DE3227206A1 - Waermetauscher - Google Patents

Description

Patentanwalt Dipl.-I ng. R. Liebe«

2000 Hamburg 1

Glockengießerwall 2-4, Tel. 32 47 07

Stal-Astra GmbH Kälteanlagen 20. Juli 1982 2056 Glinde 40/432 Li/Sch

Wärmetauscher

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauseher zur Abkühlung gefrierbarer Medien·

Bei einer Vielzahl technologischer Verfahren muß ein gefrierbares Medium häufig bis nahe an seinen Gefrierpunkt, wie z. B. während des Brauens das Bier, auf die Lagertemperatur von etwa "- 2° G abgekühlt werden. Hierbei wird, um den Kühlvorgang ökonomisch durchführen zu können, ein Kühlmedium (Kälteträger) verwendet, dessen

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Temperatur unterhalb des Gefrierpunktes des abzukühlenden Mediums liegt. Verringert sich aufgrund von Störungen im Prozeßablauf der Strom des zu kühlenden Mediums erheblich, besteht die Gefahr, daß dasselbe gefriert und wegen der hierbei physikalisch bedingten Volumenausdehnung, den Wärmetauscher, in dem es abgekühlt wird, zerstört. Derartigen Beschädigungen kann mit aufwendigen Hegeleinrichtungen entgegengetreten werden.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, diese Nachteile durch Schaffung eines Wärmetauschers, der frostsicher ist, zu beseitigen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Wärmetauscher gelöst, der aus mindestens zwei benachbarren flachen Kammern mit einer Trennwand aus einem flüssigkeitsundurchlässigen, gut wärmeleitenden und dehnfähigen Werkstoff besteht, wobei das

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Kühlmedium durch die eine sowie das abzukühlende Medium durch die andere Kammer strömt.

Falls der Strom des zu kühlenden Mediums sich verringert und bezogen auf das Kühlmedium zu geringe Mengen desselben in den Wärmetauscher eintreten, wird demselben soviel Wärme entzogen, daß es im Wärmetauscher gefriert. Die von dem gefrierenden Medium ausgehenden Treibkräfte werden erfindungsgemäß von der Trennwand zwischen den einzelnen Kammern des Wärmetauschers aufgenommen, dessen sonstige Wandungen im wesentlichen unnachgiebig sind. Die Dehnfähigkeit der Trennwand bedingt, daß dieselbe sich unter den Treibkräften in die Kammer des Wärmetauschers, durch die das Kühlmedium strömt, hineinwölbt, wodurch Schaden am Wärmetauscher nach der Erfindung durch das sich ausdehnende gefrierende Medium sicher verhindert werden.. Diese Eigenschaften des Wärmetauschers

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bieten noch den Vorteil, daß derselbe als Verdampfer einer Kälteanlage zur unmittelbaren Abkühlung eines gefrierbaren Mediums eingesetzt werden kann. Dabei hat es sich bewährt, die Trennwand wellenförmig zu gestalten, wodurch nicht nur deren Dehnfähigkeit verbessert, sondern auch deren Oberfläche vergrößert wird, was trotz kleiner Bauweise des Wärmetauschers auch bei geringen Temperaturdifferenzen zwischen den Medien große Leistungen zuläßt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird noch an Hand der Zeichnung erläutert, in der ein Wärmetauscher in schematischer Sehnittansicht gezeigt ist.

Der dargestellte Wärmetauscher umfaßt zwei druckfeste Seitenkappen 1, 2 mit vorzugsweise rechteckiger Grundfläche. Zwischen diesen Seitenkappen 1,2 ist eine Vielzahl von Distanzringen 3, deren

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Querschnitt der Grundfläche der Seitenkappen 1, 2 entspricht, angeordnet. In jeder Trennfuge zwischen zwei Distanzringen 3 sind Trennwände 4 dichtend festgeklemmt, die die aneinandergrenzenden Distanzringe 3 in scheibenförmige Kammern 5 und 6 unterteilen. Die Trennwände sind wellenförmig und bestehen aus einem dehnfähigen, flüssigkeitsundurchlässigen und gut wärmeleitenden Werkstoff. Durch die Distanzring? 3 sowie die ßeitenkappen 1 und 2 erstreken sich nicht dargestellte Spannelemente, mit denen die Teile des Wärmetauschers flüssigkeit s- und gasdicht zusammengehalten werden.

In den Wärmetauscher tritt von oben in Richtung der Pfeile A das abzukühlende Medium in die Kammern 5 ein, während das Kühlmedium, z. B. das sich entspannende Kältemittel einer Kältemaschi-

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ne von unten in Sichtung der Pfeile B in die Kammern 6 des Wärmetauschers eingeleitet wird. Das sich entspannende und verdampfende Kältemittel entzieht dabei dem zu kühlenden Medium in den Kammern 5 Wärme. Sollte aufgrund einer Störung in der Zufuhr des zu kühlenden Mediums in die Kammern 6 dessen Menge so gering werden, daß der vom Kältemittel in den Kammern 6 bewirkte Wärmeentzug das zu kühlende Medium gefrieren läßt, treten am Wärmetauscher keine Prostschäden auf; denn das sich in den Kammern 5 während des Gefrierene ausdelnende Medium wölbt die Trennwände 4- - wie es in strichpunktierten linien veranschaulicht ist - in die Kammern 6 hinein. Vom Kältemittel in den Kammern 6 wird den !Trennwänden 4- hierbei kein Widerstand entgegergesetzt, so daß deren Dehnfähigkeit sie vor Beschädigungen während des Gefrierene des

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abzukühlenden Mediums schützt. Nach dem Auftauen dieses Mediums nehmen die gewölbten Trennwände
4 ihre Ausgangslage wieder ein und ist der Wärmetauscher wieder betriebsfähig.

Die Breite der Distanzringe 3 kann in Abhängigkeit von der Art des abzukühlenden Mediums sehr gering sein und gegebenenfalls die Stärke eines Dichtungsringes haben, der zwischen zwei benachbarten Trennwänden 4 angeordnet wird.

- Patentansprüche -

Claims (2)

1. 3227206 Stal-Astra GmbH -Eälfeänlagen-.*.:*.

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   Patentansprüche

   [ 1. Wärmetauscher zur Abkühlung gefrierbarer ^-^ Medien, gekennzeichnet durch mindestens zwei benachbarte flache Kammern (5, 6) mit einer Trennwand (4) aus einem flüssigkeitsundurchlässigen, gut wärmeleitenden und dehnfähigen Werkstoff, wobei das Kühlmedium durch die eine (6) sowie das abzukühlende Medium durch die andere Kammer (5) strömt.
2. 2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, daduch gekennzeichnet, daß die Trennwand (4) wellenförmig ist.