DE3300819A1 - HEAT EXCHANGER FOR TWO FLUIDS, ONE OF WHICH CAN BE CORROSIVE - Google Patents

HEAT EXCHANGER FOR TWO FLUIDS, ONE OF WHICH CAN BE CORROSIVE

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DE3300819A1
DE3300819A1 DE19833300819 DE3300819A DE3300819A1 DE 3300819 A1 DE3300819 A1 DE 3300819A1 DE 19833300819 DE19833300819 DE 19833300819 DE 3300819 A DE3300819 A DE 3300819A DE 3300819 A1 DE3300819 A1 DE 3300819A1
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Pierre Francois 93800 Epinay sur Seine Seine St Denis Huet
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Chausson Usines SA
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Description

SOCIETE ANONYME DES USINES CHAUSSON, F-92601 ASNIERES CEDEX / FRANKREICHSOCIETE ANONYME DES USINES CHAUSSON, F-92601 ASNIERES CEDEX / FRANCE

Wärmetauscher für zwei Fluide, wovon eines korrosiv sein kann Heat exchanger for two fluids, one of which can be corrosive

Die Erfindung betrifft Wärmetauscher für zwei Fluide, wovon eines korrosiv sein kann, wobei diese Wärmetauscher mindestens ein Leitungsbündel aus keramischem Werkstoff aufweisen.
5The invention relates to heat exchangers for two fluids, one of which can be corrosive, these heat exchangers having at least one line bundle made of ceramic material.
5

Man hat festgestellt, dass die keramischen Werkstoffe, die sich zur Herstellung von Wärmetauscheinrichtungen eignen, im Laufe der Zeit eine interne Rissbildung erfahren, die ihre Lebensdauer reduziert, besonders, wenn diese.keramischen Werkstoffe Spannungen unterliegen, welche die Entwicklung von Ursprungsmängeln verursachen. It has been found that the ceramic materials that are used in the manufacture of heat exchange devices experience internal cracking over time that will reduce their lifespan, especially if these ceramic materials are subject to tension, which cause the development of origin defects.

Wärmetauscher aus keramischem Werkstoff sind im übrigen äusserst brauchbar, wenn eines der Fluide korrosiv ist und ferner, wenn ein höherer TemperaturunterschiedHeat exchangers made of ceramic material are otherwise Extremely useful when one of the fluids is corrosive and also when there is a higher temperature differential

zwischen den beiden Fluiden vorhanden ist. Diese beiden Umstände treffen beispielsweise zusammen, wenn das Auspuffgas eines thermischen Motors durch Wasser oder ein Kühlmittel abgekühlt werden soll, welches die Wiedergewinnung zumindest eines Teils der Wärmeeinheiten ermöglicht, die normalerweise im Auspuffgas verloren gehen.exists between the two fluids. These two circumstances coincide, for example, if the exhaust gas of a thermal engine is to be cooled by water or a coolant, which enables the recovery of at least part of the thermal units normally found in the exhaust gas get lost.

Die Erfindung ist Bestandteil der gemachten Feststellung, dass die in den Wärmetauschern verwendeten keramischen Werkstoffe auf keinen Fall Zug- oder Biegungsspannungen unterworfen werden dürfen. The invention is part of the statement made that the ceramic used in the heat exchangers Under no circumstances may materials be subjected to tensile or bending stresses.

Im Einklang mit der Erfindung ist der Wärmetauscher für zwei Fluide, wovon eines korrosiv sein kann, wobei der Wärmetauscher ein Leitungsbündel aus keramischem Werkstoff aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungsbündel einer Druckspannung ausgesetzt ist.In accordance with the invention, the heat exchanger is for two fluids, one of which can be corrosive, wherein the heat exchanger has a bundle of lines made of ceramic material, characterized in that the Cable bundle is exposed to compressive stress.

Gemäss einem anderen wichtigen Merkmal der Erfindung wird die Druckspannung von jenem der beiden Fluide ausgeübt, das den grösseren Druck aufweist.According to another important feature of the invention the compressive stress is exerted by the one of the two fluids that has the greater pressure.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen, in welchen Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind. Es zeigen:Further features of the invention emerge from the following description in conjunction with the attached Drawings in which embodiments of the invention are shown. Show it:

Fig. 1 eine schematische, perspektivische Ansicht eines Leitungsbündel-Wärmetauschers aus1 shows a schematic, perspective view of a line bundle heat exchanger from

keramischem Werkstoff, der eine Anwendung der Erfindung darstellt,ceramic material, which represents an application of the invention,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht mit teilweiseFig. 2 is a perspective view with partially

weggebrochenen Bereichen eines Wärmetauschers, der ausgehend vom Leitungsbündel gemäss Fig. ausgeführt ist/
5Broken areas of a heat exchanger, which is based on the line bundle according to Fig. /
5

Fig. 3 einen schematischen Teilschnitt, aus welchem ein Detail der Ausführung hervorgeht,Fig. 3 is a schematic partial section, from which a detail of the embodiment emerges,

Fig. 4 einen schematischen Schnitt einer weiteren Ausführungsform,4 shows a schematic section of a further embodiment,

Fig. 5 eine schematische Aufrissanordnung einer erfindungsgemässen Ausführung,5 shows a schematic elevation arrangement of an inventive Execution,

Fig. 6 einen schematischen Schnitt zur Darstellung6 shows a schematic section for illustration

einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,another embodiment of the invention,

Fig. 7 eine Schnitthälfte, analog zu Fig. 6, in welcher ein weiteres Merkmal dargestellt ist, 207 shows a sectional half, analogous to FIG. 6, in which a further feature is shown, 20th

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht eines Leitungsbündels aus keramischem Werkstoff, das ebenfalls entsprechend der Erfindung ausgeführt ist,
25Fig. 8 is a perspective view of a cable bundle made of ceramic material, which is also designed according to the invention,
25th

Fig. 9 einen Schnitt eines Wärmetauschers, der ausgehend von dem Leitungsbündel-Wärmetauscher gemäss Fig. 8 ausgeführt ist,9 shows a section of a heat exchanger which, starting from the line bundle heat exchanger is carried out according to Fig. 8,

Fig. 10 einen Schnitt entlang der Linie X-X gemässFig. 10 shows a section along the line X-X according to

Fig. 9,Fig. 9,

- ίο -- ίο -

Fig. 11 einen Schnitt entsprechend Fig. 10, einer weiteren Ausführungsform, und11 shows a section corresponding to FIG. 10, one further embodiment, and

Fig. 12 einen Vertikalschnitt, analog zur Fig. 9, einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.FIG. 12 shows a vertical section, analogous to FIG. 9, another embodiment of the invention.

Der in der Zeichnung dargestellte Wärmetauscher weist ein Leitungsbündel 1 auf, welches aus einem keramischen Werkstoff, insbesondere durch Strangpressen, hergestellt ist, wobei zur Umwälzung dienende Leitungen gebildet werden, die sich in Längsrichtung erstrecken und die in die beiden Enden des Leitungsbündels münden. Eine Leitung von jeweils zwei wird anschliessend an den beiden Enden geschlossen und öffnungen 3 werden beispielsweise durch Fräsen oder Schleifen in jenen Leitungen angebracht, deren Enden geschlossen sind. Auf diese Weise ist es möglich, in jenen Leitungen, die an den Enden geschlossen sind, eine Umwälzung entsprechend den Pfeilen f.. und in jenen Leitungen, die nicht geschlossen sind, eine Umwälzung entsprechend den Pfeilen f2 zu erzielen.The heat exchanger shown in the drawing has a line bundle 1, which is made of a ceramic material, in particular by extrusion, wherein lines serving for circulation are formed which extend in the longitudinal direction and which open into the two ends of the line bundle. A line of two is then closed at the two ends and openings 3 are made, for example by milling or grinding, in those lines whose ends are closed. In this way it is possible to achieve a circulation according to the arrows f .. in those lines which are closed at the ends and a circulation according to the arrows f 2 in those lines which are not closed.

Das Leitungsbündel 1 des Wärmetauschers ist an seinen Enden oder auf jeden Fall so nahe wie möglich zu den Enden mit Seitenwänden 4, 4a von kreisförmigem oder elliptischem Querschnitt versehen. Das Leitungsbündel weist ferner Seitenrippen 5 auf.The conduit bundle 1 of the heat exchanger is at its ends or in any case as close as possible to the Ends with side walls 4, 4a of circular or elliptical cross-section. The bundle of cables furthermore has side ribs 5.

Die Seitenrippen 5 können vorzugsweise während des Strangpressens des Leitungsbündels gebildet werden, d.h. bei der Herstellung desselben. Dagegen werden dieThe side ribs 5 may preferably be formed during the extrusion of the bundle of wires, i.e. in the manufacture of the same. Against the

Seitenwände 4 beispielsweise zur gleichen Zeit angebracht, wenn eine von jeweils zwei Leitungen an den Enden des Leitungsbündels geschlossen wird. Die Ausbildung der Seitenwände 4 und der Verschlussstücke der Leitungen kann durch Sintern oder durch Anbringen eines keramischen Betons oder eines anderen feuerfesten Betons erfolgen, der auf dem Leitungsbündel ausgehärtet ist.Side walls 4 attached at the same time, for example, when one of two lines at the ends of the line bundle is closed. Training the side walls 4 and the closure pieces of the lines can be sintered or by attaching a ceramic concrete or another refractory concrete that hardens on the bundle of pipes is.

Aus Fig. 2 geht hervor, wie das vorausgehend in Verbindung mit Fig. 1 beschriebene Leitungsbündel in einem Mantel 6 angeordnet wird, welcher beispielsweise aus zwei Mantelhälften 7, 8 besteht. Der Mantel wird derart ausgebildet, dass er unter Zwischenschaltung einer Dichtung 9 auf die Seitenwände 4, 4ä aufgebracht wird. Die Dichtung 9 kann eine Metalldichtung, eine Me-tall-Kunststoff-Dichtung, eine Dichtung aus elastomerem Werkstoff oder aus anderen Materialien, entsprechend der Arbeitstemperatur, sein.From Fig. 2 it can be seen how the preceding in connection with Fig. 1 described cable bundle is arranged in a jacket 6, which for example consists of two shell halves 7, 8. The jacket is designed in such a way that it is interposed a seal 9 is applied to the side walls 4, 4ä will. The seal 9 can be a metal seal, a metal-plastic seal, a seal made of elastomer Material or other materials, depending on the working temperature.

Ist der Wärmetauscher zur Kühlung heisser Gase vorgesehen, beispielsweise von Auspuffgasen, die sich entsprechend den Pfeilen f2 bewegen, wobei die Kühlung durch eine den Pfeilen f., folgende umgewälzte Wasserströmung erfolgt, so ist es möglich, für die Dichtung auf der Eingangsseite eine Metalldichtung zu verwenden, während die Dichtung an der Ausgangsseite eine Dichtung aus elastomerem Werkstoff ist.If the heat exchanger is intended to cool hot gases, for example exhaust gases, which move according to the arrows f 2 , the cooling being effected by a circulated water flow following the arrows f., It is possible to use a metal seal for the seal on the inlet side to be used, while the seal on the output side is a seal made of elastomeric material.

Die Mantelhälften 7, 8 enden an ihren beiden Seiten in Leisten 7a, 8a, die auf den vom WärmetauscherThe shell halves 7, 8 end on both sides in strips 7a, 8a, which are on the from the heat exchanger

gebildeten Seitenrippen aufgespannt sind.formed side ribs are stretched.

Die Mantelhälften 7, 8 weisen an ihren Enden Flanschhälften 7.J , 8.. zur Verbindung von Ein- und Austrittsleitungen mit dem Wärmetauscher auf.The jacket halves 7, 8 have at their ends flange halves 7.J, 8 .. for connecting inlet and outlet lines with the heat exchanger.

Die den Mantel bildenden Mantelhälften begrenzen mit dem Wärmetauscher und den Seitenrippen Bereiche 10, 11, die durch die Seitenrippen 5 voneinander getrennt werden, welche Zwischenwände darstellen, die das umgewälzte Fluid zwingen, entsprechend den Pfeilen f.. durch die Leitungen des Leitungsbündels hindurchzutreten. Indem vorgesehen wird, dass das entsprechend dem Pfeil f.. umgewälzte Fluid immer unter einem grösseren Druck steht als das gemäss den Pfeilen f2 strömende Fluid, wird gewährleistet, dass das Leitungsbündel immer unter Druck gehalten wird.The shell halves forming the shell delimit with the heat exchanger and the side ribs areas 10, 11 which are separated from one another by the side ribs 5, which represent partition walls which force the circulated fluid to pass through the lines of the bundle of lines according to the arrows f ... By providing that the fluid circulated according to the arrow f .. is always under a greater pressure than the fluid flowing according to the arrows f 2 , it is ensured that the line bundle is always kept under pressure.

Weist das Leitungsbündel einen rechteckigen oder im wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf, so ist es vorteilhaft, die Seitenwände 4, 4a mit kreisförmigem Querschnitt auszubilden und ferner derart, dass sie gemäss Fig. 3 gegenüber den Seitenrippen 5 einen Vorsprung bilden. In diesem Falle bilden die Mantelhälften 7, 8 vollständige Flansche und Kragen 12, die auf die Seitenwände 4 aufgesetzt sind. Auf diese Weise kann ein Rohrstutzen 13 mit einem Flansch 14 gegen die Aussenseite der Seitenwände 4, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer Dichtung 15, aufgebracht werden. 30If the line bundle has a rectangular or substantially rectangular cross-section, it is advantageous to design the side walls 4, 4a with a circular cross-section and furthermore in such a way that they according to FIG 3 form a projection with respect to the side ribs 5. In this case the shell halves form 7, 8 complete flanges and collars 12 which are placed on the side walls 4. That way you can a pipe socket 13 with a flange 14 against the outside of the side walls 4, optionally with the interposition a seal 15 are applied. 30th

Zweckmässigerweise wird eine Spannbügeleinrichtung 16Appropriately, a clamp device 16

verwendet, um jede Seitenwand 4, 4a jeweils zwischen den Flanschhälften 7. und den Flanschen 14 festzuspannen. Falls die Seitenwände 4, 4a zylindrische Form haben, ist es möglich, den Mantel 6a in einem Teil herzustellen, wobei das Leitungsbündel 1 gemäss Fig. 4 in diesen zylindrischen Mantel eingeschoben ist. Bei dieser Ausführungsform entfallen die Seitenrippen 5, jedoch ist eine mittig angeordnete Seitenwand 17 vorgesehen, welche die Trennung zwischen Einlass und Auslass des entsprechend den Pfeilen f.. umgewälzten Fluids, d.h. des unter hohem Druck stehenden Fluids, gewährleistet.used to clamp each side wall 4, 4a between the flange halves 7. and the flanges 14, respectively. If the side walls 4, 4a have a cylindrical shape, it is possible to produce the jacket 6a in one part, the cable bundle 1 according to FIG. 4 being pushed into this cylindrical jacket. In this embodiment, the side ribs 5 are omitted, but a centrally arranged side wall 17 is provided, which ensures the separation between the inlet and outlet of the fluid circulated according to the arrows f .., ie the fluid under high pressure.

Fig. 5 zeigt schematisch, dass diese Einrichtung derart ausgestaltet werden kann, dass sie komplexere Fluidumwälzungen, entsprechend den Pfeilen f1, ermöglicht, wenn die Bedingungen des Wärmetauschers und die Ladungsverluste dies erfordern. 5 shows schematically that this device can be designed in such a way that it enables more complex fluid circulations, according to the arrows f 1 , if the conditions of the heat exchanger and the charge losses require this.

Falls der Druck des Fluids, welches den höheren Druck aufweist, einen Pegel erreicht, bei welchem der auf die geschlossenen Enden der Umwälzkanäle ausgeübte Druck Spannungen verursacht, die für eine lange Lebensdauer des Leitungsbündels 1 nachteilig wären, so ist es möglich, das Leitungsbündel unter mechanischem Druck zu halten.If the pressure of the fluid having the higher pressure reaches a level at which the on The pressure exerted on the closed ends of the circulation ducts causes stresses which would be detrimental to a long service life of the line bundle 1, so is it is possible to keep the cable bundle under mechanical pressure.

Fig. 6 stellt Zugbolzen 18 dar, die zur Ausübung einer Druckkraft auf die endseitigen Seitenwände 4a, unter Zwischenschaltung von Flanschen 14, dienen, wobei eine elastische Dichtung 19 in diesem Falle zwischenFig. 6 shows tension bolts 18, which are used to exercise a Pressure force on the end side walls 4a, with the interposition of flanges 14, are used, wherein an elastic seal 19 in this case between

den Seitenwänden 4, 4a und den Flanschen 14 vorgesehen ist, um Dehnungsunterschiede zwischen dem Leitungsbündel 1 und den Zugbolzen 18 aufzunehmen. the side walls 4, 4a and the flanges 14 are provided is to accommodate expansion differences between the cable bundle 1 and the tie bolts 18.

Fig. 7 stellt eine Ausführung dar, gemäss welcher die Zugbolzen 18 mit elastischen Druckelementen 20 ausgestattet sind, welche eine permanente längsgerichtete Vorspannung auf das Leitungsbündel 1 ausüben.Fig. 7 shows an embodiment according to which the Draw bolts 18 are equipped with elastic pressure elements 20, which have a permanent longitudinal Apply pre-tension to the cable bundle 1.

Die Fig. 8 bis 10 stellen eine weitere Ausführungsform dar, gemäss welcher das Leitungsbündel 1 immer ausgehend von einer stranggepressten Anordnung hergestellt wird, bei welcher beispielsweise von zwei Umwälzleitungen eine anschliessend an den Enden abgeschlossen wird, wobei diese Leitungen durch Fräsen, Schleifen oder eine andere Bearbeitung mit öffnungen 3 versehen werden, mittels welchen das Fluid entsprechend den Pfeilen f. umgewälzt wird. Jedoch weist das Leitungsbündel keine Seitenwände 4, 4a und keine Seitenrippen 5 auf, wodurch seine Herstellung durch Strangpressen oder ein anderes analoges Verfahren erheblich erleichtert wird.8 to 10 show a further embodiment, according to which the bundle of lines 1 always starting from an extruded arrangement, in which, for example, two circulation lines one is then completed at the ends, these lines by milling, grinding or some other processing can be provided with openings 3, by means of which the fluid according to the Arrows f. Is circulated. However, the wire bundle has no side walls 4, 4a and no side ribs 5, which greatly facilitates its manufacture by extrusion or another analogous process will.

Bei dieser Ausführungsform ist eine geformte Dichtung 21 um das Leitungsbündel gelegt und bildet zwei Gürtel 21a, 21b, die durch zwei seitliche Stäbe 21.., 212 miteinander verbunden werden. Unter Berücksichtigung der Umwälzrichtung des Fluids, insbesondere des zu kühlenden Gases, ist der Gürtel 21a der stromaufwärtsgelegene Gürtel, und er ist gegenüber der Eingangsseite der genannten zu kühlenden Gase zurückversetzt. Somit werdenIn this embodiment, a molded seal 21 is placed around the bundle of lines and forms two belts 21a, 21b which are connected to one another by two lateral rods 21 ..., 21 2. Taking into account the direction of circulation of the fluid, in particular of the gas to be cooled, the belt 21a is the upstream belt, and it is set back with respect to the inlet side of the said gases to be cooled. Thus become

die Gase vorgekühlt und das Leitungsbündel oder der Wärmetauscherkörper befindet sich im Bereich des Gürtels 21a bereits auf einer relativ niedrigen Temperatur, wodurch die Dichtung 21 kostengünstig aus elastomerem Werkstoff hergestellt werden kann.the gases are pre-cooled and the bundle of lines or the heat exchanger body is located in the area of the belt 21a already at a relatively low temperature, whereby the seal 21 is made of elastomeric Material can be produced.

Ein aus feuerfesten Fasern bestehendes Teil 22 ist im Bereich der Eintrittsseite zwischen dem Körper des Leitungsbündels 1 und dem Mantel 6 angeordnet, um die heissen Gase an einem Bestreichen des eine Dichtung bildenden Gürtels 21a zu hindern und ferner um eine Ansammlung von Kondensat in der stromaufwärtigen Zone, d.h. im Bereich 23, zu verhindern.A part 22 made of refractory fibers is in the area of the entry side between the body of the Line bundle 1 and the jacket 6 arranged to the hot gases at a coating of a seal forming belt 21a and also to prevent accumulation of condensate in the upstream zone, i.e. in area 23 to prevent.

Der Mantel 6 besteht beispielsweise auch hier aus zwei Mantelhälften 6a, 6b, mit Randbereichen 6.. , die sich gegen die Stäbe 21- abstützen. Die Mantelhälften 6a, 6b werden durch eine beliebige Bewehrung eingespannt, beispielsweise durch Elemente 24 mit U-förmigem Querschnitt, die senkrecht gegenüber den Gürteln 21a, 21b vorgesehen sind.The jacket 6 consists here, for example, of two jacket halves 6a, 6b, with edge regions 6 .., which support against the bars 21-. The jacket halves 6a, 6b are clamped in by any kind of reinforcement, for example by elements 24 with a U-shaped cross-section, which are provided perpendicular to the belts 21a, 21b.

Fig. 9 zeigt, dass die öffnungen 3 derart angebracht sein können, dass der Strom der Kühlflüssigkeit entsprechend einer Schleife 25 verläuft. Dieses Fluid, welches mit einem höheren Druck umgewälzt wird als das durch das Leitungsbündel gemäss den Pfeilen f2 hindurchtretende Fluid, hält infolgedessen dieses immer unter Druck, da es gleichzeitig auf die Aussenwand wie auch in den eigenen UmwälζIeitungen zur Wirkung kommt.FIG. 9 shows that the openings 3 can be arranged in such a way that the flow of the cooling liquid runs in a loop 25. This fluid, which is circulated at a higher pressure than the fluid passing through the bundle of lines according to arrows f 2 , consequently always keeps it under pressure, since it acts simultaneously on the outer wall and in its own circulation lines.

Fig. 11 zeigt eine Äusführungsform gemäss welcher der Mantel aus einem Gehäuse 61 besteht, welches vorzugsweise trapezförmig ist und welches Randabschnitte 6'.. aufweist, die mittels eines Deckels 27 zum Einspannen von vorspringenden Bereichen 26 der Gürtel 21a, 21b dienen.11 shows an embodiment according to which the jacket consists of a housing 6 1 which is preferably trapezoidal and which has edge sections 6 '... which are used by means of a cover 27 to clamp projecting areas 26 of belts 21a, 21b.

In Fig. 12 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, gemäss welcher der Mantel 6 rohrförmig ausgebildet ist und an seinen Enden mit ununterbrochenen Flanschen 7a versehen ist. In diesem Fall bilden die Gürtel 21a, 21b mindestens eine verformbare Lippe 28, die gegen den Bereich 29 gerichtet ist, in welchem das zweite als Kühlmittel dienende Fluid umgewälzt wird. Der Druck dieses Fluids hält somit die Lippen gegen die Innenwand des Mantels 6. Zur Verbesserung der Abdichtung ist es möglich, die Lippen 28 gegen Rohrvorsprünge 30 anzulegen, die durch den Mantel gebildet werden.In Fig. 12 a further embodiment is shown, according to which the jacket 6 is tubular and at its ends with uninterrupted Flanges 7a is provided. In this case the belts 21a, 21b form at least one deformable lip 28, which is directed against the area 29 in which the second fluid serving as a coolant circulates will. The pressure of this fluid thus holds the lips against the inner wall of the jacket 6. For improvement the seal, it is possible to apply the lips 28 against pipe projections 30 which are formed by the jacket will.

Um die Abdichtung zwischen den Stäben 2I1 und dem e ιTo the seal between the rods 2I 1 and the e ι

Inneren des Mantels zu gewährleisten, können diese auch mit verformbaren Lippen ausgestattet sein, die sich mit den Lippen 28 wieder vereinen können,-oder es ist, wie gezeigt, möglich, eine Nut oder mehrere Nuten 31 vorzusehen, die eine Labyrinthdichtung bilden. Bestimmte Nuten 31 können ganz oder teilweise von einer Längsrippe oder mehreren Längsrippen ausgefüllt werden, die am Inneren des Mantels 6 vorhanden sind.To ensure inside the jacket, these can also be equipped with deformable lips that can reunite with the lips 28, -or it is possible, as shown, one or more grooves Provide grooves 31 which form a labyrinth seal. Certain grooves 31 can be wholly or partially be filled by a longitudinal rib or several longitudinal ribs that are present on the interior of the jacket 6 are.

Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind im RahmenFurther embodiments of the invention are within the scope

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der anliegenden Ansprüche möglich und werden von diesen mitumfasst.of the attached claims are possible and are also covered by these.

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Claims (25)

HOFFMANNHOFFMANN , PATENT- UND1-RtEtTnTSArAVACt-S ·· ·· , PATENT AND 1- RtEtTnTSArAVACt-S ·· ·· PATENTANWÄLTE DIPC.-ING. W. EITLE ■ DR. RER. NAT. K. HOFFMANN · DIPL.-ING. W. LEHNPATENTANWÄLTE DIPC.-ING. W. EITLE ■ DR. RER. NAT. K. HOFFMANN DIPL.-ING. W. LEHN DIPL-INe. K. FDCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN · DR. RER. NAT. H.-A. BRAUNS · DIPL.-INQ. K. GORGDIPL-INe. K. FDCHSLE DR. RER. NAT. B. HANSEN · DR. RER. NAT. HA. BRAUNS DIPL.-INQ. K. GORG DIPL.-ING. K. KOHLMANN · RECHTSANWALT A. NETTEDIPL.-ING. K. KOHLMANN · LAWYER A. NETTE 38 081/238 081/2 SOCIETE ANONYME DES USINES CHAUSSON, F-92601 ASNIERES CEDEX / FRANKREICHSOCIETE ANONYME DES USINES CHAUSSON, F-92601 ASNIERES CEDEX / FRANCE Wärmetauscher für zwei Fluide , wovon eines korrosiv sein kann Heat exchanger for two fluids , one of which can be corrosive PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS Wärmetauscher für zwei Fluide, wovon eines korrosiv sein kann, wobei der Wärmetauscher ein Leitungsbündel aus keramischem Werkstoff aufweist, dadurch gekennzeichnet , dass das Leitungsbündel (1) einer Druckspannung ausgesetztHeat exchanger for two fluids of which, one can be corrosive, wherein the heat exchanger comprises a pipe bundle of ceramic material, characterized in that the bundle of lines (1) exposed to a compressive stress ist, die von jenem der beiden Fluide ausgeübt wird, das den grösseren Druck aufweist, und das den freien Raum zwischen dem Leitungsbündel (1) und dem Mantel (6) des Wärmetauschers einnimmt. 10which is exerted by that of the two fluids which has the greater pressure and which is the occupies free space between the bundle of lines (1) and the jacket (6) of the heat exchanger. 10 2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet , dass die zwischen dem Leitungs-2. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that g e k e η η indicates that the ELLASTRASSE 4 . D-8OOO MÜNCHEN «i · TEL FFON1 Ttncr\ οιιηο-7 τπELLASTRASSE 4. D-8OOO MUNICH «i · TEL FFON 1 Ttncr \ οιιηο-7 τπ — ο *—- ο * - bündel (1) und dem Mantel (6) vorhandenen freien Räume als Verteilungskammern dienen.bundle (1) and the jacket (6) existing free spaces serve as distribution chambers. 3. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , dass3. Heat exchanger according to one of claims 1 and 2, characterized in that das Leitungsbündel (1) in einem Mantel (6) angeordnet ist und dass das Fluid mit dem grösseren Druck zumindest teilweise den Raum zwischen dem Leitungsbündel und dem Mantel einnimmt. 10the bundle of lines (1) is arranged in a jacket (6) and that the fluid with the larger Pressure at least partially occupies the space between the bundle of lines and the jacket. 10 4. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , dass der Raum zwischen dem Leitungsbündel (1) und dem Mantel (6) in zwei Abschnitte unterteilt ist, wovon einer mit dem Einlass des Fluids mit dem höheren Druck und der andere mit dem Auslass dieses Fluids verbunden ist.4. Heat exchanger according to one of claims 1 to 3, characterized in that the space between the cable bundle (1) and the jacket (6) is divided into two sections, of which one with the inlet of the fluid with the higher pressure and the other with the outlet of this Fluid is connected. 5. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, · dadurch gekennzeichnet , dass das Leitungsbündel (1) durch Strangpressen hergestellt ist, um Längskanäle auszubilden, wovon gewisse an ihren beiden Enden abgeschlossen sind, und dass öffnungen (3) in der Seitenwand des Leitungsbündels angebracht sind, um den Durchtritt des Fluids mit höherem Druck zu gestatten.5. Heat exchanger according to one of claims 1 to 4, · characterized in that the Wire bundle (1) is manufactured by extrusion to form longitudinal channels, some of which are closed at both ends, and that openings (3) in the side wall of the cable bundle are attached to allow the passage of the fluid at higher pressure. 6. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , dass das Leitungsbündel mit Seitenrippen (5) oder seitlichen Stäben (2I1) versehen ist.6. Heat exchanger according to one of claims 1 to 5, characterized in that the line bundle is provided with side ribs (5) or side bars (2I 1 ). 7. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , dass das Leitungsbündel mit Seitenrippen (5) und an seinen Enden mit kreisförmigen oder elliptischen Flanschen (4, 4a) versehen ist, die aus keramischem Werkstoff oder aus feuerfestem Beton bestehen, der Keramik sein kann.7. Heat exchanger according to one of claims 1 to 6, characterized in that the Cable bundle with side ribs (5) and at its ends with circular or elliptical flanges (4, 4a), which are made of ceramic material or of refractory concrete, the ceramic can be. 8. Wärmetauscher'nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , dass der Mantel zwei Mantelhälften (7, 8) aufweist, die an den Seitenwänden (4, 4a) und den Seitenrippen (5) anliegen.8. Heat exchanger according to one of claims 1 to 7, characterized in that the jacket has two jacket halves (7, 8) which bear against the side walls (4, 4a) and the side ribs (5). 9. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch Dichtungen (9, 15) zwischen den Seitenwänden (4, 4a) und Flanschen (7..) und Seitenrippen (5), wobei die Dichtungen aus Metall oder Kunststoff oder aus Metall-Kunststoff-Zusammensetzungen bestehen.9. Heat exchanger according to one of claims 1 to 8, characterized by seals (9, 15) between the side walls (4, 4a) and flanges (7 ..) and side ribs (5), with the seals of metal or plastic or of metal-plastic compositions exist. 10. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , dass die Seitenwände (4, 4a) in einem Kragen (12) gehalten werden, der ausgehend von den Flanschen des Mantels (7) gebildet wird und dass ein Flansch (14). der Einlassleitung bzw. der Auslassleitung ebenfalls gegen jede Seitenwand (4, 4a) gepresst und durch eine Spannbügeleinrichtung (16) gehalten wird.10. Heat exchanger according to one of claims 1 to 8, characterized in that the Side walls (4, 4a) are held in a collar (12) which, starting from the flanges of the shell (7) is formed and that a flange (14). the inlet line or the outlet line as well is pressed against each side wall (4, 4a) and held by a clamp device (16). 11. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 10,11. Heat exchanger according to one of claims 1 to 10, dadurch gekennzeichnet , dass das Leitungsbündel (1) zwischen den endseitigen Seitenwänden mindestens eine Seitenwand (17) aufweist,characterized in that the bundle of lines (1) between the end side walls has at least one side wall (17), 12. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet , dass der Mantel als einteiliges Rohrelement ausgebildet ist.12. Heat exchanger according to one of claims 1 to 11, characterized in that the jacket is designed as a one-piece tubular element is. 13. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet , dass das Leitungsbündel (1) zusätzlich der Wirkung einer mechanischen Druckkraft ausgesetzt ist, die in seiner Längsrichtung einwirkt.13. Heat exchanger according to one of claims 1 to 12, characterized in that the bundle of lines (1) also has the effect of a mechanical compressive force is exposed, which acts in its longitudinal direction. 14. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet , dass die Druckkraft durch Zugbolzen (18) ausgeübt wird, welche die Seitenwände verbinden, die sich auf die Aussenseite der Seitenwände des Leitungsbündels abstützen.14. Heat exchanger according to one of claims 1 to 13, characterized in that the compressive force is exerted by tension bolts (18), which connect the side walls, which are on the outside of the side walls of the cable bundle prop up. 15. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet , dass elastische Dichtungen (15) zwischen den Flanschen15. Heat exchanger according to one of claims 1 to 14, characterized in that elastic Seals (15) between the flanges (14) und den Seitenwänden (4, 4a) angeordnet sind.(14) and the side walls (4, 4a) are arranged. 16. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet , dass die Zugbolzen (18) mit elastischen Elementen (20) versehen sind, die eine Vorspannung ausüben.16. Heat exchanger according to one of claims 1 to 15, characterized in that the tension bolts (18) are provided with elastic elements (20) that exert a bias. 17. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet , " dass das Leitungsbündel (1), falls es nicht mit Seitenwänden (4, 4a) und Seitenrippen (5) ausgestattet ist, von einer geformten Dichtung umgeben wird, die aus zwei Stäben (2I1, 21 o) und zwei Gürteln (21a, 21b) gebildet wird, um die Abdichtung mit dem Mantel zu gewährleisten.17. Heat exchanger according to one of claims 1 to 16, characterized in that "that the line bundle (1), if it is not equipped with side walls (4, 4a) and side ribs (5), is surrounded by a molded seal consisting of two Rods (2I 1 , 21 o ) and two belts (21a, 21b) is formed to ensure the seal with the jacket. 18, Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet , dass der Gürtel (21a), welcher auf dem wärmsten Teil des Leitungsbündels liegt, gegenüber dem wärmsten Ende des Leitungsbündels versetzt ist, und dass dieses Ende von einem feuerfesten Seil (22) umgeben wird, welches zwischen dem Leitungsbündel (1) und dem Mantel (6) angeordnet ist.18, heat exchanger according to one of claims 1 to 17, characterized in that the belt (21a) which is on the warmest part of the Line bundle is offset from the warmest end of the line bundle, and that this The end of a fire-resistant rope (22) is surrounded, which between the cable bundle (1) and the Sheath (6) is arranged. 19. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet , dass die Stäbe (21 .j) gegenüber den Gürteln (21a, 21b) einen Vorsprung bilden und zwischen den Randabschnitten festgeklemmt werden, die durch die beiden den Mantel bildenden Mantelhälften (7, 8) gebildet werden.19. Heat exchanger according to one of claims 1 to 18, characterized in that the rods (21 .j) opposite the belts (21a, 21b) a Form a projection and are clamped between the edge portions, which are through the two Shell-forming shell halves (7, 8) are formed. 20. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet , dass der Mantel aus einem Gehäuse (61) und einem Deckel20. Heat exchanger according to one of claims 1 to 19, characterized in that the jacket consists of a housing (6 1 ) and a cover (27) besteht, zwischen welchen jeweils die Gürtel (21a, 21b) und die vorspringenden Bereiche (26),(27), between which the belts (21a, 21b) and the protruding areas (26), die. ausgehend von den Gürteln gebildet werden, zusammengedrückt werden.the. formed starting from the belts, are compressed. 21. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet , dass das Gehäuse (61) einen leicht trapezförmigen Querschnitt hat.21. Heat exchanger according to one of claims 1 to 20, characterized in that the housing (6 1 ) has a slightly trapezoidal cross-section. 22. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet , dass der Mantel (6) rohrförmig ausgebildet und an seinen Enden mit ununterbrochenen Flanschen (7a) versehen ist, und dass die Gürtel (21a, 21b) mindestens
eine verformbare Lippe (28) bilden, die gegen jenen Bereich gerichtet ist, in welchem das Fluid mit dem höchsten Druck umgewälzt wird.22. Heat exchanger according to one of claims 1 to 21, characterized in that the jacket (6) is tubular and is provided at its ends with uninterrupted flanges (7a), and that the belt (21a, 21b) is at least
form a deformable lip (28) which is directed against the area in which the fluid is circulated with the highest pressure. 23. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet , dass die Stäbe (2I1, 212), welche die Gürtel (21a, 21b)23. Heat exchanger according to one of claims 1 to 22, characterized in that the rods (2I 1 , 21 2 ), which the belts (21a, 21b) verbinden, ebenfalls mindestens eine verformbare Lippe bilden.connect, also form at least one deformable lip. 24. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet , dass die Stäbe (21..) mindestens eine Nut (31) einer Labyrinthdichtung bilden.24. Heat exchanger according to one of claims 1 to 23, characterized in that the rods (21 ..) have at least one groove (31) of a labyrinth seal form. 25. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet , dass der Mantel (6) VorSprünge (30) bildet, die mit den verformbaren Lippen der Gürtel (21a) und/oder der Stäbe (21 -j) zusammenwirken.25. Heat exchanger according to one of claims 1 to 24, characterized in that the Sheath (6) projections (30) formed with the deformable Lips of the belt (21a) and / or the bars (21 -j) interact.
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