AT500604A1 - Wärmetauscher-blechpaket - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Wärmetauscher-Blechpaket, insbesondere für einen Regenerator oder einen Rekuperator, für den Wärmeaustausch zwischen zwei Medien oder einem Medium und dem Material des Wärmetauscher-Blechpaketes. Wärmetauscher gehören zu den wichtigsten Komponenten in der derzeitigen Güterproduktion. Den meisten Menschen ist gar nicht bewusst, wo überall Wärmetauscher zum Einsatz kommen bzw. wo erst die Wärmetauscher das klaglose Funktionieren der Produkte bzw. Geräte sicherstellen.

Zum einen entsteht bei jeder Verwendung von elektrischem Strom Verlustwärme und zwar je mehr Strorn umso mehr Verlustwärme, die an die Umgebung abgegeben werden muss, um die Geräte wie etwa Fernseher, Computer aber auch Elektromotoren nicht zu überhitzen und damit zu zerstören. Zum anderen ist in Zeiten einer drohenden Klimaveränderung ein möglichst hoher Wirkungsgrad der Geräte, besonderes bei großen eingesetzten Energiemengen, gefragt. Und da helfen Wärmetauscher, insbesondere eine spezielle Wärmetauschervariante, die Regeneratoren, die Wirkungsgrade zu verbessern, weil sie einen Teil der anfallenden Verlustwärme durch „Recycling“ wieder dem Prozess zuführen anstatt mit der gesamten Verlustwärme die Umwelt zu belasten.

In vielen Geräten entsteht nicht soviel Verlustwärme, dass eigene Wärmetauscher vorgesehen werden müssen. Dann genügt es, die Funktion des Wärmetauschers, das heißt die Abgabe der Verlustwärme an die Umgebung, von den ohnehin vorhandenen Komponenten mit übernehmen zu lassen. Bei einer Lampe z. B. werden alle Lampenteile sehr heiß und geben dadurch die von der/den Glühbirnen erzeugte Verlustwärme ohne eigenen Wärmetauscher an die Umgebung ab. Bei sehr viel entstehender Verlustwärme, wie etwa beim Auto, genügt die Wärmeabgabe über die auch sehr heiß werdende Oberfläche des Motors und der Motorkomponenten bei weitem nicht, so dass es einen speziell auf die Anforderungen des Motors optimierten, sehr effizienten Wärmetauscher, nämlich den Autokühler, geben muss. Kalorische Kraftwerke zur Bereitstellung • · Q · · « • · ο · · ···· MM • · von elektrischem Strom oder Kältemaschinen, um nur zwei zu nennen, wären heutzutage ohne effiziente Wärmetauscher und spezielle Regeneratoren undenkbar.

Von den Ingenieuren bzw. Konstrukteuren wurde sehr früh die Bedeutung der Wärmetauscher bzw. der Regeneratoren erkannt und eine Unzahl von verschiedenen, auf die jeweiligen Anforderungen optimierten, Wärmetauschern bzw. Regeneratoren entwickelt und gefertigt.

Das Hauptproblem bei Wärmetauschern bzw. Regeneratoren ist die Unterbringung der benötigten Wärmetauscherfläche, die teuer ist und auch ausreichend Platz braucht, der meist nur bedingt vorhanden ist. Die von Wärmetauscher bzw. Regeneratoren abgegebene Wärmemenge ist abhängig von - der Wärmeübergangszahl, eine Zusammensetzung temperaturabhängiger Stoffkonstanten, die nicht beeinflussbar sind - der vorhandenen Temperaturdifferenz, die meistens von den Einsatzbedingungen vorgegeben sind, - der Größe der Wärmetauscherfläche und - vom Strömungsverhalten.

Das heißt als einzige Variable bleibt die Wärmetauscherfläche - je mehr Wärme abzugeben ist, umso mehr Wärmetauscherfläche ist notwendig. Die Konstrukteure der Wärmetauscher und Regeneratoren arbeiten deshalb neben der Optimierung des Wärmetauschers bzw. der Regeneratoren an die jeweiligen Einsatzbedingungen vor allem daran, wie die Wärmetauscherfläche konstruktiv gestaltet werden könnte, um möglichst viel davon pro Volumseinheit unterzubringen.

Dabei wurden bisher zum Teil auch recht ungewöhnliche Ausführungen gemacht, wie beispielsweise die DE 695 27 283 T2 zeigt. Gegenstand dieser Druckschrift ist ein Regenerator für ein Gasturbinengeneratorset, der wie ein Mantel um das gesamte Aggregat angeordnet wird. Der große Nachteil dieser Anordnung ist die

φ φ ·«··· · • · · · Μ· ····· • · · »······· • « · · * Μ · * · weitgehende Unzugänglichkeit des eigentlichen Aggregates im Wartungs- und Reparaturfalle.

Lassen es die Einsatzbedingungen zu, werden die Kanäle in denen die Wärmetauschermedien fließen, immer kleiner und schaffen so Platz für weitere Kanäle. Bei einem Plattenwärmetauscher bzw. Regenerator mit beispielsweise 10 mm Plattenabstand bringt eine Verringerung des Plattenabstandes auf die Hälfte, bei sonst gleichen Abmessungen, eine Verdoppelung der Wärmetauscherfläche. Das ist auch der Grund für den Trend zu Folienwärmetauschern bzw. Regeneratoren. Das Problem bei allen Folienwärmetauschern bzw. Folienregeneratoren ist die sichere Distanzierung der Folien von einander, um gleich bleibende Kanäle zu gewährleisten.

Dabei ist es gleichgültig, ob die Folien in konzentrischen Kreisen um eine Zylinderachse angeordnet werden oder flach bzw. parallel übereinander gestapelt sind.

Die Distanzhaltung wird üblicherweise durch auf die gesamte Folienoberfläche gewalzte Erhöhungen, wie Noppen oder Nuten usw. erreicht. Der große Nachteil dieser Noppen ist, dass für eine sicher Distanzierung der Folien über die gesamte Länge sehr viele und regelmäßig verteilte Noppen notwendig sind, die aber die Strömungsverhältnisse negativ beeinflussen und dadurch den Druckverlust über den Folienwärmetauschern bzw. Folienregeneratoren erheblich vergrößern. Für Regeneratoren werden auch zunehmend Drahtgeflechte, Metallschäume, Siebgewebe usw. eingesetzt. Um große Wärmetauscheroberflächen zur Verfügung zu haben werden diese Matrixmaterialien relativ dicht gepackt. Zur Verbesserung des Wärmeüberganges können die Siebgewebe auch mit galvanischen Überzügen versehen werden. Ein derartiges Siebgewebe mit Bleiummantelung ist in der DE 38 30 907 A1 beschrieben. Der Vorteil dieser Materialien ist, dass - eine richtige Werkstoffwahl vorausgesetzt - ein ausgezeichneter Korrosionsschutz bei aggressiven Medien gegeben ist. Der große Nachteil dieser Materialien ist jedoch der enorme Herstellpreis und der unverhältnismäßige Druckverlust, den das Durchströmen dieser dicht gepackten • ••· · • ••· · •«·· ··' • ·5 l'“'

Matrixmaterialien verursacht. Ein weiterer enormer Nachteil ist, dass dieses Material nur für diskontinuierlich arbeitende Regeneratoren eingesetzt werden kann. Das heißt, bei Regeneratoren bei denen zuerst ein heißes Medium seine Wärme an das Matrixmaterial abgibt, wo sie gespeichert wird. Danach kommt ein kaltes Medium das durch die Wärme im Metall aufgeheizt wird. Bei Wärmetauschern und kontinuierlich arbeitenden Regeneratoren sind diese Matrixmaterialien nicht einsetzbar, weil eine Trennung der beiden Medien nicht möglich ist.

Eine weitere Methode möglichst viel Wärmetauscherfläche pro Volumseinheit unterzubringen, wird in der US 5 429 177 A beschrieben. Es werden Folien nasschemisch oder elektrochemisch so geätzt, dass feinste Stege und Rinnen entstehen. Werden diese geätzten Folien übereinander gestapelt, ergeben sich Kanäle in denen das Wärmetauschermedium fließen kann. Der große Nachteil dieser Methode ist der riesige Aufwand für das Ätzen. Je nach den Dimensionen der Stege bzw. der Rinnen muss der Großteil des Folienmaterials weggeätzt werden. Diese Bearbeitungsverfahren der Bleche waren bisher bei sehr dünnen Blechen notwendig um die Mikrostrukturen zur Distanzhaltung der Bleche bzw. der Folien hersteilen zu können.

Ein weiterer enormer Nachteil ist, dass dieses Material, ähnlich wie bei den Drahtgeflechten, Metallschäumen oder Siebgeweben, nur für diskontinuierlich arbeitende Regeneratoren eingesetzt werden kann. Bei Wärmetauschern und kontinuierlich arbeitenden Regeneratoren sind diese Folien nicht einsetzbar, weil durch die geätzten Rinnen die Folien die Medien nicht mehr voneinander trennen können.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Wärmetauscher-Blechpaket zu schaffen, das einerseits die oben angeführten Nachteile vermeidet und das anderseits wirtschaftlich gefertigt werden kann.

Die Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst. φ ··£···♦ t · · Ό · · ·

Das erfindungsgemäße Wärmetauscher-Blechpaket ist dadurch gekennzeichnet, dass für den schichtförmigen Aufbau des Wärmetauscher-Blechpaketes abwechselnd mindestens ein glattes Blech und/oder eine glatte Folie und mindestens ein verformtes Blech und/oder eine Folie vorgesehen sind, wobei das verformte Blech und/oder die verformte Folie für die Bildung von Strömungskanälen Verformungen aufweist. Mit dieser Erfindung ist es erstmals möglich Wärmetauscher bzw. Rekuperatoren mit sehr dünnen Blechen ohne aufwendiges und daher teures Bearbeitungsverfahren der Bleche bzw. Folien, wie beispielsweise chemisches Ätzen, Erodieren oder kompliziertes Bearbeiten, wie feinste Zerspanung oder Tiefziehen, zu fertigen. Dadurch ist eine wirtschaftliche Herstellung gegeben, die gleichzeitig eine hervorragende technische Funktionalität gewährleistet.

Weiters ist es mit der Erfindung erstmals möglich Wärmetauscher bzw. Rekuperatoren durch den Einsatz von sehr dünnen Blechen bzw. Folien sehr einfach und daher preisgünstig mit großen Wärmetauscheroberflächen pro Volumseinheit zu realisieren. Ferner kommt es durch die erfindungsgemäße Bauart zu minimalsten bzw. geringsten Strömungsverlusten pro übertragene Wärmemenge.

Ein weiterer gravierender Vorteil ist darin zu sehen, dass bei Blechstärken im Makrobereich keine zusätzlichen Vorrichtungen, wie etwa Stäbe oder sonstige Distanzhalter zur Einhaltung der notwendigen Abstände von Blech zu Blech erforderlich sind, die mit hohem Arbeitsaufwand an jedem Blech, durch Schweißen, Löten oder Verschrauben, befestigt werden müssen.

Dieser erfindungsgemäße Wärmetauscher kann bei geschlossenen und offenen Prozessen sowie für Gas und Flüssigkeiten, insbesondere bei so genannten Cryocoolern, Gaskältemaschinen, Pulskühlern, im Gifford-McMahon-Prozess, im Sibling-Prozess, im Stirling-Prozess als auch bei Gasturbinen und Wärmepumpen eingesetzt werden. • ♦ • · • · · · · • « ·7 · 4 4 4 • #♦*·♦ ♦ · • ♦ ♦ · · 44 • · · · · · 4

Gemäß einem weiteren besonderen Merkmal der Erfindung weist das verformte Blech und/oder die verformte Folie für die Bildung von Strömungskanälen zueinander parallele, in Abständen, vorzugsweise gleichen Abständen, angeordnete Erhöhungen und Vertiefungen, ähnlich einer Sinuswelle, auf. Derartige Verformungen, ähnlich einem Rollladen, sind in der Fertigung einfach herzustellen. Eine rationelle Fertigung ist also gewährleistet. Der Regenerator kann vorteilhafterweise aus einer gewellten und einer glatten Lage der Bleche bzw. Folien gewickelt werden, wobei die Größe der Kanäle über die Wellhöhe bestimmt wird.

Nach einem alternativen Merkmal der Erfindung weist das verformte Blech und/oder die verformte Folie für die Bildung von Strömungskanälen faltenartige, zueinander parallele, in Abständen, vorzugsweise gleichen Abständen, angeordnete Erhöhungen und Vertiefungen, ähnlich einer Ziehharmonika, auf. Im Prinzip gelten die oben genannten Vorteile natürlich auch für diese Ausführungsart.

Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung ist in einem Winkel, vorzugsweise einem rechten Winkel, zu den Strömungskanälen in mindestens ein Blech bzw. in eine Folie des Wärmetauscher-Blechpaketes mindestens eine Prägung in das Material vorgesehen. Insbesondere bei Wärmetauschern wäre eine derart hergestellte Inhomogenität des Materials für die Längswärmeleitung sicher von immensem Vorteil. Auch die Herstellung dieser Prägungen ist im Fertigungsprozess einfach und wirtschaftlich durchführbar.

Gemäß einem ganz besonderen Merkmal der Erfindung ist in einem Winkel, vorzugsweise einem rechten Winkel, zu den Strömungskanälen in mindestens ein Blech bzw. in eine Folie des Wärmetauscher-Blechpaketes mindestens ein Schnitt und/oder eine Durchtrennung vorgesehen. Diese Schnitte bzw. Durchbrechungen dienen nur zur Unterbindung der Längswärmeleitung parallel zum Gasstrom und dienen nicht zum Druckausgleich zwischen den Kanälen, da beispielsweise Schlitze zu starken Verwirbelungen der Strömung und daher zu einem größerem Strömungswiderstand führen würden. Es ist also möglich, den Wärmewiderstand > φ · · • · ο · ··♦ · • · ο · · · · in Strömungsrichtung sehr einfach und kostengünstig zu vervielfachen, indem Unterbrechungen, wie Schnitte, quer zur Strömungsrichtung in dem Blech bzw. in der Folie vorgesehen werden. Dadurch kann der unerwünschte Wärmetransport entlang der Kanalwand weitgehend unterbunden werden, was den Gesamtwirkungsgrad verbessert.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist bei einer Verwendung des Wärmetauscher-Blechpaketes in einem Regenerator oder Rekuperator die Anordnung und/oder die Länge des Schnittes bzw. der Schnitte entsprechend der Temperaturdifferenz zwischen Eintritt und Austritt, gegebenenfalls zur Dicke des Bleches und/oder der Folie und/oder gegebenenfalls dem Abstand und/oder dem Querschnitt der Strömungskanäle, angepasst. Eines der wichtigsten Merkmale bei der Konstruktion von Wärmetauschern, und hier insbesondere bei Regeneratoren, ist eine gleiche Durchströmung der Kanäle. Sind nämlich ungleichmäßige Kanäle im Durchfluss gegeben, so kommt es zu ungleichmäßigen Masseströmen und zu einem ungleichen Wärmeübergang. Damit ergeben sich aber unterschiedliche Temperaturen und diese führen zu Wärmespannungen.

Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung sind die Schnitte in gleichen Abständen wiederkehrend und vorzugsweise über die gesamte Breite des Bleches und/oder der Folie angeordnet. Wie bereits oben ausgeführt, ist eine gleichmäßige Konstruktion und Ausbildung der Strömungskanäle von äußerster Wichtigkeit und erhöht den Wirkungsgrad.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung beträgt die Blech- bzw. Folienstärke 10 bis 500 pm, insbesondere 20 bis 50 pm. Wie bereits erwähnt, haben diese dünnen Bleche bzw. Folien den immensen Vorteil, dass sie mit den heute zum Stand der Technik zählenden Maschinen und Vorrichtungen rationell verarbeitbar sind. Ferner ist eine große Wärmetauscheroberfläche pro Volumseinheit zu erreichen.

Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist die Oberfläche der Bleche bzw. Folien glatt, gegebenenfalls poliert, gestaltet. Es ist sehr einfach ·· ·· ♦· • · · · · • · ·ο · ··· • · ·& · · • · · · · *» «· ·· ··· · ♦ • * ♦ • · · ♦ ♦ • ·····♦♦♦ • · · möglich die Oberflächenbeschaffenheit, wie z.B. die Oberflächenrauheit, etwa durch Polieren so zu gestalten, dass Partikelablagerungen erschwert bzw. überhaupt verhindert werden. Dadurch kann die Verschmutzung des Wärmetauschers bzw. Rekuperators verzögert bzw. vielleicht sogar gänzlich unterbunden werden, was entsprechende Einsparungen bei der Wartung bewirkt. Wichtig in diesem Zusammenhang ist es, möglichst komplett glatte Kanäle, ohne Erhebungen, wie Distanzhalter oder Noppen bzw. Ausnehmungen in der Kanalwand, herzustellen, so dass die Strömung in den Kanälen nirgends gestört wird, was sehr geringe Strömungsverluste und damit geringe Druckverluste bewirkt.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Bleche und/oder Folien aus weniger duktilen Materialien, wie beispielsweise Titan, oder aus glaskeramischen Materialien hergestellt. Die besondere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Wärmetauschers bzw. Rekuperators ermöglicht den Einsatz aller Materialien aus denen Bleche bzw. Folien gefertigt werden können. Das heißt es können auch weniger duktile Metalle wie etwa Titan eingesetzt werden. Damit können Wärmetauscher bzw. Rekuperatoren hergestellt werden, die optimal auf Resistenz gegen aggressive Medien ausgerichtet sind. Gerade für aggressive Medien und hohe Temperaturen eignet sich Glas-Keramik besonders.

Gemäß einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung sind die Bleche und/oder Folien aus Nickelbasislegierungen oder Molybdän oder Tantal hergestellt. Derartige erfindungsgemäße Wärmetauscher bzw. Rekuperatoren sind sehr einfach, ohne schweißen oder löten und vor allem ohne irgendwelche Abfälle, zu fertigen, so dass auch teure Werkstoffe wie z. B. Nickelbasislegierungen oder exotische Metalle wie etwa Molybdän oder Tantal sehr vorteilhaft einsetzbar sind.

Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung sind die Prägungen, Schnitte und/oder Durchbrechungen in den Blechen bzw. Folien im Zuge eines Walzverfahrens herstellbar. Wie bereits mehrmals erwähnt, ist eine wirtschaftliche • « · · « » · » « · ::10: ί··. und rationelle Fertigung des erfindungsgemäßen Wärmetauschers gewährleistet. Dieser Herstellschritt trägt zur Wirtschaftlichkeit einen großen Beitrag bei.

Gemäß einem besonderen Merkmal der Erfindung sind die zu einem Wärmetauscher-Blechpaket geschichteten einzelnen Bleche und/oder Folien kraft- und/oder formschlüssig oder über ein Sinterverfahren miteinander verbunden. Es ist mit der Erfindung in vorteilhafterweise möglich, die Blechpaketaußenabmessungen sehr flexibel zu gestalten, so dass auch bis jetzt nicht oder schlecht für Wärmetauscher bzw. Rekuperatoren geeignete Hohlräume problemlos genutzt werden können. Dies unabhängig vom Grundriss der Hohlräume, der quadratisch, kreisrund, rechteckig, dreieckig, oval, mit Ausnehmungen usw. gegeben sein kann.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das Wärmetauscher-Blechpaket in einem Gehäuse angeordnet. Wie bereits oben aufgezeigt, kann das erfindungsgemäße Wärmetauscher-Blechpaket wirklich individuell in einem Gehäuse vorgesehen werden.

Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist das Wärmetauscher-Blechpaket selbst tragend, gegebenenfalls mit entsprechenden Fixierungen, ausgeführt. Dadurch wird eine kompakte und feste Bauweise ermöglicht, so dass auch Druckdifferenzen zwischen zwei unterschiedlichen Masseströmen aufgebaut werden können. Damit können entsprechende Strömungsgeschwindigkeit in den Medien erreicht werden, sodass eine bessere Wärmeübertragung stattfindet und die Wärmetauscher bzw. Rekuperatoren kleiner werden.

Abschließend werden die gravierenden Vorteile nochmals zusammengefasst:

Der theoretisch beste Regenerator ist aus parallelen Platten aufgebaut, wie in Kays und London 1973 nachzulesen ist, unter der Voraussetzung, dass er keine Längswärmeleitung parallel zur Strömungsrichtung aufweist. Der hier vorgestellte erfindungsgemäße Regenerator kommt diesem Ziel sehr nahe, da er für die Gasströmung durchgehende Kanäle aufweist, die nicht durch Noppen oder ·· ·· ·· • · · · · • · Λ 1 t *·· • · ·* » · · » • · · · · · ·· ·· ··

ähnliches gestört werden. Die durch die Wellung der Folie bedingte Form der Kanäle ist zwar nur eine Annäherung an parallele Kanäle, bringt aber eine vergrößerte Oberfläche, die die Nachteile annähernd kompensieren. Die Schnitte quer zur Strömungsrichtung bilden unwillkürlich Unebenheiten in der Kanaloberfläche, die der Bildung einer durchgehenden Grenzschicht entgegenwirken. Durch die Verwendung einer gewellten und einer geraden Folie werden die Schnitte in den Folien zusammengepresst. Der Gasstrom kann daher die Folie nicht deformieren und den Kanalquerschnitt damit verengen.

Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf das Wärmetauscher-Blechpaket und

Fig. 2 eine dreidimensionale Darstellung des Wärmetauscher-Blechpaketes.

Gemäß der Fig. 1, die eine Draufsicht auf das Wärmetauscher-Blechpaket 1 ist, wird der schichtförmige Aufbau aus verformten Blechen bzw. Folien 2 und den glatten Blechen bzw. Folien 3 gezeigt. Durch die Verformung des verformten Bleches bzw. der verformten Folie 2 zwischen den glatten Blechen bzw. Folien 2 werden die Strömungskanäle 4 gebildet. Die Verformungen werden derart gewählt, dass die Strömungskanäle 4 zueinander parallele, gleiche Abstände aufweisen. Der Querschnitt der Strömungskanäle 4 ergibt sich aus der gewellten Verformung des Bleches 3. Die gewellte Verformung des Bleches 3 ist ähnlich einer Sinuswelle.

Natürlich könnte das verformte Blech 2 auch entsprechend gefaltet sein.

Die zu einem Wärmetauscher-Blechpaket 1 geschichteten einzelnen Bleche bzw. Folien 2, 3 sind kraft- und/oder formschlüssig miteinander verbunden. Ein derartig aufgebautes Wärmetauscher-Blechpaket 1 könnte selbst tragend ausgeführt sein, wobei entsprechende Fixierungen vorgesehen werden.

In einer alternativen Ausführung kann natürlich das Wärmetauscher-Blechpaket 1 auch in einem Gehäuse angeordnet werden.

Ein derartiges Wärmetauscher-Blechpaket 1 ist für den Wärmeaustausch zwischen zwei Medien bestens geeignet. Genauso könnte dieses Wärmetauscher-Blechpaket 1 auch für einen Regenerator, bei dem der Wärmeaustausch zwischen einem Medium und dem Material stattfindet, Verwendung finden. Natürlich ist auch die Verwendung eines derartigen Wärmetauscher-Blechpaket 1 für einen Rekuperator geeignet.

Die Blech- bzw. Folienstärke kann von 10 pm bis 500 pm gewählt werden. Bevorzugt wird eine Folienstärke von 20 pm bis 50 pm eingesetzt. Die Bleche bzw. Folien 2, 3 können aus allen Materialien, die sich dafür eignen, hergestellt werden. Um eine Resistenz gegen aggressive Medien zu erhalten, kann aber beispielsweise auch Titan eingesetzt werden. Natürlich sind auch, durch die abfalllose Fertigung der einzelnen Bleche bzw. Folien 2, 3, teure Werkstoffe, wie Nickelbasislegierungen oder exotische Metalle, wie Molybdän oder Tantal einsetzbar.

Um keine Verwirbelungen der Strömung, also einen minimalen Strömungswiderstand zu erhalten, werden die Oberflächen der Bleche bzw. Folien 2, 3 äußerst glatt gestaltet. Dies kann beispielsweise durch Polieren erfolgen.

Durch eine kompakte und feste Bauweise des Wärmetauscher-Blechpaketes 1, ist es auch möglich, dass Druckdifferenzen zwischen zwei unterschiedlichen Masseströmen aufgebaut werden können. Damit können entsprechende Strömungsgeschwindigkeit in den Medien erreicht werden, sodass eine bessere Wärmeübertragung stattfindet und die Wärmetauscher bzw. Rekuperatoren eine kleinere Bauweise aufweisen.

Um nun beispielsweise bei einem Regenerator eine optimale Unterbrechung der Längswärmeleitung zu erreichen, werden gemäß Fig. 2 in einem Winkel, vorzugsweise in einem rechten Winkel, zu den Strömungskanälen 4 in mindestens *· · · ·· • · · · · • ••IQ»··· • · · I Ο» · · • · · · · · • · · • · · · · • ····«··· • · · • · · einem Blech bzw. in einer Folie 2, 3 des Wärmetauscher-Blechpaketes 1 mindestens ein Schnitt und/oder eine Durchtrennung 5 vorgesehen. Diese Schnitte bzw. Durchtrennungen 5 bilden Inhomogenitäten im Material und unterbrechen die Wärmeleitung in Richtung der Medien-Strömung, die mit den Pfeilen 6 angedeutet ist, im Strömungskanal 4.

Bei einer Verwendung des Wärmetauscher-Blechpaketes 1 in einem Regenerator oder Rekuperator kann die Anordnung und/oder die Länge des Schnittes bzw. der Schnitte 5 entsprechend der Temperaturdifferenz zwischen Eintritt und Austritt, gegebenenfalls zur Dicke des Bleches und/oder der Folie 2, 3 und/oder gegebenenfalls dem Abstand und/oder dem Querschnitt der Strömungskanäle 4 angepasst werden. Dadurch kann eine Optimierung des Wirkungsgrades erreicht werden.

Die Schnitte werden bei einer bevorzugten Ausführung des Wärmetauscher-Blechpaketes 1 in gleichen Abständen wiederkehrend und vorzugsweise über die gesamte Breite des Bleches und/oder der Folie 2, 3 angeordnet.

Zur Einarbeitung der Schnitte bzw. Durchbrechungen 5 in die Bleche bzw. Folien 2, 3 können verschiedenste Verfahrensschritte angewandt werden. Beispielsweise könnten im Zuge eines rationellen Herstellverfahrens die Schnitte bzw. Durchbrechungen 5 mittels eines Walzverfahrens hergestellt werden.

Claims (1)

1. ·· ·· ·· : ::14::.. • · · ♦ · 1 • · · · · · • · · · · · ···· · · • · · • · · · # • MM ·♦»· t · · • · · KR/26.2.04 Patentansprüche: 1. Wärmetauscher-Blechpaket, insbesondere für einen Regenerator oder einem Rekuperator, für den Wärmeaustausch zwischen zwei Medien oder einem Medium und dem Material des Wärmetauscher-Blechpaketes, dadurch gekennzeichnet, dass für den schichtförmigen Aufbau des Wärmetauscher-Blechpaketes (1) abwechselnd mindestens ein glattes Blech und/oder eine glatte Folie (3) und mindestens ein verformtes Blech und/oder eine Folie (2) vorgesehen sind, wobei das verformte Blech und/oder die verformte Folie (2) für die Bildung von Strömungskanälen (4) Verformungen aufweist. 2. Wärmetauscher-Blechpaket nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das verformte Blech und/oder die verformte Folie (2) für die Bildung von Strömungskanälen (4) zueinander parallele, in Abständen, vorzugsweise gleichen Abständen, angeordnete Erhöhungen und Vertiefungen, ähnlich einer Sinuswelle, aufweist. 3. Wärmetauscher-Blechpaket nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das verformte Blech und/oder die verformte Folie (2) für die Bildung von Strömungskanälen (4) faltenartige, zueinander parallele, in Abständen, vorzugsweise gleichen Abständen, angeordnete Erhöhungen und Vertiefungen, ähnlich einer Ziehharmonika, aufweist. 4. Wärmetauscher-Blechpaket nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Winkel, vorzugsweise einem rechten Winkel, zu den Strömungskanälen (4) in mindestens ein Blech bzw. in eine Folie (2, 3) des Wärmetauscher-Blechpaketes (1) mindestens eine Prägung in das Material vorgesehen ist. 5. Wärmetauscher-Blechpaket nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Winkel, ·· ·· ·· ···· · · ···.·· · · · • ••IC·*#· ····· # · ·1 '-'t + · * ········ •ft····· · · • * ·· · · t · · vorzugsweise einem rechten Winkel, zu den Strömungskanälen (4) in mindestens ein Blech bzw. in eine Folie (2, 3) des Wärmetauscher-Blechpaketes (1) mindestens ein Schnitt und/oder eine Durchtrennung (5) vorgesehen ist. 6. Wärmetauscher-Blechpaket nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Verwendung des Wärmetauscher-Blechpaketes (1) in einem Regenerator oder Rekuperator die Anordnung und/oder die Länge des Schnittes bzw. der Schnitte (5) entsprechend der Temperaturdifferenz zwischen Eintritt und Austritt, gegebenenfalls zur Dicke des Bleches und/oder der Folie (2, 3) und/oder gegebenenfalls dem Abstand und/oder dem Querschnitt der Strömungskanäle (4) angepasst ist. 7. Wärmetauscher-Blechpaket nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnitte (5) in gleichen Abständen wiederkehrend und vorzugsweise über die gesamte Breite des Bleches und/oder der Folie (2, 3) angeordnet sind. 8. Wärmetauscher-Blechpaket nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Blech- bzw. Folienstärke 10 bis 500 gm, insbesondere 20 bis 50 pm beträgt. 9. Wärmetauscher-Blechpaket nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Bleche bzw. Folien (2, 3) glatt, gegebenenfalls poliert, gestaltet ist. 10. Wärmetauscher-Blechpaket nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bleche und/oder Folien (2, 3) aus weniger duktilen Materialien, wie beispielsweise Titan, oder aus glas-keramischen Materialien hergestellt sind. 11. Wärmetauscher-Blechpaket nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bleche und/oder Folien (2, 3) aus Nickelbasislegierungen oder Molybdän oder Tantal hergestellt sind. 12. Wärmetauscher-Blechpaket nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägungen, Schnitte und/oder Durchbrechungen (5) in den Blechen bzw. Folien (2, 3) im Zuge eines Walzverfahrens herstellbar sind. 13. Wärmetauscher-Blechpaket nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zu einem Wärmetauscher-Blechpaket (1) geschichteten einzelnen Bleche und/oder Folien (2, 3) kraft- und/oder formschlüssig oder über ein Sinterverfahren miteinander verbunden sind. 14. Wärmetauscher-Blechpaket nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmetauscher-Blechpaket (1) in einem Gehäuse angeordnet ist. 15. Wärmetauscher-Blechpaket nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmetauscher-Blechpaket (1) selbst tragend, gegebenenfalls mit entsprechenden Fixierungen, ausgeführt ist. DonauWind Erneuerbare Energiegewinnung und Beteiligungs GmbH & Co KG