EP0131213B1 - Heat exchanger - Google Patents
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- EP0131213B1 EP0131213B1 EP84107485A EP84107485A EP0131213B1 EP 0131213 B1 EP0131213 B1 EP 0131213B1 EP 84107485 A EP84107485 A EP 84107485A EP 84107485 A EP84107485 A EP 84107485A EP 0131213 B1 EP0131213 B1 EP 0131213B1
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Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D3/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium flows in a continuous film, or trickles freely, over the conduits
- F28D3/04—Distributing arrangements
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- Y10S165/00—Heat exchange
- Y10S165/163—Heat exchange including a means to form fluid film on heat transfer surface, e.g. trickle
- Y10S165/168—Film formed on interior surface of container or pipe
- Y10S165/169—Film formed on interior surface of container or pipe inside of vertical pipe
- Y10S165/17—Distributor "cap" mounted in top end of pipe
Definitions
- the invention relates to a thin-film heat exchanger which is suitable for the use of liquids contaminated by solids as a heat-emitting medium, such as e.g. for the use of river, groundwater or the like.
- a heat source for heat pumps which is clearly superior to the heat exchangers previously used for such purposes in terms of heat transfer coefficient and space requirements.
- Preferred embodiments of the heat exchanger according to the invention also permit continuous operation which is not interrupted by cleaning work, even with heat-emitting liquids heavily contaminated by solids.
- Horizontal tube evaporators with tubes through which the heat-emitting liquid and tubes are covered by the refrigerant achieve a maximum heat transfer coefficient of approx. 400W / m 2 K.
- water As the heat-emitting medium, its heat content must not be exploited beyond cooling down to + 4 ° C, to prevent the pipes from bursting due to ice formation.
- the pipes can only be cleaned after the sealed distribution covers have been removed.
- Evaporator tubes or plate evaporators placed in the heat-emitting medium (e.g. water) and flowed through by the refrigerant allow a lower cooling limit of approx. +1 ° C to be maintained, but have a much larger space requirement than tubular boiler evaporators and a somewhat poorer heat transfer coefficient of approx. 300 W / m 2 K. Cleaning the outside of the pipes or plates is cumbersome because they are up to 1.5 m deep in the water-carrying channel and their distance is a maximum of 100 mm.
- the heat-emitting medium e.g. water
- the best heat transfer coefficient of approx. 800 W / mZK and the lowest cooling limit of + 0.2 ° C have plate and tubular trickle coolers, i.e. Horizontal pipes or plates through which the refrigerant flows, on the outer surfaces of which the heat-emitting liquid flows downwards as a thin film.
- the measure proposed in DD-A-46722 is to attach to the upper part of the heat exchange tube a hollow, rotationally symmetrical body protruding into it, expanded towards the bottom and open at the top and bottom by at least three mounting ribs, the surface of which is curved and the liquid is directed towards the inner wall of the tube should not guarantee film formation on the inner wall of the pipe in the intended form, because the width of the opening shown between the rotating body and the inner wall of the pipe would be much too large, quite apart from the fact that the shape of the rotating body also does not cause the liquid flow to be torn off smoothly allows its lower edge, so that at least a significant part of the liquid supplied does not reach the inner tube wall, but falls freely downwards. Even a significant narrowing of the annular gap would not result in a reliable and uniform film formation due to the unfavorable shape of the rotary body, but would bring with it the same risk of clogging as in known tube and plate trickle coolers.
- the object of the present invention is therefore to provide a thin-film heat exchanger with upright pipes, which is free from the disadvantages of the known coolers, in particular results in extraordinarily high heat transfer coefficients, and furthermore permissible cooling limits which are still superior to the lowest known to date and which permit special embodiments which even when using heavily with solids such as sand, mud u.
- contaminated liquids as heat-emitting medium enables continuous operation not interrupted by cleaning and / or repair work.
- One of the advantages of the cooler according to the invention is, inter alia, the possibility of water to temperatures below 0 ° C, for example on - to run 1/2 'C in the supercooled state, and thus better utilize its heat content than with known heat exchangers is possible.
- the upper end of the heat exchange tube which is completely open above the distributor head, is accommodated in a flow tank, the height of which is large enough to be able to vary the level of the heat-giving liquid and thus the hydrostatic pressure on the annular gap and the flow rate within sufficiently wide limits.
- the device according to the invention therefore differs from the device described in GB-A-1458592 not only in that the heat exchange tube is smooth and not fluted and in that the film flowing down on its inner wall gives off heat and does not heat up to the point of evaporation through the heat-emitting medium surrounding the tube and that the steam thus developed is therefore not sucked downwards out of the pipe, but above all by the fact that the upper end of the heat exchange pipe projects openly into the flow vessel below the level of the heat-emitting liquid.
- the distributor head according to the invention is axially displaceable in the heat exchange tube and is preferably provided with a pin protruding from the tube, by means of which it can be set in an upward and downward movement.
- Preferred embodiments of the invention relate to advantageous embodiments of the distributor head and devices which automatically start the movement of the distributor head when the annular gap becomes blocked and, if this measure does not remove the blockage in the case of particularly heavy soiling, temporarily remove the distributor head completely from the pipe.
- Further embodiments relate to a special management of the refrigerant circuit, which improves the heat transfer on the refrigerant side and the efficiency of the phase separation of the refrigerant, and measures to further improve the heat transfer on the refrigerant side by reducing the space available to the refrigerant in the evaporator.
- FIGS. 1 and 2 the application of the invention for operating a heat pump is described below, for example.
- the heat releasing medium e.g. B. river, ground or resulting cooling water 15 passes through a - not shown - supply line in a flow vessel 37, which sits tightly on the upper tube plate 6, in which the heat exchange tubes 1st of the tube bundle tightly fitted, e.g. B. are rolled, in such a way that their appropriately somewhat expanded upper ends 4 protrude beyond the tube plate 6.
- the lower tube ends 5 are rolled into the lower tube plate 7 in such a way that they protrude somewhat downwards.
- the two tube plates 6 and 7 close the boiler 2, in which the heat-absorbing medium 35 surrounding the tubes 1 is located, at the top and bottom.
- the heat-emitting liquid reaches the heat exchange tubes 1 from the supply vessel 37, which is at least partially open at the top, and is distributed through the distributor heads 3 with a cylindrical part 18 (see FIGS. 4, 5 and 6, FIG. 7) guided to the inner wall 13 of the tubes 1 via a narrow annular gap 14.
- the lowermost circumference 12 of each distributor head is designed in such a way that the liquid flowing down rips off smoothly at this point, flows out through the annular gap 14, is applied as a thin film to the inner tube wall 13 and as such flows down the inner tube wall. In order to ensure a smooth tearing off of the liquid at the lowest circumference 12, this is of sharp-edged design, as shown in the figures.
- the underside of the distributor head 3 is also z. B.
- the radius of the lowest circumference 12 is preferably matched to the inner radius of the tube 1 such that the width of the annular gap 14 is approximately in the range from 0.1 to 1 mm, preferably 0.3 to 0.7 mm.
- FIGS. 6 and 7 Precise compliance with these dimensional tolerances can be made easier in terms of production technology in accordance with a particular embodiment shown in FIGS. 6 and 7 in that the distributor head 3 is fitted in an extension tube 8 placed on the upper part of the heat exchange tube 1, the inside diameter 10 of which is the same at the location of the distributor head 3 that of the heat exchange tube 1.
- the inside of the extension tube 8 is slightly conical, so that the width of the annular gap 14 can be adjusted within the limits in question by adjustable change in the height at which the distributor head 3 is located.
- An attachment possibility of the top tube 8 on the heat exchange tube 1 is shown in FIG. 6, for example.
- a boiling refrigerant 34 such as NH3 or Freon
- the tube bundle which, as mentioned, can also consist of a single tube in the limit, is located in the outer boiler 2, which contains the boiling refrigerant 35. This is kept at the boil by the heat absorption from the tubes 1 and by the suction effect of the compressor (not shown) connected to the boiler 2 via the suction line 169 and the separator 160.
- the compressor not shown
- its level rises above that of the vapor-free refrigerant in the sump 36 of the separator 160 and passes through the overflows 161, 162 into the separator 160, from which the vaporous refrigerant passes through the Connection 169 is sucked in by the compressor.
- the condenser After the refrigerant has been compressed and in the - not shown - the condenser has given off the heat absorbed in the boiler 2 at a higher temperature level and, if appropriate, has been partially relaxed, it is injected through the pipe 109 into the center pipe 159 of the separator 160 via a nozzle 184.
- the increase in speed caused by the nozzle 184 causes the refrigerant to be sucked in from the overflows 161, 162, as a result of which the circulation in the boiler 2 is increased and thus the heat transfer is improved, and the liquid-steam mixture is applied to the inlet side 99 of the tube with considerable energy 109 impact opposite wall 168 of the separator 160, whereby a substantial separation of liquid and vapor is already effected.
- the majority of the separated liquid flows into the sump 36 of the separator 160, from which it returns via line 171 to the lower part of the boiler 2.
- the vapor which still contains residual liquid droplets, must travel the entire length of the separator 160 until it emerges from it through the suction connection 169 of the suction line of the compressor.
- the entrained liquid droplets have enough time to settle so that practically liquid-free steam is sucked in from the suction connection 169.
- part of the interior of the boiler 2 located between the heat exchange tubes 1 is filled by inert fillers 180 such as glass or metal balls or preferably upright rods or tubes closed at the top and bottom.
- inert fillers 180 such as glass or metal balls or preferably upright rods or tubes closed at the top and bottom.
- the distributor head 3 is designed to be axially displaceable in the tube 1 and is preferably provided with guide devices 20, 21, 22. These can e.g. (see Figs. 4, 5 and 6, 7) consist of a cylindrical part 18 which is freely adapted to the inner diameter of the tube 1 and from which some, appropriately evenly distributed over the circumference, e.g. Passages 23, 24, 25 arranged in a uniform triangular arrangement are removed for the passage of the heat-emitting liquid.
- the distributor head 3 is connected to the bolt 9, which can move it up and down in the tube 1 as soon as the rise in the liquid level 45 in the supply vessel 37 caused by the blockage exceeds a certain height.
- this can be brought about by visual observation of the flow vessel 37 and movement of the bolt 9 connected to the distributor head 3 by hand.
- the distributor head 3 is connected to a device, for example explained in more detail in FIG. 10, which automatically sets it in an upward and downward movement when a predetermined level 45 in the supply vessel 37 is exceeded, as determined by at least one level controller 126.
- FIG. 10 A preferred embodiment of this embodiment of the invention is shown in FIG. 10.
- the two level regulators 126 and 76 are arranged in such a way that they do not respond as long as the liquid level 45 does not rise above the level that occurs during operation without clogging. Then all electrical lines of the control system are de-energized and all contacts are in idle status. The contacts of the two microswitches 63 and 128 are closed, the two contacts 136 and 137 of the relay 135 are open and the four-way solenoid valve 70 is in the “off” position. In this position, the upper part of the pneumatic cylinder 46 is connected to the compressed air source 74 via line 142, solenoid valve 70 and line 53 and the part below the piston 47 is connected to the free atmosphere via line 141.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Dünnschichtwärmeaustauscher, der für den Einatz von durch Feststoffe verunreinigten Flüssigkeiten als wärmeabgebendes Medium geeignet ist, wie z.B. für die Verwendung von Fluss-, Grundwasser od. dgl. als Wärmequelle für Wärmepumpen, der den bisher für solche Zwecke verwendeten Wärmeaustauschern bezüglich Wärmedurchgangszahl und Platzbedarf deutlich überlegen ist. Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemässen Wärmetauschers gestatten darüber hinaus auch mit stark durch Feststoffe verunreinigten wärmeabgebenden Flüssigkeiten einen nicht durch Reinigungsarbeiten unterbrochenen Dauerbetrieb.The invention relates to a thin-film heat exchanger which is suitable for the use of liquids contaminated by solids as a heat-emitting medium, such as e.g. for the use of river, groundwater or the like. As a heat source for heat pumps, which is clearly superior to the heat exchangers previously used for such purposes in terms of heat transfer coefficient and space requirements. Preferred embodiments of the heat exchanger according to the invention also permit continuous operation which is not interrupted by cleaning work, even with heat-emitting liquids heavily contaminated by solids.
Die wichtigsten Eigenschaften der zurzeit bekannten und praktisch angewendeten, mit durch Feststoffe verunreinigten Flüssigkeiten beaufschlagbaren Wärmeaustauscher sind nachstehend zusammen mit den durch sie erzielbaren Wärmedurchgangszahlen zusammengestellt, wobei zwecks Vergleichsmöglichkeit in jedem Falle als Beispiel für das wärmeaufnehmende Medium die gleiche Substanz, nämlich siedendes C C12 F2 gewählt ist.The most important properties of the currently known and practically used heat exchangers to which liquids contaminated by solids are put are listed below together with the heat transfer coefficients they can achieve, with the same substance, namely boiling C C1 2 F, being used as an example of the heat-absorbing medium in each case for comparison purposes 2 is selected.
Liegende Rohrkesselverdampfer mit von der wärmeabgebenden Flüssigkeit durchströmten und vom Kältemittel bedeckten Rohren erreichen maximal einen Wärmedurchgangskoeffizienten von ca. 400W/m2K. Bei Verwendung von Wasser als wärmeabgebendes Medium darf dessen Wärmeinhalt nicht weiter als entsprechend einer Abkühlung auf +4°C ausgenützt werden, um ein Bersten der Rohre durch Eisbildung zu vermeiden. Die Reinigung der Rohre ist nur nach Demontage der abgedichteten Verteilungsdeckel möglich.Horizontal tube evaporators with tubes through which the heat-emitting liquid and tubes are covered by the refrigerant achieve a maximum heat transfer coefficient of approx. 400W / m 2 K. When using water as the heat-emitting medium, its heat content must not be exploited beyond cooling down to + 4 ° C, to prevent the pipes from bursting due to ice formation. The pipes can only be cleaned after the sealed distribution covers have been removed.
Im wärmeabgebenden Medium (z.B. Wasser) aufgestellte, vom Kältemittel durchströmte Verdampferrohre oder Plattenverdampfer gestatten die Einhaltung einer niedrigeren Abkühlungsgrenze von ca. +1 °C, haben aber einen vielfach grösseren Platzbedarf als Rohrkesselverdampfer und einen etwas schlechteren Wärmedurchgangskoeffizienten von ca. 300 W/m2K. Die Reinigung der Aussenseiten der Rohre oder Platten ist umständlich, weil diese bis zu 1,5 m tief im wasserführenden Kanal liegen und ihr Abstand maximal 100 mm beträgt.Evaporator tubes or plate evaporators placed in the heat-emitting medium (e.g. water) and flowed through by the refrigerant allow a lower cooling limit of approx. +1 ° C to be maintained, but have a much larger space requirement than tubular boiler evaporators and a somewhat poorer heat transfer coefficient of approx. 300 W / m 2 K. Cleaning the outside of the pipes or plates is cumbersome because they are up to 1.5 m deep in the water-carrying channel and their distance is a maximum of 100 mm.
Den besten Wärmedurchgangskoeffizienten von ca.800 W/mZK und die niedrigste Abkühlungsgrenze von +0,2°C haben Platten- und Rohrrieselkühler, d.h. vom Kältemittel durchströmte waagrechte Rohre oder Platten, auf deren Aussenflächen die wärmeabgebende Flüssigkeit als dünner Film abwärts strömt.The best heat transfer coefficient of approx. 800 W / mZK and the lowest cooling limit of + 0.2 ° C have plate and tubular trickle coolers, i.e. Horizontal pipes or plates through which the refrigerant flows, on the outer surfaces of which the heat-emitting liquid flows downwards as a thin film.
Diese muss deshalb aus über den Rohren oder Platten angeordneten, im Boden einer Verteilerwanne angebrachten Lochreihen mit engen Bohrungen abgerieselt werden, die naturgemäss bei Vorliegen fester Verunreinigungen zu Verstopfungen neigen. Auch die Reinigung der Oberflächen der Rohre oder Platten erfordert Arbeitsaufwand und Betriebsunterbrechung, da dazu die Seitenabdeckungen entfernt werden müssen.This must therefore be trickled from rows of holes in the bottom of a distributor trough with narrow bores arranged above the pipes or plates, which naturally tend to clog when solid contaminants are present. The cleaning of the surfaces of the pipes or plates also requires labor and business interruption, since the side covers have to be removed for this.
Die Verwendung senkrechter Wärmeaustauschrohre, auf deren Innenflächen ein Film einer ersten, für den Wärmeaustausch bestimmten Flüssigkeit abwärts fliesst, während die Aussenseite der Rohre von einem zweiten, am Wärmeaustausch teilnehmenden Medium umgeben ist, ist zwar in anderem Zusammenhang schon vorgeschlagen worden, konnte sich aber in der Praxis nicht durchsetzen, vor allem weil eine verlässliche Bildung und Aufrechterhaltung eines Flüssigkeitsfilms auf der Innenfläche des Austauschrohres mit den dort vorgeschlagenen Mitteln, wenn überhaupt, nur unter Inkaufnahme einer mindestens ebenso grossen Verstopfungsgefahr wie bei Rohr-und Plattenrieselkühlern gelungen ist.The use of vertical heat exchange tubes, on the inner surfaces of which a film of a first liquid intended for heat exchange flows downwards, while the outside of the tubes is surrounded by a second medium which participates in the heat exchange, has already been proposed in a different context, but could be found in in practice, especially because a reliable formation and maintenance of a liquid film on the inner surface of the exchange tube with the means proposed there, if at all, only succeeded in accepting at least as much a risk of clogging as with tube and plate trickle coolers.
So ergibt z. B. die Einführung der Flüssigkeit in das nach unten zu konisch erweiterte Austauschrohr über ein Wehr wie nach DE-B-1164990 oder durch mehrere tangential angeordnete Zuführungen wie nach CH-A-600279 keine Gewähr dafür, dass die Flüssigkeitsströmung weder an der Einführungsstelle noch an der Stelle der konischen Erweiterung von der Wand abreisst, sondern über die ganze Länge der Rohrinnenwand den gewünschten zusammenhängenden dünnen Film bildet.So z. B. the introduction of the liquid into the downwardly flared replacement tube via a weir as in DE-B-1164990 or by several tangentially arranged inlets as in CH-A-600279 no guarantee that the liquid flow neither at the point of introduction nor at tears off the wall of the conical extension, but forms the desired coherent thin film over the entire length of the inner tube wall.
Die in der DD-A-46722 vorgeschlagene Massnahme, am Oberteil des Wärmeaustauschrohres einen in dieses hineinragenden, nach unten zu erweiterten, oben und unten offenen hohlen rotationssymmetrischen Körper durch mindestens drei Halterungsrippen zu befestigen, dessen nach aussen gekrümmte Oberfläche die Flüssigkeit auf die Rohrinnenwand hinleiten soll, könnte in der vorgesehenen Forma schon deshalb keine Filmbildung an der Rohrinnenwand gewährleisten, weil die dargestellte Breite der Öffnung zwischen dem Rotationskörper und der Rohrinnenwand dazu viel zu gross wäre, ganz abgesehen davon, dass auch die Form des Rotationskörpers kein glattes Abreissen der Flüssigkeitsströmung von seinem unteren Rand ermöglicht, so dass mindestens ein erheblicher Teil der zugeführten Flüssigkeit die Rohrinnenwand gar nicht erreicht, sondern frei nach unten fällt. Auch eine erhebliche Verengung des Ringspaltes würde wegen der ungünstigen Form des Rotationskörpers keine verlässliche und gleichmässige Filmbildung bewirken, wohl aber die gleiche Verstopfungsgefahr wie bei bekannten Rohr- und Plattenrieselkühlern mit sich bringen.The measure proposed in DD-A-46722 is to attach to the upper part of the heat exchange tube a hollow, rotationally symmetrical body protruding into it, expanded towards the bottom and open at the top and bottom by at least three mounting ribs, the surface of which is curved and the liquid is directed towards the inner wall of the tube should not guarantee film formation on the inner wall of the pipe in the intended form, because the width of the opening shown between the rotating body and the inner wall of the pipe would be much too large, quite apart from the fact that the shape of the rotating body also does not cause the liquid flow to be torn off smoothly allows its lower edge, so that at least a significant part of the liquid supplied does not reach the inner tube wall, but falls freely downwards. Even a significant narrowing of the annular gap would not result in a reliable and uniform film formation due to the unfavorable shape of the rotary body, but would bring with it the same risk of clogging as in known tube and plate trickle coolers.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Dünnschichtwärmeaustauscher mit stehenden Rohren zu schaffen, der frei von den Nachteilen der bekannten Kühler ist, insbesondere ausserordentlich hohe Wärmedurchgangskoeffizienten ergibt und ausserdem zulässige Abkühlungsgrenzen, die den niedrigsten bisher bekannten noch überlegen sind sowie besondere Ausführungsformen zulässt, die auch bei Verwendung von stark mit Feststoffen wie Sand, Schlamm u. dgl. verunreinigten Flüssigkeiten als wärmeabgebendes Medium einen nicht durch Reinigungs-und/oder Instandsetzungsarbeiten unterbrochenen Dauerbetrieb ermöglicht. Einer der Vorteile des erfindungsgemässen Kühlers besteht u.a. in der Möglichkeit, Wasser bis auf Temperaturen unter 0°C, z.B. auf -1/2'C im unterkühlten Zustand ablaufen zu lassen und damit seinen Wärmeinhalt besser auszunützen als mit bekannten Wärmeaustauschern möglich ist.The object of the present invention is therefore to provide a thin-film heat exchanger with upright pipes, which is free from the disadvantages of the known coolers, in particular results in extraordinarily high heat transfer coefficients, and furthermore permissible cooling limits which are still superior to the lowest known to date and which permit special embodiments which even when using heavily with solids such as sand, mud u. Like contaminated liquids as heat-emitting medium enables continuous operation not interrupted by cleaning and / or repair work. One of the advantages of the cooler according to the invention is, inter alia, the possibility of water to temperatures below 0 ° C, for example on - to run 1/2 'C in the supercooled state, and thus better utilize its heat content than with known heat exchangers is possible.
Dies wird im wesentlichen dadurch erreicht, dass im Oberteil des Wärmeaustauschrohres bzw. einer Vielzahl von Wärmeaustauschrohren je ein voller oder mindestens unten voller oder mindestens unten geschlossener Verteilerkopf angebracht ist, der sich nach unten derart erweitert, dass zwischen seinem scharfkantigen unteren Rand und der Rohrinnenwand ein enger Ringspalt von maximal 1 mm vorzugsweise 0,3-0,7 mm freibleibt und dass die Zufuhr der wärmeabgebenden Flüssigkeit in das Wärmeaustauschrohr durch vorzugsweise einstellbaren hydrostatischen Druck aus einem über dem Wärmeaustauschrohr angeordneten Vorlaufbehälter erfolgt, in dem sich die obere Öffnung des Wärmeaustauschrohres befindet. Zu diesem Zweck ist das oberhalb des Verteilerkopfes völlig offene obere Ende des Wärmeaustauschrohres in einem Vorlaufbehälter untergebracht, dessen Höhe gross genug ist, um die Niveauhöhe der wärmegebenden Flüssigkeit und damit den hydrostatischen Druck auf den Ringspalt und die Durchflussmenge in genügend weiten Grenzen variieren zu können.This is essentially achieved in that in the upper part of the heat exchange tube or a plurality of heat exchange tubes a full or at least bottom full or at least bottom closed distributor head is attached, which widens downwards in such a way that between its sharp-edged lower edge and the inner wall of the tube narrow annular gap of maximum 1 mm, preferably 0.3-0.7 mm, remains free and that the supply of the heat-emitting liquid into the heat exchange tube takes place by means of preferably adjustable hydrostatic pressure from a flow container arranged above the heat exchange tube, in which the upper opening of the heat exchange tube is located. For this purpose, the upper end of the heat exchange tube, which is completely open above the distributor head, is accommodated in a flow tank, the height of which is large enough to be able to vary the level of the heat-giving liquid and thus the hydrostatic pressure on the annular gap and the flow rate within sufficiently wide limits.
Von der in der GB-A-1458592 beschriebenen Vorrichtung unterscheidet sich demnach die erfindungsgemässe nicht nur dadurch, dass das Wärmeaustauschrohr glatt und nicht kanneliert ist und dass der an seiner Innenwand herabfliessende Film Wärme abgibt und nicht durch das Rohr umgebende wärmeabgebende Medium bis zur Verdampfung erhitzt wird und dass deshalb nicht der dabei entwickelte Dampf nach unten aus dem Rohr abgesaugt wird, sondern auch vor allem dadurch, dass das obere Ende des Wärmeaustauschrohres in das Vorlaufgefäss offen unterhalb des Niveaus der wärmeabgebenden Flüssigkeit hineinragt. Das wäre bei dem durch die GB-A-1458592 gegebenen Stand der Technik nicht möglich, weil dann die Flüssigkeit aus dem Vorlaufgefäss bis auf die Höhe der Oberkante des Wärmeaustauschrohres zusammen mit dem in dessen Inneren entwickelte Dampf abgesaugt würde.The device according to the invention therefore differs from the device described in GB-A-1458592 not only in that the heat exchange tube is smooth and not fluted and in that the film flowing down on its inner wall gives off heat and does not heat up to the point of evaporation through the heat-emitting medium surrounding the tube and that the steam thus developed is therefore not sucked downwards out of the pipe, but above all by the fact that the upper end of the heat exchange pipe projects openly into the flow vessel below the level of the heat-emitting liquid. This would not be possible with the prior art given by GB-A-1458592, because then the liquid would be sucked out of the flow vessel up to the level of the upper edge of the heat exchange tube together with the steam developed inside it.
Nach der ebenso wie die GB-A-1458592 keinen Kühler sondern einen Verdampfer beschreibenden US-A-2753932 ist zwar das obere Ende des Wärmeaustauschrohres offen, es ragt aber nicht in ein Vorlaufgefäss mit veränderlicher Niveauhöhe hinein, sondern endet knapp oberhalb einer Verteilerplatte.According to US-A-2753932, which, like GB-A-1458592, does not describe a cooler but an evaporator, the upper end of the heat exchange pipe is open, but it does not protrude into a flow vessel with variable height, but ends just above a distributor plate.
Man erkennt, dass die bisher allgemein für unentbehrlich gehaltene Be- bzw. Entlüftung des Wärmeaustauschrohres nicht notwendig ist. Deshalb ist es möglich, die Gefahr der Kontamination der naturgemäss grossen FlüssigkeitsoberfJäche durch Keime aus der Luft zu vermeiden, welche bisher den Einsatz von Dünnschichtkühlern für die Kühlung von Milch u. dgl. praktisch verhindert ist.It can be seen that the ventilation of the heat exchange tube, which was previously considered indispensable, is not necessary. It is therefore possible to avoid the risk of contamination of the naturally large liquid surface by germs from the air, which previously used thin-film coolers for cooling milk and the like. The like is practically prevented.
Ein weiterer wesentlicher Unterschied gegenüber den beiden letztgenannten Vorveröffentlichungen besteht darin, dass der Verteilerkopf erfindungsgemäss im Wärmeaustauschrohr axial verschieblich und vorzugsweise mit einem aus dem Rohr herausragenden Bolzen versehen ist, durch den er in Auf- und Abwärtsbewegung versetzt werden kann. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen des Verteilerkopfes sowie Vorrichtungen, die die Bewegung des Verteilerkopfes bei Verstopfung des Ringspaltes automatisch in Gang setzen und, wenn bei besonders starker Verschmutzung auch diese Massnahme die Verstopfung noch nicht behebt, den Verteilerkopf vorübergehend ganz aus dem Rohr entfernen. Weitere Ausführungsformen betreffen eine besondere Führung des Kältemittelkreislaufes, die den Wärmeübergang auf der Kältemittelseite und den Wirkungsgrad der Phasentrennung des Kältemittels verbessert sowie Massnahmen zur weiteren Verbesserung des Wärmeüberganges auf der Kältemittelseite durch Verringerung des dem Kältemittel zur Verfügung stehenden Raumes im Verdampfer.Another significant difference compared to the two previous publications mentioned is that the distributor head according to the invention is axially displaceable in the heat exchange tube and is preferably provided with a pin protruding from the tube, by means of which it can be set in an upward and downward movement. Preferred embodiments of the invention relate to advantageous embodiments of the distributor head and devices which automatically start the movement of the distributor head when the annular gap becomes blocked and, if this measure does not remove the blockage in the case of particularly heavy soiling, temporarily remove the distributor head completely from the pipe. Further embodiments relate to a special management of the refrigerant circuit, which improves the heat transfer on the refrigerant side and the efficiency of the phase separation of the refrigerant, and measures to further improve the heat transfer on the refrigerant side by reducing the space available to the refrigerant in the evaporator.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der Figuren schematisch und beispielsweise näher erläutert.The invention is explained schematically below with reference to the figures and, for example, in more detail.
Für die praktische Anwendung der Erfindung wird zwar meist eine Vielzahl von Wärmeaustauschrohren verwendet; da die Erfindung aber grundsätzlich auch mit einem einzigen Wärmeaustauschrohr durchführbar ist und Aufbau und Funktion aller Rohre auch bei Verwendung eines oder mehrerer Rohrbündel gleich ist, ist nachstehend einfachheitshalber meist nur auf ein Wärmeaustauschrohr Bezug genommen und das Rohrbündel nur erwähnt, wo dies wegen des Zusammenwirkens anderer Apparateteile mit ihm bzw. den es zusammenhaltenden Rohrböden notwendig erscheint.A large number of heat exchange tubes are usually used for the practical application of the invention; However, since the invention can basically also be carried out with a single heat exchange tube and the structure and function of all tubes is the same even when using one or more tube bundles, for the sake of simplicity, reference is usually only made to one heat exchange tube below and the tube bundle is only mentioned where this is due to the interaction of others Apparatus parts with it or the tube sheets holding it together appear necessary.
In den Abbildungen ist:
- Figur 1 eine zum Teil geschnittene Ansicht eines erfindungsgemässen Wärmeaustauschers mit dem zugehörigen Abscheider;
Figur 2 eine Seitenansicht der Figur 1 von links;Figur 3 eine vergrösserte Aufsicht auf Figur 1;Figur 4 ein vergrösserter Ausschnitt des in Figur 1 mit dem Kreis IV umrandeten Teiles;- Figur 5 eine Aufsicht auf
Figur 4; Figur 6 eine Alternative derFigur 4, ein Schnitt längs der Linie IV-IV der Figur 5;- Figur 7 eine Aufsicht auf
Figur 6; - Figur 8 eine Aufsicht auf den Kessel ohne Abscheider und Zubehör;
Figur 9 ein Schnitt längs der Linie IX-IX in Figur 8;Figur 10 ein Prinzip einer Schaltung zur automatischen Betätigung der Verteilerköpfe.
- Figure 1 is a partially sectioned view of a heat exchanger according to the invention with the associated separator;
- Figure 2 is a side view of Figure 1 from the left;
- Figure 3 is an enlarged plan view of Figure 1;
- FIG. 4 shows an enlarged section of the part surrounded by the circle IV in FIG. 1;
- Figure 5 is a plan view of Figure 4;
- Figure 6 shows an alternative to Figure 4, a section along the line IV-IV of Figure 5;
- Figure 7 is a plan view of Figure 6;
- Figure 8 is a top view of the boiler without a separator and accessories;
- Figure 9 is a section along the line IX-IX in Figure 8;
- Figure 10 shows a principle of a circuit for automatic actuation of the distributor heads.
Bezugnehmend zunächst auf die Figuren 1 und 2 ist nachstehend beispielsweise die Anwendung der Erfindung für den Betrieb einer Wärmepumpe geschildert.Referring first to FIGS. 1 and 2, the application of the invention for operating a heat pump is described below, for example.
Das wärmeabgebende Medium, z. B. Fluss-, Grund- oder anfallendes Kühlwasser 15 gelangt über eine - nicht dargestellte - Zuleitung in ein Vorlaufgefäss 37, das auf der oberen Rohrplatte 6 dicht aufsitzt, in die die Wärmeaustauschrohre 1 des Rohrbündels dicht eingepasst, z. B. eingewalzt sind, und zwar so, dass ihre zweckmässig etwas erweiterten oberen Enden 4 über die Rohrplatte 6 hinausragen. In gleicher Weise sind die unteren Rohrenden 5 in die untere Rohrplatte 7 so eingewalzt, dass sie nach unten etwas herausragen. Die beiden Rohrplatten 6 und 7 schliessen den Kessel 2, in dem sich das die Rohre 1 umgebende wärmeaufnehmende Medium 35 befindet, oben und unten ab. Aus dem oben mindestens teilweise offenen Vorlaufgefäss 37 gelangt die wärmeabgebende Flüssigkeit in die Wärmeaustauschrohre 1 und wird durch die in deren oberen Bereich angebrachten, in ihrem unteren Bereich z.B. konisch erweiterten Verteilerköpfe 3 mit zylindrischem Teil 18 (vgl. Fig. 4, 5 und 6, 7) über einen engen Ringspalt 14 an die Innenwand 13 der Rohre 1 geführt. Der unterste Umfang 12 jedes Verteilerkopfes ist so ausgebildet, dass die herabströmende Flüssigkeit an dieser Stelle glatt abreisst, durch den Ringspalt 14 nach aussen fliesst, sich als dünner Film an die Rohrinnenwand 13 anlegt und als solcher die Rohrinnenwand hinabfliesst. Um ein glattes Abreissen der Flüssigkeit am untersten Umfang 12 zu gewährleisten, ist dieser, wie in den Figuren dargestellt, scharfkantig ausgebildet. Vorzugsweise wird ausserdem die Unterseite des Verteilerkopfes 3 nach oben zu z. B. konisch so ausgehöhlt, dass schon vom untersten Umfang 12 an eine nach innen scharf ansteigende Ausnehmung 124 besteht. Der Radius des untersten Umfanges 12 ist auf den Innenradius des Rohres 1 vorzugsweise so abgestimmt, dass die Breite des Ringspaltes 14 etwa in den Grenzen von 0,1 bis 1 mm, vorzugsweise 0,3 bis 0,7mm liegt.The heat releasing medium, e.g. B. river, ground or resulting
Die genaue Einhaltung dieser Masstoleranzen kann gemäss einer in den Figuren 6 und 7 dargestellten besonderen Ausführungsform fertigungstechnisch dadurch erleichtert werden, dass der Verteilerkopf 3 in einem auf den Oberteil des Wärmeaustauschrohres 1 aufgesetzten Verlängerungsrohr 8 angebracht ist, dessen Innendurchmesser 10 an der Stelle des Verteilerkopfes 3 gleich dem des Wärmeaustauschrohres 1 ist. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Innenseite des Verlängerungsrohres 8 leicht konisch ausgebildet, so dass durch einstellbare Veränderung der Höhe, in der sich der Verteilerkopf 3 befindet, die Breite des Ringspaltes 14 innerhalb der in Betracht kommenden Grenzen eingestellt werden kann. Eine Befestigungsmöglichkeit des Aufsatzrohres 8 auf dem Wärmeaustauschrohr 1 ist in Figur 6 beispielsweise dargestellt.Precise compliance with these dimensional tolerances can be made easier in terms of production technology in accordance with a particular embodiment shown in FIGS. 6 and 7 in that the
Die als Film die Innenseite 13 der Rohre 1 herabfliessende wärmeabgebende Flüssigkeit tritt nach Abgabe ihrer Wärme an das Rohr 1 und über dieses an das wärmeaufnehmende Medium 35, im dargestellten Beispiel ein siedendes Kältemittel 34 wie NH3 oder Freon, ab und tritt am unteren Ende 5 des Rohres abgekühlt, z. B. mit einer Temperatur von -'/Z°C, aus.The heat-emitting liquid flowing down the inside 13 of the tubes 1 as a film, after its heat has been released, passes to the tube 1 and via this to the heat-absorbing
Infolge der Querschnittsverringerung durch den Ringspalt 14 staut sich die wärmeabgebende Flüssigkeit im Vorlaufgefäss 37 bis mit dem Erreichen des Flüssigkeitsniveaus 45 ein dynamischer Beharrungszustand erreicht ist.As a result of the reduction in cross-section through the
Das Rohrbündel, das, wie gesagt, im Grenzfall auch aus einem einzigen Rohr bestehen kann, befindet sich im äusseren Kessel 2, der das siedende Kältemittel 35 enthält. Dieses wird durch die Wärmeaufnahme aus den Rohren 1 und durch die Saugwirkung des mit dem Kessel 2 über die Saugleitung 169 und den Abscheider 160 verbundenen - nicht dargestellten - Verdichters am Sieden gehalten. Infolge der durch die Dampfblasenbildung bewirkten Verringerung der durchschnittlichen spezifischen Dichte des Kältemittels im Kessel 2 steigt dessen Niveau über das des dampffreien Kältemittels im Sumpf 36 des Abscheiders 160 und gelangt durch die Überläufe 161, 162 in den Abscheider 160, aus dem das dampfförmige Kältemittel über den Anschluss 169 vom Verdichter angesaugt wird. Nachdem das Kältemittel komprimiert worden ist und im - nicht dargestellten - Verflüssiger die im Kessel 2 aufgenommene Wärme auf höherem Temperaturniveau abgegeben hat und gegebenenfalls teilweise entspannt wurde, wird es durch das Rohr 109 über eine Düse 184 in das Mittelrohr 159 des Abscheiders 160 eingespritzt. Die von der Düse 184 verursachte Geschwindigkeitserhöhung bewirkt ein Ansaugen des Kältemittels aus den Überläufen 161, 162, wodurch die Zirkulation im Kessel 2 vergrössert und damit der Wärmeübergang verbessert wird und lässt das Flüssigkeits-Dampf-Gemisch mit erheblicher Energie auf die der Eintrittsseite 99 des Rohres 109 gegenüberliegenden Wand 168 des Abscheiders 160 aufprallen, wodurch bereits eine weitgehende Trennung von Flüssigkeit und Dampf bewirkt wird. Die Hauptmenge der abgeschiedenen Flüssigkeit fliesst in den Sumpf 36 des Abscheiders 160, aus dem sie über Leitung 171 in den unteren Teil des Kessels 2 zurückgelangt. Der noch restliche Flüssigkeitströpfchen enthaltende Dampf muss die ganze Länge des Abscheiders 160 bis zum Austritt aus diesem durch den Sauganschluss 169 der Saugleitung des Verdichters zurücklegen. Die mitgerissenen Flüssigkeitströpfchen haben dabei genügend Zeit, sich abzusetzen, so dass aus dem Sauganschluss 169 praktisch flüssigkeitsfreier Dampf angesaugt wird.The tube bundle, which, as mentioned, can also consist of a single tube in the limit, is located in the
Gemäss einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung (vgl. Fig. 8) wird ein Teil des zwischen den Wärmeaustauschrohren 1 befindlichen Innenraumes des Kessels 2 durch inerte Füllkörper 180 wie Glas- oder Metallkugeln oder vorzugsweise aufrecht stehende Stangen bzw. oben und unten verschlossene Rohre ausgefüllt. Dadurch wird nicht nur die notwendige Einsatzmenge an wärmeaufnehmender Flüssigkeit 35 und damit besonders bei Verwendung teurer Kältemittel der Investitionsbedarf verringert, sondern darüber hinaus bei Verwendung aufrecht stehender Stäbe oder Rohre die Strömungsgeschwindigkeit des Kältemittels und somit die Wärmeübergangszahl auf der Kältemittelseite weiter verbessert.According to a further embodiment of the invention (cf. FIG. 8), part of the interior of the
Wenn die wärmeabgebende Flüssigkeit durch Feststoffpartikel verschmutzt ist, was z. B. bei Verwendung von Grund- oder Flusswasser leicht vorkommen kann, besteht die Gefahr, dass im Ringspalt 14 sich festsetzende Schmutzteilchen zu Betriebsstörungen durch Verstopfung führen.If the heat-emitting liquid is contaminated by solid particles, which, for. B. slightly before using groundwater or river water can come, there is a risk that dirt particles settling in the
Erfindungsgemäss kann dieser Gefahr dadurch begegnet werden, dass der Verteilerkopf 3 axial im Rohr 1 verschieblich ausgebildet und vorzugsweise mit Führungseinrichtungen 20, 21, 22 versehen ist. Diese können z.B. (vgl. Fig. 4, 5 und 6, 7) aus einem zylindrischen Teil 18 bestehen, der dem Innendurchmesser des Rohres 1 frei führend angepasst ist und aus dem einige, zweckmässig gleichmässig über den Umfang verteilte, z.B. in gleichmässiger Dreiecksanordnung angebrachte Durchlässe 23, 24, 25 für den Durchtritt der wärmeabgebenden Flüssigkeit entfernt sind. Ausserdem ist der Verteilerkopf 3 mit dem Bolzen 9 verbunden, der ihn im Rohr 1 auf und ab bewegen kann, sobald der durch die Verstopfung verursachte Anstieg des Flüssigkeitsspiegels 45 im Vorlaufgefäss 37 eine bestimmte Höhe überschreitet. Im einfachsten Fall kann dies durch visuelle Beobachtung des Vorlaufgefässes 37 und Bewegung des mit dem Verteilerkopf 3 verbundenen Bolzens 9 von Hand bewirkt werden. Vorzugsweise wird aber der Verteilerkopf 3 mit einer in Fig. 10 beispielsweise näher erläuterten Vorrichtung verbunden, die ihn bei Überschreitung einer von mindestens einem Niveauregler 126 festgestellten Überschreitung einer vorgegebenen Höhe des Niveaus 45 im Vorlaufgefäss 37 selbsttätig in Auf- und Abwärtsbewegung versetzt.According to the invention, this danger can be countered by the fact that the
Wenn auch mehrere Wiederholungen dieser Massnahme keine Abhilfe schaffen und daher der Flüssigkeitsspiegel 45 weiter bis zum Schaltpunkt des zweiten Niveaureglers 76 steigt, wird nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Bewegung des Verteilerkopfes 3 so geändert, dass er ganz aus dem Rohr 1 herausgehoben wird, so dass auch die gröbsten mechanischen Verunreinigungen durch das Rohr abfliessen können, womit die Verstopfung behoben wird.If several repetitions of this measure do not remedy the situation and therefore the liquid level 45 continues to rise to the switching point of the
Eine bevorzugte Ausführungsform dieser Ausgestaltung der Erfindung ist in Fig. 10 dargestellt.A preferred embodiment of this embodiment of the invention is shown in FIG. 10.
Die beiden Niveauregler 126 und 76 sind so angeordnet, dass sie nicht ansprechen, solange der Flüssigkeitsspiegel 45 nicht über die bei verstopfungsfreiem Betrieb sich einstellende Höhe ansteigt. Dann sind sämtliche elektrische Leitungen der Regleranlage stromlos und alle Kontakte im Ruhezustand. Die Kontakte der beiden Mikroschalter 63 und 128 sind geschlossen, die beiden Kontakte 136 und 137 des Relais 135 offen und das Vierweg-Magnetventil 70 in «Aus»-Stellung. In dieser Stellung ist der Oberteil des pneumatischen Zylinders 46 über Leitung 142, Magnetventil 70 und Leitung 53 mit der Pressluftquelle 74 verbunden und der Teil unterhalb des Kolbens 47 über Leitung 141 mit der freien Atmosphäre.The two
Sobald jedoch der Niveauregler 126 an seinen Kontakt 125 anschlägt, wird der Stromkreis: Stromquelle 140 → Kontakt 125 → Mikroschalter 63 -4128 → Relais 135 geschlossen, welch letzteres die beiden Kontakte 136 und 137 schliesst. Die Schliessung des Kontaktes 137 bewirkt vorerst nichts weiter als sicherzustellen, dass auch später zunächst nichts weiter geschieht. Dadurch wird nämlich sichergestellt, dass der Stromkreis auch dann geschlossen bleibt, wenn der Mikroschalter 63 geöffnet wird. Durch die Schliessung des Kontaktes 136 dagegen wird die Spule 69 des Vierweg-Magnetventils 70 erregt und dieses in die «Ein»-Stellung gebracht. In dieser Stellung ist nun der über dem Kolben 47 befindliche Teil des Zylinders 46 über Leitung 141, Magnetventil 70 und Leitung 53 mit der Pressluftquelle 74 verbunden. Die in den Zylinder 46 unterhalb des Kolbens 47 einströmende Pressluft drückt diesen gemeinsam mit der Kolbenstange 50, 51 und damit auch den Verteilerkopf 3 nach oben, so dass bald nach Beginn dieses Vorganges die obere Steuernocke 55 das zweckmässig kanpp darüber angebrachte Abtastrad 62 berührt. Dadurch wird der Kontakt des Mikroschalters 63 geöffnet, doch geschieht daraufhin zunächst weiter noch nichts, weil der Stromzufluss zum Magnetventil 70 durch den vorher schon geschlossenen Kontakt 137 aufrechterhalten wird. Erst wenn die Bewegung der Kolbenstange 50 so weit fortgeschritten ist, dass die untere Steuernocke 132 die Abtastrolle 131 betätigt, öffnet sich auch der Kontakt 128, der die Stromzufuhr zur Spule 69 endgültig unterbricht, wodurch das Magnetventil 70 wieder in die «Aus»-Stellung zurückkehrt. Dadurch wird die Pressluft wieder von oben auf den Kolben 47 geleitet, der diesen und damit den Verteilerkopf 3 wieder nach unten drückt.However, as soon as the
Wenn bis zu diesem Zeitpunkt die Verstopfung nicht soweit behoben ist, dass der Flüssigkeitsspiegel 45 tief genug abgesunken ist, um den Niveauregler 126 abzuschalten, wiederholt sich dieses Spiel entweder so lange, bis die Verstopfung behoben ist oder bis der Flüssigkeitsspiegel 45 so weit angestiegen ist, dass auch der obere Niveauregler 76 anspricht. Dessen Kontakt 79 ist direkt mit der Verbindungsstelle von Stromquelle 140 und Spule 69 verbunden und ist daher auf die eben geschilderte Auf-Abwärts-Mechanik nicht beschränkt, sondern schaltet das Magnetventil 70 auf die «Ein»-Stellung um, so dass der Pressluft der Weg 74 → 53 → 141 freigegeben wird. Da die Automatik der ersten Stufe überbrückt und damit wirkungslos ist, wird die Aufwärtsbewegung nicht mehr rückgängig gemacht sondern setzt sich so lange fort, bis der Verteilerkopf 3 ganz aus dem Rohr herausgehoben und damit der ganze Rohrquerschnitt freigegeben ist, die Flüssigkeit in grossem Schwall durch das Rohr strömt, dabei alle Schmutzpartikel mitreisst und der Flüssigkeitsspiegel 45 rapide absinkt und beide Niveauregler wieder ausser Betrieb gesetzt sind.If the blockage has not been cleared by this point in time so that the liquid level 45 has sunk low enough to switch off the
Für die praktisch meist bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung mit mehreren Wärmeaustauschrohren 1 ist es selbstverständlich nicht notwendig, wie im geschilderten vereinfachten Ausführungsbeispiel für jeden Verteilerkopf 3 eine eigene Bewegungsvorrichtung zu verwenden. Es genügt vielmehr eine einzige solche Anlage für alle Rohre. Bei der im Ausführungsbeispiel geschilderten Ausführungsform bedeutet das, dass nur je ein unterer Niveauregler 126 und ein oberer Regler 76 und auch nur ein pneumatischer Zylinder 46 mit Kolben 47, Kolbenstange 50 und Steuernocken 55 und 132 vorhanden zu sein braucht, wobei die Kolbenstange 50 mit einer Halterplatte 49, an der alle Bolzen 9 der verschiedenen Verteilerköpfe 3 befestigt sind, verbunden ist (vgl. Fig. 1, 6 und 7).For the practically most preferred embodiments of the invention with a plurality of heat exchange tubes 1, it is of course not necessary to use a separate movement device for each
Ebenso ist es nicht notwendig, die Vorrichtung zur Bewegung der Verteilerköpfe 3 pneumatisch zu betreiben. Jede andere Antriebsart, z. B. durch einen in prinzipiell gleicher Weise gesteuerten Elektromotor ist ebenso anwendbar.
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Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
EP0131213A2 EP0131213A2 (en) | 1985-01-16 |
EP0131213A3 EP0131213A3 (en) | 1985-05-15 |
EP0131213B1 true EP0131213B1 (en) | 1987-08-26 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EP84107485A Expired EP0131213B1 (en) | 1983-07-06 | 1984-06-28 | Heat exchanger |
Country Status (5)
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EP (1) | EP0131213B1 (en) |
AT (1) | ATE29169T1 (en) |
DE (2) | DE3324330A1 (en) |
IL (1) | IL72371A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006029457A1 (en) * | 2004-09-16 | 2006-03-23 | Rheem Australia Pty Limited | Drain back water heater |
Families Citing this family (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3324330A1 (en) * | 1983-07-06 | 1985-01-24 | Hans 2000 Hamburg Sladky | HEAT EXCHANGER |
FR2626191B1 (en) * | 1988-01-21 | 1991-10-25 | Cezus Co Europ Zirconium | METHOD AND DEVICE FOR OPERATING AN APPARATUS OPERATING BY RUNOFF OF A LIQUID FILM, AND APPLICATION TO THE SEPARATION OF ZR AND HF TETRACHLORIDES |
DE4228923C2 (en) * | 1992-08-30 | 1994-07-14 | Sladky Hans | Device for cooling liquids |
US5291943A (en) * | 1992-12-29 | 1994-03-08 | The Regents Of The University Of California | Heat transfer enhancement using tangential injection |
US6253571B1 (en) * | 1997-03-17 | 2001-07-03 | Hitachi, Ltd. | Liquid distributor, falling film heat exchanger and absorption refrigeration |
US5979440A (en) * | 1997-06-16 | 1999-11-09 | Sequal Technologies, Inc. | Methods and apparatus to generate liquid ambulatory oxygen from an oxygen concentrator |
US6856778B2 (en) * | 2002-08-15 | 2005-02-15 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | System and method for recycling hydrocarbon-based carrier liquid |
US7597784B2 (en) * | 2002-11-13 | 2009-10-06 | Deka Products Limited Partnership | Pressurized vapor cycle liquid distillation |
US8069676B2 (en) | 2002-11-13 | 2011-12-06 | Deka Products Limited Partnership | Water vapor distillation apparatus, method and system |
US8511105B2 (en) | 2002-11-13 | 2013-08-20 | Deka Products Limited Partnership | Water vending apparatus |
US20050194048A1 (en) * | 2002-11-13 | 2005-09-08 | Deka Products Limited Partnership | Backpressure regulator |
AU2003291547A1 (en) * | 2002-11-13 | 2004-06-03 | Deka Products Limited Partnership | Distillation with vapour pressurization |
US8366883B2 (en) * | 2002-11-13 | 2013-02-05 | Deka Products Limited Partnership | Pressurized vapor cycle liquid distillation |
US7488158B2 (en) * | 2002-11-13 | 2009-02-10 | Deka Products Limited Partnership | Fluid transfer using devices with rotatable housings |
EP1922127A1 (en) * | 2005-08-09 | 2008-05-21 | Eestech, Inc. | A distributor for a flowable medium |
US11826681B2 (en) | 2006-06-30 | 2023-11-28 | Deka Products Limited Partneship | Water vapor distillation apparatus, method and system |
KR101826452B1 (en) | 2007-06-07 | 2018-03-22 | 데카 프로덕츠 리미티드 파트너쉽 | Water vapor distillation apparatus, method and system |
US11884555B2 (en) | 2007-06-07 | 2024-01-30 | Deka Products Limited Partnership | Water vapor distillation apparatus, method and system |
MX2011001778A (en) | 2008-08-15 | 2011-05-10 | Deka Products Lp | Water vending apparatus with distillation unit. |
EP2641036A4 (en) * | 2010-11-16 | 2016-08-17 | Zahid Hussain Ayub | Thin film evaporator |
US9211482B2 (en) * | 2011-08-19 | 2015-12-15 | Waterpointe—Global, LLC | Methods and apparatus for purifying liquid using regenerating heat exchange |
US9593809B2 (en) | 2012-07-27 | 2017-03-14 | Deka Products Limited Partnership | Water vapor distillation apparatus, method and system |
Family Cites Families (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DD46722A (en) * | ||||
DE46722C (en) * | F. GÄGGEL in Gammertingen | Escapement, serving as a springboard | ||
DE53043C (en) * | 1889-08-23 | 1890-08-09 | J. SCHWAGER in Berlin S.W., Luckenwalderstr. 7 | Surface evaporator |
DE65062C (en) * | 1891-12-01 | 1892-10-20 | H. JACOB in Cönnern a. S | Evaporator |
GB261731A (en) * | 1925-11-21 | 1927-03-10 | Daniel Guggenheim | Improvements in refrigerating and heat interchanging apparatus |
DE543710C (en) * | 1927-04-24 | 1932-02-09 | Angel Francisco Ortiz | Control device for the flow of milk through cooling and filtering devices |
DE501093C (en) * | 1929-05-23 | 1930-06-27 | Iwan Kuprianoff | Process to increase the liquid circulation in evaporators of refrigeration machines |
US1798824A (en) * | 1929-06-12 | 1931-03-31 | White George Hall | Condenser |
CH166576A (en) * | 1932-05-23 | 1934-01-15 | Linde Eismasch Ag | Process for manufacturing an oxygen-enriched gas mixture from air. |
DE896655C (en) * | 1942-06-14 | 1953-11-12 | Borsig Ag | Tower absorbers, especially for absorption refrigeration machines |
US2424441A (en) * | 1944-09-06 | 1947-07-22 | Henry Vogt Machine Co | Water distributing ferrule for vertical tube heat exchangers |
US2462329A (en) * | 1945-01-12 | 1949-02-22 | Harry G Mojonnier | Evaporator having refrigerant recirculation means |
US2753932A (en) * | 1951-07-30 | 1956-07-10 | Blaw Knox Co | Liquid distributing bell for vertical tubes |
US2949935A (en) * | 1956-10-29 | 1960-08-23 | Henry Vogt Machine Company | Liquid distributing device |
AT206864B (en) * | 1958-03-27 | 1959-12-28 | Vogelbusch Gmbh | DC evaporator for sensitive solutions |
AT217990B (en) * | 1958-06-26 | 1961-11-10 | Vogelbusch Gmbh | Device for regulating the supply of the solution to be evaporated into the boiler tubes of thin-film or direct current evaporators |
DE1164990B (en) * | 1960-10-27 | 1964-03-12 | Lorraine Carbone | Contact device for gases and liquids |
US3371709A (en) * | 1965-06-15 | 1968-03-05 | Rosenblad Corp | Falling film plate heat exchanger |
US3524729A (en) * | 1966-11-03 | 1970-08-18 | Schwarza Chemiefaser | Apparatus for continuously polymerizing lactams |
NL6804152A (en) * | 1968-03-22 | 1969-09-24 | ||
FR2096853A1 (en) * | 1970-07-07 | 1972-03-03 | Terrier Andre | Vertical shell and tube evaporator - with improved evaporation and heat transfer |
US3895674A (en) * | 1972-02-24 | 1975-07-22 | Us Energy | Inlet flow distributor for a heat exchanger |
IT1009381B (en) * | 1974-03-25 | 1976-12-10 | Sir Soc Italiana Resine Spa | PROCEDURE FOR THE DESALINATION OF SEA WATER AND BRACKISH WATER |
CH600279A5 (en) * | 1976-03-12 | 1978-06-15 | Emile Rappaz | Thin falling liquid film heat exchanger |
US4572287A (en) * | 1983-04-04 | 1986-02-25 | Chicago Bridge & Iron Company | Falling film heat exchanger with film forming members |
DE3324330A1 (en) * | 1983-07-06 | 1985-01-24 | Hans 2000 Hamburg Sladky | HEAT EXCHANGER |
-
1983
- 1983-07-06 DE DE3324330A patent/DE3324330A1/en not_active Withdrawn
-
1984
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- 1984-07-11 IL IL72371A patent/IL72371A/en unknown
-
1986
- 1986-08-04 US US06/892,947 patent/US4799542A/en not_active Expired - Fee Related
-
1989
- 1989-04-10 US US07/249,422 patent/US4848447A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006029457A1 (en) * | 2004-09-16 | 2006-03-23 | Rheem Australia Pty Limited | Drain back water heater |
AU2005284678B2 (en) * | 2004-09-16 | 2011-12-15 | Rheem Australia Pty Limited | Drain back water heater |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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