DE1054101B

DE1054101B - Waermeaustauscher

Info

Publication number: DE1054101B
Application number: DESCH17672A
Authority: DE
Inventors: Ferdinand Stoehr
Original assignee: Schuetze A G
Current assignee: Schuetze A G
Priority date: 1955-03-31
Filing date: 1955-03-31
Publication date: 1959-04-02

Description

DEUTSCHES

BIBLIOTHEK DES DEUTSCHEN PATENTAMTES

Gegenstand der Erfindung ist ein Wärmeaustauscher für Flüssigkeiten, Dämpfe und Gase, der aus einer Mehrzahl von mit Boden und Zarge sowie seitlichen Zu- und Abflußstutzen versehenen, zu einem Turm dicht übereinandersetzbaren plattenförmigen Elementen mit auf der Seite der Zarge angeordneten Rippen bzw. Profilierungen zur Bildung langer zickzackförmiger Durchflußkanäle besteht, die abwechselnd von einem heißen und einem kälteren Medium durchströmt werden.

Wärmeaustauscher dieser Art sind bekannt. Sie eignen sich jedoch nicht für aggressive Säuren und Alkalien, für die bisher nur Wärmeaustauscher mit säurefest emaillierten Rohrbündeln Anwendung fanden. Bei diesen bereitet erfahrungsgemäß aber nicht nur die Innenemaillierung, insbesondere bei kleinen Rohrdurchmessern, große Schwierigkeiten, sondern es mangelt hier auch an der Möglichkeit, den Emailüberzug auf Zustand und Haltbarkeit zu prüfen bzw. nachzukontrollieren, was bei stark angreifenden Medien, wie z. B. heißer konzentrierter Salzsäure, unerläßlich ist.

Die geschilderten Nachteile werden durch den Erfindungsgegenstand dadurch wirksam behoben, daß seine plattenförmigen Bauelemente entweder auf der mit Rippen versehenen Innenfläche oder auf der Bodenfläche emailliert und so angeordnet sind, daß beim Zusammensetzen jeder zweite Durchflußkanal allseitig säurefest ausgekleidet ist. Diese besondere Ausgestaltung der Durchflußelemente gestattet die Emaillierung und einwandfreie Überprüfung der Strömungsflächen vor dem Zusammenbau bei guter allseitiger Zugänglichkeit. Erfindungsgemäß sind ferner die Durchflußelemente der Wärmedehnung gemäß durch elastische Verbindungsstutzen miteinander verbunden, die bei den emaillierten Durchflußkanälen Dehnungsstücke sind, die aus längs elastischem säurefestem Kunststoff, z. B. Tetrafluoräthylen, bestehen und bei den nicht emaillierten Durchflußkanälen durch elastische metallische Dehnungsstücke gebildet werden. Durch diese Ausgestaltung werden Wärmespannungen auch bei höchsten Temperaturen ausgeglichen.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele nach der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Wärmeaustauscher,

Fig. 2 die zugehörige Aufsicht,

Fig. 3 die Aufsicht auf ein Durchflußelement des Wärmeaustauschers der Fig. 1,

Fig. 4 einen senkrechten Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Wärmeaustauscher anderer Ausführungsart,

Fig. 5 eine Aufsicht auf ein Durchflußelement des Wärmeaustauschers der Fig. 4.

Anmelder:

Schütze A. G.,
Ludwigshafen/Rhein-Oggersheim

Ferdinand Stöhr,
Ellerstadt (Kr. Neustadt an der Weinstraße),
ist als Erfinder genannt worden

Der in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Wärmeaustauscher besteht aus den aufeinandergesetzten Durchflußelementen 1 a bis 1 z, die mittels der Krümmer 16 und der elastischen Verbindungsstutzen 17 vorzugsweise aus Tetrafluoräthylen miteinander verbunden sind und in die die heiße aggressive Säure oder Lauge bei a ein- und bei b austritt. Diese Durchflußelemente wechseln mit den Durchfluß elementen 2 a bis 2 ζ ab, die mittels der Krümmer 16 und der elastischen Verbindungsstutzen 18 miteinander verbunden sind und in die die Kühlflüssigkeit bei c ein- und bei d austritt. Der Wärmeaustauscher arbeitet also nach dem Gegenstromprinzip. Alle Durchflußelemente bestehen aus je einem Boden 3 und einer Zarge 4. Die Durchfluß elemente la bis Iz sind einschließlich der Stutzen 5 und 6 auf ihrer ganzen Innenfläche 26 mit einem gegen aggressive Säuren oder Laugen widerstandsfähigen Emailüberzug versehen, während die Durchflußelemente 2 a bis 2 ζ auf ihrer unteren Außenseite 27 den gleichen Emailüberzug tragen. Dadurch ist der vorzugsweise gußeiserne Wärmeaustauscher auf dem gesamten Durchflußweg der aggressiven heißen Säure bzw. Lauge gegen Materialangriff geschützt. Außerdem ist die Möglichkeit gegeben, die Emaillierung der säure- bzw. laugeführenden Flächen vor dem Zusammenbau in bequemer Art homogen auszuführen und den fertigen Überzug auf Qualität und Haltbarkeit zu prüfen. Die Böden 3 der einzelnen Durchflußelemente sind in an sich bekannter Art zwecks Bildung langer zickzackförmiger Durchflußkanäle mit Rippen 7, 8, 9 versehen und die Durchflußelemente durch vorstehende Ringe 10 und Eindrehun-

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Claims

gen 11 unter Zwischenlage von Dichtungsringen 12 zentriert. Ferner sind an den Zargen 4 der Durchflußelemente mit Schlitzen 13 od. dgl. versehene Flansche 14 vorgesehen, die zur Verbindung der Durchflußelemente mittels Einlegschrauben dienen und die in Fig. 1 mit 15 angedeutet sind. Der ganze Wärmeaustauscher sitzt auf einem Bodenring 19 und ist oben durch eine Haube 20 abgeschlossen. Die Ausführungsform nach den Fig. 4 und 5 eignet sich besonders für den Wärmeaustausch zwischen einem flüssigen und einem gasförmigen Medium oder zwei flüssigen Medien. Der Boden 21 ist mit Rippen 22, 23 und 24 versehen, mit Hilfe welcher sowohl für für das gasförmige als auch das flüssige Medium jeweils ein langer zickzackförmiger Durchflußkanal entsteht. Der Weg für beide im Gegenstrom geführte Medien ist in der Fig. 4 durch Pfeile gekennzeichnet. Auch hier sind die Durchflußelemente an den dem Strom des aggressiven Mediums ausgesetzten Flächen mit einem widerstandsfähigen Emailüberzug versehen, ao wofür das über die Emaillierung des Wärmeaustauschers gemäß Fig. 1 bis 3 Gesagte in gleicher Weise gilt. Beide Medien werden mit Hilfe der wellenförmigen Durchflußelemente und der vertikalen Rippen 22, 23 und 24 in zickzackförmiger Bahn geführt. Die sich gegenüber den flachen Böden des Wärmeaustauschers nach Fig. 1 ergebende größere Oberfläche der wellenförmigen Böden wirkt sich in einer höheren Wärmeausbeute aus. An Stelle der Hintereinanderschaltung jedes zweiten Durchflußelementes kann zwecks Vergrößerung der Kühlwirkung jedes zweite Durchflußelement auch direkt an die Leitung für das Kühlmedium angeschlossen werden, wobei das gleiche auch für das zu kühlende gasförmige oder flüssige Medium gilt. Patentansprüche:

1. Wärmeaustauscher, bestehend aus einer Mehrzahl von mit Boden und Zarge sowie seitlichen Zu- und Abflußstutzen versehenen, zu einem Turm dicht übereinandersetzbaren plattenförmigen Elementen mit auf der Seite der Zarge angeordneten Rippen bzw. Profilierungen zur Bildung langer zickzackförmiger Durchflußkanäle, die abwechselnd von einem heißen und einem kälteren Medium durchströmt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die plattenförmigen Elemente entweder auf der mit Rippen versehenen Innenfläche oder auf der Bodenfläche emailliert und so angeordnet sind, daß beim Zusammensetzen jeder zweite Durchflußkanal allseitig säurefest ausgekleidet ist.

2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einander entsprechenden Durchflußkanäle der Wärmedehnung gemäß durch elastische Verbindungsstutzen miteinander verbunden sind, die bei den emaillierten Durchflußkanälen durch Dehnungsstücke aus längs elastischem säurefestem Kunststoff, z. B. Tetrafluoräthylen, und bei den nicht emaillierten Durchflußkanälen durch Dehnungsstücke aus elastischem Metall gebildet werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 862 161, 758 790,
050, 490038, 216 126;

österreichische Patentschriften Nr. 174067, 99 428; Referate aus dem technischen Gebiet der chemischen Industrie, Verlag Chemie GmbH., Weinheim, 28. 7. 1953, S. 940.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen