US4318441A (en) * | 1978-05-19 | 1982-03-09 | Belleli Industrie Meccaniche S.P.A. | Counterflow heat exchanger |
-
1980
- 1980-12-10 DE DE19803046472 patent/DE3046472C2/de not_active Expired
-
1981
- 1981-12-10 FR FR8123464A patent/FR2495755A1/fr active Pending
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Publication number | Publication date |
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DE3046472A1 (de) | 1982-06-09 |
FR2495755A1 (en) | 1982-06-11 |
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