EP0107066A1 - Doppelrohr-Wärmetauscher - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
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- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/08—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being otherwise bent, e.g. in a serpentine or zig-zag
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- F28D7/082—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being otherwise bent, e.g. in a serpentine or zig-zag with serpentine or zig-zag configuration
- F28D7/085—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being otherwise bent, e.g. in a serpentine or zig-zag with serpentine or zig-zag configuration in the form of parallel conduits coupled by bent portions
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Definitions
- the invention relates to a double-tube heat exchanger for the indirect heating of material, such as mash or wort, containing a plurality of straight bends connected by tube bends, provided with a double jacket, the supply of the heating medium to the individual heating tubes being separately switchable on and off.
- Such a double-tube heat exchanger is the subject of German patent application P 31 06 875.8-41. Since in this double-tube heat exchanger each heating tube can be switched on and off separately with regard to the heating medium, a gradual heating of the product that is optimally adapted to the respective good can be achieved.
- the invention is based on the object of further developing this double-tube heat exchanger so that, for the purpose of further improving the product quality, the uniformity of the heating of the material is improved even more.
- the installation of the displacement bodies creates a flow space with an annular cross section through which the material flows in a relatively thin layer, which ensures rapid and uniform heating of the material.
- the heatability of the displacement body ensures uniform heating of the flowing material from the inside and outside.
- the double-tube heat exchanger 1 shown schematically in FIG. 1 serves for the indirect heating of material, such as mash or wort, which is fed in at 2 and discharged at 3.
- the heat exchanger 1 contains a number of straight heating tubes 4, which consist of an inner tube 5 and an outer tube 6.
- the inner tubes 5 are connected to one another via tube bends 7.
- the outer tubes 6 form a double jacket for the passage of heating medium.
- the heating medium for example steam or hot water
- the heating medium is fed separately to the individual heating pipes 4 via a line 8 and inlet valves 9.
- the heating medium is drawn off via separate outlet valves 10.
- the heating medium is guided in counterflow to the material. It flows through approximately between the inner tube 5 and the outer tube 6 of the uppermost heating tube 4 flow space formed from left to right, while the material flows through the inner tube 5 of this uppermost heating tube from right to left.
- the inlet valves 9 assigned to the individual heating tubes 4 are set such that the material to be heated in the individual heating tubes of the double-tube heat exchanger receives the heat treatment optimally adapted to the respective application.
- a displacement body 12 Arranged in the interior of the inner tube 5 is a displacement body 12 which is formed by a cylindrical tube provided with a conical end 12a at both ends. Between the inner tube 5 (i.e. between the inner wall of the heated double jacket formed by the tubes 5 and 6) and the displacement body 12 there is thus a flow space 13 of annular cross section for the material to be heated. In order to equalize and mix the material well when flowing through this flow space 13, swirl-generating internals 14 (in the form of radial surfaces which are inclined like a guide surface) are provided in the inner tube 5 in the region of the two ends of the displacement body 12.
- the displacement body 12 is also heated.
- the inlet connection 15 for the heating medium to the displacement body 12 is arranged in the region of the same end of the displacement body as the outlet connection 16.
- a pipe 17 running centrally in the displacement body 12 leads from the inlet connection 15 to the other end of the displacement body 12 and is provided there with openings 18 for the heating medium to exit.
- the inlet and outlet connections 15 and 16 for the heating medium are located in the region of the end of the displacement body 12 facing the inflow side of the material (arrow 2).
- the heating medium passing through the displacement body 12 also moves in countercurrent to the good, as well as the heating medium passed through the flow space 19 between the inner tube 5 and the outer tube 6 of the heating tube 4, which enters through the inlet connection 20 and is discharged through the outlet connection 21.
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Doppelrohr-Wärmetauscher zur indirekten Beheizung von Gut, wie Maische oder Würze, wobei im Innern der einzelnen Heizrohre beheizte Verdrängungskörper angeordnet sind und die Zufuhr des Heizmediums zu den einzelnen Heizrohren und zu den einzelnen Verdrängungskörpern gesondert ein- und ausschaltbar ist. Dadurch wird eine besonders gleichmäßige und feinfühlige Wärmebehandlung des Gutes unter optimaler Anpassung an die technologischen Erfordernisse erreicht.
Description
- Die Erfindung betrifft einen Doppelrohr-Wärmetauscher zur indirekten Aufheizung von Gut, wie Maische oder Würze, enthaltend mehrere über Rohrbögen verbundene, mit einem Doppelmantel versehene, gerade Heizrohre, wobei die Zufuhr des Heizmediums zu den einzelnen Heizrohren gesondert ein- und ausschaltbar ist.
- Ein derartiger Doppelrohr-Wärmetauscher ist Gegenstand der deutschen Patentanmeldung P 31 06 875.8-41. Da bei diesem Doppelrohr-Wärmetauscher jedes Heizrohr hinsichtlich des Heizmediums gesondert zu- und abgeschaltet werden kann, läßt sich ein dem jeweiligen Gut optimal angepaßtes stufenweises Aufheizen des Produktes erreichen.
- Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, diesen Doppelrohr-Wärmetauscher dahin weiterzuentwickeln, daß zum Zwecke einer weiteren Verbesserung der Produktqualität die Gleichmäßigkeit der Beheizung des Gutes noch mehr verbessert wird.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch folgende Merkmale gelöst:
- a) Im Innern der einzelnen Heizrohre sind Verdrängungskörper derart angeordnet, daß zwischen den Verdrängungskörpern und der Innenwand des beheizten Doppelmantels des zugehörigen Heizrohres ein Strömungsraum von ringförmigem Querschnitt für das zu beheizende Gut vorhanden ist;
- b) die Verdrängungskörper sind gleichfalls beheizt, wobei die Zufuhr des Heizmediums zu den einzelnen Verdrängungskörpern gesondert ein- und ausschaltbar ist.
- Durch den Einbau der Verdrängungskörper wird ein Strömungsraum von ringförmigem Querschnitt geschaffen, durch den das Gut in einer verhältnismäßig dünnen Schicht hindurchströmt, was eine rasche und gleichmäßige Beheizung des Gutes gewährleistet. Die Beheizbarkeit des Verdrängungskörpers sichert dabei eine gleichmäßige Erwärmung des strömenden Gutes von innen und außen.
- Da erfindungsgemäß nicht nur die einzelnen Heizrohre, sondern auch die darin angeordneten Verdrängungskörper hinsichtlich der Zufuhr des Heizmediums gesondert ein-und ausschaltbar sind, läßt sich eine ideale Anpassung der Art der Beheizung an den jeweiligen Anwendungsfall erzielen. So kann es in Einzelfällen vorteilhaft sein, die Zufuhr des Heizmediums zu einzelnen Heizrohren und den darin angeordneten Verdrängungskörpern abzuschalten oder zu drosseln, während es in anderen Fällen eventuell günstig ist, die Zufuhr des Heizmediums zu den Heizrohren und den darin angeordneten Verdrängungskörpern auf den einzelnen Teilstrecken des Wärmetauschers unterschiedlich einzustellen.
- Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und werden im Zusammenhang mit der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.
- In der Zeichnung zeigen
- Fig.1 eine Schemadarstellung des erfindungsgemäßen Wärmetauschers (ohne Darstellung der Verdrängungskörper),
- Fig.2 ein Teilstück des erfindungsgemäßen Wärmetauschers (mit eingebauten Verdrängungskörpern),
- Fig.3 einen Schnitt längs der Linie III-III der Fig.2.
- Der in Fig.1 schematisch dargestellte Doppelrohr-Wärmetauscher 1 dient zur indirekten Aufheizung von Gut, wie Maische oder Würze, das bei 2 zugeführt und bei 3 abgeführt wird. Der Wärmetauscher 1 enthält eine Anzahl von geraden Heizrohren 4, die aus einem Innenrohr 5 und einem Außenrohr 6 bestehen. Die Innenrohre 5 sind über Rohrbögen 7 miteinander verbunden. Die Außenrohre 6 bilden einen Doppelmantel zum Durchtritt von Heizmedium.
- Das Heizmedium (beispielsweise Dampf oder Heißwasser) wird über eine Leitung 8 und Eintrittsventile 9 den einzelnen Heizrohren 4 gesondert zugeführt. Der Abzug des Heizmediums erfolgt über gesonderte Austrittsventile 10.
- Wie sich aus Fig.1 ergibt, wird das Heizmedium im Gegenstrom zum Gut geführt. Es durchströmt etwa den zwischen dem Innenrohr 5 und dem Außenrohr 6 des obersten Heizrohres 4 gebildeten Strömungsraum von links nach rechts, während das Gut das Innenrohr 5 dieses obersten Heizrohres von rechts nach links durchströmt.
- Mittels einer Steuereinrichtung 11 werden die den einzelnen Heizrohren 4 zugeordneten Eintrittsventile 9 so eingestellt, daß das zu beheizende Gut in den einzelnen Heizrohren des Doppelrohr-Wärmetauschers die dem jeweiligen Anwendungsfall optimal angepaßte Wärmebehandlung erfährt.
- Die Fig.2 und 3 veranschaulichen die Einzelheiten des erfindungsgemäßen Wärmetauschers. Im Hinblick auf die gleichartige Ausbildung der einzelnen Heizrohre 4 ist nur das oberste Heizrohr 4 des Wärmetauschers vollständig dargestellt.
- Im Innern des Innenrohres 5 ist ein Verdrängungskörper 12 angeordnet, der durch ein an beiden Enden mit einem konischen Abschluß 12a versehenes zylindrisches Rohr gebildet wird. Zwischen dem Innenrohr 5 (d.h. zwischen der Innenwand des von den Rohren 5 und 6 gebildeten beheizten Doppelmantels) und dem Verdrängungskörper 12 ist damit ein Strömungsraum 13 von ringförmigem Querschnitt für das zu beheizende Gut vorhanden. Um das Gut beim Durchströmen dieses Strömungsraumes 13 zu vergleichmäßigen und gut zu durchmischen, sind im Bereich der beiden Enden des Verdrängungskörpers 12 im Innenrohr 5 drallerzeugende Einbauten 14 (in Form leitflächenartig geneigter radialer Streben) vorgesehen.
- Der Verdrängungskörper 12 ist gleichfalls beheizt. Der Eintrittsanschluß 15 für das Heizmedium zum Verdrängungskörper 12 ist im Bereich desselben Endes des Verdrängungskörpers wie der Austrittsanschluß 16 angeordnet. Vom Eintrittsanschluß 15 führt ein zentral im Verdrängungskörper 12 verlaufendes Rohr 17 zum anderen Ende des Verdrängungskörpers 12 und ist dort mit Durchbrüchen 18 zum Austritt des Heizmediums versehen. Wie Fig.2 erkennen läßt, befindet sich die Ein-und Austrittsanschlüsse 15 bzw. 16 für das Heizmedium im Bereich des der Zuströmseite des Gutes (Pfeil 2) zugewandten Endes des Verdrängungskörpers 12. Dadurch bewegt sich auch das den Verdrängungskörper 12 durchsetzende Heizmedium im Gegenstrom zum Gut, ebenso wie das durch den Strömungsraum 19 zwischen dem Innenrohr 5 und dem Außenrohr 6 des Heizrohres 4 geführte Heizmedium,das durch den Eintrittsanschluß 20 eintritt und durch den Austrittsanschluß 21 abgeführt wird.
Claims (5)
1. Doppelrohr-Wärmetauscher zur indirekten Aufheizung von Gut, wie Maische oder Würze, enthaltend mehrere über Rohrbögen verbundene, mit einem Doppelmantel versehene, gerade Heizrohre, wobei die Zufuhr des Heizmediums zu den einzelnen Heizrohren gesondert ein- und ausschaltbar ist,
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
a) Im Innern der einzelnen Heizrohre (4) sind Verdrängungskörper (12) derart angeordnet, daß zwischen den Verdrängungskörpern und der Innenwand (5) des beheizten Doppelmantels des zugehörigen Heizrohres ein Strömungsraum (13) von ringförmigem Querschnitt für das zu beheizende Gut vorhanden ist;
b) die Verdrängungskörper (12) sind gleichfalls beheizt, wobei die Zufuhr des Heizmediums zu den einzelnen Verdrängungskörpern gesondert ein- und ausschaltbar ist.
2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein- und Austrittsanschlüsse (15, 16) für das Heizmedium im Bereich desselben Endes des Verdrängungskörpers (12) angeordnet sind.
3. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Heizrohr (4), vorzugsweise im Bereich der beiden Enden des Verdrängungskörpers (12), drallerzeugende Einbauten (14) vorgesehen sind.
4. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängungskörper (12) durch ein an beiden Enden mit einem konischen Abschluß (12a) versehenes zylindrisches Rohr gebildet wird.
5. Wärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein- und Austrittsanschlüsse (15 bzw. 16) für das Heizmedium im Bereich des der Zuströmseite des Gutes zugewandten Endes des Verdrängungskörpers (12) angeordnet sind und vom Eintrittsanschluß (15) ein zentral im Verdrängungskörper (12) verlaufendes Rohr (17) zum anderen Ende des Verdrängungskörpers geführt ist.
Applications Claiming Priority (2)
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