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Wärmeaustauschvorrichtung.
Die Erfindung betrifft eine aus Platten zusammengesetzte Wärmeaustauschvoaichtung. Die üblichen Vorrichtungen dieser Art bestehen aus dünnen, rechteckigen oder halbkreisförmigen Blechen. die entweder durch Verstärkung ihrer Ränder oder durch Zwischenschalten von Flacheisen oder auf andere Weise in Abständen voneinander gehalten werden. Dabei sind die ein Element bildenden beiden
Platten durch Nieten oder Bolzen'miteinander verbunden, die Elemente seitlich aneinander gereiht und voneinander durch Gussteile oder dgl. getrennt. Diese Bauart ist daher verwickelt. Es sind auch
Wärmeaustauschvorrichtungen bekannt, bei denen die Platten zwischen Rahmen gehalten werden, die aus vollen und gewellten Teilen bestehen.
Aber bei allen diesen Vorrichtungen sind die Platten und die
Rahmen in bestimmter Weise gestaltet und bearbeitet, insbesondere auch mit Löchern versehen, die zur
Aufnahme von das ganze Platten-und Rahmenbündel zusammenhaltenden Bolzen dienen, so dass das
Auseinandernehmen der Vorrichtung ziemlich schwierig ist.
Durch die Erfindung wird bezweckt, Wärmeaustauschvorrichtungen dieser Art möglichst zu vereinfachen, indem die aus einfachen, ebenen, unbearbeiteten Blechen bestehenden Platten durch äussere
Mittel zwischen Rahmen gehalten werden, die schraubenförmige oder gewellte federnde Teile enthalten. deren Durchmesser im nichtzusammengesetzten Zustande der Vorrichtung etwas grösser als die eigentliche
Entfernung der Platten ist, so dass nach dem Zusammenspannen des Platten-und Rahmenbündels die
Federn einen Druck auf die Platten ausüben und diese gegen die anliegenden Rahmen drücken, wodurch eine ausreichende Dichtigkeit erzielt wird. Es können auch im Innern der Elemente Federn angeordnet sein, um dem Druck des benachbarten Elementes Widerstand zu leisten.
Auf der Zeichnung sind mehrere Ausführungsformen einer solchen Vorrichtung dargestellt.
Fig. 1 zeigt schaubildlich zwei aufeinanderfolgende Elemente vor dem Zusammenbau, Fig. 2 und 3 zeigen mehrere zusammengesetzte Elemente in Vorderansicht und Draufsicht, Fig. 4 und 5 Abänderungsformen der Rahmen und Fig. 6 zeigt eine Verbindung zwischen Rahmen und Platten im Schnitt und in grösserem
Massstabe. Fig. 7 zeigt den Längsschnitt und Fig. 8 die Ansicht eines Elementes mit im Zickzack ver- laufenden federnden Teilen an Stelle von Schraubenfedern und Fig. 9 einen Längsschnitt durch eine
Ausführungsform, bei der diese Federn durch gekrümmte Teile ersetzt sind. Die Fig. 10 und 11 zeigen perspektivische Ansichten von Ausführungen mit zusätzlichen Federn.
Bei der Ausfühlungsform der Vorrichtung nach Fig. 1 bis 3 ist der erste Rahmen durch Leisten a, a und du : ch Schraubenfedern b, b1 gebildet, die ziemlich unnachgiebig sind. Der folgende Rahmen besteht an drei Seiten aus Leisten c, c, c und an der vierten Seite aus einer Feder d, die senkrecht zu den
Federn b, b1 des ersten Rahmens gerichtet ist. Die Feder d ist in der Mitte durch eine kleine, eine Trenn- wand bildende Leiste e unterteilt. Zwischen den Rahmen sind einfache unbearbeitete Blechplatten t, f, f angeordnet. Diese werden so auf die Rahmen gelegt, dass die Federn mit den Platten in Berührung kommen.
Infolge des durch die Federn auf die Platten ausgeübten Druckes entsteht an den Berührungs- stellen eine hinreichend dichte Verbindung, wenn nach dem Zusammenbau dei Elemente auf deren äusserste
Glieder senkrecht zur Oberfläche der Platten ein Druck ausgeübt wild.
Die beispielsweise von einer Feuerung kommenden Gase durchströmen im Sinne der Pfeile 4 die
Vorrichtung, indem sie durch die Zwischenräume zwischen den Windungen der Federn b zwischen zwei benachbarte Platten f treten und am andern Ende desselben Elementes durch die Fedel'b1 hindurch
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austreten. Zugleich tritt die zu erhitzende Luft im Sinne der Pfeile B durch die Federn d hindurch ein und aus der Vorrichtung aus, wobei sie die Leiste e umströmt. Die Durchtrittsräume für Gas und Luft werden dabei durch die Leisten a und c der Rahmen begrenzt, während der Dmchgang der in Wärmeaustausch tretenden Mittel von den Federn b, b1 und d wenig behindert wird.
Der Rahmen e, d für den Luftdruchtritt kann, anstatt gemäss Fig. 1 nur auf einer Seite durchgehend mit Federn versehen zu sein, an der einen Seite Federn g, gerhalten (Fig. 4), die durch eine volle Leiste h voneinander getrennt sind. Auch können beide Seiten des Rahmens zum Teil aus Schraubenfedern ', k und zum Teil aus Leisten m, m bestehen (Fig. 5), je nach dem Strömungsweg T ? für die Luft.
Ausgestaltung und Anordnung der Rahmenteile und Platten sowie die Strömungsrichtung der in Wärmeaustausch tretenden Mittel, kann den verschiedenen Zwecken angepasst werden. Insbesondere können die vollen Rahmenteile aus beliebig profilierten Eisenstäben bestehen. Zur Erhöhung der Dichtigkeit der Vorrichtung kann man je nach der Natur der in Wärmeaustausch tretenden Mittel verschiedene Stoffe anwenden ; bei Vorrichtungen, die eine grosse Dichtigkeit erfordern, lötet man die einzelnen Teile zusammen, in andern Fällen genügt die Einschaltung einer Dichtung.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 ist an Stelle der Rahmenleisten nach Fig. 1 ein U-Eisen c angeordnet, das mit einer Schicht i aus Asbest, Filz oder dgl. umkleidet ist. Diese Schicht wird am U-Eisen mittels eines zwischen dessen Schenkel stramm eingeführten Klemmstückes J befestigt. Dabei bleibt die Einfachheit der Bauart jedes einzelnen Elementes der Wärmeaustauschvorrichtung gewahrt.
Es müssen nicht Schraubenfedern verwendet werden, es können auch federnde, gewellte oder sinusartig gebogene Metallbänder u. dgl. benutzt werden. So sind nach Fig. 7 und 8 zwischen die Platten f eines Austauschelementes im Zickzack gebogene Stahlbänder n eingeschaltet. Wenn die Elemente zusammengepresst werden, werden diese Stahlbänder ein wenig deformiert und drucken auf die Platten f so, wie die Spiralen b, b', d nach den Fig. 1 und 3, wodurch der Abstand der Platten aufrechterhalten wird, ohne die Zirkulation des Gases zu verhindern. Nach Fig. 9 ist das zwischen die Platten eingeschaltete Metallband in Kurvenform gewellt.
Es kann vorkommen, dass Luft oder ein anderes Mittel mit beträchtlichem Druck zwischen die Platten eines Elementes gelangt, die dadurch einer Deformation ausgesetzt sind. Um diese Deformationen auszugleichen, werden nach den Fig. 10 und 11 zusätzliche Federn im Innern des Elementes angeordnet, durch welche das andere Mittel strömt, um den Druck, dem die Platten ausgesetzt sind, aufzunehmen.
Nach Fig. 10 strömen beispielsweise die Verbrennungsgase eines Heizraumes in den Rahmen, der durch die Stäbe a und die Federn b, b1 gebildet wird. Zwischen den äusseren Federn b, b1 sind hiebei die zusätzlichen Federn p angeordnet. Wenn in der Nachbarzelle, die durch den Rahmen c, d begrenzt wird, Luft unter Druck zirkuliert, stützt sich die den beiden Zellen gemeinsame Platte l'auf die Schraubenfedern p, die trotz ihrer verhältnismässigen Starrheit ein wenig elastisch sind, so dass die Platte l'keinerlei merkbare Deformation erfährt. Durch die Anordnung mehrfacher solcher Federn werden in dem betreffenden Mittel Wirbelungen erzeugt, die für die Wärmeübertragung günstig sind.
Die gleiche Anordnung kann auch getroffen werden in der Zelle, in der Luft oder ein anderes Mittel zirkuliert, z. B. nach Fig. 11, wenn Gas oder Dampf unter Druck in der Zelle zirkulieren, die durch den Rahmen a, b, b1 gebildet wird, wo die Federn pi dem Rahmen c, d hinzugefügt sein können. An Stelle der Schraubenfedern können auch Blattfedern aus Metall angewendet werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Wärmeaustauschvorrichtung mit Platten, die durch den Durchlass des Mittels ermöglichende Rahmen voneinander getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die aus einfachen, ebenen, unbearbeiteten
Blechen bestehenden Platten (f) durch äussere Mittel zwischen den Rahmen (a, b, b1, c, d) eingespannt sind, deren nachgiebige Teile (b, b1, d) sich gegen die Platten stützen, so dass nach dem Zusammenpressen des Platten-und Rahmenbündels die nachgiebigen Teile die Platten gegen die anliegenden Rahmen drücken, wobei eine ausreichende Dichtigkeit erzielt wird.
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