DE843420C - Waermeaustauscher - Google Patents

Description

• Wärmeaustauscher Für das Kühlen oder Erhitzen von stark korrodierenden (fasen, wie Chlor, Chlorwasserstoff od. dgl., kommen entweder Wärmeaustauscher aus den gut wärmclcitenden, aber teueren Werkstoffen Silber, Tantal, Platin oder Gold oder aus den billigeren Werkstoffen Porzellan, Steinzeug, Kunststoff oder Hartgummi, die aber eine geringere Wärmeleitfähigkeit aufweisen, in Betracht. Emailliertes Eisen, das man ebenfalls für diese Zwecke verwendet, hat zwar eine vcrhälttiismät3ig gute Wärmeleitfähigkeit; neigt jedoli sehr zur Bildung von Haarrissen in der Oberfläche. Derartige Wärmeaustauscher können z. B. aus einem Rohrbündel bestehen, -dessen Rohre in der Regel von einer Flüssigkeit durchströmt werden, -,vährend das Gas die Außenwandung der Rohre überwiegend im Kreuzstrom beaufschlagt. Eine andere Art der gebräuchlichen Wärmeaustauscher für Gasflüssigkeit ist die Rippenrohranordnung, bei der die Rohre zwecks Vergrößerung ihrer wärmeübertragenden Oberfläche mit Querrippen versehen sind. Man kann auch zwei Rohre konzentrisch ineinander anordnen, wobei das eine Rohr von der Flüssigkeit, das andere vom Gas durchströmt wird.
• Bei Ausführung dieser Wärmeaustauscher aus korrosionsfesten Werkstoffen ergeben sich, abgesehen von strömungstechnischen Nachteilen, z. B. der Ausbildung von Wirbelgebieten bei quer ange= strömten Rohrbündeln mit Leitblechen, oder von wirtschaftlichen Nachteilen, z. B. unbefriedigenden Wärmeaustauschflächen bei hohem Werkstoffaufwand im Falle des Doppelrohrtyps, weitere Schwierigkeiten dadurch; daß manche Konstruktionen im halle der Verwendung von Bausfoften der obengenannten zweiten Gruppe nicht oder nur umvirtschaftlich, d. h. unter Irakaufnehmen größerer Xusschußzahlen, ausgeführt werden können. Zum Teil sind die Werkstoffe auch nicht genügend temperaturbeständig, wie Kunststoffe und Gummi, oder temperatiirwechselbeständig, wie Steinzotig, oder oberflächendicht, wie Emaille. Es besteht daher ein Mangel an korrosionsfesten Wärm.eaustauschern, insbesondere Gaskühlern, mit hoher Leistung. und einem weiten thermischen Anwendungsbereich.
• Gegenstand der Erfindung ist nun ein Wärineaustauscher, der diesen Forderungen in hohem Maße entspricht. Er besteht aus zwei konzentrischen Rohren aus nichtmetallischen Wcrkstoften, insbesondere aus Graphit oder Kohle, und die Außenwandung des Innenrohres ist mit einem mehrgängigen Gewinde versehen, und dieses ist von den Außenrohr dicht umschlossest. Als Werkstoff wlhlt man vorzugsweise Graphit- oder Kolilemassen, die durch Imprägnierung mit Kunststoffen nach an sich bekannten Verfahren flüssigkeits- und gasdicht gemacht sind. Diese Massen besitzen eine gute Wärmeleitfähigkeit Lind eine gute Beständigkeit gegen chemische Angriffe und haben außerdem den Vorzug der Preisgünstigkeit und der wirtschaftlichen Verarbeitbarkeit. Durch das mehrgängige Gewinde auf der :1tif.)enw-aiidung des Innenrohres wird die wärmeaustauschende Fläche sehr wirksam vergrößert. Diese Schraubenflächen können beispielsweise in Form eines Spitz-, Flach-, Trapez- oder Kordelgewindes ausgeführt sein. Das in den Mantelraum zwischen dem Innen- und Außenrohr eintretende Medium teilt sich in mehrere der Anzahl der Gewindegänge entsprechende Ströme auf, und diese Ströme nehmen ihren Weg durch die von Innenrohr und Außenrohr einerseits und den Gewindeflanken andererseits gebildeten I3ohlräume; sie bewegen sich also schraubenförmig um das Innenrohr und in Hauptrichtung der Rohrachse. Bei einer solchen Anordnung wird zufolge der kleinen hydraulischen Durchmesser und der kleinen Windungsdurchm@esser der schraubenförmigen Ströme die Wärmeühergangszahl sehr günstig beeinflußt.
• Es empfiehlt sich, mehrere solche aus einem Außen- und Innenrohr bestehende Elemente an den Rohrenden in gemeinsame Sammelkästen münden zu lassen, von denen jeder zwei Kammern für die beiden im Wärmeaustausch miteinander stehenden Medien enthält.
• Eine derartige Ausführungsform der Erfindung wird durch die Zeichnung veranschaulicht. Abb. t ist ein senkrechter Schnitt durch die Vorrichtung, während Abb.2 einen Querschnitt nach A-B darstellt. Der Wärmeaustauscher besteht in diesem Falle aus zehn Einzelelementen, die sich aus je einem Außenrohr i und je einem finit mehrgängigem Gewinde versehenen Innenrohr 2 zusammensetzen. Die beiden Sammelkästen 3a und 31' sind mit Zu- und Abführungsstutzen 5a und 5I' für das eine Medium und mit Zu- und Abführungsstutceii 611 und 6r' für das andere Medium versehen. Die Unterteilung der Kästen in die für die beiden Medien bestimmten zwei Kammern ist aus der Zeichnung ohne Erläuterung ersichtlich. Der Ablaufstutzen 4 dient zur etwa erforderlichen Kondensatabführung.
• Mehrere Wärmeaustauschereinheiten dieser Art können zu einem Block vereinigt werden, wie in Abb.3 dargestellt ist. Auf diese Weise lassen sich beliebig große Austauscherflächen erzielen, und dennoch ist bei auftretenden Schäden eine leichte Auswechselbarkeit gewährleistet. Die gesamte Vorrichtung kann auch in einen Wasserkasten gestellt werden, wodurch die Kühl- oder Heizleistung weiterhin erhöht wird.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Wärmeaustauscher, bestehend aus zweikonzentrischen Rohren, dadurch gekennzei;,hnet, daß die Rohre aus nichtmetallischen Werkstoffen, insbesondere aus Graphit oder Kohle, bestehen und daß die AuBenwandung des Innenrohres mit einem mehrgängigen Gewinde versehen und dieses von dem Außenrohr dicht umschlossen ist.
2. 2. Wärmeaustausch.er nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere aus Außen-und Innenrohr bestehende Elenieiite an den Rohrenden in gemeinsame Sammelkästen münden, von denen jeder zwei Kammern für die beiden im Wärmeaustausch stehenden Medien enthält.