DE842356C

DE842356C - Heat exchanger

Info

Publication number: DE842356C
Application number: DEB7320D
Authority: DE
Inventors: Oskar Krieg
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1942-05-09
Filing date: 1942-05-09
Publication date: 1952-06-26

Description

Wärmeaustauscher Bei den bekannten Plattenwärmeaustausehern, welche für die zwangsläufige Führung der wärmeaustauschenden Stoffe Rippen aufweisen, bilden sich tote Ecken und Luftpolster, wodurch nur ein Teil der Wände für den Wärmeaustausch wirksam ist. Außerdem ist das Verhältnis des Volumens zur Austauschfläche der Plattenaustauscher ungünstig. Diese Mißstände treffen auch für die bekarrnten Ringwärmeaustauscher zu. Bei diesen ist auch infolge der ungleichmäßigen Druckverteilung oft ein Ahströmen der wärmeaustauschenden Stoffe in unerwünschter Richtung nicht zu vermeiden, so daB niClit nur die durch Einbauten für die Zwangführung der Stoffe bedingten Toträume, sondern auch die infolge von Druckdifferenzen nicht bestrichenen Wände für den Wärrneaustausch wegfallen.Heat exchangers In the known plate heat exchangers, which have ribs for the inevitable guidance of the heat exchanging substances, dead corners and air cushions are formed, whereby only part of the walls is effective for the heat exchange. In addition, the ratio of the volume to the exchange area the plate exchanger is unfavorable. These grievances also apply to the ring heat exchangers. In these cases, due to the uneven pressure distribution, a flow of the heat-exchanging substances in an undesired direction cannot be avoided, so that niClit only eliminates the dead spaces caused by built-ins for the forced flow of the substances, but also the walls for the heat exchange that are not painted due to pressure differences.

Allen bekannten Platten- und Ringwärmeaustauschern gemeinsam ist aber die mehr oder minder umständliche Formgebung, die zwangsläufig zu vielen Abdichtstellen führt, sowie vor allem nicht gestattet, die Austauscher aus jedem gewünschten Werkstoff 'herzustellen. Die vorliegende Erfindung eines sogenannten Drehkörperwärmeaustauschers mit Zwangsströmung beseitigt die geschilderten Mängel in jeder Hinsicht.All known plate and ring heat exchangers have one thing in common the more or less cumbersome design, which inevitably leads to too many sealing points leads, and especially not permitted, the exchangers made of any desired material 'to manufacture. The present invention a so-called rotating body heat exchanger with forced flow eliminates the deficiencies described in every respect.

Der neue Wärmeaustauscher besteht, aus Drehkörpern mit konzentrisch laufenden Weltringen, die so miteinander verbunden sind, daß zwischen ihnen radial hintereinanderliegende Durchflußräume ent: stehen, durch die die wärmeaufnehmenden bzw. -abgehenden Stoffe zwangsläufig hindurchgehen: Zweckmäßig erfolgt hierbei die Anordnung dr Drehkörper derart, daß der Abstand zwischen den Weltringen zweier benachbarter Drehkörper vcxi außen nach innen zunimmt, so daß die beim Stoffdurchgang auftretende Zwangsströmung gleichmäßig ist.The new heat exchanger consists of rotating bodies with concentric running world rings, which are so interconnected that between them radially one behind the other through which the heat-absorbing Inevitably pass through or outgoing substances: Appropriately, the Arrangement dr rotating body such that the distance between the world rings of two adjacent Rotary body vcxi increases outward inward, so that that occurs when the substance passes through Forced flow is uniform.

In der einfachsten Ausführungsform des Wärmeaustauschers sind nur zwei Drehkörper vorgesehen, die ein Wärmeaustauschelement bilden (vgt. Abb. i). Dieses Wärmeaustauschelement wird innen von dem wärmeaufnehmenden bzw. -abgebenden Stoff durchflossen und außen durch ein Heiz- bzw. Kühlbad beaufschlagt. Man kann auch zwei derartige Wärmeaustauschelemente an ihrem äußeren Umfang' miteinander verbinden (vgl. Abb. 2), so daß der wärmeaufnehmende bzw. -abgebende Stoff in dem einen Element von innen nach außen, in dem anderen von außen nach innen fließt und so in unveränderter Strömungsrichtung durch das um die Wärmeaustauschelemente liegende Heiz- bzw. Kühlbad hindurchgeht.In the simplest embodiment of the heat exchanger are only two rotating bodies are provided, which form a heat exchange element (vgt. Fig. i). This heat exchange element is inside of the heat absorbing or emitting Substance flowed through and exposed to the outside by a heating or cooling bath. One can also two such heat exchange elements on their outer circumference 'with one another connect (see. Fig. 2), so that the heat-absorbing or -releasing substance in the one element flows from the inside out, in the other flows from the outside in and so in the unchanged direction of flow through the area around the heat exchange elements Heating or cooling bath passes through it.

In Abb. 3 sind drei Drehkörper zu einem Wärmeaustauschelement verbünden, und zwar in der Weise; daß der wärmeaufnehmende bzw. -abgebende Stoff innerhalb des Austauschelements radial von innen nach außen und wieder zurück von außen nach innen fließt, wodurch der wärmeaustauschende Stoff beim Austritt aus dem Austauschelement ebenfalls die gleiche Strömungsrichtung erhält, wie er sie beim Eintritt in das Element besaß.In Fig. 3 three rotating bodies are combined to form a heat exchange element, in the way; that the heat-absorbing or -releasing substance within of the exchange element radially from the inside to the outside and back again from the outside to the outside flows inside, whereby the heat-exchanging substance upon exiting the exchange element also receives the same direction of flow as it does when entering the Item owned.

Bei der Ausführungsform nach Abb. 4 sind vier Drehkörper zu einem Wärmeaustauschelement verbunden. Der wärmeaufnehmende bzw. -abgebende Stoff strömt auch hier innerhalb des Austauschelements radial von innen nach außen und wieder zurück von außen nach innen; hier ist aber außerdem innerhalb des Elements noch eine Heiz- bzw. eine Kühlmittelschicht zwischen dem nach außen und wieder nach innen zurückfließenden Stoff eingeschaltet.In the embodiment according to Fig. 4, four rotating bodies are one Heat exchange element connected. The heat-absorbing or -releasing substance flows also here within the exchange element radially from the inside to the outside and again back from the outside in; but here is also still within the element a heating or a coolant layer between the outside and inside again returned substance switched on.

,Man kann mehrere Wärmeaustauschelemente der geschilderten Art, und zwar gleicher oder verschiedener Bauart durch ein gemeinsames Heiz- bzw: Kühlbad zu einer Einheit zusammenfassen, wie-dies in Abb. 5 dargestellt ist., You can use several heat exchange elements of the type described, and Although of the same or different design through a common heating or cooling bath combine to form a unit, as shown in Fig. 5.

Bei dem beschriebenen Wärmeaustauscher werden die wärmeaustauschenden Stoffe ohne jegliche Rippen, Aussparungen oder Einbauten zwangsläufig geführt. Es ergibt sich hieraus außer günstigsten Strömungsverhältnissen eine gedrängte Bauart mit größter wirksamer Wärmedurchgangsfläche für den Kubikmeter umbauten Raum. Der Drehkörperaustauscher hat noch den weiteren Vorteil, daß er äus allen nur denkbaren Werkstoffen in einfachster Weise .hergestellt werden kann, insbesondere aus keramischen Stoffen, z. B. Porzellan, ferner aus Kunststoffen, Ferrosilicium oder ähnlichen Baustoffen, die nur durch sparlose Formgebung zu verarbeiten sind. ` Herstellungsschwierigkeiten sind keinesfalls zu befürchten, da bei dieser Bauart nur ,:einfachste Drehteile verwendet werden, die mühelos hergestellt, z. B. bei Verwendung von Porzellan auf ;der Töpferdrehscheibe, geformt und spannungslos gebfannt werden können. Größere Einheiten des neuen Wärmeaustauschers lassen sich leicht zusammehsetzen oder auseinandernehmen. Auch ist nur eine geringe Zahl von Abdichtungen erforderlich.In the heat exchanger described, the heat exchangers Fabrics without any ribs, recesses or fixtures are inevitably carried out. It In addition to the most favorable flow conditions, this results in a compact design with the largest effective heat transfer surface for the cubic meter of enclosed space. Of the Rotary body exchanger has the further advantage that it äus only conceivable Materials can be produced in the simplest way, in particular from ceramic Substances, e.g. B. porcelain, also made of plastics, ferrosilicon or the like Building materials that can only be processed through economical shaping. `Manufacturing difficulties are by no means to be feared, as with this type of construction only: the simplest turned parts can be used that are easily manufactured, e.g. B. when using porcelain ; the potter's turntable, can be shaped and clamped without tension. Bigger ones Units of the new heat exchanger are easy to assemble or disassemble. Only a small number of seals is also required.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Heat exchanger with forced flow, characterized in that rotating bodies with concentrically running world rings of any shape are connected to one another in such a way that flow spaces are created between them, through which the heat-absorbing or -releasing substances inevitably pass.

2. Heat exchanger according to claim i, characterized in that that the distance between the world rings of two adjacent rotating bodies from the outside increases inward, so that the forced flow occurring during the passage of material is uniform is.

3. Heat exchanger according to claim i and 2, characterized in that only two rotating bodies are provided and combined to form a heat exchange element (Fig. I) and that this heat exchange element is inside of the heat-absorbing or -releasing substance flowed through and outside by a heating or. acted upon by a cooling bath will.

4. Heat exchanger according to claim 3, characterized in that two heat exchange elements are connected to one another at their outer periphery (Fig. 2), so that the heat-absorbing or -releasing substance in one element from the inside out, in the other flows from the outside to the inside and so in the unchanged direction of flow through the to the heat exchange elements lying heating or. Cooling bath passes through it.

5. Heat exchanger according to claims i and 2, characterized in that three rotating bodies form a heat exchange element connected, are (Fig. 3), such that the heat-absorbing or -releasing substance inside the element radially from the inside to the outside and back again from the outside flows inwards, so that it is the same when exiting the heat exchange element Direction of flow received as it had when entering the element.

6. Heat exchanger according to claims i and 2, characterized in that four rotating bodies form a heat exchange element are connected (Fig.4), in such a way that the heat-absorbing or -releasing substance within of the 'element radial \ -on inside to aalten and back again @ -on flows outwards inwards, so that it exits the heat exchange element receives the same flow direction as it had when entering the element and that also within the element a heating or a coolant layer between the substance flowing outwards and back inwards is switched on.

7th Heat exchanger according to claims 1 to 6, characterized in that <let several Heat exchange elements according to claims 3 to 6 of the same or different types are combined into one unit by a common heating or cooling bath (Fig. 5). B. Heat exchanger according to claim r to 7, characterized in that the heat exchange elements made of ceramic materials, in particular porcelain, also plastics, ferro-. Silicon or similar building materials exist that can only be processed by non-cutting shaping are.