EP1486749A2 - Turbulator - Google Patents

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EP1486749A2
EP1486749A2 EP04013531A EP04013531A EP1486749A2 EP 1486749 A2 EP1486749 A2 EP 1486749A2 EP 04013531 A EP04013531 A EP 04013531A EP 04013531 A EP04013531 A EP 04013531A EP 1486749 A2 EP1486749 A2 EP 1486749A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
housing
comb
flow
webs
section
Prior art date
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EP04013531A
Other languages
German (de)
French (fr)
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EP1486749B1 (en
EP1486749A3 (en
Inventor
Peter Jähn
Klaus Ochmann
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.)
JAEHN, PETER
Original Assignee
Bayer Industry Services GmbH and Co OHG
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 Bayer Industry Services GmbH and Co OHG filed Critical Bayer Industry Services GmbH and Co OHG
Publication of EP1486749A2 publication Critical patent/EP1486749A2/en
Publication of EP1486749A3 publication Critical patent/EP1486749A3/en
Application granted granted Critical
Publication of EP1486749B1 publication Critical patent/EP1486749B1/en
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/06Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
    • F28F13/12Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media by creating turbulence, e.g. by stirring, by increasing the force of circulation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00Heat-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 is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02Heat-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 is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04Heat-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 is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/053Heat-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 is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight
    • F28D1/0535Heat-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 is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight the conduits having a non-circular cross-section
    • F28D1/05366Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/0098Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for viscous or semi-liquid materials, e.g. for processing sludge

Definitions

  • the present invention relates to housing (1), preferably acc. Fig.1, 1a and 1b, for Temperature control of liquid and gaseous material flows, for example, as a heat exchanger housing and in the at least two plug-in comb-shaped sheets (2, 2 ') are releasably inserted and when flowing through the housing with fluids as a turbulence generator Act by forming the free flow cross-section of the housing by forming downsize a stretched spatial lattice, and each layer (comb-shaped sheet), preferably in its largest width dimension and there preferably at right angles to the flow direction, at least two different sections (areas) has an unstructured section (area) (3) and at least a section (area) (4) along the main flow direction (5) by changing webs (8) and gaps (9) is structured, and thereby the plug-in sheets opposite continuous and / or form broken lines of contact to the inner housing wall to a thermal conduction through a To allow temperature control in the flow region of the fluid, and at the same time the comb-shaped sheets
  • turbulence elements or turbulence generators are made of wires or thin rods manufactured with round cross-section and for example by the company CalGavin on their Internet Homepage http://www.calgavin.co.uk/HITRAN/hitran.htm (15 November 2002) under the name HITRAN® Thermal System distributed.
  • the round wire used in it only works a slight improvement in heat transfer performance when high flow rates available.
  • the pronounced mixing effect required to increase the power becomes not sufficiently improved due to the round wire cross sections.
  • are high flow velocities before, such as in aqueous or gaseous systems is usually the improved turbulent flow behavior. From the fluid dynamics is known that internals with round cross-sections produce a low cross-flow and even at low viscosities of a substance (a few mPa ⁇ s) these properties in terms of mixing cross flow almost completely lost.
  • EP 0 624 771 B1 proposes to solve the problem, the soldering complicated wavy Wires as turbulence elements in flat tubes, profile tubes or tubular bodies before. At this Execution takes place a small heat conduction into the primary flow area as a result of metallic contact between the heat transfer tube and bent wire.
  • CH 627 263 A5 describes a flow channel provided with internals for a medium involved in an indirect exchange, in particular heat exchange, wherein the internals consist of at least two groups of webs, the webs within each group directed substantially parallel and inclined with respect to the channel axis are arranged, the webs of a group intersect with the webs of the other group and at least a portion of the webs and the intersection points is connected to each other.
  • CH 648 404 A5 shows a ribbed device composed of sheet metal elements for improving the heat transfer for installation in tubes of heat exchangers, each plate element having a toothing that fits into the toothing of the adjacent sheet metal element, wherein the central parts of the plate elements form a channel ,
  • a special arrangement of a housing for controlling the temperature of liquid and gaseous material flows in which at least two plug-in, comb-shaped sheets are detachable as a turbulence generator are inserted and this while flowing through the housing with fluids as a turbulence generator act is not disclosed in these documents.
  • Turbulence pathogens can also be static mixers. In industrial application, however static mixers (Messrs. Kenics, Sulzer, Koch-Glitsch) are often too expensive, so that such designs rarely used.
  • a flat tube for a heat exchanger which consists of a bent Sheet metal strip can be produced.
  • This flat tube can also be provided with turbulence inserts be soldered in a soldering everything tight.
  • Such bent sheet metal flat tubes can only be used for low differential pressures. Once the flat tube is due to a high Pressure flexes, it loses the improved heat transfer properties.
  • the pressure stability of the flat tube described is increased by webs are incorporated by folding. The webs change the flat tube to the effect that a multi-channel flat channel with higher Pressure stability arises. The resulting single channel of the flat tube is almost square. Of the However, square flow cross-section leads to only two tempering effective are.
  • the distance from the center of the channel to the inner tempering surface is so large that a Temperature gradient setting, the uniform fast and gentle product tempering prevented. If a higher-viscous substance at low; tempered laminar flow rate be, the temperature differences in the flow cross-section are particularly pronounced.
  • a hollow chamber profile which inner and outer ribs may have.
  • the ribs are arranged in the longitudinal extent of the metallic profile.
  • the Ribs, especially in the interior of the profile channel, are very short and do not extend beyond the entire channel width. For this reason, the inner ribs only partially increase the heat transferring Surface, but can not take over a mixed task and no turbulence increase.
  • the hollow chamber profile thus described always consists of several parallel quadrangular and channels also has outer ribs, which are also in longitudinal extension are arranged. All inner and outer ribs are used only for surface enlargement and Due to their design, they can not perform mixing functions and turbulence increases.
  • rib-like devices In DE 3 022 270 C2 rib-like devices (rib insert) are described, always three or four such sheets are needed and the ribs of the sheet metal inserts for interlock mutual support, and all the rib inserts together in the Flow channel must be inserted, and due to the central portion (7) of the rib inserts a longitudinal channel (3) is automatically formed in the tube center axis, and the skeleton nested sheets in a flow tube can be inserted.
  • the single rib insert is not detachable from the flow tube.
  • the rib inserts are not turbulence generators, but should enlarge the heat-transmitting surface of the tube and as inner serve heat-transmitting ribs, further even the flow velocity in the Reduce tube center. However, as is known, the heat transfer performance deteriorates at decreasing flow velocity.
  • EP 1 067 352 A1 describes a heat exchanger which is located in the main flow channel Heating pipes has to offer an additional or extended heating surface in the flow area.
  • the inner heating pipes additionally have, in analogy to DE 3 022 270 C2, sheet metal segments. which are drilled and attached to the inner heating pipes welding technology. Therefore, EP 1 067 352 A1 quasi like DE 3 022 270 C2, with the difference of the additional inner Temperierrohre.
  • the inner heating pipes are welded to the deflecting plates only as a whole from the main flow channeltician.
  • FR 2 123 185 A1 describes a rectangular channel with a slide-in sheet.
  • This Insert sheet must be cut, punched, outer edges bent and inner sheet metal sections additionally be deformed twice.
  • webs in particular are extended to the width of the flow channel.
  • There are no spatial grids no contact lines and no contact points, only contact surfaces. The same principle becomes for round channels described in DE A 3008930.
  • the Temperature control of flow channels or pipes should be as simple as possible mounting elements are increased so that with improved dwell time spectrum and Minimum product volume in the temperature control channel, the temperature control is significantly increased. Furthermore, the improved temperature control should also be used for substances with increased viscosity of e.g. up to 100,000 mPas become visible. The task is particularly difficult as substances with high Viscosity a laminar flow behavior, and the flow rates low be kept to keep the pressure losses occurring small. In professional circles is at These low flow velocities of creeping or creeping currents spoken. Due to the possible high pressure losses, a pressure stability of at least 300 bar can be achieved.
  • a liquid or gaseous material flows equally suitable housing (1), preferably according to FIG. 1, 1a and 1b, which thereby characterized in that in this housing at least two plug-in comb-shaped sheets (2, 2 ') are releasably inserted and these when flowing through the housing with fluids as a turbulence generator act by adjusting the free flow area of the housing, by forming a spatial lattice extended in the flow direction, and reduce each layer (comb-shaped sheet), preferably in its largest width dimension and there preferably at least two different sections (areas) at right angles to the inflow direction has an unstructured section (area) (3) and at least a section (area) (4) along the main flow direction (5) by changing webs (8) and gaps (9) is structured, and thereby the plug-in sheets opposite continuous and / or form interrupted contact lines to the inner housing wall to a temperature control by heat conduction to allow in the flow area of the fluid and at the same time the comb-shaped Sheets through the preferably metallic
  • the sheets lie on each other and touch yourself.
  • the combs can be straight or angled.
  • comb layers are preferably stacked on top of one another first layer, the respective adjacent layer is turned around its longitudinal axis by 180 °, so that the angle ⁇ 'forms in the turned layer (FIG. 1a).
  • the layer package changes the web angle to the adjacent layer, measured to the main flow direction, between ⁇ and ⁇ ' (Fig. 1b).
  • the housing for receiving the comb-shaped sheets which can serve as a turbulence generator Pipe, a profile tube, but in particular a rectangular channel or flat channel.
  • a preferred embodiment of the invention is on an unstructured section (3) on both sides of a structured by webs and gaps section (4) and attached the webs reach to the inner housing wall.
  • the housing according to the invention allows the efficient implementation of tempering operations at low investment costs.
  • the present invention therefore also relates to a method for the efficient performance of Tempering processes of single-phase and / or two-phase liquid or gaseous material streams, characterized in that a housing (1), as shown for example in Fig. 1, 1a and 1b, is used, in the at least two plug-in comb-shaped structured sheets (2, 2 ') are releasably inserted and this while flowing through the housing with fluids as a turbulence generator with complete vertical and horizontal mixing effect by acting the free Reduce flow area of the housing, and each layer (comb-shaped plate), preferably in its greatest width at right angles to the direction of flow has at least two different sections (areas), a first non-structured area (3) and at least a portion (region) (4) along the main flow direction (5) is structured by changing webs (8) and gaps (9), and thereby the plug-in sheets opposite continuous and / or broken contact lines to the inner housing wall form, by thermal conduction to allow a temperature control in the flow region of the fluid and at the same time the comb-shaped sheets
  • the tempering processes carried out with the housing according to the invention with turbulence generator single-phase and / or two-phase liquid or gaseous streams can in one Temperature range of -100 ° C to 800 ° C are applied and therefore have compared to known prior art significant advantages. Furthermore, they are suitable for fabrics Viscosities from 0.1 mPas up to 100,000 mPas. Due to large volume flows and one large viscosity range, high differential pressures can arise, ranging from a few mbar up to several hundred cash.
  • the device according to the invention is therefore also for the turbulent and the laminar flow area but also for creeping or creeping currents used.
  • the frequently encountered in industrial applications contamination or fouling problems are significantly reduced.
  • the housing according to the invention is good and particularly easy to Clean, as the turbulence generators are designed plugged.
  • Cases according to the invention with turbulence generators are also particularly suitable for corrosive to be tempered substances and mixtures of substances, because they are made of high quality and corrosion resistant Materials can be produced inexpensively.
  • the invention therefore also relates in particular to heat exchangers whose tubes or housings, are adapted to the turbulence generators according to the invention.
  • the turbulence generator or turbulence generator according to the invention in the form of structured Layers and layer packages formed therefrom serve, in particular, to improve the temperature control performance of heat exchanger channels with rectangular profile.
  • the application of the invention Turbulence generator in combination with filling pieces, increases the flow velocity The fluid at constant flow, so that the economic use in round Channel cross sections or pipes is made possible.
  • the structured layers have the appearance a comb, however, the comb teeth are at an angle to the flow direction.
  • a turbulence generator is designed so that not at one structured section (3) on both sides of a webs and gaps structured section (34, 3) is attached (Fig. 3, Fig. 3a) and the webs to the inner housing wall rich.
  • the turbulence generator builds up with three sections, and shows the shape of a double comb with inclined to the flow direction webs.
  • the through bridges and Gaps structured sections of a double comb according to the invention can be different so that, depending on the technical task, the angle ⁇ , the length of the webs and the web distance can be varied to optimal fluidic conditions for a tempering process to enable.
  • turbulence generators can be used on both sides structured sections are designed so that a layer (comb-shaped sheet metal) in the main flow direction has different structured sections (Figure 5).
  • the simple production engineering design by variation of the structured sections, by Change of the web position, the web angle, the land width in the main flow direction, by change the web distance and the web shape, allows all degrees of freedom to the optimum procedural interpretation of the turbulence generator to the respective tempering task.
  • Comb layer packages are design-wise easy to design, since the sheet thickness, web spacings, Length of comb layers, width ratio of structured and unstructured Sections are slightly variable. All procedural parameters can be used for one Temperiervorgang necessary are to be considered sufficiently. Because the Turbulence generators can be releasably introduced into heat transfer channels and always a large number of layers is needed is almost always a mass production possible, so that Unit costs are reduced.
  • the manufacture of the turbulence generator according to the invention from sheets or metal sheets produced always bar shapes with a square or rectangular cross section.
  • the square ones Angled webs are particularly effective in terms of flow and increase the turbulence is particularly effective.
  • viscous fluids are forced a good cross-mixing, so that a constant shift of the material to be tempered, from the internal heating surface is carried to the flow channel center.
  • the forced displacement causes a constant cross-mixing and prevents Temperierspitzen in the fluid.
  • Another advantage intensive cross mixing has an effect on the tempering performance of the invention Housing with turbulence generator off, since in each flow-through section of the tempering with maximum mean temperature difference, the temperature compensation between temperature control and product is done.
  • the heat exchangers used in particular when a rectangular channel bundle heat exchanger is used, has shorter designs than comparatively known heat exchangers.
  • Heat exchanger channels with a rectangular cross-section have great potential for standardization and for low-cost mass production of heat exchangers, as the task-specific Design focuses on the structure of the comb layers or comb layer packages. This concept is particularly advantageous when used for car radiator, radiator for Oil hydraulic systems, exhaust gas coolers and short-time heaters for the pharmaceutical or biotechnical Industry.
  • metallic Rectangular channel bundle heat exchanger with comb layer packages consisting of e.g. plastics are made, particularly advantageous.
  • the plastic comb layers are very inexpensive to produce on injection molding machines, so that the turbulence generator or turbulence can be used as disposable mounting kits without major financial loss.
  • Rectangular channel bundle heat exchanger made of graphite or glass can be manufactured technically simple. Especially in the case of the material glass with low heat conduction, it is advantageous with the invention Turbulence generators to work at any point of the tempering with maximum possible to be able to work with a medium temperature difference.
  • Turbulence generators to work at any point of the tempering with maximum possible to be able to work with a medium temperature difference.
  • a material with a low thermal conductivity can e.g. Comb layers of plastics such as e.g. Polytetrafluoroethylene, polypropylene or other thermoplastics are advantageously used. In these applications turbulence generation takes place with only two layers and the Housing is an extremely flat rectangular channel.
  • the structured sheets or layers (2, 2 ') have a comb-like appearance, However, with the main flow direction inclined comb teeth, so that even from Comb plates or comb layers can be spoken.
  • the layers are preferably sheets whose largest width extension is the parallel distance the directly opposite inner housing contact points in the flow cross-section of the housing equivalent.
  • the comb layers are always in contact with the inner housing wall. It always forms a closed contact line at the non-structured comb area and or at least one broken line of contact at the structured crest area along the housing length extent.
  • the housing length dimension corresponds to the extent parallel to the main flow direction.
  • the structured sheets are slightly larger in width dimensioned as the equivalent width of the housing to the metallic contact and thus the To improve energy transfer.
  • the structured sheets are after mounting in a housing under tension; they are virtually clamped between the parallel contact points in the interior of the housing, so that due the fluid passage and the resulting pressure loss slipping out of the mounted Comb layers is prevented.
  • the length of the structured sheets or comb layers, which act as turbulence generators, corresponds a multiple of the sheet width.
  • the structured comb plates can be made of all metallic materials and alloys, non-metallic materials, plastics, possibly also made of glass or ceramic so that there are no differences in chemical corrosion requirements There are restrictions.
  • the structured comb plates are preferably made of sheets or Metal sheets manufactured. Thus, economical laser and etching processes can be used for production become. Further economic production methods are punching, wire eroding, or at Sheet thicknesses greater than 5 mm may also be considered casting methods.
  • the invention relates to turbulence generators and those containing them Housing according to Fig. 1, 1a and 1b , wherein the structured sheet (2) in its width dimension is designed transversely to the direction of flow so that the structured portion (4) is greater than the non-structured portion (3), so that the proportion of the structured portion (4) larger 50%, preferably greater than 75% and particularly preferably up to 95%.
  • the greater proportion of the structured section of a turbulence generator is for the respective Application advantageous, material-specific and physical properties such. viscosity or different density and resulting pressure loss are optimally taken into account.
  • the invention relates to housing (Heat exchanger channel), wherein the flow-through cross-sectional area of a housing, tube, Profile tube or rectangular tube with comb layers to 20% to 100%, preferably 30% to 100% and more preferably 50% to 100% of the free flow cross-section are filled.
  • the degree of filling is more preferably 70-90%, most preferably 80%.
  • the degree of filling is particularly preferably 80-95%, especially preferably 90% and in the case of the rectangular tube, the degree of filling is particularly preferably 90-100 %, most preferably 100%.
  • the layer cross-sectional area becomes the cross-sectional area flown of the channel.
  • the filling surface portion of a single layer the product of layer thickness multiplied by the layer width.
  • the filling of the flow channel or the flow cross-section with inventive Turbulence generators describes the degree of filling. Therefore, it is advantageous the inner dimensions of the flow channel to the turbulence generator to vote as possible a degree of filling of 100% reach.
  • a round flow channel or a pipe with comb layers to fill, so that due to a higher flow velocity, the turbulence increases and thereby an improved Temperature exchange takes place from the temperature control chamber or temperature control zone to the fluid, so the flow cross-section can be filled in layers.
  • a variety of comb layers are stacked. It may be advantageous for the user be to fix several layers to a layer package and the package as a whole assemble. Forming layer packages simplifies assembly and disassembly.
  • the fixing of several stacked comb layers can by punctual Welding, by pinning, by screwing or by soldering done.
  • the fixing is preferably in the non-structured section of the layers, so that for the assembly the webs are bendable with little effort.
  • the filling of round flow channels with comb layers according to the invention requires a Position-dependent width adjustment of the turbulence generator to the housing inner contour. Especially easy are adjustments when a layer packet is formed and this packet, e.g. through a Grinding process, adapted to the housing contour.
  • Comb layers are used in profile tubes, in particular in rectangular tubes (Fig. 2), are several equal width layers stacked one above the other until the rectangular flow area of the Profile housing completely filled and a high degree of filling is achieved.
  • the present invention relates to housing, wherein for the permanent reduction of the local Temperature gradients, the webs of the comb layers over the length of a tempering under an angle ⁇ to the flow direction.
  • the webs of the comb layers are preferably in an angular range ⁇ of 20 to 80 Degree, preferably from 30 to 60 degrees and particularly preferably from 40 to 50 degrees to the flow direction the fluid to three-dimensional lattice over the entire channel length build.
  • the present invention relates to turbulence generators and enclosures containing them, wherein the structured layers are characterized are that the width of the comb layers is greater than the straight inner distance between the parallel inner housing contact points, so that the web angle ⁇ in the unassembled Changes state by less than 5 degrees during assembly and assumes the web angle ⁇ , whereby the structured layers after assembly always contact the inner wall of the housing to have.
  • the maximum width extension of the comb layers in the unassembled state is greater than the width in the assembled state.
  • the selected web angle ⁇ during the assembly is reduced to the angle ⁇ .
  • the present invention relates to housings in which the webs of the comb layer have a preferred cross-sectional shape around a turbulence increase to effect and at the same time the radial and horizontal mixing effect of the webs to strengthen.
  • the webs of the layers then have cross-sectional shapes such as square, rectangular or hexagonal on.
  • the present invention relates to turbulence generators and this containing housing, wherein the quotient of sheet thickness or web height to Preferably, lying parallel to the flow direction web width is in the range of 0.1 to 5. Particularly preferably, the quotient is in the range 0.1 to 3.
  • the quotient formed from web thickness to web width ensures during the flow of the Comb layers filled channel a good mixing action and turbulence increase, even then if substances with high viscosities, for example from 1 Pas to 10 Pas (Pascal second), flow and there is a laminar flow behavior. At the same time temperature peaks avoided on the entire channel length, allowing also temperature-sensitive substances can be tempered gently.
  • the web center distance of the comb layers is therefore preferably greater than twice the web width, more preferably greater than four times the web width and particularly preferably larger as the fivefold web width of the comb layer.
  • the web center distance influences the occurring pressure loss of a channel, especially if Substances with higher viscosities need to be tempered, it lends itself to a larger Bridge center distance to realize to minimize the pressure loss.
  • the present invention relates to turbulence generators and enclosing housings, wherein the comb layers or the comb layer packets extended in length to the flow direction by a mounting tab on one or both sides are, wherein the total length of the layers or packages plus the mounting tab longer is, as the channel assigned for the assembly, so that after assembly of the turbulence generator the mounting tabs protrude from the channel and an additional fixation of the layers or the layer pacings outside the channel is possible.
  • the comb layers may have an additional mounting tab, preferably centrally to the Layer width is arranged and has an opening or bore.
  • the opening can be for recording Serve with a mounting tool, leaving a complete unfixed comb layer package in a channel can be pulled.
  • the stacked Openings of the mounting tabs are used to an additional cross bar, for example a screw to put.
  • a shifting of the layers is then due during operation possible occurring high pressure losses not possible because in addition to the tension of the Layer webs inside the housing provide further security outside the channel by e.g. a protruding screw or a transverse bolt is possible.
  • the present invention relates to housing as Turbulence generator, wherein a flow channel is filled with a layer packet and wherein the Layer package is constructed by differently thick comb layers, in addition to a Turbulence increase and an improved mixing effect different flow rates to produce in the flow cross-section and due to different layer thicknesses at the same time to minimize the pressure loss.
  • Structured sheets in the form of turbulence generators with different sheet thicknesses can Bleckunen be united, so that the turbulence boosters are detachably mounted in the housing and so easily changeable.
  • the present invention relates to turbulence generators and enclosing housings, wherein the length of a comb layer is at least as long is like the channel assigned for installation.
  • the structured sheets or comb layers have a length of 0.05 m to 5 m, preferably a length of 0.05 m to 2 m and particularly preferably a length of 0.05 m up to 1 m in order to be manufactured and assembled as one piece as possible.
  • the present invention relates to turbulence generators dual comb layer and housing containing the same, wherein one comb layer is three Sections has and from an inner unstructured section bilaterally structured web sections out.
  • web sections are structured by webs and gaps sections of an inventive Turbulence generator or a comb layer called.
  • Both sides formed web sections of a comb layer also referred to as herringbone layer or Doppelkammtik, provide fluidic advantages by adding to the tempered Channel inner walls all web contact points are well flowed around and no dead zones and thus no product deposits occur. Product deposits on tempered walls lead to damage and aging of the product.
  • the present invention relates to turbulence generators with double comb layer (Fig. 3) and housings containing the same, wherein the comb layer consists of three sections and related to the layer width of one out of center lying unstructured section two differently extended structured web sections extend to the respective inner housing wall.
  • the different extent of the structured sections means in particular that under the same angle ⁇ standing comb webs are different lengths. This will be the case Flowing through the channel equipped with double comb structures, for example a rectangular channel, due to the resulting pressure differences different flow velocity profiles generated, which increase the mixing effect and compensate for local temperature differences quickly. There are no poorly traversed channel areas, so that no dead spaces exist and product deposits are avoided.
  • Structured Doppelkamm für embl consisting of three sections can be formed be that go out from the non-structured comb section of different length comb webs. It may be advantageous, for example, that the portion of the long webs below another angle to the main flow direction than the section of the short webs.
  • the long lands may take different courses ( Figure 3a), e.g. one Zigzag course.
  • Figure 3a structured sheets or double comb elements in very wide Profile channels produce very fine three-dimensional flow grid and especially good as turbulence enhancer or turbulence generator act.
  • Structured layers with three sections, one unstructured section and two structured sections can also be used as double comb elements or are called herringbone structures.
  • the present invention also relates to turbulence generators with a double comb layer structure or simple comb webs and enclosures containing them, if not completely filled of e.g. round flow channel cross section with the unfilled flow cross section fills cross-section matched filling pieces (11), and then the filler simultaneously as Umlenkkonturen serve to guide the flow, see for example Fig. 2a or Fig. 2aa.
  • the patches or filling elements may be bilateral or alternating on a comb layer package be positioned.
  • Internal filling pieces or deflection devices in the form of offset arranged patches parallel to a mounted comb layer package reduce the Pressure loss with good flow turbulence. At the same time, a cross flow through the Forced comb layer package.
  • the present invention relates to turbulence generators with simple comb layer or with double comb layer and housing containing these turbulence generators contain, wherein the inflow and outflow of the flow deflection used filler pieces (11) on a layer package one to the middle housing axis standing angle ⁇ (see, for example, Fig. 2b) and have alternating and / or offset in Flow or in the longitudinal direction are positioned on the layer package.
  • the angular range ⁇ of the inflow and outflow surfaces of the filler pieces is preferably 20 to 70 degrees, more preferably 30 to 60 degrees, and most preferably 40 to 50 degrees.
  • the present invention relates to turbulence generators simple comb layer or double comb layer and housing containing them, wherein the deflection elements opposite, that are arranged above and below the comb layers, or are arranged overlapping or offset in the flow direction.
  • the present invention relates to turbulence generators Double comb layer or more than two comb layers and housings containing them, wherein at least two comb layers form a comb layer packet, and the comb layers or individual comb layers of differently structured zones or non-structured zones in the flow direction and thereby in the flow direction over the entire channel length areas are formed, on the one hand cause a turbulence increase and the other again have a calm flow, see for example Fig.5.
  • Comb layers with differently structured zones also means that comb teeth in the different zones may have different angles to the main flow direction and or have different bridge center distances.
  • Different flow conditions can be differentiated depending on the process requirements Temperieronce be created.
  • Different zones of comb layers in Flow direction also means that a comb layer package can be varied, wherein Layers with one-sided and or two-sided comb tooth sections can be used the center distances of the introduced comb teeth are varied over the length of the layers can, and the unstructured comb portions of the layers positioned centrally or eccentrically are, so that in the flow of z.
  • a low-viscosity product no orderly but there are almost forced chaotic flow conditions.
  • the present invention further relates to turbulators and housings containing them, wherein the comb layers are soldered to each other at the contact points and thereby also Column in a comb layer package, especially in the overlapping region of the webs avoided become.
  • the present invention also relates to turbulence generators and enclosures containing them. their comb layers up to a layer thickness of less than 10 mm preferably from metal sheets preferably produced by laser, etching, wire eroding or water jet technology.
  • Comb layers with a layer thickness of greater than 10 mm are preferably produced by casting.
  • Cast coats can be integrally solid or in one piece be made hollow, so that material savings and weight reductions occur.
  • the present invention further relates to turbulence generators and housings containing them, wherein the comb layer elements and packages used for turbulence increase in catalytic processes be and consist of structured layers with three sections, the surfaces the layers are completely coated with a catalyst material.
  • Catalyst material are all common catalysts, such as. heterogeneous or homogeneous Catalysts used.
  • the present invention further relates to turbulence generators and housings containing them, wherein the comb layer elements and packages used for turbulence increase in catalytic processes be and consist of structured sections, with the gaps with catalyst granules or filled with coated ceramic catalyst carriers.
  • the present invention also relates to turbulence generators and housings containing them, wherein an array of comb layer packages with mounting tabs arranged on both sides so is arranged, that at least two comb layer packages connected in series with a coupling are and fill the entire length of a tempering channel.
  • the arrangement of at least two comb layer packages in sequence in a flow channel forms a chain of comb layer packages.
  • Chains of comb layer packages so-called comb layer chains can also not in straight running tempered channels, pipes or profile tubes are used when the fasteners or couplings have swivel joints.
  • the present invention also relates to turbulence generators and enclosures containing them. wherein the comb-layered comb-layer packages have a preferred length of 50 mm to 200 mm and more preferably have a length of 50 mm to 100 mm.
  • the present invention further relates to turbulence generators and housings containing them, wherein the comb - layered comb layer packages combined with filling pieces for the Inserted in channels by 70 to 100 degrees and preferably twisted 75 to 95 degrees from each other and are movably connected to mounting brackets.
  • the present invention also relates to heat exchangers, such as in FIG. 6 illustrated, comprising at least two housings, characterized in that in the housings the interaction of several parallel flowed rectangular channels (rectangular housing) with detachable comb layer packages, in particular with at least two comb layers per rectangular housing (channel), are fully populated, and the rectangular housing (channels) with a common larger inflow and outflow plate are welded, so that a uniform Flow of all rectangular casings (channels) takes place and all rectangular casings (channels) have a common Have tempering and thereby a rectangular channel or bundle heat exchanger form, which in the range of -50 ° C to 500 ° C gentle on products and especially fast Temperature control of fluids and in a pressure range of 1 mbar to 200 000 mbar operable, wherein the product-side hold-up of the housing or the heat exchanger channels at most 10% to 95%, preferably 10 to 79%, in one embodiment preferably 10 to 70%, in another embodiment particularly preferred 80 to 95%,
  • the gross flow channel volume is determined from the volume of all product channels through which flow of the bundle heat exchanger without turbulence generator. With hold-up is that meant recorded product volume of a turbulence generator equipped channel.
  • the rectangular channel bundle heat exchanger consists of at least two parallel flowed through Rectangular or slot channels have the same or different channel cross sections and with inventive Turbulence generators are equipped.
  • the channels have a common larger inflow and outflow plate and a common tempering.
  • the slot channels with turbulence generators can hold-up and residence time behavior of the fluid to be tempered in the channels to be optimized.
  • the comb layer structures in addition, the pressure loss occurring is changeable, so that with low investment costs a high performance heat exchanger can be made.
  • the pressure loss can be varied within wide limits, so that also heat exchangers for viscose Fluids with a pressure drop of less than 100 bar, preferably less than 50 bar and especially preferably less than 10 bar can be produced.
  • the residence time and the residence time in the Temperierkanal crucial, so that with almost unchanged retention behavior of all parallel flow channels simultaneously the Temperierzeit by appropriate choice the comb layer structures can be reduced.
  • the uniform short tempering time is co-determined by the hold-up and the available heat exchange surface, so that the Rectangular channels with comb layer packages a preferred reduced gross channel volume exhibit.
  • the present invention also relates to a method for efficient Performance of tempering single-phase and / or two-phase liquid or gaseous Material streams, characterized in that a turbulence generator according to the present Invention is used.
  • the invention preferably relates to a tempering process with the comb layer structures according to the invention and the rectangular channel heat exchanger according to the invention for the short-time temperature control a fluid or a fluid mixture, characterized in that the tempering substances have a viscosity range of 0.001 to 1 Pas, preferably a viscosity from 0.1 mPas to 5000 mPas and more preferably a substance-specific viscosity of 0.1 mPas have to smaller than 10000 mPas, so that with small dwell time due to the small Volume of the material to be tempered in the heat exchange channel (hold-up) and due to the narrow residence time spectrum and due to the good cross-mixing in the flow channel in Exit region of the slot channels a temperature difference between the temperature control and the Product outlet temperature is adjusted, which is in the range 2 - 20 ° C, preferably in the range 2 - 10 ° C. and more preferably in the range 2-5 ° C.
  • the present invention relates to a method for efficient temperature control single-phase and / or two-phase liquid or gaseous streams, wherein to carry out of endothermic or exothermic reactions with fluids in single-phase or multi-phase Condition and use as a tube reactor, as well as an upstream mixer for first homogenization of the reactants before one or more in series one behind the other or parallel to each other installed slot heat exchangers, so that after passing of the mixer chemical reaction of an immediately intense tempering in the Slot channels can be supplied with turbulence generators and generated in the pre-mixer high mixing quality is maintained during the course of the reaction in the slot channel.
  • the present invention relates to the use of turbulence generators according to the invention preferably with associated rectangular channels as a short-time heater or as a cross-flow heat exchanger for the food industry, as a sterilizer for pharmaceutical or biological Processes, as exhaust gas cooler for a complete condensation of vapors and for the Retention of recyclables in an exhaust gas stream to avoid polluting Emissions.
  • the radiator As a heat exchanger for car radiator or oil cooler, but without common tempering and the removal of heat through the outer surface of the Rectangular ducts to the ambient air, whereby the performance of the radiator is increased by the Rectangular duct outer surfaces increased by attaching or soldering sheet metal fins be done and a good heat dissipation to the ambient air, and in a preferred Form the use as a car or oil cooler, characterized in that the radiator a material with a specific heat capacity of 15W / mK to 400 W / mK are.
  • Fig. 1 is a housing portion (1) or pipe or profile tube, with a turbulence generator, in a sectional view shown.
  • the housing In the lower area is the housing with a temperature control room (6), for example, provided for heating or cooling.
  • the tempering is through a Temperiergeophuse (6 ') limited.
  • a short structured example Sheet metal (2) used with comb structure. It can be seen that the comb-shaped sheet for inner housing wall has metallic contact.
  • the structured sheet has two sections, a non-structured portion (3) which is synonymous with the sheet back (7), and a structured section (4), wherein the structure consists of webs (8) and between the webs inevitably forms during production forming gaps (9).
  • the bridges are always at an angle ⁇ to the direction of flow (5) or to the main flow direction through the housing.
  • the structured sheet (2) of Figure 1 is 180 degrees about its longitudinal axis, equivalent to the direction of flow, turned, so that a sheet (2 ') with the angle ⁇ ' is present.
  • the comb back (7 ') the webs (8') and the gaps (9 ') and the flow direction of the fluid (5 ') is characterized.
  • the comb layers are in both FIG. 1 u. 1a structured the same.
  • Fig. 1b the housing (1) with inserted structured sheet (2) of FIG. 1 is shown and the Turned sheet (2 ') of Fig. 1a is a second structured comb plate to form a Comb layer package used.
  • the ends of the webs with wall contact are slightly rounded, so that the retraction of the structured sheets or laminations with less Force can be done and at the same time the webs with little force itself spring-like to the inner housing wall brace.
  • the turning of the adjacent layer creates inside the housing a flow-through three-dimensional grid. A flowing through Fluid must forcibly flow through the grille inside the channel and flow around the webs, so that a constant mixing or a turbulence excitation by radial and horizontal Redirection takes place. This results in a faster degradation of local temperature peaks.
  • the structured sheets can also be positioned one above the other in such a way that the unstructured sheets can be positioned one above the other Comb portions to the adjacent layer are alternating, i. on the opposite side Page are located.
  • a housing is shown, which is a profile or rectangular channel, which with structured Comb plates is completely filled. You can see the almost complete completion the flow area with comb profiles. Even a comb profile package requires hardly any erosion Adjustment work to fill the inner profile cross-section to a high degree. The fitting works of a laminated core are limited to an adjustment of the top and bottom layer in the corner of the canal.
  • FIG. 2 a a round housing or a tube is shown in FIG. 2 a and FIG Also filled with a comb layer package (12), which consists of individual comb layers as in Fig. 1 forms and the comb layers structured sections (4) and unstructured sections. (3) have (see Fig. 2aa).
  • the comb layer package (12) with a lower (11 ') and provided upper (11) filler, so that required adjustment work of Kamm Mrspes be reduced to the circular flow cross-section of the housing.
  • Retrofitting turbulence generators in tube bundle heat exchangers offers the Combination of comb layer packages with filler pieces.
  • the patches can with the Layer package to be fixed together before assembly.
  • a round tube or housing (1) is shown that with turbulence generators according to the invention as Turbulenzerzeugervers (12) is equipped and filling pieces (11, 11 ') above and below in the flow direction (5) are arranged offset.
  • Fig. 3 shows a housing portion (1) with a specially structured comb plate as so-called Double comb plate with herringbone structure, which as a detachable element or turbulence enhancer is used.
  • the structured double comb member is with an off-center unstructured portion (30), from both sides of the comb teeth or webs (31, 32) under a Angle to the main flow direction (5) of the fluid extend to the inner wall of the housing.
  • the comb teeth (31) are shorter than the opposing comb teeth (32).
  • the assembly to a comb layer package with both sides different long webs, too referred to as a double-comb layer, causes the unstructured layer areas to be the assembly no longer lie on top of each other. It is advantageous that the flow area no Dead spots has where substances can settle.
  • Fig. 3a is also shown a double comb structure, with the portion of the long webs zig-zag (34, 34 ') is formed. If such Doppelkamm Anlagenen superimposed and mounted, there are no dead spaces, very fine grid structures and all areas in the housing cross-section are well flowed through. Good flow prevents aging and deposition of sensitive substances and prevents fouling.
  • the angular ranges of the webs of double comb elements can be different.
  • the two turbulence generators (34, 34 ') are in the Representation shown as a line or as a dotted line.
  • each individual web (8) of the comb plates is somewhat longer is formed to a during installation in a tempering to the inner temperature control surface to create secure contact.
  • Fig. 5 shows a temperature-controlled housing (50) with a double comb layer, wherein along the housing axis (51) or the flow direction, the structure of the double comb layer is varied. It four structured zones (53, 53 ', 54, 54') can be seen along the main flow direction. The zones (53, 53 ') and (54, 54') are each arranged alternately. The variation of the zones is in this example such that individual sections have different web angles ⁇ , different Bar spacing and the structured zones have different lengths. This creates a alternating three-dimensional grid with different fineness in the flow channel.
  • the dual comb layers are about as long as the flow channel itself and on both sides with a mounting tab (52, 52 ') provided.
  • the mounting bracket can be a complete Doppelkammtikp, consisting of at least two structured Layers, simply mounted and optionally by a, not shown here screw or In addition, bolts should be secured against slipping. In Fig. 5, the temperature control room is not shown.
  • Fig. 6 is the inflow profile of a rectangular channel or slot channel bundle heat exchanger shown with common tempering.
  • the slot channels are in this example to the diameter the common tempering (60) adapted so that the slot channels different Have flow cross sections (64) and therefore inventive turbulence generator can accommodate with different widths.
  • the slot channels are exemplary chosen with a small height, so that e.g. used two to three turbulence generator layers can be.
  • the heat exchange surface is fully utilized and the Flow direction inclined webs of the inserted structured layers allow a complete rapid mixing across the respective flow cross-section of each slot channel.
  • the turbulence generators are in their structured and unstructured sections in FIG of Fig.
  • the common tempering has a connection for the supply and discharge (61, 62) of the temperature control.
  • the Anströmplatte the Temperiergeophuses depending on the task by varying the Slot spacing accommodate a different number of slot channels.
  • the slot channels can also example replaced by a variety of similar rectangular channels or profile tubes become.
  • the slot-channel bundle heat exchanger is not shown in its length, being on the tempering side corresponding baffles can be provided.
  • FIG. 7 the structure of a car radiator (70) is exemplified.
  • the flat channels have outer, soldered lamellae (73) to the accumulating Heat quickly through the enlarged outer surface of the flat channel to the ambient air to derive.
  • the flat channels are inserted at both ends in collecting channels (74, 75) and welded or soldered.
  • materials with a high thermal conductivity such as. Aluminum or copper can be put together car radiator, Provide the joints with solder and solder the cooler as a whole.
  • a single car radiator tube is shown in a sectional view. It can be seen, in that the flat channel (71) is connected to e.g. three turbulence generators according to the invention is equipped and completely fills the flow cross-section of the flat channel.
  • the comb layers used can be clearly seen, in particular the non-structured portion (72 ') and by webs and gap structured section (72).
  • a part of the collecting channel (75) can be seen.

Landscapes

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Abstract

In a process to heat and homogenise the temperature of a single- or two-phase fluid, the fluid passes through a tube containing a bank of vortex generators. The bank of vortex generators is a comb-like sheet metal array inclined (10-80) to the oncoming fluid flow. Also claimed is a commensurate automotive radiator or heat exchanger, and a commensurate heat exchanger or flash heat exchanger.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Gehäuse (1), vorzugsweise gem. Fig.1, 1a und 1b, zur Temperierung flüssiger und gasförmiger Stoffströme, die beispielsweise als Wärmeaustauschergehäuse fungieren können, und in die mindestens zwei einsteckbare kammförmige Bleche (2, 2') lösbar eingeschoben sind und die beim Durchströmen des Gehäuses mit Fluiden als Turbulenzerzeuger wirken, indem sie den freien Strömungsquerschnitt des Gehäuses durch Bildung eines in Strömungsrichtung ausgedehnten räumlichen Gitters verkleinern, und jede Schicht (kammförmiges Blech), vorzugsweise in ihrer größten Breitenausdehnung und dort vorzugsweise im rechten Winkel zur Anströmungsrichtung, mindestens zwei verschiedene Abschnitte (Bereiche) hat, einen nicht strukturierten Abschnitt (Bereich) (3) und mindestens einen Abschnitt (Bereich) (4) der entlang der Hauptströmungsrichtung (5) durch wechselnde Stege (8) und Lücken (9) strukturiert ist, und dadurch die einsteckbaren Bleche gegenüberliegende durchgehende und/oder unterbrochene Kontaktlinien zur inneren Gehäusewand bilden, um durch Wärmeleitung eine Temperierung in den Strömungsbereich des Fluids zu ermöglichen, und gleichzeitig die kammförmigen Bleche durch die vorzugsweise metallischen Kontaktpunkte und/oder Kontaktlinien im Gehäuse zu verspannen, und die Stege in einem Winkel α von 10 bis 80 Grad zur Hauptströmungsrichtung geneigt sind, und mindestens zwei übereinander geschichtete Bleche im Strömungsquerschnitt des Gehäuses durch den alternierenden Winkel α der Stege eine Gitterstruktur bilden, und die äußere Fläche des Gehäuses mindestens zu 50 % mit einer Temperierzone (6) umgeben ist.The present invention relates to housing (1), preferably acc. Fig.1, 1a and 1b, for Temperature control of liquid and gaseous material flows, for example, as a heat exchanger housing and in the at least two plug-in comb-shaped sheets (2, 2 ') are releasably inserted and when flowing through the housing with fluids as a turbulence generator Act by forming the free flow cross-section of the housing by forming downsize a stretched spatial lattice, and each layer (comb-shaped sheet), preferably in its largest width dimension and there preferably at right angles to the flow direction, at least two different sections (areas) has an unstructured section (area) (3) and at least a section (area) (4) along the main flow direction (5) by changing webs (8) and gaps (9) is structured, and thereby the plug-in sheets opposite continuous and / or form broken lines of contact to the inner housing wall to a thermal conduction through a To allow temperature control in the flow region of the fluid, and at the same time the comb-shaped sheets by the preferably metallic contact points and / or To tense contact lines in the housing, and the webs at an angle α of 10 to 80 degrees to Main flow direction are inclined, and at least two stacked sheets in the Flow cross-section of the housing by the alternating angle α of the webs a lattice structure form and the outer surface of the housing at least 50% with a tempering zone (6) is surrounded.

Bekannte Turbulenzelemente bzw. Turbulenzerzeuger werden aus Drähten bzw. dünnen Stäben mit rundem Querschnitt gefertigt und beispielsweise durch die Firma CalGavin auf deren Internet Homepage http://www.calgavin.co.uk/HITRAN/hitran.htm (15. November 2002) unter der Bezeichnung HITRAN® Thermal System vertrieben. Der darin angewandte runde Draht bewirkt nur eine geringe Verbesserung der Wärmeübertragungsleistung wenn hohe Strömungsgeschwindigkeiten vorliegen. Die zur Leistungserhöhung benötigte ausgeprägte Mischwirkung wird jedoch aufgrund der runden Drahtquerschnitte nicht ausreichend verbessert. Liegen hohe Strömungsgeschwindigkeiten vor, wie z.B. bei wässrigen oder gasförmigen Systemen, wird normalerweise das turbulente Strömungsverhalten verbessert. Aus der Strömungslehre ist bekannt, dass Einbauten mit runden Querschnitten eine geringe Querströmung erzeugen und schon bei niedrigen Viskositäten eines Stoffes (wenige mPa·s) diese Eigenschaften hinsichtlich der mischenden Querströmung fast vollständig verloren geht.Known turbulence elements or turbulence generators are made of wires or thin rods manufactured with round cross-section and for example by the company CalGavin on their Internet Homepage http://www.calgavin.co.uk/HITRAN/hitran.htm (15 November 2002) under the name HITRAN® Thermal System distributed. The round wire used in it only works a slight improvement in heat transfer performance when high flow rates available. However, the pronounced mixing effect required to increase the power becomes not sufficiently improved due to the round wire cross sections. Are high flow velocities before, such as in aqueous or gaseous systems, is usually the improved turbulent flow behavior. From the fluid dynamics is known that internals with round cross-sections produce a low cross-flow and even at low viscosities of a substance (a few mPa · s) these properties in terms of mixing cross flow almost completely lost.

Daher sind Turbulenz-Elemente oder Turbulenzerreger auch nur in Verbindung mit wässrigen Systemen bekannt. EP 0 624 771 B1 schlägt zur Lösung des Problems das Anlöten kompliziert gewellter Drähte als Turbulenzelemente in Flachrohren, Profilrohren oder Rohrkörpern vor. Bei dieser Ausführung erfolgt eine geringe Wärmeleitung in den primären Strömungsbereich infolge des metallischen Kontakts zwischen Wärmeträgerrohr und gebogenem Draht.Therefore, turbulence elements or turbulence exciters are also only in conjunction with aqueous Known systems. EP 0 624 771 B1 proposes to solve the problem, the soldering complicated wavy Wires as turbulence elements in flat tubes, profile tubes or tubular bodies before. At this Execution takes place a small heat conduction into the primary flow area as a result of metallic contact between the heat transfer tube and bent wire.

Die CH 627 263 A5 beschreibt einen mit Einbauten versehenen Strömungskanal für ein an einem indirekten Austausch, insbesondere Wärmeaustausch, beteiligtes Medium, wobei die Einbauten aus mindestens zwei Gruppen von Stegen bestehen, die Stege innerhalb einer jeden Gruppe im Wesentlichen parallel gerichtet und gegenüber der Kanalachse geneigt angeordnet sind, die Stege der einen Gruppe sich mit dem Stegen der anderen Gruppe kreuzen und mindestens ein Teil der Stege and den Kreuzungsstellen miteinander verbunden ist. CH 627 263 A5 describes a flow channel provided with internals for a medium involved in an indirect exchange, in particular heat exchange, wherein the internals consist of at least two groups of webs, the webs within each group directed substantially parallel and inclined with respect to the channel axis are arranged, the webs of a group intersect with the webs of the other group and at least a portion of the webs and the intersection points is connected to each other.

Die CH 648 404 A5 zeigt eine aus Blechelementen zusammengesteckte, gerippte Vorrichtung zur Verbesserung der Wärmeübertragung zum Einbau in Rohre von Wärmetauschern, wobei jedes Blechelement eine Verzahnung aufweist, die sich in die Verzahnung des benachbarten Blechelementes einfügt, wobei die mittleren Teile der Blechelemente einen Kanal bilden. CH 648 404 A5 shows a ribbed device composed of sheet metal elements for improving the heat transfer for installation in tubes of heat exchangers, each plate element having a toothing that fits into the toothing of the adjacent sheet metal element, wherein the central parts of the plate elements form a channel ,

Eine spezielle Anordnung eines Gehäuses zur Temperierung flüssiger und gasförmiger Stoffströme, wobei in dieses als Turbulenzerzeuger mindestens zwei einsteckbare, kammförmige Bleche lösbar eingeschoben sind und diese beim Durchströmen des Gehäuses mit Fluiden als Turbulenzerzeuger wirken, ist in diesen Druckschriften nicht offenbart.A special arrangement of a housing for controlling the temperature of liquid and gaseous material flows, in which at least two plug-in, comb-shaped sheets are detachable as a turbulence generator are inserted and this while flowing through the housing with fluids as a turbulence generator act is not disclosed in these documents.

Turbulenz-Erreger können auch statische Mischer sein. In der industriellen Anwendung sind jedoch statische Mischer (Fa. Kenics, Sulzer, Koch- Glitsch) häufig zu teurer, so dass derartige Ausführungen nur selten zur Anwendung kommen.Turbulence pathogens can also be static mixers. In industrial application, however static mixers (Messrs. Kenics, Sulzer, Koch-Glitsch) are often too expensive, so that such designs rarely used.

Es sind auch Ausführungen bekannt, bei denen gewellte Bleche in Profilkanäle eingeschoben und nachträglich verlötet werden. Auch bei diesen technischen Lösungen erfolgt wenn auch nur eine geringfügige Vergrößerung der produktseitigen wärmeübertragenden Fläche und damit eine Leistungserhöhung.There are also known designs in which corrugated sheets inserted in profile channels and be soldered later. Even with these technical solutions if only one slight enlargement of the product side heat transfer surface and thus a Power increase.

Aus EP-A 0 659 500 sind zur Verbesserung von Wärmeaustauschvorgängen Flachrohre bekannt, die durch Plattwalzen von runden Rohren hergestellt werden. In Flachrohren ist der Abstand von temperierter Kanalinnenwand zur Kanalmitte verkleinert. Nachteilig bei dieser Ausführung ist die kleine Temperierfläche und die geringe Druckstabilität der Flachrohre. Werden höher viskose Stoffe in derartigen Flachkanälen temperiert, kommt es zu einer ungleichmäßigen Geschwindigkeitsverteilung, die wiederum eine ungleichmäßige Temperaturverteilung im Produktstrom erzeugt. Höher viskose Stoffe erzeugen zusätzlich hohe Differenzdrücke, so dass diese Flachrohre aufgrund der geringen Druckstabilität zum Ausbeulen neigen und nicht formstabil sind. Hohe auftretende Differenzdrücke in Flachrohren führen zudem dazu, dass der rechteckige Querschnitt der Flachrohre sich zurückbildet und wieder einen runden Querschnitt annimmt. Zur Erhöhung der Druckstabilität eines Flachrohres kann die Rohrwandstärke erhöht werden mit dem Nachteil, dass die Wärmeübertragungsleistung sich ebenfalls verschlechtert.From EP-A 0 659 500 flat tubes are known for improving heat exchange processes, which are made by flat rolling of round tubes. In flat tubes is the distance from tempered channel inner wall reduced to the middle of the channel. The disadvantage of this design is the small tempering surface and the low pressure stability of the flat tubes. Become higher viscous Tempered in such flat channels, there is an uneven velocity distribution, which in turn generates an uneven temperature distribution in the product stream. Highly viscous substances additionally produce high differential pressures, so that these flat tubes tend to bulge due to the low pressure stability and are not dimensionally stable. High occurring Differential pressures in flat tubes also cause the rectangular cross-section of the Flat tubes regresses and again assumes a round cross-section. To increase the Pressure stability of a flat tube, the pipe wall thickness can be increased with the disadvantage that the heat transfer performance also deteriorates.

Aus EP-A 0 302 232 ist ein Flachrohr für einen Wärmetauscher bekannt, welches aus einem gebogenen Blechstreifen herstellbar ist. Dieses Flachrohr kann auch mit Turbulenzeinlagen versehen werden, wobei in einem Lötvorgang alles dicht verlötet wird. Solch gebogene Blech-Flachrohre sind nur für geringe Differenzdrücke einsetzbar. Sobald das Flachrohr sich aufgrund eines hohen Druckes aüfbiegt, verliert es die verbesserten Wärmeübertragungseigenschaften. Die Druckstabilität des beschriebenen Flachrohres wird erhöht, indem Stege durch Falzung eingearbeitet werden. Die Stege verändern das Flachrohr dahingehend, dass ein mehrkanaliger Flachkanal mit höherer Druckstabilität entsteht. Der entstehende Einzelkanal des Flachrohres ist nahezu quadratisch. Der quadratische Strömungsquerschnitt führt jedoch dazu, dass nur zwei Temperierflächen wirksam sind. Zudem ist der Abstand von Kanalmitte zur inneren Temperierfläche so groß, dass sich ein Temperaturgradient einstellt, der eine gleichmäßige schnelle und produktschonende Temperierung verhindert. Soll ein höher-viskoser Stoff bei niedriger; laminarer Strömungsgeschwindigkeit temperiert werden, sind die Temperaturunterschiede im Strömungsquerschnitt besonders ausgeprägt.From EP-A 0 302 232 a flat tube for a heat exchanger is known, which consists of a bent Sheet metal strip can be produced. This flat tube can also be provided with turbulence inserts be soldered in a soldering everything tight. Such bent sheet metal flat tubes can only be used for low differential pressures. Once the flat tube is due to a high Pressure flexes, it loses the improved heat transfer properties. The pressure stability of the flat tube described is increased by webs are incorporated by folding. The webs change the flat tube to the effect that a multi-channel flat channel with higher Pressure stability arises. The resulting single channel of the flat tube is almost square. Of the However, square flow cross-section leads to only two tempering effective are. In addition, the distance from the center of the channel to the inner tempering surface is so large that a Temperature gradient setting, the uniform fast and gentle product tempering prevented. If a higher-viscous substance at low; tempered laminar flow rate be, the temperature differences in the flow cross-section are particularly pronounced.

In DE 10 212 799 C1 wird ein Hohlkammerprofil beschrieben, welches innere und äußere Rippen haben kann. Die Rippen sind dabei in Längsausdehnung des metallischen Profils angeordnet. Die Rippen, insbesondere im Innern des Profilkanals, sind sehr kurz und erstrecken sich nicht über die gesamte Kanalbreite. Aus diesem Grund vergrößern die inneren Rippen nur teilweise die wärmeübertragende Fläche, können jedoch keine Mischaufgabe und keine Turbulenzerhöhung übernehmen. Das damit beschriebene Hohlkammerprofil besteht immer aus mehreren parallel angeordneten viereckigen und Kanälen hat zusätzlich äußere Rippen, die ebenfalls in Längsausdehnung angeordnet sind. Alle inneren und äußeren Rippen dienen nur zur Oberflächenvergrößerung und können aufgrund ihrer Ausgestaltung keine Mischfunktionen und Turbulenzerhöhungen vornehmen.In DE 10 212 799 C1, a hollow chamber profile is described, which inner and outer ribs may have. The ribs are arranged in the longitudinal extent of the metallic profile. The Ribs, especially in the interior of the profile channel, are very short and do not extend beyond the entire channel width. For this reason, the inner ribs only partially increase the heat transferring Surface, but can not take over a mixed task and no turbulence increase. The hollow chamber profile thus described always consists of several parallel quadrangular and channels also has outer ribs, which are also in longitudinal extension are arranged. All inner and outer ribs are used only for surface enlargement and Due to their design, they can not perform mixing functions and turbulence increases.

In DE 3 022 270 C2 werden rippenartige Vorrichtungen (Rippeneinsatz) beschrieben, wobei immer drei bzw. vier derartige Bleche benötigt werden und die Rippen der Blecheinsätze zur gegenseitigen Abstützung ineinander greifen, und alle Rippeneinsätze gemeinsam in den Strömungskanal gesteckt werden müssen, und aufgrund des Mittelabschnittes (7) der Rippeneinsätze sich ein Längskanal (3) in der Rohrmittenachse automatisch bildet, und das Gerippe aus ineinander gesteckten Blechen in ein Strömungsrohr einsteckbar ist. Der einzelne Rippeneinsatz ist aus dem Strömungsrohr nicht lösbar. Die Rippeneinsätze sind keine Turbulenzerzeuger, sondern sollen die wärmeübertragende Fläche des Rohres vergrößern und als innere wärmeübertragende Rippen dienen, des weiteren sogar die Strömungsgeschwindigkeit in der Rohrmitte verringern. Bekanntermaßen verschlechtert sich die Wärmeübertragungsleistung jedoch bei abnehmender Strömungsgeschwindigkeit.In DE 3 022 270 C2 rib-like devices (rib insert) are described, always three or four such sheets are needed and the ribs of the sheet metal inserts for interlock mutual support, and all the rib inserts together in the Flow channel must be inserted, and due to the central portion (7) of the rib inserts a longitudinal channel (3) is automatically formed in the tube center axis, and the skeleton nested sheets in a flow tube can be inserted. The single rib insert is not detachable from the flow tube. The rib inserts are not turbulence generators, but should enlarge the heat-transmitting surface of the tube and as inner serve heat-transmitting ribs, further even the flow velocity in the Reduce tube center. However, as is known, the heat transfer performance deteriorates at decreasing flow velocity.

In DE 3 022 270 C2 werden sogenannte statische Mischer beschrieben, die als Rohrleitungseinbauten dienen. Diese statischen Mischer werden aus Blechen bzw. Formteilen aufwändig zusammengesetzt und an mehreren Kontaktstellen der Bleche verschweißt. Die verschweißten Bleche bilden dann räumliche Mischelemente, die ins Rohr geschoben werden, wobei mehrere Mischergruppen hintereinander um 90°C versetzt zueinander positioniert werden. Jedes Mischelement wird aufwändig aus zwei Gruppen mit jeweils mindestens zwei Stegblechen zueinander positioniert, verschweißt und dem Strömungskanal angepasst. Das genaue Positionieren der Stege zueinander, damit jeder einzelne Steg unter einem Winkel zur Strömungsrichtung steht, ist besonders kompliziert und aufwändig, so dass aus fertigungstechnischer Sicht, es sich hier jeweils um Einzelanfertigungen handelt. Die verwendeten Bleche besitzen keine strukturierten und nicht-strukturierten Bereiche, werden nicht aufeinander gelegt und erstrecken sich nicht im rechten Winkel zur Hauptströmung über die gesamte Strömungskanalbreite.DE 3 022 270 C2 describes so-called static mixers which are used as pipe installations serve. These static mixers are complexly assembled from sheet metal or molded parts and welded at several contact points of the sheets. The welded sheets then form spatial mixing elements that are pushed into the pipe, with multiple mixer groups one behind the other by 90 ° C offset from each other. Each mixing element is elaborately positioned from two groups with at least two web plates to each other, welded and adapted to the flow channel. The exact positioning of the webs to each other, so that each individual bridge is at an angle to the flow direction, is special complicated and elaborate, so that from a manufacturing point of view, it is here in each case Made to order. The sheets used have no structured and non-structured Areas are not superimposed and do not extend in the right one Angle to the main flow over the entire flow channel width.

In EP 1 067 352 A1 wird ein Wärmeaustauscher beschrieben, der im Hauptströmungskanal innenliegende Heizrohre hat, um im Strömungsbereich eine zusätzliche bzw. erweiterte Heizfläche anzubieten. Die inneren Heizrohre haben zusätzlich, in Analogie zu DE 3 022 270 C2 Blechsegmente, die gebohrt und an den inneren Heizrohren schweißtechnisch befestigt sind. Daher ist EP 1 067 352 A1 quasi wie DE 3 022 270 C2 zu betrachten, mit dem Unterschied der zusätzlichen inneren Temperierrohre. In EP 1 067 352 A1 sind die inneren Heizrohre mit den angeschweißten Umlenkblechen nur als Ganzes aus dem Hauptströmungskanal herauslösbar.EP 1 067 352 A1 describes a heat exchanger which is located in the main flow channel Heating pipes has to offer an additional or extended heating surface in the flow area. The inner heating pipes additionally have, in analogy to DE 3 022 270 C2, sheet metal segments. which are drilled and attached to the inner heating pipes welding technology. Therefore, EP 1 067 352 A1 quasi like DE 3 022 270 C2, with the difference of the additional inner Temperierrohre. In EP 1 067 352 A1, the inner heating pipes are welded to the deflecting plates only as a whole from the main flow channel herauslösbar.

In FR 2 123 185 A1 wird ein Rechteckkanal mit einem Einschubblech beschrieben. Dieses Einschubblech muss geschnitten, gestanzt, äußere Kanten gebogen und innere Blechabschnitte zusätzlich zweimal verformt werden. Des weiteren sind keine Stege vorhanden, die insbesondere zur Breite des Strömungskanals ausgedehnt sind. Es sind keine räumlichen Gitter zu erkennen, keine Kontaktlinien und keine Kontaktpunkte, sondern nur Kontaktflächen. Selbiges Prinzip wird für runde Kanäle in DE A 3008930 beschrieben.FR 2 123 185 A1 describes a rectangular channel with a slide-in sheet. This Insert sheet must be cut, punched, outer edges bent and inner sheet metal sections additionally be deformed twice. Furthermore, there are no webs, in particular are extended to the width of the flow channel. There are no spatial grids no contact lines and no contact points, only contact surfaces. The same principle becomes for round channels described in DE A 3008930.

Schließlich werden in der EP-A 1 213 556 Flachrohre mit mehreren nebeneinander angeordneten Strömungsbereichen beschrieben die in einem Sammelrohr münden. Die Flachrohre bestehen aus mehreren parallelen Strömungskanälen, so dass die Wände der Einzelkammern eine druckstabilisierende Wirkung auf die Form des Flachrohres haben. Mehrere parallel angeordnete Flachrohre, die alle in ein Sammelrohr münden bilden einen Wärmeaustauscher. Die Form des beschriebenen Flachrohres wird im Strangpressverfahren mit z.B. Aluminium hergestellt. Die Herstellung dieser Flachrohre ist kompliziert und es bedarf besonderer Werkzeuge. Infolgedessen sind derartige Flachrohre nicht in hoch-korrosionsfesten Werkstoffen herstellbar.Finally, in EP-A 1 213 556 flat tubes with a plurality of juxtaposed Flow areas described in a manifold lead. The flat tubes consist of a plurality of parallel flow channels, so that the walls of the individual chambers a pressure-stabilizing Have an effect on the shape of the flat tube. Several parallel flat tubes, all of which open into a manifold form a heat exchanger. The shape of the described Flat tube is extruded with e.g. Made of aluminum. The production of this Flat tubes is complicated and requires special tools. As a result, such are Flat tubes can not be produced in highly corrosion-resistant materials.

Es bestand daher die Aufgabe, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu entwickeln, mit dem Temperiervorgänge einphasiger und/oder zweiphasiger flüssiger oder gasförmiger Stoffströme verbessert werden und betriebliche Probleme, wie z.B. das auftretende Fouling innerhalb der Vorrichtung, minimiert werden. Zusätzlich sollte eine einfache und gute Reinigungsmöglichkeit geschaffen werden. Aus dieser erweiterten Aufgabenstellung resultiert auch eine Veränderung des Strömungskanals, so dass Turbulenzerzeuger bzw. Turbulenzerreger in Verbindung des aufnehmenden Strömungskanals zusammen verbessert werden sollten. Der Strömungskanal und auch die Turbulenzerzeuger müssen einfach herstellbar sein, so dass die Fertigungskosten niedrig sind, so dass eine preiswerte neue Technik entsteht. Die gesamte Vorrichtung sollte eine kleine und kompakte Bauweise erhalten, um weitere Vorteile zum Stand der Technik zu erhalten. Die Temperierleistung von strömungsführenden Kanälen oder Rohren soll durch möglichst einfach zu montierende Elemente erhöht werden, so dass bei verbessertem Verweilzeitspektrum und minimalem Produktvolumen im Temperierkanal die Temperierleistung wesentlich erhöht wird. Des Weiteren sollen die verbesserte Temperierleistung auch für Stoffe mit erhöhter Viskosität von z.B. bis 100000 mPas sichtbar werden. Die Aufgabe ist besonders schwierig, da Stoffe mit hoher Viskosität ein laminares Strömungsverhalten, und die Strömungsgeschwindigkeiten niedrig gehalten werden, um die auftretenden Druckverluste klein zu halten. In Fachkreisen wird bei diesen geringen Strömungsgeschwindigkeiten von kriechenden bzw. schleichenden Strömungen gesprochen. Aufgrund der möglichen hohen Druckverluste, muss eine Druckstabilität von mindestens 300 bar erreicht werden.It was therefore an object to develop an apparatus and a method with which Temperature control operations of single-phase and / or two-phase liquid or gaseous material streams be improved and operational problems, such. the occurring fouling within the Device to be minimized. In addition, a simple and good cleaning option should be be created. This extended task also results in a change in the Flow channel, so that turbulence generator or turbulence exciter in conjunction receiving flow channel should be improved together. The flow channel and Also, the turbulence generators must be easy to produce, so that the production costs low are, so that a cheap new technology is created. The entire device should be a small one and compact design to obtain further advantages of the prior art. The Temperature control of flow channels or pipes should be as simple as possible mounting elements are increased so that with improved dwell time spectrum and Minimum product volume in the temperature control channel, the temperature control is significantly increased. Furthermore, the improved temperature control should also be used for substances with increased viscosity of e.g. up to 100,000 mPas become visible. The task is particularly difficult as substances with high Viscosity a laminar flow behavior, and the flow rates low be kept to keep the pressure losses occurring small. In professional circles is at These low flow velocities of creeping or creeping currents spoken. Due to the possible high pressure losses, a pressure stability of at least 300 bar can be achieved.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch ein für flüssige oder gasförmige Stoffströme gleichermaßen geeignetes Gehäuse (1) , vorzugsweise gemäß Fig. 1, 1a und 1b, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass in dieses Gehäuse mindestens zwei einsteckbare kammförmige Bleche (2, 2') lösbar eingeschoben sind und diese beim Durchströmen des Gehäuses mit Fluiden als Turbulenzerzeuger wirken, indem sie den freien Strömungsquerschnitt des Gehäuses, durch Bildung von einem in Strömungsrichtung ausgedehnten räumlichen Gitters, verkleinern und jede Schicht (kammförmiges Blech), vorzugsweise in ihrer größten Breitenausdehnung und dort vorzugsweise im rechten Winkel zur Anströmungsrichtung mindestens zwei verschiedene Abschnitte (Bereiche) hat, einen nicht strukturierten Abschnitt (Bereich) (3) und mindestens einen Abschnitt (Bereich) (4) der entlang der Hauptströmungsrichtung (5) durch wechselnde Stege (8) und Lücken (9) strukturiert ist, und dadurch die einsteckbaren Bleche gegenüberliegende durchgehende und/oder unterbrochene Kontaktlinien zur inneren Gehäusewand bilden, um durch Wärmeleitung eine Temperierung in den Strömungsbereich des Fluids zu ermöglichen und gleichzeitig die kammförmigen Bleche durch die vorzugsweise metallischen Kontaktpunkte und/oder Kontaktlinien im Gehäuse zu verspannen, und die Stege der Kammschichten in einem Winkel α von 10 bis 80 Grad zur Hauptströmungsrichtung geneigt sind, und mindestens zwei übereinander geschichtete Bleche im Strömungsquerschnitt des Gehäuses durch den alternierenden Winkel α der Stege eine Gitterstruktur bilden, und die äußere Fläche des Gehäuses mindestens zu 50 % mit einer Temperierzone (6) umgeben ist.According to the invention the object is achieved by a liquid or gaseous material flows equally suitable housing (1), preferably according to FIG. 1, 1a and 1b, which thereby characterized in that in this housing at least two plug-in comb-shaped sheets (2, 2 ') are releasably inserted and these when flowing through the housing with fluids as a turbulence generator act by adjusting the free flow area of the housing, by forming a spatial lattice extended in the flow direction, and reduce each layer (comb-shaped sheet), preferably in its largest width dimension and there preferably at least two different sections (areas) at right angles to the inflow direction has an unstructured section (area) (3) and at least a section (area) (4) along the main flow direction (5) by changing webs (8) and gaps (9) is structured, and thereby the plug-in sheets opposite continuous and / or form interrupted contact lines to the inner housing wall to a temperature control by heat conduction to allow in the flow area of the fluid and at the same time the comb-shaped Sheets through the preferably metallic contact points and / or contact lines in the housing to brace, and the webs of the comb layers at an angle α of 10 to 80 degrees to Main flow direction are inclined, and at least two stacked sheets in the Flow cross-section of the housing by the alternating angle α of the webs a Lattice structure form, and the outer surface of the housing at least 50% with a Tempering zone (6) is surrounded.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegen die Bleche aufeinander und berühren sich.In a preferred embodiment of the invention, the sheets lie on each other and touch yourself.

Die Kämme können dabei gerade oder auch gewinkelt sein.The combs can be straight or angled.

Mehrere Kammschichten werden daher vorzugsweise so übereinandergeschichtet, dass zu einer ersten Schicht die jeweils benachbarte Schicht, um ihre Längsachse um 180° gewendet wird, so dass sich bei der gewendeten Schicht der Winkel α' bildet (Fig. 1a). Im Schichtenpaket wechselt der Stegwinkel zur benachbarten Schicht, gemessen zur Hauptströmrichtung, zwischen α und α' (Fig. 1b).Therefore, several comb layers are preferably stacked on top of one another first layer, the respective adjacent layer is turned around its longitudinal axis by 180 °, so that the angle α 'forms in the turned layer (FIG. 1a). In the layer package changes the web angle to the adjacent layer, measured to the main flow direction, between α and α ' (Fig. 1b).

Das Gehäuse zur Aufnahme der kammförmigen Bleche die als Turbulenzerzeuger dienen kann ein Rohr, ein Profilrohr, aber insbesondere ein Rechteckkanal oder Flachkanal sein.The housing for receiving the comb-shaped sheets which can serve as a turbulence generator Pipe, a profile tube, but in particular a rectangular channel or flat channel.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist an einem nicht strukturierten Abschnitt (3) beidseitig ein durch Stege und Lücken strukturierter Abschnitt (4) angesetzt und die Stege reichen bis zur inneren Gehäusewand.In a preferred embodiment of the invention is on an unstructured section (3) on both sides of a structured by webs and gaps section (4) and attached the webs reach to the inner housing wall.

Das erfindungsgemäße Gehäuse erlaubt die effiziente Durchführung von Temperiervorgängen bei geringen Investitionskosten.The housing according to the invention allows the efficient implementation of tempering operations at low investment costs.

Die vorliegende Erfindung betrifft deshalb auch ein Verfahren zur effizienten Durchführung von Temperiervorgängen einphasiger und/oder zweiphasiger flüssiger oder gasförmiger Stoffströme, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäuse (1), wie beispielsweise in Fig. 1, 1a und 1b dargestellt, eingesetzt wird, in das mindestens zwei einsteckbare kammförmig strukturierte Bleche (2, 2') lösbar eingeschoben sind und diese beim Durchströmen des Gehäuses mit Fluiden als Turbulenzerzeuger mit vollständiger vertikaler und horizontaler Mischwirkung wirken, indem sie den freien Strömungsquerschnitt des Gehäuses verkleinern, und jede Schicht (kammförmiges Blech), vorzugsweise in ihrer größten Breitenausdehnung im rechten Winkel zur Anströmungsrichtung mindestens zwei verschiedene Abschnitte (Bereiche) hat, einen ersten nicht strukturierten Bereich (3) und mindestens einen Abschnitt (Bereich) (4) der entlang der Hauptströmungsrichtung (5) durch wechselnde Stege (8) und Lücken (9) strukturiert ist, und dadurch die einsteckbaren Bleche gegenüberliegende durchgehende und/oder unterbrochene Kontaktlinien zur inneren Gehäusewand bilden, um durch Wärmeleitung eine Temperierung in den Strömungsbereich des Fluids zu ermöglichen und gleichzeitig die kammförmigen Bleche durch die vorzugsweise metallischen Kontaktpunkte und/oder Kontaktlinien im Gehäuse zu verspannen und die Stege in einem Winkel α von 10 bis 80 Grad zur Hauptströmungsrichtung geneigt sind, und mindestens zwei übereinander geschichtete Bleche im Strömungsquerschnitt des Gehäuses durch den alternierenden Winkel α der Stege eine Gitterstruktur bilden, und die äußere Fläche des Gehäuses mindestens zu 50 % mit einer Temperierzone (6) umgeben ist.The present invention therefore also relates to a method for the efficient performance of Tempering processes of single-phase and / or two-phase liquid or gaseous material streams, characterized in that a housing (1), as shown for example in Fig. 1, 1a and 1b, is used, in the at least two plug-in comb-shaped structured sheets (2, 2 ') are releasably inserted and this while flowing through the housing with fluids as a turbulence generator with complete vertical and horizontal mixing effect by acting the free Reduce flow area of the housing, and each layer (comb-shaped plate), preferably in its greatest width at right angles to the direction of flow has at least two different sections (areas), a first non-structured area (3) and at least a portion (region) (4) along the main flow direction (5) is structured by changing webs (8) and gaps (9), and thereby the plug-in sheets opposite continuous and / or broken contact lines to the inner housing wall form, by thermal conduction to allow a temperature control in the flow region of the fluid and at the same time the comb-shaped sheets by the preferably metallic To clamp contact points and / or contact lines in the housing and the webs at an angle α are inclined from 10 to 80 degrees to the main flow direction, and at least two stacked sheets in the flow cross-section of the housing through the alternating Angle α of the webs form a lattice structure, and the outer surface of the housing at least to 50% with a tempering zone (6) is surrounded.

Um eine vollständige Vermischung über den gesamten Strömungsquerschnitt des Gehäuses zu erreichen, ist vorzugsweise eine vollständige Bestückung mit vorgesehen, so dass mindestens zwei kammförmige Bleche den freien Gehäusequerschnitt füllen.To complete mixing over the entire flow cross-section of the housing too reach, is preferably provided with a complete assembly so that at least two comb-shaped plates fill the free housing cross-section.

Die mit dem erfindungsgemäßen Gehäuse mit Turbulenzerzeuger durchgeführten Temperiervorgänge einphasiger und/oder zweiphasiger flüssiger oder gasförmiger Stoffströme können in einem Temperaturbereich von -100°C bis 800°C angewandt werden und haben deshalb gegenüber dem bekannten Stand der Technik wesentliche Vorteile. Des Weiteren eignen sie sich für Stoffe mit Viskositäten von 0,1 mPas bis zu 100000 mPas. Aufgrund großer Volumenströme und einem großen Viskositätsbereich können hohe Differenzdrücke entstehen, die von wenigen mbar bis zu mehreren hundert bar reichen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist deshalb auch für den turbulenten und den laminaren Strömungsbereich aber auch für kriechende bzw. schleichende Strömungen einsetzbar.The tempering processes carried out with the housing according to the invention with turbulence generator single-phase and / or two-phase liquid or gaseous streams can in one Temperature range of -100 ° C to 800 ° C are applied and therefore have compared to known prior art significant advantages. Furthermore, they are suitable for fabrics Viscosities from 0.1 mPas up to 100,000 mPas. Due to large volume flows and one large viscosity range, high differential pressures can arise, ranging from a few mbar up to several hundred cash. The device according to the invention is therefore also for the turbulent and the laminar flow area but also for creeping or creeping currents used.

Die in der industriellen Anwendung häufig auftretenden Verschmutzungen bzw. Fouling-Probleme werden wesentlich reduziert. Das erfindungsgemäße Gehäuse ist gut und besonders einfach zu reinigen, da die Turbulenzerzeuger einsteckbar ausgeführt sind.The frequently encountered in industrial applications contamination or fouling problems are significantly reduced. The housing according to the invention is good and particularly easy to Clean, as the turbulence generators are designed plugged.

Erfindungsgemäße Gehäuse mit Turbulenzerzeuger eignen sich zudem besonders gut für korrosive zu temperierende Substanzen und Substanzgemische, weil sie aus hochwertigen und korrosionsbeständigen Materialien preiswert hergestellt werden können. Cases according to the invention with turbulence generators are also particularly suitable for corrosive to be tempered substances and mixtures of substances, because they are made of high quality and corrosion resistant Materials can be produced inexpensively.

Die Erfindung betrifft deshalb auch insbesondere Wärmeaustauscher, dessen Rohre bzw. Gehäuse, den erfindungsgemäßen Turbulenzerzeugern angepasst sind.The invention therefore also relates in particular to heat exchangers whose tubes or housings, are adapted to the turbulence generators according to the invention.

Die erfindungsgemäßen Turbulenzerzeuger oder Turbulenzerhöher in Form von strukturierten Schichten und daraus gebildeten Schichtpaketen dienen insbesondere der Verbesserung der Temperierleistung von Wärmeaustauscherkanälen mit Rechteckprofil. Die Anwendung der erfindungsgemäßen Turbulenzerzeuger in Kombination mit Füllstücken, erhöht die Strömungsgeschwindigkeit des Fluids bei konstantem Durchfluss, so dass auch der wirtschaftliche Einsatz bei runden Kanalquerschnitten bzw. Rohren ermöglicht wird. Die strukturierten Schichten haben das Aussehen eines Kammes, jedoch stehen die Kammzähne zur Strömungsrichtung unter einem Winkel.The turbulence generator or turbulence generator according to the invention in the form of structured Layers and layer packages formed therefrom serve, in particular, to improve the temperature control performance of heat exchanger channels with rectangular profile. The application of the invention Turbulence generator in combination with filling pieces, increases the flow velocity The fluid at constant flow, so that the economic use in round Channel cross sections or pipes is made possible. The structured layers have the appearance a comb, however, the comb teeth are at an angle to the flow direction.

Des Weiteren ist auch erfinderisch, dass ein Turbulenzerzeuger so gestaltet ist, dass an einem nicht strukturierten Abschnitt (3) beidseitig ein durch Stege und Lücken strukturierter Abschnitt (34, 3) angesetzt ist (Fig. 3, Fig. 3a) und die Stege bis zur inneren Gehäusewand reichen.Furthermore, it is also inventive that a turbulence generator is designed so that not at one structured section (3) on both sides of a webs and gaps structured section (34, 3) is attached (Fig. 3, Fig. 3a) and the webs to the inner housing wall rich.

In der speziellen Ausführung baut sich der Turbulenzerzeuger mit drei Abschnitten auf, und zeigt die Form eines Doppelkammes mit zur Strömungsrichtung geneigten Stegen. Die durch Stege und Lücken strukturierten Abschnitte eines erfindungsgemäßen Doppelkammes können unterschiedlich sein, so dass je nach technischer Aufgabe der Winkel α, die Länge der Stege und der Stegabstand variiert werden kann, um optimale strömungstechnische Bedingungen für einen Temperierprozess zu ermöglichen. Dabei können in speziellen Fällen die Turbulenzerzeuger mit beidseitigen strukturierten Abschnitten so gestaltet werden, dass eine Schicht (kammförmiges Blech) in Hauptströmungsrichtung unterschiedliche strukturierte Abschnitte (Fig. 5) hat.In the specific embodiment, the turbulence generator builds up with three sections, and shows the shape of a double comb with inclined to the flow direction webs. The through bridges and Gaps structured sections of a double comb according to the invention can be different so that, depending on the technical task, the angle α, the length of the webs and the web distance can be varied to optimal fluidic conditions for a tempering process to enable. In special cases, turbulence generators can be used on both sides structured sections are designed so that a layer (comb-shaped sheet metal) in the main flow direction has different structured sections (Figure 5).

Die einfache fertigungstechnische Gestaltung durch Variation der strukturierten Abschnitte, durch Veränderung der Steglage, des Stegwinkels, der Stegbreite in Hauptströmungsrichtung, durch Veränderung des Stegabstandes und auch der Stegform, ermöglicht alle Freiheitsgrade zur optimalen verfahrenstechnischen Auslegung der Turbulenzerzeuger auf die jeweilige Temperieraufgabe.The simple production engineering design by variation of the structured sections, by Change of the web position, the web angle, the land width in the main flow direction, by change the web distance and the web shape, allows all degrees of freedom to the optimum procedural interpretation of the turbulence generator to the respective tempering task.

Kammschichtpakete sind auslegungstechnisch einfach zu gestalten, da die Blechdicke, Stegabstände, Länge der Kammschichten, Breitenverhältnis der strukturierten und nicht strukturierten Abschnitte leicht variierbar sind. Es können alle verfahrenstechnischen Parameter die für einen Temperiervorgang notwendig sind in ausreichendem Umfang berücksichtigt werden. Weil die Turbulenzerzeuger lösbar in Wärmeübertragungskanäle eingebracht werden können und immer eine Vielzahl von Schichten benötigt wird ist nahezu immer eine Serienfertigung möglich, so dass Stückkosten reduziert werden. Comb layer packages are design-wise easy to design, since the sheet thickness, web spacings, Length of comb layers, width ratio of structured and unstructured Sections are slightly variable. All procedural parameters can be used for one Temperiervorgang necessary are to be considered sufficiently. Because the Turbulence generators can be releasably introduced into heat transfer channels and always a large number of layers is needed is almost always a mass production possible, so that Unit costs are reduced.

Das Fertigen der erfindungsgemäßen Turbulenzerzeuger aus Blechen bzw. Blechtafeln erzeugt immer Stegformen mit einem quadratischen oder rechteckigen Querschnitt. Die quadratischen unter einem Winkel stehenden Stege sind strömungstechnisch besonders wirkungsvoll und erhöhen die Turbulenz besonders wirksam. Insbesondere bei viskosen Fluiden erfolgt zwangsweise eine gute Quervermischung, so dass eine ständige Verlagerung des zu temperierenden Stoffes, von der inneren Heizfläche zur Strömungskanalmitte erfolgt. Die zwangsweise Verlagerung bewirkt eine ständige Quervermischung und verhindert Temperierspitzen im Fluid. Ein weiterer Vorteil der intensiven Quervermischung wirkt sich auf die Temperierleistung der erfindungsgemäßen Gehäuse mit Turbulenzerzeuger aus, da in jedem durchströmten Abschnitt des Temperierkanals mit maximaler mittlerer Temperaturdifferenz der Temperaturausgleich zwischen Temperiermittel und Produkt erfolgt. Das führt dazu, dass die eingesetzten Wärmeaustauscher, insbesondere wenn ein Rechteckkanal-Bündelwärmeaustauscher eingesetzt wird, kürzere Bauformen hat, als vergleichsweise bekannte Wärmeaustauscher.The manufacture of the turbulence generator according to the invention from sheets or metal sheets produced always bar shapes with a square or rectangular cross section. The square ones Angled webs are particularly effective in terms of flow and increase the turbulence is particularly effective. In particular viscous fluids are forced a good cross-mixing, so that a constant shift of the material to be tempered, from the internal heating surface is carried to the flow channel center. The forced displacement causes a constant cross-mixing and prevents Temperierspitzen in the fluid. Another advantage intensive cross mixing has an effect on the tempering performance of the invention Housing with turbulence generator off, since in each flow-through section of the tempering with maximum mean temperature difference, the temperature compensation between temperature control and product is done. As a result, the heat exchangers used, in particular when a rectangular channel bundle heat exchanger is used, has shorter designs than comparatively known heat exchangers.

Soll die Temperierleistung von sehr großen Strömungskanälen bzw. -querschnitten, wie z.B. bei Gehäusen größer 200 mm verbessert werden, so können die erfindungsgemäßen kammförmigen Turbulenzerzeuger in hohler Ausführung, gefertigt aus Hohlprofilen, eingesetzt werden, so dass eine erhebliche Gewichtsreduzierung der benötigten Kammschichten erfolgt.If the tempering of very large flow channels or cross-sections, such. at Housing greater than 200 mm can be improved, so the comb-shaped Hollow-type turbulence generators, manufactured from hollow sections, are used so that a significant weight reduction of the required comb layers takes place.

Wärmeaustauscherkanäle mit rechteckigem Querschnitt haben ein großes Potential zur Standardisierung und zur preiswerten Serienfertigung von Wärmeaustauschern, da die aufgabenspezifische Auslegung sich auf die Struktur der Kammschichten bzw. der Kammschichtpakete konzentriert. Dieses Konzept ist besonders vorteilhaft bei der Verwendung für Autokühler, Kühler für Ölhydraulikanlagen, Abgaskühlern und Kurzzeit-Erhitzern für die pharmazeutische oder biotechnische Industrie.Heat exchanger channels with a rectangular cross-section have great potential for standardization and for low-cost mass production of heat exchangers, as the task-specific Design focuses on the structure of the comb layers or comb layer packages. This concept is particularly advantageous when used for car radiator, radiator for Oil hydraulic systems, exhaust gas coolers and short-time heaters for the pharmaceutical or biotechnical Industry.

Insbesondere die Verwendung von Werkstoffen mit hohen materialspezifischen Wärmeleitzahlen bei gleichzeitig hoher produktseitiger Wärmeübertragungsfläche und geringem Hold-up des Temperierkanals fördert das produktschonende Temperieren. Selbst Fluidgemische deren einzelne Komponenten unterschiedliche Dichten haben, lassen sich gut temperieren, weil ein ständiges vollständiges Mischen des Fluidstroms im mit Kammschichten bestückten Kanal gewährleistet ist und selbst ein Entmischen eines zweiphasigen Stoffgemisches verhindert wird.In particular, the use of materials with high material-specific thermal conductivities at the same time high product-side heat transfer surface and low hold-up of the tempering channel promotes gentle product tempering. Even fluid mixtures whose individual Components have different densities, can be tempered well, because a constant Ensures complete mixing of the fluid flow in the equipped with comb layers channel and even a segregation of a two-phase mixture of substances is prevented.

Bei besonders sensiblen biotechnischen Verfahren mit erforderlicher hoher Keimfreiheit ist die Reinigung besonders einfach durchzuführen. Aufgrund der niedrigen Fertigungskosten besteht die Möglichkeit, je nach Anwendung die Kammschichtpakete als Einweg-Einsätze zu verwenden und bei Produktwechsel bzw. bei jeder Produktionskampagne auszutauschen. In particularly sensitive biotechnical processes with required high sterility is the Easy to clean. Due to the low production costs, the Possibility to use the comb layer packages as disposable inserts depending on the application and to be exchanged at product change or in any production campaign.

Deshalb sind gerade in der pharmazeutischen Industrie Apparatekombinationen wie z.B. metallischer Rechteckkanal-Bündelwärmeaustauscher mit Kammschichtpaketen, die aus z.B. Kunststoffen gefertigt sind, besonders vorteilhaft. Die aus Kunststoff bestehenden Kammschichten sind sehr preiswert auf Spritzgussmaschinen herstellbar, so dass die Turbulenzerzeuger bzw. Turbulenzerhöher ohne großen finanziellen Verlust als Einweg-Einbausätze eingesetzt werden können.Therefore, especially in the pharmaceutical industry apparatus combinations such. metallic Rectangular channel bundle heat exchanger with comb layer packages, consisting of e.g. plastics are made, particularly advantageous. The plastic comb layers are very inexpensive to produce on injection molding machines, so that the turbulence generator or turbulence can be used as disposable mounting kits without major financial loss.

Deshalb sind auch Anwendungen wirtschaftlich, wo die Korrosionsanforderungen besonders hoch sind und metallische Werkstoffe nicht zum Einsatz kommen können. Rechteckkanal- Bündelwärmeaustauscher aus Graphit bzw. aus Glas können technisch einfach gefertigt werden. Insbesondere bei dem Werkstoff Glas mit geringer Wärmeleitung ist es vorteilhaft mit den erfindungsgemäßen Turbulenzerzeugern zu arbeiten, um an jeder Stelle des Temperierkanals mit maximal möglicher mittlerer Temperaturdifferenz arbeiten zu können. Sind die Temperierrohre bzw. -kanäle aus einem Werkstoff mit niedriger Wärmeleitzahl können z.B. Kammschichten aus Kunststoffen wie z.B. Polytetrafluorethylen, Polypropylen oder andere Thermoplaste vorteilhaft zum Einsatz kommen. Bei diesen Anwendungen erfolgt eine Turbulenzerzeugung mit nur zwei Schichten und das Gehäuse ist ein extrem flacher Rechteckkanal.Therefore, applications are also economical, where the corrosion requirements are particularly high and metallic materials can not be used. Rectangular channel bundle heat exchanger made of graphite or glass can be manufactured technically simple. Especially in the case of the material glass with low heat conduction, it is advantageous with the invention Turbulence generators to work at any point of the tempering with maximum possible to be able to work with a medium temperature difference. Are the tempering tubes or channels off a material with a low thermal conductivity can e.g. Comb layers of plastics such as e.g. Polytetrafluoroethylene, polypropylene or other thermoplastics are advantageously used. In these applications turbulence generation takes place with only two layers and the Housing is an extremely flat rectangular channel.

Erfindungsgemäß haben die strukturierten Bleche oder Schichten (2,2') ein kammförmiges Aussehen, jedoch mit zur Hauptströmungsrichtung schräg gestellten Kammzähnen, so dass auch von Kammblechen oder von Kammschichten gesprochen werden kann.According to the invention, the structured sheets or layers (2, 2 ') have a comb-like appearance, However, with the main flow direction inclined comb teeth, so that even from Comb plates or comb layers can be spoken.

Die Schichten sind bevorzugt Bleche, deren größte Breitenausdehnung dem parallelen Abstand der direkt gegenüberliegenden inneren Gehäusekontaktpunkte im Strömungsquerschnitt des Gehäuses entspricht. Die Kammschichten sind immer mit der inneren Gehäusewand in Kontakt. Es bildet sich immer eine geschlossene Kontaktlinie am nicht strukturierten Kammbereich und oder mindestens eine unterbrochene Kontaktlinie am strukturierten Kammbereich entlang der Gehäuselängenausdehnung. Die Gehäuselängenausdehnung entspricht der Ausdehnung parallel zur Hauptströmungsrichtung.The layers are preferably sheets whose largest width extension is the parallel distance the directly opposite inner housing contact points in the flow cross-section of the housing equivalent. The comb layers are always in contact with the inner housing wall. It always forms a closed contact line at the non-structured comb area and or at least one broken line of contact at the structured crest area along the housing length extent. The housing length dimension corresponds to the extent parallel to the main flow direction.

Mindestens zwei übereinander gelegte und montierte bzw. eingesetzte Kammschichten bilden im Innern des Gehäuses im Strömungsbereich, ein schichtenweise aufgebautes dreidimensionales Gitter, welches sich insbesondere in der Kanallänge ausdehnt.At least two comb layers superimposed and mounted or used form in the Interior of the housing in the flow area, a layered three-dimensional Grid, which expands in particular in the channel length.

Im erfindungsgemäß bevorzugten Fall sind die strukturierten Bleche in der Breite etwas größer dimensioniert als die äquivalente Breite des Gehäuses, um den metallischen Kontakt und damit die Energieübertragung zu verbessern. Werden zwei gleichstrukturierte Bleche mit geringfügigem Breitenüberschuss übereinander gelegt und in das Temperiergehäuse eingezogen, verändert sich der Winkel β durch die federnde Eigenschaft der schrägen Kammzähne zum Winkel α. Die strukturierten Bleche stehen nach der Montage in ein Gehäuse unter Spannung; sie sind quasi zwischen den parallelen Kontaktpunkten im Innern des Gehäuses eingespannt, so dass aufgrund der Fluiddurchleitung und des entstehenden Druckverlustes ein Herausrutschen der montierten Kammschichten verhindert wird.In the invention preferred case, the structured sheets are slightly larger in width dimensioned as the equivalent width of the housing to the metallic contact and thus the To improve energy transfer. Become two equally structured sheets with minor Exceeding the excess width and pulling it into the tempering housing changes the angle β by the resilient property of the oblique comb teeth to the angle α. The structured sheets are after mounting in a housing under tension; they are virtually clamped between the parallel contact points in the interior of the housing, so that due the fluid passage and the resulting pressure loss slipping out of the mounted Comb layers is prevented.

Die Länge der strukturierten Bleche bzw. Kammschichten, die als Turbulenzerzeuger wirken, entspricht einem Vielfachen der Blechbreite.The length of the structured sheets or comb layers, which act as turbulence generators, corresponds a multiple of the sheet width.

Die strukturierten Kammbleche können aus allen metallischen Werkstoffen und Legierungen, nicht-metallischen Materialien, Kunststoffen, gegebenenfalls auch aus Glas oder Keramik gefertigt werden, so dass hinsichtlich unterschiedlicher chemischer Korrosionsanforderungen es keine Beschränkungen gibt. Die strukturierten Kammbleche werden bevorzugt aus Blechen bzw. Blechtafeln gefertigt. So können wirtschaftliche Laser- und Ätzverfahren zur Fertigung eingesetzt werden. Weitere wirtschaftliche Fertigungsverfahren sind das Stanzen, Drahterodieren, bzw. bei Blechdicken größer 5 mm können auch Gussverfahren in Betracht kommen.The structured comb plates can be made of all metallic materials and alloys, non-metallic materials, plastics, possibly also made of glass or ceramic so that there are no differences in chemical corrosion requirements There are restrictions. The structured comb plates are preferably made of sheets or Metal sheets manufactured. Thus, economical laser and etching processes can be used for production become. Further economic production methods are punching, wire eroding, or at Sheet thicknesses greater than 5 mm may also be considered casting methods.

In einer bevorzugten Variante betrifft die Erfindung Turbulenzerzeuger und diese beinhaltende Gehäuse gemäß Fig. 1, 1a bzw. 1b,, worin das strukturierte Blech (2) in seiner Breitenausdehnung quer zur Anströmungsrichtung so gestaltet ist, dass der strukturierte Abschnitt (4) größer ist als der nicht-strukturierte Abschnitt (3), so dass der Anteil des strukturierten Abschnitts (4) größer 50 %, bevorzugt größer 75 % und besonders bevorzugt bis 95 % beträgt.In a preferred variant, the invention relates to turbulence generators and those containing them Housing according to Fig. 1, 1a and 1b ,, wherein the structured sheet (2) in its width dimension is designed transversely to the direction of flow so that the structured portion (4) is greater than the non-structured portion (3), so that the proportion of the structured portion (4) larger 50%, preferably greater than 75% and particularly preferably up to 95%.

Der größere Anteil des strukturierten Abschnittes eines Turbulenzerzeugers ist für die jeweilige Anwendung vorteilhaft, es können stoffspezifische und physikalische Eigenschaften wie z.B. Viskosität oder unterschiedliche Dichte und entstehender Druckverlust optimal berücksichtigt werden.The greater proportion of the structured section of a turbulence generator is for the respective Application advantageous, material-specific and physical properties such. viscosity or different density and resulting pressure loss are optimally taken into account.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform betrifft die Erfindung Gehäuse (Wärmeaustauscherkanal), worin die durchströmbare Querschnittsfläche eines Gehäuses, Rohres, Profilrohres oder Rechteckrohr mit Kammschichten zu 20 % bis 100 %, bevorzugt zu 30 % bis 100 % und besonders bevorzugt zu 50 % bis 100 % des freien Strömungsquerschnittes gefüllt sind. Im Fall des Rohres beträgt der Füllgrad besonders bevorzugt 70- 90 %, ganz besonders bevorzugt 80%. Im Fall des Profilrohres beträgt der Füllgrad besonders bevorzugt 80- 95 %, ganz besonders bevorzugt 90% und im Fall des Rechteckrohres beträgt der Füllgrad besonders bevorzugt 90-100 %, ganz besonders bevorzugt 100%.In a further preferred embodiment, the invention relates to housing (Heat exchanger channel), wherein the flow-through cross-sectional area of a housing, tube, Profile tube or rectangular tube with comb layers to 20% to 100%, preferably 30% to 100% and more preferably 50% to 100% of the free flow cross-section are filled. In the case of the tube, the degree of filling is more preferably 70-90%, most preferably 80%. In the case of the profile tube, the degree of filling is particularly preferably 80-95%, especially preferably 90% and in the case of the rectangular tube, the degree of filling is particularly preferably 90-100 %, most preferably 100%.

Zur Ermittlung der Gehäusefüllung oder des Ausfüllgrades einer angeströmten Kanalquerschnittsfläche mit Kammschichten, wird die Schicht-Querschnittsfläche zur angeströmten Querschnittsfläche des Kanals ins Verhältnis gesetzt. Dabei ist der Füllflächenanteil einer einzelnen Schicht, das Produkt aus Schichtdicke multipliziert mit der Schichtbreite.For determining the housing filling or the degree of filling of a flowed channel cross-sectional area with comb layers, the layer cross-sectional area becomes the cross-sectional area flown of the channel. Here, the filling surface portion of a single layer, the product of layer thickness multiplied by the layer width.

Die Ausfüllung des Strömungskanals bzw. des Strömungsquerschnitts mit erfindungsgemäßen Turbulenzerzeugern beschreibt den Füllgrad. Deshalb ist es vorteilhaft die inneren Abmessungen des Strömungskanals auf die Turbulenzerzeuger abzustimmen, um möglichst einen Füllgrad von 100 % zu erreichen.The filling of the flow channel or the flow cross-section with inventive Turbulence generators describes the degree of filling. Therefore, it is advantageous the inner dimensions of the flow channel to the turbulence generator to vote as possible a degree of filling of 100% reach.

Ist beispielsweise ein runder Strömungskanal bzw. ein Rohr mit Kammschichten zu füllen, so dass aufgrund einer höheren Strömungsgeschwindigkeit die Turbulenz erhöht und dadurch ein verbesserter Temperaturaustausch von der Temperierkammer bzw. Temperierzone zum Fluid erfolgt, so kann der Strömungsquerschnitt schichtenweise gefüllt werden. Für die Ausfüllung eines Rohrkanals werden eine Vielzahl von Kammschichten gestapelt. Dabei kann es für den Anwender vorteilhaft sein, mehrere Schichten zu einem Schichtenpaket zu fixieren und das Paket als Ganzes zu montieren. Das Bilden von Schichtenpaketen vereinfacht die Montage und die Demontage.If, for example, a round flow channel or a pipe with comb layers to fill, so that due to a higher flow velocity, the turbulence increases and thereby an improved Temperature exchange takes place from the temperature control chamber or temperature control zone to the fluid, so the flow cross-section can be filled in layers. For filling a pipe channel a variety of comb layers are stacked. It may be advantageous for the user be to fix several layers to a layer package and the package as a whole assemble. Forming layer packages simplifies assembly and disassembly.

Daher gehört auch zur Erfindung, dass mehr als zwei Schichten für eine Montage untereinander fixiert sind, so dass ein gebildetes Schichtenpaket im Strömungskanal einsteckbar und lösbar montiert werden kann.Therefore, also belongs to the invention that more than two layers for assembly with each other are fixed so that a formed stack of layers in the flow channel can be inserted and released can be mounted.

Das Fixieren mehrerer übereinander gestapelter Kammschichten kann durch punktuelles Schweißen, durch Verstiften, durch Verschrauben oder durch Verlöten erfolgen. Das Fixieren ist vorzugsweise im nicht strukturierten Abschnitt der Schichten vorzunehmen, so dass für die Montage die Stege unter geringem Kraftaufwand biegbar sind.The fixing of several stacked comb layers can by punctual Welding, by pinning, by screwing or by soldering done. The fixing is preferably in the non-structured section of the layers, so that for the assembly the webs are bendable with little effort.

Das Füllen von runden Strömungskanälen mit erfindungsgemäßen Kammschichten erfordert eine lageabhängige Breitenanpassung der Turbulenzerzeuger zur Gehäuseinnenkontur. Besonders einfach sind Anpassungen wenn ein Schichtenpaket gebildet ist und dieses Paket, z.B. durch einen Schleifvorgang, auf die Gehäusekontur angepasst wird.The filling of round flow channels with comb layers according to the invention requires a Position-dependent width adjustment of the turbulence generator to the housing inner contour. Especially easy are adjustments when a layer packet is formed and this packet, e.g. through a Grinding process, adapted to the housing contour.

Werden Kammschichten in Profilrohre, insbesondere in Rechteckrohre (Fig. 2) eingesetzt, sind mehrere gleichbreite Schichten übereinander gestapelt, bis die rechteckige Strömungsfläche des Profilgehäuses vollständig gefüllt und ein hoher Ausfüllgrad erreicht wird.Comb layers are used in profile tubes, in particular in rectangular tubes (Fig. 2), are several equal width layers stacked one above the other until the rectangular flow area of the Profile housing completely filled and a high degree of filling is achieved.

Die vorliegende Erfindung betrifft Gehäuse, worin zur ständigen Erniedrigung des lokalen Temperaturgradienten die Stege der Kammschichten über die Länge eines Temperierkanals unter einem Winkel α zur Strömungsrichtung stehen. The present invention relates to housing, wherein for the permanent reduction of the local Temperature gradients, the webs of the comb layers over the length of a tempering under an angle α to the flow direction.

Die Stege der Kammschichten stehen vorzugsweise in einem Winkelbereich α von 20 bis 80 Grad, bevorzugt von 30 bis 60 Grad und besonders bevorzugt von 40 bis 50 Grad zur Strömungsrichtung des Fluids, um dreidimensionale Gitter über die gesamte durchströmbare Kanallänge aufzubauen.The webs of the comb layers are preferably in an angular range α of 20 to 80 Degree, preferably from 30 to 60 degrees and particularly preferably from 40 to 50 degrees to the flow direction the fluid to three-dimensional lattice over the entire channel length build.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung Turbulenzerzeuger und diese enthaltende Gehäuse, worin die strukturierten Schichten dadurch gekennzeichnet sind, dass die Breite der Kammschichten größer ist als der geradlinige innere Abstand zwischen den parallelen inneren Gehäusekontaktpunkten, so dass sich der Stegwinkel β im nicht montierten Zustand um weniger als 5 Grad während der Montage verändert und den Stegwinkel α annimmt, wodurch die strukturierten Schichten nach der Montage immer Kontakt zur Innenwand des Gehäuses haben.In a further preferred embodiment, the present invention relates to turbulence generators and enclosures containing them, wherein the structured layers are characterized are that the width of the comb layers is greater than the straight inner distance between the parallel inner housing contact points, so that the web angle β in the unassembled Changes state by less than 5 degrees during assembly and assumes the web angle α, whereby the structured layers after assembly always contact the inner wall of the housing to have.

Die maximale Breitenausdehnung der Kammschichten im nicht-montierten Zustand ist größer als die Breite im montierten Zustand. Daraus resultiert, dass der gewählte Stegwinkel β sich während der Montage auf den Winkel α reduziert. Die größere Breitenausdehnung einer Kammschicht führt während der Montage dazu, dass sich die Stege elastisch verbiegen und der metallische Kontakt zur inneren temperierten Gehäusewand immer gewährleistet wird.The maximum width extension of the comb layers in the unassembled state is greater than the width in the assembled state. As a result, the selected web angle β during the assembly is reduced to the angle α. The larger width extension of a comb layer During assembly, the webs bend elastically and the metal ones bend Contact with the inner tempered housing wall is always guaranteed.

Aus diesem Grunde ist es vorteilhaft, z.B. die Stege im Übergangsbereich zum nicht-strukturierten Abschnitt mit einer Querschnittsverjüngung (Fig. 4) zu gestalten, um den Biegewiderstand herab zu setzen und dadurch den Kraftaufwand für die Monatage klein zu halten.For this reason it is advantageous, e.g. the webs in the transition area to the non-structured 4) to reduce the bending resistance to set and thereby keep the force required for the Monatage small.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung Gehäuse, worin die Stege der Kammschicht eine bevorzugte Querschnittsform haben um eine Turbulenzerhöhung zu bewirken und gleichzeitig die radiale und die horizontale Mischwirkung der Stege zu verstärken. Die Stege der Schichten weisen dann Querschnittformen wie quadratisch, rechteckig oder sechseckig auf.In a further preferred embodiment, the present invention relates to housings in which the webs of the comb layer have a preferred cross-sectional shape around a turbulence increase to effect and at the same time the radial and horizontal mixing effect of the webs to strengthen. The webs of the layers then have cross-sectional shapes such as square, rectangular or hexagonal on.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung Turbulenzerzeuger und diese beinhaltende Gehäuse, worin der Quotient aus Blechdicke bzw. Steghöhe zur parallel zur Strömungsrichtung liegenden Stegbreite vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 5 liegt. Besonders bevorzugt liegt der Quotient im Bereich 0,1 bis 3.In a further preferred embodiment, the present invention relates to turbulence generators and this containing housing, wherein the quotient of sheet thickness or web height to Preferably, lying parallel to the flow direction web width is in the range of 0.1 to 5. Particularly preferably, the quotient is in the range 0.1 to 3.

Der Quotient gebildet aus Stegdicke zur Stegbreite sichert während der Durchströmung des mit Kammschichten gefüllten Kanals eine gute Mischwirkung und Turbulenzerhöhung, selbst dann, wenn Substanzen mit hohen Viskositäten, beispielsweise von 1 Pas bis 10 Pas (Pascal Sekunde), strömen und es zu einem laminaren Strömungsverhalten kommt. Gleichzeitig werden Temperaturspitzen auf der gesamten Kanallänge vermieden, so dass auch temperaturempfindliche Stoffe schonend temperiert werden können.The quotient formed from web thickness to web width ensures during the flow of the Comb layers filled channel a good mixing action and turbulence increase, even then if substances with high viscosities, for example from 1 Pas to 10 Pas (Pascal second), flow and there is a laminar flow behavior. At the same time temperature peaks avoided on the entire channel length, allowing also temperature-sensitive substances can be tempered gently.

Der Stegmittenabstand der Kammschichten ist deshalb bevorzugt größer als die zweifache Stegbreite, besonders bevorzugt größer als die vierfache Stegbreite und insbesondere bevorzugt größer als die fünffache Stegbreite der Kammschicht.The web center distance of the comb layers is therefore preferably greater than twice the web width, more preferably greater than four times the web width and particularly preferably larger as the fivefold web width of the comb layer.

Der Stegmittenabstand beeinflusst den auftretenden Druckverlust eines Kanals, insbesondere wenn Substanzen mit höheren Viskositäten temperiert werden müssen, bietet es sich an einen größeren Stegmittenabstand zu realisieren um den Druckverlust zu minimieren.The web center distance influences the occurring pressure loss of a channel, especially if Substances with higher viscosities need to be tempered, it lends itself to a larger Bridge center distance to realize to minimize the pressure loss.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung Turbulenzerzeuger und diese beinhaltende Gehäuse, worin die Kammschichten bzw. die Kammschichtpakete in ihrer Länge zur Strömungsrichtung durch eine Montagelasche einseitig oder beidseitig verlängert sind, wobei die Gesamtlänge der Schichten oder Pakete zuzüglich der Montagelasche länger ist, als der für die Montage zugeordnete Kanal, so dass nach der Montage der Turbulenzerzeuger die Montagelaschen aus dem Kanal herausragen und eine zusätzliche Fixierung der Schichten bzw. der Schichtpakte außerhalb des Kanals möglich ist.In a further preferred embodiment, the present invention relates to turbulence generators and enclosing housings, wherein the comb layers or the comb layer packets extended in length to the flow direction by a mounting tab on one or both sides are, wherein the total length of the layers or packages plus the mounting tab longer is, as the channel assigned for the assembly, so that after assembly of the turbulence generator the mounting tabs protrude from the channel and an additional fixation of the layers or the layer pacings outside the channel is possible.

Die Kammschichten können eine zusätzliche Montagelasche haben, die vorzugsweise mittig zur Schichtbreite angeordnet ist und eine Öffnung oder Bohrung hat. Die Öffnung kann zur Aufnahme eines Montagewerkzeuges dienen, so dass ein vollständiges unfixiertes Kammschicht-Paket in einen Kanal eingezogen werden kann. Nach der Montage können die übereinander stehenden Öffnungen der Montagelaschen genützt werden um einen zusätzlichen Querriegel, beispielsweise eine Schraube, zu setzen. Ein Verschieben der Schichten ist dann während des Betriebes aufgrund möglicher auftretender hoher Druckverluste nicht möglich, da neben der Verspannung der Schichtstege im Innern des Gehäuses eine weitere Sicherung außerhalb des Kanals durch z.B. eine überstehende Schraube oder einen Querbolzen ermöglich wird.The comb layers may have an additional mounting tab, preferably centrally to the Layer width is arranged and has an opening or bore. The opening can be for recording Serve with a mounting tool, leaving a complete unfixed comb layer package in a channel can be pulled. After assembly, the stacked Openings of the mounting tabs are used to an additional cross bar, for example a screw to put. A shifting of the layers is then due during operation possible occurring high pressure losses not possible because in addition to the tension of the Layer webs inside the housing provide further security outside the channel by e.g. a protruding screw or a transverse bolt is possible.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung Gehäuse als Turbulenzerzeuger, worin ein Strömungskanal mit einem Schichtenpaket gefüllt ist und wobei das Schichtenpaket durch unterschiedlich dicke Kammschichten aufgebaut ist, um neben einer Turbulenzerhöhung und einer verbesserten Mischwirkung verschiedene Strömungsgeschwindigkeiten im Strömungsquerschnitt zu produzieren und aufgrund unterschiedlicher Schichtdicken gleichzeitig den Druckverlust zu minimieren. Strukturierte Bleche in Form von Turbulenzerzeugern mit verschiedenen Blechdicken können zu Bleckpaketen vereint werden, so dass die Turbulenzerhöher lösbar im Gehäuse montiert sind und so leicht wechselbar sind.In a further preferred embodiment, the present invention relates to housing as Turbulence generator, wherein a flow channel is filled with a layer packet and wherein the Layer package is constructed by differently thick comb layers, in addition to a Turbulence increase and an improved mixing effect different flow rates to produce in the flow cross-section and due to different layer thicknesses at the same time to minimize the pressure loss. Structured sheets in the form of turbulence generators with different sheet thicknesses can Bleckpaketen be united, so that the turbulence boosters are detachably mounted in the housing and so easily changeable.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung Turbulenzerzeuger und diese beinhaltende Gehäuse, worin die Länge einer Kammschicht mindestens so lang ist wie der zur Montage zugeordnete Kanal.In a further preferred embodiment, the present invention relates to turbulence generators and enclosing housings, wherein the length of a comb layer is at least as long is like the channel assigned for installation.

In diesem Fall haben die strukturierten Bleche oder Kammschichten eine Länge von 0,05 m bis 5 m, bevorzugt eine Länge von 0,05 m bis 2 m und besonders bevorzugt eine Länge von 0,05 m bis 1 m, um möglichst einstückig gefertigt und montiert zu werden.In this case, the structured sheets or comb layers have a length of 0.05 m to 5 m, preferably a length of 0.05 m to 2 m and particularly preferably a length of 0.05 m up to 1 m in order to be manufactured and assembled as one piece as possible.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung Turbulenzerzeuger mit Doppelkammschicht und diese enthaltende Gehäuse, worin eine Kammschicht drei Abschnitte hat und von einem inneren nicht strukturierten Abschnitt beidseitig strukturierte Stegabschnitte ausgehen.In a further preferred embodiment, the present invention relates to turbulence generators dual comb layer and housing containing the same, wherein one comb layer is three Sections has and from an inner unstructured section bilaterally structured web sections out.

Mit Stegabschnitten sind die durch Stege und Lücken strukturierten Abschnitte eines erfindungsgemäßen Turbulenzerzeugers bzw. einer Kammschicht bezeichnet.With web sections are structured by webs and gaps sections of an inventive Turbulence generator or a comb layer called.

Beidseitig gebildete Stegabschnitte einer Kammschicht, auch bezeichnet als Fischgrätenschicht oder Doppelkammschicht, bieten strömungstechnische Vorteile, indem an den temperierten Kanalinnenwänden alle Stegkontaktstellen gut umströmt werden und keine Totzonen und somit keine Produktablagerungen auftreten. Produktablagerungen an temperierten Wänden führen zu einer Schädigung und Alterung des Produkts.Both sides formed web sections of a comb layer, also referred to as herringbone layer or Doppelkammschicht, provide fluidic advantages by adding to the tempered Channel inner walls all web contact points are well flowed around and no dead zones and thus no product deposits occur. Product deposits on tempered walls lead to damage and aging of the product.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung Turbulenzerzeuger mit Doppelkammschicht ( Fig. 3) und diese enthaltende Gehäuse, worin die Kammschicht aus drei Abschnitten besteht und sich bezogen auf die Schichtbreite von einem außer Mitte liegenden nicht-strukturierten Abschnitt zwei unterschiedlich ausgedehnte strukturierte Stegabschnitte bis zur jeweiligen inneren Gehäusewand erstrecken.In a further preferred embodiment, the present invention relates to turbulence generators with double comb layer (Fig. 3) and housings containing the same, wherein the comb layer consists of three sections and related to the layer width of one out of center lying unstructured section two differently extended structured web sections extend to the respective inner housing wall.

Die unterschiedliche Ausdehnung der strukturierten Abschnitte bedeutet insbesondere, dass unter gleichem Winkel α stehende Kammstege unterschiedlich lang sind. Dadurch werden beim Durchströmen des mit Doppelkammstrukturen bestückten Kanals, beispielsweise einem Rechteckkanal, aufgrund der entstehenden Druckdifferenzen unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeitsprofile erzeugt, welche die Mischwirkung erhöhen und lokale Temperierdifferenzen schnell ausgleichen. Es treten keine schlecht durchströmten Kanalbereiche auf, so dass keine Toträume vorhanden sind und Produktablagerungen vermieden werden.The different extent of the structured sections means in particular that under the same angle α standing comb webs are different lengths. This will be the case Flowing through the channel equipped with double comb structures, for example a rectangular channel, due to the resulting pressure differences different flow velocity profiles generated, which increase the mixing effect and compensate for local temperature differences quickly. There are no poorly traversed channel areas, so that no dead spaces exist and product deposits are avoided.

Strukturierte Doppelkammschichten bestehend aus drei Abschnitten können so ausgebildet werden, dass vom nicht strukturierten Kammabschnitt unterschiedlich lange Kammstege ausgehen. Dabei kann es beispielsweise vorteilhaft sein, dass der Abschnitt der langen Stege unter einem anderen Winkel zur Hauptströmungsrichtung steht als der Abschnitt der kurzen Stege.Structured Doppelkammschichten consisting of three sections can be formed be that go out from the non-structured comb section of different length comb webs. It may be advantageous, for example, that the portion of the long webs below another angle to the main flow direction than the section of the short webs.

Des Weiteren können die langen Stege verschiedene Verläufe (Fig. 3a) annehmen, z.B. einen Zick-Zack-Verlauf. So können strukturierte Bleche oder Doppelkammelemente in sehr breiten Profilkanälen sehr feine dreidimensionale Strömungsgitter erzeugen und besonders gut als Turbulenzerhöher bzw. Turbulenzerzeuger wirken.Furthermore, the long lands may take different courses (Figure 3a), e.g. one Zigzag course. Thus, structured sheets or double comb elements in very wide Profile channels produce very fine three-dimensional flow grid and especially good as turbulence enhancer or turbulence generator act.

Strukturierte Schichten mit drei Abschnitten, einem nicht strukturierten Abschnitt und zwei strukturierte Abschnitte zur Bildung der Stege und Lücken können auch als Doppelkammelemente oder als Fischgrätenstrukturen bezeichnet werden.Structured layers with three sections, one unstructured section and two structured sections Sections for forming the webs and gaps can also be used as double comb elements or are called herringbone structures.

Die vorliegende Erfindung betrifft aber auch Turbulenzerzeuger mit Doppelkammschichtstruktur oder einfacher Kammstege und diese beinhaltende Gehäuse, die bei nicht vollständiger Füllung eines z.B. runden Strömungskanalquerschnittes den nicht ausgefüllten Strömungsquerschnitts mit querschnittsangepassten Füllstücken (11) ausfüllt, und die Füllstücke dann gleichzeitig als Umlenkkonturen zur Strömungsführung dienen, siehe beispielsweise Fig. 2a oder Fig. 2aa.However, the present invention also relates to turbulence generators with a double comb layer structure or simple comb webs and enclosures containing them, if not completely filled of e.g. round flow channel cross section with the unfilled flow cross section fills cross-section matched filling pieces (11), and then the filler simultaneously as Umlenkkonturen serve to guide the flow, see for example Fig. 2a or Fig. 2aa.

Die Füllstücke oder Füllelemente können beidseitig oder alternierend auf einem Kammschichtpaket positioniert sein. Innenliegende Füllstücke bzw. Umlenkvorrichtungen in Form von versetzt angeordneten Füllstücken parallel zu einem montierten Kammschichtpaket verringern den Druckverlust bei guter Strömungsturbulenz. Gleichzeit wird eine Querströmung durch das Kammschicht-Paket erzwungen.The patches or filling elements may be bilateral or alternating on a comb layer package be positioned. Internal filling pieces or deflection devices in the form of offset arranged patches parallel to a mounted comb layer package reduce the Pressure loss with good flow turbulence. At the same time, a cross flow through the Forced comb layer package.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung Turbulenzerzeuger mit einfacher Kammschicht oder mit Doppelkammschicht und Gehäuse, die diese Turbulenzerzeuger enthalten, worin die Anström- und Abströmflächen der zu einer Strömungsumlenkung eingesetzten Füllstücke (11) auf einem Schichtenpaket einen zur mittleren Gehäuseachse stehenden Winkel γ (siehe beispielsweise Fig. 2b) haben und alternierend und/oder versetzt in Strömungs- bzw. in Längsrichtung auf dem Schichtenpaket positioniert sind.In a further preferred embodiment, the present invention relates to turbulence generators with simple comb layer or with double comb layer and housing containing these turbulence generators contain, wherein the inflow and outflow of the flow deflection used filler pieces (11) on a layer package one to the middle housing axis standing angle γ (see, for example, Fig. 2b) and have alternating and / or offset in Flow or in the longitudinal direction are positioned on the layer package.

Der Winkelbereich γ der Anström- und Abströmflächen der Füllstücke beträgt vorzugsweise 20 bis 70 Grad, besonders bevorzugt 30 bis 60 Grad und ganz besonders bevorzugt 40 bis 50 Grad. The angular range γ of the inflow and outflow surfaces of the filler pieces is preferably 20 to 70 degrees, more preferably 30 to 60 degrees, and most preferably 40 to 50 degrees.

In einer weiteren bevorzugten Variante betrifft die vorliegende Erfindung Turbulenzerzeuger mit einfacher Kammschicht oder Doppelkammschicht und diese enthaltende Gehäuse, worin die Umlenkelemente gegenüberliegend, also oberhalb und unterhalb der Kammschichten angeordnet sind, oder überlappend oder versetzt in Strömungsrichtung angeordnet sind.In a further preferred variant, the present invention relates to turbulence generators simple comb layer or double comb layer and housing containing them, wherein the deflection elements opposite, that are arranged above and below the comb layers, or are arranged overlapping or offset in the flow direction.

In einer weiteren bevorzugten Variante betrifft die vorliegende Erfindung Turbulenzerzeuger mit Doppelkammschicht oder mehr als zwei Kammschichten und diese enthaltende Gehäuse, worin mindestens zwei Kammschichten ein Kammschichtenpaket bilden, und die Kammschichten bzw. einzelne Kammschichten unterschiedlich lange strukturierte Zonen oder nicht strukturierte Zonen in Strömungsrichtung haben und dadurch in Strömungsrichtung über die gesamte Kanallänge Bereiche gebildet werden, die zum einen eine Turbulenzerhöhung bewirken und zum anderen wieder eine beruhigte Strömung haben, siehe beispielsweise Fig.5.In a further preferred variant, the present invention relates to turbulence generators Double comb layer or more than two comb layers and housings containing them, wherein at least two comb layers form a comb layer packet, and the comb layers or individual comb layers of differently structured zones or non-structured zones in the flow direction and thereby in the flow direction over the entire channel length areas are formed, on the one hand cause a turbulence increase and the other again have a calm flow, see for example Fig.5.

Kammschichten mit unterschiedlich strukturierten Zonen bedeutet auch, dass Kammzähne in den verschiedenen Zonen unterschiedliche Winkel zur Hauptströmungsrichtung haben können und oder unterschiedlichen Steg-Mittenabstände haben.Comb layers with differently structured zones also means that comb teeth in the different zones may have different angles to the main flow direction and or have different bridge center distances.

Dadurch können je nach Prozessanforderungen unterschiedliche Strömungszustände mit differenzierten Temperierleistungen geschaffen werden. Unterschiedliche Zonen der Kammschichten in Strömungsrichtung bedeutet auch, dass ein Kammschichtpaket variiert werden kann, wobei Schichten mit einseitig und oder beidseitigen Kammzahnabschnitten verwendet werden können, die Mittenabstände der eingebrachten Kammzähne über die Länge der Schichten variiert werden können, und die nicht strukturierten Kammabschnitte der Schichten mittig oder außermittig positioniert sind, so dass bei der Durchströmung von z. B. einem niedrigviskosen Produkt, keine geordneten vorliegen, sondern nahezu erzwungene chaotische Strömungszustände vorliegen.As a result, different flow conditions can be differentiated depending on the process requirements Temperierleistungen be created. Different zones of comb layers in Flow direction also means that a comb layer package can be varied, wherein Layers with one-sided and or two-sided comb tooth sections can be used the center distances of the introduced comb teeth are varied over the length of the layers can, and the unstructured comb portions of the layers positioned centrally or eccentrically are, so that in the flow of z. As a low-viscosity product, no orderly but there are almost forced chaotic flow conditions.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner Turbulenzerzeuger und Gehäuse, die diese enthalten, worin die Kammschichten untereinander an den Kontaktstellen verlötet sind und dadurch auch Spalte in einem Kammschichtpaket, insbesondere im Überlappungsbereich der Stege vermieden werden.The present invention further relates to turbulators and housings containing them, wherein the comb layers are soldered to each other at the contact points and thereby also Column in a comb layer package, especially in the overlapping region of the webs avoided become.

Die vorliegende Erfindung betrifft aber auch Turbulenzerzeuger und diese enthaltende Gehäuse, deren Kammschichten bis zu einer Schichtdicke von kleiner 10 mm bevorzugt aus Blechtafeln durch vorzugsweise Laser-, Ätz-, Drahterodier- oder Wasserstrahltechnik hergestellt werden.However, the present invention also relates to turbulence generators and enclosures containing them. their comb layers up to a layer thickness of less than 10 mm preferably from metal sheets preferably produced by laser, etching, wire eroding or water jet technology.

Kammschichten mit einer Schichtdicke von größer 10 mm werden bevorzugt in Gusstechnik hergestellt. Gusstechnisch hergestellte Kammschichten können einstückig massiv oder einstückig hohl gefertigt werden, so dass Materialeinsparungen und Gewichtsreduzierungen erfolgen. Comb layers with a layer thickness of greater than 10 mm are preferably produced by casting. Cast coats can be integrally solid or in one piece be made hollow, so that material savings and weight reductions occur.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner Turbulenzerzeuger und diese enthaltende Gehäuse, worin die Kammschichtelemente und -pakete zur Turbulenzerhöhung in katalytischen Verfahren eingesetzt werden und aus strukturierten Schichten mit drei Abschnitten bestehen, wobei die Oberflächen der Schichten vollständig mit einem Katalysatorwerkstoff beschichtet sind. Als Katalysatorwerkstoff sind dabei alle gängigen Katalysatoren, wie z.B. heterogene oder homogene Katalysatoren einsetzbar.The present invention further relates to turbulence generators and housings containing them, wherein the comb layer elements and packages used for turbulence increase in catalytic processes be and consist of structured layers with three sections, the surfaces the layers are completely coated with a catalyst material. When Catalyst material are all common catalysts, such as. heterogeneous or homogeneous Catalysts used.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner Turbulenzerzeuger und diese enthaltende Gehäuse, worin die Kammschichtelemente und -pakete zur Turbulenzerhöhung in katalytischen Verfahren eingesetzt werden und aus strukturierten Abschnitten bestehen, wobei die Lücken mit Katalysator-Granulat oder mit beschichteten keramischen Katalysatorträgern gefüllt sind.The present invention further relates to turbulence generators and housings containing them, wherein the comb layer elements and packages used for turbulence increase in catalytic processes be and consist of structured sections, with the gaps with catalyst granules or filled with coated ceramic catalyst carriers.

Die vorliegende Erfindung betrifft aber auch Turbulenzerzeuger und Gehäuse die diese enthalten, worin eine Anordnung von Kammschicht-Paketen mit beidseitig angeordneten Montagelaschen so angeordnet ist, dass mindestens zwei Kammschichtpakete hintereinander mit einer Kupplung verbunden sind und die gesamte Länge eines Temperierkanals ausfüllen.However, the present invention also relates to turbulence generators and housings containing them, wherein an array of comb layer packages with mounting tabs arranged on both sides so is arranged, that at least two comb layer packages connected in series with a coupling are and fill the entire length of a tempering channel.

Die Anordnung von mindestens zwei Kammschichtpaketen in Reihenfolge in einem Strömungskanal bildet eine Kette von Kammschichtpaketen.The arrangement of at least two comb layer packages in sequence in a flow channel forms a chain of comb layer packages.

Ketten von Kammschichtpaketen, sogenannte Kammschichtketten können auch in nicht gerade verlaufenden temperierten Kanälen, Rohren oder Profilrohren eingesetzt werden, wenn die Verbindungselemente bzw. Kupplungen Drehgelenke besitzen.Chains of comb layer packages, so-called comb layer chains can also not in straight running tempered channels, pipes or profile tubes are used when the fasteners or couplings have swivel joints.

Die vorliegende Erfindung betrifft aber auch Turbulenzerzeuger und diese enthaltende Gehäuse, worin die kettenförmig aneinander gereihten Kammschicht-Pakete eine bevorzugte Länge von 50 mm bis 200 mm und besonders bevorzugt eine Länge von 50 mm bis 100 mm aufweisen.However, the present invention also relates to turbulence generators and enclosures containing them. wherein the comb-layered comb-layer packages have a preferred length of 50 mm to 200 mm and more preferably have a length of 50 mm to 100 mm.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner Turbulenzerzeuger und diese enthaltende Gehäuse, worin die kettenförmig aneinander gereihten Kammschichtpakete kombiniert mit Füllstücken für den Einsatz in Kanäle um 70 bis 100 Grad und vorzugsweise 75 bis 95 Grad zueinander verdreht angeordnet und an Montagelaschen beweglich miteinander verbunden sind.The present invention further relates to turbulence generators and housings containing them, wherein the comb - layered comb layer packages combined with filling pieces for the Inserted in channels by 70 to 100 degrees and preferably twisted 75 to 95 degrees from each other and are movably connected to mounting brackets.

Die vorliegende Erfindung betrifft aber auch Wärmeaustauscher, wie beispielsweise in Fig. 6 dargestellt, enthaltend mindestens zwei Gehäuse, dadurch gekennzeichnet, dass in den Gehäusen das Zusammenwirken mehrerer parallel durchströmter Rechteckkanäle (Rechteckgehäuse) die mit lösbaren Kammschichtpaketen, insbesondere mit mindestens zwei Kammschichten pro Rechteckgehäuse(kanal), vollständig bestückt sind, und die Rechteckgehäuse (kanäle) mit einer gemeinsamen größeren Anström- und Abströmplatte verschweißt sind, so dass eine gleichmäßige Anströmung aller Rechteckgehäuse(kanäle) erfolgt und alle Rechteckgehäuse(kanäle) einen gemeinsamen Temperierraum haben und dadurch einen Rechteckkanal- bzw. Bündelwärmeaustauscher bilden, der im Bereich von -50°C bis 500°C produktschonende und insbesondere schnelle Temperierungen von Fluiden ermöglicht und in einem Druckbereich von 1 mbar bis 200 000 mbar betreibbar ist, wobei das produktseitige Hold-up der Gehäuse bzw. der Wärmeaustauscherkanäle maximal 10 % bis 95%, vorzugsweise 10 bis 79 % , in einer Ausführungsform bevorzugt 10 bis 70%, in einer anderen Aussführunsform ganz besonders bevorzugt 80 bis 95 %, aufgrund der einsteckbaren Kammschichtpakete des Brutto-Strömungskanalvolumens beträgtHowever, the present invention also relates to heat exchangers, such as in FIG. 6 illustrated, comprising at least two housings, characterized in that in the housings the interaction of several parallel flowed rectangular channels (rectangular housing) with detachable comb layer packages, in particular with at least two comb layers per rectangular housing (channel), are fully populated, and the rectangular housing (channels) with a common larger inflow and outflow plate are welded, so that a uniform Flow of all rectangular casings (channels) takes place and all rectangular casings (channels) have a common Have tempering and thereby a rectangular channel or bundle heat exchanger form, which in the range of -50 ° C to 500 ° C gentle on products and especially fast Temperature control of fluids and in a pressure range of 1 mbar to 200 000 mbar operable, wherein the product-side hold-up of the housing or the heat exchanger channels at most 10% to 95%, preferably 10 to 79%, in one embodiment preferably 10 to 70%, in another embodiment particularly preferred 80 to 95%, due to the pluggable comb layer packages of the gross flow channel volume

Das Brutto-Strömungskanalvolumen ermittelt sich aus dem Volumen aller durchströmten Produktkanäle des Bündelwärmeaustauscher ohne Turbulenzerzeuger. Mit Hold-up ist das aufgenommene Produktvolumen eines mit Turbulenzerzeugern bestückten Kanals gemeint.The gross flow channel volume is determined from the volume of all product channels through which flow of the bundle heat exchanger without turbulence generator. With hold-up is that meant recorded product volume of a turbulence generator equipped channel.

Der Rechteckkanal-Bündelwärmeaustauscher besteht aus mindestens zwei parallel durchströmten Rechteck- oder Schlitzkanälen die gleiche oder verschiedene Kanalquerschnitte haben und mit erfindungsgemäßen Turbulenzerzeugern bestückt sind. Die Kanäle besitzen eine gemeinsame größere Anström- und Abströmplatte und einen gemeinsamen Temperierraum. Durch die Bestückung der Schlitzkanäle mit Turbulenzerzeugern kann das Hold-up und das Verweilzeitverhalten des zu temperierenden Fluids in den Kanälen optimiert werden. Durch entsprechende Wahl der Kammschichtstrukturen ist zusätzlich der auftretende Druckverlust veränderbar, so dass mit niedrigen Investitionskosten ein Hochleistungswärmeaustauscher hergestellt werden kann.The rectangular channel bundle heat exchanger consists of at least two parallel flowed through Rectangular or slot channels have the same or different channel cross sections and with inventive Turbulence generators are equipped. The channels have a common larger inflow and outflow plate and a common tempering. By the assembly The slot channels with turbulence generators can hold-up and residence time behavior of the fluid to be tempered in the channels to be optimized. By appropriate choice the comb layer structures in addition, the pressure loss occurring is changeable, so that with low investment costs a high performance heat exchanger can be made.

Aufgrund einer geometrisch veränderbaren Kammschicht- oder Doppelkammschichtstruktur kann der Druckverlust in weiten Bereichen variiert werden, so dass auch Wärmeaustauscher für viskose Fluide mit einem Druckverlust von kleiner 100 bar, bevorzugt kleiner 50 bar und besonders bevorzugt kleiner 10 bar hergestellt werden können.Due to a geometrically changeable comb layer or double comb layer structure can the pressure loss can be varied within wide limits, so that also heat exchangers for viscose Fluids with a pressure drop of less than 100 bar, preferably less than 50 bar and especially preferably less than 10 bar can be produced.

Für eine produktschonende Temperierung ist die Verweilzeit und das Verweilzeitverhalten im Temperierkanal entscheidend, so dass mit nahezu unverändertem Verweilzeitverhalten aller parallel angeordneter Strömungskanäle gleichzeitig die Temperierzeit durch entsprechende Wahl der Kammschichtstrukturen reduziert werden kann. Die gleichmäßige kurze Temperierzeit wird vom Hold-up und der zur Verfügung stehenden Wärmeaustauschfläche mitbestimmt, so dass die Rechteckkanäle mit Kammschichtpaketen ein bevorzugtes reduziertes Brutto-Kanalvolumen aufweisen. Wie bereits beschrieben betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zur effizienten Durchführung von Temperiervorgängen einphasiger und/oder zweiphasiger flüssiger oder gasförmiger Stoffströme, dadurch gekennzeichnet, dass ein Turbulenzerzeuger gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird.For a product-gentle temperature control, the residence time and the residence time in the Temperierkanal crucial, so that with almost unchanged retention behavior of all parallel flow channels simultaneously the Temperierzeit by appropriate choice the comb layer structures can be reduced. The uniform short tempering time is co-determined by the hold-up and the available heat exchange surface, so that the Rectangular channels with comb layer packages a preferred reduced gross channel volume exhibit. As already described, the present invention also relates to a method for efficient Performance of tempering single-phase and / or two-phase liquid or gaseous Material streams, characterized in that a turbulence generator according to the present Invention is used.

Die Erfindung betrifft bevorzugt ein Temperiererfahren mit den erfindungsgemäßen Kammschichtstrukturen und dem erfindungsgemäßen Rechteckkanal-Wärmeaustauscher für die Kurzzeit-Temperierung eines Fluids oder eines Fluid-Gemisches dadurch gekennzeichnet, dass die zu temperierenden Stoffe einen Viskositätsbereich von 0,001 bis 1 Pas haben, bevorzugt eine Viskosität von 0,1 mPas bis 5000 mPas und besonders bevorzugt eine stoffspezifische Viskosität von 0,1 mPas bis kleiner 10000 mPas haben, so dass bei kleiner Verweilzeit aufgrund des geringen Volumens des zu temperierenden Stoffes im Wärmeaustauscherkanal (Hold-Up) und aufgrund des engen Verweilzeitspektrums sowie aufgrund der guten Quervermischung im Strömungskanal im Austrittsbereich der Schlitzkanäle eine Temperaturdifferenz zwischen Temperiermittel und der Produktaustrittstemperatur sich einstellt, die im Bereich 2 - 20°C, bevorzugt im Bereich 2 - 10°C und besonders bevorzugt im Bereich 2 - 5°C ist.The invention preferably relates to a tempering process with the comb layer structures according to the invention and the rectangular channel heat exchanger according to the invention for the short-time temperature control a fluid or a fluid mixture, characterized in that the tempering substances have a viscosity range of 0.001 to 1 Pas, preferably a viscosity from 0.1 mPas to 5000 mPas and more preferably a substance-specific viscosity of 0.1 mPas have to smaller than 10000 mPas, so that with small dwell time due to the small Volume of the material to be tempered in the heat exchange channel (hold-up) and due to the narrow residence time spectrum and due to the good cross-mixing in the flow channel in Exit region of the slot channels a temperature difference between the temperature control and the Product outlet temperature is adjusted, which is in the range 2 - 20 ° C, preferably in the range 2 - 10 ° C. and more preferably in the range 2-5 ° C.

Insbesondere bevorzugt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur effizienten Temperierung einphasiger und/oder zweiphasiger flüssiger oder gasförmiger Stoffströme, wobei zur Durchführung von endothermen oder exothermen Reaktionen mit Fluiden im einphasigen oder mehrphasigen Zustand und Verwendung als Rohrreaktor, sowie einem vorgeschalteten Mischer zur ersten Homogenisierung der Reaktionspartner vor einem oder mehreren in Reihe hintereinander oder parallel zueinander installierten Schlitzwärmeaustauschern, so dass die nach dem Passieren des Mischers einsetzende chemische Reaktion einer unmittelbar intensiven Temperierung in den Schlitzkanälen mit Turbulenzerzeugern zugeführt werden kann und die im Vormischer erzeugte hohe Mischgüte während des Reaktionsverlaufes im Schlitzkanal aufrecht erhalten wird.Particularly preferably, the present invention relates to a method for efficient temperature control single-phase and / or two-phase liquid or gaseous streams, wherein to carry out of endothermic or exothermic reactions with fluids in single-phase or multi-phase Condition and use as a tube reactor, as well as an upstream mixer for first homogenization of the reactants before one or more in series one behind the other or parallel to each other installed slot heat exchangers, so that after passing of the mixer chemical reaction of an immediately intense tempering in the Slot channels can be supplied with turbulence generators and generated in the pre-mixer high mixing quality is maintained during the course of the reaction in the slot channel.

Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung der erfindungsgemäßen Turbulenzerzeuger bevorzugt mit zugeordneten Rechteckkanälen als Kurzzeiterhitzer oder als Kreuzstrom-Wärmeaustauscher für die Lebensmittelindustrie, als Sterilisator für pharmazeutische oder biologische Prozesse, als Abgaskühler für eine vollständige Kondensation von Dämpfen und für die Rückhaltung von Wertstoffen in einem Abgasstrom zur Vermeidung von umweltbelastenden Emissionen. Des weiteren als Wärmeaustauscher für Autokühler oder als Ölkühler, jedoch ohne gemeinsamen Temperierraum und die Abführung der Wärmemenge über die Außenfläche der Rechteckkanäle an die Umgebungsluft, wodurch die Leistung des Kühlers erhöht wird indem die Rechteckkanalaußenflächen durch Anbringen bzw. Anlöten von Blech-Lamellen vergrößert werden und eine gute Wärmeableitung an die Umgebungsluft erfolgt, sowie in einer bevorzugten Form die Verwendung als Auto- bzw. Ölkühler, dadurch gekennzeichnet dass die Kühler aus einem Werkstoff mit einer spezifischen Wärmefähigkeit von 15W/mK bis 400 W/mK hergestellt sind. Finally, the present invention relates to the use of turbulence generators according to the invention preferably with associated rectangular channels as a short-time heater or as a cross-flow heat exchanger for the food industry, as a sterilizer for pharmaceutical or biological Processes, as exhaust gas cooler for a complete condensation of vapors and for the Retention of recyclables in an exhaust gas stream to avoid polluting Emissions. Furthermore, as a heat exchanger for car radiator or oil cooler, but without common tempering and the removal of heat through the outer surface of the Rectangular ducts to the ambient air, whereby the performance of the radiator is increased by the Rectangular duct outer surfaces increased by attaching or soldering sheet metal fins be done and a good heat dissipation to the ambient air, and in a preferred Form the use as a car or oil cooler, characterized in that the radiator a material with a specific heat capacity of 15W / mK to 400 W / mK are.

Figuren:Characters:

Fig. 1Fig. 1
zeigt einen Abschnitt eines Temperierkanals mit einseitigem Temperierraum und eingesetzter strukturierter Kammschicht,shows a section of a tempering channel with one-sided tempering and used structured comb layer,
Fig. 1bFig. 1b
zeigt zwei übereinander gelegte schichtenförmige Kammstrukturen im Gehäuse, ähnlich wie Fig. 1,shows two superposed layered comb structures in the housing, similar to FIG. 1,
Fig. 1aFig. 1a
stellt einen Blechabschnitt in Kammstruktur dar,represents a sheet metal section in comb structure,
Fig. 2Fig. 2
zeigt den Strömungsquerschnitt eines gefüllten Rechteck- oder Profilrohres,shows the flow cross-section of a filled rectangular or profile tube,
Fig. 2aFig. 2a
runder Strömungsquerschnitt eines Rohres mit Schichtenpaket und Füllstücken,round flow cross-section of a tube with layer package and filler pieces,
Fig. 2aaFig. 2aa
zeigt die strukturierten und nicht strukturierten Abschnitte in Fig. 2a,shows the structured and unstructured portions in Fig. 2a,
Fig. 2bFig. 2b
zeigt ein Strömungsrohr mit in Strömungsrichtung versetzt zueinander positionierten Füllstücken,shows a flow tube with offset offset in the flow direction to each other patches,
Fig. 3Fig. 3
in der Fig. 3 wird ein Kammblech gezeigt mit beidseitig verlaufenden Stegen,FIG. 3 shows a comb plate with webs extending on both sides, FIG.
Fig. 3aFig. 3a
zeigt ein Doppel-Kammblech mit kurzen Stegen und langen Stegen mit Zick-Zack-Verlauf,shows a double comb plate with short webs and long webs with zig-zag profile,
Fig. 4Fig. 4
ist schematisch die Winkelveränderung des Kammsteges nach der Gehäusemontage gezeigt,is schematically the angle change of the ridge after housing mounting shown,
Fig. 5Fig. 5
zeigt schematisch ein über die gesamte Länge des Gehäuses montiertes Kammschichtpaket mit unterschiedlich intensiv wirkenden Strukturen zur Turbulenzerzeugung,schematically shows a over the entire length of the housing mounted comb layer package with structures of varying intensity acting for turbulence generation,
Fig. 6Fig. 6
zeigt die Anströmseite eines Rechteckkanal-Bündelwärmeaustauschers mit gemeinsamem Temperierraum,shows the upstream side of a rectangular channel bundle heat exchanger with common tempering,
Fig. 7Fig. 7
zeigt einen Autokühler mit großer wärmeabführender Fläche zur Umgebungsluft.shows a car radiator with large heat-dissipating surface to the ambient air.
Fig. 7aFig. 7a
zeigt den Querschnitt eines einzelnen Autokühlerrohres mit außen angebrachten Lamellen für die effiziente Wärmeabgabe an die Luft.shows the cross section of a single car radiator pipe with externally mounted Slats for efficient heat transfer to the air.
BeispieleExamples Beispiel 1example 1

In Fig. 1 ist ein Gehäuseabschnitt (1) oder Rohr bzw. Profilrohr, mit einem Turbulenzerzeuger, in einer Schnittdarstellung gezeigt. Im unteren Bereich ist das Gehäuse mit einem Temperierraum (6), beispielsweise zum Heizen oder zum Kühlen versehen. Der Temperierraum ist durch ein Temperiergehäuse (6') begrenzt. Im Innern des Gehäuses ist beispielhaft ein kurzes strukturiertes Blech (2) mit Kammstruktur eingesetzt. Es ist zu erkennen, dass das kammförmige Blech zur inneren Gehäusewand metallischen Kontakt hat. Das strukturierte Blech hat zwei Abschnitte, einen nicht strukturierten Abschnitt (3) der gleichbedeutend mit dem Blechrücken (7) ist, und einen strukturierten Abschnitt (4), bei dem die Struktur aus Stegen (8) und zwischen den Stegen sich zwangsläufig während der Fertigung ausbildende Lücken (9)besteht . Die Stege stehen immer unter einem Winkel α zur Anströmrichtung (5) bzw. zur Hauptströmungsrichtung durch das Gehäuse.In Fig. 1 is a housing portion (1) or pipe or profile tube, with a turbulence generator, in a sectional view shown. In the lower area is the housing with a temperature control room (6), for example, provided for heating or cooling. The tempering is through a Temperiergehäuse (6 ') limited. Inside the case is a short structured example Sheet metal (2) used with comb structure. It can be seen that the comb-shaped sheet for inner housing wall has metallic contact. The structured sheet has two sections, a non-structured portion (3) which is synonymous with the sheet back (7), and a structured section (4), wherein the structure consists of webs (8) and between the webs inevitably forms during production forming gaps (9). The bridges are always at an angle α to the direction of flow (5) or to the main flow direction through the housing.

In Fig. 1a ist das strukturierte Blech (2) aus Fig.1 um 180 Grad um seine Längsachse, gleichbedeutend mit der Strömungsrichtung, gewendet, so dass ein Blech (2') mit dem Winkel α' vorliegt. In der Figur sind weiter der Kammrücken (7'), die Stege (8') und die Lücken (9') sowie die Strömungsrichtung des Fluids (5') gekennzeichnet. Die Kammschichten sind in beiden Fig. 1 u. 1a gleich strukturiert.In Fig. 1a, the structured sheet (2) of Figure 1 is 180 degrees about its longitudinal axis, equivalent to the direction of flow, turned, so that a sheet (2 ') with the angle α' is present. In the figure are further the comb back (7 '), the webs (8') and the gaps (9 ') and the flow direction of the fluid (5 ') is characterized. The comb layers are in both FIG. 1 u. 1a structured the same.

In Fig. 1b ist das Gehäuse (1) mit eingesetztem strukturierten Blech (2) aus Fig. 1 gezeigt und das gewendete Blech (2') aus Fig. 1a ist als zweites strukturiertes Kammblech zur Bildung eines Kammschichtpaketes eingesetzt. Es ist zu erkennen, dass die Enden der Stege mit Wandkontakt leicht gerundet sind, damit das Einziehen der strukturierten Bleche bzw. Blechpakete mit geringerem Kraftaufwand erfolgen kann und gleichzeitig die Stege sich mit geringer Kraft sich federartig zur inneren Gehäusewand verspannen. Das Wenden der jeweils benachbarten Schicht erzeugt im Innern des Gehäuses ein durchströmbares dreidimensionales Gitter. Ein durchströmendes Fluid muss zwangsweise durch das Gitter im Innern des Kanals strömen und die Stege umfließen, so dass ein ständiges vermischen bzw. eine Turbulenzerregung durch radiale und horizontale Umlenkung erfolgt. Dadurch erfolgt eine schneller Abbau von lokalen Temperaturspitzen.In Fig. 1b, the housing (1) with inserted structured sheet (2) of FIG. 1 is shown and the Turned sheet (2 ') of Fig. 1a is a second structured comb plate to form a Comb layer package used. It can be seen that the ends of the webs with wall contact are slightly rounded, so that the retraction of the structured sheets or laminations with less Force can be done and at the same time the webs with little force itself spring-like to the inner housing wall brace. The turning of the adjacent layer creates inside the housing a flow-through three-dimensional grid. A flowing through Fluid must forcibly flow through the grille inside the channel and flow around the webs, so that a constant mixing or a turbulence excitation by radial and horizontal Redirection takes place. This results in a faster degradation of local temperature peaks.

Die strukturierten Bleche können auch so übereinander positioniert werden, dass die nicht strukturierten Kammabschnitte zur benachbarten Schicht alternierend liegen, d.h. sich auf der entgegengesetzten Seite befinden. The structured sheets can also be positioned one above the other in such a way that the unstructured sheets can be positioned one above the other Comb portions to the adjacent layer are alternating, i. on the opposite side Page are located.

Beispiel 2Example 2

In Fig. 2 wird ein Gehäuse dargestellt, das ein Profil- bzw. Rechteckkanal ist, welches mit strukturierten Kammblechen vollständig gefüllt ist. Zu erkennen ist die nahezu vollständige Ausfüllung des Strömungsbereichs mit Kammprofilen. Selbst ein Kammprofil-Paket benötigt kaum abtragende Anpassarbeiten, um den inneren Profilquerschnitt hochgradig zu füllen. Die Anpassarbeiten eines Blechpaketes begrenzen sich auf ein Anpassen der obersten und untersten Schicht im Eckbereich des Kanals.In Fig. 2, a housing is shown, which is a profile or rectangular channel, which with structured Comb plates is completely filled. You can see the almost complete completion the flow area with comb profiles. Even a comb profile package requires hardly any erosion Adjustment work to fill the inner profile cross-section to a high degree. The fitting works of a laminated core are limited to an adjustment of the top and bottom layer in the corner of the canal.

Vergleichsweise ist in Fig. 2a und Fig. 2aa ein rundes Gehäuse bzw. ein Rohr dargestellt, welches auch mit einem Kammschichtpaket (12) gefüllt ist, das sich aus einzelnen Kammschichten wie in Fig. 1 bildet und die Kammschichten strukturierte Abschnitte (4) und nicht struktuierte Abschnitte. (3) haben (siehe Fig. 2aa). Hier ist das Kammschichtpaket (12) mit einem unteren (11') und oberen (11) Füllstück versehen, so dass erforderliche Anpassarbeiten des Kammschichtpaketes zum kreisförmigen Strömungsquerschnitt des Gehäuses reduziert werden. Insbesondere für das Nachrüsten von Turbulenzerzeugern in Rohrbündelwärmeaustauschern bietet sich die Kombination aus Kammschichtpaketen mit Füllstücken an. Die Füllstücke können mit dem Schichtenpaket zusammen vor der Montage fixiert werden.By way of comparison, a round housing or a tube is shown in FIG. 2 a and FIG Also filled with a comb layer package (12), which consists of individual comb layers as in Fig. 1 forms and the comb layers structured sections (4) and unstructured sections. (3) have (see Fig. 2aa). Here is the comb layer package (12) with a lower (11 ') and provided upper (11) filler, so that required adjustment work of Kammschichtpaketes be reduced to the circular flow cross-section of the housing. Especially for that Retrofitting turbulence generators in tube bundle heat exchangers offers the Combination of comb layer packages with filler pieces. The patches can with the Layer package to be fixed together before assembly.

In Fig. 2b ist ein rundes Rohr bzw. Gehäuse (1) gezeigt, dass mit erfindungsgemäßen Turbulenzerzeugern als Turbulenzerzeugerpaket (12) bestückt ist und Füllstücke (11, 11') oberhalb und unterhalb in Strömungsrichtung (5) versetzt angeordnet sind.In Fig. 2b, a round tube or housing (1) is shown that with turbulence generators according to the invention as Turbulenzerzeugerpaket (12) is equipped and filling pieces (11, 11 ') above and below in the flow direction (5) are arranged offset.

Beispiel 3Example 3

Fig. 3 zeigt einen Gehäuseabschnitt (1) mit einem speziell strukturierten Kammblech als sogenanntes Doppelkammblech mit Fischgrätenstruktur, welches als lösbares Element bzw. Turbulenzerhöher eingesetzt ist.Fig. 3 shows a housing portion (1) with a specially structured comb plate as so-called Double comb plate with herringbone structure, which as a detachable element or turbulence enhancer is used.

Das strukturierte Doppel-Kammelement ist mit einem außermittigen nicht strukturierten Abschnitt (30) versehen, von dem beidseitig die Kammzähne bzw. Stege (31, 32) sich unter einem Winkel zur Hauptströmungsrichtung (5) des Fluids bis zur Innenwandung des Gehäuses erstrecken. Dabei sind die Kammzähne (31) kürzer als die gegenüber liegenden Kammzähne (32). Die Montage zu einem Kammschichtpaket mit beidseitig unterschiedlichen langen Stegen, auch bezeichnet als Doppelkamm-Schicht, führt dazu, dass die nicht strukturierten Schichtbereiche nach der Montage nicht mehr übereinander liegen. Vorteilhaft ist, dass der Strömungsbereich keine Totstellen hat, wo sich Stoffe absetzen können. The structured double comb member is with an off-center unstructured portion (30), from both sides of the comb teeth or webs (31, 32) under a Angle to the main flow direction (5) of the fluid extend to the inner wall of the housing. The comb teeth (31) are shorter than the opposing comb teeth (32). The assembly to a comb layer package with both sides different long webs, too referred to as a double-comb layer, causes the unstructured layer areas to be the assembly no longer lie on top of each other. It is advantageous that the flow area no Dead spots has where substances can settle.

Dadurch können sich unterschiedliche Geschwindigkeitsprofile im Strömungsquerschnitt des Kanals einstellen.This allows different speed profiles in the flow cross-section of the channel to adjust.

Des Weiteren können in sehr breiten Profilkanälen oder -gehäusen (Rechteckkanälen) unterschiedliche dreidimensionale Gitterstrukturen schichtenweise aufgebaut werden. In Fig. 3a ist ebenfalls eine Doppelkammstruktur gezeigt, wobei der Abschnitt der langen Stege zick-zack-förmig (34, 34') ausgebildet ist. Werden derartige Doppelkammschichten übereinander gelegt und montiert, entstehen keine Toträume, sehr feine Gitterstrukturen und alle Bereiche im Gehäusequerschnitt sind gut durchströmt. Eine gute Durchströmung verhindert die Alterung und Ablagerung von sensiblen Stoffen und beugt einem Fouling vor. Die Winkelbereiche der Stege von Doppelkammelementen können unterschiedlich sein. Die zwei Turbulenzerzeuger (34, 34') sind in der Darstellung als Linie bzw. als punktierte Linie gezeigt.Furthermore, in very wide profile channels or housings (rectangular channels) different Three-dimensional lattice structures are built up layer by layer. In Fig. 3a is also shown a double comb structure, with the portion of the long webs zig-zag (34, 34 ') is formed. If such Doppelkammschichten superimposed and mounted, there are no dead spaces, very fine grid structures and all areas in the housing cross-section are well flowed through. Good flow prevents aging and deposition of sensitive substances and prevents fouling. The angular ranges of the webs of double comb elements can be different. The two turbulence generators (34, 34 ') are in the Representation shown as a line or as a dotted line.

Beispiel 4Example 4

In Fig. 4 wird beispielhaft verdeutlicht, dass jeder Einzelsteg (8) der Kammbleche etwas länger ausgebildet ist, um bei der Montage in einem Temperierkanal zur inneren Temperierfläche einen sicheren Kontakt zu erzeugen. Wird das strukturierte Blech in das Gehäuse (1) eingezogen, verändert der Steg (8) seine ursprüngliche Lage geringfügig, so dass der gefertigte Winkel β sich geringfügig um wenige Winkelminuten verändert und in montierter Position den Winkel α annimmt. Deshalb ist es günstig während der Fertigung im Übergang des Steges (8) zum nichtstrukturierten Kammabschnitt (7) eine Querschnittsverjüngung (10) vorzusehen, die als bevorzugte Biegestelle dient, so dass sich während der Montage der Kammschichtpakete der Kraftaufwand nicht wesentlich erhöht. Aufgrund der Elastizität eines jeden Werkstoffes herrscht im Steg, insbesondere an der Biegestelle, dann eine Biegespannung, die ein verkeilen der Kammelemente zwischen der inneren Gehäusefläche ermöglicht und einen metallischen Kontakt sicherstellt.4 illustrates, by way of example, that each individual web (8) of the comb plates is somewhat longer is formed to a during installation in a tempering to the inner temperature control surface to create secure contact. If the structured sheet is drawn into the housing (1), changed the web (8) its original position slightly, so that the manufactured angle β itself slightly changed by a few angular minutes and in the mounted position the angle α. Therefore, it is favorable during production in the transition of the web (8) to the non-structured Comb portion (7) to provide a cross-sectional taper (10), which is preferred Bending point is used, so that during assembly of Kammschichtpakete the force not significantly increased. Due to the elasticity of each material prevails in the web, in particular at the bending point, then a bending stress, which is a wedging of the comb elements between the inner housing surface and ensures a metallic contact.

Beispiel 5Example 5

Fig. 5 zeigt ein temperierbares Gehäuse (50) mit einer Doppelkammschicht, wobei entlang der Gehäuseachse (51) bzw. der Durchströmrichtung die Struktur der Doppelkammschicht variiert ist. Es sind vier strukturierte Zonen (53, 53',54, 54') entlang der Hauptströmungsrichtung zu erkennen. Die Zonen (53, 53') und (54, 54') sind jeweils wechselnd angeordnet. Die Variation der Zonen ist in diesem Beispiel derart, dass einzelne Abschnitte verschiedene Stegwinkel α haben, verschiedene Stegabstände und die strukturierten Zonen unterschiedlich lang sind. Dadurch entsteht ein wechselndes dreidimensionales Gitter mit unterschiedlicher Feinheit im Strömungskanal. Fig. 5 shows a temperature-controlled housing (50) with a double comb layer, wherein along the housing axis (51) or the flow direction, the structure of the double comb layer is varied. It four structured zones (53, 53 ', 54, 54') can be seen along the main flow direction. The zones (53, 53 ') and (54, 54') are each arranged alternately. The variation of the zones is in this example such that individual sections have different web angles α, different Bar spacing and the structured zones have different lengths. This creates a alternating three-dimensional grid with different fineness in the flow channel.

Zur einfacheren Montage sind die Doppelkammschichten ungefähr so lang wie der Strömungskanal selbst und beidseitig mit einer Montagelasche (52, 52') versehen. Mit der Montagelasche kann ein vollständiges Doppelkammschichtpaket, bestehend aus mindestens zwei strukturierten Schichten, einfach montiert und gegebenenfalls durch eine, hier nicht dargestellte Schraube oder Bolzen zusätzlich gegen verrutschen gesichert werden. In der Fig. 5 ist der Temperierraum nicht dargestellt.For ease of assembly, the dual comb layers are about as long as the flow channel itself and on both sides with a mounting tab (52, 52 ') provided. With the mounting bracket can be a complete Doppelkammschichtpaket, consisting of at least two structured Layers, simply mounted and optionally by a, not shown here screw or In addition, bolts should be secured against slipping. In Fig. 5, the temperature control room is not shown.

Beispiel 6Example 6

In Fig. 6 ist das Anströmprofil eines Rechteckkanal- bzw. Schlitzkanal-Bündelwämeaustauscher mit gemeinsamem Temperierraum dargestellt. Zu erkennen ist die gemeinsame Anströmplatte (63) zur Aufnahme aller Schlitzkanäle (1). Die Schlitzkanäle sind in diesem Beispiel an den Durchmesser des gemeinsamen Temperiergehäuses (60) angepasst, so dass die Schlitzkanäle unterschiedliche Strömungsquerschnitte (64) besitzen und daher erfindungsgemäße Turbulenzerzeuger mit unterschiedlich großer Breitenausdehnung aufnehmen können. Die Schlitzkanäle sind beispielhaft mit einer geringen Höhe gewählt, so dass z.B. zwei bis drei Turbulenzerzeuger-Schichten eingesetzt werden können. Dadurch wird die Wärmeaustauschfläche vollständig genutzt und die zur Strömungsrichtung geneigten Stege der eingeschobenen strukturierten Schichten ermöglichen eine vollständige schnelle Vermischung über den jeweiligen Strömungsquerschnitt eines jeden Schlitzkanals. Die Turbulenzerzeuger sind in ihren strukturierten und nicht strukturierten Abschnitten in der Fig. 6 nur schematisch durch Linien gezeigt. Des Weiteren hat das gemeinsame Temperiergehäuse einen Anschluss für die Zuführung und Ableitung (61, 62) des Temperiermittels. Die Anströmplatte des Temperiergehäuses kann je nach Aufgabenstellung durch Variation der Schlitzkanalabstände unterschiedlich viele Schlitzkanäle aufnehmen. Die Schlitzkanäle können auch beispielhaft durch eine Vielzahl von gleichartigen Rechteckkanälen oder Profilrohren ersetzt werden.In Fig. 6 is the inflow profile of a rectangular channel or slot channel bundle heat exchanger shown with common tempering. To recognize the common Anströmplatte (63) for receiving all slot channels (1). The slot channels are in this example to the diameter the common tempering (60) adapted so that the slot channels different Have flow cross sections (64) and therefore inventive turbulence generator can accommodate with different widths. The slot channels are exemplary chosen with a small height, so that e.g. used two to three turbulence generator layers can be. As a result, the heat exchange surface is fully utilized and the Flow direction inclined webs of the inserted structured layers allow a complete rapid mixing across the respective flow cross-section of each slot channel. The turbulence generators are in their structured and unstructured sections in FIG of Fig. 6 only shown schematically by lines. Furthermore, the common tempering has a connection for the supply and discharge (61, 62) of the temperature control. The Anströmplatte the Temperiergehäuses depending on the task by varying the Slot spacing accommodate a different number of slot channels. The slot channels can also example replaced by a variety of similar rectangular channels or profile tubes become.

Der Schlitzkanal-Bündelwärmeaustauscher ist in seine Länge nicht gezeigt, wobei auf der Temperierseite entsprechende Umlenkbleche vorgesehen werden können.The slot-channel bundle heat exchanger is not shown in its length, being on the tempering side corresponding baffles can be provided.

Beispiel 7Example 7

In Fig. 7 wird beispielhaft der Aufbau eines Autokühlers (70) dargestellt. Dabei sind mehrere erfindungsgemäße Flachkanäle (71) vollständig mit drei erfindungsgemäßen Turbulenzerzeugern (72) bestückt. Zusätzlich weisen die Flachkanäle äußere aufgelötete Lamellen (73) auf, um die anfallende Wärme schnell über die vergrößerte Außenfläche des Flachkanals an die Umgebungsluft ableiten zu können. Die Flachkanäle sind an beiden Enden in Sammelkanäle (74, 75) eingesetzt und verschweißt bzw. verlötet. Bei der Verwendung von Werkstoffen mit einer hohen Wärmeleitzahl, wie z.B. Aluminium oder Kupfer können so aufgebaute Autokühler zusammengesteckt, die Verbindungsstellen mit Lot versehen und der Kühler im Ganzen verlötet werden.In Fig. 7, the structure of a car radiator (70) is exemplified. Here are several inventive Flat channels (71) complete with three turbulators according to the invention (72) equipped. In addition, the flat channels have outer, soldered lamellae (73) to the accumulating Heat quickly through the enlarged outer surface of the flat channel to the ambient air to derive. The flat channels are inserted at both ends in collecting channels (74, 75) and welded or soldered. When using materials with a high thermal conductivity, such as. Aluminum or copper can be put together car radiator, Provide the joints with solder and solder the cooler as a whole.

In Fig. 7a ist ein einzelnes Autokühlerrohr in einer Schnittdarstellung gezeigt. Es ist zu sehen, dass der Flachkanal (71) mit z.B. drei erfindungsgemäßen Turbulenzerzeugern bestückt ist und den Strömungsquerschnitt des Flachkanals vollständig ausfüllt. Die eingesetzten Kammschichten sind deutlich zu erkennen, insbesondere der nicht strukturierte Abschnitt (72') und der durch Stege und Lücke strukturierte Abschnitt (72). Um den Flachkanal ist beispielhaft eine Lamelle (73) dargestellt, die eine Vergrößerung der äußeren Temperierfläche des Flachkanals bewirkt. In der Fig. Ist ebenfalls ein Teil des Sammelkanals (75) zu erkennen.In Fig. 7a, a single car radiator tube is shown in a sectional view. It can be seen, in that the flat channel (71) is connected to e.g. three turbulence generators according to the invention is equipped and completely fills the flow cross-section of the flat channel. The comb layers used can be clearly seen, in particular the non-structured portion (72 ') and by webs and gap structured section (72). To the flat channel is exemplified a lamella (73) shown, which causes an enlargement of the outer temperature of the flat channel. In the Fig. Is also a part of the collecting channel (75) can be seen.

Claims (10)

Gehäuse zur Temperierung flüssiger und gasförmiger Stoffströme, dadurch gekennzeichnet, dass in dieses mindestens zwei einsteckbare kammförmige Bleche (2, 2') lösbar eingeschoben sind und diese beim Durchströmen des Gehäuses mit Fluiden als Turbulenzerzeuger wirken, indem sie den freien Strömungsquerschnitt des Gehäuses durch Bildung eines in Strömungsrichtung ausgedehnten räumlichen Gitters verkleinern, und jedes kammförmige Blech mindestens zwei verschiedene Abschnitte hat, einen nicht strukturierten Abschnitt (3) und mindestens einen Abschnitt (4) der entlang der Hauptströmungsrichtung (5) durch wechselnde Stege (8) und Lücken (9) strukturiert ist, und die einsteckbaren Bleche gegenüberliegende durchgehende und/oder unterbrochene Kontaktlinien zur inneren Gehäusewand bilden, um durch Wärmeleitung eine Temperierung in den Strömungsbereich des Fluids zu ermöglichen, und gleichzeitig die kammförmigen Bleche durch die Kontaktpunkte und/oder Kontaktlinien im Gehäuse zu verspannen, und die Stege in einem Winkel α von 10 bis 80 Grad zur Hauptströmungsrichtung geneigt sind, und mindestens zwei übereinander geschichtete Bleche im Strömungsquerschnitt des Gehäuses durch den alternierenden Winkel α der Stege eine Gitterstruktur bilden, und die äußere Fläche des Gehäuses mindestens zu 50 % mit einer Temperierzone (6) umgeben ist.Housing for controlling the temperature of liquid and gaseous material flows, characterized in that in this at least two plug-in comb-shaped plates (2, 2 ') are releasably inserted and these act as turbulence generator when flowing through the housing with fluids by the free flow cross-section of the housing by forming a in the direction of flow extended spatial grid, and each comb-shaped plate has at least two different sections, an unstructured section (3) and at least a portion (4) along the main flow direction (5) by changing webs (8) and gaps (9) structured is, and form the plug-in plates opposite continuous and / or broken lines of contact to the inner housing wall to allow by conduction of heat a temperature control in the flow region of the fluid, and at the same time the comb-shaped sheets through the contact points and / or lines of contact in the housing to brace, and the webs are inclined at an angle α of 10 to 80 degrees to the main flow direction, and at least two stacked sheets in the flow cross-section of the housing by the alternating angle α of the webs form a lattice structure, and the outer surface of the housing at least 50th % is surrounded by a tempering zone (6). Gehäuse nach Anspruch 1 und gemäß Fig. 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in dieses als Turbulenzerzeuger mindestens zwei einsteckbare kammförmige Bleche (2, 2') lösbar eingeschoben sind und diese beim Durchströmen des Gehäuses mit Fluiden als Turbulenzerzeuger wirken indem sie den freien Strömungsquerschnitt des Gehäuses durch Bildung eines in Strömungsrichtung ausgedehnten räumlichen Gitters verkleinern und jede Schicht des Bleches in ihrer größten Breitenausdehnung im rechten Winkel zur Anströmungsrichtung mindestens zwei verschiedene Abschnitte hat, einen nicht strukturierten Abschnitt (3) und mindestens einen Abschnitt (4) der entlang der Hauptströmungsrichtung (5) durch wechselnde Stege (8) und Lücken (9) strukturiert ist, und die einsteckbaren Bleche gegenüberliegende durchgehende und/oder unterbrochene Kontaktlinien zur inneren Gehäusewand bilden um durch Wärmeleitung eine Temperierung in den Strömungsbereich des Fluids zu ermöglichen und gleichzeitig die kammförmigen Bleche durch die metallischen Kontaktpunkte und/oder Kontaktlinien im Gehäuse zu verspannen, und die Stege in einem Winkel α von 10 bis 80 Grad zur Hauptströmungsrichtung geneigt sind, und mindestens zwei übereinander geschichtete Bleche im Strömungsquerschnitt des Gehäuses durch den alternierenden Winkel α der Stege eine Gitterstruktur bilden, und die äußere Fläche des Gehäuses mindestens zu 50 % mit einer Temperierzone (6) umgeben ist.Housing according to claim 1 and FIG. 1, characterized in that in this as a turbulence generator at least two plug-in comb-shaped plates (2, 2 ') are releasably inserted and they act as turbulence generator when flowing through the housing with fluids by the free flow cross-section of the housing by forming a spatial lattice extended in the direction of flow and each layer of the sheet in its greatest width at right angles to the inflow direction has at least two distinct sections, an unstructured section (3) and at least a section (4) along the main flow direction (5). by alternating webs (8) and gaps (9) is structured, and form the plug-in plates opposite continuous and / or broken contact lines to the inner housing wall to allow by conduction of heat a temperature control in the flow region of the fluid and at the same time came M-shaped metal sheets to be clamped by the metallic contact points and / or contact lines in the housing, and the webs are inclined at an angle α of 10 to 80 degrees to the main flow direction, and at least two stacked sheets in the flow cross-section of the housing through the alternating angle α of the webs a Form grid structure, and the outer surface of the housing is at least 50% surrounded by a tempering zone (6). Gehäuse gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (8) der Kammschicht eine quadratische, rechteckige oder sechseckige Querschnittsform haben.Housing according to claim 1 or 2, characterized in that the webs (8) of the comb layer have a square, rectangular or hexagonal cross-sectional shape. Gehäuse gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kammschicht aus drei Abschnitten besteht, wobei bezogen auf die Schichtbreite von einem außer Mitte liegenden nicht strukturierten Abschnitt, zwei unterschiedlich ausgedehnte strukturierte Stegabschnitte bis zur jeweiligen inneren Gehäusewand sich erstrecken.Housing according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that a comb layer consists of three sections, wherein based on the layer width of an out-of-center unstructured section, two differently extended structured web portions extend to the respective inner housing wall. Gehäuse gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei nicht vollständiger Füllung eines Strömungskanalquerschnittes mit Kammschichten der nicht ausgefüllte Strömungsquerschnitt durch querschnittsangepasste Füllstücke (11), die gleichzeitig als Umlenkkonturen zur Strömungsführung dienen, ausgefüllt istHousing according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that in incomplete filling of a flow channel cross-section with comb layers of unfilled flow cross-section through cross-section matched filling pieces (11), which also serve as Umlenkkonturen for flow guidance, is filled Wärmeaustauscher enthaltend mindestens zwei Gehäuse gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusammenwirken mehrerer parallel durchströmter Rechteckgehäuse die mit lösbaren Kammschichtpaketen, insbesondere mit mindestens zwei Kammschichten pro Rechteckgehäuse, vollständig bestückt sind, und die Rechteckgehäuse mit einer gemeinsamen größeren Anström- und Abströmplatte verschweißt sind so dass eine gleichmäßige Anströmung aller Rechteckgehäuse erfolgt und alle Rechteckgehäuse einen gemeinsamen Temperierraum haben und dadurch einen Rechteckkanal-Bündelwärmeaustauscher bilden der im Bereich von -50°C, bis 500°C produktschonende und insbesondere schnelle Temperierungen von Fluiden ermöglicht und in einem Druckbereich von 1 mbar bis 200000 mbar betreibbar ist, und dass das produktseitige Hold-up des Gehäuses bzw. Wärmeaustauschers maximal 10 % bis 95% des Brutto-Strömungskanalvolumens beträgt.Heat exchanger comprising at least two housings according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the interaction of several parallel-flowed rectangular housing are fully equipped with releasable Kammschichtpaketen, in particular with at least two comb layers per rectangular housing, and the rectangular housing with a common larger Anström - And Abströmplatte are welded so that a uniform flow of all rectangular housing takes place and all rectangular housing have a common tempering and thereby form a rectangular channel bundle heat exchanger in the range of -50 ° C, up to 500 ° C product gentle and especially fast tempering of fluids and allows a pressure range of 1 mbar to 200000 mbar is operable, and that the product-side hold-up of the housing or heat exchanger is not more than 10% to 95% of the gross flow channel volume. Verwendung eines Gehäuses gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6 für die Kurzzeit-Temperierung eines Fluids oder eines Fluid-Gemisches dadurch gekennzeichnet, dass die zu temperierenden Stoffe einen Viskositätsbereich von 0,001 bis 1 Pas haben, bevorzugt eine Viskosität von 0,1 mPas bis 5000 mPas und besonders bevorzugt eine stoffspezifische Viskosität von 0,1 mPas bis kleiner 10000 mPas haben, so dass bei kurzer Verweilzeit aufgrund des geringen Volumens des zu temperierenden Stoffes im Wärmeaustauscherkanal und engen Verweilzeitspektrums sowie der guten Quervermischung im Strömungskanal im Austrittsbereich der Schlitzkanäle, eine Temperaturdifferenz zwischen Temperiermittel und der Produktaustrittstemperatur die kleiner 15°C, bevorzugt kleiner 10°C und besonders bevorzugt kleiner 5°C ist, sich einstellt.Use of a housing according to one or more of claims 1 to 6 for the short-term temperature control of a fluid or a fluid mixture, characterized in that the substances to be tempered have a viscosity range of 0.001 to 1 Pas, preferably a viscosity of 0.1 mPas to 5000 mPas and more preferably have a substance-specific viscosity of 0.1 mPas to less than 10000 mPas, so that with a short residence time due to the small volume of the material to be tempered in the heat exchange channel and narrow residence time spectrum and the good cross-mixing in the flow channel in the exit region of the slot channels, a temperature difference between the temperature control and the product outlet temperature is less than 15 ° C, preferably less than 10 ° C and more preferably less than 5 ° C, adjusts itself. Verwendung eines Gehäuses gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 zur Durchführung von endothermen oder exothermen Reaktionen mit Fluiden im einphasigem oder mehrphasigen Zustand, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mischer zur ersten Homogenisierung der Reaktionspartner vor einem oder mehreren in Reihe hinter einander oder parallel zueinander installierten Gehäusen geschaltet ist.Use of a housing according to one or more of claims 1 to 5 for carrying out endothermic or exothermic reactions with fluids in the single-phase or multi-phase state, characterized in that a mixer for the first homogenization of the reactants before one or more in series behind each other or installed in parallel Housings is switched. Verwendung der Gehäuse gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 oder eines diese Gehäuse enthaltenden Wärmeaustauschers gemäß Anspruch 8 als Kurzzeiterhitzer oder als Kreuzstrom-Wärmeaustauscher für die Lebensmittelindustrie, als Sterilisator für pharmazeutische oder biologische Prozesse, als Abgaskühler für eine vollständige Kondensation von Dämpfen und für die Rückhaltung von Wertstoffen in einem Abgasstrom zur Vermeidung von umweltbelastenden Emissionen, als Wärmeaustauscher für Autokühler oder als Ölkühler jedoch ohne gemeinsamen Temperierraum, wobei die Abführung der Wärmemenge über die Außenfläche der Rechteckkanäle an die Umgebungsluft erfolgt und die Leistung des Kühlers erhöht wird in dem die Rechteckkanalaußenflächen durch Anbringen bzw. Anlöten von Blech-Lamellen vergrößert werden und eine gute Wärmeableitung an die Umgebungsluft erfolgt.Use of the housing according to one or more of claims 1 to 5 or one this housing containing heat exchanger according to claim 8 as a short-term heater or as a cross-flow heat exchanger for the food industry, as a sterilizer for pharmaceutical or biological processes, as an exhaust gas cooler for a complete Condensation of vapors and for the retention of recyclables in one Exhaust gas flow to avoid polluting emissions, as a heat exchanger for car radiator or as an oil cooler but without common tempering, wherein the Dissipation of the amount of heat over the outer surface of the rectangular channels to the Ambient air takes place and the performance of the radiator is increased in which the Rectangular channel outer surfaces by attaching or soldering sheet metal plates be enlarged and a good heat dissipation to the ambient air. Auto- bzw. Ölkühler, dadurch gekennzeichnet, dass diese aus einem Gehäuse gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 und aus mindestens einem Werkstoff mit einer spezifischen Wärmeleitfähigkeit von 15 W/mK bis 400 W/mK gefertigt sind.Car or oil cooler, characterized in that they are made of a housing according to one or more of claims 1 to 5 and at least one material having a specific thermal conductivity of 15 W / mK to 400 W / mK.
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