DE8332947U1

DE8332947U1 - Waermetauscher zur thermischen behandlung von fluessigkeiten

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Publication number: DE8332947U1
Application number: DE19838332947U
Authority: DE
Original assignee: KUMPITSCH EDUARD 7302 OSTFILDERN DE
Current assignee: KUMPITSCH EDUARD 7302 OSTFILDERN DE
Priority date: 1983-11-17
Filing date: 1983-11-17
Publication date: 1984-02-16

Description

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Wärmetauscher zur thermischen Behandlung von Flüssigkeiten

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Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher zur thermischen Behandlung von Flüssigkeiten/ insbesondere von Traubenmaischen, Traubenmosten und Weinen ο»dgl«, mit Kanälen für die zu behandelnde Flüssigkeit und mit Kanälen für ein Heiz- oder Kühlmedium.

Bei der Weinbereitung muß die Traubenmaische/ der Traubenmost und später der Wein mehrfach thermischen Behandlungen unterzogen werden. Beispielsweise muß der Wein bei zu hohen Gärtemperaturen abgekühlt werden, damit die die Gärung bewirkenden Weinhefen sich nicht selbst zerstören und der Wein "hängenbleibt". Zur Weinsteinstabilisierung ist es bekannt/ die Vie ine auf minus drei bis minus vier Grad Celsius tiefzukühlen. Vor einer Abfüllung in Flaschen sollte der Wein etwa auf Raumtemperatur erwärmt werden, da bei zu kalt abgefülltem Wein die Gefahr besteht, daß bei einer späteren Erwärmung auf Raumtemperatur die Korken herausgedrückt werden. Ferner ist eine Hochkurzzeiterhitzung von Traubenmosten bekannt, insbesondere von Traubenmosten, die als "Neuer Wein" längere Transportzeiten aushalten müssen, ohne sofort in Gärung zu geraten. Diese Hochkurzzeiterhitzung wird auch zur Sterilisation von bakteriengefährdeten Weinen angewandt. Beispielsweise bei Rotweinmajachen ist es auch bekannt, eine Erwärmung oder eine Hochkurzzeiterhitzung vorzunehmen, um die Weinqualität und insbesondere auch die Farbstoffqualität zu steigern. Es ist bekannt, jeweils eigene Geräte zu verwenden, die für den besonderen Einsatzzweck konstruiert und ausgelegt sind. Das bedeutet, daß auch Kleinbetriebe eine Vielzahl von Geräten anschaffen müssen, wenn sie eine sorgfältige und qualitativ hochstehende Weinbereitung durchführen wollen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wärmetauscher der eingangs genannten Art zu schaffen, der für möglichst viele Verschiedenartige thermische Behandlungen eingesetzt werden kann.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Wärmetauscher aus wenigstens zwei Elementen zusammengesetzt ist, die jeweils ein inneres Rohr und ein dazu konzentrisches äußeres Ruhr aufweisen, dessen Stirnenden mit Stirnwänden verschlossen sind, die mit der Mantelfläche des über das äußere Rohr Überstehenden inneren Rohrs dicht verbunden sind, daß das äußere Rohr im Bereich seiner Enden jeweils mit einem Anschlußstutzen versehen ist, die auf diametral gegenüberliegenden Seiten angeordnet sind, und daß die Enden des inneren Rohres mit Anschlußstutzen versehen sind.

Aus den einzelnen Elementen läßt sich ein Wärmetauscher nahezu beliebiger Größe entsprechend der gewünschten Funktion im Baukastenprinzip aufbauen. Dabei ist eine manuelle Reinigung und eine Zustandskontrolle infolge der Demontierbarkeit der einzelnen Elemente einfach und mit geringem Zeitaufwand möglich. Die einzelnen Elemente lassen sich nahezu beliebig untereinander verbinden und auch zu einzelnen Funktionsgruppen zusammenfassen, so daß mit einem sehr kompakten Wärmetauscher sehr verschiedenartige thermische Behandlungen durchgeführt werden können.

In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß die Elemente mit horizontal liegenden Rohren angeordnet sind, wobei die Anschlußstutzen der benachbarten äußeren Rohre direkt miteinander und die Anschlußstutzen der benachbarten inneren Rohre über Krümmer an einem Ende mit dem vorausgehenden und am anderen Ende mit dem folgenden inneren Rohr verbunden sind. Auf diese Weise läßt sich ein sehr kompakter Wärmetauscher schaffen. Die inneren Rohre und die diese verbindenden Krümmer, die vorzugsweise den gleichen Innendurchmesser wie die inneren Rohre aufweisen, führen zu geringen Strömungswiderständen, so daß insbesondere auch dickflüssige Maischen ohne Probleme hindurchgeleitet werden können. Ein derartiger Wärmetauscher hat eine hohe

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Eigenstabilität, so daß er ohne zusätzliche Halte- oder Stützeleinente in dieser Form transportiert und aufgestellt werden kann. Darüber hinaus ist es möglich, den Wärmetauscher zu de montieren und an dem gewünschten Einsatzort erst zu montieren.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß die Elemente lösbar und/oder austauschbar an einem Gestell angebracht sind. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn das Gestell mit einem Laufräder aufweisenden Rahmen versehen ist. Dieser Wärmetauscher läßt sich dann als Ganzes einfach von einem Einsatzort zu einem anderen transportieren.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausfuhrungsform und den Unteransprüchen.

Fig. 1 ist eine Stirnansicht eines auf ein Fahrgestell montierten erfindungsgemäßen Wärmetauschers,

Fig. 2 ist. eine Teilansicht und ein Teilschnitt durch den Bereich der Enden zweier miteinander verbundener Elemente des Wärmetauschers nach Fig. 1 und

Fig. 3 eine schematische Darstellung des Strömungsverlaufs in einem aus vier Elementen zusammengesetzten Wärmetauscher .

Der in Fig. 1 dargestellte Wärmetauscher ist aus sechs einzelnen Elementen 1 bis 6 zusammengesetzt, die horizontal ausgerichtet und übereinanderliegend angeordnet sind. Jedes dieser Elemente 1 bis 6 besteht aus einem inneren Rohr 7 und einem dazu konzentrisch angeordneten äußeren Rohr 8, die beide aus Edelstahl hergestellt sind, beispielsweise aus V2A- oder V4A-Stahl. Das äußere Rohr 8 ist an beiden Enden mit eingeschweißten Stirnwänden 9 verschlossen, die ebenfalls aus Edelstahl bestehen und die an dem Mantel des inneren Rohres 7 dicht angeschweißt sind. Das innere Rohr 7

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ragt mit seinen Enden aus dem äußeren Rohr 8 beidseitig heraus und ist an diesen Enden mit Anschlußstutzen 12 und 13 versehen, die jeweils einen Gewindestutzen 16 bilden. Den Anschlußstutzen 12 und 13 sind Krümmer 14 zugeordnet, durch die. die beiden Anschlußstutzen 12 und 13 miteinander verbunden sind. Der 90°- Krümmer 14 ist an seinen beiden Enden mit Konusflächen der Anechlußstutzen 12 und 13 zugeordneten Kegelflächen und jeweils mit einer Gewindemuffe 15 versehen, die auf die Gewindestutzen 16 aufgeschraubt werden können. Der Krümmer 14 besitzt den gleichen Durchmesser wie die inneren Rohre 7 und ist ebenfalls aus Edelstahl hergestellt.

Die äußeren Rohre 8 sind im Bereich ihrer Enden jeweils mit einem Anschlußstutzen 10 und 11 versehen, die um 180° versetzt auf verschiedenen Seiten der äußeren Rohre 8 angeordnet sind. Jeweils einer der Anschlußstutzen, nämlich der Anschlußstutzen 10, ist mit einem Gewindeansatz 16 und innen mit einer konischen Fläche versehen. Der Anschlußstutzen 11 besitzt eine konische Außenfläche, die von einer Gewindemüffe 15 übergriffen wird. Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, kann jeweils ein Gewindestutzen 10 eines Außenrohres mit dem Gewindestutzen 11 des benachbarten Außenrohres verbunden werden, indem die konische Außenfläche des Anschlußstutzens 11 in die konische Innenfläche des Anschlußstutzens 1O gesteckt und die Gewindemutter 15 auf den Gewifideansatz 16 aufgeschraubt wird.

Durch die Verbindung zwischen den Außenrohren 8 der einzelnen Elemente über die Anschlußstutzen 10 und 11 und außerdem die Verbindung über die mit den Innenrohren verbundenen Krümmer 14 wird ein Wärmetauscher von einer hohen Eigenstabilität erhalten, der bereits in dieser Form transportiert und benutzt werden kann.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist ein Wärmetauscher aus sechs einzelnen Elementen zusammengesetzt, die übereinanderliegend in einem Gestell 17 gehalten sind. Das Gestell 17 besteht aus mehreren vertikalen Schienen, die auf gegenüberliegenden

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Seiten der Elemente 1 bis 6 angeordnet und durch Spannschrauben 20 miteinander verspannt werden, so daß der Wärmetauscher sicher gehalten ist. An seinem unteren Ende ist das Gestell 17 mit einem Rahmen 18 versehen, auf dem das unterste Element 6 des Wärmetauschers aufsteht und abgestützt ist. Der Rahmen 18 ist mit Laufräderη 19 versehen, so daß der Wärmetauscher in einfacher Weise von einem Einsatzort zu einem anderen transportiert werden kann.

In Fig. 3 ist eine Anordnung eines Wärmetauschers aus vier Elementen 1 bis 4 dargestellt. Die inneren Rohre 7 der Elemente 1 bis 4 sind jeweils über Krümmer 14 derart miteinander verbunden, daß eine mäanderförmige Führung für das durch sie hindurchfließende Medium entsteht * Die äußeren Rohre 8 der Elemente 1 bis 4 sind über ihre Stutzen 10 und 11 direkt miteinander verbunden, und zwar jeweils an den Enden, an denen der Krümmer die inneren Rohre 7 miteinander verbindet. Für das durch die Kanäle zwischen den äußeren Rohren 8 und den inneren Rohren 7 fließende Medium ergibt sich somit ebenfalls ein mäanderförmiger Strömungsweg, der jedoch den Bereich der Krümmer 14 ausspart. Bei der Darstellung in Fig. 3 ist vorgesehen, daß beispielsweise eine zu behandelnde Flüssigkeit oben in das innere Rohr 7 des ersten Elementes 1 eingeführt und unten von dem inneren Rohr des letzten Elementes 4 abgenommen wird. Das zur thermischen Behandlung notwendige Medium wird bei der dargestellten Ausführungsform unten in den Anschlußstutzen 11 des untersten Elementes 4 eingeführt und oben an dem Anschlußstutzen 10 des obersten Elementes abgenommen. Dadurch wird eine Gegenstromführung der beiden Medien in dem Wärmetauscher erhalten. Durch Umkehr der Strömungsrichtung eines der Medien kann eine Gleichstrombehandlung verwirklicht werden. Selbstverständlich ist es möglich, mehrere dieser untereinander gleichen Elementen 1 bis 4 einzusetzen und zu einem Wärmetauscher auszubilden.

Der in Fig. 3 schematisch dargestellte Wärmetauscher läßt sich in einfacher Weise in seiner Größe aber auch in seiner Funktion verändern. Beispielsweise ist es möglich, die einzelnen Elemente 1 bis 4 um 90° versetzt zueinander anzuordnen, so daß die Anschlußstutzen 1O und 11 aif gegenüberliegenden Seiten horizontal von den einzelnen Elementen 1 bis 4 abragen. Die Anschlüßstutzen 10 und 11 können dann über Krümmer entsprechend den Krümmern 14 miteinander verbunden werden, wobei entsprechend der Gestaltung der Anschlußstutzen 10 und 11 diese Krümmer an einem Ende mit einem Gewindeansatz und am anderen Ende mit einer Gewindemuffe zu versehen sind. Es ist dann beispielsweise möglich, die einzelnen Elemente 1 bis 4 zu Funktionsgruppen zusammenzufassen und innerhalb der Funktionsgruppen für das gleiche durch die inneren Rohre 7 und die Krümmer 14 strömende Medium vorzunehmen. Beispielsweise können die Elemente 1 und 2 zu einer Funktionsgruppe und die Elemente 3 und 4 zu einer weiteren Funktionsgruppe zusammengefaßt werden, durch die entsprechend dem dargestellten Ausführungsbeispiel die gleiche Flüssigkeit kontinuierlich den mäanderförmigen ^T*7eg durch die inneren Rohre 7 and die Krümmer 14 geführt wird, während jedoch in den Kanälen zwischen den inneren Rohren 7 und den äußeren Rohren 8 der Elemente 1 und 2 ein anderes Medium strömt, als in den Elementen 3 und 4. Beispielsweise könnte in einer Gruppe ein Erwärmen erfolgen, dem beispielsweise in der anderen Funktionsgruppe ein Tiefkühlen vorausgeht. Diese Beispiels zeigen schon, daß der aus einzelnen Elementen zusammengesetzte Wärmetauscher sehr einfach abgeändert werden kann, so daß es möglich ist, ihn schnell an die jeweils gewünschten Aufgaben anzupassen. Aufgrund der einfachen Konstruktion und der guten Demontagemöglichkeit ist es möglich, die einzelnen Elemente sehr gut zu reinigen, so daß auch die Wartung vereinfacht wird. Es kann vorgesehen werden, daß in die inneren Rohre 7 Strömungsleiteinsätze eingesteckt werden, beispielsweise gebundene Lamellen o.dgl., durch die eine Durchmischung der strömenden Flüssigkeit und dabei ein verbesserter

Wärmeübergang erzielt werden kann. Diese Einsätze lassen sich nach einer Demontage der Krümmer 14 einfach aus den inneren Rohren 7 herausziehen, wenn sie nicht gebraucht werden. Außerdem sind sie dann sehr einfach zu reinigen.

Mit einem derartigen Wärmetauscher ist beispielsweise eine rasche und schonende Abkühlung eines Weines bei zu hohen Gärtemperaturen möglich, wobei dann der Wein durch die mit den Krümmern 14 verbundenen inneren Rohre entsprechend Fig. 3 und ein Leitungswasser im Gegenstrom durch die anderen Kanäle geleitet werden. In entsprechender Gegenstromanwendung kann dieser Wärmetauscher aber auch zur Tiefkühlung von Weinen zur Weinsteinstabilisierung eingesetzt werden, wobei dann eine Kühlsole durch einen der Strömungskanäle geleitet wird. In gleicher Weise kann der Wärmetauscher auch in Gegenstromführung zur Erwärmung eines Weins oder einer Traubenmaische oder eines Traubenmostes benutzt werden. Dabei wird dann ein entsprechend heißes Medium durch eines der Kanalsysteme geleitet.

Insbesondere wenn eine thermische Behandlung ausgeführt werden soll, bei der ein Medium benutzt wird, das eine hohe Temperaturdifferenz zur Umgebungsluft aufweist, ist es zweckmäßig, eine Isolation vorzusehen. Beispielsweise können die äußeren Rohre und ebenso die Krümmer 14 mit einer Isolierung umwickelt werden. Daneben ist es auch möglich, den gesamten Wärmetauscher init einem geteilten Isoliergehäuse zu umgeben, das dann zweckmäßigerweise an dem Gestell 17 angebracht wird.

Claims

DR.- ING. H. H. WILHELM - D I PL. - I N G. H. D AU STE R

<' D-7000 STUTTGART 1 · GYMNASIUMSTRASSE 31Β· TELEFON (0711) 291133/2928

Anmelder; Stuttgart, den 14. Nov. 15*83

G 6839

Eduard Kumpitsch Da/Ei

Reuteweg 12

Ostfildern 3

Ansprüche

Wärmetauscher zur thermischen Behandlung von Flüssigkeiten, insbesondere von Traubenmaischen, Traubetunosten und Weinen o.dgl., mit Kanälen für die zu behandelnde Flüssigkeit und mit Kanälen für ein Heiz- oder Kühlmedium,^cladurch gekennz-eichnet, daß der Wärmetauscher aus wenigstens zwei Elementen (1, 2, 3, 4, 5, 6) zusammengesetzt ist, die jeweils ein inneres Rohr (7) und ein dazu konzentrisches äußeres Rohr (8) aufweisen, dessen Stirnenden mit Stirnwänden (9) verschlossen sind, die mit der Mantelfläche des über das äußere Rohr (8) überstehenden inneren Rohres (7) dicht verbunden sind, daß das äußere Rohr (8) im Bereich seiner Enden jeweils mit einem Anschlußstutzen (10, 11) versehen ist, die auf diametral gegenüberliegenden Seiten angeordnet sind, und daß die Enden des inneren Rohres (7) mit Anschlußstutzen (12, 13) versehen sind.

Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente (1/ 2, 3, 4, 5, 6) mit horizontal liegenden Rohren (7, 8) übereinander angeordnet sind, wobei die Anschlußstutzen (10, 11) der benachbarten äußeren Rohre (8) direkt miteinander und die Anschlußstutzen (12, 13) der benachbarten Innenrohre (7) über Krümmer (14) an einem Ende

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mit dem vorausgehenden und am anderen Ende mit dem folgenden inneren Rohr (7) verbunden sind.

3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennnzeichnet, daß alle Elemente (1, 2, 3, 4, 5, 6) gleich gestaltet sind.

4. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Anschlußstutzen (11) der äußeren Rohre (8) mit einer Gewindemuffe (15) \y-id einer (10) mit einem Gewindeeinsatz (16) versehen ist.

5. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in die inneren Rohre (7) Strömungsleiteinsätze eingesteckt sind.

6. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Rohre (8) mit einer Isolierumhüllung versehen sind.

7. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente (1,2,3,4,5,6) lösbar und/ oder austauschbar an einem Gestell (17) angebracht sind.

8. Wärmetauscher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestell (17) mit einem Laufräder (19) aufweisenden Rahmen (18) versehen ist.

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