DE816401C - Waermeaustauscher - Google Patents

Description

• Wärmeaustauscher Bei dem Betrieb von Kühlern, in welchen imprägnierter Graphit als wärmeleitender Werkstoff für die Kühlelemente verwendet wird, ergeben sich gewisse Schwierigkeiten, wenn für die Kühlmäntel Werkstoffe, wie z. B. Eisen oder Stahl, benutzt werden, die einen Ausdehnungskoeffizienten haben, der von dem des Graphits verschieden ist. Diesen Schwierigkeiten versucht man u. a. dadurch zu begegnen, (laß in die Kühlmäntel 1)ehnungsausgleichselemente, wie z. 13. Stopfbüchsen, elastische .Ausgleichslinsen, Membranen u. ä., eingebaut werden, die jedoch im Betrieb häufig technische Mängel aufweisen und außerdem eine beträchtliche Verteuerung der Apparatur zur Folge haben. Die gleichfalls zur Anwendung gekommene Lösung, ganz auf den Kühlmantel zu verzichten und die Kühler als offene Rieselkühler auszugestalten, ist bei Aufstellung der Kühler in geschlossenen Räumen häufig unerwünscht; außerdem ist bei Rieselkühlern die Kühlwasserführung unbefriedigend. Der weitere Ausweg, an Stelle der Eisenmäntel aus Graphit bestehende Ummantelungen zu verwenden, ist zwar technisch einwandfrei, bedingt aber eine Verteuerung der Apparatur.
• Es wurde gefunden, daß diesen Schwierigkeiten auf einfache Weise durch eine Graphitkühlerkonstruktion begegnet werden kann, deren für die Kühlwasserführung erforderliche Ummantelung aus Eisen, Stahl oder anderem im Ausdehnungskoeffizienten von Graphit verschiedenem Material höchstens an einer Stelle eine feste Verbindung mit den aus Graphit bestehenden Kühlelementen aufweist, so daß die Graphitrohre sich unabhängig von der Ummantelung ausdehnen bzw. zusammenziehen können, wobei gleichzeitig durch zwischen den Graphitrohren angeordnete Leitflächen eine wirksanie Kühlwasserführung gewährleistet wird.
• Diesen Anforderungen entsprechen z. B. folgende technische Ausführungen des Kühlers (s. Abb. i bis 3). In Abb. i bis 3 bestehen die Kühlelemente aus imprägnierten Graphitrohren A, welche, durch geeignet geformte Graphitverbindungsstücke B miteinander verbunden, zu flachen, im allgemeinen rechteckigen Rohrlagen zusammengefast sind. Der Kühler setzt sich aus mehreren übereinandergeschichteten Lagen dieser flachen Rohrbündel zusammen, welche sowohl parallel als auch hintereinandergeschaltet werden können. Zum Zwecke der Kühlung ist das Graphitaggregat in einen seiner Dimensionierung angepaßten Kasten aus Eisenblech oder anderem Material C eingebaut. Dabei besteht eine feste Verbindung des Graphitaggregats mit dem Kasten in keinem dieser Beispiele. Denkbar wäre eine solche feste Verbindung, die dann nur an einer einzigen Stelle zu bestehen braucht, für den Fall, das es notwendig ist, die Zu- oder Ableitung für das durch die Graphitrohre zu leitende Gut durch diese Kastenwand hindurchzuführen. Wenn man die Zu-und Ableitung in den allseitig geschlossenen Kasten von oben durch eine nur lose Abdichtung einführt, bleibt jegliche feste Verbindung des Graphitaggregats mit dem Kasten vermieden.
• Die Leitflächen, die zum Zwecke der intensiven Umspülung der Graphitrohre mit Kühlwasser vorgesehen sind, können in verschiedenster Form angeordnet sein. Die einfachste Gestaltung besteht darin, das man zwischen je zwei Rohrlagen ebene Leitflächen (D) zwischenschaltet,wie dies in Abb. i (Schnitt c-c, unterste drei Lagen) gezeigt ist. Diese Leitflächen sind, ohne feste Verbindung mit dem Graphitaggregat zu besitzen, an den Seitenwänden des Kastens verankert.
• Man kann diesen Leitflächen aber auch andere Gestalt geben, um das Kühlwasser in besonders innigen Kontakt mit den Graphitrohren zu bringen. Dies wird z. B. dadurch erreicht, das man die Leitflächen näher an die Graphitrohre heranbringt als bei der ersterwähnten Ausführungsform einer zwischen die Rohrlage gelegten einfachen Platte, und zwar vorzugsweise unter Schaffung eines der Außenwand der Graphitrohre weitgehend parallel verlaufenden Kanals, wie Abb. i (Schnitt c-c, oberste drei Lagen) zeigt. Hiermit wird durch die Querschnittsverengung gleichzeitig eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit des Kühlwassers erreicht.
• Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. i sind die Leitflächen so ausgestaltet, das das unten an einer Längsseite des Kastens (bei E) eintretende Kühlwasser, quer zur Längsachse der Rohre und parallel zur Ebene der Rohrlagen strömend, in schlangenförmiger Bewegung von unten nach oben durch den Kasten geführt wird; das Kühlwasser fließt dabei abwechselnd auf der einen und auf der anderen Seite durch seitliche Schlitze in den Leitflächen, wie in Abb. i (Schnitt b-b) durch die dort eingezeichneten Pfeile angedeutet ist. Der Einbau der Graphitkühlelemente und der Leitflächen in den kastenförmigen Behälter erfolgt bei Abb. i in der Weise, das in den letzteren in abwechselnder Folge die plattenförmigen Rohrregister und Eisenbleche übereinander geschichtet werden. Bei blockförmiger Ausbildung der Graphitverbindungsstücke können die einzelnen Rohrlagen auf die jeweils darunter befindlichen Leitflächen ohne Beeinträchtigung der freien Verschiebbarkeit aufgelagert werden.
• In Abb. 2 ist eine andere Ausführungsform gezeigt, bei der das Kühlwasser in fünf parallel geschalteten, amBoden des@@'ärmeaustauschers befindlichen Rohren G1 bis G5 eintritt und die Zwischenräume zwischen den in diesem Falle senkrecht angeordneten Leitflächen Hl bis H4 von unten nach oben durchströmt. Auch hier zeigen die Leitflächen eine besondere Anordnung, um die Kühlwirkung durch Hervorrufung eines innigen Kontaktes zwischen Kühlwasser und Graphitrohren zu verstärken.
• Eine dritte Ausführungsform zeigt Abb. 3, wo das Kühlwasser ebenfalls am Boden bei I eintritt, aber infolge der horizontal und vertikal angebrachten Leitflächen K und L gezwungen wird, jedes einzelne Graphitrohr der Länge nach zu umspülen.
• In der beschriebenen Apparatur können sowohl Flüssigkeiten als auch Stoffsvsteme gekühlt werden, welche sich aus Flüssigkeit und Gas zusammensetzen, die im Wärme- und; oder Stoffaustausch miteinander stehen.
• Sie kann auch zur Erwärmung von Flüssigkeiten oder von ,Flüssigkeiten, die mit Gasen reagieren sollen, Verwendung finden, wenn man in den Mantelraum an Stelle des Kühlwassers Dampf oder eine Heizflüssigkeit einleitet.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Wärmeaustauscher, der aus mehreren parallel oder hintereinandergeschalteten Lagen flacher Rohrschlangen, insbesondere aus Graphit, besteht, die in einem das Kühl- bzw. Heizmittel enthaltenden Behälter aus einem Stoff, dessen Ausdehnungskoeffizient von dem der Rohre abweicht, angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, das die Rohrschlangen höchstens an einer Stelle mit dem umgebenden Behälter fest verbunden sind und das zwischen den Graphitrohren Leitflächen zur Führung des Heiz- bzw. Kühlmittels angeordnet sind.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, das die Leitflächen derart gestaltet sind, das das Heiz- bzw. Kühlmittel, insbesondere durch Verengung des Querschnitts, für den Weg des Heiz- bzw. Kühlmittels in einen besonders innigen Kontakt mit den Rohrschlangen gebracht und hierdurch gleichzeitig seine Strömungsgeschwindigkeit erhöht wird.