CH239825A - Wärmeaustauscher für strömende Flüssigkeiten oder Gase. - Google Patents

Description

      Wärmeaustauscher    für strömende Flüssigkeiten oder Gase.    Die     Erfindung    betrifft einen     Wärxo.eaus-          tauscher    für strömende Flüssigkeiten oder  Gase, mit einem Innenrohr, auf dessen Aussen  fläche mindestens eine schraubenförmige  Wand     stehend    angeordnet ist, welche durch  eine Aussenwand umschlossen ist.  



  Es ist bereits bekannt, dass die     Wärme-          übertragung    durch die schraubenlinienför  mige, auf der Aussenfläche des Innenrohres  stehende Wand bedeutend verbessert wird,  weil dadurch ein Medium in einer     schrauben-          linienförmigen    Bahn an der Rohroberfläche  entlang geführt wird, wodurch das Medium  gezwungen wird, in einer fortwährend dre  henden Bewegung zu strömen.

   Falls als hei  zendes Medium Dampf gebraucht wird, ge  nügt meistens ein an der Innenseite glattes  Rohr, durch welches der Dampf geführt       wird,    auf welches Rohr an der Aussenseite  eine schraubenlinienförmige, stehende Wand  von leitendem Material angeordnet ist, um  welchen derart gebildeten Körper ein eng an  schliessendes     Verschlussrohr    angeordnet ist.

    Um einen besseren Wärmedurchgang zu ge-         währleisten,    kann     zum    Beispiel das die  Wärme übertragende Innenrohr mit der  darauf angeordneten     schraubenlinienförmigen,     stehenden Wand aus einem einzigen Stück  Kupfer hergestellt sein, oder die stehende  Wand kann durch     Schweissung        und    derglei  chen auf dem Rohr befestigt sein.  



  Es ist bekannt, dass die Wärmeübertra  gung bei ähnlichen     Wärmeaustauschern    wei  ter verbessert wird, wenn die Höhe der ste  henden Wand vergrössert wird und zum Bei  spiel mindestens doppelt so gross gemacht  wird als der Abstand zwischen den Windun  gen der stehenden Wand, so dass die Höhe  des     Durchströmungsquerschnittes    bedeutend  grösser ist als die Breite. Das zu heizende       1VIedium    wird dann pro Meter Länge des       Wärmeaustauschers    einer grossen heizenden  Oberfläche ausgesetzt.

   Ausserdem muss be  kanntlich auch die Dicke der stehenden Wand  für eine gute     Wärmeübertragungszahl    pro  Meter Länge des     Wärmeaustauschers    be  stimmten     Bedingungen    genügen.      Es hat sich jedoch gezeigt,     da.ss    all die er  wähnten Mittel zur Erhöhung der Wärme  übertragung noch nicht genügen, wenn man  eine schnelle Heizung von Flüssigkeiten     gro-          BerViskosität    erreichen will.

   Dieses wird ver  ursacht durch die Tatsache, dass die so  genannte doppelte     Wirbelung,    welche in einer       Flüssigkeit    geringer Viskosität infolge der  Zentrifugalkraft auftritt, sich bei dicken  Flüssigkeiten nicht genügend oder gar nicht  entwickeln kann, auch wenn der     Durchfluss-          querschnitt    sehr hoch und also schmal     aus-          gebildet    wird.

   Die Folge ist, dass die Flüssig  keit bei ihrer Bewegung durch den     Wärme-          austauscher    nicht     geniigend    durcheinander  gemischt wird und dass, bei einer bestimmten  mittleren Temperatur, die Flüssigkeitsteile  nahe der     Wärmeübergangsfläche        überhitzt     und im Innern des Flüssigkeitsstromes nicht       -warm    genug werden.

   Insbesondere wenn Flüs  sigkeiten in kurzer Zeit auf eine hohe Tempe  ratur gebracht werden müssen,     damit        kei e     Gefahr einer Zersetzung der Flüssigkeit be  steht, ist die erwähnte geringe Durch  mischung, die insbesondere     hei    dicken Flüs  sigkeiten auftritt.. ein Nachteil.  



  Die Erfindung     bezweckt,    diesen Nachteil  zu beheben und besteht. darin,     dass    die Wand  des     Wärineaustauschers    mit     Durchströmungs-          kanälen    versehen ist. Vorzugsweise sind die       Kanalzutrittsöffriungeil    in der Nähe der  Oberseite der     stehenden    Wand und die Kanal  austrittsöffnungen in der Nähe des Fusses der       stehenden    Wand angeordnet. Bei. dieser Aus  führungsform betragen     dieWinkel    der Kanal  achsen mit der     Tangentialebene    der Wan  dung an der Eintrittsöffnung weniger als 90".  



  In der beiliegenden Zeichnung ist ein  Teilstück eines     Ausführungsbeispiels    eines       Wärmeaustauschers    nach der     Erfindung,    zum  Teil im     Längsschnitt    dargestellt.  



  Mit. 1 ist im Längsschnitt ein     Verschluss-          rohr    angegeben, welches ein einzelnes hohles  Rohr     \?    umschliesst, auf dessen     Aussenfläclic     eine schraubenförmige Wand 3 stehend an  geordnet ist.. In dieser Wand sind Durch  strömkanäle 4 angebracht mit Eintrittsöff-         nungen    5 und Austrittsöffnungen 6. Die  Achsen der Kanäle 4 bilden an den Öffnun  gen 5 mit den dortigen     Tangentialebenen    an  die Wand 3 einen Winkel von weniger als       90 .    Die Kanäle 4 bilden einen kleinen spit  zen Winkel mit der durch Pfeile angegebenen  Stromrichtung der Flüssigkeit.

   Die Eintritts  öffnungen 5 liegen näher am Aussenrohr 1  und die Austrittsöffnungen näher am Innen  rohr 2. Die am Oberteil der Wand 3 in die  Kanäle 4 einströmende Flüssigkeit tritt in der  Nähe des Fusses der Wand 3 wieder aus ihnen  heraus, so dass die Flüssigkeit stark     dureh-          einandergemischt    wird.  



  Bei Gebrauch des     Wärmeaustauschers     wird ein Teil der Flüssigkeit von der Ober  seite durch die Kanäle 4 zu der Unterseite  der     nächstliegenden    Flüssigkeitswindung ge  führt, so dass zusätzliche     Flüssigkeitswirbe-          lungen        entstehen    und eine gute Mischung er  halten wird, wodurch eine schnelle und gleich  mässige Erhitzung auch von     Flüssigkeiten    mit  grosser Viskosität erreicht wird.

   Ausserdem  wird durch die     Durchströmungskanäle    der  gesamte Widerstand des     Wärmeaustauschers     kleiner, und es geneigt ein niedrigerer     Press-          druck,    was bei dicken     Flüssigkeiten    von Be  deutung ist.  



  Die Stellung, die Anzahl und die Quer  schnittform der     Durehströmungskanäle    kön  nen je nach dem Zweck, für welchen der       \Värmeaustauseher    bestimmt ist, verschie  den gewählt werden. Mit einem solchen       Wärmeaustauscher    ist es zum Beispiel mög  lich, dicke Flüssigkeiten, welche bei längerer  Einwirkung hoher     Temperatur    zersetzt wer  den, wie zum Beispiel     Glukoselösungen,     Zuckerlösungen und dergleichen, in     kurzer     Zeit derart gleichmässig zu erhitzen, dass die  selben bei Ausströmung in ein Vakuum in  feste Form mit einem sehr geringen Flüssig  keitsgehalt, zum Beispiel weniger als<B>1%,</B>  übergehen,

   ohne dass     Zersetzungen    des ein  gedämpften Stoffes praktisch     stattgefunden     haben.  



  Es ist ohne weiteres klar, dass auch für  eine schnelle und gleichmässige     Heizung    von      Gasen der dargestellte     Wärmeaustauscher     gute Dienste     erweisen    kann.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Wärmeaustauscher für strömende Flüs sigkeiten oder Gase, mit einem Innenrohr, auf dessen Aussenfläche mindestens eine schrau benförmige Wand stehend angeordnet ist, welche durch ein Aussenrohr umschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand mit Durchströmungskanälen versehen ist.

   UNTERANSPRUCH: Wärmeaustauscher nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsen der Kanäle an den Eintrittsöffnungen mit den dortigen Tangentialebenen an die Wand einen Winkel von weniger als 90 bilden, und dass die Eintrittsöffnungen näher am Aussenrohr, die Austrittsöffnungen näher am Innenrohr liegen.