DE853461C

DE853461C - Kaelteaustauscher

Info

Publication number: DE853461C
Application number: DEF5888A
Authority: DE
Inventors: Arthur Fiedler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1951-03-22
Filing date: 1951-03-22
Publication date: 1952-10-23

Description

Kälteaustauscher Bei den :Kälteaustauschern, welche .den Gasverflüssigungsapparaten, die mit tiefen Temperaturen arbeiten, nachgeschaltet sind, handelt es sich ausschließlich um zwei oder mehrere Gasströme, wobei die -Gasströme höheren Druckes durch das Innenrohr und der Gasstrom niederen Druckes an de>> Rohren entlang im Gegenstromprinzip geführt wird.
Die Gasführung höheren Druckes ist meist in eine beliebige Zahl von kleineren Rohren zwecks besseren Wärmeüberganges aufgeteilt. Die heute meist gebräuchliche Art der Wärmeaustauscher für tiefe Temperaturen werden fast allgemein als sogenannte Kreuzgegenstromapparate gebaut. Es handelt sich dabei um ein spiralig in Kreuzlagen um einen Kern gewickeltes Hochdruckrohrsystem, welches mit einem Niederdruckgasmantel umgeben ist. Durch die erforderlichen gleichmäßigen Längen der aufzuwickelnden Hochdruckrohre ergeben sich mit zunehmender Bewickelung des Kernes andere Spiraldurchmesser und andere Steigungen. Daher sind solche Gegenstromapparate für unterschiedliche Fälle nicht genau zu berechnen. Zudem ist der Materialaufwand im Verhältnis zu der übertragenen Kälteleistung erheblich.
Es sind auch Wärmeaustauschvorrichtungen bekannt, die in zwei Wänden fest angeordnete Mantelrohre haben, in welche gewellte herausziehbareDoppelrohre, die um eine halbe Wellenlänge zueinander versetzt sind und Umlenkschleifen besitzen, eingesetzt sind. Diese Wärmeaustauscher sind im Hinblick auf die sehr kostspielige Kälteerzeugung bei Gastrennungsanlagen unbrauchbar; sie arbeiten nur zur Hälfte im Gegenstrom und haben große schädliche Räume. Die vorliegende Erfindung hilft diesen Mängeln dadurch ab, daß die gleichmäßig-gebogenen, gewellten Hochdruckrohre in einem kastenförmigen Niederdruckgehäuse dicht nebeneinander und auch übereinander angeordnet sind, wodurch ein außerordentlich günstiger Wärmeaustausch bei geringem Raumbedarf erzielt wird. Diesem Zwecke dienen äuch im Niederdruckgehäuse übereinander angeordnete Zwischenwände, welche in der Längsrichtung zueinander versetzt sind. Hierdurch wird es zudem möglich gemacht, den einen Schenkel des gewellten und mit Umlenkschleifen@ an den Enden versehenen Hochdruckrohres unterhalb und den anderen Schenkel oberhalb einer Zwischenwand anzuordnen, um in den Hochdruckrohren einen Gegenstrom zur Niederdruckgasströmung zu erzielen.
Die Abb. 1, 2 und 3 stellen die Erfindung in schematischer Anordnung beispielsweise dar, und zwar zeigt Abb. i einen Kälteaustauscher, Abb.2 einen Querschnitt nach Schnittlinie 2-2 und Abb. 3 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles 3 auf die Stirnseite des Kälteaustauschers.
In diesen Abbildungen bezeichnet 6 die obere und untere Gehäusewand, die mit Rippen 8 versehen ist. io Seitenwandteile, 12 Bodenteile, 14 Stirnwandteile mit den Rohrdurchführungen 16 und 17; 18, 20 Zwischenwände, 22, 23 Schenkel eines gewellten Hochdruckrohres, 24 Umlenkschleifen, 26 Wirbelkörper und 28 Verdrängungskörper.
Das Hochdruckmedium tritt bei 16 in der Pfeilrichtung in den gewellten Rohrschenkel 22 ein, wird in der Umlenkschleife 24 in den anderen, unterhalb einer Zwischenwand 18 untergebrachten Rohrschenkel geleitet und fließt am anderen Ende wieder durch eine Umlenkschleife, die in den Rohrschenkel unterhalb der zweiten Scheidewand führt, usf. bis zum Austritt 17 an der Stirnseite 14.
Das Niederdruckgas strömt hierbei entlang den Rohren 22, 23 und durch die Zwischenwände 18 geführt durch das Gehäuse, und zwar im Gegenstrom zu dem Hochdruckmedium.
Die minimale Strömungsgeschwindigkeit des Niederdruckgases kann bei geringstem Widerstand durch entsprechende Wahl der Wellenlänge der Hochdruckrohre ohne Beeinträchtigung der guten Durchwirbelung des Niederdruckgases bestimmt werden. Die optimale Strömungsgeschwindigkeit des Niederdruckgases kann, falls sie erwünscht ist, durch den Einbau der Verdrängungskörper 26, 28 erzielt werden, mit dem Effekt einer noch besseren Kälteübertragung.
Zur Versteifung der Gehäusewand können Ril-)-pen 8 angewendet werden.
Infolge der günstigen Eigenschaft des neuen Gegenstromapparates kann die Temperaturdifferen sehr klein gehalten oder bei gleichem Effekt wie hei bekannten Gegenstromapparaten Raum und Material gespart werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Kälteaustauscher mit einem Niederdruckströmungsraum und in diesem angeordneten, wellenförmig gebogenen, wechselnd um eine halbe Welle versetzten Hochdruckrohren für den Kälteaustausch, dadurch gekennzeichnet, daß die gleichmäßig gebogenen FIochdruckrohre (22, 23) in einem kastenförmigen Niederdruckgehäuse dicht nebeneinander und durch ebene Querwände (18) getrennt auch übereinander angeordnet sind.
2. Kälteaustauscher nach Anspruch i, dadur@_11 gekennzeichnet, daß in dem Niederdruckgehänse die ebenen Querwände (18) übereinander, in der Längsrichtung versetzt, eingebaut sind.
3. Kälteaustauscher nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der wellenförmig gestalteten Hochdruckrohre zu Umlenkschleifen (24) gebogen ist, wobei der eine Rohrschenkel unterhalb und der andere Rohrschenkel oberhalb einer der Zwischenwände (18) angeordnet ist.
4. Kälteaustauscher nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsgeschwindinkeit im Niederdruckgehäuse durch entsprechende Bemessung der Wellenlänge der Hochdruckrohre (22, 23) bestimmt wird.
5. Kälteaustauscher nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, -daß durch Einschieben von Lenkblechen oder Verdrängungskörpern (26) die Strömungsgeschwindigkeit im Niederdrucl.-gehäuse veränderbar ist.
6. Kälteaustauscher nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusewände gerippt sind.