DE849112C

DE849112C - Waermeaustauscher

Info

Publication number: DE849112C
Application number: DEP12999D
Authority: DE
Inventors: Adolf Dr Schmalenbach
Original assignee: Heinrich Koppers GmbH
Current assignee: Heinrich Koppers GmbH
Priority date: 1948-10-02
Filing date: 1948-10-02
Publication date: 1952-09-11

Description

Wärmeaustauscher Die Erfindung bezieht sich auf Wärmeaustauscher für Flüssigkeiten oder Gase bzw. Dämpfe, die zur Bildung von Ablagerungen an der Oberfläche des Wärmeaustauschers neigen.
Wärmeaustauscher und Kondensatoren werden in der Regel mit Rohrbündeln versehen. Durch den Innenraum der Rohre wird das eine der beiden miteinander in Wärmeaustausch tretenden Mittel geleitet und durch den Zwischenraum zwischen den Rohren das andere Mittel. Es gibt Stoffe, die in Wärmeaustauschern Ablagerungen bilden. Soweit derartige Ablagerungen innerhalb der Wärmeaustauschrohre entstehen, lassen sie sich mechanisch vergleichsweise leicht entfernen, während die Beseitigung der Ablagerungen von der äußeren Fläche der Rohre beträchtliche Schwierigkeiten macht, praktisch in vielen Fällen sogar auf mechanischem Wege gar nicht durchführbar ist.
Die Erfindung, welche die Aufgabe löst, Wärmeaustauschapparate mit Rohren für zersetzliche Flüssigkeit u. dgl. zu schaffen, besteht nun darin, daß in an sich bekannter Weise für jedes der beiden Wärmeaustauschmittel ein besonderes Rohrsystem vorgesehen ist, dessen Rohre mit ihrem Innenraum mit der Zu- bzw. Ableitung für eines der Mittel in Verbindung stehen, während der Wärmeübergang zwischen den beiden Rohrsystemen durch ein die Wärme übertragendes, nicht zersetzliches Mittel, z. B. destilliertes Wasser bzw. Wasserdampf, erfolgt, und daß ferner die beiden Rohrsysteme als von außen zugängliche Rohrbündel ausgebildet sind. Hierbei kann je nach der Temperaturlage das Wärmeübertragungsmittel in flüssiger Phase bleiben bzw., umlaufen, oder das Wärmeübertragungsmittel berührt nur das eine Rohrbündel in flüssiger Phase, wird dann verdampft und gibt die aufgenommene Wärme ,unter Kondensation an das andere Rohrbündel ab.
Wärmeaustauscher, bei denen für jedes der beiden Wärmeaustauschmittel ein besonderes Rohrsystem vorgesehen ist, dessen Rohre mit ihrem Innenraum mit der Zu- und Ableitung für eines der beiden Mittel in Verbindung stehen, während der Wärmeübergang zwischen den beiden Rohrsystemen durch ein die Wärme übertra-endes, nicht zersetzliches Mittel, z. B. destilliertes Wasser bzw. Wasserdampf, erfolgt, sind bekannt. Hierbei ist jedoch eines der beiden Rohrsysteme als Rohrschlange ausgebildet und auch für das andere als Rohrbündel ausgebildete Rohrsystem keine Reinigungsmöglichkeit ohne Ausbau des ganzen Rohrbündels aus dem das Wärmeübertragungsmittel enthaltenden Behälter nach oben möglich.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird der Wärmeaustausch unter Anwendung eines Wärmeübertragungsmittels in mehreren unabhängig voneinander arbeitenden Stufen vorgenommen.
In der Zeichnung ist in Abb. i ein gemäß der Erfindung ausgebildeter Wärmeaustauscher schematisch dargestellt; Abb. 2 zeigt das Schema einer aus mehreren Wärmeaustauschern bestehenden Anlage.
Der in Abb. i dargestellte Apparat umfaßt die beiden etwa zylindrischen Gehäuse 1, 2, in denen in an sich bekannter Weise die Rohrbündel 3, 4 angeordnet sind. Die heiße Flüssigkeit wird bei 5 in den Apparat eingeleitet und gelangt dann in die Verteilerkammer 6. Sie fließt von dort durch die oberen Rohre des Rohrbündels 4 zu der Umlenkkammer 7 und tritt schließlich nach Passieren der unteren Rohre des Rohrbündels 4 durch die Leitung 8 aus.
Die aufzuheizende kältere Flüssigkeit wird bei 9 dem Apparat 2 zugeführt und bei io abgezogen.
Wie ersichtlich, durchströmen die beiden Flüssigkeiten, die miteinander in Wärmeaustausch treten sollen, das Innere der Rohre 3, 4.
Der Raum außerhalb der Rohre 3, 4 in den Gehäusen 1, 2 ist durch die Rohrstutzen ii verbunden und mit einem geeigneten Wärmeübertragungsmittel, z. B. destilliertem Wasser, gefüllt. Das als Wärmeübertragungsmittel dienende Wasser wird im Apparat i verdampft, wobei der entstehende Dampf durch die Rohrstutzen ii in den Apparat 2 gelangt und dort seine Wärme an das Rohrbündel 3 und die Kondensation abgibt. Das entstehende Kondensat gelangt durch die Leitungen 12 in den Apparat i zurück. Ist der Temperaturbereich der Wärmeübertragungsanlage niedriger, wird das Wasser im Apparat i lediglich erwärmt und fließt dann in den Apparat 2, sei es unter Zuhilfenahme einer besonderen Umwälzpumpe oder lediglich durch Thermosiphonwirkung.
Aus Abb. i ist leicht zu ersehen, daß sich das Innere der Rohrbündel 3, 4 nach Abnehmen der Gehäusedeckel 13 und der Gehäuseteil 14 vergleichsweise leicht reinigen läßt, z. B. durch Bürsten, während die Außenseite der Rohre 3, 4 praktisch nicht zugänglich ist.
Wie Abb. 2 zeigt, werden zwecks Erreichung eines günstigeren Wärmeaustausches mehrere, z. B. drei Apparate 15 hintereinandergeschaltet, so daß die heiße und kalte Flüssigkeit nacheinander durch die drei Apparate 15 fließt, welche im wesentlichen in der Abb. 2 ausgeführt sind.
Der Erfindungsgedanke läßt sich sowohl beim Wärmeaustausch zwischen zwei Flüssigkeiten mit Erfolg anwenden als auch zum Wärmeaustausch zwischen Gasen bzw. Dämpfen und Flüssigkeiten, z. B. bei Kondensatoren. Hier wird der zu kondensierende Dampf des zersetzlichen oder zu Ablagerungen neigenden Mittels durch das Innere der Wärmeaustauschrohre geleitet, während außen um die Rohre destilliertes Wasser als Wärmeübertragungsmittel fließt, das seine Wärme in einem zweiten Apparat an das übliche Kühlmittel abgibt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Wärmeaustauscher für Flüssigkeiten oder Gase bzw. Dämpfe, die zur Bildung von Ablagerungen an der Oberfläche des Wärmeaustauschers neigen, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise für jedes der beiden Wärmeaustauschmittel ein besonderes Rohrsystem vorgesehen ist, dessen Rohre mit ihrem Innenraum mit der Zu- bzw. Ableitung für eines der Mittel in Verbindung stehen, während der Wärmeübergang zwischen den beiden Rohrsystemen durch ein die Wärme übertragendes, nicht zersetzliches Mittel, z. B. destilliertes Wasser bzw. Wasserdampf, erfolgt, und daß ferner die beiden Rohrsysteme als von außen zugängliche Rohrbündel ausgebildet sind, deren Außenräume miteinander verbunden sind.
2. Wärmeaustauscher nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere je zwei Rohrbündel umfassende Wärmeaustauschapparate hintereinander in den Strom der zum Wärmeaustauch zu bringenden Mittel eingeschaltet sind. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 240 395, 6o5 899; USA.-Patentschriften Nr. 2 194 654-