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Wärmeaustauscher Die vorliegende Erfindung betrifft Verbesserungen
an Wärmeaustauschern, die es gestatten, diese Geräte beliebig t. als Wärmeaustauscher
mit unmittelbarem Wärmeaustausch, 2. als Wärmeaustauscher mit mittelbarem Wärmeaustausch,
3. als Wärmeaustauscher mit gleichzeitig unmittelbarem und mittelbarem Wärmeaustausch
durch die einfache Anwendung von zwei Hähnen arbeiten zu lassen, von denen der eine
den Zufluß der Flüssigkeit und der andere den Auslaß bestimmt. Dadurch ist es möglich,
mit ein und demselben Gerät die Flüssigkeit in unmittelbaren Wärmeaustausch mit
dem gasförmigen :Mittel zu bringen und den Wärmeaustausch zu erleichtern und zeitlich
zu verlängern und von dem unmittelbaren auf mittelbaren Wärmeaustauschvorgang oder
umgekehrt überzugehen oder sogar die beiden Vorgänge zu verbinden. Bei Anwendung
des unmittelbaren Wärmeaustausches nach der bekannten Art der Berieselung ergeben
sich bei der vorliegenden Erfindung die nachstehenden Vorteile: t. bestimmte Verteilung
der Flüssigkeit über die ganze Austauschfläche, 2. größere Festigkeit bei geringerem
Gewicht, 3. -.Möglichkeit eines verlängerten Wärmeaustausches, 4. kleines Volumen,
5. große Erleichterung der Durchführung.
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Bei unmittelbarem Wärmeaustausch ist der Wärmeaustauscher nach der
Erfindung durch die neuartige Anwendung gekennzeichnet, daß in einer von
dem gasförmigen Mittel durchlaufenen Umhüllung eine oder mehrere Reihen von am oberen
Ende offenen senkrechten Röhren mit dazu senkrechten Rippen angeordnet sind, in
deren Inneres von unten nach oben die Flüssigkeit eintritt und
durch
Überströmen auf die Rippen abgeleitet wird, die in absteigenden, durch eine Normale
zur Rohrachse erzeugten Spiralen die einzelnen Rohre umlaufen, wobei die erste obere
halbe Windung der Rippen entgegengesetzt als die anderen Windungen verläuft, so
daß die übergeströmte Flüssigkeit in Form zweier Filme, einer auf der Oberseite
der Rippe, der andere auf der unteren Seite, herabfließt, während in Abständen angeordnete
Bohrungen die Gleichmäßigkeit der Verteilung der Flüssigkeit längs der Rippenflächen
sichern. Die Rohre mit Rippen können aus Metall oder anderem festen Stoff hergestellt
sein.
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Die lange Strecke, die die Flüssigkeit auf und unter der Rippe, deren
Steigung sehr klein gewählt sein kann, durchläuft, gestattet eine günstig verlängerte
Berührung und einen vollständigen direkten Wärmeaustausch der beiden Mittel.
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An Stelle einer einzelnen können für jedes Rohr zwei oder mehrere
Rippen vorgesehen werden, um eine stärkere Steigung für den Abfluß zu erhalten;
in diesem Fall wird natürlich der Anteil, der am oberen Ende des Rohres auf jede
Rippe zur Umkehr entfällt, auf einen entsprechenden Sektor verringert.
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In dem Teil seines Aufbaues, der den unmittelbaren und den mittelbaren
Austausch betrifft, ist der Wärmeaustauscher dadurch gekennzeichnet, daß in dem
Rohr mit schraubenförmiger Rippe ein konzentrisches Rohr angeordnet ist, dessen
offenes oberes Ende unterhalb der Überströmöffnung des Rohres mit schraubenförmiger
Rippe liegt und dessen niedriger stehende Mündung in eine Kammer übergeht, deren
Durchfluß durch einen Auslaß geregelt wird. Das Rohr mit schraubenförmiger Rippe
kann auch im Innern über der Mündung des inneren Rohres eine Klappe tragen, die
sich durch Eigengewicht schließt, durch den Flüssigkeitsdruck bei der Speisung des
Gerätes aber geöffnet wird, um durch diese Anordnung die Trennung der beiden wärmeaustauschenden
Mittel voneinander zu ermöglichen.
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Die Zeichnung, die nur zur Erläuterung des Beispiels dient, stellt
eine Ausführungsform der Erfindung dar.
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Fig. i ist eine schematische äußere Ansicht des Wärmeaustauschers
mit zwei Elementen; Fig.2 ist eine entsprechende Ansicht, die die beiden Elemente.
im Schnitt zeigt; Fig. 3 und 4 stellen vergrößert in Ansicht und Draufsicht den
Oberteil des äußeren Rohres mit schraubenförmiger Rippe dar.
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Man erkennt bei jedem der beiden dargestellten Elemente das äußere
Rohr a und das innere Rohr a1. Das erstere ist um seinen Umfang über die ganze Höhe
mit einer schraubenförmigen Rippe b mit absteigenden Windungen, deren Erzeugende
normal zur Rohrachse verläuft, versehen. Die erste obere halbe Windung b1 dieser
Rippen verläuft bei b2 entgegengesetzt als die folgenden, wie besonders in Fig.
3 zu erkennen ist. In Abständen verbinden Bohrungen b3 die Unter- und Oberseite
der Rippe b. Das Rohr a ist an beiden Enden offen und mit dem unteren Ende wasserdicht
in dem Boden eines Behälters c befestigt. Sein Inneres steht in Verbindung mit dem
Zulauf d. dessen Durchlaß mittels eines Hahnes e verändert werden kann. Ein .-'#blaiifrohr
f sichert die Entleerung des Behälters c.
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Das obere offene Ende des inneren Rohres a1 mündet unterhalb des oberen
Endes des Aohres a, während sein unteres Ende in Verbindung mit einer Kammer g steht,
deren Durchlaß durch einen Auslaßhahn h verändert werden kann.
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Schließlich ist eine Klappe i, die sich durch Eigengewicht schließt,
am oberen Ende des Rohres a oberhalb der Mündung des Rohres a.1 angeordnet. In Fig.
2 ist bei dem links gezeigten Element die Klappe in geöffnetem und bei dem rechten
Element in geschlossenem Zustand gezeigt.
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Die Gruppe der beschriebenen Elemente ist in einer Umhüllung j untergebracht,
die im Sinne des Pfeiles k von dem Gasstrom durchströmt wird und in der sich der
Austausch von Temperatur und Feuchtigkeit vollzieht.
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Durch die vorher beschriebene und dargestellte Anordnung der Umkehrung
der ersten halben Windung am oberen Ende jedes Rohres a erreicht man in neuartiger
Weise, daß die beim Überströmen abgeleitete Flüssigkeit sich in zwei gleitende Flüssigkeitsfilme
teilt, der eine auf der Oberseite und der andere an der Unterseite der schraubenförmigen
Rippe.
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Es ist zu erkennen, daß durch kombinierte Anwendung des Einlaßhahnes
e und des Ausflußhahnes h ein unmittelbarer oder ein mittelbarer Austausch oder
auch beide gleichzeitig in Verbindung mit dem Luftstrom, der die Umhüllung j in
Richtung des Pfeiles k durchfließt, erzielt wird und somit eine feuchte, trockene
oder gemäßigte Atmosphäre erreicht werden kann.
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Durch die Möglichkeit, leicht von dem unmittelbaren auf den mittelbaren
Austausch oder umgekehrt übergehen zu können, wird der Anwendungsbereich des gleichen
Gerätes erweitert, und die sich ergebenden Probleme des Wärmeaustausches bei gegensätzlichen
Umständen, unmittelbarem und mittelbarem Austausch, werden gelöst.
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Für die Klimatisierung von Luft, z. B. bei Austausch zwischen Luft
und Wasser, gestattet die unmittelbare Berührung den Austausch von Wärme und Feuchtigkeit,
die mittelbare BerührungWärmeaustausch allein, was in bestimmten Fällen von besonderer
Bedeutung sein kann.