DE3206799A1 - Koaxialwaermetauscher - Google Patents
KoaxialwaermetauscherInfo
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- 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
- F28F9/26—Arrangements for connecting different sections of heat-exchange elements, e.g. of radiators
-
- 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
- F28D7/10—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 one within the other, e.g. concentrically
- F28D7/106—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 one within the other, e.g. concentrically consisting of two coaxial conduits or modules of two coaxial conduits
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Description
32 "Γ" "3
- 3 Koaxialwärmetauscher
Die Erfindung betrifft einen Koaxialwärmetauscher mit einem Innenrohr und einem das Innenrohr mit Abstand
unter Bildung eines Ringraumes umgebenden Außenrohr, rrr *■ in axialer Richtung in dessen Enden
in das Innenrohr mündenden ersten Anschlußstutzen und in etwa radialer Richtung in dessen Endabschnitten
in den Ringraum mündenden zweiten Anschlußstutzen.
Derartige Wärmetauscher sind bekannt und werden derzeit vorzugsweise aus Kupfer angefertigt, weil
dieses Material einerseits eine hohe Wärmeleitfähigkeit und andererseits eine relativ leichte Verarbeitbarkeit
aufweist. Am Ende dieses bekannten Koaxialwärmetauschers sind Formstücke eingesetzt,
welche jeweils sowohl den ersten als auch den zweiten Anschlußstutzen aufweise und mit welchen
das Innenrohr und das Außenrohr stumpf verbunden werden.
Ein Nachteil der Wärmetauscher aus Kupfer besteht darin, daß das Material elektrolytisch nicht neutral
ist, so daß ein derartiger Wärmetauscher in seinen Einsatzmöglichkeiten beschränkt ist, so kann er
beispielsweise nicht mit verzinkten Leitungen verbunden werden. Bei der Verwendung von Kupfer besteht
außerdem nur eine begrenzte Druckbelastbarkeit,
OZ... J
außerdem ist eine Beschränkung hinsichtlich der als Strömungsmittel zulässigen Medien gegeben. Bei
aggressiven Wässern, in der Lebensmittel- oder Getränkeindustrie, bei Wäschereien und auf vielen
anderen Anwendungsgebieten ist die Verwendung von Wärmetauschern aus Kupfer nicht oder nur in sehr
begrenztem Urnfang möglich.
Es besteht deshalb des Bestreben, vorzugsweise Wärmetauscher aus Edelstahl anzuwenden, weil dieses
Material elektrolytisch neutral ist, höheren Drücken ausgesetzt werden kann und auch bei aggressiven
Strömungsmitteln benutzt werden kann.
Edelstahlwärmetauscher sind deshalb sehr vielseitig anwendbar und vereinfachen dadurch die Lagerhaltung.
Als wärmeübertragende Strömungsmittel finden häufig
Spezialmedien Anwendung, wie sie beispielsweise unter der Bezeichnung Frigen oder TKL im Handel sind.
Aufgrund gesetzlicher Vorschriften, wie sie beispielsweise
in Deutschland oder den U.S.A. bestehen, muß darauf geachtet werden, daß diese Medien nicht mit
Brauchwasser, insbesondere Trinkwasser, in Verbindung gelangen. Es muß also die Wärmetauscherkonstruktion
so beschaffen, sein, daß nicht etwa in Folge von Korrosionserscheinungen der Innenraum des Innenrohrs
mit dem Ringraum zwischen Außen- und Innenrohr in Verbindung treten kann. Auch bei einer Herstellung
von Wärmetauschern aus Edelstahl ist diese Gefahr nicht beseitigt, wenn beispielsweise Schweißverbindungen
durch Korrosion undicht werden, wobei die Gefahr bei Wärmetauschern aus Edelstahl vor allem
deshalb besondere Beachtung erfordert, weil wegen der hohen Widerstandsfähigkeit des Edelstahls gegenüber
aggressiven Strömungsmedien die Schweißverbindungen bei derartigen Wärmetauschern höheren
Aggressionswirkungen ausgesetzt sein werden.
Die Verwendung der bei Koaxialwärnetauschern aus Kupfer vorgesehenen, die Anschlußstutzen aufweisenden
Formstücke ist bei Koaxialwärmetauschern aus Edelstahl schon deshalb unvorteilhaft, weil die Anfertigung
derartiger Formstücke aus Edelstahl unverhältnismäßig hohe Kosten verursachen würde, welche sich auf
den Preis des Wärmetauschers insgesamt sehr nachteilig auswirken würden. Ein weiterer Nachteil besteht darin,
daß bei Korrosionserscheinungen der zum Anschluß des Innenrohrs an das Formstück dienenden Schweißnaht
die im Innenrohr und im Ringraum zwischen Innenrohr und Außenrohr befindlichen Strömungsmedien miteinander
in Verbindung treten könnten, was nach den vorstehenden Erläuterungen unbedingt verhindert werden
muß.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Koaxialwärmetauscher zu schaffen, welcher
vielseitig anwendbar !.st und deshalb eine einfache
3 ζ J j ι c J
Lagerhaltung ermöglicht, welcher auch aggressiven Strömungsmitteln standhalten kann und welcher insbesondere
Vorkehrungen aufweist, welche verhindern, daß die unterschiedlichen Strömungsmittel auf beiden
Seiten der Wärmetauscherfläche miteinander in Verbindung treten können, wobei außerdem die Konstruktion
so beschaffen sein soll, daß eine Fertigung mit verhältnismäßig niedrigen Kosten möglich ist.
Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht darin, daß der Wärmetauscher aus Edelstahl besteht, daß die
ersten AnschLußstutzen in das Innenrohr eingelötet sind und daß die Endabschnitte des Außenrohrs außerhalb
der zweiten Anschlußstutzen durch Bildung von Quetschfalten an der Rohraußenseite in Richtung auf
das Rohrende bis auf den Außendurchmesser des Innenrohrs konisch verjüngt und mit dem Innenrohr verlötet
sind.
Durch diese Konstruktion ergibt sich der Vorteil, daß auf die Verwendung der sehr kostspieligen Formstücke
an beiden Enden des Koaxialwärmetauschers verzichtet werden kann, wobei außerdem eine stets zuverlässige
Trennung der durch die beiden Strömungswege strömenden Medien gewährleistet ist. Wird die Lötverbindung
zwischen Außenrohr und Innenrohr undicht, so kann das im Ringraum befindliche Strömungsmittel
nur außerhalb des ersten Anschlußstutzens austreten, bleibt aber vom Strömungsmittel im Innenrohr getrennt.
Wird die Lötverbindung zwischen Innenrohr und erstem Anschlußstutzen undicht, so kann das im Innenrohr befindliche
Strömungsmittel zwischen erstem Anschlußstutzen und Innenrohr austreten, bleibt aber seinerseits
weiterhin vom Ringraum zwischen Innenrohr und Außenrohr abgeschlossen.
Außerdem läßt sich durch die Lötverbindung eine sehr
wesentliche Einsparung an Arbeitszeit erreichen, was sich auf die Kosten des Wärmetauschers vorteilhaft
auswirkt.
Eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung besteht darin, daß das Außenrohr und das Innenrohr im Bereich ihrer
Lötverbindung zylindrische Abschnitte besitzen, wodurch sich eine besonders zuverlässige Lötverbindung
erreichen läßt.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung ist es, daß das Innenrohr von einem Mantelrohr eingehüllt wird und
daß das Innenrohr oder das Mantelrohr mit mindestens einer eingeformten Längsrinne versehen ist.
Dadurch wird auch bei Korro s ions schaden am Innenrohr
bzw. Mantelrohr verhindert, daß zwischen beiden Strömungswegen ein Flüssigkeitsaustausch stattfindet. Bei
einem Korrosionsschaden sammelt sich die Flüssigkeit zwischen Innenrohr und Mantelrohr und wird über die
Längsrinne abgeführt, was zugleich auf den eingetretenen Schaden aufmerksam macht. o
— ο —
32 0 67b3
Anhand der nun folgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele der Erfindung wird
diese näher erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 teilweise im Schnitt den Endbereich eines
Koaxialwärmetauschers aus Edelstahl, Fig. 2 eine Ansicht des Wärmetauschers in Richtung
des Pfeils II in Fig. 1 bei fehlendem ersten
Anschlußstutzen
Fig. 3 eine gegenüber Fig. 1 vergrößerte Darstellung des Endabschnittes einer anderen Ausführungsform eines Koaxialwärmetauschers geschnitten nach
Fig. 3 eine gegenüber Fig. 1 vergrößerte Darstellung des Endabschnittes einer anderen Ausführungsform eines Koaxialwärmetauschers geschnitten nach
der Linie III-III in Fig. 4 und Fig. 4 eine Ansicht in Richtung des Pfeils IV in Fig.
Der in der Zeichnung Fig. 1 und 2 dargestellte, insgesamt
mit 10 bezeichnete Wärmetauscher besitzt zwei Endabschnitte 12, von welchen in der Zeichnung nur einer dargestellt
ist, die zum Anschluß der Verbindungsleitungen dienen. Der Wärmetauscher selbst besitzt ein Innenrohr 14 und
ein dieses mit Abstand umschließendes Außenrohr 16, so daß zwischen Innenrohr und Außenrohr ein Ringraum
18 gebildet wird.
Ein hitr als Rohrkrümmer ausgebildeter erster Anschlußstutzen
20 ist mit einem zylindrischen Abschnitt 22 in eine muffenartige, zylindrische Er-
32
Weiterung 24 am Ende des Innenrohrs 14 eingesetzt und längs der zylindrischen Berührungsfläche mit
dem Innenrohr 14 verlötet.
Das Außenrohr 16 ist in seinem Endabschnitt 12 mit einem gewissen abstand vom Ende 26 des Außenrohrs
16 mit einem annähernd radial angeordneten zweiten Anschlußstutzen 28 verschweißt.
Im Bereich zwischen dem zweiten An Schlußstutzen
und dem Ende 26 des Außenrohrs ist an zwei diametral gegenüberliegenden Stellen des Außunrohrs jeweils
eine in Richtung auf das Ende 26 des Außenrohrs 16 an Breite zunehmende Quetschfalte 30 bzw. 32 ausgebildet,
so daß sich das Außenrohr 16 in Richtung auf das Ende 26 konisch verjüngt, wobei der letzte
Abschnitt 34 des Außenrohrs 16 zylindrisch verläuft und in seinem Innendurchmesser dem Außendurchmesser
der zylindrischen Erweiterung 24 des Innenrohrs angepaßt ist, in welchem Abschnitt das Außenrohr
16 mit dem Innenrohr 14 verlötet ist.
Wie deutlich aus Fig. 1 ersichtlich ist, kann auch bei einer undichten Lötverbindung das im Innenrohr
14 befindliche Strömungsmittel nur nach außen austreten, ohne mit dem Strömungsmittel im Ringraum
18 in Verbindung zu gelangen, wie auch umgekehrt das im Ringraum 18 befindliche Medium über eine
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3 ζ ν b / υ U
undichte Lötverbindung nur nach außen austreten kann, nicht aber in Verbindung mit dem Strömungsmedium im
Innenrohr 14 gelangen kann. Ein kostspieliges Anschlußstück entfällt völlig, der Wärmetauscher ist
aus einfachen Elementen aufgebaut und insgesamt verhältnismäßig preiswert herstellbar.
Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 und 4 ist ein doppelwandiges Innenrohr vorgesehen, d.h. das
Innenrohr 14 wird eng anliegend von einem Mantelrohr 35 eingehüllt. Wenn ein Korrossionsschaden an der
hier durch das Innenrohr 14 und das Mantelrohr 35 bestehenden Trennwand zwischen beiden streng zu
trennenden Strömungswegen auftritt, gelangt das Strömungsmittel zwischen Innenrohr 14 und Mantelrohr
35, sammelt sich in der Längsrinne 36 und tritt an deren Ende aus, so daß zugleich durch diesen
Flüssigkeitsaustritt auf den Schaden hingewiesen wird und schnelle Abhilfe, z.B. ein Austausch des Wärmetauschers,
veranlaßt werden kann.
Wenn die Längsrinne 36 in das Innenrohr 14 eingedrückt ist, muß auch der Anschlußstutzen 20 im Verbindung
sber eich mit einer entsprechenden Rinne versehen werden. Es besteht aber auch die Möglichkeit*,
eine Längsrinne 36 in das Mantelrohr 35 einzupressen. Schließlich besteht auch die Möglichkeit, statt einer
Längsrinne 36 mehrere Längsrinnen vorzusehen.
- 11 -
Leerseite
Claims (4)
1.1 Koaxialwärmetauscher mit einem Innenrohr und einem das Innenrohr mit Abstand unter Bildung
eines Ringraumes umgebenden Außenrohr, mit in axialer Richtung in dessen Enden in das
Innenrohr mündenden ersten Anschlußstutzen und in etwa radialer Richtung in dessen Endabschnitten
in den Ringraum mündenden zweiten Anschlußstutzen, dadurch gekennzeichnet, daß
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der Wärmetauscher (10) aus Edelstahl besteht, daß die ersten Anschlußstutzen (20) in das
Innenrohr (14) eingelötet sind und daß die Endabschnitte des Außenrohrs (16) außerhalb
der zweiten Anschlußstutzen (28) durch Bildung von Quetschfalten (30, 32) an der Rohraußenseite
in Richtung auf das Rohrende (26) bis auf den Außendurchmesser des Innenrohrs (14)
konisch verjüngt und mit dem Innenrohr (14) verlötet sind.
2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenrohr (16) und das Innenrohr
(14) im Bereich ihrer Lötverbindung zylindrische Abschnitte (24, 34) besitzen.
3. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (14) von einem Mantelrohr (35) eingehüllt
wird und daß das Irinenrohr (14) oder das Mantelrohr (35) mit mindestens einer eingeformten
Längsrinne (36) versehen ist.
4. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der
Endabschnitt (12) des Außenrohrs (16) an zwei einander diametral gegenüberliegenden
Stellen mit in Längsrichtung des Rohrs verlaufenden Quetschfalten (30,32) versehen ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19823206799 DE3206799A1 (de) | 1981-03-04 | 1982-02-25 | Koaxialwaermetauscher |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3108209 | 1981-03-04 | ||
US29003081A | 1981-08-05 | 1981-08-05 | |
DE19823206799 DE3206799A1 (de) | 1981-03-04 | 1982-02-25 | Koaxialwaermetauscher |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3206799A1 true DE3206799A1 (de) | 1982-11-25 |
Family
ID=27189184
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19823206799 Withdrawn DE3206799A1 (de) | 1981-03-04 | 1982-02-25 | Koaxialwaermetauscher |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3206799A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3458789A4 (de) * | 2016-05-20 | 2020-01-22 | ContiTech Fluid Korea Co., Ltd. | Doppelrohr für einen wärmetauscher |
-
1982
- 1982-02-25 DE DE19823206799 patent/DE3206799A1/de not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3458789A4 (de) * | 2016-05-20 | 2020-01-22 | ContiTech Fluid Korea Co., Ltd. | Doppelrohr für einen wärmetauscher |
US11060795B2 (en) | 2016-05-20 | 2021-07-13 | Contitech Fluid Korea Ltd. | Double tube for heat exchange |
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