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EP0729001A1 - Wärmeübertrager - Google Patents

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Publication number
EP0729001A1
EP0729001A1 EP96102422A EP96102422A EP0729001A1 EP 0729001 A1 EP0729001 A1 EP 0729001A1 EP 96102422 A EP96102422 A EP 96102422A EP 96102422 A EP96102422 A EP 96102422A EP 0729001 A1 EP0729001 A1 EP 0729001A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heat exchanger
gas
tubes
heat
exchanger according
Prior art date
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Granted
Application number
EP96102422A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0729001B1 (de
Inventor
Hans Dr. Förster
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.)
Ingenieurbuero Dr Forster
Original Assignee
Ingenieurbuero Dr Forster
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 Ingenieurbuero Dr Forster filed Critical Ingenieurbuero Dr Forster
Publication of EP0729001A1 publication Critical patent/EP0729001A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0729001B1 publication Critical patent/EP0729001B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/04—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being formed by spirally-wound plates or laminae
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/16—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
    • F28D7/163—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation with conduit assemblies having a particular shape, e.g. square or annular; with assemblies of conduits having different geometrical features; with multiple groups of conduits connected in series or parallel and arranged inside common casing
    • F28D7/1669—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation with conduit assemblies having a particular shape, e.g. square or annular; with assemblies of conduits having different geometrical features; with multiple groups of conduits connected in series or parallel and arranged inside common casing the conduit assemblies having an annular shape; the conduits being assembled around a central distribution tube
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/22—Arrangements for directing heat-exchange media into successive compartments, e.g. arrangements of guide plates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/22—Arrangements for directing heat-exchange media into successive compartments, e.g. arrangements of guide plates
    • F28F2009/222—Particular guide plates, baffles or deflectors, e.g. having particular orientation relative to an elongated casing or conduit
    • F28F2009/224—Longitudinal partitions
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S165/00—Heat exchange
    • Y10S165/355—Heat exchange having separate flow passage for two distinct fluids
    • Y10S165/40—Shell enclosed conduit assembly
    • Y10S165/401—Shell enclosed conduit assembly including tube support or shell-side flow director
    • Y10S165/405—Extending in a longitudinal direction
    • Y10S165/406—Helically or spirally shaped

Definitions

  • the invention relates to a heat exchanger for small liquid and large gas / steam volume flows with a cylindrical outer jacket as a pressure body, preferably using straight, externally finned or laminated pipes with cross flow and cross-counterflow guidance of the heat-exchanging flows.
  • heat exchangers can be used, for example, to heat air and technical gases, including the use of the cold supply of gas / steam flows, to use waste heat flows with low temperature differences under countercurrent conditions, or to cool liquids using cold air or refrigerant vapors.
  • a heat exchanger (patent no. DD 218 167 B1) is known in which the gas / vapor phase enters and exits in a divided central tube without a socket on the cylindrical outer jacket, a thermally insulating partition wall being built into the central tube .
  • the cross-counterflow between a liquid volume flow and a very large gas / vapor volume flow is realized, the gas / vapor volume flow being a ring channel single-flow from 0 ° to 360 ° or double flow from 0 ° to 180 ° flows through and then withdrawn on the outlet side of the central tube.
  • the finned tubes lie exactly across the gas / steam flow and allow the multi-flow on the liquid side with cross-countercurrent guidance of the heat-exchanging media.
  • this principle depends on very large amounts of gas / steam. For smaller quantities of gas / steam, it is not possible to design compact devices with a high heat exchange area density.
  • the invention has for its object to perform a heat exchanger with cross-counterflow guidance of the heat-exchanging flows for moderately large gas / steam volumes and small to very small liquid volume flows so that large increases or decreases in temperature of the flowing media can be realized with minimal pressure losses on the gas side and both the pressure-bearing surface and the surface to be sealed are kept to a minimum, the manufacturing effort is considerably reduced compared to conventional solutions and the density of the heat-exchanging surface is increased with sufficient freedom in the design of the flow cross-sections for the liquid phase.
  • the object is achieved in that the gas / vapor phase flows through concentrically arranged ring channels which are axially equipped with tubes (preferably finned or lamellar tubes), the flowing gas / vapor phase through cylinder jackets made of metal, metal is separated from train to train with non-metal coating or non-metal and at the end of such a ring channel through a final partition and openings in the cylinder jacket the radial transfer of the gas / vapor phase into the next ring channel is made possible, so that the gas / steam phase successively flows through all ring channels from the inside to the outside or from the outside to the inside, and the liquid phase is passed through the axially arranged pipes, the distribution of the liquid in concentrically arranged deflection spaces of the outer end chambers with chamber webs for limiting the number of pipes per train and radially arranged transition openings and thus optimal Kre uz countercurrent conditions of the heat-exchanging media are secured.
  • tubes preferably finned or lamellar tubes
  • the solution according to the invention can be implemented both with one row of pipes per ring channel and with several rows of pipes.
  • the ratio of the volume flows of the available gas / steam quantity to the liquid quantities is decisive for the choice of the design.
  • the partition walls of the ring channels are not formed by solid walls, but by smooth, insulating foils, which are wound over the finned tubes, for example, are tight on them, and an outside play-free design of the ring channels to the heat exchange tubes and thus improved conditions offer for heat transfer, the insulating release film being clamped at its ends in, for example, metallic rails or profiles and the external clamping of the release film being connected to a fixed clamping profile by means of springs and by winding up the separating film, there are low pressure loss transitions between the ring channels, which make separate separating walls unnecessary.
  • the concentric arrangement of several ring channels and their position in relation to a central tube enables a compact design with a high density of the heat-exchanging surface. If the media have temperatures after the heat transfer that are close to the respective ambient temperature and if this entry or exit point of the heat-exchanging media is placed on the outside diameter of the heat exchanger according to the invention, then thermal insulation on the cylindrical outer jacket of the heat exchanger according to the invention is not necessary or minimizable.
  • the execution as a round body provides the possibility of an excellent seal between the heat exchanger according to the invention and the environment, so that the heat transfer from / to dangerous and / or environmentally harmful media can be realized.
  • the cylindrical shape makes it possible to design thin-walled devices that are suitable for higher pressures in the ring channels and in the pipes.
  • the selected arrangement of the pipes to the openings in the cylinder jackets ensures an exact cross-counter flow between the heat-transfer media and an exact cross flow to the fins or fins of the pipes.
  • the pressure losses in the ring channels are very low, especially since this results in rounded gas transfers instead of angular partition walls between the ring channels.
  • individual windows in the cylinder jackets become unnecessary because the full transition cross-section for the gas phase is available through the transition of the separating film from ring channel to ring channel.
  • a major advantage when using a release film instead of fixed cylinder jackets is that the film lies against the outer contour of the pipe.
  • the proposed heat exchanger is characterized by concentrically arranged ring channels 1, which are formed by a central tube 6 and concentrically arranged cylinder jackets 2 or separating foils 16 between two tube sheets 3 and 4.
  • tubes 5 with ribs or fins are fitted in the axial direction.
  • the inflow through a gas / vapor phase (higher volume flow) preferably takes place through the central tube 6 and the outflow via a collector 7.
  • the concentrically arranged cylinder jackets 2 are open at the end of the ring channel 1 to the ring channel above it. Via these openings 8, the gas / vapor phase on the outside of the finned or laminated tubes 5 passes into the following ring channel 1 when an approximately full circular path has been completed through this medium.
  • insulating separating foils 16 are used, this is preferably wound undivided from ring channel 1 to ring channel 1 over the enlarged tube outer surfaces (ribs, fins), which each form the channel end with the partition wall 14 and thus the openings 8 at the transition to the next channel.
  • the end of the film 16 is clamped into the longitudinal profiles of a film tensioner 18 which is guided over two guide angles 19 and is held in tension at a stretch by means of tension springs 20.
  • the clamping profile 21 serves both as a fixed point of the spring and for guiding the film 16.
  • the liquid phase (low volume flow) is supplied via a nozzle 9 and discharged via a nozzle 10. It is possible to extract or supply partial flows of the liquid according to your temperature level via a further connection piece, not shown, between the connection pieces 9 and 10.
  • a further connection piece not shown, between the connection pieces 9 and 10.
  • concentrically arranged deflection spaces 13 are formed, whereby a limited number of tubes 5 are combined to form a flow passage by means of chamber webs 17, so that the liquid phase flows axially between the deflection spaces 13 through the tubes 5 and thus gradually Countercurrent to the gas / vapor phase is performed in the ring channels 1.
  • the liquid phase is radially transferred into the following concentric deflection space 13 via outlet openings 15 or via connecting pieces 10 to the outside.
  • the deflection spaces 13 are formed by variably placeable chamber webs 17.
  • the number of ring channels 1 and tubes 5 is not limited.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager für relativ große Gas-/Dampf- und kleine Flüssigkeits-Volumenströme im Kreuz-Gegenstrom unter Verwendung von geraden, vorzugsweise außen berippten oder lamellierten Rohren, wobei die Gas-/Dampf-Phase in konzentrisch angeordneten Ringkanälen strömt, die mit axial angeordneten, flüssigkeitsdurchströmten Rohren bestückt sind, wobei die Gas-/Dampf-Strömung nach Vollendung einer Kreisbahn durch radial angeordnete Öffnungen in einem Zylindermantel in den jeweils nächsten Ringkanal übertritt. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmeübertrager für kleine Flüssigkeits- und große Gas-/Dampf-Volumenströme mit zylindrischem Außenmantel als Druckkörper unter vorzugsweiser Verwendung gerader, außen berippter oder lamellierter Rohre mit Queranströmung und Kreuz-Gegenstrom-Führung der wärmeaustauschenden Ströme. Anwendbar sind solche Wärmeübertrager zum Beispiel zur Erhitzung von Luft und technischen Gasen einschließlich der Nutzung des Kältevorrates von Gas-/Dampfströmen, zur Nutzung von Abwärmeströmen bei geringen Temperaturdifferenzen unter Gegenstrombedingungen oder zur Abkühlung von Flüssigkeiten durch kalte Luft bzw. Kältemitteldämpfe.
  • Bekannt ist ein Wärmeübertrager (Patent-Nr. DD 218 167 B1), bei dem der Ein- und Austritt der Gas-/Dampf-Phase in einem unterteilten Zentralrohr ohne Stutzen am zylindrischem Außenmantel erfolgt, wobei in das Zentralrohr eine thermisch dämmende Trennwand eingebaut ist. Bei dieser Konstruktion wird der Kreuz-Gegenstrom zwischen einem Flüssigkeits-Volumenstrom und einem sehr großen Gas-/Dampf-Volumenstrom realisiert, wobei der Gas-/Dampf-Volumenstrom einen Ringkanal einflutig von 0° bis 360° oder zweiflutig von 0° bis 180° durchströmt und danach auf der Austrittsseite des Zentralrohres wieder abgezogen wird. Die berippten Rohre liegen dabei exakt quer zur Gas-/Dampf-Strömung und gestatten die Mehrflutigkeit auf der Flüssigkeitsseite mit Kreuz-Gegenstrom-Führung der wärmeaustauschenden Medien. Dieses Prinzip ist allerdings auf sehr große Gas-/Dampf-Mengen angewiesen. Für kleinere Gas-/Dampf-Mengen ist es nicht möglich, kompakte Apparate mit großer Wärmeaustausch-Flächendichte zu gestalten.
  • Eine Anwendung des beschriebenen Wärmeübertragerprinzips mit mehreren in radialer Richtung parallelgeschalteten Rohrreihen für 2/2-flutige Ausführung und Teilkondensation von kondensierbaren Gasinhaltsstoffen ist in DE 41 02 294 A1 angegeben. Hier wird auch eine Ausführung mit Schwimmkopf gezeigt. Wegen der radialen Parallelschaltung der Rippenrohre und der 2/2-Flutigkeit ist diese Konstruktion ebenfalls nur für sehr große Gas-/Dampfmengen einsetzbar, also eher für Turboverdichter und nicht für Kolbenverdichter, wie in der zitierten Patentschrift angegeben. Analoge Anmerkungen gelten für die Patentschrift DE 41 02 293 A1. Hier werden sehr große Zentralrohre, Schwimmkopf und Einbau von Tropfenabscheidern vorgeschlagen, wobei die Gasphase in einem gesonderten Tunnel innerhalb des Zentralrohres abgezogen wird. Auch diese Ausführung ist für mittlere Gas- oder Dampfvolumenströme ungeeignet und bietet der Gasphase nur einen kurzen Strömungsweg an, der die Anwendung wie in den vorbeschriebenen Fällen auf geringe Temperaturzu- oder -abnahme der Medien einschränkt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wärmeübertrager mit Kreuz-Gegenstrom-Führung der wärmetauschenden Ströme für mäßig große Gas/Dampf-Volumina und kleine bis sehr kleine Flüssigkeitsvolumenströme so auszuführen, daß große Temperaturzunahmen bzw. -abnahmen der strömenden Medien realisierbar sind bei minimalen Druckverlusten auf der Gasseite und sowohl die drucktragende Oberfläche als auch die abzudichtende Fläche minimal gehalten, der Fertigungsaufwand gegenüber herkömmlichen Lösungen beträchtlich gesenkt und bei genügender Freiheit der Gestaltung der Strömungsquerschnitte für die Flüssigphase die Dichte der wärmeaustauschenden Oberfläche erhöht wird.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Gas-/Dampf-Phase durch konzentrisch angeordnete Ringkanäle strömt, die axial mit Rohren (vorzugsweise Rippen- oder Lamellenrohren) bestückt sind, wobei die strömende Gas-/Dampf-Phase durch Zylindermäntel aus Metall, Metall mit Nichtmetallbeschichtung oder Nichtmetall von Zug zu Zug getrennt ist und am Ende eines solchen Ringkanals durch eine abschließende Trennwand und Öffnungen im Zylindermantel der radiale Übertritt der Gas-/Dampf-Phase in den nächsten Ringkanal ermöglicht wird, so daß die Gas-/Dampf-Phase nacheinander alle Ringkanäle von innen nach außen oder von außen nach innen durchströmt, und die flüssige Phase durch die axial angeordneten Rohre geleitet wird, wobei die Verteilung der Flüssigkeit in konzentrisch angeordneten Umlenkräumen der äußeren Endkammern mit Kammerstegen für die Begrenzung der Rohranzahl pro Zug und durch radial angeordnete Übertrittsöffnungen erfolgt und damit optimale Kreuz-Gegenstrom-Bedingungen der wärmeaustauschenden Medien gesichert werden.
    Die erfindungsgemäße Lösung kann sowohl mit einer Rohrreihe pro Ringkanal als auch mit mehreren Rohrreihen realisiert werden. Für die Wahl der Ausführung ist das Verhältnis der Volumenströme der verfügbaren Gas-/Dampf-Menge zu den Flüssigkeitsmengen entscheidend.
    In einer besonderen Ausgestaltung der Vorrichtung werden die Trennwände der Ringkanäle nicht von festen Wänden sondern von glatten, isolierenden Folien gebildet, die über die z.B. berippten Rohre gewickelt werden, auf diesen eng anliegen und eine außen spielfreie Gestaltung der Ringkanäle zu den Wärmeaustauschrohren und damit verbesserte Bedingungen für die Wärmeübertragung bieten, wobei die isolierende Trennfolie an ihren Enden in z.B. metallischen Schienen oder Profilen eingespannt und die äußere Einspannung der Trennfolie über Federn dehnungsweich mit einem festangeordneten Spannprofil verbunden ist und durch das Aufwickeln der Trennfolie druckverlustarme Übergänge zwischen den Ringkanälen entstehen, die separate Trennwände entbehrlich machen.
  • Die erfindungsgemäße Lösung bietet folgende Vorteile:
  • Durch die konzentrische Anordnung mehrerer Ringkanäle ineinander und deren Position zu einem Zentralrohr ist eine kompakte Bauweise mit einer hohen Dichte der wärmeaustauschenden Oberfläche möglich. Weisen die Medien nach der Wärmeübertragung Temperaturen auf, die nahe der jeweiligen Umgebungstemperatur liegen, und platziert man diesen Ein- bzw. Austrittspunkt der wärmetauschenden Medien am Außendurchmesser des erfindungsgemäßen Wärmeübertragers, dann ist die Ausführung einer thermischen Dämmung auf dem zylindrischen Außenmantel des erfindungsgemäßen Wärmeübertragers nicht notwendig oder minimierbar. Durch die Ausführung als Rundkörper ist die Möglichkeit einer hervorragenden Abdichtung zwischen dem erfindungsgemäßen Wärmeübertrager und der Umwelt gegeben, so daß auch der Wärmeübergang von/zu gefährlichen und/oder umweltschädlichen Medien realisiert werden kann. Die zylindrische Form bietet die Möglichkeit, dünnwandige Apparate auszuführen, die für höhere Drücke in den Ringkanälen und in den Rohren geeignet sind. Durch die gewählte Anordnung der Rohre zu den Öffnungen in den Zylindermänteln ist ein exakter Kreuz-Gegenstrom zwischen den wärmeübertragenden Medien und ein exakter Querstrom zu den Rippen bzw. Lamellen der Rohre gewährleistet. Durch die Verwendung glatter isolierender Folien sind die Druckverluste in den Ringkanälen sehr gering, zumal dadurch gerundete Gasübertritte anstelle eckiger Trennwände zwischen den Ringkanälen entstehen. Gleichzeitig werden einzelne Fenster in den Zylindermänteln entbehrlich, weil durch Übergang der Trennfolie von Ringkanal zu Ringkanal der volle Übertrittsquerschnitt für die Gasphase zur Verfügung steht. Ein wesentlicher Vorteil bei Verwendung einer Trennfolie anstelle fester Zylindermäntel ist das Anliegen der Folie an der Außenkontur des Rohres. Auf diese Weise wird die Strömung in die vergrößerten Außenflächen der Rohre (Rippen, Lamellen) zwangsgeführt, was den Wärmeübergang stark verbessert. Schließlich entstehen durch die Verwendung einer solchen Trennfolie anstelle starrer Zylindermäntel fertigungstechnische und Kostenvorteile. Ferner erhöht sich die Kompaktheit weiter und die Masse des Apparates wird reduziert.
    • Ausführungsbeispiel
  • Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert werden.
  • Dabei zeigen:
    • Fig. 1
    einen Axialschnitt durch den erfindungsgemäßen Wärmeübertrager mit drei konzentrisch angeordneten Ringkanälen;
    Fig. 2
    einen Radialschnitt durch den gas-/dampfdurchströmten Teil des erfindungsgemäßen Wärmeübertragers mit gleichsinniger Strömungsrichtung im Ringkanal;
    (Die berippten oder lamellierten Rohre sind in Fig. 2 nicht dargestellt.)
    Fig. 3
    einen Schnitt durch die Endkammer des erfindungsgemäßen Wärmeübertragers mit drei konzentrisch angeordneten Ringkanälen, wobei drei Rohre zu einem Zug für die Flüssigkeit zusammengefaßt sind;
    Fig. 4
    eine technische Lösung für die Befestigung des äußeren Endes der Trennfolie mit Darstellung der Gasübertritte bei Verwendung von Trennfolien.
  • Der vorschlagsgemäße Wärmeübertrager ist charakterisiert durch konzentrisch ineinander angeordnete Ringkanäle 1, die von einem Zentralrohr 6 und konzentrisch angeordneten Zylindermänteln 2 oder Trennfolien 16 zwischen zwei Rohrböden 3 und 4 gebildet werden. In diesen Ringkanälen 1 sind Rohre 5 mit Rippen- oder Lamellenbestückung in axialer Richtung eingebaut. Die Anströmung durch eine Gas-/Dampf-Phase (höherer Volumenstrom) erfolgt vorzugsweise durch das Zentralrohr 6 und die Abströmung über einen Sammler 7. Die konzentrisch angeordneten Zylindermäntel 2 sind am Ende des Ringkanals 1 zum darüber liegenden Ringkanal offen. Über diese Öffnungen 8 tritt die Gas-/Dampf-Phase auf der Außenseite der berippten oder lamellierten Rohre 5 in den jeweils folgenden Ringkanal 1 über, wenn eine annähernd volle Kreisbahn durch dieses Medium absolviert wurde. Bei Verwendung von isolierenden Trennfolien 16 wird diese vorzugsweise ungeteilt von Ringkanal 1 zu Ringkanal 1 über die vergrößerten Rohraußenflächen (Rippen, Lamellen) aufgewickelt, die beim Übergang zum nächsten Kanal jeweils den Kanalabschluß mit der Trennwand 14 und damit die Öffnungen 8 bilden.
    Für das faltenfreie Anliegen der Folie 16 an den Rohren 5 wird das Ende der Folie 16 in Längsprofile eines Folienspanners 18 eingespannt, der über zwei Führungswinkel 19 geführt und über Spannfedern 20 dehnungsweich auf Spannung gehalten wird. Das Spannprofil 21 dient dabei sowohl als Festpunkt der Feder als auch zur Führung der Folie 16.
  • Im Kreuz-Gegenstrom zur Gas-/Dampf-Phase in den Ringkanälen 1 wird die Flüssigphase (geringer Volumenstrom) über einen Stutzen 9 zu- und über einen Stutzen 10 abgeführt. Es ist möglich, Teilströme der Flüssigkeit entsprechend Ihres Temperaturniveaus über einen weiteren, nicht dargestellten Stutzen zwischen den Stutzen 9 und 10 zu entnehmen oder zuzuführen. Durch die Endkammern 11 und 12 werden konzentrisch angeordnete Umlenkräume 13 gebildet, wobei durch Kammerstege 17 jeweils eine begrenzte Anzahl von Rohren 5 zu einem Strömungsgang zusammengefaßt werden, so daß die Flüssigphase axial zwischen den Umlenkräumen 13 durch die Rohre 5 strömt und so schrittweise im Kreuz-Gegenstrom zur Gas-/Dampf-Phase in den Ringkanälen 1 geführt wird. Am Ende der konzentrischen Umlenkräume 13 der Endkammern 11 und 12 erfolgt der radiale Übertritt der flüssigen Phase in den folgenden konzentrischen Umlenkraum 13 über Übertrittsöffnungen 15 oder über Stutzen 10 nach außen. Die Umlenkräume 13 werden durch variabel platzierbare Kammerstege 17 gebildet. Die Anzahl der Ringkanäle 1 und der Rohre 5 ist nicht begrenzt.

Claims (5)

  1. Wärmeübertrager für kleine Flüssigkeits- und große Gas-/Dampf-Volumenströme mit zylindrischem Außenmantel als Druckkörper unter vorzugsweiser Verwendung gerader, außen berippter oder lamellierter Rohre mit Queranströmung und Kreuz-Gegenstrom-Führung der wärmeaustauschenden Ströme, gekennzeichnet dadurch, daß um ein an sich bekanntes Zentralrohr (6) Zylindermäntel (2) konzentrisch so angeordnet sind, daß durch sie Ringkanäle (1) gebildet werden und daß sowohl das Zentralrohr (6) mit einem Zylindermantel (2) als auch die Zylindermäntel (2) untereinander durch eine oder mehrere Trennwände (14) in Verbindung stehen und ein Übertritt der Gas-/Dampf-Volumenströme zwischen dem Zentralrohr (6) und dem innersten Ringkanal (1), sowie zwischen den Ringkanälen (1) selbst und zwischen dem äußeren Ringkanal (1) und dem Sammler (7) durch Öffnungen (8) erfolgt und daß sich in den Ringkanälen (1) Rohre (5) befinden, die durch Endkammern (11, 12) mit Umlenkräumen (13) an den Stirnseiten des Wärmeübertragers in Verbindung stehen.
  2. Wärmeübertrager nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Trennwände (14) zwischen den Ringkanälen (1) jeweils nach einer annähernd vollen Kreisbahn im Ringkanal schräg eingefügt sind oder daß durch eine vorzugsweise ungeteilte isolierende Trennfolie (16), die über die Außenkonturen der wärmeübertragenden Rohre (5) gewickelt ist, Trennwände (14) gebildet werden und gleichzeitig Öffnungen (8) durch Übergang der Trennfolie (16) zum nächsten Ringkanal entstehen.
  3. Wärmeübertrager nach Anspruch 1 bis 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Zylindermäntel (2) ein- oder mehrschichtig ausgebildet sind und/oder aus thermisch dämmendem Material bestehen.
  4. Wärmeübertrager nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Rohre (5) auf der Außenseite mit oberflächenvergrößernden Mitteln versehen sind.
  5. Wärmeübertrager nach Anspruch 2 mit Trennwänden (2) durch Aufwickeln von isolierenden Trennfolien (16), gekennzeichnet dadurch, daß die Trennfolie (16) am äußeren Ende im Folienspanner (18) eingespannt und dieser über Federn (20) mit einem fest angeordneten Spannprofil (21) verbunden ist, wobei das Spannprofil (21) gleichzeitig die Führung der Trennfolie (16) zum Hüllkreis der äußeren Rohrreihe übernimmt.
EP96102422A 1995-02-20 1996-02-17 Wärmeübertrager Expired - Lifetime EP0729001B1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19505746 1995-02-20
DE19505746 1995-02-20

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0729001A1 true EP0729001A1 (de) 1996-08-28
EP0729001B1 EP0729001B1 (de) 1999-09-01

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EP96102422A Expired - Lifetime EP0729001B1 (de) 1995-02-20 1996-02-17 Wärmeübertrager

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US (1) US5690169A (de)
EP (1) EP0729001B1 (de)
DE (1) DE19601579C2 (de)

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