DE9214564U1

DE9214564U1 - Wärmetauschergehäuse

Info

Publication number: DE9214564U1
Application number: DE9214564U
Authority: DE
Original assignee: Illbruck Production SA
Current assignee: Illbruck Production SA
Priority date: 1992-10-28
Filing date: 1992-10-28
Publication date: 1994-03-03
Anticipated expiration: 2002-10-29

Description

Wärmetauschergehäuse

Die Erfindung betrifft ein Wärmetauschergehäuse, vorzugsweise für einen mit einer elektrischen Widerstandsheizung arbeitenden Wärmetauscher.

Es ist bekannt, Wärmetauscher, die mit einer elektrischen Widerstandsheizung arbeiten, mit Glaswolle oder Mineralwolle zu umhüllen, gegebenenfalls in Distanz angeordnet zu dem Heizdraht. Die Glaswolle oder Mineralwolle ist wegen der geforderten hohen Temperaturbeständigkeit gewählt worden. Bei derartigen elektrischen Widerstandsheizungen kann es auch vorkommen, wenn auch selten, daß der Heizdraht bzw. die Heizwendel durchschmilzt. Gewöhnlich ist ein Heizdraht in einem ein Durchflußrohr umschlingenden Hüllrohr angeordnet, wobei das Hüllrohr aus Aluminium besteht. Im Falle eines Durchschmelzens des Heizdrahtes und der damit verbundenen sehr großen Erhitzung auch des Hüllrohres, kann es auch vorkommen, daß das Hüllrohr schmilzt und entsprechend Aluminium nach unten tropft, in die Wärmedämmung aus Glaswolle/Mineralwolle. Die Glaswolle/Mineralwolle kann das herabtropfende Aluminium aber nicht weiter aufhalten. Es ist daher erforderlich, noch einen aufwendigen Blechmantel vorzusehen, der das unter Umständen herabtropfende Aluminium auffangen kann, um eine weitere Beschädigung der Maschine, in welcher der Wärmetauscher angeordnet ist und insbesondere Folgeschäden, wie Brände, zu vermeiden.

Es wird danach ein Ziel der Erfindung darin gesehen, die Wärmedämmung/thermische Isolation eines Wärmetauschers insbesondere mit elektrischer Widerstandsheizung hinsichtlich seiner Standfestigkeit, zu verbessern.

VGN: 177 857 20 941 Mü./Gau 27.10.1992

Dieses Ziel ist beim Gegenstand des Anspruches 1 erreicht, wobei darauf abgestellt ist, daß das Wärmetauschergehäuse horizontal geteilt ausgebildet ist und insbesondere das untere Wärmetauscherteil einen wannenartigen Aufbau besitzt. Durch die horizontale Teilung ist eine Trennfuge nur in horizontaler Richtung vorgesehen. Weiter ist aufgrund des wannenartigen Aufbaus erreicht, daß evtl. herabtropfendes Metall, wie beispielsweise flüssiges Aluminium, aufgefangen wird und nicht herauslaufen kann. Es versteht sich, daß die Größe des wannenartigen Aufbaus so gewählt sein muß, daß die maximale Menge eventuell aufzufangenden flüssigen Metalls oder dergleichen mit Sicherheit darin aufgefangen werden kann, ohne daß ein überlauf stattfindet. Der wannenartige Aufbau ist bevorzugt insbesondere dadurch erreicht, daß das untere Gehäuseteil eine Negativ-Ausformung in Form eines Halbrohres aufweist und das Halbrohr stirnseitig durch Abschlußwände begrenzt ist. Durch die halbrohrförmige Ausbildung ist das Wärmetauschergehäuse im übrigen geeignet angepaßt an die in der Regel röhrenförmige Struktur des Wärmetauschers. Sollte der Wärmetauscher eine andere Geometrie besitzen, ist es natürlich erforderlich, den wannenartigen Aufbau entsprechend an die abweichende Geometrie anzupassen. In weiterer Einzelheit ist bevorzugt, daß die Abschlußwände der Rundung des Halbrohres (der Negativ-Ausformung desselben) folgend ausgebildet sind, ohne die Halbrohrausrundung bis zur Trennebene der Gehäuseteile abzuschließen. Insgesamt, d.h. bei zusammengesetztem oberen und unteren Gehäuseteil kann das Wärmetauschergehäuse insbesondere eine kubische, quaderförmige oder auch zylindrische Gestalt aufweisen. Es sind bei der quaderförmigen Gestalt jeweils rechteckige Seitenflächen gegeben und gegebenenfalls stirnseitig quadratische bzw. rechteckige Grundflächen. Die Stirnseiten des Wärmetauschergehäuses sind

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jeweils von einem Wärmetauscherrohr, durch welches die aufzuheizende (oder gegebenenfalls abzukühlende) Flüssigkeit strömt, durchsetzt. Bevorzugt verläuft die Durchsetzung je hälftig in dem einen und dem anderen Gehäuseteil. Weiterhin ist bevorzugt, daß in dem oberen Gehäuseteil gleichfalls eine Negativ-Ausformung in Form eines Halbrohres entsprechend dem unteren Gehäuseteil ausgebildet ist. In dem oberen Gehäuseteil sind darüber hinaus bevorzugt senkrecht zu einer Achse der Halbrohre verlaufende Bohrungen ausgebildet, jeweils den stirnseitigen Öffnungen des Wärmetauschergehäuses für das Wärmetauscherrohr geeigneterweise zugeordnet, zur Durchführung von Leiteranschlüssen der elektrischen Widerstandsheizung. Weiterhin ist bevorzugt, die Innenflächen der sich ergebenden Halbrohre mit einer Lage Aluminium oder sonstigen wärmefesten, folienartigen Auskleidung als zusätzliche Reflektorschicht auszukleiden. Die Folie wird bevorzugt beim Preßvorgang mit eingelegt. Es versteht sich aus den vorstehenden Ausführungen, daß das Wärmetauschergehäuse aus einem wärmefesten bzw. sogar hochwärmefesten Material bestehen muß. Beispielsweise keramisches Material. Bevorzugt ist jedoch, daß das Wärmetauschergehäuse aus einer im wesentlichen kaltgeformten, porösen Preßmasse besteht. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Preßmasse mikroporös ist. Geeigneterweise kann die Preßmasse auf Basis von etwa 20 bis 50 % Perlit, vorzugsweise 30 % Perlit, gebildet sein, und weiter Kali-Wasserglas und Alu-Oxid, Si-Oxid und anderen Zuschlagstoffen bestehen. Die Poren des mikroporösen Materials haben bevorzugt eine Größe von 0,01 bis 1 mm.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Preßmasse und entsprechend das daraus geformte, im wesentlichen kalt hergestellte Wärmetauschergehäuse, hydrophobierend und/oder oleophobierend eingestellt ist.

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Die hydrophobierende Einstellung hat zur Folge, daß zwar aufgrund der verbliebenen (Mikro-) Porosität, die praktisch nicht durch die hydrophobierende Einstellung beeinträchtigt wird, die hohen Wärmedämmeigenschaften des Materials aufgrund seiner Porosität erhalten bleiben (und darüber hinaus auch schallabsorbierende Eigenschaften erhalten bleiben), jedoch Feuchtigkeit, insbesondere Wasser, nicht eintritt. Anderenfalls ist zu beobachten, daß sich das Material, wenn es entsprechend feuchter Atmosphäre ausgesetzt wird, schwammartig mit Wasser vollsaugt. Selbst wenn Wasser in solchermaßen hydrophob bzw. oleophob eingestelltes Material eindringt, etwa weil das Material mit einem starken Strahl beaufschlagt wird, bleibt das Wasser nicht in dem Material gefangen, sondern tritt sogleich wieder aus dem Material aus. Entsprechendes gilt für Öl oder ölhaltige Fluide in bezug auf die oleophobe Einstellung des Materials. Als Hydrophobierungsmittel eignen sich insbesondere Parafin- und/oder Silanverbindungen und/oder Fluor-Karbonverbindungen. Alternativ zu dem kalt geformten Preßmaterial kann das Wärmetauschergehäuse auch aus einer kleinporigen und geschäumten Masse bestehen. Bezüglich dieser Schäummasse wird beispielsweise auf die Druckschriften OS 33 03 204 und EP 417 583 verwiesen, deren Offenbarungsgehalt hiermit vollinhaltlich in die vorliegende Anmeldung mit eingeschlossen wird. Auch bei einer Herstellung des Wärmetauschergehäuses auf die zuletzt beschriebene Art ist es bevorzugt, das Material hydrophob und/oder oleophob einzustellen. Es stellen sich die gleichen Eigenschaften und Vorteile ein wie zuvor im Hinblick auf die Preßmasse beschrieben.

Den Ausführungen zu den Materialien, der Preßmasse und der geschäumten anorganischen Masse, kommen auch unabhängig von der hier beschriebenen Anwendung zur Herstellung

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eines Wärmetauschergehäuses grundsätzliche eigenständige Bedeutung zu. Insbesondere hinsichtlich der Preßmasse in Verbindung mit hydrophobierender oder oleophobierender Einstellung. Die hydrophobe und/oder oleophobe Einstellung des porösen bzw. mikroporösen Materials kann sofort in der Rohmasse vorgenommen werden, durch Einmischung entsprechender Bestandteile. Es kann aber auch nach Ausformung und Aushärtung der Teile eine Tränkung in einer entsprechenden, die hydrophobierende oder oleophobierende Einstellung erbringenden Flüssigkeit vorgenommen werden.

Nachstehend ist die Erfindung noch des weiteren anhand der beigefügten Zeichnung erläutert, die jedoch lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellt. Hierbei zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Wärmetauschergehäuses mit einem oberen und einem unteren Gehäuseteil;

Fig. 2 eine Draufsicht auf das untere Gehäuseteil, bei geöffnetem Wärmetauschergehäuse und eingelegtem Wärmetauscherrohr mit elektrischer Widerstandsheizung;

Fig. 3 eine Draufsicht auf das obere Gehäuseteil;

Fig. 4 einen Schnitt durch den Gegenstand gemäß Fig. 2, bei geschlossenem Wärmetauschergehäuse, entlang der Linie IV-IV;

Dargestellt und beschrieben ist, zunächst mit Bezug zu Fig. 1, ein insgesamt mit 1 bezeichnetes Wärmetauschergehäuse, das aus einem oberen Gehäuseteil 2 und einem unteren Gehäuseteil 3 besteht.

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Das Wärmetauschergehäuse 1 ist aus einem hochwärmebeständigen, keramikartigen Material hergestellt und besitzt eine durchgehende Mikroporosität.

Die Gehäuseteile 2, 3 sind innen, dem zu umschließenden Wärmetauscherrohr 4 (vgl. Fig. 2) zugeordnet, jeweils wannenartig ausgebildet. Im einzelnen ist dies dadurch erreicht, daß eine Negativ-Ausformung in Gestalt eines Halbrohres 5 jeweils in dem Gehäuseteil 2 bzw. 3 ausgebildet ist. Stirnseitig ist ein Halbrohr 5 jeweils durch Abschlußwände 6, 7 begrenzt. Die Abschlußwände 6, 7 sind der Rundung des Halbrohres 5 folgend ausgebildet und besitzen ihrerseits eine Rundungsausnehmung 9, welche an das zu umschließende Wärmetauscherrohr 4 angepaßt ist. Die Überhöhung H der Abschlußwände 6, 7 ist ein Maß dafür, welche Flüssigkeitsmenge im Notfall in der Halbrohrausformung 5 auffangbar ist. Das Wärmetauscherrohr 4 ist des weiteren mit einer in einem Aluminiumrohr aufgenommenen elektrischen Widerstandsheizung 14 umgeben, die im Bereich der wannenartigen Ausbildung der Gehäuseteile 2, 3 zu einem großen (Gesamt-) Durchmesser des Wärmetauscherrohres 14 führt.

Wie sich aus einer Zusammenschau der Gehäuseteile 2, 3 ergibt, ist das Wärmetauschergehäuse 1 insgesamt quaderförmig ausgebildet.

In dem oberen Gehäuseteil 2 sind zusätzlich zu der Halbrohrausformung 5 (vgl. auch Fig. 3) Bohrungen 10, 11 vorgesehen, zur Durchführung von Leiteranschlüssen 12, 13 der elektrischen Widerstandsheizung 14 (vgl. Fig. 2).

In der Schnittdarstellung der Fig. 4 ist zu erkennen, wie die Leiteranschlüsse 12, 13 eine Bohrung 10 durchsetzen.

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Das Wärmetauschergehäuse 1 besteht im übrigen aus einer mikroporösen Preßmasse, die hydrophob und oleophob eingestellt ist. Die Poren besitzen eine Größe von ca. 0,5 mm. Die hydrophobe Einstellung ist auf Grundlage von Silanverbindungen erreicht.

Die in der vorstehenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung von Bedeutung sein. Alle offenbarten Merkmale sind erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen.

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Claims

Ansprüche

1. Wärmetauschergehäuse (1), vorzugsweise für einen mit einer elektrischen Widerstandsheizung (14) arbeitenden Wärmetauscher (4), dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmetauschergehäuse (1) horizontal geteilt ausgebildet ist und insbesondere das untere Gehäuseteil (3) einen wannenartigen Aufbau besitzt.

2. Wärmetauschergehäuse nach Anspruch 1 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Gehäuseteil (3) eine Negativ-Ausformung in Form eines Halbrohres (5) aufweist und daß das Halbrohr (5) stirnseitig durch Abschlußwände (6, 7) begrenzt ist.

3. Wärmetauschergehäuse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschlußwände (6, 7) der Rundung des Halbrohres (5) folgend ausgebildet sind, ohne die stirnseitige Halbrohrausnehmung in dem Gehäuseteil (3) bzw. (2) bis zur Trennebene der Gehäuseteile (2, 3) zu verschließen.

4. Wärmetauschergehäuse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß insgesamt eine kubische bzw. quaderförmige Gestalt gegeben ist.

5. Wärmetauschergehäuse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß in dem oberen Gehäuseteil (2) eine Negativ-Ausformung in Form eines Halbrohres (5) entsprechend dem unteren Gehäuseteil (3) vorgesehen ist.

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6. Wärmetauschergehäuse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß in dem oberen Gehäuseteil (2) senkrecht zu einer Achse der Halbrohre verlaufende Bohrungen (10, 11) ausgebildet sind, zur Durchführung von Leiteranschlüssen (12, 13) der elektrischen Widerstandsheizung.

7. Wärmetauschergehäuse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmetauschergehäuse (1) aus einer im wesentlichen kalt geformten, porösen Preßmasse besteht.

8. Wärmetauschergehäuse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßmasse mikroporös ist.

9. Wärmetauschergehäuse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßmasse auf Basis von etwa 20 bis 50 % Perlit, weiter Kali-Wasserglas und Alu-Oxid gegebenenfalls Si-Oxid und anderen Zuschlagstoffen gebildet ist.

10. Wärmetauschergehäuse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die Poren der ausgehärteten Preßmasse eine Größe von 0,01 bis 1 mm aufweisen.

11. Wärmetauschergehäuse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßmasse hydrophob und/oder oleophob eingestellt ist.

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12. Wärmetauschergehäuse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß als Hydrophobierungsmittel Parafin und/oder Silanverbindungen und/oder Fluor-Karbonverbindungen eingesetzt sind.

13. Wärmetauschergehäuse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmetauschergehäuse (1) aus einer kleinporigen, geschäumten wärmegehärteten Masse besteht.

14. Wärmetauschergehäuse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenflächen der Gehäuseteile, insbesondere in dem wannenartigen Abschnitt, mit einer Folie, beispielsweise Aluminiumfolie als Reflektorschicht ausgelegt sind.

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