DE635969C

DE635969C - Waermeaustauscher aus spiralig aufgewickelten, in ihrer Lage durch Spiralnuten einer Stirnwand gefuehrten Baendern

Info

Publication number: DE635969C
Application number: DEJ50034D
Authority: DE
Original assignee: SOREN JORGEN JENSEN
Current assignee: SOREN JORGEN JENSEN
Priority date: 1934-06-27
Filing date: 1934-06-27
Publication date: 1936-10-01
Also published as: NL39841C

Description

Wärmetauscher zur Erwärmung oder Kühlung von Flüssigkeiten mit zwei oder mehr voneinander unabhängigen Kanalanordnungen, die durch spiralförmige Aufwicklungen eines oder mehrerer Metallbänder in dem Zwischenraum zwischen parallel zueinander angebrachten Stirnplatten gebildet werden, sind bekannt. Wärmetauscher dieser Art gewähren sehr guten Wärmeübergang, da die Stärke des Metallbandes nur gering zu sein braucht. Um derartige Wärmetauscher leicht zerlegen und reinigen zu können, sind die Kanäle an ihren Stirnkanten offen und nur durch Abstandsstege in ihrer Lage gehalten; die Kanäle sind durch abnehmbare Deckel verschlossen und gegeneinander durch zwischen die Kanten und die Deckel eingelegte Gummiplatten abgedichtet.

Es sind auch schon Wärmetauscher, bei denen ein spiralig aufgewickeltes Band auf der einen Stirnseite in der Spiralnut einer den Kanal abschließenden metallischen Stirnwand festgehalten wird, so daß besondere Abstandshalter entbehrlich sind, bekannt.

Die Erfindung besteht, ausgehend vom bekannten Aufbau der Wärmetauscher mit spiralförmig aufgewickelten Metallbändern, darin, daß das spiralig aufgewickelte Band zwischen zwei Stirnwänden vorgesehen ist, die mit Gummiplatten bekleidet sind, deren eine mit einer Spiralnut versehen ist, in welche die eine Kante des Bandes eingeführt ist und welche zum Festhalten und zur Verformung des Bandes dient, während die andere Gummiplatte eben und gegen die andere Kante des Bandes fest angepreßt gehalten ist.

In eine Gummiplatte lassen sich aber Spiralnuten leichter einarbeiten oder eingießen als in eine Metallplatte. Die Spiralnut kann infolge der Nachgiebigkeit des Gummis eingeschnitten und so schmal gehalten werden, daß das Einbringen der Bänder nicht wesentlich erschwert und trotzdem ein dichtendes Festklemmen" der Bänder erreicht wird.

Die neue Anordnung eignet sich besonders für die Aneinanderreihung mehrerer zwischen gummibelegten Platten angeordneter Metallbänder, da durch das Festhalten der Bänder in den Gumminuten ein leichterer Zusammen- und Auseinanderbau sowie eine bessere Reinigung des Wärmetauschers ermöglicht wird.

Auf der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes dargestellt.

Fig. ι zeigt einen senkrechten Längsschnitt eines Wärmetauschers mit Platten, die auf beiden Seiten eines Traggestelles angeordnet sind,

Fig. 2 zeigt einen senkfechten Schnitt nach Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch eine Einzelheit in größerem Maßstab,

Fig. 4 zeigt in kleinerem Maßstab einen Wärmetauscher mit vier Gruppen von Platten auf beiden Seiten eines Traggestelles,

Fig. 5 zeigt einen Wärmetauscher mit einer Gruppe von auf einem Ständer abgestützten waagerechten Platten und

Fig. 6 zeigt einen Wärmetauscher mit ΖΛΧ% Gruppen von waagerecht liegenden Plattöi* die auf einem gemeinsamen Traggestell anggf bracht sind.

Der in Fig. ι dargestellte Wärmetauscher besteht aus in Spiralen aufgewickelten Bändern 4, die mit Gummiplatten 5 als Zwischenglieder zwischen Platten 6 eingespannt sind. Die eine Kante der Bänder 4 ist erfindungsgemäß in Spiralnuten der einen Gummiplatte 5 versenkt, wohingegen die andere Kante unmittelbar an einer ebenen Gummiplatte anliegt. Der Wärmetauscher wird von einem Gestell 7 getragen, welches am oberen Ende zwei kreisförmige, einander parallele Wandungen 8, 9 aufweist, welche in der gleichen Weise wirksam sind wie eine der Platten 6 und welche außen mit Gummiplatten 5 bekleidet sind, gegen welche die beiden nächstliegenden Bänder 4 anliegen. An den Enden ist der Wärmetauscher durch Wandungen 10 und 11 abgeschlossen, welche jede für sictr durch eine Gummiplatte 5 von dem zunächst liegenden Band 4 getrennt sind. Das Ganze wird durch zwei durchgehende Bolzen 12, 13 (s. Fig. 2) zusammengehalten, die beispielsweise durch Muttern mit den Wandungen 10 und 11 verbunden sind.

Das Gestell 7 hat die Form eines geschlossenen Behälters, der z. B. teilweise mit heißem Wasser gefüllt sein kann. Im Wasser ist eine Schleuderpumpe 14 mit Flügelrädern 15, EinsaugöfEnungen 16 und 17 sowie einem Druckrohr 18 angeordnet, durch welches das heiße Wasser in einer oder mehr Windungen zwischen den Bändern 4 emporgedrückt wird. Das Wasser läuft durch einen Stutzen 19 zum Behälter im Gestell 7 zurück'. Das Flügelrad 15 sitzt auf der Welle 20, die von einer Riemenscheibe 21 angetrieben wird.

In den Platten 6 und in den sich anschließenden Gummiplatten 5 sind an verschiedenen Stellen Durchlaßöffnungen 22 vorgesehen, durch welche die verschiedenen Flüssigkeiten, Dampf usw., von einem der Kanäle in den Windungen eines Bandes 4 zu- einem anderen Kanal mit Windungen 4 strömen können. Ferner sind verschiedene Ein- und Auslaßstutzen 23, 24, 25, 26, 27, 28 für die Flüssigkeiten, die durch den Wärmetauscher geführt werden sollen, sowie Rohrleitungen 29, 30 vorgesehen, welche Flüssigkeit von einem Teil des Wärmetauschers zu einem anderen oder durch eine Ableitung desselben leiten, in welcher die betreffende Flüssigkeit nicht umlaufen soll. Der Wärmetauscher ist von zylindrischen Mänteln 31 umgeben.

Die gezeigte Vorrichtung ist in vier verschiedene Abteilungen eingeteilt, welche je ein oder mehrere nebeneinanderliegende Bän-.fler umfassen; Ausbildung und Wirkungsweise dieser Abteilungen geht aus den folgen-,4ds?ii Ausführungen hervor, in denen als Bei-.v'sfsäel der Verwendbarkeit des Wärmetauschers '■'eine besondere Art der Verwendung desselben beschrieben ist.

Der Durchgang der verschiedenen Flüssigkeiten durch den Wärmetauscher ist durch Pfeile gekennzeichnet, welche jedoch zum Teil lediglich den Weg der Flüssigkeiten so darstellen, wie er sich in der Zeichenebene zeigt; in Wirklichkeit strömen natürlich die Flüssigkeiten in den von den Windungen gebildeten spiralförmigen Kanälen spiralförmig entweder von außen nach innen zur Achse des Wärmetauschers zu oder von innen nach außen gegen dessen Umfang.

Durch die Stutzen 23 wird rohe Milch zu den Kanälen zwischen den Windungen derjenigen beiden Bänder 4 geleitet, die der Wand 9 am nächsten liegen. Während die Milch zwischen zwei miteinander parallel verbundenen Kanälen strömt, wird sie erwärmt, wie unten näher erklärt werden soll, z. B. von io° C auf 50° C; durch den Stutzen 27 wird die erwärmte Milch zu einem Frischluftabscheider geleitet. Diese beiden go Bänder können als Regenerativabteilung bezeichnet werden.

Die vom Frischluftabscheider abgegebene Magermilch, welche eine Temperatur von 50° C hat, wird durch den Stutzen 24 zu Kanälen zwischen den Windungen der drei Bänder 4 geleitet, welche links der Wandung8 liegen. Gleichzeitig wird Wasser vom Behälter im Gestell 7 durch das Druckrohr 18 nach anderen Kanälen zwischen den Windungen desselben Bandes gepumpt; dieses Wasser wird durch den Stutzen 19 zum Behälter im Gestell 7 zurückgeführt. Es hat eine Temperatur von 96⁰ C, und seine Wärme wird im Behälter in geeigneter Weise konstant erhalten. In den Kanälen zwischen diesen drei Bändern 4 wird die Magermilch von etwa 50 ° C auf etwa 90 ° C erwärmt. Diese drei Bänder bilden eine besondere Gruppe, die als die Pasteurisierabteilung bezeichnet werden kann, da die Magermilch bei ihrem Durchgang durch diese Abteilung pasteurisiert wird. Hierauf wird die Magermilch durch eine öffnung 22_a zu einer dritten Abteilung geleitet, bestehend aus den beiden Bändern 4, welche der Schlußwand 10 am nächsten liegen. Diese Bänder sind derart aufgewickelt, daß sie nur einen einzelnen Kanal bilden. Die Magermilch wird bei ihrem Durchgang durch diese Abteilung daher _.weder erwärmt noch abgekühlt. Sie behält ihre Temperatur, etwa C, während der etwa 20 Sekunden, die

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der Durchgang dauert, bei; diese Abteilung kann somit als Erhaltungsabteilung bezeichnet werden.

Nachdem die Magermilch diese Abteilung durchströmt hat, wird sie durch das Rohr 29 nach der Regenerativabteilung geleitet, welche, wie oben erwähnt, aus zwei Bändern besteht, die der rechten Seite der Wand 9 am nächsten liegen. Sie durchströmt hier Kanäle, die zwi-.10 sehen denjenigen liegen, durch welche die Vollmilch strömt; sie wird dabei im Gegenstrom zu dieser geleitet. Dadurch wird die Magermilch von etwa 90⁰C auf etwa 50° C abgekühlt, während gleichzeitig die Vollmilch von etwa io° C auf etwa 50⁰ C erwärmt wird. Die Magermilch verläßt die Regenerativabteilung durch die Öffnung 22₆ und strömt in eine vierte Abteilung hinein, in die Kühlabteilung, wo sie von etwa 50⁰ C auf etwa 15⁰ C abgekühlt wird. Die Flüssigkeit verläßt diese Abteilung durch das Rohr 30 und den Stutzen 25, um in einen Magermilchbehälter geführt zu werden. Gleichzeitig wird kaltes Wasser durch den Stutzen 28 zur Kühlabteilung geleitet, in welcher das Wasser Kanäle durchströmt, welche zwischen .den Magermilchkanälen angeordnet sind, und in welchen das Wasser im Gegenstrom zur Magermilch hindurchgeleitet wird, worauf das verbrauchte Wasser durch den Stutzen 26 abgeleitet wird.

Selbstverständlich kann der Wärmetauscher

auch so eingerichtet werden, daß er eine etwas abweichende Wirkung entfaltet; so kann er beispielsweise in eine größere oder kleinere Anzahl von Abteilttngen geteilt werden, deren jeder eine besondere Aufgabe zugeordnet ist.

Bei der Zerlegung des Wärmetauschers wird das Band 4 mit derjenigen Gummiplatte 5 verbunden bleiben, in welcher sich Rillen zur Aufnahme der Ränder des Bandes befinden.

Der Gegenstand der Erfindung kann noch in anderen Ausführungsformen als der in der Zeichnung dargestellten angewandt werden. So kann das Gestell 7 jede beliebige andere Form haben; gegebenenfalls kann es durch zwei Gestelle ersetzt werden;, wobei an jedem Ende des Wärmetauschers eines dieser Gestelle vorgesehen ist. Es können auch waagerecht liegende Platten 6 angewandt werden, so daß der Wärmetauscher die Form einer Säule bekommt; es kann schließlich eine Fundamentplatte angewandt werden, auf welcher waagerecht liegende Platten in Form von zwei oder mehr Säulen angeordnet sind. An Stelle heißen Wassers wäre auch die Verwendung von Dampf zur Erwärmung der Flüssigkeiten denkbar.

Claims

Patentansprüche:

ι . Wärmetauscher zur Erwärmung oder Abkühlung von Flüssigkeiten mit voneinander unabhängigen Kanalanordnungen für die hinsichtlich ihres Wärmezustandes zu verändernde Flüssigkeit sowie für das Heiz- bzw. Kühlmittel, zwischen denen der Wärmetausch über Trennwände aus spiralig aufgewickelten, in ihrer Lage durch Spiralnuten einer Stirnwand geführten und gehaltenen Bändern stattfindet, dadurch gekennzeichnet, daß das spiralig aufgewickelte Band zwischen Gummiplatten angeordnet ist, deren eine mit einer ,Spiralnut versehen ist, in welche die eine Kante des Bandes eingeführt ist, während die andere eben und gegen die andere Kante des Bandes fest angepreßt gehalten ist.
2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere spiralig aufgewickelte Bänder, welche je. zwischen zwei Gummiplatten angebracht sind, deren eine eine Spiralnut zur Aufnahme des Bandes besitzt, während die · zweite eben ist, hintereinander in waagerechter Anordnung vorgesehen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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