HEAT EXCHANGER

Abstract: 1. A heat exchanger comprising a closed vessel and at least one immersion heater inserted in the vessel, the said heater being exposed on the inside to a heating or cooling medium and being surrounded on the outside by the vessel contents, wherein the vessel is enameled on the inside, and the immersion heater (2) is provided with hollow fins (12) and is enameled on the outside.

Description: Wärmetauscher Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher, bestehend aus einem innenseitig emaillierten Behälter und einer in den Behälter eingesteckten mit Hohlrippen versehenen Heiz kerze, die innenseitig mit einem Heiz- oder Kühlmedium beaufschlagt ist und aussenseitig von dem Behälterinhalt umgeben ist. Bei chemischen Prozessen mit stark aggressiven Medien ist die Wahl der Werkstoffe für die Apparate, in denen die Prozesse ablaufen, von grosser Wichtigkeit, insbesondere dann, wenn austenitische Stähle als Werkstoff aufgrund der Aggressivität der Medien ausscheiden. Während beispiels weise bei Rührbehältern häufig Apparate mit einer Innen emaillierung gewählt werden, ist dies - wie später de tailliert geschildert - bei Wämetauschern, die in Chemie anlagen und ähnlichen Arbeitsgebieten überwiegend als Rohr bündelwärmeaustauscher ausgeführt sind und Temperatur schwankungen unterliegen, nicht möglich. Es ist bekannt, in solchen Fällen Rohrbündelwärmeaus tauscher einzusetzen, bei denen alle Bauteile, die in Berührung mit den aggressiven Medien gelangen, aus Werk stoffen wie Titan oder Zirkonium gefertigt werden. Eine andere Ausführungsform von Wärmetauschern besteht darin, eine Vielzahl von Doppelmantelrohren, bei denen die Innen rohre aus Werkstoffen wie Titan, Zirkonium oder innen seitig emaillierten Stahlrohren bestehen, hintereinander zu schalten. Bei beiden Arten von Wärmetauschern befinden sich die aggressiven Medien in den Rohren und die Heiz bzw. Kühlmedien um die Rohre. Beide Ausführungsformen Rohrbündelwärrneaustauscher und hintereinander geschaltete Doppelrohre - sind aufgrund der oben erwähnten Werkstoffe extrem teuer. Daher wurde stets versucht emaillierte Rohr Go/P bündelwärmeaustauscher, bei denen sich die aggressiven Medien ebenfalls in den Rohren befinden, herzustellen. Dies ist Jedoch fertigungstechnisch nicht möglich, da es bei Temperaturschwankungen - die während der Emaillierung bzw. während des ProzeBablaufes auftreten - stets zu Emaillebruch kommt. Dies erklärt sich daraus, dass die Biegung der Rohrböden bei instationärem Aufheizen bzw. die Beulung der Rohrböden bei instationärem Abkühlen grosse axiale Zug- bzw. Druckkräfte in den Rohren verursachen, deren Einleitung in die Rohrböden bisher ohne Emaillebruch an den Einschweissungen der Rohre in die Rohrböden nicht gelungen ist. Der Versuch, jeweils ein Rohrende der innenseitig emaillierten Rohre in einem Rohrboden des Rohrbündelwärmeaustauschers axial verschiebbar einzubauen und abzudichten, war im Dauerversuch wegen chemischer, mechanischer, thermischer und sonstiger Einwirkungen stets erfolglos. Es stellte sich daher die Aufgabe, Wärmetauscher zu konzipieren, bei denen einerseits auf teure Werkstoffe wie beispielsweise Titan oder Zirkonium - verzichtet werden kann und andererseits emaillierte Wärmetauschflächen fertigungstechnisch herstellbar sind und diese emaillierte Wärmetauschflächen im Dauerbetrieb sowohl durch Temperaturschwankungen als auch durch extrem aggressive Medien nicht zerstört werden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Aussenseite der mit Hohlrippen versehenen Heizkerze emailliert sind. Um die Wärmetauschfläche zu vergrössern, ist es möglich zwei oder mehrere mit Hohlrippen versehene Heizkerzen zu einer Einheit zusammenzufügen. 'Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: Figur 1 einen Schnitt durch den erfindungsgemässen Wärme tauscher Figur 2 einen Schnitt durch eine mit Hohlrippen versehene an der Aussenseite emaillierten Heizkerze, einge steckt in einen Flansch üblicher Bauform am Boden des innenseitig emaillierten Behälters. Figur 3 Schnitt durch zwei Profilquerschnitte einer und 4 Heizkerze, ausgewählt aus der Vielzahl der Mög lichkeiten von Profilquerschnitten von Heiz kerzen. Gemäss Figur 1 ist in den Boden des innenseitig emaillierten Berhälters 1 eine mit Hohlrippen 12 versehene aussenseitig emaillierte Heizkerze 2 - bestehend aus einer Einheit von zwei Einzelkerzen - eingesteckt, die innenseitig mit Sattdampf beaufschlagt ist, und aussenseitig von dem Behälterinhalt umgeben ist. Figur 2 zeigt im Detail eine mit Hohlrippen 12 versehene aussenseitig emaillierte Heizkerze 2 und den Einbau derselben in den Boden des innenseitig emaillierten Berhälters 1. An einen Verdrängerkörper 3 üblicher Bauform ist die mit Hohlrippen versehene Heizkerze 2 mittels der Schweissnaht 4 angeschweisst. In Verdrängerkörper 3 und Heizkerze 2 ist ein Einsteckrohr 5 bis nahe an den Deckel der Heizkerze 2 eingeführt, das auf übliche Art mit dem Verdrängerkörper 3 verbunden ist. Über dieses Einsteckrohr 5 strömt Sattdampf in die Heizkerze, über den Stutzen 6 strömt das Kondensat ab. Verdrängerkörper 3 und Heizkerze 2 werden nach dem Zusammenbau, d.h. nach dem Anlegen der Schweissnaht 4, nach dem Anschweissen des Deckels 7 mittels der Schweissnaht 8 und nach dem Ein 'bau des Einsteckrohres 5 aussenseitig emailliert. Der Ein bau dieser zusammengefügten aussenseitig emaillierten Ein heit erfolgt über den Bodenflansch 9 üblicher Bauart, mittels der Dichtung 10 und am Umfang des Bodenflansches 9 verteilter Klammerschrauben 11. Beim Weglassen des Deckels 7 der Heizkerze 2 kann eine zweite Heizkerze zur Vergrösserung der Wärmetauschfläche - wie in Figur 1 darge stellt - angeschweisst werden. Die Hohlrippen 12 der ein zelnen Heizkerzen können zur Verbesserung des Wärmeüber gangs auch gegeneinander versetzt angeordnet werden. Figur 3 zeigt den Schnitt durch eine Heizkerze mit zylin drischem Querschnitt und sternförmig angeordneten Hohl rippen 12. Figur 4 zeigt den Schnitt durch eine Heizkerze mit parallel angeordneten Hohlrippen. Die mit dem erfindungsgemässen Wärmetauscher erzielten Vor teile liegen insbesondere darin, Wärmetauschflächen für chemische Prozesse und ähnliche Anwendungsgebiete hierzu stellen, bei denen beim Durchsatz von aggressiven Medien auf extrem teure Werkstoffe wie Titan oder Zirkonium ver zichtet werden kann. Diese erfindungsgemäen Wärmetauscher sind daher bei vergleichbaren Wärmetauschflächen - bezogen auf m2 Wärmetauschfläche - deutlich kostengünstiger herzu stellen als beispielsweise Röhrenbündelwärmeaustauscher aus den oben erwähnten Materialien oder Wärmetauschern mit hintereinander geschalteten Doppelmantelrohren, bei denen die Innenrohre aus Titan oder Zirkonium oder aus innen seitig emaillierten Stahlrohren bestehen.

Claims: Patentansprüche 1. Wärmetauscher, bestehend aus einem innenseitig emaillierten Behälter und mindestens einer in den Be hälter eingesteckten mit Hohlrippen versehenen Heiz kerze, die innenseitig mit einem Heiz- oder Kühlmedium beaufschlagt ist und aussenseitig von dem Behälter inhalt umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenseite der mit Hohlrippen (12) versehenen Heiz kerze (2) emailliert ist. 2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehrere mit Hohlrippen (12) versehene Heizkerzen (2) zu einer Einheit zusammengefügt sind. Zeichn

Inventors: HOFMANN, GERHARD, JECKEL, GUENTER, SCHWAB, RUDOLF, DR.
Applicants: BASF AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1983
Main classification: F28F19
IPC codes: F28F19, F28D1