WO1988001362A1 - Countercurrent heat-exchanger with helical bank of tubes - Google Patents
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- WO1988001362A1 WO1988001362A1 PCT/CH1987/000106 CH8700106W WO8801362A1 WO 1988001362 A1 WO1988001362 A1 WO 1988001362A1 CH 8700106 W CH8700106 W CH 8700106W WO 8801362 A1 WO8801362 A1 WO 8801362A1
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Classifications
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Definitions
- the invention relates to a countercurrent heat exchanger with at least one spiral tube bundle, which forms a closed spiral flow channel between a core tube and a jacket tube around a common longitudinal axis, wherein a plurality of spiral tubes wound in a corresponding spiral plane with a constant pitch around the longitudinal axis, gently strung together and im Helical tube bundles are combined, and wherein a primary fluid flows through the helical tubes and a secondary fluid flows through the helical flow channel in countercurrent.
- Countercurrent exchangers are known to result in a higher efficiency than cross-flow exchangers and are required, in particular, in the case of relatively small temperature differences between the exchange media.
- Plate heat exchangers are suitable as countercurrent heat exchangers, but have the disadvantage that they have to be dismantled in each case in order to enable the plates to be cleaned, and sealing after each dismantling can be problematic.
- the helical tubes In the case of a countercurrent heat exchanger of the type mentioned at the outset, the helical tubes must be strung together without gaps in order to form a closed helical flow channel and thus to ensure operation in pure countercurrent flow with high efficiency.
- helical tubes are kept separate from one another by a given spacing by means of different support structures.
- a primary fluid flows through the helical tubes, a secondary fluid flowing between them essentially transversely to the helical tubes.
- This arrangement thus corresponds to a cross-flow heat exchanger with a significantly lower efficiency than a counter-current heat exchanger.
- connection chamber which is composed of a perforated connection plate with a removable cover and is arranged between the core tube and the casing tube in such a way that the ends of the helical tubes without significant deviation from the corresponding helical plane alternately in corresponding staggered bores in the connection plate and are firmly connected to it.
- the cover is firmly attached to this connection plate and arranged so that it connects the connection chamber with a primary inlet or outlet.
- connection plate of the connection chamber is preferably provided with two rows of staggered bores which run parallel to the corresponding spiral plane at a small distance on both sides thereof.
- the ends of the helical tubes are alternately slightly bent on both sides of the helical plane, then run parallel to the helical plane and are alternately connected to the corresponding holes in the two rows.
- the heat exchanger is characterized in that flexible helical tubes lie freely on a plurality of support arms which are firmly connected to the core tube and are distributed in the corresponding helical plane around the core tube, so that the helical tubes are in an immovable position relative to one another are supported.
- the flexible spiral tubes can advantageously be curved and supported alternately in opposite axial directions by the support arms.
- the helical tubes and the connecting chambers according to the invention can advantageously consist of any suitable plastics, with spei Iwei se of the type that are designated by the trademark "Teflon” or “Tefzel” from Du Pont.
- the ends of the helical tubes in the bores of the connection plate can be easily and tightly connected by means of a fusion connection.
- All parts of the heat exchanger can preferably consist of the same plastics, or at least be covered with them, in order to achieve the highest possible resistance of the entire heat exchanger to chemical attacks and thereby to achieve a maximum service life.
- the support arms according to the invention are advantageously provided with teeth for receiving the helical tubes and profiled for stiffening.
- These support arms are also advantageously inclined with respect to the common longitudinal axis, preferably alternately in opposite axial directions.
- the support arms which are offset in the corresponding spiral plane in the axial direction and in the circumferential direction, which are fixed on one side to the core tube and on which all the spiral tubes of a tube bundle are in each case freely supported and are evenly supported, enable the helical configuration of the entire tube bundle to be maintained.
- the support arms according to the invention perform various functions with regard to the construction of the spiral tube bundles on the core tube, which can be explained as follows. When winding flexible pipes made of plastic or soft metal, the pipes are each tensioned as a result of the required tensile force so that the pipe coils formed one after the other come to lie close together. This tensile force hugs the first or innermost coil on the core tube and each further coil on the previous one.
- This tensile force exerts a radial force on the pipes, which can be broken down into two components, one of which is parallel and the other is directed transversely to the longitudinal axis of the support arm.
- the component directed parallel to the support arm presses the pipe helix that arises in each case towards the inner, previous coil, and the transverse component presses the pipe helix against the support arm. From a static point of view, each support arm acts as a beam clamped on one side (on the core tube).
- the outer ends of the support arms can be held by lateral tensioning straps, so that the support arms are supported by these straps and thus stiffened, and that their Height can be kept correspondingly small.
- the support arms according to the invention are distributed in different radial planes and are connected to one another at their free end by tensioning straps in each radial plane.
- tensioning straps are thus advantageously arranged in such a way that on the one hand they keep the distances between the superimposed support arms constant, so that the height or the cross section of the spiral current channels is kept the same everywhere.
- the tensioning straps secure the outermost turns, especially when moving the spiral tube bundle arrangement relative to the jacket tube can be important.
- the heat exchanger according to the invention in particular when using metallic helical tubes, can be rotatably mounted about its common longitudinal axis and connected to a drive which is designed in such a way that it can set the heat exchanger in an oscillating rotary movement.
- the heat transfer in the countercurrent heat exchanger according to the invention with spiral tube bundles is increased here in that the entire heat exchanger is rotated back and forth in a constant sequence about its longitudinal axis.
- the heat transfer between a flowing fluid and a pipe wall is known to be greatest in the run-up section, and depending on the flow conditions in the run-up section it can be many times greater than after a certain flow section. This phenomenon is exploited here by letting the heat exchanger rotate around its longitudinal axis.
- the additional speeds of the two liquids with respect to the pipe wall, which overlap the basic flows constantly swell up and down both in the pipes and outside. If the additional relative velocities and the basic flow are within the same order of magnitude, this means that hydrodynamic start-up conditions are repeatedly created in time with the oscillating rotary movement, which lead to an increase in heat transfer on the inside and outside of the pipe wall.
- Fig. 1 is a schematic longitudinal section of an embodiment of the heat exchanger according to the invention.
- FIG. 2 shows a cross section of a connection chamber of the embodiment according to FIG. 1.
- Fig. 3 shows a cross section of a further embodiment with four tube bundles and support arms.
- Fig. 4 is a partial perspective view of support arms on a core tube. 5 shows the development of a helical tube supported according to FIG. 4.
- FIG. 6 shows a partial longitudinal section of an embodiment of the heat exchanger according to FIG. 3 provided with straps.
- FIG. 7 is a partial perspective view of a tensioning strap of the embodiment according to FIG. 6.
- Fig. 8 is a partial longitudinal section of a further embodiment of the heat exchanger according to the invention with a variant of the support arms and straps.
- FIG. 1 shows an embodiment of the heat exchanger according to the invention with two spiral tube bundles 1A, 1B for the throughflow of a primary fluid in countercurrent flow with a secondary fluid which flows through two corresponding spiral flow channels 2A, 2B, which are formed between the two parallel spiral tube bundles 1A and 1B.
- the primary fluid is fed from a primary inlet 3 via a central distributor 4 and two auxiliary distributors 5A, 5B to the upper end of the spiral tube bundles 1A, 1B and at its lower end via two auxiliary collectors 6A, 6B, one Central collector 7 and an upper primary outlet 8 discharged.
- the auxiliary distributors 5A, 5B and the auxiliary collectors 6A, 6B consist of a two-part connection chamber and are referred to below as the connection chamber.
- each tube bundle 1A, 1B with their corresponding connection chambers 5A, 5B and 6A, 63 are arranged in a closed annular space between a core tube 9 and a coaxial jacket tube 10 with a common longitudinal axis of the heat exchanger.
- each tube bundle 1A, 1B consists of ten spiral tubes, which are wound around the common longitudinal axis in a corresponding spiral plane with a constant pitch and are closely lined up between the core tube 9 and the jacket tube 10.
- the heat exchanger housing consists of the casing tube 10 with an outer flange 11, a bottom 12 and an end cover 13, which here consists of one piece with the core tube 9 and is tightly connected to the outer flange 11.
- this end cover 13 forms the closed annular space which encloses the tube bundles 1A, 18 with their four connection chambers 5A, 5B, 6A, 6B, a secondary inlet 14 in the base 12 supplying a secondary fluid , which flows through the spiral flow channels 2A, 2B upwards and is discharged through a lateral secondary outlet 15 at the upper end of the casing tube 10.
- connection chambers 5A, 5B and 6A, 6B The structure of the connection chambers 5A, 5B and 6A, 6B is shown in cross-section in FIG. 2 and consists of a perforated connection plate 16 and a removable cover 17 mounted thereon with a pipe section 18 which connects the connection chamber to the corresponding central distributor arranged in the core tube 9 4 or central collector 7.
- connection plate 16 of the connection chambers 5A, 5B, 6A, 6B is arranged perpendicular to the corresponding helical plane and is provided with bores which are offset in two rows to accommodate the ends of the helical tubes and which run parallel to the helical plane at a short distance.
- the ends of the helical tubes lined up in a row are received in the corresponding offset bores of the two rows in the connection plate 16, connected tightly thereto and thus connected in parallel to the corresponding connection chamber 5A, 5B or 6A, 6B.
- the lid 17 is after connecting the spiral tubes with the connection plate 16 in any suitable manner, for. B. tightly connected with screws and sealants.
- connection chambers provided according to the invention as described, the ends of the helical tubes only have to be bent slightly in order to be inserted and fastened alternately in rows of corresponding bores arranged offset in two adjacent planes parallel to the corresponding helical plane in the perforated connection plate 16.
- This special arrangement of the connection chambers offers decisive advantages over known pipe connections, which require a significant bending of the pipe ends in order to connect them tightly with a conventional connection plate or the like.
- This arrangement of the connection chambers according to the invention thus bypasses the important problems when connecting the tube bundles in a very simple manner, the complicated bending to connect numerous inaccessible adjacent tubes as well as any impairment of their strength due to their deformation when bending with an excessively small bending radius being simply avoided.
- the entire insert consisting of the end cover 13 with the core tube 9 and the tube bundles 1A, 1B with the connection chambers 5A, 5B and 6A, 6B, the primary inlet 3, the central distributor 4 and the central collector 7 with the primary outlet 8 are pulled out of the casing tube 10 as a whole.
- the tube bundles can thus be exposed in a particularly simple manner and by suitable means, e.g. with liquid jets or brushes that are inserted laterally, can be cleaned quickly and effectively as required.
- the embodiment of the heat exchanger according to the invention described above comprises two spiral tube bundles, the number of which can be increased slightly.
- both the number of adjacent spiral tubes of the tube bundle and the number of tube bundles can be increased without any particular difficulty by appropriately equipping the heat exchanger with the connection chambers required in each case.
- connection chambers according to the invention in a plurality of transverse planes with increasing number of raw bundles. H. in relation to the common longitudinal axis so that any number of tube bundles with the same pitch at both ends thereof can be equipped according to the invention with auxiliary distributors and auxiliary collectors between the core tube and the jacket tube.
- the tube bundles of the heat exchanger consist of tubes with low rigidity, e.g. B. from plastic raw or soft metal tubes
- the tube bundles made of flexible tubes are supported according to the invention by staggered support arms, as shown in FIGS. 3 to 7.
- the heat exchanger shown in cross-section in FIG. 3 essentially corresponds to the arrangement described in accordance with FIGS. 1, 2, similar parts being identified in all figures with the same reference numerals.
- the embodiment according to FIG. 3 however, has four spiral tube bundles 1A to 1D, each with four corresponding auxiliary distributors and auxiliary collectors, each of which corresponds to the described connection chamber according to FIG. 2.
- FIG. 3 shows the four spiral tube bundles 1A to 1D with the four auxiliary distributors or connection chambers 5A to 5D, as well as support arms 20 and tensioning straps 21.
- the heat exchanger is equipped with a plurality of support arms 20, each of which supports a coil tube bundle, is fastened to the core tube 9 and is distributed in the coil planes corresponding to the tube bundles, the coil tubes resting freely against these support arms 20 and are supported.
- these support arms 20 extend radially outward from the core tube 9 to the inside of the jacket tube 10, wherein they are held at their free outer end by tensioning straps 21.
- the support arms 20 according to the invention are distributed in different radial planes, so that they are each aligned in corresponding rows parallel to the common longitudinal axis, as can be seen in particular from FIG. 6, the axial distance between the support arms in each row being the distance between the adjacent turns of the tube bundle corresponds and thus determines the axial height of each spiral flow channel.
- Fig. 4 shows, for simplification of the drawing, only two spiral tube sections and two support arms 20 fastened to the core tube 9, which are arranged in the corresponding spiral plane and are slightly inclined outward in opposite directions with respect to the perpendicular to the longitudinal axis.
- the helical tubes alternately lie freely on opposite sides of the successively arranged support arms 20 and are thereby alternately slightly curved in opposite axial directions.
- FIG. 5 shows the development of a helical tube, which is supported in this way by the support arms 20 and is alternately slightly bent.
- the helical tubes are braced on the support arms 20 by such a wave-like arrangement and are thus held in their position on each support arm.
- tensioning straps 21 for holding the support arms 20 at their free ends in the same radial plane and with the required distance, which determines the axial height of the spiral flow channels.
- These straps 21 each consist of a longitudinal band with a smooth outside, have approximately the same width as the support arms 20 and are folded at regular intervals, which correspond to the required axial height of the spiral flow channels.
- These folded tensioning straps 21 thus have a series of parallel inward support surfaces 22 for supporting the corresponding support arms 20, each of which is provided with an incision 23 at its free end.
- Fig. 7 shows essentially the shape of the strap 21 and its interaction with a support arm 20.
- the straps 21 shown here can, for. B. made of metal strips of 0.2 mm thickness, which have a high stiffness due to their folded shape.
- the helical tubes are arranged adjacent to one another on the support arms 20, the outermost windings each being secured in their position at the end of the support arms 20 by the barbs 24 of the tensioning straps 21 being received in the corresponding incisions 23 are adapted to the ends of the support arms 20.
- the straps 21 secure both the required outer radius of the tube bundle and their exact adaptation to the inner diameter of the jacket tube 10, thereby ensuring the required sealing of the spiral flow channels and their constant axial height on the circumference of the tube bundle.
- These lateral straps 21 also serve to absorb forces which may act on the outermost pipe windings as a result of an axial movement of the jacket tube 10 with respect to the tube bundle, in particular if the jacket tube is removed for cleaning the tube bundle.
- FIGS. 6 and 7 show an embodiment with helical tube bundles 1A, 1B, 1C, which bear on both sides on double-flange support arms 120 with transverse webs 121.
- each tensioning strap according to FIG. 8 consists of a flat longitudinal strap 122 and is connected to the outermost web of the support arm 120 by suitable fastening means, e.g. B. inwardly projecting locking pins which snap into corresponding openings in the outermost web of the double-flanged support arm 120 to act as a snap lock.
- suitable fastening means e.g. B. inwardly projecting locking pins which snap into corresponding openings in the outermost web of the double-flanged support arm 120 to act as a snap lock.
- the lateral tensioning straps can also have any other suitable shape in order to achieve the interaction according to the invention with the support arms.
- the embodiment according to FIG. 8 is particularly suitable for applications which require the heat exchanger to be made of plastic in order to ensure sufficient resistance to corrosive media.
Description
Gegenstrom-Wärmeaustauscher mit Wendelrohrbündel
Die Erfindung betrifft einen Gegenstrom-Wärmeaustauscher mit mindestens einem Wendelrohrbündel, das einen geschlosenen Wendelstromkanal zwischen einem Kernrohr und einem Mantelrohr um eine gemeinsame Längsachse bildet, wobei eine Mehrzahl von Wendelrohren in einer entsprechenden Wendelebene mit konstanter Ganghöhe um die Längsachse herum gewunden, lückenlos aneinandergereiht und im Wendelrohrbündel zusammengefasst sind, und wobei ein Primärfluid die Wendelrohre und ein Sekundärfluid den Wendelstromkanal im Gegenstrom duchfliessen.
Gegenstrom-Austauscher ergeben bekanntlich einen höheren Wirkungsgrad als Kreuzstrom-Austauscher und sind inbesondere bei relativ geringen Temperaturunterschieden zwischen den Austauschmedien erforderlich.
Herkömmliche Wärmeaustauscher mit einer Vielzahl von Rohren haben Nachteile in bezug auf das Anschliessen und Reinigen von zahlreichen unzugänglichen Rohren in geringem Abstand. Ferner ist es meistens schwierig eine Vielzahl von relativ langen und flexiblen Rohren im erforderlichen Abstand zu halten. Solche Wärmeaustauscher eignen sich im allgemeinen nicht für den Betrieb als Gegenstrom-Wärmeaustauscher mit geringer Wartung und sind damit für verschiedene Anwendungen ungeeignet.
Plattenwärmaustauscher eignen sich hingegen als Gegenstrom-Wärmeaustauscher, haben aber den Nachteil, dass sie jeweils zerlegt werden müssen, um die Reinigung der Platten zu ermöglichen, wobei das Abdichten nach jeder Zerlegung problematisch sein kann.
Bei einem Gegenstrom-Wärmeaustauscher der eingangs genannten Art müssen die Wendelrohre lückenlos aneinandergereiht werden, um einen geschlossenen Wendelstromkanal zu bilden und damit den Betrieb im reinen Gegenstromfluss mit hohem Wirkungsgrad zu sichern.
Der Aufbau von Rohrbündeln mit aneinanderliegenden Wendelrohren und ihr Anschliessen werden jedoch bei zunehmender Rohrzahl besonders problematisch und waren bisher bestenfalls mit einer sehr geringen Anzahl Wendelrohre möglich.
Die diesbezüglichen, der vorliegenden Erfindung zugrunde liegenden Probleme lassen sich unter anderem dadurch erklären, dass Rohrwendel sich nicht so genau formen lassen, dass sie zu geschlossenen Wendelflächen aneinandergereiht werden können, ohne dabei Spannungen zu verursachen. Bei der seitlichen Berührung von runden Rohren entlang einer Spirallinie wirken sich jedoch Spannungen so aus, dass bei geringen Störungen ein Wendelrohr vom anderen abrutschen kann. Die konvexen Rohrwandungen, die gegeneinander drücken, sind somit im instabilen Gleichgewicht, so dass eine kleine auslenkende Kraft ungesicherte Rohre aus ihrer richtigen Lage bringen kann.
Bei einer anderen bekannten Bauart werden hingegen Wendelrohre durch verschiedene Trägerstrukturen mit einem gegebenen Abstand voneinander getrennt gehalten. In diesem Fall durchfliesst ein Primärfluid die Wendelrohre, wobei ein Sekundärfluid im wesentlichen quer zu den Wendelrohren zwischen diesen hindurchfliesst. Diese Anordnung entspricht damit einem Kreuzstrom-Wärmeaustauscher mit einem bedeutend geringeren Wirkunsgrad als ein Gegenstrom-Wärmeaustauscher.
Zur Erläuterung der Erfindung können zum Stand der Technik in Bezug auf Wärmeaustauscher der eingangs definierten Art die folgenden Patentveröffentlichungen genannt werden: GB-A- 791843; FR-A- 2482717; und FR-A- 2214093.
Diese bekannten Wärmeaustauscher haben Rohrbündel mit nur drei bis vier Wendelrohren und mit einer begrenzten Austauschfläche und einem entsprechend eingeschränkten Anwendungsbereich.
Wie bereits erwähnt, wird die Herstellung von Rohrbündeln dieser Art bei zunehmender Rohrzahl insofern besonders problematisch als das Anschliessen der aneinanderliegenden Wendelrohre infolge der Unzugänglichkeit der Rohrenden besonders schwierig wird und deshalb mit herkömmlichen Anschlüssen nicht möglieh ist.
Es ist ferner besonders schwierig, starre Rohre zu genauen aneinanderliegenden Wendeln umzubiegen und mit herkömmlichen Anschlussmitteln zu verbinden.
Flexible Rohre lassen sich hingegen viel leichter wickeln, müssen aber in ihrer gewünschten Stellung im Rohrbündel gesichert werden, um stabile Rohrbündel zu erzielen.
Die Fertigung von kompakten Gegenstrom-Wärmeaustauschern mit einer möglichst grossen Anzahl Wendelrohre wäre besonders vorteilhaft, um eine grosse Wärmeaustauschfläche mit optimalem Wirkungsgrad zu erzielen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Wärmeaustauscher der eingangs definierten Art zu schaffen, der eine beliebige Zahl von Wendelrohren und Rohrbündeln aufweist, aus sehr unterschiedlichen Werkstoffarten einfach und kostengünstig hergestellt werden kann und dabei die genannten Nachteile weitgehend umgeht.
Diese Aufgabe wird erfindungsegmäss dadurch gelöst, dass die Wendelrohre an jedem Ende des Rohrbündels mit einer Anschlusskammer ausgerüstet sind, die aus einer gelochten Anschlussplatte mit einem abnehmbaren Deckel zusammengesetzt und zwischen dem Kernrohr und dem Mantelrohr so angeordnet ist, dass die Enden der Wendelrohre ohne wesentliche Abweichung von der entsprechenden Wendelebene abwechselnd in entsprechenden versetzt angeordneten Bohrungen in der Anschlussplatte aufgenommen werden und mit dieser fest verbunden sind. Der Deckel ist dabei an dieser Anschlussplatte fest angebracht und so angeordnet, dass er die Anschlusskammer mit einem Primäreintritt oder Primäraustritt verbindet.
Die Anschlussplatte der erfindungsgemässen Anschlusskammer wird vorzugsweise mit zwei Reihen von versetzt angeordneten Bohrungen versehen, die parallel zur entsprechenden Wendelebene in geringem Abstand an beiden Seiten derselben verlaufen. Die Enden der Wendelrohre sind dabei abwechselnd an beiden Seiten der Wendelebene leicht abgebogen, verlaufen anschli essend parallel zur Wendelebene und sind abwechselnd an den entsprechenden Bohrungen der beiden Reihen angeschlossen.
Gemäss einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der Wärmaustauscher dadurch gekennzeichnet, dass flexible Wendelrohre an einer Mehrzahl von Stützarmen frei anliegen, die mit dem Kernrohr fest verbunden und in der- entsprechenden Wendelebene um das Kernrohr herum verteilt sind, so dass die Wendelrohre gegeneinander in unverrückbarer Lage abgestützt sind.
Die flexiblen Wendelrohre können vorteilhaft durch die Stütztarme abwechselnd in entgegengestzten Axialrichtungen gekrümmt sein und abgestützt werden.
Die Wendelrohre sowie die erf indungsgemässen Anschlusskammern können vorteilhaft aus beliebigen geeigneten Kunststoffen bestehen, bei spei Iwei se jener Art, die mit dem Warenzeichen "Teflon" oder "Tefzel" von Du Pont bezeichnet sind. In diesem Fall können die Enden der Wendelrohre in den Bohrungen der Anschlussplatte auf einfache Weise durch eine Schmelzverbindung dicht angeschlossen werden. Alle Teile des Wärmeaustauschers können vorzugsweise aus denselben Kunstoffen bestehen, oder zumindest mit diesem, abgedeckt sein, um eine möglichst hohe Beständigkeit des gesamten Wärmeaustauschers gegen chemische Angriffe und dadurch eine maximale Lebensdauer zu erzielen.
Die erfindungsgemässen Stützarme werden vorteilhaft mit einer Verzahnung für die Aufnahme der Wendelrohre versehen und zur Versteifung profiliert.
Diese Stützarme sind ferner vorteilhaft in bezug auf die gemeinsame Längsachse, vorzugsweise abwechselnd in entgegengestzten Axialrichtungen geneigt.
Die in der entsprechenden Wendelebene in Axialrichtung sowie in Umfangsrichtung versetzten Stützarme, die am Kernrohr einseitig befestigt und an denen alle Wendelrohre eines Rohrbündels jeweils frei anliegen und gleichmässig abgestützt sind, ermöglichen die Einhaltung der wendeiförmigen Konfiguration des gesamten Rohrbündels.
Die erf indungsgemässen Stützarme erfüllen verschiedene Funktionen in bezug auf den Aufbau der Wendelrohrbündel auf dem Kernrohr, die wie folgt erläutert werden können. Beim Wickeln von flexiblen Rohren aus Kunststoff oder weichem Metall werden die Rohre jeweils infolge der erforderlichen Zugkraft gespannt, damit die nacheinander geformten Rohrwendeln dicht aneinander zu liegen kommen. Diese Zugkraft schmiegt somit die erste bzw. innerste Rohrwendel am Kernrohr und jede weitere Rohrwendel an die vorhergehende an. Diese Zugkraft übt auf die Rohre eine radiale Kraft aus, die sich in zwei Komponenten zerlegen lässt, wovon eine parallel und die andere quer zur Längsachse des Stützarmes gerichtet ist. Die zum Stützarm parallel gerichtete Komponente drückt die jeweils durch Krümmen entstehende Rohrwendel zu der inneren, vorherigen Wendel hin, und die Querkomponente drückt die Rohrwendel gegen den Stützarm. Statisch gesehen wirkt jeder Stützarm als einseitig (am Kernrohr) eingespannter Träger.
Es ist bekannt, dass das maximale Biegemoment eines einseitig eingespannten Trägers, der am anderen Ende frei aufliegt, mehrmals kleiner ist als beim einseitig eingespannten, freitragenden Träger.
Wenn die erfindungsgemässen Stützarme eine relativ grosse Länge bzw. Tragweite haben sollen, um eine entsprechend grosse Anzahl Rohrwendel abzustützen, können die äusseren Enden der Stützarme durch seitliche Spannbänder gehalten werden, so dass die Stützarme durch diese Bänder abgestützt und damit versteift sind, und dass ihre Bauhöhe entsprechend klein gehalten werden kann.
Gemäss einer vorteilhaften Ausführung sind die erfin- dungsgemässen Stützarme in verschiedenen Radialebenen verteilt und an ihrem freien Ende durch Spannbänder in jeder Radialebene miteinander verbunden.
Solche Spannbänder werden damit auf vorteilhafte Weise so angeordnet, dass sie einerseits die Abstände zwischen den übereinanderliegenden Stützarmen konstant halten, so dass die Höhe bzw. der Querschnitt der Wendelstromkanäle überall gleich gross gehalten wird. Andererseits sichern die Spannbänder die äussersten Windungen, wobei dies insbesondere beim Verschieben
der Wendelrohrbündel-Anordnung relativ zum Mantelrohr wichtig sein kann.
Um den Wärmeaustausch zu verbessern kann der erfindungsgemässe Wärmeaustauscher, insbesondere bei Verwendung von metallischen Wendelrohren, um seine gemeinsame Längsachse drehbar gelagert und mit einem Antrieb verbunden sein, der so ausgebildet ist, dass er den Wärmeaustauscher in eine pendelnde Drehbewegung versetzen kann.
Die Wärmeübertragung im erfindungsgemässen Gegenstrom- Wärmeaustauscher mit Wendelrohrbündeln wird hier dadurch gesteigert, dass der gesamte Wärmeaustauscher in steter Folge um seine Längsachse hin- und hergedreht wird. Die Wärmeübertragung zwischen einem strömenden Fluid und einer Rohrwand ist bekanntlich in der Anlaufstrecke am grössten, wobei sie je nach den Strömungsverhältnissen in der Anlaufstrecke vielfach grosser sein kann als nach einer gewissen durchströmten Strecke. Dieses Phänomen wird hier dadurch ausgenützt, dass man den Wärmeaustauscher sich um seine Längsachse hin- und herdrehen Lässt. Dadurch schwellen die zusätzlichen Geschwindigkeiten der beiden Flüssigkeiten gegenüber der Rohrwand, die sich den Grundströmungen überlagern, sowohl in den Rohren, wie auch ausserhalb, ständig an und ab. Liegen die zusätlichen Relativgeschwindigkeiten und die Grundströmung innerhalb deiselben Grössenordnung, werden dadurch im Takt mit der pendelnden Drehbewegung immer wieder hydrodynamische Anlaufbedinungen hervorgerufen, die zur Steigerung des Wärmeüberganges an der Innen- und Aussenseite der Rohrwand führen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Längschnitt einer Ausführung des erf indungsgemässen Wärmeaustauschers.
Fig. 2 einen Querschnitt einer Anschlusskammer der Ausführung gemäss Fig. 1.
Fig. 3 einen Querschnitt einer weiteren Ausführung mit vier Rohrbündeln und Stützarmen.
Fig. 4 eine teilweise perspektivische Ansicht von Stützarmen auf einem Kernrohr.
Fig. 5 die Abwicklung eines gemäss Fig. 4 abgestützten Wendelrohrs.
Fig. 6 einen teilweisen Längschnitt eines mit Spannbändern versehenen Ausführung des Wärmeaustauschers gemäss Fig. 3.
Fig. 7 eine teilweise perspektivische Ansicht eines Spannbands der Ausführung gemäss Fig. 6.
Fig. 8 einen teilweisen Längschnitt einer weiteren Ausführung des erfindungsgemässen Wärmeaustauschers mit einer Variante der Stützarme und Spannbänder.
Fig. 1 zeigt eine Ausführung des erfindungsgemässen Wärmeaustauschers mit zwei Wendelrohrbündeln 1A, 1B zum Durch- fluss eines Primärfluids im Gegenstromfluss mit einem Sekundärfluid, das zwei entsprechende Wendelstromkanäle 2A, 2B durchfliesst, die zwischen den zwei parallel verlaufenden Wendelrohrbündeln 1A und 1B gebildet sind.
Wie durch Pfeile zu oberst in Fig. 1 angezeigt, wird das Primärfluid von einem Primäreintritt 3 über einen Zentralverteiler 4 und zwei Hilfsverteiler 5A, 5B dem oberen Ende der Wendelrohrbündel 1A, 1B zugeführt und an ihrem unteren Ende über zwei Hilfssammler 6A, 6B, einen Zentralsammler 7 und einen oberen Primäraustritt 8 abgeführt.
Die Hilfsverteiler 5A, 5B sowie die Hilfssammler 6A, 6B bestehen erfindungsgemäss aus einer zweiteiligen Anschlusskammer und werden nachfolgend als Anschlusskammer bezeichnet.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich sind die Rohrbündel 1A, 1B mit ihren entsprechenden Anschlusskammern 5A, 5B und 6A, 63 in einem geschlossenen Ringraum zwischen einem Kernrohr 9 und einem koaxialen Mantelrohr 10 mit einer gemeinsamen Längsachse des Wärmeaustauschers angeordnet. Wie in Fig. 1 schematisch gezeigt besteht jedes Rohrbündel 1A, 1B aus zehn Wendelrohren, die um die gemeinsame Längsachse herum in einer entsprechenden Wendelebene mit konstanter Ganghöhe gewunden und zwischen dem Kernrohr 9 und dem Mantelrohr 10 eng aneinandergereiht sind.
Das Wärmeaustauschergehäuse besteht aus dem Mantelrohr 10 mit einem Aussenf lansch 11, einem Boden 12 und einem Abschlussdeckel 13, der hier aus einem Stück mit dem Kernrohr 9 besteht und mit dem Aussenf lansch 11 dicht verbunden wird. Dieser Abschlussdeckel 13 bildet zusammen mit dem Kernrohr 9, dem Mantelrohr 10 und dem Boden 12 den geschlossenen Ringraum, der die Rohrbündel 1A, 18 mit ihren vier Anschlusskammern 5A, 5B, 6A, 6B umschliesst, wobei ein Sekundäreintritt 14 im Boden 12 ein Sekundärfluid zuführt, das die Wendelstromkanäle 2A, 2B aufwärts durchfliesst und durch einen seitlichen Sekundäiaustritt 15 am oberen Ende des Mantelrohrs 10 abgeführt wird.
Der Aufbau der Anschlusskammern 5A, 5B und 6A, 6B ist in Fig. 2 im Querschnitt dargestellt und besteht aus einer gelochten Anschlussplatte 16 und einem darauf angebrachten abnehmbaren Deckel 17 mit einem Rohrstück 18, das die Anschlusskammer jeweils mit dem entsprechenden im Kernrohr 9 angeordneten Zentralverteiler 4 oder Zentralsammler 7.verbindet.
Die Anschlussplatte 16 der erfindungsgemässen Anschlusskammern 5A, 5B, 6A, 6B ist senkrecht zur entsprechenden Wendelebene angeordnet und mit Bohrungen versehen, die zur Aufnahme der Enden der Wendelrohre in zwei R&ihen versetzt angeordnet sind und parallel zur Wendelebene in kurzem Abstand verlaufen. Die Enden der aneinandergereihten Wendelrohre sind in den entsprechenden versetzten Bohrungen der zwei Reihen in der Anschlussplatte 16 aufgenommen, mit dieser dicht verbunden und damit an die entsprechende Anschlusskammer 5A, 5B oder 6A, 6B parallel angeschlossen.
Der Deckel 17 wird nach dem Anschliessen der Wendelrohre mit der Anschlussplatte 16 auf irgende eine geeignete Weise, z. B. mit Schrauben und Dichtungsmitteln dicht verbunden.
Zum Anschliessen an die erfindungsmäss vorgesehenen Anschlusskammern wie beschrieben, müssen die Enden der Wendelrohre nur geringfügig verbogen werden, um abwechselnd in zwei benachbarten Ebenen versetzt angeordneten Reihen von entsprechenden Bohrungen parallel zur entsprechenden Wendelebene in der gelochten Anschlussplatte 16 eingesetzt und befestigt zu werden.
Diese spezielle Anordnung der Anschlusskammern bietet entscheidende Vorteile gegenüber bekannten Rohranschlüssen, die eine bedeutende Verbiegung der Rohrenden erfordern, um sie mit einer herkömmlichen Anschlussplatte oder dergleichen dicht zu verbinden. Diese erfindungsgemässe Anordnung der Anschlusskammern umgeht damit auf sehr einfache Weise die wichtigen Probleme beim Anschliessen der Rohrbündel, wobei das komplizerte Abbiegen zum Anschliessen von zahlreichen unzugänglichen aneinandergrenzenden Rohren sowie jede Beinträchtigung ihrer Festigkeit durch ihre Verformung beim Abbiegen mit einem zu kleinen Biegeradius einfach umgangen werden.
Nach dem Lösen des Abschlussdeckels 13 vom Aussenflansch 11 kann der gesamte Einsatz, bestehend aus dem Abschlussdeckel 13 mit dem Kernrohr 9 und den Rohrbündeln 1A, 1B mit den Anschlusskammern 5A, 5B und 6A, 6B, dem Primäreintritt 3, dem Zentralverteiler 4 und dem Zentralsammler 7 mit dem Primäraustritt 8, als ganzes aus dem Mantelrohr 10 herausgezogen werden.
Dank dieser speziellen erfindungsgemässen Anordnung der Wendelrohrbündel 1A, 1B mit den Anschlusskammern 5A, 5B und 6A, 6B auf dem Kernrohr 9, können damit die Rohrbündel auf besonders einfache Weise freigelegt und durch geeignete Mittel, z.B. mit Flüssigkeitsstrahlen oder Bürsten, die seitlich eingebracht werden, nach Bedarf rasch und wirksam gereinigt werden.
Dies stellt insofern einen besonders wichtigen Vorteil der erfindungsgemässen Wärmeaustauscheranordnung dar, als eine wirksame Reinigung der Wendelrohrbündel bei vielen Anwendungen unerlässlich ist, insbesondere wenn das Sekundärfluid auf der Aussenfläche der Wendelrohre einen Belag bildet, der den Wärmeaustausch mehr oder minder rasch beinträchtigt.
Die oben beschriebene Ausführung des erfindungsgemässen Wärmeaustauchers umfasst zwei Wendelrohrbündel, wobei ihre Anzahl leicht erhöht werden kann.
Im Gegensatz zu bekannten Wärmeaustauschern derselben Art, kann jedoch beim erfindungsgemässen Wärmeautauscher sowohl die Anzahl der aneindergrenzenden Wendelrohre des Rohrbündels als auch die Anzahl der Rohrbündel durch eine entsprechende Ausrüstung des Wärmeaustauschers mit den jeweils erforderlichen Anschlusskammern ohne besondere Schwierigkeit erhöht werden.
Es ist ferner möglich, bei zunehmender Anzahl der Rohibündel, die erfindungsgemässen Anschlusskammern in mehreren Querebenen anzuordnen d. h. in bezug auf die gemeinsame Längsachse so zu versetzen, dass eine beliebige Anzahl Rohrbündel mit gleicher Ganghöhe an beiden Enden derselben erfindungs- gemäss mit Hilfsverteilern und Hilfssammlern zwischen dem Kernrohr und dem Mantelrohr ausgerüstet werden kann.
Wenn die Rohrbündel des Wärmeaustauschers aus Rohren mit geringer Steifigkeit bestehen, z. B. aus Kunststoff roh ren oder weichen Meta l Iröhrchen, werden die Rohrbündel aus flexiblen Rohren erf i ndungsgemass durch versetzt angeordnete Stützarme abgestützt, wie in Fig. 3 bis 7 gezeigt.
Der im Querschnitt in Fig. 3 gezeigte Wärmeaustauscher entspricht im wesentlichen der beschriebenen Anordnung gemäss Fig. 1, 2, wobei gleichartige Teile in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet sind.
Die Ausführung gemäss Fig. 3 weist jedoch vier Wendelrohrbündel 1A bis 1D mit je vier entsprechenden Hilfsverteilern und Hilfssammlern auf, die jeweils der beschriebenen Anschlusskammer gemäss Fig. 2 entsprechen.
In Fig. 3 sind die vier Wendelrohrbündel 1A bis 1D mit den vier Hilfsverteilern bzw. Anschlusskammern 5A bis 5D, sowie Stützarme 20 und Spannbänder 21 gezeigt.
Bei den Ausführungen gemäss Fig. 3 bis 8 ist der Wärmeaustauscher mit einer Mehrzahl von Stützarmen 20 ausgerüstet, die jeweils ein Wendelrohrbündel abstützen, am Kernrohr 9 befestigt und in den den Rohrbündeln entsprechenden Wendelebenen verteilt sind, wobei die Wendelrohre an diesen Stützarmen 20 frei anliegen und abgestützt sind.
Es ist ferner aus Fig. 3 und 6 ersichtlich, dass diese Stützarme 20 sich vom Kernrohr 9 radial nach aussen bis zur Innenseite des Mantelrohrs 10 erstrecken, wobei sie an ihrem freien äusseren Ende durch Spannbänder 21 festgehalten werden. Die erfindungsgemässen Stützarme 20 sind in verschiedenen Radialebenen verteilt, so dass sie jeweils in entsprechenden Reihen parallel zur gemeinsamen Längsachse ausgerichtet sind, wie insbesondere aus Fig. 6 ersichtlich, wobei der axiale Abstand zwischen den Stützarmen in jeder Reihe dem Abstand zwischen den benachbarten Windungen der Rohrbündel entspricht und damit die axiale Höhe jedes Wendelstromkanals bestimmt.
Fig. 4 zeigt zur Vereinfachung der Zeichnung nur zwei Wendelrohrabschnitte und zwei am Kernrohr 9 befestigte Stützarme 20, die in der entsprechenden Wendelebene angeordnet und in bezug auf die Senkrechte zur Längsachse in entgegegengesetzten Richtungen leicht nach aussen geneigt sind. Dabei liegen die Wendelrohre abwechselnd an entgegengestzten Seiten der aufeinanderfolgend angeordneten Stützarme 20 frei an und sind dadurch in entgegegengesetzt en Axialrichtungen abwechselnd leicht gekrümmt.
In Fig. 5 ist die Abwicklung eines Wendelrohrs gezeigt, das auf diese Weise durch die Stützarme 20 abgestützt und abwechselnd geringfügig verbogen ist. Die Wendelrohre werden durch eine derartige wellenartige Anordnung an den Stützarmen 20 verspannt und damit in ihrer Stellung an jedem Stützarm gehalten.
Fig. 6 und 7 zeigen insbesondere eine Ausführung der Spannbänder 21 zum Festhalten der Stützarme 20 an ihren freien Enden in derselben Radialebene und mit dem erforderlichen Abstand, der die axiale Höhe der Wendelstromkanäle bestimmt. Diese Spannbänder 21 bestehen je aus einem Längsband mit einer glatten Aussenseite, haben etwa dieselbe Breite wie die Stützarme 20 und sind in regelmässigen Abständen gefaltet, die der erforderlichen axialen Höhe der Wendelstromkanäle entsprechen.
Diese gefalteten Spannbänder 21 weisen damit eine Reihe von parallelen nach innen gerichteten Stützflächen 22 zum Tragen der entsprechenden Stützarme 20 auf, die an ihrem freien Ende je mit einem Einschnitt 23 versehen sind. Die Stellung der Stützarme 20 wird hier mit einer Schnappverbindung gesichert, die aus dem Einschnitt 23 am Ende jedes Stützarmes 20 und einem entsprechenden Widerhaken 24 besteht, der von der Stützfläche 22 hervorsteht und zum Einhaken im Einschnitt 23 vorgesehen ist. Fig. 7 zeigt im wesentliche die Form des Spannbandes 21 und seine Zusammenwirkung mit einem Stützarm 20. Die hier gezeigten Spannbänder 21 können z. B. aus Metallstreifen von 0,2 mm Dicke hergestellt werden, wobei sie infolge ihrer gefalteten Form eine hohe Steifheit aufweisen.
Wie aus Fig. 6 and 7 ersichtlich, sind die Wendelrohre aneinanderliegend an den Stützarmen 20 angeordnet, wobei die äussersten Windungen jeweils in ihrer Stellung am Ende der Stützarme 20 dadurch gesichert sind, dass die Widerhaken 24 der Spannbänder 21 zur Aufnahme in den entsprechenden Einschnitten 23 an den Enden der Stützarme 20 angepasst sind.
Die Spannbänder 21 sichern hier sowohl den erforderlichen Aussenradius der Rohrbündel als auch ihre genaue Anpassung an den Innendurchmesser des Mantelrohrs 10, wobei damit die erforderliche Abdichtung der Wendelstromkanäle sowie ihre konstante axiale Höhe am Umfang der Rohrbündel gesichert werden.
Diese seitlichen Spannbänder 21 dienen ferner zur Aufnahme von Kräften, die eventuell auf die äussersten Rohrwindungen infolge einer axialen Bewegung des Mantelrohrs 10 in bezug auf die Rohrbündel, auf diese einwirken, insbesondere wenn das Mantelrohr zwecks Reinigung der Rohrbündel entfernt wird.
Die in Fig. 6 und 7 gezeigte Anordnung der Spannbänder 20 ergibt keine bedeutende Verringerung des Durchflussquerschnitts der Wendelstromkanäle und der Aussenfläche der Wendelrohrbündel.
Fig. 8 zeigt eine Ausführung mit Wendelrohrbündeln 1A, 1B, 1C, die beidseitig an doppelflanschigen Stützarmen 120 mit Querstegen 121 anliegen.
In diesem Fall besteht jedes Spannband gemäss Fig. 8 aus einem flachen Längsband 122 und ist mit dem äussersten Steg des Stützarmes 120 durch geeignete Befestigungsmittel verbunden, z. B. nach innen ragende Sperrstifte, die in entsprechenden Öffnungen im äussersten Steg des doppelflanschigen Stützarms 120 einrasten, um als Schnappverschluss zu wirken.
Die seitlichen Spannbänder können auch jede andere geeignete Form aufweisen, um die erfindungsgemässe Zusammenwirkung mit den Stützarmen zu erzielen.
Die Ausführung gemäss Fig. 8 ist insbesondere für Anwendungen geeignet, die eine Ausführung des Wärmeaustauschers aus Kunststoff erfordern, um eine ausreichende Beständigkeit gegen korrosive Medien zu sichern.
Claims
1. Gegenstrom-Wärmeaustauscher mit mindestens einem Wendelrohrbündel, das einen geschlossenen Wendelstromkanal zwischen einem Kernrohr und einem Mantelrohr um eine gemeinsame Längsachse bildet, wobei eine Mehrzahl von Wendelrohren in einer entsprechenden Wendelebene mit konstanter Ganghöhe um die gemeinsame Längsachse herum gewunden, lückenlos aneinandergereiht und in einem Wendelrohrbündel zusammengefasst sind, und wobei ein Primärfluid die Wendelrohre und ein Sekundärfluid den Wendelstromkanal im Gegenstrom durchfliessen, dadurch gekennzeichnet, dass die Wendelrohre an jedem Ende des Rohrbündels (1A, 1B) mit einer Anschlusskammer (5A, 5B; 6A, 63) ausgerüstet sind, die aus einer gelochten Anschlussplatte (16) mit einem abnehmbaren Deckel (17) zusammengesetzt und zwischen dem Kernrohr (9) und dem Mantelrohr (10) so angeordnet ist, dass die Enden der Wendelrohre ohne wesentliche Abweichung von der entsprechenden Wendelebene abwechselnd in entsprechenden versetzt angeordneten Bohrungen in der Anschlussplatte (16) aufgenommen werden und mit dieser fest verbunden sind, wobei der Deckel (17) an dieser Anschlussplatte (16) fest angebracht und so angeordnet ist, dass er die Anschlusskammer (5A-5D; 6A-6D) mit einem Primäreintritt (3) oder Primäraustritt (8) verbindet.
2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussplatte (16) mit zwei Reihen von versetzt angeordneten Bohrungen versehen ist, die parallel zur entsprechenden Wendelebene in geringem Abstand an beiden Seiten derselben verlaufen, wobei die Enden der Wendelrohre abwechselnd an beiden Seiten der Wendelebene leicht abgebogen sind, anschliessend parallel zur Wendelebene verlaufen und abwechselnd an den entsprechenden Bohrungen der beiden Reihen angeschlossen sind.
3. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass flexible Wendelrohre an einer Mehrzahl von Stützarmen (20) frei anliegen, die mit dem Kernrohr (9) fest verbunden und in der entsprechenden Wendelebene um das Kernrohr (9) herum verteilt sind, so dass die Wendelrohre gegeneinander in unverrückbarer Lage abgestützt sind.
4. Wärmeaustauscher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet dass die flexiblen Wendelrohre durch die Stützarme (20) in der entsprechenden Wendelebene abwechselnd in entgegengesetzten Axialrichtungen gekrümmt sind und abgestützt werden.
5. Wärmeaustauscher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützarme (20) mit einer Verzahnung für die Aufnahme der Wendelrohre versehen sind.
6. Wärmeaustauscher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützarme (20) zur Versteifung profiliert sind.
7. Wärmeaustauscher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützarme (20) in bezug auf die gemeinsame Längsachse geneigt sind.
8. Wärmeaustauscher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützarme (20) abwechselnd in entgegengestzt en Axialrichtungen geneigt sind.
9. Wärmeaustauscher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wendelrohre aus einem Kunststoff bestehen.
10. Wärmeaustauscher nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusskammern (5A, 5B; 6A, 6B) im wesentlichen aus einem Kunstoff bestehen, und dass die Enden der Wendelrohre in den entsprechenden Bohrungen der Anschlussplatte (16) durch eine Schmelzverbindung angeschlossen sind.
11. Wärmeaustauscher nach Ansprüche 1, dadurch gekennzeichnet, dass der gesamte Wärmeaustauscher um seine gemeinsame Längsachse herum drehbar gelagert und mit einem Antrieb verbunden ist, der so ausgebildet ist, dass er den Wärmeaustauscher in eine pendelnde Drehbewegung versetzen kann.
12. Wärmeaustauscher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützarme (20) in verschiedenen Radialebenen verteilt sind und an ihrem freien Ende durch Spannbänder (21) in jeder Radialebene miteinander verbunden sind.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE8787905169T DE3765930D1 (de) | 1986-08-21 | 1987-08-21 | Gegenstrom-waermeaustauscher mit wendelrohrbuendel. |
AT87905169T ATE58012T1 (de) | 1986-08-21 | 1987-08-21 | Gegenstrom-waermeaustauscher mit wendelrohrbuendel. |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH3348/86-3 | 1986-08-21 | ||
CH334886 | 1986-08-21 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO1988001362A1 true WO1988001362A1 (en) | 1988-02-25 |
Family
ID=4254029
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/CH1987/000106 WO1988001362A1 (en) | 1986-08-21 | 1987-08-21 | Countercurrent heat-exchanger with helical bank of tubes |
Country Status (5)
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---|---|
US (1) | US4893672A (de) |
EP (1) | EP0278961B1 (de) |
JP (1) | JPH01500685A (de) |
AU (1) | AU7807487A (de) |
WO (1) | WO1988001362A1 (de) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2218796A (en) * | 1988-05-19 | 1989-11-22 | York Int Ltd | Tube-in-shell heat exchangers |
WO1999004210A1 (en) | 1997-07-17 | 1999-01-28 | Vos Industries Ltd. | Heat exchanger for cooking apparatus |
EP0942250A1 (de) * | 1998-03-09 | 1999-09-15 | Romabau AG | Tieftemperatur-Wärmetauscher |
AU728554B2 (en) * | 1997-07-17 | 2001-01-11 | Vos International Ltd | Heat exchanger for cooking apparatus |
US6944771B2 (en) * | 2001-12-20 | 2005-09-13 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Method and apparatus for overcoming a watermark security system |
EP2685195A3 (de) * | 2012-07-11 | 2015-01-14 | Lg Electronics Inc. | Wärmetauscher |
WO2015144693A1 (en) * | 2014-03-25 | 2015-10-01 | Vetco Gray Scandinavia As | A subsea heat exchanger arrangement and a method for improving heat dissipating efficiency in a subsea heat exchanger |
US9212852B2 (en) | 2012-07-11 | 2015-12-15 | Lg Electronics Inc. | Support mechanism for a heat exchanger in an air-conditioning system |
US9677819B2 (en) | 2013-02-01 | 2017-06-13 | Lg Electronics Inc. | Air conditioner and heat exchanger therefor |
CN116878333A (zh) * | 2023-09-05 | 2023-10-13 | 山东瑞多节能环保科技有限公司 | 一种污水换热器在线清洗装置及清洗方法 |
Families Citing this family (51)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2251678A (en) * | 1990-11-28 | 1992-07-15 | Shell Int Research | Heat exchange apparatus |
FR2674322B1 (fr) * | 1991-03-20 | 1998-02-13 | Valeo Thermique Moteur Sa | Echangeur de chaleur a faisceau de tubes, en particulier pour vehicule automobile. |
JP2835286B2 (ja) * | 1994-08-11 | 1998-12-14 | 昇 丸山 | 熱交換コイル組立体及びその複合体 |
TW445366B (en) * | 1998-05-15 | 2001-07-11 | Noboru Maruyama | Assembly body of heat exchange coils |
US6027241A (en) * | 1999-04-30 | 2000-02-22 | Komax Systems, Inc. | Multi viscosity mixing apparatus |
CN2404087Y (zh) * | 2000-01-26 | 2000-11-01 | 淮阴辉煌太阳能有限公司 | 装配式螺旋套管热交换器 |
US6250098B1 (en) * | 2000-02-08 | 2001-06-26 | Chung-Ping Huang | Support frame for an ice-storing tank for an air conditioner with an ice-storing mode |
US20030079872A1 (en) * | 2000-10-06 | 2003-05-01 | Kevin Bergevin | Refrigerant-capable heat exchanger made from bendable plastic tubing and method |
US7082955B2 (en) * | 2001-12-04 | 2006-08-01 | Ecotechnology, Ltd. | Axial input flow development chamber |
MXPA04005258A (es) * | 2001-12-04 | 2005-03-23 | Ecotechnology Ltd | CáMARA DE DESARROLLO DE FLUJO. |
US7160024B2 (en) * | 2003-08-05 | 2007-01-09 | Ecotechnology, Ltd. | Apparatus and method for creating a vortex flow |
US7322404B2 (en) * | 2004-02-18 | 2008-01-29 | Renewability Energy Inc. | Helical coil-on-tube heat exchanger |
EP1672304B1 (de) * | 2004-12-18 | 2007-06-27 | Neue Energie-Verwertungsgesellschaft mbH | Wärmetauscher |
US8534346B1 (en) | 2006-11-16 | 2013-09-17 | Climatecraft Technologies, Inc. | Flexible heat exchanger |
US8505323B2 (en) * | 2007-06-07 | 2013-08-13 | Deka Products Limited Partnership | Water vapor distillation apparatus, method and system |
US11884555B2 (en) | 2007-06-07 | 2024-01-30 | Deka Products Limited Partnership | Water vapor distillation apparatus, method and system |
CN100533037C (zh) * | 2008-01-04 | 2009-08-26 | 华南理工大学 | 一种连续螺旋折流板双壳程组合异形管管束换热器 |
JP5151760B2 (ja) * | 2008-07-22 | 2013-02-27 | 住友金属鉱山株式会社 | 向流式直接加熱型熱交換器 |
DE102008037726A1 (de) * | 2008-08-14 | 2010-05-06 | Khs Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Wärmebehandlung von flüssigen Lebensmitteln |
US20100193168A1 (en) * | 2009-02-02 | 2010-08-05 | Johnson Jr Alfred Leroy | Heat exchanger |
NL2003980C2 (nl) | 2009-12-18 | 2011-06-21 | Muelink & Grol Bv | Rookgasafvoerappendage met warmtewisselaar. |
US8261551B2 (en) * | 2010-09-28 | 2012-09-11 | Doyle Brewington | Energy producing device |
DE102011017030A1 (de) * | 2011-04-14 | 2012-10-18 | Linde Ag | Wärmetauscher mit Kernrohr und Ringkanal |
ITTO20110446A1 (it) * | 2011-05-19 | 2012-11-20 | Cosmogas Srl | Scambiatore di calore e procedimento di realizzazione |
US11352267B2 (en) | 2011-07-15 | 2022-06-07 | Deka Products Limited Partnership | Water distillation apparatus, method and system |
DE102011119076B4 (de) * | 2011-11-21 | 2014-06-26 | Automatik Plastics Machinery Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zum Druckabbau eines Fluids mit darin enthaltenen Granulatkörnern |
CN102927837A (zh) * | 2012-11-02 | 2013-02-13 | 镇海石化建安工程有限公司 | 一种换热器结构 |
GB201401092D0 (en) * | 2014-01-23 | 2014-03-12 | Rolls Royce Plc | Heat exchanger support |
US9248418B1 (en) | 2014-03-31 | 2016-02-02 | Komax Systems, Inc. | Wafer mixing device |
CN106574827A (zh) | 2014-06-30 | 2017-04-19 | 摩丁制造公司 | 热交换器及其制造方法 |
US10274265B2 (en) * | 2014-10-07 | 2019-04-30 | Unison Industries, Llc | Spiral wound cross-flow heat exchanger |
US20160120059A1 (en) | 2014-10-27 | 2016-04-28 | Ebullient, Llc | Two-phase cooling system |
AU2015339717A1 (en) * | 2014-10-27 | 2017-06-15 | Ebullient, Llc | Heat exchanger with helical passageways |
US9891002B2 (en) | 2014-10-27 | 2018-02-13 | Ebullient, Llc | Heat exchanger with interconnected fluid transfer members |
US10495384B2 (en) | 2015-07-30 | 2019-12-03 | General Electric Company | Counter-flow heat exchanger with helical passages |
EP3287730A1 (de) | 2016-08-25 | 2018-02-28 | Bosch Termoteknik Isitma ve Klima Sanayi Ticaret Anonim Sirketi | Wärmeübertrager |
US10539371B2 (en) * | 2017-01-18 | 2020-01-21 | Qorvo Us, Inc. | Heat transfer device incorporating a helical flow element within a fluid conduit |
EP3406997B1 (de) | 2017-05-25 | 2020-09-23 | HS Marston Aerospace Limited | Verwickelte rohrförmige anordnungen für wärmetauscher und gegenstromwärmeübertragungssysteme |
WO2019023703A1 (en) * | 2017-07-28 | 2019-01-31 | Fluid Handling Llc | FLUID DELIVERY METHODS FOR SPIRAL HEAT EXCHANGER WITH LATTICE CROSS SECTION PRODUCED BY ADDITIVE MANUFACTURING |
IT201700096656A1 (it) * | 2017-08-28 | 2019-02-28 | Cosmogas Srl | Scambiatore di calore per una caldaia, e tubo di scambiatore di calore |
US10928058B2 (en) * | 2018-02-08 | 2021-02-23 | Vytis, Ltd. | Flash boiler |
CN116199291A (zh) | 2018-10-15 | 2023-06-02 | 德卡产品有限公司 | 水蒸馏设备、方法和系统 |
CN109595970A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-04-09 | 滨州中科催化技术有限公司 | 螺旋折流板及换热器 |
US11852377B2 (en) | 2019-08-07 | 2023-12-26 | A.O. Smith Corporation | High efficiency tankless water heater |
KR102348684B1 (ko) * | 2019-11-28 | 2022-01-11 | 한국생산기술연구원 | 열교환기, 열교환기 모듈 및 이를 포함하는 가압 순산소 연소 발전 시스템 |
RS20200036A1 (sr) | 2020-01-13 | 2021-07-30 | Stamenic Aleksandar | Uređaj za razmenu energije između medijuma sa poboljšanom strukturom i performansama |
US11441850B2 (en) * | 2020-01-24 | 2022-09-13 | Hamilton Sundstrand Corporation | Integral mounting arm for heat exchanger |
US11460252B2 (en) | 2020-01-24 | 2022-10-04 | Hamilton Sundstrand Corporation | Header arrangement for additively manufactured heat exchanger |
US11703283B2 (en) | 2020-01-24 | 2023-07-18 | Hamilton Sundstrand Corporation | Radial configuration for heat exchanger core |
US11453160B2 (en) | 2020-01-24 | 2022-09-27 | Hamilton Sundstrand Corporation | Method of building a heat exchanger |
US11927402B2 (en) * | 2021-07-13 | 2024-03-12 | The Boeing Company | Heat transfer device with nested layers of helical fluid channels |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB791843A (en) * | 1955-03-12 | 1958-03-12 | Ostbo Nils | Recuperative heat exchanger |
DE1094774B (de) * | 1957-08-07 | 1960-12-15 | Suislavia Handels A G | Waermetauscher |
FR1517138A (fr) * | 1967-02-27 | 1968-03-15 | Mashinostroitelny Zd Im 40 Let | échangeur thermique à tubes |
US3561524A (en) * | 1969-10-08 | 1971-02-09 | Satterthwaite James G | Marine keel cooler |
FR2214874A1 (de) * | 1973-01-20 | 1974-08-19 | Sueddeutsche Kuehler Behr | |
FR2314459A1 (fr) * | 1975-06-11 | 1977-01-07 | Foster Wheeler Energy Corp | Rechauffeur pour matiere a traiter se presentant sous la forme d'un melange de phases |
FR2392344A1 (fr) * | 1977-05-27 | 1978-12-22 | Ecodyne Corp | Collecteur de retour pour echangeur de chaleur |
DE2938324A1 (de) * | 1979-09-21 | 1981-04-09 | Willi Ing.(grad.) 3000 Hannover Strohmeyer | Waermetauscher, insbesondere zum anschluss an heizungsanlagen in ein- und mehrfamilienhaeusern |
EP0080161A2 (de) * | 1981-11-19 | 1983-06-01 | Kioteru Takayasu | Wärmetauscher |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA644419A (en) * | 1962-07-10 | H. Ammon Johannes | Vapor generating unit | |
US1840940A (en) * | 1927-10-13 | 1932-01-12 | Baker Ice Machine Co Inc | Refrigeration unit |
US2519084A (en) * | 1945-03-13 | 1950-08-15 | Westinghouse Electric Corp | Shell and tube heat exchanger having zig-zag tubes |
US2566976A (en) * | 1949-11-09 | 1951-09-04 | Clarence R Bernstrom | Water heater |
FR1035120A (fr) * | 1951-04-05 | 1953-08-17 | élément d'échangeur thermique | |
US3130780A (en) * | 1960-12-29 | 1964-04-28 | Combustion Eng | Live steam reheater |
US4041726A (en) * | 1976-03-29 | 1977-08-16 | Paul Mueller Company | Hot water system |
US4346759A (en) * | 1978-04-10 | 1982-08-31 | Aerco International, Inc. | Heat reclaiming system |
GB2082312A (en) * | 1980-08-21 | 1982-03-03 | Imi Radiators | Header tank construction |
US4596286A (en) * | 1984-10-09 | 1986-06-24 | Joy Manufacturing Company | Rotary processor |
-
1987
- 1987-08-21 AU AU78074/87A patent/AU7807487A/en not_active Abandoned
- 1987-08-21 US US07/193,299 patent/US4893672A/en not_active Expired - Fee Related
- 1987-08-21 JP JP62504868A patent/JPH01500685A/ja active Pending
- 1987-08-21 EP EP87905169A patent/EP0278961B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1987-08-21 WO PCT/CH1987/000106 patent/WO1988001362A1/de active IP Right Grant
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB791843A (en) * | 1955-03-12 | 1958-03-12 | Ostbo Nils | Recuperative heat exchanger |
DE1094774B (de) * | 1957-08-07 | 1960-12-15 | Suislavia Handels A G | Waermetauscher |
FR1517138A (fr) * | 1967-02-27 | 1968-03-15 | Mashinostroitelny Zd Im 40 Let | échangeur thermique à tubes |
US3561524A (en) * | 1969-10-08 | 1971-02-09 | Satterthwaite James G | Marine keel cooler |
FR2214874A1 (de) * | 1973-01-20 | 1974-08-19 | Sueddeutsche Kuehler Behr | |
FR2314459A1 (fr) * | 1975-06-11 | 1977-01-07 | Foster Wheeler Energy Corp | Rechauffeur pour matiere a traiter se presentant sous la forme d'un melange de phases |
FR2392344A1 (fr) * | 1977-05-27 | 1978-12-22 | Ecodyne Corp | Collecteur de retour pour echangeur de chaleur |
DE2938324A1 (de) * | 1979-09-21 | 1981-04-09 | Willi Ing.(grad.) 3000 Hannover Strohmeyer | Waermetauscher, insbesondere zum anschluss an heizungsanlagen in ein- und mehrfamilienhaeusern |
EP0080161A2 (de) * | 1981-11-19 | 1983-06-01 | Kioteru Takayasu | Wärmetauscher |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2218796A (en) * | 1988-05-19 | 1989-11-22 | York Int Ltd | Tube-in-shell heat exchangers |
GB2218796B (en) * | 1988-05-19 | 1992-08-12 | York Int Ltd | Method of manufacturing a heat exchanger |
WO1999004210A1 (en) | 1997-07-17 | 1999-01-28 | Vos Industries Ltd. | Heat exchanger for cooking apparatus |
AU728554B2 (en) * | 1997-07-17 | 2001-01-11 | Vos International Ltd | Heat exchanger for cooking apparatus |
EP0942250A1 (de) * | 1998-03-09 | 1999-09-15 | Romabau AG | Tieftemperatur-Wärmetauscher |
US6944771B2 (en) * | 2001-12-20 | 2005-09-13 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Method and apparatus for overcoming a watermark security system |
EP2685195A3 (de) * | 2012-07-11 | 2015-01-14 | Lg Electronics Inc. | Wärmetauscher |
US9212852B2 (en) | 2012-07-11 | 2015-12-15 | Lg Electronics Inc. | Support mechanism for a heat exchanger in an air-conditioning system |
US9389026B2 (en) | 2012-07-11 | 2016-07-12 | Lg Electronics Inc. | Heat exchanger |
US9677819B2 (en) | 2013-02-01 | 2017-06-13 | Lg Electronics Inc. | Air conditioner and heat exchanger therefor |
WO2015144693A1 (en) * | 2014-03-25 | 2015-10-01 | Vetco Gray Scandinavia As | A subsea heat exchanger arrangement and a method for improving heat dissipating efficiency in a subsea heat exchanger |
CN116878333A (zh) * | 2023-09-05 | 2023-10-13 | 山东瑞多节能环保科技有限公司 | 一种污水换热器在线清洗装置及清洗方法 |
CN116878333B (zh) * | 2023-09-05 | 2023-11-07 | 山东瑞多节能环保科技有限公司 | 一种污水换热器在线清洗装置及清洗方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0278961B1 (de) | 1990-10-31 |
US4893672A (en) | 1990-01-16 |
JPH01500685A (ja) | 1989-03-09 |
AU7807487A (en) | 1988-03-08 |
EP0278961A1 (de) | 1988-08-24 |
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