EP0384305A1 - Wärmetauschermodul - Google Patents

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EP0384305A1
EP0384305A1 EP90102995A EP90102995A EP0384305A1 EP 0384305 A1 EP0384305 A1 EP 0384305A1 EP 90102995 A EP90102995 A EP 90102995A EP 90102995 A EP90102995 A EP 90102995A EP 0384305 A1 EP0384305 A1 EP 0384305A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
cards
heat exchanger
openings
exchanger module
module according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP90102995A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Burkhardt Redeker
Walter Dr. Matzmorr
Mathias Dr. Grote
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Healthcare Diagnostics GmbH Germany
Original Assignee
Behringwerke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Behringwerke AG filed Critical Behringwerke AG
Publication of EP0384305A1 publication Critical patent/EP0384305A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0062—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by spaced plates with inserted elements
    • F28D9/0075—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by spaced plates with inserted elements the plates having openings therein for circulation of the heat-exchange medium from one conduit to another
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/08—Elements constructed for building-up into stacks, e.g. capable of being taken apart for cleaning
    • F28F3/083—Elements constructed for building-up into stacks, e.g. capable of being taken apart for cleaning capable of being taken apart

Definitions

  • the invention relates to a heat exchanger module made of stacked metal foils with spacers arranged therebetween for the heat sterilization of liquid media with thermolabile components.
  • a heat exchanger module which is characterized in that the metal foils consist of metal cards, which are provided on opposite sides with at least two openings each, the spacers consist of fabric cards with openings that are congruent with the metal cards, so that the Openings in stacked cards form tubular channels, the circumferential edge of the fabric cards and an annular surface of the fabric, which includes some of the openings, are filled with sealant, the openings alternating with and without sealant from a row of a fabric card and with the tubular channels.
  • the metal cards have thicknesses of less than 0.5 mm and the fabric cards have thicknesses of less than 1 mm.
  • silicone rubber is particularly suitable as a sealant.
  • the stack of cards can be surrounded by a frame and held together by pressure plates placed on both sides and provided with tie rods. The individual cards can also be glued together. With a suitable choice, the sealant can be used for this.
  • the heat exchanger module is particularly suitable for the heat sterilization of liquid media with thermolabile components and for the thermal induction of chemical, biological and / or biochemical reactions.
  • the heat exchanger module is constructed from metal cards (1), which can consist of less than 0.5 mm thick metal foils made of chrome-nickel steel, copper, nickel or aluminum. Tissue cards (2) are arranged as spacers between the metal cards (1).
  • the tissue cards less than mm thick can be made of mono- or multifilament fabric made of chrome-nickel steel, copper, nickel, polyethylene, polyester or glass.
  • the opposite sides 7, 8 of cards 1, 2 are provided with openings 3, 4, 16. When the cards 1, 2 are stacked, the openings 3, 4, 16 lie one above the other and form channels 5, 9.
  • the peripheral edge 6 of the fabric cards 2 is filled with a sealant, as is an annular surface 10 which surrounds the openings 3. The latter ensures that only a liquid medium gets into the flow channel 13.
  • the channels 5 and 9 must be formed alternately from openings 3 and 4.
  • This can be achieved by appropriate training of the tissue map 2.
  • the pages 7, 8 of the tissue map 2 are interchanged from location to location (turning the cards).
  • the cards 1, 2 can be glued together with the sealant. But they can also be held together by means of pressure plates 11 and tie rods 12.
  • Suitable sealants include silicone rubber, PU resins, polyester resins, thermoplastics, melanin resins, phenolic resins, epoxy resins.
  • the supply and discharge lines for the two media 14, 15 can be arranged for cocurrent or countercurrent operation (not shown).
  • medium 14 flows against medium 15.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

Bei dem Wärmetauschermodul aus gestapelten Metallfolien mit dazwischen angeordneten Abstandshaltern bestehen die Metallfolien aus Metallkarten (1), die an gegenüberliegenden Seiten mit jeweils mindestens zwei Öffnungen (16) versehen sind. Die Abstandshalter bestehen aus Gewebekarten (2) mit Öffnungen (3, 4), die mit den Metallkarten deckungsgleich sind, so daß die Öffnungen (3, 4, 16) bei gestapelten Karten (1, 2) rohrförmige Kanäle (5, 9) bilden. Der umlaufende Rand (6) der Gewebekarten (2) sowie eine ringförmige Fläche (10) des Gewebes, die einige der Öffungen (3, 4) einschließt, sind mit Dichtmittel gefüllt, wobei sich die Öffnungen mit und ohne Dichtmittel einer Reihe einer Gewebekarte (2) und bei den rohrförmigen Kanälen (5, 9) abwechseln.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Wärmetauschermodul aus gestapelten Metallfolien mit dazwischen angeordneten Abstandshaltern zum Hitze sterilisieren von flüssigen Medien mit thermolabilen Komponenten.
  • Bei der kontinuierlichen Hitzesterilisation in Plattenwärmetauschern bekannter Bauart, werden lineare Aufheizgeschwindigkeiten von ca. 25°C/sek. erreicht. Bei einer Sterilisationstemperatur von 140°C wäre der Zeitbedarf zum Aufheizen und Abkühlen ca. 10 sek.. Hinzu käme noch eine gewisse Haltezeit bei Maximaltemperatur. Insgesamt ergeben sich Zeitspannen, die bei flüssigen Medien mit thermolabilen Komponenten, z.B. Nährlösungen für Säugerzellkulturen, zu nicht tolerablen Schädigungen von essentiellen Komponenten führen. Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen.
  • Die Aufgabe wird durch ein Wärmetauschermodul gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Metallfolien aus Metallkarten bestehen, die an gegenüberliegenden Seiten mit jeweils mindestens zwei Öffnungen versehen sind, die Abstandshalter aus Gewebekarten mit Öffnungen bestehen, die mit den Metallkarten deckungsgleich sind, so daß die Öffnungen bei gestapelten Karten rohrförmige Kanäle bilden, der umlaufende Rand der Gewebekarten sowie eine ringförmige Fläche des Gewebes, die einige der Öffnungen einschließt, mit Dichtmittel gefüllt sind, wobei sich die Öffnungen mit und ohne Dichtmittel einer Reihe einer Gewebekarte und bei den rohrförmigen Kanälen abwechseln.
  • Die Metallkarten weisen Dicken von weniger 0,5 mm und die Gewebekarten Dicken von weniger 1 mm auf. Als Dichtmittel eignen sich neben Kunstharzen und thermoplastischen Kunststoffen insbesondere Silikonkautschuk. Der Kartenstapel kann von einem Rahmen umgeben sein und durch beidseits aufgelegte und mit Zuganker versehene Druckplatten zusammengehalten werden. Die einzelnen Karten können miteinander auch verklebt sein. Hierfür kann bei geeigneter Wahl das Dichtmittel verwendet werden.
  • Das Wärmetauschermodul eignet sich insbesondere zur Hitzesterilisation von flüssigen Medien mit thermolabilen Komponenten sowie zur thermischen Induktion chemischer, biologischer und/oder biochemischer Reaktionen.
  • Mit dem Wärmetauschermodul sind lineare Aufheizgeschwindigkeiten von 150°C/sek. und Verweilzeiten von weniger als 1 sek. möglich, so daß der Sterilisiervorgang weniger als 3 sek. dauert.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einem Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
    • Figur 1 den Wärmetauschermodul perspektivisch, teilweise geschnitten und explodiert und
    • Figur 2 den Schnitt II - II von Figur 1; das Wärmetauschermodul ist von Druckplatten zusammengehalten.
  • Das Wärmetauschermodul ist aus Metallkarten (1) aufgebaut, die aus weniger als 0,5 mm dicken Metallfolien aus Chrom-­Nickel-Stahl, Kupfer, Nickel oder Aluminium bestehen können. Zwischen den Metallkarten (1) sind Gewebekarten (2) als Abstandshalter angeordnet. Die Gewebekarten weniger als mm dick können aus mono- oder multifilem Gewebe aus Chrom-Nickel-Stahl, Kupfer, Nickel, Polyethylen, Polyester oder Glas aufgebaut sein. Die gegenüberliegenden Seiten 7,8 der Karten 1, 2 sind mit Öffnungen 3, 4, 16 versehen. Beim Stapeln der Karten 1, 2 kommen die Öffnungen 3, 4, 16 übereinander zuliegen und bilden Kanäle 5, 9. Der umlaufende Rand 6 der Gewebekarten 2 ist mit einem Dichtmittel gefüllt, ebenso eine ringförmige Fläche 10, die die Öffnungen 3 umgibt. Mit letzterem wird gewährleistet, daß nur ein flüssiges Medium in den Strömungskanal 13 gelangt. Damit die beiden flüssigen Medien 14, 15 abwechselnd in die Strömungskanäle 13 gelangen, müssen die Kanäle 5 und 9 abwechselnd aus Öffnungen 3 und 4 gebildet werden. Das kann durch entsprechende Ausbildung der Gewebekarte 2 erreicht werden. Gemäß Figur 1 sind die Seiten 7, 8 der Gewebekarte 2 von Lage zu Lage vertauscht (Wenden der Karten). Die Karten 1, 2 können mit dem Dichtmittel miteinander verklebt sein. Sie können aber auch mittels Druckplatten 11 und Zuganker 12 zusammengehalten werden. Als Dichtmittel kommen unter anderem Silikonkautschuk, PU-Harze, Polyesterharze, thermoplastische Kunststoffe, Melaninharze, Phenolharze, Epoxydharze in Betracht. Die Zu- und Ableitungen für die beiden Medien 14, 15 können für Gleich- oder Gegenstromfahrweise angeordnet sein (nicht dargestellt). Nach Figur 2 fließt Medium 14 Medium 15 entgegen. Der Wärmetausch findet über die Metallkarten 1 statt. 17 sind Ausnehmungen zur Aufnahme der Zuganker 12.

Claims (9)

1. Wärmetauschermodul aus gestapelten Metallfolien mit dazwischen angeordneten Abstandshaltern, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfolien aus Metallkarten (1) bestehen, die an gegenüberliegenden Seiten mit jeweils mindestens zwei Öffnungen (16) versehen sind, die Abstandshalter aus Gewebekarten (2) mit Öffnungen (3, 4) bestehen, die mit den Metallkarten (1) deckungsgleich sind, so daß die Öffnungen (3, 4, 16) bei gestapelten Karten (1 , 2) rohrförmige Kanäle (5, 9) bilden, der umlaufende Rand (6) der Gewebekarten (2) sowie eine ringförmige Fläche (10) des Gewebes, die einige der Öffungen (3, 4) einschließt, mit Dichtmittel gefüllt sind, wobei sich die Öffnungen mit und ohne Dichtmittel einer Reihe einer Gewebekarte (2) und bei den rohrförmigen Kanälen (5, 9) abwechseln.
2. Wärmetauschermodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallkarten (1) eine Dicke von weniger 0,5 mm aufweisen.
3. Wärmetauschermodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewebekarten (2) aus monofilem oder multifilem Kunststoff- oder Metallgewebe bestehen, dessen Dicke weniger 1 mm ist.
4. Wärmetauschermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtmittel aus Silikonkautschuk, Kunstharzen oder thermoplastischen Kunststoffen besteht.
5. Wärmetauschermodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kartenstapel von einem Rahmen umgeben ist.
6. Wärmetauschermodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder der einzelnen Karten miteinander verklebt sind.
7. Wärmetauschermodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kartenstapel durch mit Zugankern (12) versehene Druckplatten (11) zusammengehalten wird.
8. Verwendung des Wärmetauschermoduls nach den Ansprüchen 1 bis 7 zur Hitzesterilisation von flüssigen Medien mit thermolabilen Komponenten.
9. Verwendung des Wärmetauschermoduls nach den Ansprüchen 1 bis 7 zur thermischen Induktion chemischer, biologischer und/oder biochemischer Reaktionen in flüssigen Medien mit thermolabilen Komponenten.
EP90102995A 1989-02-18 1990-02-16 Wärmetauschermodul Withdrawn EP0384305A1 (de)

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