DE859481C - Heat exchange device - Google Patents

Description

Wänneaustauscheinrichtung Die Erfindung betrifft eine Wärineaustauscheinrichtung mit einer sich drehenden Trommel, deren Außenfläche mit einer Schicht des zu kühlenden bzw. zu erhitzenden Mittels bedeckt ist.Heat exchange device The invention relates to a heat exchange device with a rotating drum, the outer surface of which is covered with a layer of that to be cooled or agent to be heated is covered.

Es sind Wärmeaustauscheinrichttingen -dieser Art bekannt, bei denen ein als Kälte- bzw. Wärmeträger dienendes Mittel in den Hohlrauin der Trommel eingeführt wird, so daß es mit der Innenfläche der Trommel unmittelbar in Berührun- kommt. Liegt der Druck des betreffenden Mittels über dem Atmosphärendruck, so ist die Trommelwandstärke entsprechend stark zu bemessen, was einem innigen Wärmeaustausch zwischen den zu beiden Seiten der Trommelwand befindlichen Mitteln abträglich ist. Zudem ist die in das Trommelinnere einzuführende Menge des Kälte- bzw. Wärmeträggers bei großer Trommelabmessung entsprechend groß, was z. B. bei direkter Verdampfung eines Kälteträgers im Trommelhohlraum nicht ungefährlich werden kann.There are Wärmeaustauscheinrichttingen -this type known in which a medium serving as a cold or heat transfer medium is introduced into the hollow space of the drum so that it comes into direct contact with the inner surface of the drum. If the pressure of the agent in question is above atmospheric pressure, then the drum wall thickness is to be dimensioned accordingly strong, which means an intimate heat exchange between the to means located on both sides of the drum wall is detrimental. In addition, the amount of cold or heat transfer medium to be introduced into the interior of the drum in the case of large Drum dimensions correspondingly large, which z. B. with direct evaporation of a secondary refrigerant cannot be harmless in the drum cavity.

Um diese übelstände zu beheben, ist schon vorgeschlagen worden, den Kälte- bzw. Wärmeträger durch Röhren strömen zu lassen, die in die Trommelwand eingebaut sind. Eine solche Bauart ist jedoch teuer; und ein Ersetzen der Röhren, wenn sie schadhaft geworden sind, bereitet erhebliche Schwierigkeiten, so daß auch diese Bauart nicht befriedigt.In order to remedy these inconveniences, it has already been proposed to let the cold or heat transfer medium flow through tubes which are built into the drum wall. However, such a design is expensive; and a replacement of the tubes when they have become defective causes considerable difficulties, so that this type of construction is also unsatisfactory.

Blei der Wärmeaustauscheinrichtung gemäß der Erfindung sind an der Inn#enseite der drehbaren Trommel geschlitzte Ringe mit einer Umfangsnut nebeneinander angebracht. Der Außendurchmesser dieser Ringe entspricht dem Innendurchmesser der Trommel. Die Enden der Ringe liegen dicht - gen eine an der Trommel befestigte, radial von ifirer Innenfläche abstehende Trennwand an. Ferner ist jeder der von den Ringen und der Trommelinnenfläche begrenzten Hohlräume an einen Kanal zum Zuführen und an einen Kanal zum Abführen eines Kälte- bzw. Wärineträgers angeschlossen.Lead of the heat exchange device according to the invention, slotted rings with a circumferential groove are attached next to one another on the inside of the rotatable drum. The outside diameter of these rings corresponds to the inside diameter of the drum. The ends of the rings are close - gen a secured to the drum, the radially inner surface of ifirer projecting bulkhead at. Furthermore, each of the cavities delimited by the rings and the inner surface of the drum is connected to a channel for supplying and to a channel for discharging a cold or heat carrier.

In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsforni des 17-rfindungsgegenstandes veranschaulicht, bei welcher die Trommelwand dünner als bei den im zweiten Abschnitt beschriebenen, bekanntenWärnieaustauscheinrichtungen ausgeführt sein kann.The drawing shows an example of an embodiment of the subject matter of the invention illustrates where the drum wall is thinner than that in the second section described, known heat exchange devices can be performed.

Fig. i zeigt den Zusammenbau der Wärmeaustanscheinrichtung mit einer Kälteerzeu- n-sanlage, von welcher die sich dreliende Trommel der Wärmeaustauscheinrichtung denVerdampfer bildet, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. i in -rößerem Maßstab und Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 2 in einem noch größeren Maßstab.FIG. I shows the assembly of the Wärmeaustanscheinrichtung with a Kälteerzeu- n-sanlage of which extending dreliende drum of the heat exchange means Denver steamer forms, Fig. 2 shows a section along the line II-II of FIG. I in -rößerem scale, and Fig. 3 a section along the line III-III of FIG. 2 on an even larger scale.

In den Figuren bezeichnet i eine Trommel, zweckmäßig aus Metall, die in nicht gezeichneter Weise drehfest f mit einer Hohlwelle4 verbunden ist. Letztere wird von einem Motor3 verrnittels eines, RiementriebeS 2 angetrieben. In die Hohlwelle4 ist ein Rohr5 eingesetzt, das Über eine. Leitung 6: an eine als Pumpe 7 ausgebildete Fördervorrichtung angeschlossen ist. In der Hohlwelle 4 sind somit zwei Hohlräume 231 und 2,32 vorhanden, von denen der erste den zweiten konzentrisch umgibt. Der PumPe 7 ist, in der Strömungsrichtung des von ihr geförderten Kälteträgers betrachtet, ein Flüssigkeitsabscheider 8 vorgeschaltet, aus dem sie flüssigen Kälteträger durch eine Leitung 9 ansaugt. Der Gasraum des Flüssigkeitsabscheiders 8 ist über eine Leitung io an den Verdichter i i der Kälteerzeugungsanlage angeschlossen. Der Verdichter i i fördert den gasförmigen Kälteträger durch einen Ölabscheider 1,:2 hindurch in einen Verflüssiger 13, aus dem verflüssigter Kälteträger durch eine Leitung 14 nach dem Entspannungsventil 15 der Kälteanlage gelangt. Eine Leitung 16 stellt eine Verbindung zwischen diesem Ventil v5 und dem Flüssigkeitsabscheider 8 her.In the figures, i denotes a drum, expediently made of metal, which is connected non-rotatably to a hollow shaft 4 in a manner not shown. The latter is driven by a motor 3 by means of a belt drive 2. In the hollow shaft 4 a tube 5 is used, the over a. Line 6: is connected to a conveying device designed as a pump 7. In the hollow shaft 4 there are thus two cavities 231 and 2, 32 , of which the first concentrically surrounds the second. A liquid separator 8 is connected upstream of the pump 7 , viewed in the direction of flow of the refrigerant conveyed by it, from which it sucks liquid refrigerant through a line 9. The gas space of the liquid separator 8 is connected to the compressor ii of the refrigeration system via a line io. The compressor ii conveys the gaseous refrigerant through an oil separator 1: 2 into a condenser 13, from which the liquefied refrigerant passes through a line 14 to the expansion valve 15 of the refrigeration system. A line 16 establishes a connection between this valve v5 and the liquid separator 8 .

An der Innenseite der drehbaren Trommel i, sind unter Freilassung eines Zwischenraumes 17 geschlitzte Ringe 18 von halbkreisbogenförmigem Querschnitt angebracht. Die Ringe 18 weisen somit eine Umfangsnut auf. Der Außendurchmesser dieser Ringe 18 ist gleich dem Innendurchmesser der Trommel i. jeder Ring iS be' grenzt zusammen mit der Innenfläche der Trommel i einen Holilraum ig, und seine Enden liegen dicht gegen eine sich über die ganze Trommellänge erstreckende, an der Trommelinnenseite radial abstehende Trennwand 2o an, mit der sie zweckmäßig verschweißt sind. Diese Trennwand 2o durchquert somit alle die Hohlräume vg, welche von den Ringen 18 und der Trommel i, abgegrenzt werden. Die in der beschriebenen Weise im Trommelinnern angebrachten Ringe 18 sind in Gruppen von je vier Ringen zusammengefaßt, derart, daß der Hohlraum ig, welcher vom rechten Endring jeder Gruppe abgegrenzt wird, auf der einen Seite der Trennwand 2o durch einen Kanal 2 1 mit dem inneren Hohlrau#m:232 der Trominelwelle 4 verbunden ist, während jener Hc,lilraum i#q auf der andern Seite der Trennwand 2o durch einen Kanal ?,2, mit dem Hohlraum ig verhunden ist -, welcher vom benachbarten Gruppenring ab#-e-,renzt wird. Der Jetztgenannte Hohlraum ist seinerseits durch einen Kanal 221 auf der andern Seite der Trennwand zo mit dem vom dritten Gruppenring abgegrenzten Hohlraum verbunden, der wiederum durch einen Kanal 222 auf der andern Seite der Trennwand20 mit dem Hohlraum verbunden ist, welcher vom zweiten Endring der betreffenden Gruppe abgegrenzt wird. Der von diesem abge-renzte Hohlraum ig ist auf der andern Seite , e# der Trennwand 2o durch einen Kanal 22-' mit dem äußeren HohlrauM 231 der Trommelwelle 4 verbunden. Das in den Hohlräumen ig verdainpftc und in den Hohlraum 231 übergeströmte Kälternittel gelangt in eine Kammer 2,4 und aus dieser durch eine - Leitung 25. in den Flüssigkeitsabscheider 8 zurück.On the inside of the rotatable drum i, slotted rings 18 of semicircular cross-section are attached , leaving a gap 17 free. The rings 18 thus have a circumferential groove. The outside diameter of these rings 18 is equal to the inside diameter of the drum i. Each ring iS be 'borders together with the inner surface of the drum i a hollow space ig, and its ends lie tightly against a partition wall 2o extending over the entire length of the drum and protruding radially from the inside of the drum, to which they are expediently welded. This partition wall 2o thus passes through all the cavities vg, which are delimited by the rings 18 and the drum i. The attached in the described manner in the drum interior rings 18 are combined in groups of four rings, such that the cavity ig, wherein each group is separated from the right end ring on one side of the partition wall 2o through a channel 2 1 internal to the Cavity # m: 232 is connected to the drum shaft 4, while that Hc, lilraum i # q on the other side of the partition wall 2o through a channel?, 2, is connected to the cavity ig - which from the adjacent group ring from # -e- , is renzt. The now mentioned cavity is in turn connected by a channel 221 on the other side of the partition wall zo with the cavity delimited by the third group ring, which in turn is connected by a channel 222 on the other side of the partition wall 20 to the cavity which is from the second end ring of the group in question is delimited. The cavity ig separated from this is connected on the other side , e # of the partition wall 2o by a channel 22- 'to the outer cavity 231 of the drum shaft 4. The Kälternittel ig verdainpftc in the cavities and has flowed into the cavity 231 enters into a chamber 2.4 and from the latter by a - 25 line back into the liquid separator. 8

Eine Flüssigkeit wird in eine Schale 26 eingeführt, bis der untere Teil der Trommel i in sie eintaucht. Die Trommel nimmt bei ihrer Drehung von der in der Schale 26 vorhandenen Flüssigkeit einen Belag auf, welcher auf der oberen Trommelhälfte infolge Wärmeaustatisches mit dem die Hohlräume ig durchströmenden Kälteträger so stark ab'gekühlt wird, daß er gefriert. Das gefrorene Gut wird durch eine Schabvorrichtung 27 von der Trommelaußenfläche entfernt und in einem Gefäß 28 gesammelt.A liquid is introduced into a bowl 26 until the lower part of the drum i is immersed in it. As it rotates, the drum absorbs a coating from the liquid present in the shell 26 , which is so strongly cooled on the upper drum half as a result of the heat-static effect with the refrigerant flowing through the cavities that it freezes. The frozen goods are removed from the outer surface of the drum by a scraper device 27 and collected in a vessel 28.

Bei der beschriebenen Einrichtung läßt sich ein inniger Wärmeaustausch zwischen der auf die Außenfläche der Trommel i aufgetragenen Flüssig" keit und dein die Hohlräume ig durchströmenden Kälteträger erreichen, so daß die Leistungsfähigkeit der Einrichtung groß ist. Es läßt sich eine große Gefriergeschwindigkeit erreichen, was für die Kristallbildun., bei gewissen Lösungen, wie z.13. Obstsäften, von großer Bedeutung ist. Die große 11 ZD Leistungsfähigkeit, welche sich mit einer Einrichtung nach der Erfindung erreichen läßt, hängt weitgehend mit dem Umstand zusammen, daß es möglich ist, die Wandstärke der Trommel i dünn zu bemessen.In the device described, an intimate heat exchange can be achieved between the liquid applied to the outer surface of the drum i and the liquid the cavities ig achieve through-flowing coolant, so that the performance the facility is great. A high freezing speed can be achieved what for the crystal formation., with certain solutions, like z.13. Fruit juices, of great Meaning is. The great 11 ZD performance that comes with a facility can achieve according to the invention is largely related to the fact that it is possible to make the wall thickness of the drum i thin.

Die außerhalb der Trommel i angeordnete Pumpe 7 ermöglicht, die je Zeiteinheit durch die Hohlräume ig strömende Menge des Kälteträgers zu verändern. The pump 7 arranged outside the drum i enables the amount of refrigerant flowing through the cavities ig per unit of time to be changed.

Anstatt durch die Hohlräume ig einen Kälteträger zu fördern, kann durch diese Hohlräume auch ein Wärmeträger gefördert werden, so daß sich dann auf der Außenfläche der drehbaren Trommel i ein Mittel eintrocknen läßt.Instead of conveying a coolant through the cavities ig can A heat transfer medium can also be promoted through these cavities, so that it is then on the outer surface of the rotatable drum i allows an agent to dry up.

Es ist nicht unbedingt erforderlich, daß die Ringe iS in der beschriebenen Weise zu Gruppen vereinigt werden. jeder Hohlraum rg, kann an einen eigenen Kanal zum Zuführen und einen eigenen Kanal zumAbführen desKälte- bzw.Wärmeträgers t3 angeschlossen sein, wobei alle Zufuhrkanäle mit dem ein-en Holilraum der Trommelwelle und alle Abflußkanäle mit dem andern Hohlraum der Trommelwelle unmittelbar verbunden sind.It is not absolutely necessary that the rings iS in the described Way to be united into groups. each cavity rg, can be attached to its own channel for supplying and a separate channel for discharging the cold or heat transfer medium t3 connected be, with all supply channels with the one Holilraum the drum shaft and all Drainage channels are directly connected to the other cavity of the drum shaft.

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE: i. Wärmeaustauscheinrichtung mit einer sich drehenden Trommel, deren Außenfläche mit einer Schicht des zu kühlenden bzw. zu erhitzenden Mittels bedeckt ist, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenseite der Trommel geschlitzte Ringe mit einer Umfangsnut, deren Außendurchmesser gleich dem Innendurchmesser der Trommel ist, nebeneinander angebracht sind, wobei die Enden der Ringe dicht gegen eine an der Trommel (i) befestigte, radial von ihrer Innenfläche abstehende Trennwand (2o) anliegen, und daß jeder der von den Ringen und der Trommelinnenfläche begrenzten Hohlräume an einen Kanal zum Zuführen und an einen ,Kanal zum Abführen eines Kälte- bzw. Wärmetr#,gers angeschlossen ist. :2. Wärmeaustanscheinrichtung nach Anspruch i, bei welcher das Zu- und Abfließen des Kälte- bzw. Wärmeträgers durch konzentrische Hohlräume der Trommelwelle hindurch erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe in der Weise zu Gruppen zusammengefaßt sind, daß der vom einen Endring der Gruppe abgegrenzte Hohlraum auf der einen Seite der Trennwand mit dem zum Zuführen des Kälte- bzw. Wärmeträgers dienenden Hohlraum (232) derTrommelwelle (4) und auf der anderen Seite durch einen Kanal (22) mit dem Hohlraum, der vorn benachbartenGruppenring abgegrenzt wird, verbunden ist, wobei dieser Hohlraum durch einen Kanal (2-91) auf der andern Seite der Trennwand mit dem Hohlraum verbunden ist, welcher von einem weiteren Gruppenring abgegrenzt wird usw., und daß der vorn zweiten Endring der Gruppe begrenzte Hohlraum mit dem zum Ab- führen des Kälte- bzw. Wärmeträgers dienenden Hohlraum (231) der Trommelwelle verbunden ist. 3. Wärmeatistauscheinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß eine über die ganze Trommellänge sich erstreckende, radial von der Trommelinnenfläche abstehende Trennwand, gegen welche die Enden sämtlicher Ringe anliegen, alle die Hohlräume durchquert, welche von den Ringen und der Trommel abgegrenzt werden. 4. Wärmeaustauscheinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb der Trommel eine einstellbare Fördervorrichtung für die je Zeiteinheit zu fördernde Menge des Kälte- bzw. Wärmeträgers angeordnet ist. PATENT CLAIMS: i. Heat exchange device with a rotating drum, the outer surface of which is covered with a layer of the agent to be cooled or heated, characterized in that slotted rings with a circumferential groove, the outer diameter of which is the same as the inner diameter of the drum, are attached next to one another on the inside of the drum , the ends of the rings bearing tightly against a partition (2o) fastened to the drum (i) and projecting radially from its inner surface, and that each of the cavities delimited by the rings and the inner surface of the drum is connected to a channel for feeding and to a channel is connected to discharge a cold or heat transfer device. : 2. Heat exchange device according to claim i, in which the inflow and outflow of the cold or heat transfer medium takes place through concentric cavities of the drum shaft, characterized in that the rings are combined into groups in such a way that the cavity delimited by one end ring of the group opens one side of the partition is connected to the cavity (232) of the drum shaft (4) serving for the supply of the cold or heat transfer medium and on the other side by a channel (22) with the cavity delimited from the adjacent group ring, which which is delimited by another group, etc. ring cavity is connected by a channel (2-91) on the other side of the partition wall with the cavity, and that the second front end ring of the group limited cavity with the lead to the waste of the refrigerating or heat carrier serving cavity (231) of the drum shaft is connected. 3. Heat exchanger device according to claim i, characterized in that a partition wall extending over the entire length of the drum and projecting radially from the inner surface of the drum, against which the ends of all the rings bear, crosses all the cavities which are delimited by the rings and the drum. 4. Heat exchange device according to claim i, characterized in that an adjustable conveyor device for the amount of cold or heat carrier to be conveyed per unit of time is arranged outside the drum.