W'ärmeaustauseher. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Wärmeaustauscher, bei denen die wärme austauschenden Mittel durch nebeneinander liegende, spiralförmig zwischen der Mitte und dem Umfang verlaufende Kanäle geleitet werden, die von den die wärmeaustauschen den Mittel trennenden Wänden, z. B. Plat ten aus Blech, gebildet werden.
Es sind Wärmeaustauscher der angege benen Art bekannt, bei denen mit spiral förmigen Nuten versehene Platten derart übereinander angeordnet sind, dass zwischen je zwei aneinander grenzenden Platten ein spiralförmiger Kanal gebildet wird. Bei die sen bekannten Wärmeaustauschern steht jeder solche Kanal nicht mit dem angren zenden Kanal, sondern mit einem darauffol- genden Kanal teils am Umfang und teils in der Mitte in Verbindung.
Jedes der wärme austauschenden Mittel strömt daher durch einen ersten Kanal vom Umfang zur Mitte, durch einen zweiten Kanal von der Mitte wieder zum Umfang, von dort durch einen dritten Kanal wieder zur Mitte und so weiter zick-zack-förmig.
Bei einem andern bekannten Wärmeaus- tauscher werden die Kanäle durch in festen Rahmen abnehmbar eingebaute, wärmeisolie rende Platten und wärmeleitende Platten ge bildet, die neben den erstgenannten Platten dichtend gegen die Rahmen angeordnet sind, wobei entweder die wärmeisolierenden Plat ten oder die wärmeleitenden Platten mit spi ralförmig verlaufenden Erhöhungen versehen sind. In diesem Wärmeaustauscher strömen die Mittel vom Umfang zur Mitte, darauf durch eine mittlere Öffnung in der wärme isolierenden Platte und schliesslich längs der andern Seite der Platte zum Umfang zu rück.
Der Hauptzweck der vorliegenden Erfin dung ist die Schaffung eines Wärmeaus- tauschers der angegebenen Art, der zufolge guter Ausnutzung der wärmeübertragenden Wandflächen wenig Platz beansprucht und dank der Art der Abgrenzung der benach- harten Kanäle und der Wahl der Strömungs richtung der wärmeaustausehenden Mittel einen guten thermischen Wirkungsgrad auf weist.
Der Wärmeaustauscher gemäss der Erfin dung enthält eine Mehrzahl von für die im Wärmeaustausch stehenden Mittel bestimm- len, nebeneinander liegenden, spiralförmigen, zwischen einer Mitte und einem Umfang verlaufenden Kanälen, die durch die Mitttal trennende \Fände gebildet werden, und kenn zeichnet sich dadurch, dass die Kanäle so ausgebildet sind, dass das Mittel in je einem Kanal durch eine einzige Wand vom Mittel in einem Kanal für das andere Mittel so wohl in radialer, als auch in axialer Rich tung getrennt wird,
wobei die Kanäle ferner so angeordnet sind, class ;jedes Mittel durch den Apparat nur zur Mitte hin oder nur von der Mitte v#eg strömt. Vorzugsweise ist der W3rmeaustauscher so ausgebildet,
dass eine Mehrzahl von Kanälen für das eine Mittel zwischen einer mittleren gemeinsamen Ein- oder Auslasskammer und einer umfänglichen gemeinsamen Aus- bezw. Einlasskammer ver laufen und dass in gleicher Weise Kanäle für ein anderes Mittel zwischen einer gemein samen mittleren und einer gemeinsamen um fänglichen Kammer verlaufen.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfin dung sind die genannten Platten in der Mitte und/oder am Umfang, durch besondere A.b- standhaller getrennt, die zweckmässig gleich zeitig Dichtungen für die Zwischenräume zwischen den Wänden bilden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind an Hand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 ist (-in schematischer Querschnitt durch ein Wärmeaustauschelement eines ein erstes Beispiel der Erfindung bildenden Ans- tauschers; die Fig. 2 und ss sind ähnliche Darstellungen von je einem Beispiel einer Anzahl von ge mäss verschiedenen Ausführungsformen zu sammengelegten Wärmeaustauschelementen; die Fig. 4, 5 und 6 zeigen im Schnitt ein zelne, zu andern Beispielen der Erfindung gehörende, mit spiralförmig verlaufenden Nuten versehene Bleche;
Fig. 7 zeigt zum Teil im Schnitt, zum Teil in Ansicht ein praktisches Ausführungs beispiel eines gemäss der Erfindung zusam- rnengebauten Wärmeaustauschers; die Fig. 8, 9 und 10 zeigen in Draufsicht Beispiele eines umfänglichen Abstandhalters, eines mittleren Abstandringes bezw. eines mit spiralförmig verlaufenden Nuten ver- sehenen Bleches, die in dem in Fig. 7 dar gestellten Wärmeaustauscher verwendet wer den können;
die Fig. 11 und 12 sind zwei weitere im sche matischen Querschnitt gezeigte Beispiele von der A.iisformiing und Zusammenlegen der Wände.
In der folgenden Beschreibung sowie in den Ansprüchen umfassen die Ausdrücke "spiralförmig verlaufende Nuten", "spiral förmiger Kanal" usw. nicht nur Nuten und Kanäle, die längs einer ununterbrochenen spiralförmigen Bahn verlaufen, sondern auch solche, die eine schrittweise oder in anderer Weise unregelmässig oder nicht ununter- brochen verlaufende Bahn aufweisen, die im wesentlichen in einer, einer spiralförmigen Bahn äquivalenten Weise verläuft.
Die ge nannten Ausdrücke umfassen auch eine kom- Linierte spiralförmige und schraubenförmige Bahn, also zum Beispiel von der Form, die eine Spiralfeder annimmt, wenn ihre beiden Enden axial auseinander gezogen werden. Die die Nuten oder Kanäle bildenden Bleche oder Platten können daher im wesentlichen entweder eben oder kegelmantelförmig sein.
In den Zeichnungen bezeichnet 10 ein kreisrundes Blech oder eine Platte, das eine vorn Umfang des Bleches bis zu dessen Mitte verlaufende spiralförmige Nut aufweist. Mit 11 (Fig. 1 und 2) sind kreisrunde Bleche oder Platten ohne Nuten oder dergleichen bezeichnet, die zu beiden Seiten des Bleches 10 angeordnet sind und gegen die höchsten und tiefsten Punkte der Berge und Täler des spiralgewellten Bleches 10 anliegen und da- durch zwei Spiralkanäle 12 und 14 begren zen, die auf beiden Seiten des Bleches 10 vom Umfang zur Mitte hin verlaufen. Die Abstandhalter 15 und 16 sind am Umfang und in der Mitte zwischen den Blechen 10 und 11 angeordnet.
Sie sind mit Öffnungen 17, 17 und 18 versehen, die in Verbindung mit den beiden Kanälen 12 und 14 stehen und zur Zuführung bezw. Ableitung der ,värmeaustauschenden Mittel dienen.
Gemäss Fig. 1 wird das eine Mittel, das durch lotrechte Striche angedeutet ist, zum Beispiel durch die eine Öffnung 17 am Um fang zugeführt und strömt durch den spi ralförmigen Kanal 12, der von der gewellten Platte 10 und von der obern ebenen Platte 11 begrenzt ist, bis zur Mitte, wo es durch eine der in der Mitte vorgesehenen Öffnungen 18 abfliesst.
Das andere, durch waagrechte Striche angedeutete Mittel gelangt durch eine andere in der Mitte vorgesehene Öffnung 18 in den Wärmeaustauscher, strömt durch den Spiralkanal 14, der durch die gewellte Platte 10 und die untere ebene Platte 11 be grenzt ist, und verlässt den VJärmeaustau- scher durch eine andere am Umfang vor gesehene Öffnung 17. Hier fliesst somit das erste Mittel nur zur Mitte hin und das zweite Mittel nur von der Mitte weg. Die Mittel sind durch die gewellte Platte 10 der art getrennt, dass das eine Mittel vom andern Mittel in sowohl radialer als auch axialer Richtung durch diese einzige Wand 10 sepa riert wird.
Die Platte 10 kann aus einem Baustoff von gutem Wä,rmeleitvermögen bestehen, z. B. aus Eisen, rostfreiem Stahl, Kupfer, Blei oder dergleichen, oder aus einem Bau stoff von weniger gutem Wärmeleitvermögen, wie zum Beispiel aus einem künstlichen Stoff, z. B. Bakelit. In gleicher Weise kön nen die Platten 11 aus einem wärmeleiten den Baustoff bestehen oder aus einem wärme isolierenden Baustoff, wie Asbest, einer Masse aus Asbest und Gummi oder derglei chen. Die spiralförmigen Nuten in der Platte 10 können nach einem beliebigen bekannten Verfahren hergestellt werden, z. B. durch Pressen oder Walzen oder auch durch Giessen, beispielsweise nach dem Pressgussverfahren.
Um einen Wärmeaustauscher von hinrei chend grosser Leistung zu erhalten, werden nach Fig. 2 mehrere der in Fig. 1 gezeigten Elemente zu einer Einheit vereinigt. Nach Fig. 2 sind eine Anzahl voneinander gleichen gewellten Blechen 10 in zueinander gleicher Lage aufeinander gelegt, so dass die Berge und Täler der Bleche zusammenfallen. Zwi schen je zwei benachbarten gewellten Ble chen sind ebene Bleche 11 angeordnet.
Wenn in einem Stapel von einander glei chen, auf jeder Seite mit einer spiralförmig verlaufenden Nut versehenen Bleche 10 jedes zweite Blech um einen Winkel von 180 ge genüber den angrenzenden Blechen gedreht ist, können die dazwischenliegenden ebenen Bleche in Wegfall kommen. Eine derartige Anordnung ist in Fig. 8 gezeigt.
Hier liegen die Täler der spiralförmigen Nut des einen Bleches an den Bergspitzen der Nuten an grenzender Bleche an, so dass ein spiral förmiger Kanal 20 gebildet wird, der durch zwei gewellte Bleche 10 begrenzt wird und in der Querrichtung durch die Berührungs fläche oder Berührungslinie zwischen den Blechen abgeschlossen ist. Um dies zu er reichen, ist es nicht notwendig, dass die Ble che einander völlig gleich sind; dagegen soll die Steigung der Nuten für die verschiedenen Bleche dieselbe sein. Durch die Anordnung der Bleche in dieser Weise wird der so auf gebaute Wärmeaustauscher stabiler und fester und man erhält eine hinsichtlich der Strömung geeignetere Kanalform.
In den Ausführungsformen der Fig. 2 und 8 wird das Mittel in einem Kanal für das eine Mittel vom Mittel in vier Kanälen oder Kanalteilen für das andere Mittel je durch eine einzige Wand getrennt. Aus diesen Figuren, sowie aus Fig. 11 und 12, geht auch hervor, dass das Mittel in einem Kanal von demselben Mittel in einem andern Kanal in einigen Richtungen durch einen Kanal für das an dere Mittel und in einigen Richtungen (waag recht und lotrecht) durch zwei zusammen stossende Wände getrennt wird.
Wenn bei der in Fig. 3 gezeigten Anordnung ebene Zwischenbleche zur Verwendung kommen, braucht der Verdrehungswinkel der gewell ten Bleche 10 nicht offener als 180 " zu sein, sondern es kann irgendein anderer Winkel zur Bildung spiralförmiger, in der Querrichtung abgeschlossener Kanäle verwandt werden. In dem Falle, wo der Verdrehungswinkel 180 ist und ebene Zwisohenbleehe eingeschaltet sind, ist das Mittel in einem Kanal. für das eine Mittel vom Mittel in drei Kanälen oder Kanalteilen für das andere Mittel durch eine einzige Wand getrennt.
Kommen jedoch Bleche 10 von einander gleicher Form zur Anwendung, so kann ohne Hilfe von ebenen Zwischenblechen 11 in diesem Falle kein ari derer Winkel als 180 verwandt werden.
Hinsichtlich der Form und Grösse des Querschnittes der Nuten der Bleche 10 oder der von diesen Blechen mit oder ohne Zu hilfenahme von Zwischenblechen 11 gebil deten Kanäle können je nach den Arbeits bedingungen des Wärmeaustauschers viele verschiedene Ausführungsformen in Anwen dung kommen.
Die höchsten und tiefsten Wellenteile können im Querschnitt mehr oder weniger V-förmig oder bogenförmig, oder, wie in den Fig. 1 bis 3 gezeigt, in anderer 'Weise abgerundet. sein, oder auch, wie in Fig. 4 dargestellt, geradlinig ausgebildet sein, um zwischen den gewellten Blechen eine grö ssere Berührungsfläche zu erzielen.
Die Quer schnittsfläche der spiralförmigen Nuten bezw. Kanäle kann, wie in den Fig. 1 bis 4 gezeigt, zu beiden Seiten des Bleches gleich sein und auf der ganzen Länge der Nuten unverändert ])leihen, es ist aber auch mög lich, die Bleche mit einer Wellung zu ver sehen, die Nuten von verschiedenen Quer schnitten auf beiden Seiten der Bleche er gibt, wie dies in den Fig. 5 und 6 gezeigt ist.
Gemäss Fig. 5 ist die Qiiersclinittsfläelic, jeder Nut auf ihrer ganzen Länge unverän dert, jedoch ist sie auf der einen Seite des Bleches grösser als auf der andern. Derartige Bleche können Anwendung finden, wenn die je Zeiteinheit durchströmende Menge des einen wärmeaustauschenden Mittels grösser ist als die Menge des andern Mittels, wobei das erstgenannte Mittel durch den Kanal mit grösserem Querschnitt geleitet wird, um für beide Mittel ungefähr die gleiche Strömungs geschwindigkeit zu erhalten, was aus wärme technischen Gesichtspunkten oft erwünscht ist.
Gemäss Fig. 6 besitzt die Nut auf der obern Seite des Bleches 10 einen Querschnitt, der allmählich vom Umfang zur Mitte hin abnimmt, während die Querschnittsfläche der Nut auf der Unterseite des Bleches im we sentlichen unverändert auf der ganzen Länge der Nut ist.
Es ist zu beachten, dass, wenn die Nuten auf der einen oder auf beiden Sei-, ten der Bleche 10 einen wechselnden Quer schnitt aufweisen und ebene Zwischenbleche nicht zur Anwendung kommen. nicht alle Bleche 10 einander gleich sein können, soll- (-lern eine geeignete Form erhalten müssen, um eine Berührung zwischen den höchsten Punkten des einen Bleches und den tiefsten Punkten des angrenzenden Bleches sicherzu stellen.
Diese Blechform kann man vorteil haft dort anwenden, wo der Wärmeaustausch zwischen einem Gas oder Dampf, wie über hitztem Wasserdampf, und einer Flüssigkeit erfolgen soll, wobei das Gas durch den Ka nal mit allmählich abnehmendem Quer schnitt geführt wird, um die Abnahme des Rauminhaltes infolge der Temperaturernie drigung auszugleichen, so dass wenigstens an nähernd eine unveränderte Gas- oder Dampf geschwindigkeit erhalten wird.
Wird über hitzter Dampf als wärmeabgebendes Mittel verwandt, wobei der Dampf während des Durchganges durch den Wärmeaustauscher kondensiert, so soll zweckmässig der Quer schnitt der Nuten der Bleche 10 zuerst in der Strömungsrichtung des Dampfes geringer werden, um zunächst die Raumverminderung des Dampfes auf Grund der Temperatur abnahme und darauf die Raumverminderung infolge der Kondensation auszugleichen, worauf der Querschnitt unverändert ist, da dann nur das Kondensat hindurchgeleitet wird. Die Verhältnisse sind natürlich um- gekehrt, wenn Dampf erzeugt werden soll.
Falls zwei Flüssigkeiten mit verschiedenen Durchflussmengen je Zeiteinheit im Wärme austausch stehen, wird zweckmässig die mit grösserer Menge strömende Flüssigkeit von innen nach aussen geleitet. Ist das eine wärmeaustauschende Mittel Dampf, so soll er von aussen nach innen geleitet werden, da der Strömungswiderstand gegen die Mitte zu in folge der grösseren Krümmung der Kanäle vergrössert wird.
Als besonders vorteilhafte Ausführungen für den Fall, dass zwei verschieden grosse Mengen wärmeaustauschender Mittel behan delt werden sollen, haben sich die in den Fig. 11 und 1.2 dargestellten Anordnungen und Ausbildungen der Bleche oder Platten gezeigt. Nach Fig. 11 sind zwischen die wellenförmigen Spiralbleche 10, deren ein ander zugekehrte Wellenscheitel zusammen fallen, einseitig mit Nuten versehene, sonst aber ebene Bleche 11a derart eingeschaltet, dass die ebenen Teile zwischen den genannten, einander zugekehrten Wellenscheiteln zu lie gen kommen. Dabei wird ein grosser Kanal 47 für das eine Mittel von drei kleineren Kanälen 48 für das andere Mittel umgeben.
Fig. 12 zeigt eine ebenfalls aus zwei verschie denen, untereinander aber gleichen Reihen von Blechen bestehende Ausführungsform. Die Nuten der Bleche der einen Reihe sind auf der einen Seite V- oder eng-U-förmig (49) und auf der andern Seite flach-U-förmig (50). Die Bleche der andern Reihe sind die Spiegelbilder der Bleche der ersten Reihe und sind zwischen die letzteren eingeschaltet. Dabei sind, wie z. B. aus Fig. 12 hervorgeht, die Bleche derselben Reihe um<B>180'</B> gegen einander verdreht, und die benachbarten Ble che verschiedener Reihen liegen paarweise mit den V-förmigen Wellenscheiteln anein ander an.
In der in der Fig. 12 gezeigten Ausführungsform wird ein grosser Kanal 50 von sechs kleinen Kanälen 49 je durch eine einzige Wand getrennt.
In sämtlichen, in den Fig. 2 bis 6 und 11 und 12 gezeigten Ausführungsformen sind die Wände derart ausgeformt bez-iv. anein- ander zusammengelegt, dass das eine Mittel vom andern Mittel sowohl in axialer als auch in radialer Richtung durch eine einzige Wand getrennt ist (Fix. 2, 3, 11 und 12) bezw. getrennt werden kann (Fix. 4, 5 und 6). In Fig. 2 ist durch die Öffnungen 17 angedeutet, dass jedes Mittel nur zur Mitte hin oder von der Mitte weg strömen soll.
Obwohl dies in den Fig. 3 bis 6 und 11 und 12 nicht dargestellt worden ist, trifft es je doch auch in diesen Fällen zu, wenn diese Anordnungen in zum Beispiel dem zu be schreibenden Wärmeaustauscher der Fig. 7 angewandt werden sollen.
Gleichgültig, ob nur gewellte Bleche 10 oder solche Bleche in Verbindung mit ebenen Zwischenblechen 11 zur Anwendung kom men, sollen die Bleche zweckmässig durch geeignete Abstandhalter gehalten werden, die zwar aus in geeigneter Weise umgebogenen Teilen der Bleche selbst, aber vorzugsweise aus besonderen losen oder mit einem der be nachbarten Bleche verschweissten, verlöteten oder dergleichen Stücken bestehen können, die zweckmässig aus nachgiebigem Stoff, z. B. mehr oder weniger hartem Gummi, be stehen.
Diese Abstandhalter, die am Umfang und/oder in der Mitte der Bleche angeordnet werden können, sind zweckmässig so ausgebil det, dass sie gleichzeitig als Dichtung zwi schen den Blechen derart dienen, dass nur dasjenige Mittel, das zwischen denselben Wänden wie der entsprechende Abstandhal ter fliesst oder fliessen soll, an den Abstand haltern vorbei kommen kann. Man kann zwi schen den Abstandhaltern und den Blechen ein Dichtungsmaterial anbringen und/oder in den Abstandhaltern und/oder Blechen Ver steifungen, z. B. Vertiefungen oder Rillen oder angelötete oder angeschweisste Streifen vorsehen, um eine gute Dichtungswirkung sicherzustellen, wenn die Bleche in der im folgenden näher beschriebenen Weise zusam mengepresst oder gezogen werden.
Derartige Versteifungen können sich über den ganzen Umfang erstrecken.
Wenn sich derartige Vertiefungen oder Rillen in dem Teil der Bleche befinden, wo die Aus- bezw. Einlässe angeordnet sind, bil den sie dort wertvolle Versteifungen der Ble che, besonders wenn die Bleche infolge von Aussparungen in den Abstandhaltern dort nicht unterstützt sind. Die genannten Ver tiefungen oder Rillen können gegebenenfalls nur bei diesen Aussparungen vorgesehen sein. Jedenfalls stellen sie gute Führungen für das Dichtungsmaterial, z. B. Gummiringe, hezw. für die Abstandhalter selbst dar.
Der in den Fig. 7 bis 10 gezeigte Wärme austauseher enthält nur mit Spiralnuten ver sehene kreisrunde Bleche 10 in einer der ge wünschten Leistungsfähigkeit des Wärme austauscbers entsprechenden Anzahl, aber keine ebenen Zwischenbleche<B>11.</B> Am Um fang und in der Mitte sind die Bleche zweck mässig zu ebenen Teilen 21 ausgebildet und durch am Umfang und in der Mitte angeord- nete Abstandringe 22 und 23 voneinander ge trennt, die mit im wesentlichen ebenen Flu chen mit den ebenen Teilen 21 der Bleche in Berührung stehen.
Jeder der umfäng lichen Abstandringe 22 ist mit diametral ent gegengesetzten Öffnungen 24 Lind 25 (Fig. 8) versehen, von denen die Wand der Öffnung 25 mit seitlichen Löchern 26 versehen ist, während die Wand der Öffnung 24 nicht durchlöchert ist. In ähnlicher Weise hat jeder Mittelabstandring 23 zwei Öffnungen 27 und 28, wobei in der Wand der Öffnung 28 seitliche Löcher 29 vorgesehen sind (Fig. 9). Entsprechende Öffnungen 24a und 25a am Umfang und in der Mitte (27a und 28a) sind in den Blechen 10 vorgesehen.
Die in Fig. 8 und 9 veranschaulichten Abstandhalter sind so ausgebildet und die Öffnungen für die Ein- und Auslasskammern, Schraubenlöcher und dergleichen derart symmetrisch angeord net, dass, wenn jeder zweite Abstandhalter den übrigen Abstandhaltern gegenüber um <B>180</B> versetzt ist, die genannten Öffnungen zur Bildung von Ein- und Auslasskammern zusammenwirken.
Die Bleche 10 sind aufeinander gelegt und werden von den umfänglichen und mitt leren Abstandringen 22 Lind 23 in der Weise voneinander getrennt, dass jedes zweite Blech 10 und jeder zweite Abstandring 22 und 23 um<B>180</B> im Verhältnis zum benachbarten Blech und Abstandring verdreht ist.
Wie im Zusammenhang mit Fig. 3 beschrieben, kom men dadurch die obern Teile der Nuten eines Bleches 10 und die untern Teile der Nuten des angrenzenden Bleches miteinander in Be rührung unter Bildung von spiralförmigen Kanälen 20, die von zwei Blechen begrenzt sind und in der Querrichtung durch die Be rührungsflächen oder Berührungslinien der Bleche abgeschlossen sind. Jeder Kanal steht am Umfang mit Hilfe der Löcher oder Öff nungen 26 in Verbindung mit der Öffnung 25 und in der Mitte mit Hilfe der Löcher 29 in Verbindung mit der Öffnung 28.
Infolge der Verdrehung der Abstandringe 22, 23 um 180 werden zwei getrennte Kanalsysteme gebildet, von denen jedes ,jeden zweiten Ka nal zwischen den Blechen umfasst und eine von den zusammenfallenden Öffnungen 24, 25 und 24a, 25a gebildete umfängliche Ein lass- oder Auslasskammer 30 und 31, sowie eine von den zusammenfallenden Öffnungen 27, 28 und 27a, 28a gebildete mittlere Aus lass- oder Einlasskammer 32 und 33 aufweist.
Die aus den Blechen 10 und Abstandringen 22 und 23 bestehende Einheit wird zwischen Stirnwänden 34, 35 mit Hilfe von Schrau ben 36 und Muttern 37 zusammengehalten. Die Schrauben 36 sind durch übereinander liegende Löcher 38 in den Blechen 10, Löcher 39 und 40 in den Abstandringen 22 und 23, sowie durch entsprechende Löcher in den Stirnwänden 34, 35 geführt. Zweckmässiger dürfte es jedoch sein, nur zwei dieser Schrau ben durch die Bleche und Abstandhalter zu führen, was vollkommen genügt, um diesel ben in richtiger Lage zu halten.
Die Stirn wände oder Deckel besitzen am Umfang Kanäle 41, 42, die mit den umfänglichen Kammern 30, 31 zusammenfallen, sowie in der Mitte angeordnete Kanäle 43, 44, die mit den mittleren Kammern 32, 33 zusam menfallen. Diese Kanäle dienen als Einlass und Auslass für die wärmeaustauschenden Mittel. Es ist zu beachten, dass hier ein sehr schwieriges Dichtungsproblem vorliegt, weil benachbarte Bleche sowohl gegeneinander den Wellenscheiteln entlang, als auch gegen dazwischenliegende Abstandhalter abgedich tet werden sollen. Da somit an zwei ver schiedenen Stellen eine Dichtung gebildet werden soll, muss an mindestens einer dieser Stellen eine Packung aus elastischem oder nachgiebigem Werkstoff verwendet werden.
Es ist daher möglich, die Dicke der Abstand ringe 22, 23 so zu wählen, dass bei der Zu- sammendrüekung des Aggregates durch An ziehen der Schrauben 36 die Bleche 10 um einen gewissen Betrag an- bezw. ineinander gepresst werden, um eine gute Dichtung an den Berührungsflächen bezw. Berührungs linien zwischen den Blechen sicherzustellen und die Leckage zwischen den verschiedenen Kanälen zu verhindern. Um dieses Zusam menpressen der Bleche zu erleichtern, können die Abstandringe 22, 23 aus einem verhält nismässig weichen Baustoff bestehen, z. B. aus Hartgummi.
Um im Falle der Verwendung nach giebiger Abstandhalter oder Dichtungsringe eine Ausbuchtung derselben infolge eines innern Überdruckes zu verhindern, kann man um die Abstandringe herum, zweckmässig innerhalb der Schrauben 36, Versteifungs bänder oder einen Versteifungsmantel anord nen. Vorteilhaft verwendet man dabei zwei teleskopförmig ineinandergreifende Mäntel, um die Versteifung der fertigen Höhe des Wärmeaustauschers anpassen zu können. Eine derartige Versteifung kann man auch da durch erzielen, dass man die äussern Blech räder ausserhalb der Abstandringe umbiegt.
Um die flüssigkeits- bezw. gasdichte Be rührung zwischen den Blechen zu erhöhen, z. B. zwischen den höchsten und tiefsten Tei len der gewellten Bleche, können die Bleche abwechselnd aus einem härteren und einem weicheren Stoff bestehen. Als härterer Stoff kann beispielsweise rostfreier Stahl und als weicherer Stoff Blei verwandt werden.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, längs den v or 'handenen Berührungsflächen t> ein Dich- tungsmaterial anzubringen, wie Bänder, Lei sten oder dergleichen, beispielsweise aus Gummi, gegebenenfalls durch Gummierung der Wellenspitzen.
Die Arbeitsweise des Wärmeaustauschers nach Fig. 7 ist folgende: Das eine wärmeaustauschende Mittel wird beispielsweise am Umfang durch den Ein lass 41 und die Kammer 30 eingeführt und gelangt durch die Löcher 26 in den Ab standringen 22 in das eine Kanalsystem, strömt in einer spiralförmigen Bahn durch die Spiralkanäle dieses Systems und tritt durch die Löcher 29, die mittlere Kammer 33 und den Auslass 44 aus.
Ein anderes Mittel wird zum Beispiel durch den mittleren Ein lass 43 und die mittlere Kammer 32 ein geführt, fliesst durch die Löcher 29 in das andere Kanalsystem und strömt dann in einer ähnlichen spiralförmigen Bahn durch die Spiralkanäle dieses andern Systems.
Bei die ser Anordnung strömen die Mittel im Gegen strom durch den Wärmeaustauscher, man kann aber offensichtlich auch das Gleich stromprinzip anwenden, wobei die beiden Mittel durch die äussern Einlässe 41 und 42 zugeführt werden und durch die innern Aus- lässe 43 und 44 ausströmen oder besser um gekehrt, da die Kanäle dann der Durchströ- mung einen geringeren Widerstand bieten.
Bei der in den Fig. 7 bis 10 gezeigten Ausführungsform sind die Kanäle für jedes der Mittel alle parallel im Verhältnis zum Eimass und Auslass angeordnet. Es ist natür lich möglich, mehrere solcher Einheiten der art miteinander zu verbinden, dass eine Ka nalgruppe mit einer andern Kanalgruppe für dasselbe Mittel in Reihe geschaltet wird. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass Öffnungen in entsprechender Weise in den Abstandringen vorgesehen werden, z. B.
derart, dass der ganze Wärmeaustauscher so zusagen aus zwei oder mehreren aufeinander gestellten und in Reihe geschalteten Einhei ten der beschriebenen Bauart zusammen gesetzt ist.
In den Fig. 7 bis 10 ist der Querschnitt auf der ganzen Länge der Kanäle unverän- dert und auf beiden Seiten der Bleche gleich gross und es sind keine ebenen Zwischen bleche vorhanden. Es ist jedoch zii beachten, dass irgendeine der in den Fig. 1, 2 und 4 bis 6 gezeigten Ausführungsformen sowie irgendeine andere Kombination von Blechen mit Nuten von wechselndem Querschnitt oder mit verschiedener Form auf den beiden Sei ten der Bleche oder irgendeine beliebige Kombination derartiger Bleche mit ebenen Zwischenblechen Verwendung finden kann.
Im Rahmen der Erfindung können auch zwei oder mehrere Wärmeaustauscher beniäss den Fig. 7 bis 10 oder in irgendeiner Weise abgeänderte Wärmeaustauscher initeiiiaiidc;r verbunden werden.
In diesem Falle und auch dann, wenn ein Wärmeaiistausclier in meh rere Teile unterteilt ist, soll zweckmässiger weise ein l@,Iittel, das im ersten Wärmeaus- tauscher bezw. im ersten Teil von innen nach aussen strömt, im folgenden @\'ürmeaust < iu- seher bezw. Teil von aussen nach innen strö men, um dem bei der Strömung nach innen grösseren Widerstand auszugleichen.
Es ist aueli möglich, auf jedes, Seite des Bleches 10 ein Bündel von zwei oder meh reren parallel zueinander und nebeneinander verlaufenden spiralf < irinigen Nuten anzu ordnen, wobei sie in gemeinsame Eile- oder Austrittsöffnungen münden können, die schon in den Blechen 10 selbst oder erst in den Abstandhaltern 22, 2 3 angeordnet: sind.
Dabei ist. es vorteilhaft, die Ein- bezw. Aus- lassÖffnungen in den Abstandhaltern als durchgehende Aussparungen auszubilden und die Bleche mit den obenerwähnten Verstei fungen zu versehen. Vorausgesetzt, dass die Nuten der verschiedenen Bleche die gleiche Steigung aufweisen, können die Bleche ge geneinander so versetzt zusammengelegt wer- den, dass die Spiralkanäle entstehen.
Der Winkel, uin den die Wände ein Verhältnis zueinander zu versetzen sind, ist, entweder etwa 180 dividiert durch die Anzahl der auf derselben Seite der Wand parallel zueinan der verlaufenden Nuten, oder gleich dein Pro dukt aus diesem Winkel mit einer ungeraden, ganzen Zahl. Durch die Anordnung von in eh- reren parallelen hl\uten lür jedes wärmeaus tauschende Mittel wird der grosse Vorteil er reicht,
dass die Grösse der nachteiligen Ein wirkung von etwaigen Undichtigkeiten zwi schen benachbarten Kanälen vermindert wird, da nur heim äussersten und innersten Kanal des Bündels eine Leckage nach aussen bezw. innen in benachbarte Kanäle nachteilig ist. Bei derselben Q,uerschnittsfläche der ein zelnen Kanäle eines Bündels wie die eines Einzelkanals wird zwischen je zwei Platten oder Blechen eine der Anzahl der Kanäle des Biindels entsprechende grössere Menge vors Wärmemittel leindurchgeleitet, die Ka- nallänge aber entsprechend abgekürzt.
Auch empfiehlt es sich manchmal, zwei oder meh rere Apparate oder Gruppen eines Apparates in Reihe nacheinander zu schalten bezw. zu sammenzubauen.
Obwohl die Spiralnuten bei den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsfor- inen nahezu bis zur Mitte laufen, ist es ohne Überschreitung des Rahmens der Erfindung möglicb, die Bleche mit einer grösseren oder kleineren Mittelöffnung auszubilden, so dass sie im wesentlichen ringförmig werden, wo bei auch die innern wie auch die äussern .N1 standhalter zweckmässig ebenfalls ring förmig gemacht werden.
Diese Mittelöffnung ist zweckmässig so gross, dass sie Zutritt zwecks Reparaturen oder dergleichen ermög licht.
Eine weitere Ausführungsform der Er findung besieht darin, dass die Bleche derart im Verhältnis zueinander angeordnet sind, dass zwei verschiedenartige Kanalgruppen ge bildet werden, derart, dass auf einen rein spiralförmig verlaufenden Kanal ein Kanal folgt, der zwar ebenfalls durch zwei Spiral- bleche begrenzt ist, in dem aber die Wellen scheitel nicht auf ihrer ganzen Länge anein ander anliegen, so dass abwechselnd reine Spiralkanä 1e für das eine Mittel und unregel mässige, von Spiralteilen begrenzte Kanäle für (las andere Mittel aufeinander folgen.
Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass man Bleche, deren Nuten die- seibe Steigung aufweisen, derart gegeneinan- der versetzt, zu einem Paar zusammenlegt, dass die Bleche längs der Scheitel der Nuten gegeneinander zu liegen kommen, wobei ein rein spiralförmiger Kanal (oder, falls meh rere Nuten auf derselben Seite der Bleche an geordnet sind, mehrere spiralförmige Kanäle) zwischen diesen Blechen entsteht (bezw. ent stehen), und mehrere solche Paare, nach Wendung jedes zweiten Paares, um einen Durchmesser, das heisst so, da,ss die untere Seite nach oben kommt,
zusammenlegt, wo bei die Nuten und Kanäle jedes zweiten Paa res im Sinne des Uhrzeigers und die der übrigen Paare im entgegengesetzten Sinne verlaufen, so dass zwischen den Paaren un regelmässige Kanäle entstehen. Es ist auch möglich, die Paare durch geeignete Abstand halter beliebig weit voneinander zu entfer nen. Diese Ausführungsform eignet sich be sonders dann, wenn das eine der wärmeaus tauschenden Mittel eine Flüssigkeit und das andere Dampf oder Gas ist. Die Flüssigkeit wird dann durch die .rein spiralförmig ver laufenden Kanäle und das gasförmige Mittel durch die dazwischenliegenden Kanäle ge führt.