WO2004083761A1 - Vorrichtung zur einflussnahme auf den anströmbereich einer rohrträgerplatte eines rohrbündel-wärmeaustauschers - Google Patents

Vorrichtung zur einflussnahme auf den anströmbereich einer rohrträgerplatte eines rohrbündel-wärmeaustauschers Download PDF

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Peter Pieprzak
Marcus Guenther
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Tuchenhagen Dairy Systems GmbH
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Definitions

  • the invention relates to a device for influencing the inflow region of a tube carrier plate of a tube bundle heat exchanger, in particular for the food and beverage industry, with an outer channel surrounded by an outer sheath for a heat transfer medium, with a number of axially parallel to the outer sheath by the outer channel extending common an inner channel forming, in each case supported in the tube support plate inner tubes, with a common for all inner tubes formed in a Festlager- sidefoundauscher inlet or outlet and a common, formed in a loslager chandelieren connection piece outlet or inlet for a product, and with at least one of the flow in the inflow of the pipe support plate influencing displacement.
  • Such shell and tube heat exchangers due to their cross-sectional geometry, are generally better than other types of heat exchangers, such as plate heat exchangers, suitable for thermal treatment of high and low viscosity products, whole solids solids products, pulp or fibers.
  • heat exchangers such as plate heat exchangers
  • fibrous media for example juices with pulp
  • deposits form on the inlet openings of the inner tubes of the tube carrier plates.
  • the treatment at relatively high temperatures favors the agglomeration of fibers and the formation of pulp.
  • These store preferably at the webs between the multiply arranged inner tubes and at the transverse to the flow direction oriented surfaces of the tube support plate and can there lead to blockages (Figure 9).
  • Temporary deposits dissolve from time to time and the lumps then possibly end up in the packaging of the respective product intended for the end user, where they are undesirable.
  • each of the gas flowed through the inner tube of the tube bundle heat exchanger carries a conically widened in the direction of the incoming gas flow inlet pipe.
  • adjacent inlet pipes are preferably sized so that they touch each other punctiform and that the surface which is formed between the touching four circular pipe sections, each equipped with the aforementioned guide device.
  • the guide completely fills the area with its foot cross-section and, viewed from the four boundary arc of the foot cross-section and seen in the direction of the incoming gas flow, it tapers conically in each case.
  • each of said surfaces of the tube matrix formed by a plurality of inner tubes prevents the solid components of the inflowing gas between the conically expanded pipe socket on the pipe support plate to be deposited. Instead be introduced by the respective guide device, the gas flow and thus the solids contained in it in the respective nearest conical inlet pipe.
  • the arrangement according to the invention of a displacer in the inflow region of the pipe support plate keeps these demonstrably and unpredictably sustainably free of fibrous deposits and pulp.
  • the displacer itself if it, as proposed, is designed aerodynamically favorable, causing only a small and acceptable pressure drop, its arrangement is hygienic and cleaning technically completely harmless.
  • the second mechanism of action is to be seen in the fact that the flow is deflected behind the displacer from outside to inside, because the flow must also inevitably flow through the inner Anström Society the pipe support plate.
  • the displacer forms an expanding annular gap cross-section, following the nozzle-like narrowed annular gap cross-section, together with the widened passage cross-section. Overall, this results in a curved, delayed movement.
  • Experience has shown that such a flow movement triggers and generates a secondary flow, which obviously causes a flushing of the critical areas (webs) of the pipe support plate.
  • the detachment is favored according to an advantageous embodiment by a defined stall point, which is carried out according to plan on some embodiments of the displacer in the form of a flow separation edge and positioned in the extended passage cross section.
  • the flow-physical function of the proposed displacement body is particularly advantageous for use, if, as provided by a first advantageous embodiment, the stall point at the narrowest point (minimum Rinspaltquerrough Asmin) of the annular gap cross-section (As) is positioned
  • a second related embodiment provides for the flow separation point, as seen in the flow direction, to be positioned behind the narrowest point (minimum groove cross-section As m in) of the annular gap cross-section (As).
  • minimum annular gap cross section As m i n it has been found that best results are achieved when the ratio of the nominal passage cross section A, of a connecting arc to the minimum annular gap cross section AA
  • Embodiments of the displacer which are designed with a defined stall edge are firmly connected according to another proposal with the pipe support plate. Such an embodiment is always possible when the streamlined pipe support plate is freely accessible. In the new construction of a tube bundle heat exchanger, this is always the case. When retrofitting existing units, accessibility to the loose bearing side exchanger flange is always possible when the tube bundle heat exchanger according to DE-U-9403 913 or the aforementioned company publication 632d-00 is executed.
  • a ball For retrofitting the fixed bearing tube side plate with a displacement body according to the invention, it is proposed to form this as a ball, which is positioned freely movable in the extended passage cross-section.
  • Suitable materials for this ball are preferably plastics such as polytetrafluoroethylene (PTFE), especially semicrystalline high-performance plastics such as polyetheretherketone (PEEK), or amorphous thermoplastics such as polyphenylsulfone (PPSU).
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • PEEK polyetheretherketone
  • PPSU polyphenylsulfone
  • an outer diameter of the displacement body is dimensioned such that a passage cross-section formed by a respective inner pipe diameter of the outer edge
  • the tube carrier plate located inner tubes is covered in each case about half by a projected in the direction of the pipe support plate inflow surface of the displacement.
  • the displacement body is formed of an axially symmetrical front part and an axially symmetrical rear part, which form the largest common outer diameter d m « in the form of a defined flow separation edge at its connecting cross-section.
  • a second axial length l 2 of the rear part is smaller than a first axial length of the front part, preferably with l 2 ⁇ 0.5 l 1t .
  • the rear part is bounded by a convex outer contour with a second radius of curvature.
  • the shaft is preferably made cylindrical and welded in a preferred embodiment with the free of an inner tube center of the tube support plate.
  • the front part is formed mushroom-shaped convexly curved, wherein two first radii of curvature at the front end with a first peak rounding are connected.
  • a second embodiment of the displacer whose front part is designed as a straight circular cone with a second Spitzenabrundung shows slight deposition phenomena in the region of the apex, which geometriebingtingt can form only small amounts of deposits, which then peel off from time to time and in the flow around the Displacer most likely to be isolated.
  • the results of a third embodiment of the displacement are comparable, the front part is conical and formed with a concave curved surface, wherein two third radii of curvature at the front end are connected to a third Spitzenabrundung.
  • Figure 1 shows a central section through a so-called.
  • Tube bundle as a modular part of a described in the publications mentioned above, possibly from a plurality of such tube bundle shell and tube heat exchanger, on the tube support plates find the features of the invention application;
  • FIG. 2 shows a central section through the tube bundle according to FIG. 1 in the area of the fixed bearing tube carrier plate, a first favored embodiment of a displacement body firmly connected to the latter being arranged in the inflow region of this tube carrier plate, which is characterized by a mushroom-shaped, convexly curved front part;
  • Figure 3 also shows a central section through the tube bundle of Figure 1 in the region of the fixed bearing tube support plate, wherein in the Anström Scheme this pipe support plate with this firmly connected second Coastator embodiment of a displacement body is arranged, whose front part is designed as a straight circular cone with a Spitzenabrundung;
  • FIG. 4 likewise shows a central section through the tube bundle according to FIG. 1 in the region of the fixed bearing tube support plate, a third favored embodiment of a displacement body fixedly connected to the latter being arranged in the inflow region of this tube support plate, the front part being conical and with a concavely curved lateral surface;
  • FIG. 5 shows a central section through the tube bundle according to FIG. 1 in the region of the tube bearing plate on the loose bearing, a fourth embodiment of a displacement element, namely a ball, being arranged in the inflow region of this tube carrier plate, which is freely movably positioned in the enlarged passage cross section;
  • FIG. 6, FIG. 7, FIG. 8 the displacement bodies according to FIGS. 2, 3 and 4 in their respective ones
  • Figure 9 is a view of a pipe support plate according to the prior art seen from its upstream side, wherein the preferred areas where attachment of fibers and pulp is detected, are marked.
  • V max mean maximum flow velocity in the minimum annular gap cross-section Asmin
  • Displacer R 2 second radius of curvature of the rear part of the
  • Displacer R 3 third radius of curvature of the front part of
  • a shell-and-tube heat exchanger 1 (see also DE-U-94 03 913) which is generally composed of a plurality of tube bundles 1.1 to 1.n consists in its middle part of an outer shell 2 delimiting an outer channel 2 * with a, on the left side arranged Festlager proceduraltelflansch 2a, and on the right side arranged loslager relationmantelflansch 2b, based on the presentation position.
  • a first transverse channel 4a * bounded by a first housing 4.1 is closed by a first connecting branch 4a
  • a second transverse channel 4b * bounded by a second housing 4.2 is joined to the outer bearing flange 2a by a second connecting branch 4b.
  • a number of axially parallel to the outer shell 2 through the outer channel 2 * extending, together an inner channel 3 * forming inner tubes 3, starting with four and then rising to nineteen and possibly more in number, are each end in a festlagerlager townen pipe support plate 7 and a loslager constitutionalen pipe support plate 8 (both also referred to as pipe mirror plate) and welded at its pipe outer diameter in this, this overall arrangement via an unspecified opening on the second housing 4.2 in the outer texmantel 2 introduced and a festlager facultyen Exchanger flange 5 is clamped together with the second housing 4.2 with the interposition of a flat gasket 9 (fixed bearing 5, 7, 4.2).
  • the two housings 4.1, 4.2 are also sealed with respect to the respective adjacent outer jacket flange 2b, 2a with a flat gasket 9, wherein the right side arranged first housing 4.1 in conjunction with the outer shell 2 via a loslager facultyen exchanger flange 6 with the interposition of an O-ring 10 against the left side arranged fixed bearing 5, 7, 4.2 is pressed.
  • the loose bearing tube carrier plate 8 engages through an unspecified bore in the replacement bearing side exchanger flange 6 and finds its seal against the latter by means of the dynamically stressed O ring 10, which moreover seals the first case 4.1 statically against the replacement bearing side exchanger flange 6.
  • the latter and the loose bearing tube support plate 8 form a so-called.
  • Loslager 6, 8 which allows the changes in length of welded in the loslager constitutionalen tube support plate 8 inner tubes 3 due to temperature change in both axial directions.
  • the inner tubes 3, based on the display position, either from left to right or vice versa of a product P are flowed through, wherein the middle Flow rate in the inner tube 3 and thus in the inner channel 2 * is marked with v.
  • the cross-sectional design is generally carried out in such a way that this mean flow velocity v is also present in a connecting arc 11, which is fixed on the one hand to the fixed bearing side exchanger flange 5 and on the other side indirectly to a tube carrier plate 8 which is on the loose bearing side connected loslager constitutionalen connecting piece 8 d is connected.
  • the tube bundle 1.i in question is connected in series with the respectively adjacent tube bundle 1.i + 1 on the one hand and 1.i-1 on the other hand. Therefore, once the fixed bearing side exchanger flange 5 forms an entry E for the product P and the loose bearing side connecting piece 8d accommodates an associated outlet A; at each adjacent tube bundle 1.i + 1 and 1.i-1, these inlet and outlet conditions each turn accordingly.
  • the fixed-bearing-side exchanger flange 5 has a first connection opening 5a which on the one hand corresponds to a nominal diameter DN and thus to a nominal passage cross-section Ao of the connection bend 11 connected thereto and which, on the other hand, is dimensioned such that there the mean flow velocity v in the inner tube 3 or inner channel 3 * corresponding flow velocity is present.
  • a second connection opening 8a in the loslager lakeen connecting piece 8d dimensioned, wherein the respective connection opening 5a and 8a on a respective enlarged passage cross section 5c and 8c in the region of the adjacent pipe support plate 7 and 8 through a conical transition 5b or 8b extended.
  • the product P to be treated either flows via the first connection opening 5a or the second connection opening 8a to the tube bundle 1.1 to 1.n, so that either the fixed-bearing-side tube carrier plate 7 or the losla- geriger pipe support plate 8 is flown. Since in each case a heat exchange between product P in the inner tubes 3 and the inner channels 3 * and a heat transfer medium W in the outer jacket 2 and in the outer channels 2 * has to be made in countercurrent flow, this heat transfer medium W either the first connecting piece 4a or the second port 4b with a flow rate c too. In the event that the product P the
  • tube bundle heat exchangers In tube bundle heat exchangers according to the prior art are deposits of fibers and pulp F especially on the respective streamed pipe support plates 7, 8 in the region of the webs S ( Figure 9) between adjacent inner tubes 3 with their flowed inside pipe diameter Dj.
  • the illustration shows the entire flowed-in area of the pipe support plate 7, 8 with a flowed-on outer diameter D, which also has a maximum diameter Ds of the first widened passage cross section 5c in the fixed bearing side exchanger flange 5 (see Figure 2) or a largest diameter D 8 of the second extended passage cross section 8c in the loose bearing side connecting piece 8d (see Figure 5) corresponds.
  • a displacement body 12 (FIG. 2 and FIG. 6) which, in a preferred first embodiment 12.1, has a mushroom-shaped, convexly curved shape in an axially symmetrical front part 12a or 12.1a is provided with a shaft 12c arranged on an axisymmetric rear part 12b or 12.1b or 12.1c concentrically connected to the center of the fixed bearing pipe support plate 7 cohesively.
  • the front and the rear part 12.a and 12.1a and 12b and 12.1b form at their connection cross-section a greatest common outer diameter dmax in the form of a defined stall point 12d or 12.1d (FIG. 6).
  • the displacer 12 or 12.1 is arranged in the inflow region of the fixed-bearing-side tube support plate 7, which on the outside of the first extended through Crossing section 5c is limited, and divides the over the connecting sheet 11 with the average flow velocity v to the inner channel 3 * flowing product P axisymmetric over the entire circumference and deflects it to the outside.
  • the flow is accelerated in a nozzle-like narrowed between the displacement body 12 and 12.1 and an inner contour of the Festlager furnishenerflansches 5 annular gap cross section As and reaches at its narrowest point, a minimum annular gap cross section Asmin, a mean maximum flow rate w max .
  • the stall point (here stall edge) 12d or 12.1d is, as seen in the flow direction, positioned behind the point of the minimum annular gap cross section As m in.
  • the outer diameter d max of the displacer 12 and 12.1 is dimensioned such that a formed by a tube inner diameter Di passage cross section of the outer edge of the pipe support plate 7 inner tubes 3 each about half by a projected towards the pipe support plate 7 leading surface a max of the displacement 12th or 12.1 is covered. In the present case, it is a so-called 4-bundle of inner tubes 3, as shown in Figure 9 clearly.
  • a ma ⁇ of the displacer 12 reference is made to FIG.
  • the above design rule applies unrestricted with regard to the covered area; it refers in each case to the located on the outer edge of the pipe support plate 7, a pipe collar forming inner tubes. 3
  • the positive effect of the displacer 12 and 12.1 is based on the acceleration of the flow in the annular gap cross section As, as this obviously causes alignment of the fibers and pulp F in the direction of the streamlines and thus a "threading" of these product components in the tube inner diameter Di of Inner tubes 3 is facilitated.
  • FIGS. 6 to 8 illustrate that both the first displacement body 12.1 and the two other proposed embodiments, a second displacement body 12.2 (FIG. 7) and a third displacement body 12.3 (FIG. 8), the rear part 12.2b or 12.3b in FIG Connection with the respective shaft 12.2c and 12.3c congruent to the rear part 12.1b with the shaft 12.1c of the first displacement body 12 .1 are executed.
  • the rear part 12.1b, 12.2b, 12.3b is bounded by a convex outer contour with a second radius of curvature R 2 .
  • the rear part 12.1b, 12.2b, 12.3b has a shaft 12.1c, 12.2c, 12.3c with a third axial length l 3 and a relation to the outer diameter d max of the displacer 12.1 to 12.3 significantly reduced shaft diameter d 3 , the second Radius of curvature R 2 is provided with a Schaftausrundung r 4 and via a material, positive and / or non-positive connection with the pipe support plate 7, 8 takes place. With regard to the cohesive connection, welding is the first choice.
  • An AI Temative this is a screw of the displacement body 12 with the tube support plate 7, 8 represents.
  • the shaft 12c is provided with an external thread and screwed into a threaded base hole within the tube support plate 7, 8.
  • a seal preferably an O-ring.
  • the respective front part 12.1a, 12.2a, 12.3a of the three displacement bodies 12.1, 12.2, 12.3 is designed significantly differently (FIGS. 6 to 8). While the first displacement body 12.1 is designed to be mushroom-shaped convexly curved on its flow axis, two first radii of curvature Ri at the front end being connected to a first peak rounding ⁇ (FIG. 6), the second displacement body 12.2 has the shape of a straight one in its front part 12.2a Circular cone with a second peak rounding r 2 ( Figure 7).
  • Figures 3 and 4 show the second displacement body 12.2 and the third displacement body 12.3 in their respective indicated flow environment.
  • the statements in connection with the first displacement body 12.1 in conjunction with Figure 2 apply mutatis mutandis.
  • the displacement body 12 is formed as a ball 12.4 ( Figure 5), which is positioned freely movable in the enlarged passage cross section 8c with the diameter D 8 .
  • a circulating ball 12.4 is known to have no defined stall or edge but, depending on the gig from the turbulence of the wall near boundary layer, an undefined stall point 12.4d, which is anyway, seen in the flow direction, behind the narrowest point of the annular gap cross-section, the ball 12.4 forms with the second conical transition 8b.
  • the ball is 12.4 fixed in the center by the flow.
  • the displacement body 12 which is designed as a ball 12.4, also in the inflow region of the fixed-bearing-side tube carrier plate 7. This possibility will be used when the assembly effort for fixing the displacement body 12.1 to 12.3 on the pipe support plate 7, 8 should not be operated or can.
  • polytetrafluoroethylene particularly high-performance semicrystalline plastics, such as, for example, polyether ether ketone (PEEK), or amorphous thermoplastics, such as, for example, polyphenyl suifon (PPSU), have proven useful as materials for the ball 12.4.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • PEEK polyether ether ketone
  • PPSU polyphenyl suifon

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Einflussnahme auf den Anströmbereich einer Rohrträgerplatte (7, 8) eines Rohrbündel-Wärmeaustauschers (1), mit der Ablagerungen aus feststoffhaltigen Produkten in den kritischen Bereichen der Rohrträgerplatte verhindert werden. Dies wird dadurch erreicht, dass im Anströmbereich der jeweiligen Rohrträgerplatte (7, 8), ein aussenseits von einem ersten bzw. zweiten erweiterten Durchtrittsquerschnitt (5c, 8c) innerhalb des Austauscherflansches (5) bzw. des Anschlussstutzens (8d) begrenzt ist, und konzentrisch zur Rohrträgerplatte (7, 8) der Verdrängerkörper (12; 12.1, 12.2, 12.3, 12.4) angeordnet ist, der die Strömung zum Innenkanal (3*) axialsymmetrisch teilt, nach aussen umlenkt und dabei in einem zwischen dem Verdrängerkörper (12; 12.1, 12.2, 12.3, 12.4) und einer Innenkontur des Austauscherflansches (5) bzw. Anschlussstutzens (8d) düsenartig verengten Ringspaltquerschnitt (As) beschleunigt und der nachfolgend zusammen mit dem erweiterten Durchtrittsquerschnitt (5c, 8c) einen sich erweiternden Ringspaltquerschnitt (Ase) bildet .

Description

Vbrrichtung zur Einflussnahme auf den Anströmbereich einer Rohrträgerplatte eines Rohrbündel-Wärmeaustauschers
TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Einflussnahme auf den Anströmbereich einer Rohrträgerplatte eines Rohrbündel-Wärmeaustauschers, insbesondere für die Nahrungsmittel- und Getränkeindustrie, mit einem von einem Außenmantel umgebenen Außenkanal für ein Wärmeträgermedium, mit einer Anzahl von sich achsparallel zum Außenmantel durch den Außenkanal erstreckenden, gemeinsam einen Innenkanal bildenden, endseitig jeweils in der Rohrträgerplatte abgestützten Innenrohren, mit einem für alle Innenrohre gemeinsamen, in einem festlager- seitigen Austauscherflansch ausgebildeten Eintritt oder Austritt und einem ge- meinsamen, in einem loslagerseitigen Anschlussstutzen ausgebildeten Austritt bzw. Eintritt für ein Produkt, und mit wenigstens einem die Strömung im Anströmbereich der Rohrträgerplatte beeinflussenden Verdrängerkörper.
STAND DER TECHNIK Eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art ist aus der DE-U-94 03 913 bekannt. Ein jüngerer diesbezüglicher Stand der Technik, der sich prinzipiell jedoch nicht gegenüber dem älteren Stand der Technik unterscheidet, beschreibt die Firmendruckschrift „Röhrenwärmetauscher VARITUBE®", GEA Tuchenhagen, Liquid Processing Division, 632d-00, aus dem Jahre 2000.
Derartige Rohrbündel-Wärmeaustauscher sind aufgrund ihrer Querschnittsgeometrie generell besser als andere Wärmeaustauscher-Bauarten, wie beispielsweise Platten-Wärmeaustauscher, geeignet zur thermischen Behandlung von Produkten mit hohen und niedrigen Viskositäten, von feststoffhaltigen Produkten mit ganzen Stücken, Pulpe oder Fasern. Gleichwohl ist auch hier zu beobachten, dass sich bei faserigen Medien, beispielsweise Säften mit Fruchtfleisch, Ablagerungen an den Eintrittsöffnungen der Innenrohre der Rohrträgerplatten bilden. Die Behandlung bei relativ hohen Temperaturen begünstigt die Agglomeration von Fasern und die Bildung von Pulpe. Diese lagern sich bevorzugt an den Stegen zwischen den mehrfach angeordneten Innenrohren und an den quer zur Strömungsrichtung orientierten Flächen der Rohrträgerplatte ab und können dort zu Verstopfungen führen (Figur 9). Temporäre Ablagerungen lösen sich von Zeit zu Zeit und die Klumpen gelangen dann ggf. in die für den Endverbraucher bestimm- te Verpackung des jeweiligen Produkts, wo sie unerwünscht sind.
Das vorstehend geschilderte Problem ist seit langem bekannt und es wurde beispielsweise bereits vorgeschlagen, die angeströmten Rohrträgerplatten eines Rohrbündel-Wärmeaustauschers jeweils mit mechanischen Mitteln von Ablage- rungen frei zu halten. Ein diesbezüglicher, druckschriftlich nicht zu belegender Stand der Technik sieht vor, den in Frage kommenden Bereich der jeweiligen Rohrträgerplatte mit einer rotierenden Bürste zu bestreichen, die durch die Energie des strömenden Produktes angetrieben wird. Derartige Lösungen sind jedoch hygienisch bedenklich und konnten sich in der Praxis nicht durchsetzen.
In der EP-A-0 246 111 werden bereits Leitvorrichtungen beschrieben, die eine mit Festkörpern beladene Gasströmung im Anströmbereich einer Rohrträgerplatte eines Rohrbündel-Wärmeaustauschers beeinflussen. Zu diesem Zweck trägt jedes vom Gas durchströmte Innenrohr des Rohrbündel-Wärmeaustauschers ein in Richtung der ankommenden Gasströmung konisch erweitertes Einlaufrohr. Jeweils vier in quadratischer Anordnung benachbarte Einlaufrohre sind dabei vorzugsweise so bemessen, dass sie sich gegenseitig punktförmig berühren und dass die Fläche, die zwischen den sich berührenden vier kreisförmigen Rohrquerschnitten gebildet wird, jeweils mit der vorgenannten Leitvorrichtung bestückt ist. Die Leitvorrichtung füllt dabei mit ihrem Fußquerschnitt die Fläche gänzlich aus und sie ist, ausgehend von den vier Berandungskreisbogen des Fußquerschnitts und in Richtung der ankommenden Gasströmung gesehen, jeweils konisch verjüngt. Durch die jeweilige Leitvorrichtung auf jeder der besagten Flächen der durch eine Vielzahl von Innenrohren gebildeten Rohrmatrix wird verhindert, dass sich die Feststoffbestandteile des anströmenden Gases zwischen den konisch erweiterten Rohrstutzen auf der Rohrträgerplatte ablagern. Statt dessen werden durch die jeweilige Leitvorrichtung die Gasströmung und damit die in ihr enthaltenen Feststoffbestandteile in das jeweils nächstliegende konische Einlaufrohr eingeleitet.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, dass Ablagerungen aus feststoffhaltigen Produkten in den kritischen Bereichen der Rohrträgerplatte verhindert werden, ohne dass hygienisch, reinigungstechnisch und strömungsphysikalisch problematische Lösungen in Kauf zu nehmen sind.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Vorrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Anordnung eines Verdrängerkörpers im Anströmbereich der Rohrträgerplatte hält diese nachweislich und nicht vorhersehbar nachhaltig frei von faserigen Ablagerungen und Pulpe. Der Verdrängerkörper selbst, wenn er, wie vorgeschlagen, strömungsgünstig ausgebildet ist, verursacht nur einen geringen und hinnehmbaren Druckverlust, seine Anordnung ist hygienisch und reinigungstechnisch völlig unbedenklich.
Die Wirksamkeit der vorgeschlagenen Maßnahme erklärt sich aus zwei strömungsmechanischen Mechanismen. Dies ist zum einen die axialsymmetrische Aufteilung der Strömung, ihre Umlenkung nach außen und gleichzeitige Beschleunigung in einer düsenartigen Anordnung. Beschleunigte Strömungen sind nicht ablösungsgefährdet, sodass eine orientierungslose Querbewegung und Querlage der längeren und problematischen faserigen Bestandteile zur Hauptströmungsrichtung eher ausgeschlossen werden kann. Die faserigen Bestandteile müssen sich vielmehr unter dem Einfluss der Strömungskräfte in Richtung der Stromlinien orientieren. Im Bereich hinter dem Verdrängungskörper verbleibt den faserigen Bestandteilen keine Zeit, sich quer zur Hauptströmungsrichtung neu zu orientieren; sie werden überwiegend in die Innenrohre „eingefädelt".
Der zweite Wirkmechanismus ist darin zu sehen, dass die Strömung hinter dem Verdrängerkörper von außen nach innen umgelenkt wird, weil die Strömung auch zwangsläufig den inneren Anströmbereich der Rohrträgerplatte durchströmen muss. Darüber hinaus bildet der Verdrängerkörper im Anschluss an den düsenartig verengten Ringspaltquerschnitt zusammen mit dem erweiterten Durchtrittsquerschnitt einen sich erweiternden Ringspaltquerschnitt. Insgesamt ergibt sich dadurch eine gekrümmte, verzögerte Bewegung. Eine derartige Strömungsbewegung löst erfahrungsgemäß ab und erzeugt eine Sekundärströmung, die offensichtlich ein Freispülen der kritischen Bereiche (Stege) der Rohrträgerplatte bewirkt.
Die Ablösung wird gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung durch eine definierte Strömungsabrissstelle, die an einigen Ausführungsformen des Verdrängerkörpers in Form einer Strömungsabrisskante planmäßig ausgeführt und im erweiterten Durchtrittsquerschnitt positioniert ist, begünstigt.
Die strömungspysikalische Funktion des vorgeschlagenen Verdrängerkörpers kommt besonders vorteilhaft zum Tragen, wenn, wie dies eine erste vorteilhafte Ausführungsform vorsieht, die Strömungsabrissstelle an der engsten Stelle (minimaler Rinspaltquerschnitt Asmin) des Ringspaltquerschnittes (As) positioniert ist
Eine zweite diesbezügliche Ausführungsform sieht vor, die Strömungsabrissstelle, in Strömungsrichtung gesehen, hinter der engsten Stelle (minimaler Rinspaltquerschnitt Asmin) des Ringspaltquerschnittes (As) zu positionieren. Hinsichtlich der Bemessung des minimalen Ringspaltquerschnittes Asmin hat es sich gezeigt, dass beste Ergebnisse erzielt werden, wenn das Verhältnis des Nenndurchtritts- querschnitts A, eines Verbindungsbogens zum minimalen Ringspaltquerschnitt A A
(Asmin) mit 1 ,5 < — °— ≤ 2,5, insbesondere mit — ^— = 2, ausgeführt ist. Bei die- smin smin sen Querschnittsverhältnissen wird die mittlere maximale Strömungsgeschwindigkeit Vmax im minimalen Ringspaltquerschnitt Asmin im entsprechenden Verhältnis gegenüber der mittleren Strömungsgeschwindigkeit v im Innenrohr bzw. im Ver- bindungsbogen erhöht.
Ausführungsformen des Verdrängerkörpers, die mit einer definierten Strömungsabrisskante ausgeführt sind, sind gemäß einem weiteren Vorschlag mit der Rohrträgerplatte fest verbunden. Eine derartige Ausführung ist immer dann möglich, wenn die angeströmte Rohrträgerplatte frei zugänglich ist. Beim Neubau eines Rohrbündel-Wärmeaustauschers ist dies stets der Fall. Bei Nachrüstung bestehender Aggregate ist die Zugänglichkeit zum loslagerseitigen Austauscherflansch immer möglich, wenn der Rohrbündel-Wärmeaustauscher gemäß Druckschrift DE-U-9403 913 oder der vorgenannten Firmendruckschrift 632d-00 ausgeführt ist.
Zur Nachrüstung der festlagerseitigen Rohrträgerplatte mit einem Verdrängerkörper gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, diesen als Kugel auszubilden, die im erweiterten Durchtrittsquerschnitt frei beweglich positioniert ist. Geeignete Ma- terialien für diese Kugel sind vorzugsweise Kunststoffe wie Polytetrafluorethylen (PTFE), vor allem teilkristalline Hochleistungskunststoffe, wie beispielsweise Po- lyetheretherketon (PEEK), oder amorphe Thermoplaste, wie beispielsweise Po- lyphenylsulfon (PPSU). Die beiden letztgenannten sind vor allem hinreichend mechanisch widerstandsfähig, hygienisch unbedenklich und chemisch insbesondere gegen Reinigungsmittel beständig.
Zur Sicherstellung einer hinreichenden Wirksamkeit der vorgeschlagenen Maßnahme wird, gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung, ein Außendurchmesser des Verdrängerkörpers derart bemessen, dass ein durch einen jeweiligen Rohrinnendurchmesser gebildeter Durchtrittsquerschnitt der am äußeren Rand der Rohrträgerplatte gelegenen Innenrohre jeweils etwa zur Hälfte durch eine in Richtung der Rohrträgerplatte projizierte Anströmfläche des Verdrängerkörpers abgedeckt ist.
Damit die mit der Rohrträgerplatte fest verbundenen verschiedenen Ausführungsformen des Verdrängerkörpers in strömungstechnisch günstiger Weise dort befestigt werden können, wird weiterhin vorgesehen, dass im Zentrum des Außenmantels, unabhängig von der Anzahl der Innenrohre, kein Innenrohr angeordnet ist.
Die Anforderungen, die an den erfindungsgemäßen Verdrängerkörper gestellt werden, bestehen nicht nur darin, dass er eine besonders wirksame Einflussnahme auf den Anströmbereich der Rohrträgerplatte ausübt, sondern er ist auch dahingehend auszugestalten, dass er möglichst geringe Druckverluste bewirkt und nicht selbst zu einem Problem für Ablagerungen wird. Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass der Verdrängerkörper aus einem axialsymmetrischen vorderen Teil und einem axialsymmetrischen hinteren Teil gebildet wird, die an ihrem Verbindungsquerschnitt den größten gemeinsamen Außendurchmesser dm« in Form einer definierten Strömungsabrisskante ausbilden. Dabei wird er hin- sichtlich seiner axialen längenmäßigen Bemessung zweckmäßig derart ausgelegt, dass eine zweite axiale Länge l2 des hinteren Teils im Vergleich zu einer ersten axialen Länge des vorderen Teils kleiner, vorzugsweise mit l2 ≤ 0,5 l1t ausgeführt ist.
Es ist in diesem Zusammenhang von Vorteil, wenn der hintere Teil durch eine konvexe Außenkontur mit einem zweiten Krümmungsradius berandet ist. Zur Befestigung des Verdrängerkörpers an der Rohrträgerplatte dient ein am hinteren Teil angeordneter Schaft mit einer dritten axialen Länge und einem gegenüber dem Außendurchmesser des Verdrängerkörpers deutlich reduzierten Schaft- durchmesser, der eine Abrundung zum zweiten Krümmungsradius R2 mit einer Schaftausrundung r aufweist und über den eine stoff-, form und/oder kraftschlüs- sige Verbindung erfolgen kann. Der Schaft wird vorzugsweise zylindrisch ausgeführt und in einer bevorzugten Ausführungsform mit dem von einem Innenrohr freien Zentrum der Rohrträgerplatte verschweißt.
Hinsichtlich der konkreten geometrischen Ausgestaltung des vorderen Teils des erfindungsgemäßen, mit der Rohrträgerplatte fest verbundenen Verdrängerkörpers werden drei Ausführungsformen vorgeschlagen, die hinsichtlich ihrer Wirksamkeit in Bezug auf die Verhinderung von Ablagerungen auf der Rohrträgerplatte annähernd gleichwertig sind. Hinsichtlich ihrer Neigung, an der exponiertesten Stelle, nämlich der vordersten Anströmfläche, selbst Ort für Ablagerungen zu werden, unterscheiden sie sich jedoch.
Beste Ergebnisse, das heißt völliges Freibleiben von Ablagerungen auf der Verdrängeroberfläche auch nach längerer Betriebszeit werden in nicht erwarteter Weise mit einer ersten Ausführungsform des Verdrängerkörpers gemäß der Erfindung erreicht, dessen vorderer Teil pilzförmig konvex gekrümmt ausgebildet ist, wobei zwei erste Krümmungsradien am vorderen Ende mit einer ersten Spitzenabrundung verbunden sind.
Eine zweite Ausführungsform des Verdrängerkörpers, dessen vorderer Teil als gerader Kreiskegel mit einer zweiten Spitzenabrundung ausgeführt ist, zeigt geringfügige Ablagerungserscheinungen im Bereich der Kegelspitze, wobei sich geometriebedingt nur geringe Mengen Ablagerungen bilden können, die sich dann von Zeit zu Zeit ablösen und bei der Umströmung des Verdrängerkörpers höchst- wahrscheinlich vereinzelt werden.
Mit den Ergebnissen der zweiten Ausführungsform sind die Ergebnisse einer dritten Ausführungsform des Verdrängerkörpers vergleichbar, dessen vorderer Teil konisch und mit einer konkav gekrümmten Mantelfläche ausgebildet ist, wobei zwei dritte Krümmungsradien am vorderen Ende mit einer dritten Spitzenabrundung verbunden sind. KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Ausführungsbeispiele der vorgeschlagenen Vorrichtung gemäß der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Es zeigen
Figur 1 einen Mittelschnitt durch ein sog. Rohrbündel als modularer Teil eines in den eingangs genannten Druckschriften beschriebenen, ggf. aus einer Vielzahl solcher Rohrbündel bestehenden Rohrbündel- Wärmeaustauschers, auf dessen Rohrträgerplatten die erfindungsgemäßen Merkmale Anwendung finden;
Figur 2 einen Mittelschnitt durch das Rohrbündel gemäß Figur 1 im Bereich der festlagerseitigen Rohrträgerplatte, wobei im Anströmbereich dieser Rohrträgerplatte eine mit dieser fest verbundene erste favorisierte Ausführungsform eines Verdrängerkörpers angeordnet ist, der sich durch einen pilzförmig konvex gekrümmten vorderen Teil auszeichnet;
Figur 3 gleichfalls einen Mittelschnitt durch das Rohrbündel gemäß Figur 1 im Bereich der festlagerseitigen Rohrträgerplatte, wobei im Anströmbereich dieser Rohrträgerplatte eine mit dieser fest verbundene zweite favorisierte Ausführungsform eines Verdrängerkörpers angeordnet ist, dessen vorderer Teil als gerader Kreiskegel mit einer Spitzenabrundung ausgeführt ist;
Figur 4 gleichfalls einen Mittelschnitt durch das Rohrbündel gemäß Figur 1 im Bereich der festlagerseitigen Rohrträgerplatte, wobei im Anströmbereich dieser Rohrträgerplatte eine mit dieser fest verbundene dritte favorisierte Ausführungsform eines Verdrängerkörpers angeordnet ist, dessen vorderer Teil konisch und mit einer konkav gekrümmten Mantelfläche ausgebildet ist; Figur 5 einen Mittelschnitt durch das Rohrbündel gemäß Figur 1 im Bereich der loslagerseitigen Rohrträgerplatte, wobei im Anströmbereich dieser Rohrträgerplatte eine vierte Ausführungsform eines Verdrängerkörpers, nämlich eine Kugel, angeordnet ist, die im erweiterten Durchtrittsquerschnitt frei beweglich positioniert ist;
Figur 6, Figur 7, Figur 8 die Verdrängerkörper gemäß den Figuren 2, 3 und 4 in ihrer jeweiligen
Einbaulage, wobei jeweils geometrische Einzelheiten dargestellt sind und
Figur 9 eine Ansicht einer Rohrträgerplatte nach dem Stand der Technik von ihrer Anströmseite her gesehen, wobei die bevorzugten Bereiche, an denen Anlagerung von Fasern und Pulpe festgestellt wird, markiert sind.
BEZUGSZEICHENLISTE DER VERWENDETEN ABKÜRZUNGEN 1 Rohrbündel-Wärmeaustauscher
1.1 ,1.2,
...,1.i, ...,1.n Rohrbündel
1.i i-tes Rohrbündel
1.i+1 dem Rohrbündel 1.i nachgeschaltetes Rohrbündel
1.i-1 dem Rohrbündel 1.i vorgeschaltetes Rohrbündel
2 Außenmantel
2* Außenkanal
2a festlagerseitiger Außenmantelflansch
2b loslagerseitiger Außenmantelflansch
3 Innenrohr
3* Innenkanal 4.1 erstes Gehäuse
4a erster Anschlussstutzen
4a* erster Querkanal
4.2 zweites Gehäuse 4b zweiter Anschlussstutzen
4b* zweiter Querkanal
5 festlagerseitiger Austauscherflansch 5a erste Anschlussöffnung
5b erster konischer Übergang 5c erster erweiterter Durchtrittsquerschnitt
6 loslagerseitiger Austauscherflansch
7 festlagerseitige Rohrträgerplatte (Rohrspiegelplatte)
8 loslagerseitige Rohrträgerplatte (Rohrspiegelplatte) 8a zweite Anschlussöffnung 8b zweiter konischer Übergang
8c zweiter erweiterter Durchtrittsquerschnitt
8d loslagerseitiger Anschlussstutzen
9 Flachdichtung
10 O-Ring 11 Verbindungsbogen
12 Verdrängerkörper
12a vorderer Teil
12b hinterer Teil
12c Schaft 12d Strömungsabrissstelle i = 1 bis 3 Ausführungsformen
12.ia vorderer Teil des Verdrängerkörpers 12.i
12.ib hinterer Teil des Verdrängerkörpers 12.i
12. ic Schaft des Verdrängerkörpers 12. i 12.id definierte Strömungsabrisskante des Verdrängerkörpers 12. i
12.1 erster Verdrängerkörper 12.2 zweiter Verdrängerkörper
12.3 dritter Verdrängerkörper
12.4 Kugel
12.4d Undefinierte Strömungsabrissstelle amax projizierte Anströmfläche des Verdrängerkörpers c Strömungsgeschwindigkeit im Außenmantel dm» Außendurchmesser des Verdrängerkörpers d3 Schaftdurchmesser erste axiale Länge des vorderen Teils des Verdrängerkörpers l2 zweite axiale Länge des hinteren Teils des Verdrängerkörpers l3 dritte axiale Länge des Schaftes des Verdrängerkörpers r-i erste Spitzenabrundung r2 zweite Spitzenabrundung r3 dritte Spitzenabrundung r Schaftausrundung v mittlere Strömungsgeschwindigkeit im Innenrohr
Vmax mittlere maximale Strömungsgeschwindigkeit im minimalen Ringspaltquerschnitt Asmin
A Austritt Ao Nenndurchtrittsquerschnitt des Verbindungsbogens
As Ringspaltquerschnitt
ASE erweiternder Ringspaltquerschnitt
Asmin minimaler Ringspaltquerschnitt (engste Stelle des Ringspaltquerschnittes As Di Rohrinnendurchmesser
DN Nenndurchmesser des Verbindungsbogens (Ao = DN2π/4)
D5 größter Durchmesser des ersten erweiterten Durchtritts querschnitts 5c im festlagerseitigen Austauscherflansch 5
D7 angeströmter äußerer Durchmesser der festlagerseitigen Rohrträgerplatte 7 (D7 = D5) D8 größter Durchmesser des zweiten erweiterten Durchtrittsquer
Schnitts 8c im loslagerseitigen Anschlussstutzen 8d E Eintritt
F abgelagerte Fasern, Pulpe P Produkt (temperaturbehandelte Seite
Ri erster Krümmungsradius des vorderen Teils des
Verdrängerkörpers R2 zweiter Krümmungsradius des hinteren Teils des
Verdrängerkörpers R3 dritter Krümmungsradius des vorderen Teils des
Verdrängerkörpers S Steg
W Wärmeträgermedium θA Austrittstemperatur des Wärmeträgermedium θE Eintrittstemperatur des Produktes
Δθ = θA - θE Temperaturdifferenz am Produkteintritt
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Ein in der Regel aus einer Vielzahl von Rohrbündeln 1.1 bis 1.n zusammen ge- setzter Rohrbündel-Wärmeaustauscher 1 (Figur 1; siehe auch DE-U-94 03 913) besteht in seinem mittleren Teil aus einem einen Außenkanal 2* begrenzenden Außenmantel 2 mit einem, bezogen auf die Darstellungslage, linksseitig angeordneten festlagerseitigen Außenmantelflansch 2a und einem rechtsseitig angeordneten loslagerseitigen Außenmantelflansch 2b. An dem letzteren schließt sich ein von einem ersten Gehäuse 4.1 begrenzter erster Querkanal 4a* mit einem ersten Anschlussstutzen 4a und an den festlagerseitigen Außenmantelflansch 2a schließt sich ein von einem zweiten Gehäuse 4.2 begrenzter zweiter Querkanal 4b* mit einem zweiten Anschlussstutzen 4b an. Eine Anzahl von sich achsparallel zum Außenmantel 2 durch den Außenkanal 2* erstreckenden, gemeinsam einen Innenkanal 3* bildenden Innenrohre 3, beginnend mit vier und danach auch bis neunzehn ansteigend und ggf. auch mehr an der Zahl, sind endseitig jeweils in einer festlagerseitigen Rohrträgerplatte 7 bzw. einer loslagerseitigen Rohrträgerplatte 8 (beide auch als Rohrspiegelplatte bezeichnet) abgestützt und an ihrem Rohraußendurchmesser in dieser verschweißt, wobei diese Gesamtanordnung über eine nicht näher bezeichnete Öffnung am zweiten Gehäuse 4.2 in den Au- ßenmantel 2 eingeführt und über einen festlagerseitigen Austauscherflansch 5 mit dem zweiten Gehäuse 4.2 unter Zwischenschaltung von jeweils einer Flachdichtung 9 zusammengespannt ist (Festlager 5, 7, 4.2).
Die beiden Gehäuse 4.1, 4.2 sind gegenüber dem jeweils benachbarten Außen- mantelflansch 2b, 2a ebenfalls mit einer Flachdichtung 9 abgedichtet, wobei das rechtsseitig angeordnete erste Gehäuse 4.1 in Verbindung mit dem Außenmantel 2 über einen loslagerseitigen Austauscherflansch 6 unter Zwischenschaltung eines O-Ringes 10 gegen das linksseitig angeordnete Festlager 5, 7, 4.2 gepresst wird. Die loslagerseitige Rohrträgerplatte 8 greift durch eine nicht näher bezeich- nete Bohrung im loslagerseitigen Austauscherflansch 6 hindurch und findet gegenüber letzterem ihre Abdichtung mittels des dynamisch beanspruchten O- Ringes 10, der darüber hinaus das erste Gehäuse 4.1 statisch gegen den loslagerseitigen Austauscherflansch 6 abdichtet. Letzterer und die loslagerseitige Rohrträgerplatte 8 bilden ein sog. Loslager 6, 8, welches die Längenänderungen der in der loslagerseitigen Rohrträgerplatte 8 eingeschweißten Innenrohre 3 infolge Temperaturänderung in beiden axialen Richtungen zulässt.
Abhängig von der Anordnung des jeweiligen Rohrbündels 1.1 bis 1.n im Rohrbündel-Wärmeaustauscher 1 und seiner jeweiligen Beschaltung können die In- nenrohre 3, bezogen auf die Darstellungslage, entweder von links nach rechts oder umgekehrt von einem Produkt P durchströmt werden, wobei die mittlere Strömungsgeschwindigkeit im Innenrohr 3 und damit im Innenkanal 2* mit v gekennzeichnet ist. Die querschnittsmäßige Auslegung erfolgt in der Regel derart, dass diese mittlere Strömungsgeschwindigkeit v auch in einem Verbindungsbo- gen 11 vorliegt, der einerseits mit dem festlagerseitigen Austauscherflansch 5 und andererseits mittelbar mit einem mit der loslagerseitigen Rohrträgerplatte 8 fest verbundenen loslagerseitigen Anschlussstutzen 8d verbunden ist. Mit den beiden Verbindungsbogen 11 wird das in Rede stehende Rohrbündel 1.i mit dem jeweils benachbarten Rohrbündel 1.i+1 einerseits und 1.i-1 andererseits in Reihe geschaltet. Daher bildet einmal der festlagerseitige Austauscherflansch 5 einen Ein- tritt E für das Produkt P und der loslagerseitige Anschlussstutzen 8d beherbergt einen dazugehörenden Austritt A; beim jeweils benachbarten Rohrbündel 1.i+1 und 1.i-1 kehren sich diese Ein- und Austrittsverhältnisse jeweils entsprechend um.
Der festlagerseitige Austauscherflansch 5 weist eine erste Anschlussöffnung 5a auf, die einerseits einem Nenndurchmesser DN und damit einem Nenndurchtritts- querschnitt Ao des dort angeschlossenen Verbindungsbogens 11 entspricht und die andererseits so bemessen ist, dass dort die der mittleren Strömungsgeschwindigkeit v im Innenrohr 3 bzw. Innenkanal 3* entsprechende Strömungsge- schwindigkeit vorliegt. In gleicher Weise ist auch eine zweite Anschlussöffnung 8a in dem loslagerseitigen Anschlussstutzen 8d bemessen, wobei sich die jeweilige Anschlussöffnung 5a bzw. 8a auf einen jeweils erweiterten Durchtrittsquerschnitt 5c bzw. 8c im Bereich zur benachbarten Rohrträgerplatte 7 bzw. 8 durch einen konischen Übergang 5b bzw. 8b erweitert.
In Abhängigkeit von der Richtung der Strömungsgeschwindigkeit v im Innenrohr 3 bzw. Innenkanal 3* strömt das zu behandelnde Produkt P entweder über die erste Anschlussöffnung 5a oder die zweite Anschlussöffnung 8a dem Rohrbündel 1.1 bis 1.n zu, sodass entweder die festlagerseitige Rohrträgerplatte 7 oder die losla- gerseitige Rohrträgerplatte 8 angeströmt wird. Da in jedem Falle ein Wärmeaustausch zwischen Produkt P in den Innenrohren 3 bzw. den Innenkanälen 3* und einem Wärmeträgermedium W im Außenmantel 2 bzw. in den Außenkanälen 2* im Gegenstrom zu erfolgen hat, strömt dieses Wärmeträgermedium W entweder dem ersten Anschlussstutzen 4a oder aber dem zweiten Anschlussstutzen 4b mit einer Strömungsgeschwindigkeit c zu. Für den Fall, dass das Produkt P dem
Rohrbündel 1 über die erste Anschlussöffnung 5a zuströmt, so würde hier die Ein- trittstemperatur des Produktes θE vorliegen. Dementsprechend würde das Wärmeträgermedium W den Außenmantel 2 bzw. die Außenkanäle 2* im Gegenstrom über den zweiten Anschlussstutzen 4b mit einer Austrittstemperatur des Wärmeträgermediums θA verlassen. Die im Bereich des zweiten Anschlussstutzens 4b vorliegende Temperaturdifferenz am Produkteintritt Δθ = θA - θE stellt in der Praxis einen zuverlässigen Indikator für die Güte des Wärmeaustauschs in den Rohrbündeln 1.1 bis Ln dar.
Bei Rohrbündel-Wärmeaustauschern nach dem Stand der Technik finden sich Ablagerungen von Fasern und Pulpe F vor allem an den jeweils angeströmten Rohrträgerplatten 7, 8 im Bereich der Stege S (Figur 9) zwischen benachbarten Innenrohren 3 mit ihrem durchströmten Rohrinnendurchmesser Dj . Die Darstellung zeigt den gesamten angeströmten Bereich der Rohrträgerplatte 7, 8 mit einem angeströmten äußeren Durchmesser D , der auch einem größten Durchmes- ser Ds des ersten erweiterten Durchtrittsquerschnitts 5c im festlagerseitigen Austauscherflansch 5 (s. Figur 2) bzw. einem größten Durchmesser D8 des zweiten erweiterten Durchtrittsquerschnitts 8c im loslagerseitigen Anschlussstutzen 8d (s. Figur 5) entspricht.
Ein Verdrängerkörper 12 (Figur 2 und Figur 6), der in einer bevorzugten ersten Ausführungsform 12.1 in einem axialsymmetrischen vorderen Teil 12a bzw. 12.1a pilzförmig konvex gekrümmt ausgebildet ist, ist über einen an einem axialsymmetrischen hinteren Teil 12b bzw. 12.1b angeordneten Schaft 12c bzw. 12.1c konzentrisch mit dem Zentrum der festlagerseitigen Rohrträgerplatte 7 stoffschlüssig verbunden. Der vordere und der hintere Teil 12.a bzw. 12.1a und 12b bzw. 12.1b bilden an ihrem Verbindungsquerschnitt einen größten gemeinsamen Außendurchmesser dmax in Form einer definierten Strömungsabrissstelle 12d bzw. 12.1d (Fig. 6) aus.
Der Verdrängerkörper 12 bzw. 12.1 ist im Anströmbereich der festlagerseitigen Rohrträgerplatte 7 angeordnet, der außenseits von dem ersten erweiterten Durch- trittsquerschnitt 5c begrenzt ist, und er teilt das über den Verbindungsbogen 11 mit der mittleren Strömungsgeschwindigkeit v zum Innenkanal 3* strömende Produkt P axialsymmetrisch über den gesamten Umfang auf und lenkt es nach außen um. Dabei wird die Strömung in einem zwischen dem Verdrängerkörper 12 bzw. 12.1 und einer Innenkontur des festlagerseitigen Austauscherflansches 5 düsenartig verengten Ringspaltquerschnitt As beschleunigt und erreicht an dessen engster Stelle, einem minimalen Ringspaltquerschnitt Asmin, eine mittlere maximale Strömungsgeschwindigkeit wmax. Die Strömungsabrissstelle (hier Strömungsabrisskante) 12d bzw. 12.1d ist dabei, in Strömungsrichtung gesehen, hinter der Stelle des minimalen Ringspaltquerschnittes Asmin positioniert.
Der Außendurchmesser dmax des Verdrängerkörpers 12 bzw. 12.1 ist derart bemessen, dass ein durch einen Rohrinnendurchmesser Di gebildeter Durchtrittsquerschnitt der am äußeren Rand der Rohrträgerplatte 7 gelegenen Innenrohre 3 jeweils etwa zur Hälfte durch eine in Richtung der Rohrträgerplatte 7 projizierte Anströmfläche amax des Verdrängerkörpers 12 bzw. 12.1 abgedeckt ist. Im vorliegenden Falle handelt es sich um ein sog. 4er-Bündel von Innenrohren 3, wie es in Figur 9 eindeutiger dargestellt ist. Zur Verdeutlichung der projizierten Anströmfläche amaχ des Verdrängerkörpers 12 wird auf Figur 3 verwiesen. Bei Rohrbündeln mit mehr als vier Innenrohren 3 gilt die vorstehende Bemessungsvorschrift hinsichtlich des abgedeckten Bereiches uneingeschränkt; sie bezieht sich jeweils auf die am äußeren Rand der Rohrträgerplatte 7 gelegenen, einen Rohrkranz bildenden Innenrohre 3.
Aus den vorstehenden Ausführungen wird deutlich, dass die Strömung hinter dem Verdrängerkörper 12 bzw. 12.1 zum Zentrum der Rohrträgerplatte 7 hin umgelenkt wird, wodurch eine möglichst gleichmäßige Durchströmung aller Innenrohre 3 bzw. Innenkanäle 3* erfolgt. Darüber hinaus erweitert sich hinter dem minimalen Ringspaltquerschnitt Asmin der Durchtrittsquerschnitt für die Strömung. Die derart gekrümmte und verzögerte Strömung muss zwangsläufig in diesem Bereich ablösen. Durch die Strömungsabrissstelle 12d bzw. 12.1d erfolgt die Ablösung plan- mäßig an dieser eindeutig definierten Stelle; ansonsten würde die Strömung in Abhängigkeit von der jeweiligen Turbulenz erst im Bereich des hinteren Teils 12b bzw. 12.1b, und zwar an einer nicht vorhersehbaren Stelle, ablösen. Die geschilderte Strömungsbewegung hinter dem Verdrängerkörper 12 bzw. 12.1 führt dort nach den strömungsmechanischen Gesetzmäßigkeiten zu einer Sekundärströmung, auf der die gewünschte Wirkung, nämlich die Verhinderung von Ablagerungen auf der angeströmten Rohrträgerplatte 7, 8, zum Teil beruht.
Zum anderen Teil beruht die positiver Wirkung des Verdrängerkörpers 12 bzw. 12.1 auf der Beschleunigung der Strömung im Ringspaltquerschnitt As, da dadurch offensichtlich eine Ausrichtung der Fasern und Pulpe F in Richtung der Stromlinien erfolgt und somit ein „Einfädeln" dieser Produktbestandteile in den Rohrinnendurchmesser Di der Innenrohre 3 erleichtert wird.
Die Figuren 6 bis 8 verdeutlichen, dass sowohl beim ersten Verdrängerkörper 12.1 als auch bei den beiden anderen vorgeschlagenen Ausführungsformen, einem zweiten Verdrängerkörper 12.2 (Figur 7) und einem dritten Verdrängerkörper 12.3 (Figur 8), der hintere Teil 12.2b bzw.12.3b in Verbindung mit dem jeweiligen Schaft 12.2c bzw. 12.3c kongruent zum hinteren Teil 12.1b mit dem Schaft 12.1c des ersten Verdrängerkörpers 12 .1 ausgeführt sind. Dabei ist eine zweite axiale Länge l2 des hinteren Teils 12.1b, 12.2b, 12.3b im Vergleich zu einer ersten axialen Länge des vorderen Teils 12.1a, 12.2a, 12.3a kleiner, vorzugsweise mit l2 < 0,5 lι, ausgeführt (Fig. 6). Weiterhin wird deutlich, dass der hintere Teil 12.1b, 12.2b, 12.3b durch eine konvexe Außenkontur mit einem zweiten Krümmungsra- dius R2 berandet ist. Der hintere Teil 12.1b, 12.2b, 12.3b besitzt einen Schaft 12.1c, 12.2c, 12.3c mit einer dritten axialen Länge l3 und einem gegenüber dem Außendurchmesser dmax des Verdrängerkörpers 12.1 bis 12.3 deutlich reduzierten Schaftdurchmesser d3, der zum zweiten Krümmungsradius R2 hin mit eine Schaftausrundung r4 versehen ist und über den eine stoff-, form- und/oder kraft- schlüssige Verbindung mit der Rohrträgerplatte 7, 8 erfolgt. Hinsichtlich der stoffschlüssigen Verbindung kommt in erster Linie das Schweißen in Frage. Eine AI- temative hierzu stellt eine Verschraubung des Verdrängerkörpers 12 mit der Rohrträgerplatte 7, 8 dar. Dabei wird der Schaft 12c mit einem Außengewinde versehen und in ein Gewindegrundloch innerhalb der Rohrträgerplatte 7, 8 eingeschraubt. Aus hygienischen Gründen ist in diesem Falle ein aus der Rohrträger- platte 7, 8 herausragender Teil des Schaftes 12c gegenüber letzterer mittels einer Dichtung, vorzugsweise einem O-Ring, abzudichten.
Der jeweilige vordere Teil 12.1a, 12.2a, 12.3a der drei Verdrängerkörper 12.1 , 12.2, 12.3 ist signifikant unterschiedlich ausgebildet (Figuren 6 bis 8). Während der erste Verdrängerkörper 12.1 an seiner Aπströmf lache pilzförmig konvex gekrümmt ausgeführt ist, wobei zwei erste Krümmungsradien Ri am vorderen Ende mit einer ersten Spitzenabrundung π verbunden sind (Figur 6), besitzt der zweite Verdrängerkörper 12.2 in seinem vorderen Teil 12.2a die Form eines geraden Kreiskegels mit einer zweiten Spitzenabrundung r2 (Figur 7). Beim dritten Verdrängerkörper 12.3 ist dessen vorderer Teil 12.3a konisch und mit einer konkav gekrümmten Mantelfläche ausgebildet, wobei zwei dritte Krümmungsradien R3 am vorderen Ende mit einer dritten Spitzenabrundung r3 verbunden sind (Figur 8).
Die Figuren 3 und 4 zeigen den zweiten Verdrängerkörper 12.2 bzw. den dritten Verdrängerkörper 12.3 in ihrem jeweiligen angedeuteten Strömungsumfeld. Die Ausführungen im Zusammenhang mit dem ersten Verdrängerkörper 12.1 in Verbindung mit Figur 2 gelten sinngemäß.
Bei bereits ausgeführten und im Betrieb befindlichen Rohrbündel-Wärmeaustauschern ist die Zugänglichkeit zur loslagerseitigen Rohrträgerplatte 8 zum Zwecke der nachträglichen Montage des Verdrängerkörpers 12 zumindest erheblich erschwert. Für diesen Fall ist vorgesehen, dass der Verdrängerkörper 12 als Kugel 12.4 ausgebildet ist (Figur 5), die im erweiterten Durchtrittsquerschnitt 8c mit dem Durchmesser D8 frei beweglich positioniert ist. Eine umströmte Kugel 12.4 besitzt bekanntlich keine definierte Strömungsabrissstelle bzw. -kante, sondern, abhän- gig von der Turbulenz der wandnahen Grenzschicht, eine Undefinierte Strömungsabrissstelle 12.4d, die jedenfalls, in Strömungsrichtung gesehen, hinter der engsten Stelle des Ringspaltquerschnittes, den die Kugel 12.4 mit dem zweiten konischen Übergang 8b bildet, positioniert ist. Bei der Anströmung der loslager- seitigen Rohrträgerplatte 8 wird die Kugel 12.4 in deren Zentrum durch die Strömung fixiert.
Grundsätzlich ist es möglich, den als Kugel 12.4 ausgebildeten Verdrängerkörper 12 auch im Anströmbereich der festlagerseitigen Rohrträgerplatte 7 anzuordnen. Diese Möglichkeit wird man dann nutzen, wenn der Montageaufwand zur Befestigung der Verdrängungskörper 12.1 bis 12.3 an der Rohrträgerplatte 7, 8 nicht betrieben werden soll oder kann.
Als Materialien für die Kugel 12.4 haben sich neben Polytetrafluorethylen (PTFE) vor allem teilkristalline Hochleistungskunststoffe, wie beispielsweise Polyether- etherketon (PEEK), oder amorphe Thermoplaste, wie beispielsweise Polyphenyl- suifon (PPSU), bewährt.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Einflussnahme auf den Anströmbereich einer Rohrträgerplatte (7, 8) eines Rohrbündel-Wärmeaustauschers (1), insbesondere für die Nahrungsmittel- und Getränkeindustrie, mit einem von einem Außen mantel (2) umgebenen Außenkanal (2*) für ein Wärmeträgermedium (W), mit einer Anzahl von sich achsparallel zum Außenmantel (2) durch den
Außenkanal (2*) erstreckenden, gemeinsam einen Innenkanal (3*) bildenden, endseitig jeweils in der Rohrträgerplatte (7, 8) abgestützten Innenrohren (3), mit einem für alle Innenrohre (3) gemeinsamen, in einem festlagerseitigen Austauscherflansch (5) ausgebildeten Eintritt (E) oder Austritt (A) und einem gemeinsamen, in einem loslagerseitigen
Anschlussstutzen (8d) ausgebildeten Austritt (A) bzw. Eintritt (E) für ein Produkt (P), und mit wenigstens einem die Strömung im Anströmbereich der Rohrträgerplatte (7, 8) beeinflussenden Verdrängerkörper (12), dadurch gekennzeichnet, • dass im Anströmbereich der jeweiligen Rohrträgerplatte (7, 8),
• der außenseits von einem ersten bzw. zweiten erweiterten Durchtrittsquerschnitt (5c, 8c) innerhalb des Austauscherflansches (5) bzw. des Anschlussstutzens (8d) begrenzt ist,
• und konzentrisch zur Rohrträgerplatte (7, 8) der Verdrängerkörper (12; 12.1 , 12.2, 12.3, 12.4) angeordnet ist,
• der die Strömung zum Innenkanal (3*) axialsymmetrisch teilt,
• nach außen umlenkt und dabei in einem zwischen dem Verdrängerkörper (12; 12.1 , 12.2, 12.3, 12.4) und einer Innenkontur des Austauscherflansches (5) bzw. Anschlussstutzens (8d) düsenartig verengten Ring- spaltquerschnitt (As) beschleunigt und
• der nachfolgend zusammen mit dem erweiterten Durchtrittsquerschnitt (5c, 8c) einen sich erweiternden Ringspaltquerschnitt (AsE) bildet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Verdrängerkörper (12; 12.1 , 12.2, 12.3, 12.4) in dem erweiterten Durchtrittsquerschnitt (5c, 8c) eine Strömungsabrissstelle (12d; 12.1 d, 12.2d, 12.3d, 12.4d) besitzt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsabrissstelle (12d; 12.1d, 12.2d, 12.3d, 12.4d) an einer engsten Stelle (minimaler Rinspaltquerschnitt Asmin) des Ringspaltquerschnittes (As) positioniert ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsabrissstelle (12d; 12.1d, 12.2d, 12.3d, 12.4d), in Strömungsrichtung gesehen, hinter einer engsten Stelle (minimaler Rinspaltquerschnitt Asmin) des Ringspaltquerschnittes (As) positioniert ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdrängerkörper (12; 12.1 , 12.2, 12.3) mit der Rohrträgerplatte (7,
8) fest verbunden ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Außendurchmesser (dmaχ) des Verdrängerkörpers (12; 12.1 , 12.2,
12.3) derart bemessen ist, dass ein durch einen jeweiligen Rohrinnendurchmesser (Di) gebildeter Durchtrittsquerschnitt der am äußeren Rand der Rohrträgerplatte (7, 8) gelegenen Innenrohre (3) jeweils etwa zur Hälfte durch eine in Richtung der Rohrträgerplatte (7, 8) projizierte Anströmfläche (amax) des Verdrängerkörpers (12; 12.1, 12.2, 12.3) abgedeckt ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdrängerkörper (12; 12.1 , 12.2, 12.3) aus einem axialsymmetrischen vorderen Teil (12a; 12.1a, 12.2a, 12.3a) und einem axialsymmetrischen hinteren Teil (12b; 12.1 b, 12.2b, 12.3b) gebildet wird, die an ihrem Verbindungsquerschnitt den größten gemeinsamen Außendurchmesser (dmax) in Form einer definierten Strömungsabrisskante (12d; 12.1 d, 12.2d, 12.3d) ausbilden.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite axiale Länge (l2) des hinteren Teils (12b; 12.1 b, 12.2b, 12.3b) im Vergleich zu einer ersten axialen Länge ( ) des vorderen Teils (12a; 12.1a, 12.2a, 12.3a) kleiner, vorzugsweise mit l2 < 0,5 , ausgeführt ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der hintere Teil (12b; 12.1b, 12.2b, 12.3b) durch eine konvexe Außen- kontur mit einem zweiten Krümmungsradius (R2) berandet ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der hintere Teil (12b; 12.1b, 12.2b, 12.3b) einen Schaft (12c; 12.1c, 12.2c, 12.3c) mit einer dritten axialen Länge (l3) und einem gegenüber dem
Außendurchmesser (dmax) des Verdrängerkörpers deutlich reduzierten Schaftdurchmesser (d3) besitzt, der eine Abrundung zum zweiten Krümmungsradius (R2) mit einer Schaftausrundung (r4) aufweist und über den eine stoff-, form- und/oder kraftschlüssige Verbindung mit der Rohrträgerplatte (7, 8) erfolgt.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Verdrängerkörper (12.1 ) vorgesehen ist, dessen vorderer Teil (12.1a) pilzförmig konvex gekrümmt ausgebildet ist, wobei zwei erste Krümmungsradien (R-i) am vorderen Ende mit einer ersten Spitzenabrundung (n) verbunden sind.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Verdrängerkörper (12.2) vorgesehen ist, dessen vorderer
Teil (12.2a) als gerader Kreiskegel mit einer zweiten Spitzenabrundung (r2) ausgeführt ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein dritter Verdrängerkörper (12.3) vorgesehen ist, dessen vorderer Teil (12.3a) konisch und mit einer konkav gekrümmten Mantelfläche ausgebildet ist, wobei zwei dritte Krümmungsradien (R3) am vorderen Ende mit einer dritten Spitzenabrundung (r3) verbunden sind.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdrängerkörper (12) als Kugel (12.4) ausgebildet ist, die im erweiterten Durchtrittsquerschnitt (5c, 8c) frei beweglich positioniert ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugel (12.4) aus Polytretrafluorethylen (PTFE) oder aus einem teilkristallinen Hochleistungskunststoff, wie beispielsweise Polyetheretherketon (PEEK), oder einer amorphen Thermoplaste, wie beispielsweise Polyphenyl- sulfon (PPSU), hergestellt ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass im Zentrum des Außenmantels (2), unabhängig von der Anzahl der In- nenrohre (3), kein Innenrohr (3) angeordnet ist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis eines Nenndurchtrittsquerschnitts Ao eines Verbin- dungsbogens (11) zum minimalen Ringspaltquerschnitt (Asmin)
A A mit 1 ,5 < — — ≤ 2,5, insbesondere mit — — = 2, ausgeführt ist. smin -"-Sπάn
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005030999A1 (de) * 2005-07-02 2007-01-11 Tuchenhagen Dairy Systems Gmbh Verfahren und Anordnung zur Strömungsführung in Rohrbündel-Wärmeaustauschern zur thermischen Behandlung von Suspensionen
DE102005007556B4 (de) * 2005-02-18 2007-05-03 Tuchenhagen Dairy Systems Gmbh Verfahren und Verbindungsarmatur zur Reduzierung der Bildung von Ablagerungen an Rohrträgerplatten von Rohrbündel-Wärmeaustauschern
US20090205813A1 (en) * 2005-12-13 2009-08-20 Tuchenhagen Dairy Systems Gmbh Device for influencing the flow in the region of a tube support plate of a tube bundle heat exchanger
DE102009006246B3 (de) * 2009-01-27 2010-05-20 Gea Tds Gmbh Vorrichtung zur Einflussnahme auf die Strömung im Bereich einer Rohrträgerplatte eines Rohrbündel-Wärmeaustauschers
JP2011513685A (ja) * 2008-02-27 2011-04-28 エボニック レーム ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 温度および滞留時間に敏感な製品を加熱するための熱交換器
US20180007941A1 (en) * 2011-07-28 2018-01-11 Nestec Sa Methods and Devices for Heating or Cooling Viscous Materials
PL443014A1 (pl) * 2022-11-30 2024-06-03 Politechnika Białostocka Płaszczowo-rurowy wymiennik ciepła z elementem rozpraszającym strugę wlotową czynnika chłodzonego

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE0802541A1 (sv) * 2008-12-09 2010-06-10 Tetra Laval Holdings & Finance Anordning vid en tubvärmeväxlare
DE102010004418A1 (de) 2010-01-13 2011-07-14 GEA TDS GmbH, 31157 UHT-Anlage zur Wärmebehandlung von temperatursensiblen Lebensmittelprodukten und Verfahren zur Wärmebehandlung von temperatursensiblen Lebensmittelprodukten in einer UHT-Anlage
DE102010028117A1 (de) 2010-04-22 2011-10-27 Krones Ag Verbindungselement für Röhrenwärmetauscher
EP2607833A1 (de) * 2011-12-22 2013-06-26 Tetra Laval Holdings & Finance S.A. Modul für verbesserte Laufzeit in röhrenförmigen Wärmetauschern
DE102013010460B4 (de) 2013-06-22 2025-05-28 Gea Tds Gmbh Vorrichtung zur Einflussnahme auf den Abströmbereich einer Rohrträgerplatte eines Rohrbündel-Wärmeaustauschers
DE102014016089A1 (de) * 2014-11-19 2016-05-19 Klaus Sauer Doppelrohrwärmeaustauscher
CN104677146A (zh) * 2015-02-13 2015-06-03 江苏新美星包装机械股份有限公司 一种用于果肉颗粒杀菌的换热器
DE102016007636B3 (de) * 2016-06-23 2017-11-09 Gea Tds Gmbh Verfahren zum Erhitzen eines Konzentrats in einer Anlage zum Zerstäubungstrocknen und Anlage zur Durchführung des Verfahrens
DE102016007637B4 (de) * 2016-06-23 2020-02-20 Gea Tds Gmbh Verfahren zum Betrieb eines Rohrbündel-Wärmeaustauschers zur Erhitzung eines temperatursensiblen Konzentrats eines Lebensmittelprodukts unter hohem Druck und Rohrbündel-Wärmeaustauscher zur Durchführung des Verfahrens
DE102016015737B3 (de) * 2016-06-23 2017-11-09 Gea Tds Gmbh Verfahren zum Erhitzen eines Konzentrats in einer Anlage zum Zerstäubungstrocknen und Anlage zur Durchführung des Verfahrens
DE102016212464A1 (de) 2016-07-08 2018-01-11 Carl Zeiss Smt Gmbh Messvorrichtung zum Bestimmen eines Wellenfrontfehlers
EP3332653A1 (de) * 2016-12-09 2018-06-13 Tetra Laval Holdings & Finance S.A. Rohrförmiger wärmetauscher
CN111480023B (zh) * 2017-12-20 2023-04-14 利乐拉瓦尔集团及财务有限公司 密封件和使用这种密封件的管状热交换器

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1501484A1 (de) * 1966-04-29 1969-10-23 Christian Carl Fa Durchlaufkuehler
DE2907113A1 (de) * 1978-06-30 1980-01-10 Schwermasch Liebknecht Veb K Stroemungsleitkoerper fuer waermeuebertrager und verfahren zu seiner befestigung
EP0246111A1 (de) 1986-05-16 1987-11-19 Santa Fe Braun Inc. Vorrichtung zur Erzeugung eines stromlinienähnlichen Flusses in einem Überweisungsleitungswärmeaustauscher
EP0357907A1 (de) * 1988-09-06 1990-03-14 Balcke-Dürr AG Wärmetauscher
DE9403913U1 (de) 1994-03-09 1994-05-05 Gea Finnah Gmbh Rohrbündel-Wärmetauscher
US6302191B1 (en) * 1998-06-08 2001-10-16 Alstom Uk Limited Heat exchanger

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI111963B (fi) * 1998-01-30 2003-10-15 Andritz Oy Menetelmä ja laite heikosti lämpöä johtavan materiaalin käsittelemiseksi

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1501484A1 (de) * 1966-04-29 1969-10-23 Christian Carl Fa Durchlaufkuehler
DE2907113A1 (de) * 1978-06-30 1980-01-10 Schwermasch Liebknecht Veb K Stroemungsleitkoerper fuer waermeuebertrager und verfahren zu seiner befestigung
EP0246111A1 (de) 1986-05-16 1987-11-19 Santa Fe Braun Inc. Vorrichtung zur Erzeugung eines stromlinienähnlichen Flusses in einem Überweisungsleitungswärmeaustauscher
EP0357907A1 (de) * 1988-09-06 1990-03-14 Balcke-Dürr AG Wärmetauscher
DE9403913U1 (de) 1994-03-09 1994-05-05 Gea Finnah Gmbh Rohrbündel-Wärmetauscher
US6302191B1 (en) * 1998-06-08 2001-10-16 Alstom Uk Limited Heat exchanger

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005007556B4 (de) * 2005-02-18 2007-05-03 Tuchenhagen Dairy Systems Gmbh Verfahren und Verbindungsarmatur zur Reduzierung der Bildung von Ablagerungen an Rohrträgerplatten von Rohrbündel-Wärmeaustauschern
DE102005030999B4 (de) * 2005-07-02 2007-10-25 Tuchenhagen Dairy Systems Gmbh Anordnung zur Strömungsführung in Rohrbündel-Wärmeaustauschern zur thermischen Behandlung von Suspensionen
DE102005030999A1 (de) * 2005-07-02 2007-01-11 Tuchenhagen Dairy Systems Gmbh Verfahren und Anordnung zur Strömungsführung in Rohrbündel-Wärmeaustauschern zur thermischen Behandlung von Suspensionen
US20090205813A1 (en) * 2005-12-13 2009-08-20 Tuchenhagen Dairy Systems Gmbh Device for influencing the flow in the region of a tube support plate of a tube bundle heat exchanger
DE102005059463B4 (de) * 2005-12-13 2009-12-24 Gea Tds Gmbh Vorrichtung zur Einflussnahme auf die Strömung im Bereich einer Rohrträgerplatte eines Rohrbündel-Wärmeaustauschers
US9127893B2 (en) 2005-12-13 2015-09-08 Gea Tds Gmbh Device for influencing the flow in the region of a tube support plate of a tube bundle heat exchanger
JP2011513685A (ja) * 2008-02-27 2011-04-28 エボニック レーム ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 温度および滞留時間に敏感な製品を加熱するための熱交換器
US20120138265A1 (en) * 2009-01-27 2012-06-07 Gea Tds Gmbh Device for Influencing the Flow in the Area of a Pipe Manifold Plate of a Tube Bundle Heat Exchanger
WO2010086004A1 (de) 2009-01-27 2010-08-05 Gea Tds Gmbh Vorrichtung zur einflussnahme auf die strömung im bereich einer rohrträgerplatte eines rohrbündel-wärmeaustauschers
DE102009006246B3 (de) * 2009-01-27 2010-05-20 Gea Tds Gmbh Vorrichtung zur Einflussnahme auf die Strömung im Bereich einer Rohrträgerplatte eines Rohrbündel-Wärmeaustauschers
US9513062B2 (en) 2009-01-27 2016-12-06 Gea Tds Gmbh Device for influencing the flow in the area of a pipe manifold plate of a tube bundle heat exchanger
US20180007941A1 (en) * 2011-07-28 2018-01-11 Nestec Sa Methods and Devices for Heating or Cooling Viscous Materials
US11064720B2 (en) * 2011-07-28 2021-07-20 Société des Produits Nestlé S.A. Methods and devices for heating or cooling viscous materials
US11684077B2 (en) 2011-07-28 2023-06-27 Société des Produits Nestlé S.A. Methods and devices for heating or cooling viscous materials
US12137711B2 (en) 2011-07-28 2024-11-12 Société des Produits Nestlé S.A. Methods and devices for heating or cooling viscous materials
US12426613B2 (en) 2011-07-28 2025-09-30 Societe Des Produits Nestle S.A. Methods and devices for heating or cooling viscous materials
PL443014A1 (pl) * 2022-11-30 2024-06-03 Politechnika Białostocka Płaszczowo-rurowy wymiennik ciepła z elementem rozpraszającym strugę wlotową czynnika chłodzonego

Also Published As

Publication number Publication date
EP1604162B1 (de) 2006-08-02
DE10311529B3 (de) 2004-09-16
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EP1604162A1 (de) 2005-12-14

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