[0001] Die Erfindung betrifft einen Rohrbündel-Wärmetauscher gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1.
[0002] Ein gattungsmässig vergleichbarer Wärmetauscher ist beispielsweise aus der DE 10 343 415 A1 bekannt. Dieser wird mit einem Deckel verschlossen. Der stirnseitig den Rohrbündel-Wärmetauscher verschliessende Deckel ist an den Rohrplatten befestigt und weist als Umlenkelemente Rohrbögen auf. Ein Rohrbogen verbindet jeweils zwei Rohrenden miteinander, wodurch ein durch die Rohre geführtes Wärmetauschermedium von einer Richtung in eine Gegenrichtung umgelenkt wird. Die Rohre sind derart miteinander verbunden, dass sie einen einzigen Kanal bilden. Die in der DE 10 343 415 A1 beschriebenen Deckelelemente sind aufwändig in ihrer Herstellung, was sich auch negativ auf die Anschaffungskosten für einen solchen Wärmetauscher auswirkt. In der Praxis hat sich weiter gezeigt, dass der Wärmetauscher für bestimmte Medien ungeeignet sein kann.
Ablagerungen in den Rohrbögen sind verhältnismässig schwierig erreichbar, wodurch eine Reinigung erschwert ist.
[0003] Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Bekannten zu vermeiden und insbesondere einen Rohrbündel-Wärmetauscher der eingangs genannten Art zu schaffen, der einfach und/oder kostengünstig herstellbar ist. Zugleich soll sich der Wärmetauscher durch günstige Strömungseigenschaften auszeichnen. Der Wärmetauscher soll weiter hohen Anforderungen hinsichtlich Hygiene und Reinigbarkeit genügen. Insbesondere soll er als Steril-Wärmetauscher beispielsweise zur Herstellung von pharmazeutischen Produkten einsetzbar sein. Diese Aufgaben werden erfindungsgemäss mit einer Vorrichtung gelöst, die die Merkmale in Anspruch 1 aufweist.
[0004] Mit Hilfe von im Deckelelement integrierten Umlenknuten kann das erste Wärmetauscher-Medium auf besonders einfache Art und Weise umgelenkt werden. Dabei ist zu beachten, dass die Umlenknut vorzugsweise derart ausgestaltet ist, dass deren Strömungsquerschnitt dem Rohrquerschnitt (bezogen auf den Innendurchmesser) entspricht. Auf diese Weise wäre gewährleistet, dass das erste Wärmetauscher-Medium das Rohr und den Deckel grundsätzlich mit der gleichen Geschwindigkeit durchströmt. Ein weiterer Vorteil des Wärmetauschers gemäss Anspruch 1 ist, dass keine Bypass-Strömungen im Bereich der Rohrplatte auftreten. Weiter zeichnet sich der Wärmetauscher durch eine besonders kompakte Bauweise aus. Weitere Vorteile sind Totraumfreiheit und Spaltfreiheit sowie dass der Wärmetausche gut entleerbar und entlüftbar ist.
Das Deckelelement schliesst vorzugsweise direkt an eine äussere Stirnseite der Rohrplatte des Wärmetauschers an.
[0005] Als erstes Wärmetauscher-Medium kommt insbesondere ein Nutzmedium, beispielsweise ein Medium zur Herstellung pharmazeutischer Produkte in Frage. Selbstverständlich ist der Wärmetauscher aber nicht auf diesen Anwendungsbereich beschränkt. Das zweite Wärmetauscher-Medium kann ein Heiz- oder Kühlmittel sein.
[0006] In einer ersten Ausführungsform kann je ein Deckelelement entweder einen Einlass oder einen Auslass für das erste Wärmetauscher-Medium aufweisen. Alternativ wäre aber auch denkbar, dass nur eines der Deckelelemente einen Einlass und einen Auslass aufweist. In diesem Fall wäre das andere Deckelelement (in strömungstechnischer Hinsicht) lediglich mit entsprechenden Umlenknuten versehen.
[0007] Einlass und/oder Auslass in einem jeweiligen Deckelelement können durch ein Durchgangsloch gebildet sein. Eine solche Anordnung ist besonders einfach herstellbar. Dies kann insbesondere dann gelten, wenn die Umlenknut und der Einlass bzw. Auslass mit demselben Werkzeug, beispielsweise einem Fräswerkzeug hergestellt werden.
[0008] Die Umlenknut kann einen Nutboden aufweisen, der wenigstens teilweise gerade verläuft. Ein derartiger nicht-gebogener Verlauf kann insbesondere herstellungstechnisch günstig sein.
[0009] Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn die Umlenknut einen Nutboden aufweist, der in einem Längsschnitt durch die Nut parallel zu einer Deckelgrundfläche verläuft. Solche Nuten können auf einfache Art und Weise hergestellt werden. Die Anforderungen an eine Bearbeitungsstation können so niedrig gehalten werden. Auf den Einsatz teurer CNC-Bearbeitungsstationen könnte daher beispielsweise verzichtet werden.
[0010] Eine besonders kompakte Bauweise ergibt sich, wenn das Deckelelement eine Platte ist, die insbesondere scheibenförmig ausgebildet ist. Unter einer Scheibe wird hier eine Platte mit kreisförmiger Konfiguration verstanden. Eine Platte zeichnet sich durch eine im Wesentlichen gleichmässige Dicke aus, wodurch sie einfach bearbeitbar ist. Als Bearbeitungsverfahren kommen bevorzugt spanabhebende Verfahren in Frage.
[0011] Das Deckelelement und die Rohrplatte können jeweils scheibenförmig ausgebildet sein. Besonders bevorzugt kann der Durchmesser der Scheiben für das Deckelelement und für die Rohrplatte etwa gleich sein. Besonders bevorzugt können das Deckelelement und die Rohrplatte aus im Wesentlichen gleichen Scheiben gebildet sein. Die Scheiben hätten im letzteren Fall den gleichen Durchmesser und die gleiche Dicke. Die Herstellungskosten können so erheblich gesenkt werden.
[0012] Vorteilhaft kann es sein, wenn bezogen auf die Rohrplatte zum Zusammenhalten der Rohrenden eine nach innen versetzte Rohrplatte zum stirnseitigen Verschliessen des Wärmetauschermantels vorgesehen ist. Solche inneren Rohrplatten können Löcher zum Durchführen der Rohre aufweisen. Zur Abdichtung können die Rohre in die innere Rohrplatte eingewalzt werden. Somit kann der Wärmetauscher je Stirnseite eine innere und eine äussere Rohrplatte aufweisen, wobei die innere Rohrplatte den Wärmetauschermantel verschliesst und die äussere Rohrplatte die Rohrenden zusammenhält. Diese Anordnung ermöglicht es, dass die Verbindung zwischen Deckel und Rohrplatte (d.h. äusserer Rohrplatte) als Flanschverbindung mit Befestigungsschrauben und entsprechenden Muttern ausgestaltet sein kann. Ein solcher Wärmetauscher zeichnet sich durch eine optimierte Handhabung aus.
Insbesondere wird so die Montier- und Demontierbarkeit wesentlich vereinfacht.
[0013] Das Deckelelement kann einen gegenüber einer dem Rohrbündelabschluss zugewandten Deckelgrundfläche vertieften Bodenabschnitt zur Aufnahme einer flächigen Dichtung aufweisen. Die Dichtung kann mit entsprechenden Aussparungen für den Einlass, den Auslass und die Umlenknuten versehen sein. Selbstverständlich wäre es auch denkbar, einzelne Dichtungen vorzusehen. So könnten Einlass, Auslass und/oder Umlenknuten jeweils durch entsprechende O-Ring-Dichtungen abgedichtet sein.
[0014] In verfahrensmässiger Hinsicht zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass zur Herstellung des Deckelelements für den vorgenannten Rohrbündel-Wärmetauscher in eine Scheibe aus Metall-Umlenknuten gefräst werden.
[0015] Besonders einfach lässt sich das Deckelelement herstellen, wenn zur Herstellung der Umlenknut ein Fräskopf zwischen zwei Endpunkten eine Längsnut fräst, wobei die Endpunkte durch die Achsen von zwei miteinander zu verbindenden Rohren vorgegeben sind. Die Endpunkte beziehen sich dabei auf die Achse des Fräskopfes.
[0016] Weitere Vorteile und Einzelmerkmale der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen und aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen. Es zeigen:
<tb>Fig. 1<sep>eine leicht vereinfachte Darstellung einer Seitenansicht auf einen erfindungsgemässen Rohrbündel-Wärmetauscher,
<tb>Fig. 2<sep>eine Draufsicht auf ein Deckelelement mit Einlass (Position I gemäss Fig. 1),
<tb>Fig. 3<sep>einen Querschnitt durch den Wärmetauscher gemäss Fig. 1 (Schnitt C-C),
<tb>Fig. 4<sep>eine Draufsicht auf ein Deckelelement mit Auslass (Position II gemäss Fig. 1),
<tb>Fig. 5<sep>einen Teilausschnitt einer perspektivischen Explosionsdarstellung des Wärmetauschers gemäss Fig. 1,
<tb>Fig. 6<sep>eine schematische Darstellung des Strömungsverlaufs eines ersten Wärmetauscher-Mediums durch den Wärmetauscher gemäss Fig. 1,
<tb>Fig. 7<sep>eine Draufsicht auf ein Deckelelement für den Wärmetauscher gemäss Fig. 1,
<tb>Fig. 8<sep>einen Querschnitt durch das Deckelelement gemäss Fig. 7 (Schnitt A-A),
<tb>Fig. 9<sep>einen weiteren Querschnitt durch das Deckelelement gemäss Fig. 7 (Schnitt B-B) und ein Fräswerkzeug,
<tb>Fig. 10<sep>eine Detailansicht des Wärmetauschers (Ausschnitt E gemäss Fig. 1),
<tb>Fig. 11<sep>eine Dichtung für den Wärmetauscher gemäss Fig. 10,
<tb>Fig. 12<sep>eine Detailansicht einer alternativen Ausführungsform des Wärmetauschers gemäss Fig. 10und
<tb>Fig. 13<sep>eine Einzeldichtung für eine Umlenknut für den Wärmetauscher gemäss Fig. 12.
[0017] Fig. 1 zeigt einen mit 1 bezeichneten Rohrbündel-Wärmetauscher, bei welchem ein erstes Wärmetauscher-Medium von einem Einlassstutzen 21 durch einen schlangenartigen Kanal, bestehend aus Rohren 2, zu einem Auslassstutzen 22 geführt wird. Die Rohre sind in einem Wärmetauschbereich von einem Mantel 7 umschlossen, der jeweils stirnseitig durch eine innere Rohrplatte 27 verschlossen ist. Durch den Mantel 7 wird ein zweites Wärmetausch-Medium, beispielsweise ein Heiz- oder Kühlmittel von einem Einlassstutzen 23 zu einem Auslassstutzen 24 geführt (oder umgekehrt). Die Rohrenden der Rohre 2 sind durch eine Rohrplatte 8 zusammengehalten. Zum stirnseitigen Verschliessen des Wärmetauschers ist an jeder Rohrplatte 8 ein Deckelelement 9 bzw. 10 befestigt.
Ersichtlicherweise sind im Deckelelement Umlenknuten 13 zum Umlenken des ersten Wärmetauscher-Mediums von einer Richtung in eine Gegenrichtung vorgesehen, die zwei Rohrenden miteinander verbinden.
[0018] Die Rohrplatten 8 und die Deckelelemente 9 und 10 sind als etwa gleich grosse Scheiben ausgebildet, die in einer Art Flanschverbindung durch Befestigungsschrauben 20 und entsprechende Muttern miteinander verbunden sind. Ersichtlicherweise sind die Durchmesser der Rohrplatten 8 und der Deckelemente 9 und 10 deutlich grösser als der Durchmesser des Wärmetauschermantels 7, wodurch eine lösbare Befestigungsanordnung mit Schrauben und Muttern ermöglicht wird. Zur genauen Positionierung sind weiter Führungsstifte 28 und korrespondierende Bohrungen in den Deckelelementen bzw. Rohrplatten vorgesehen.
[0019] Die Schnittdarstellungen in Fig. 1sind dahingehend vereinfacht, dass insbesondere die Wirkungsweise des Wärmetauschers ersichtlich ist. Die Fig. 2 bis 4 zeigen die tatsächliche Verteilung der Rohre 2 und der Umlenknuten 13. Wie etwa aus Fig. 3hervorgeht, weist das Rohrbündel für den Wärmetauscher 1 fünf Rohre 2 auf. Ein derartiger Wärmetauscher ist dem Fachmann auch als 5-Pass-Wärmetauscher bekannt. Fig. 2 zeigt ein Deckelelement 9 mit einem als Durchgangsloch ausgestalteten Einlass 3 und zwei Umlenknuten 13 und 13. Das Deckelelement 10 zeigt eine ähnliche Anordnung mit Umlenknuten 13 und 13 sowie einem Auslass 4.
Das erste Wärmetauscher-Medium wird vom Einlass 3 (Fig. 2) durch ein erstes Rohr zu einer Umlenknut 13 geleitet und umgelenkt, dann auf der gegenüberliegenden Seite durch die gegenüberliegende Umlenknut 13 umgelenkt, dann auf der gegenüberliegenden Seite durch die Umlenknut 13 umgelenkt und schliesslich durch die gegenüberliegende Umlenknut 13 umgelenkt, bis es schliesslich zum Auslass 4 (Fig. 4) gelangt. Der entsprechende Strömungsverlauf ist in Fig. 6 schematisch dargestellt.
[0020] Fig. 5 zeigt nochmals deutlich, dass das Deckelelement mit der Rohrplatte durch eine Art Flanschverbindung miteinander verbunden ist. Weiter zeigt Fig. 5 eine Dichtung 17, die als flächige Dichtung mit entsprechenden Aussparungen für die Umlenknut 13 und den Einlass 3 ausgestaltet ist.
[0021] Wie aus den Fig. 7 bis 9 hervorgeht, kann ein Deckelelement 10 im Wesentlichen als Scheibe ausgestaltet sein. Die Umlenknuten 13 (13, 13), der Auslass 4, die Löcher für die vier Befestigungsschrauben sowie die Sacklöcher für die Stifte können auf einfache Art und Weise durch spanabhebende Verfahren hergestellt werden. Selbstverständlich kann auch der gegenüber einer Deckelgrundfläche 15 vertiefte Bodenabschnitt 29 durch spanabhebende Verfahren hergestellt werden. Ersichtlicherweise sind die Umlenknuten 13 und 13 für die Verbindung entsprechender Rohre miteinander schräg angeordnet (Fig. 7). Selbstverständlich würde ein Deckelelement mit einem Einlass (Deckelelement 9) grundsätzlich einen gleichartigen Aufbau aufweisen.
[0022] Fig. 9 zeigt eine Umlenknut jeweils in einem Querschnitt (13) und in einem Längsschnitt (13). Ersichtlicherweise ist die Umlenknut als Längsnut mit einem im Längsschnitt zur Deckelgrundfläche 15 parallelen Nutboden 16 ausgebildet. Ein derartiger gerader Nutboden kann verhältnismässig einfach mit Hilfe eines Fräskopfes 25 hergestellt werden. Dazu muss der Fräskopf 25 ausgehend vom Endpunkt P1 in einer entsprechenden Tiefe in e-Richtung zu einem Endpunkt P2 gefahren werden. Die Punkte P1 und P2 sind dabei durch die entsprechenden Rohrachsen der Rohre vorgegeben.
[0023] Aus Fig. 10 ist ersichtlich, dass als Dichtung ein einzelnes Dichtungselement 17 zum Abdichten des Deckelelements 10 (bzw. 9) vorgesehen sein kann. Die Dichtung 17 ist in einer Draufsicht in Fig. 11 gezeigt. Sie weist Aussparungen 18 für die Umlenknuten und eine Aussparung 19 für den Auslass (bzw. Einlass) auf. Aus Fig. 10ist weiter erkennbar, dass die Tiefe der Nut 13 in etwa dem Innendurchmesser eines Rohres 2 entspricht. Idealerweise ist dabei in strömungstechnischer Hinsicht der Strömungsquerschnitt der Umlenknut derart auszugestalten, dass er dem Rohrquerschnitt entspricht.
[0024] Die Fig. 12 und 13 zeigen eine alternative Ausführung für die Abdichtung des Deckels 10. Hier sind - statt einer einzigen Dichtung - mehrere Einzeldichtungen in entsprechenden Nuten eingesetzt. Zum Abdichten der Nut 13 ist ein O-Ring 26 vorgesehen. Die Dichtungselemente können aus gängigen Materialien bestehen. Ein bevorzugtes Material ist beispielsweise EPDM oder PTFE. Die Rohre 2 sind zur Herstellung der Dichtheit in Bezug auf die Rohrplatten 8 durch ein Einwalzverfahren eingesetzt und stirnseitig dichtgeschweisst.
The invention relates to a tube bundle heat exchanger according to the preamble of claim 1.
A genus moderately comparable heat exchanger is known for example from DE 10 343 415 A1. This is closed with a lid. The front side of the tube bundle heat exchanger closing lid is attached to the tube plates and has baffles as deflecting elements. A pipe bend connects two pipe ends to each other, whereby a guided through the tubes heat exchange medium is deflected from one direction in an opposite direction. The tubes are connected together to form a single channel. The cover elements described in DE 10 343 415 A1 are complex in their production, which also has a negative effect on the cost of such a heat exchanger. In practice, it has been shown that the heat exchanger for certain media may be unsuitable.
Deposits in the pipe bends are relatively difficult to reach, making cleaning difficult.
It is therefore an object of the present invention to avoid the disadvantages of the known and in particular to provide a tube bundle heat exchanger of the type mentioned, which is simple and / or inexpensive to produce. At the same time, the heat exchanger should be characterized by favorable flow properties. The heat exchanger should continue to meet high standards of hygiene and cleanability. In particular, it should be used as a sterile heat exchanger, for example for the production of pharmaceutical products. These objects are achieved according to the invention with a device having the features in claim 1.
With the help of Umlenknuten integrated in the cover element, the first heat exchanger medium can be deflected in a particularly simple manner. It should be noted that the deflection groove is preferably designed such that its flow cross-section corresponds to the pipe cross section (based on the inner diameter). In this way, it would be ensured that the first heat exchanger medium flows through the tube and the lid in principle at the same speed. Another advantage of the heat exchanger according to claim 1 is that no bypass flows occur in the region of the tube plate. Furthermore, the heat exchanger is characterized by a particularly compact design. Further advantages are dead space freedom and gap freedom as well as that the heat exchanger can be emptied well and vented.
The cover element preferably connects directly to an outer end face of the tube plate of the heat exchanger.
As the first heat exchange medium is in particular a Nutzmedium, for example, a medium for the production of pharmaceutical products in question. Of course, the heat exchanger is not limited to this application. The second heat exchanger medium may be a heating or cooling medium.
In a first embodiment, each cover element may have either an inlet or an outlet for the first heat exchanger medium. Alternatively, however, it would also be conceivable that only one of the cover elements has an inlet and an outlet. In this case, the other cover element would (in terms of flow technology) only provided with corresponding deflection grooves.
Inlet and / or outlet in a respective lid member may be formed by a through hole. Such an arrangement is particularly easy to produce. This may apply, in particular, if the deflection groove and the inlet or outlet are produced with the same tool, for example a milling tool.
The Umlenknut may have a groove bottom which extends at least partially straight. Such a non-curved course can be particularly favorable in terms of manufacturing technology.
It may be particularly advantageous if the Umlenknut has a groove bottom which extends in a longitudinal section through the groove parallel to a lid base. Such grooves can be made in a simple manner. The requirements for a processing station can be kept so low. The use of expensive CNC processing stations could therefore be dispensed with, for example.
A particularly compact design results when the lid member is a plate which is formed in particular disk-shaped. Under a disk is understood here a plate with a circular configuration. A plate is characterized by a substantially uniform thickness, making it easy to work. As machining methods are preferably cutting processes in question.
The cover member and the tube plate may each be disc-shaped. Particularly preferably, the diameter of the disks for the cover element and for the tube plate can be approximately equal. Particularly preferably, the cover element and the tube plate can be formed from substantially identical panes. The discs would have the same diameter and the same thickness in the latter case. The production costs can be significantly reduced.
It may be advantageous if, based on the tube plate for holding the tube ends an inwardly offset tube plate is provided for the frontal closure of the heat exchanger shell. Such inner tube plates may have holes for passing through the tubes. To seal the tubes can be rolled into the inner tube plate. Thus, the heat exchanger per end side have an inner and an outer tube plate, wherein the inner tube plate closes the heat exchanger shell and the outer tube plate holds the tube ends together. This arrangement allows the connection between the cover and tube plate (i.e., outer tube plate) to be configured as a flanged connection with fastening screws and corresponding nuts. Such a heat exchanger is characterized by an optimized handling.
In particular, so the mounting and dismountability is much easier.
The cover element may have a bottom portion recessed from a lid base surface facing the tube bundle end for receiving a flat seal. The seal may be provided with corresponding recesses for the inlet, the outlet and the Umlenknuten. Of course, it would also be possible to provide individual seals. Thus, the inlet, outlet and / or Umlenknuten could each be sealed by appropriate O-ring seals.
In procedural terms, the invention is characterized in that are milled for the production of the cover member for the aforementioned tube bundle heat exchanger in a disc of metal Umlenknuten.
Particularly simple, the lid member can be produced when a milling head mills a longitudinal groove between two endpoints to produce the Umlenknut, the end points are defined by the axes of two pipes to be joined together. The end points refer to the axis of the milling head.
Further advantages and individual features of the invention will become apparent from the drawings and from the following description of exemplary embodiments. Show it:
<Tb> FIG. 1 <sep> a slightly simplified representation of a side view of a tube bundle heat exchanger according to the invention,
<Tb> FIG. 2 <sep> is a plan view of a cover element with inlet (position I according to FIG. 1),
<Tb> FIG. 3 <sep> a cross section through the heat exchanger according to FIG. 1 (section C-C),
<Tb> FIG. 4 <sep> is a plan view of a cover element with outlet (position II according to FIG. 1),
<Tb> FIG. 5 <sep> is a partial section of a perspective exploded view of the heat exchanger according to FIG. 1,
<Tb> FIG. 6 <sep> is a schematic representation of the flow profile of a first heat exchanger medium through the heat exchanger according to FIG. 1,
<Tb> FIG. 7 <sep> is a plan view of a cover element for the heat exchanger according to FIG. 1,
<Tb> FIG. 8 <sep> a cross section through the cover element according to FIG. 7 (section A-A), FIG.
<Tb> FIG. 9 <sep> a further cross section through the cover element according to FIG. 7 (section B-B) and a milling tool,
<Tb> FIG. 10 <sep> is a detail view of the heat exchanger (detail E according to FIG. 1),
<Tb> FIG. 11 <sep> a seal for the heat exchanger according to FIG. 10,
<Tb> FIG. 12 <sep> is a detail view of an alternative embodiment of the heat exchanger according to FIGS. 10 and
<Tb> FIG. 13 <sep> a single seal for a deflection groove for the heat exchanger according to FIG. 12.
Fig. 1 shows a tube bundle heat exchanger designated 1, in which a first heat exchange medium from an inlet port 21 through a serpentine channel, consisting of tubes 2, is guided to an outlet 22. The tubes are enclosed in a heat exchange region by a jacket 7, which is each closed at the end by an inner tube plate 27. Through the jacket 7, a second heat exchange medium, for example a heating or cooling medium, is led from an inlet connection 23 to an outlet connection 24 (or vice versa). The tube ends of the tubes 2 are held together by a tube plate 8. For closing the heat exchanger on the front side, a cover element 9 or 10 is fastened to each tube plate 8.
Evidently, deflection grooves 13 for deflecting the first heat exchanger medium from a direction in an opposite direction are provided in the cover element, which connect two pipe ends together.
The tube plates 8 and the cover elements 9 and 10 are formed as approximately equal sized slices, which are connected to each other in a kind of flange by fastening screws 20 and corresponding nuts. Evidently, the diameters of the tube plates 8 and the cover elements 9 and 10 are significantly larger than the diameter of the heat exchanger jacket 7, whereby a releasable fastening arrangement with screws and nuts is made possible. For accurate positioning further guide pins 28 and corresponding holes in the cover elements or tube plates are provided.
The sectional views in Fig. 1 are simplified in that, in particular, the operation of the heat exchanger is apparent. 2 to 4 show the actual distribution of the tubes 2 and the Umlenknuten 13. As evidenced in FIG. 3, the tube bundle for the heat exchanger 1 five tubes 2 on. Such a heat exchanger is known in the art as a 5-pass heat exchanger. FIG. 2 shows a cover element 9 with an inlet 3 configured as a through-hole and two deflection grooves 13 and 13. The cover element 10 shows a similar arrangement with deflection grooves 13 and 13 as well as an outlet 4.
The first heat exchanger medium is passed from the inlet 3 (Fig. 2) through a first tube to a Umlenknut 13 and deflected, then deflected on the opposite side by the opposite Umlenknut 13, then deflected on the opposite side by the Umlenknut 13 and finally deflected by the opposite Umlenknut 13 until it finally reaches the outlet 4 (Fig. 4). The corresponding flow profile is shown schematically in FIG.
Fig. 5 shows again clearly that the lid member is connected to the tube plate by a kind of flange connection. Furthermore, FIG. 5 shows a seal 17, which is designed as a flat seal with corresponding recesses for the deflection groove 13 and the inlet 3.
As is apparent from FIGS. 7 to 9, a cover member 10 may be configured substantially as a disc. The Umlenknuten 13 (13, 13), the outlet 4, the holes for the four fastening screws and the blind holes for the pins can be easily manufactured by machining processes. Of course, the opposite of a lid base 15 recessed bottom portion 29 can be made by machining processes. Evidently, the Umlenknuten 13 and 13 for connecting pipes corresponding to each other obliquely arranged (Fig. 7). Of course, a cover element with an inlet (cover element 9) would basically have a similar structure.
Fig. 9 shows a Umlenknut in each case in a cross section (13) and in a longitudinal section (13). Evidently, the Umlenknut is formed as a longitudinal groove with a longitudinal groove 15 parallel to the lid base surface groove bottom 16. Such a straight groove bottom can be made relatively easy with the aid of a milling head 25. For this purpose, the milling head 25 has to be moved from the end point P1 in a corresponding depth in the e direction to an end point P2. The points P1 and P2 are given by the corresponding tube axes of the tubes.
From Fig. 10 it can be seen that as a seal, a single sealing member 17 may be provided for sealing the lid member 10 (or 9). The seal 17 is shown in a plan view in FIG. 11. It has recesses 18 for the Umlenknuten and a recess 19 for the outlet (or inlet). From Fig. 10is also seen that the depth of the groove 13 corresponds approximately to the inner diameter of a tube 2. Ideally, in terms of flow, the flow cross-section of the Umlenknut is to be designed such that it corresponds to the pipe cross-section.
12 and 13 show an alternative embodiment for the sealing of the lid 10. Here are - instead of a single seal - used several individual seals in corresponding grooves. For sealing the groove 13, an O-ring 26 is provided. The sealing elements may consist of common materials. A preferred material is for example EPDM or PTFE. The tubes 2 are used for producing the tightness with respect to the tube plates 8 by a rolling process and the front side welded tight.