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Wärmeaustauschvorrichtung Die Neuerung bezieht sich auf Wärmeaustauschvorrichtungen,
bei welchen die Wärmeaustauschmittel getrennt geführt werden, und betrifft insbesondere
dampfbeheizte Wärmeaustauschvorrichtungen für das Erwärmen oder Erhitzen von Kaltwasser.
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Bekannte Wärmeaustauscher dieser Art bestehen üblicherweise aus ether
Gehäuse, durch welcheedas eine Wärmeaustauschmittel
geführt wird,
und aus einem bzw. einer oder mehreren, in diesem Gehäuse befindlichen Rohren oder
Rohrschlagen, welche vom anderen Wärmeaustauschmittel durchströmt werden. Bei senkrecht
stehenden Wärmeaustauschern dieser Art, bei denen der Heizdampf durch die Rohre
strömt, wird der Dampf im oberen Teil der Rohre kondensiert und das Kondensat im
unteren Teil der Rohre gekühlt.
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Hierbei erreicht das Kondensat in den Rohren wegen des kleinen
| Kondensatvolumens nur eine geringe Geschwindigkeit, was schlechte |
| ärmeübergangaverhältnisse zur Folge hat. Das durch den Mantel |
strömende aufzuwärmende . asser erreicht wegen des größeren Mantelvolumens ebenfalls
eine geringe Geschwindigkeit, wodurch auch hierbei ein schlechter Wärmeübergang
erzielt wird.
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Es ist bekannt, innerhalb der Rohre daß Volumen durch Verdrängorkörper
zu verringern, wobei auch innerhalb des Mantels Verdrngerkörper vorgesehen sein
können, was jedoch zusätzlichen Aufwand bedeutet.
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Zweck der Neuerung ist die Schaffung einee Wärmeaustauschers, bei
welchem die vorgenannten Mängel weitgehend vermieden werden.
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Dies wird dadurch erreicht, daß die Wärmeübertragungsflächen, nämlich
die Kondensations- und Kühlfläche, getrennt angeordnet werden, Im Kondensationsteil
wird das aufzuwärmende Wasser durch ein Rohrbündel geführt, wodurch eine verhältn@smäßig
hohe Geschwindigkeit des aufzuwärmenden Mediums erzielt wird. Der Dampf wird vorzugsweise
durch den Mantelraum geführt, wobei das Volumen des
Mantelraumes
durch an sich bekannte Maßnahmen, wie Verdrängerkörper, verringert werden kann,
was jedoch bei der neuerungegemäßen Wärmeaustauschvorrichtung im wesentlichen dadurch
erreicht wird, daß die gebündelten Rohre ziemlich eng beieinander liegen, um bei
einer Regelung durch Kondensatanstau ein geringes Kondensatvolumen zu erzielen.
Das in dem Kondeneationsteil entstehende Kondensat, welches gegenüber dem Dampf
ein geringes Volumen hat, wird in die Kühlzone geführt, wobei das Kondensat in der
Kühlzone durch eine oder mehrere dünne Rohrschlangen mit hoher Geschwindigkeit geführt
wird. Zur Erreichung besserer Wärmeübergangsverhältnisse kann das Kühlrohr auch
mit Rippen versehen sein. Weiterhin kann die Geschwindigkeit des aufzuwärmenden
Mediums durch Einbau eines oder mehrer Verdrängerkörper erhöht werden.
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Gegenüber bekannten Wärmeaustauschern wird beider neuerungagemäßen
Wärmeaustauschvorriohtung eine sehr schnelle Anstauung des Kondensats im Kondensationsteil
bewirkt, wodurch eine von dieser Kondensat-Anetauung abhängige Regelung der Wärmeaustauschvorrichtung
wesentlich schneller zur Auswirkungäkommt.
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Die neuerungsgemäße Wärmeaustauschvorrichtung, bei welcher die Wärmeaustauschmittel
im Gegenstrom durch ein Gehäuse und in diesem mit geringem Abstand angeordnete Rohre
getrennt voneinander geführt werden, ist in erster Linie dadurch gekennzeichnet,
daß zwei oder mehr hintereinandergeschaltete Elemente vorgesehen werden, bei welchen
das Gehäuse des einen Elementes jeweils mit den Rohren
des benachbarten
Elemente in strömungsverbindung stegt, wobei jedes der Wärmeaustauschmittel, in
der jeweiligen Strömungrichtung gesehen, zunächst durch das Gehäuse des einen Elements
und dann durch die Rohrleitung des nachfolgenden Elemente geführt wird.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Neuerung enthält das Gehäuse des
einen Elemente ein Rohrbündel, während im Gehäuse des anderen Elements eine oder
mehrere dünne Rohrschlangen vorgesehen werden.
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Außerdem bezieht sich die Neuerung darauf, daß ein Element mit Rohrbündel
und ein Element mit Rohrschlangen zu einer baulichen Einheit zusammengefaßt und
in einem gemeinsamen Isoliergehäuse untergebracht werden, Durch einen solchen baukaetenförmigen
Aufbau wird, einem anderen Merkmal der Neuerung entsprechend, die Kombination mehrerer
Wärmeaustauschereinbeiten in Parallel-und/oder Reihenschaltung erleichtert.
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Die Neuerung soll nunmehr anhand der sie beispielaweise wiedergebenden
Zeichnung näher erläutert werden, und zwar zeigt Fig 1 in Sohnittdarstellung eine
neuerungsgemäße Wärmeaustausch-Vorrichtung, während
Fig. 2 eine
Seitenansicht des Wärmeaustauschers nach Fig. 1 wiedergibt.
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Gemäß Fig. 1 besteht die dort gezeigte Wärmeaustausch Vorrichtung
1 aus zwei Elementen 2 und 3, die sich in einem gemeinsamen Wärmeisoliergehäuse
4 befinden. Das Element 2 besteht aus einem Gehäuse 5 und aus einem Bündel von eng
beieinander liegenden Rohren 6. Das Element 3 besteht aus einem Gehäuse 7 und einer
oder mehreren dünnen Rohrschlangen 8.
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In der Mitte des Gehäuses 7 des Elements 3 befindet sich ein Verdrängerkörper
9 in Form eines Blindrohres, welohes auch zur Erhöhung der Turbulenz mit Drallbleohen
ausgesättet sein kann. Das Gehäuse 7 des Elements 3 ist mittel, eines Rohrbogens
10 von 1800 mit dem Bündel der Rohre 6 des Elements 2 verbunden, während das Gehäuse
des Elements 2 durch ein Rohr 11 mit dem oder den Rohrschlagen 8 des Elements 3
in Verbindung steht. Beide Elemente 2 und 3 sich durch Versteifungsbleche 12 und
13 gegeneinander abgestützt. Das Vorbindungsrohr 11 ist in Fig. 1 der Einfachheit
halber gerade eingezeichnet, während es in Wirklichkeit, wie aus Fig. 2 hervorgeht
| außerhalb des leoliergebäusee 4 geführt ist. |
| '. |
| Das heizende oder wärmeabgebende bzw. zu kühlende Wärme- |
| austausohmittel, vorzugsweise Dampf atrUmt duroh den Rohrstutzen |
14, in das Gehäuse 5, des Elements 2, um die Rohre 6 und gelangt als Kondensat durch
das Verbindungsrohr 11 in die
Rohrschlange 6 des Elements 3, um
den Rohrstutzen 15 die Wärmeaustauschereinheit 1 zu verlassen. Die zu erwärmende
Flüssigkeit bzw. Kühlflüssigkeit fliesst durch den Rohrstutzen 16 in das Gehäuse
7 des Elements 3, durch den Rohrbogen 10 in die gebündelten Robre 6 des Elements
2 und verläßt die Wärmeaustauscheinheit 1 durch den Rohrstutzen 17.
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In der dünnen Rohrechlage 8 des Elemente 3 wird das Kondensat mit
hoher Geschwindigkeit geführt und dadurch ein optimaler Wärmeübergang erzielt. Der
in der Mitte des Gehäuses 7 des Elements 3 befindliche Verdrängerkör-er 9 inForm
eines Blindrohrea bewirkt, daß daß durch das Gehäuse 7 strömende Kühlmittel nur
im Bereich der Rohrwindungen der Rohrschlange 8 geführt wird und vor allem eine
höh@re Geschwindigkeit erlangt.
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Der aus Plg. 2 ersichtliche langrunde bagkaatenförmige Gesamtaufbau
der Wärmeaustauschereinheit 1 erleichtert die Kombination mehrerer solcher W@rmeaustauschereinheiten
in Parallel- und oder Reihenschal tung unter größtmöglicher Raumeinsparung.
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Schutzansprüche