CH310610A - Wärmeaustauschapparat für durch feste Wände voneinander getrennte Wärmeaustauschmittel. - Google Patents

Description

      Wärmeaustauschapparat        für    durch feste Wände     voneinander.getrennte'Wärmeaustauschmittel.       Die     Erfindung    betrifft einen     Wärmeaus-          tauschapparat,        bei,    welchem die Wärmeaus  tauschmittel durch feste Wände voneinander  getrennt sind.  



  Um bei solchen     Wärmeaustaasehern    grosse       Wäinneübertragungsflächen        zu    erhalten, wur  den bei den bisher bekannten Bauarten mei  stens sehr     kostspielige        berippte    Elemente ver  wendet,     und    dies besonders, wenn die Aufgabe  zu lösen war, die     Wärmeaustauschflächen    in  einen möglichst kleinen Raum     -unterzubringen.     



  Die     Erfindung    bezweckt nun, eine Bau  art eines     Wärmeaustauschapparates        zif    schaf  fen, bei welcher die     Wärmeaustausehflächen     in verhältnismässig kleinem Raum unterge  bracht werden können und bei welcher gleich  zeitig die einzelnen Bauelemente sich billig  herstellen lassen.

   Zu diesem Behufe werden       crfindungsgemäss    die den Wärmeaustausch  vermittelnden     Wände    als     ringförmige    Körper       ausgebildet,    welche auf     mindestens    einer Seite  mit     mindestens    je einem gewellten Metallband  in mehreren in radialer Richtung     aufeinan-          derfolgenden        Umgängen,    belegt sind, wobei  eines der     Wärmeaustauschmittel    durch die  zwischen den Wellen des Metallbandes     gebil-          cleten    Kanäle strömt.  



  Diese     ringföimigen    Wände können an sieh  einen beliebigen Querschnitt     aufweisen,    wobei  sie auch eine veränderliche Dicke haben kön  nen. Im besonderen ist es zweckmässig, die  Wände von parallelen     Umdrehungsflächen     begrenzen zu     lassen.    Sie nehmen dann die         Form    von gewölbten oder im besonderen von  ebenen     Kreisringplatten    an.  



  Die     Wärmeaustauschwände        können    in kon  zentrischen Kreisen mit dem     gewellten    Band  belegt sein. Eine zweckmässige Ausbildung       besteht    darin, die     den-        Wärmeaastauseh    ver  mittelnden Wände spiralförmig mit dem ge  wellten Metallband zu belegen, wobei     insbe-          sondere    das Metallband derart schräg gewellt  sein kann, dass die Wellen nach der     Belegung     der     Wärmeaustausehwand    mindestens annä  hernd in radialer Richtung verlaufen.

   Die  Wellen müssen in     diesem    Falle gegen die       Querrichtung    des Bandes in einem Winkel ge  neigt sein, welcher gleich der Neigung der       Spirallini.en    gegen die Umfangsrichtung ist.  



  In den beiliegenden Zeichnungen sind  als Beispiele verschiedene Ausbildungen der       Wärmeaustauschwände    eines     erfindungsge-          mäss        ausgeführten        Wärmeaustauschapparates     sowie ein Aufbau eines ganzen     Wärmeaus-          tauschapparates    dargestellt.  



  Es zeigen:       Fig.    1 einen Teil     eines    schräg gewellten       Metallbandes    in Seitenansicht,       Fig,    2 dasselbe Metallband in Draufsicht,       Fig.    3 eine einen Bestandteil eines     Wäiine-          austausehapparates    bildende Wärmeaustausch  wand im Querschnitt nach der Linie     IIT-III     der     Fig.    4,       Fig.    4 dieselbe     Wärmeaustauschwand    in  Draufsicht,

             Fig.    5 eine weitere     Ausführungsform    einer       Wärmeaustausehwand        im:    Querschnitt nach  der Linie V -V der     Fig.    6,       Fig.    6 dieselbe     Wärmeaustausehwand        in     einem Schnitt nach der Linie     VI=        VI    der       Fig.    5     iuid          Fig.    7 einen Längsschnitt durch einen mit       Wärmeaustauschwänden    .der in den     Fig.    5  und 6 gezeigten Art     

  aufgebauten        Wärmeaus-          tauschapparat.     



  In den     Fig.    1 bis 4 ist mit 1 ein gewelltes  Metallband bezeichnet mit Wellenflanken 2,  welche etwas schräg, das heisst     mit    leichter  Neigung zur Querrichtung des Metallbandes  verlaufen. Eine     als        ringförmige    ebene Platte 3  ausgebildete     Wärmeaustauschwand        _        ist    mit  dem     Metallband    spiralförmig in mehreren in  radialer Richtung     aiüeinanderfolgenden    Um  gängen     belegt.    Das Band 1 ist derart schräg  gewellt,

   dass die     Wellenflanken    nach der Be  legung der     Wärmeaustauschwand    3 in radialer  Richtung verlaufen.  



  Bei einem mit     Wärmeaustauschplatten     dieser     Art    gebauten     Wärmeaustauschapparat     hat das eine     Wärmeaustausehmittel    auf der  Oberseite der Platte in radialer Richtung ent  weder von aussen nach innen oder von innen  nach aussen zu strömen, während die Unter  seite der Wand von dem andern     -N#@Tärmeaus-          tauschmittel    bespült wird.  



  Bei der in den     Fig.    5 und 6 gezeigten     Aus-          führungsform    ist eine den Wärmeaustausch  vermittelnde Wand als     ringförmiger    Hohlkör  per,     und    zwar als ebene, hohle     Kreisringplatte     4     ausgebildet,    deren inneres von einem der       Wärmeaustausehmittel    durchflossen ist.

   Diese  hohle Platte ist auf den beiden gegenüberlie  genden     Aussenseiten    mit     einem    gewellten Me  tallband 5 in mehreren Umgängen in gleicher  Weise     belegt        wie    die in den     Fig.    3     und    4  dargestellte Platte 3. Das das Innere der hoh  len Platte 4 durchfliessende Wärmeaustausch  mittel tritt in deren Hohlraum aus einem Rohr  6 durch eine seitliche     Öffnung    7 ein. Der  Hohlraum ist von     Wänden    8 durchzogen, wel  che der     Fühit-usg    des     Wärmeaustauschmittels          längs    annähernd spiraliger Bahn dienen.

      Dieses verlässt den Hohlraum durch eine in  ein     Abflussrohr.    9     mündende    Öffnung 10.  



       Fig.    7 zeigt den Aufbau eines Wärmeaus  tauschapparates mit     Wärmeaustaiischelemen-          ten    der in den     Fig.    5 und 6 gezeigten Art.  Bei dieser Bauart handelt es sich vorzugsweise  um     einen,        Gaskühler.     



  Mehrere gleichartige, den Wärmeaustausch  vermittelnde hohle     Kreisringplatten    11, wel  che beidseitig mit gewellten Metallbändern 12  in einer grösseren Anzahl von     Umgängen    be  legt sind, sind in der     Axrichtung    des     Wärme-          aust.auschapparates        aneinandergereiht.    Die  Hohlräume der obern Platten sind durch eine  gemeinsame     Zuflussleitung    13 miteinander  verbunden und münden auf der Innenseite in  eine gemeinsame,     Abflussleitung    14, welche  gleichzeitig die gemeinsame Zuleitung für die  Hohlräume der untern Platten bildet.

   Das       Kühlmittel    tritt von oben in die Zuleitung 13  ein, durchströmt darauf die Hohlräume der       obern    Platten in der Richtung gegen die     Axe     des     Wärmeaustauschapparates,    wird darauf  in der Leitung 14 gesammelt und den     Ilohl-          räumen    der untern Platten zugeleitet, welche  es in der     Richtung    von innen. nach aussen  durchfliesst, um hierauf den     Wärmeaustauseh-          apparat    durch eine     Sammelleitung    15 zu ver  lassen.

   Mit 16 sind Wände bezeichnet, welche  in gleicher     Weise,        wie    die Wände 8 nach       Fig.    6, dem Kühlmittel in den Plattenhohl  räumen eine annähernd spiralförmige Bahn       aufzwingen.     



  Das ganze     Wärmeaustauschsystem    befin  det sich in einem Gehäuse 17, in     welehes    das  zu kühlende Gas durch einen Stutzen 18 ein  tritt. Durch eine Platte 19 wird das Gas     naeh     dessen Eintritt in einen Ringraum 20 der  untern Hälfte des     Wärmeaustausehapparates     geleitet, von     welehem    aus es die von den ge  wellten Metallbändern 12 gebildeten Kanäle       in:    radialer Richtung nach innen durchströmt..

    Es gelangt hierauf in einen Kernraum 21,  durch welchen es in die obere Hälfte des       Wärmeaiusstauschapparates    geleitet     wird,        um     von dort durch die von den gewellten Metall  bändern dieses Teils gebildeten Kanäle von  innen nach aussen gegen einen Ringraum 22      zu strömen, welcher von dem Ringraum 20  durch eine Platte 23 getrennt ist. Das Gas  verlässt hierauf den     Wärmeaustauschapparat     durch einen     Stutzen.    24.  



  Bei diesem     Wärmeaustauschapparat,        wel-          cher        dem     zwischen einem  flüssigen und einem gasförmigen     Wärmeaus-          tausehmittel    dient, werden also die Hohlräume  der     Kreisringplatten    vom flüssigen und die  von den gewellten Metallbändern gebildeten  Kanäle vom gasförmigen Wärmeaustausch  mittel .durchflossen.  



  Die gewellten Metallbänder können in ein  facher Weise dadurch hergestellt werden,     dass     ein glattes     Metallband    zwischen zwei mit ge  nügendem Spiel zusammenarbeitenden Zahn  rädern, welche     gegebenenfälls    eine Schrägver  zahnung aufweisen,     durchgeführt    wird.  



  Durch eine schräge     Wellung    des Metall  bandes kann, wie gezeigt, .auch bei spiralför  miger Anordnung des Metallbandes ein radia  ler Verlauf der Wellenflanken erreicht wer  den. Es kann indessen in manchen Fällen     auch     zweckmässig sein, bei Anordnung des Metall  bandes auf Kreisen eine schräge     Wellung    an  zuwenden oder auch bei spiralförmiger An  ordnung die Schräge der     Wellung    nicht der       Spiralneigung    gegenüber der Umfangsrich  tung entsprechen zu lassen.

   Die Wellenflan  ken verlaufen dann gegen die radiale Rieb-'       tung    geneigt, und es wird dem     WärmeaLts-          tauschmittel    eine Bewegung auf einer spiral  förmigen Bahn erteilt.  



  Bei der beschriebenen Bauart eines Wärme  austauschapparates     :durehströmt    das eine der       Wärmeaustauschmittel    von innen nach aussen  oder von aussen nach innen nacheinander eine  Reihe von Umgängen des gewellten Bandes.  Dabei wird ein besonders guter Wärmeüber  gang dadurch erreicht, dass sich bei jedem  Eintritt der     Strömung    in .die     Wellenkanäle     eines nachfolgenden     Bandes    wieder neue An  laufstrecken bilden.  



  Um eine gute     Wärmeübertragung    zwischen  Metallband und     Wärmeaustauschwand    zu er  halten, wird das Metallband zweckmässig auf  gelötet oder aufgeschweisst. Zum Zwecke der       Lötung    kann beispielsweise auf die Wärme-         aitstauschwand    vorerst eine     Lötfolie    aufgelegt  und diese mit dem gewellten Metallband be  legt werden. Hierauf wird das Ganze erhitzt,       um,die    Lötverbindung zwischen     Wellband    und       Wärmeaustauschwand    herzustellen und einen  guten Wärmeübergang zwischen beiden zu  sichern.

   Beim Lötvorgang müssen Vorkehrun  gen getroffen werden, um das     Wellband        gut     an die Unterlage anzupressen, um an jeder  Berührungsstelle der Wellentäler mit der  Wand eine     gelte    Verbindung zu erhalten.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Wärmeaustauschapparat, bei welchem die Wärmeaustauschmittel durch feste Wände voneinander .getrennt sind, dadurch gekenn zeichnet, dass die den Wärmeaustausch ver mittelnden Wände ringförmige Körper sind, welche auf mindestens einer Seite mit minde stens je einem gewellten Metallband in mehre ren in radialer Richtung aufeinanderfolgen den Umgängen belegt sind, wobei eines der ZNTärmeaustauschmittel durch die zwischen den Wellen des Metallbandes gebildeten Kanäle strömt.

   UNTERANSPRÜCHE: 1. Wärmeaustauschapparat nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Me tallband schräg gewellt ist. 2. Wärmeaustaiischapparat nach Patentan spruch und Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass die Wellenflanken des Me tallbandes, mit welchem die den Wärmeaus tausch vermittelnden Wände belegt - sind, gegen die radiale Riehtung geneigt sind.

   3. Wärmeaustauschapparat nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die den Wärmeaustausch vermittelnden Wände spiral förmig mit einem gewellten Metallband belegt sind. 4. Wärmeaustauschapparat nach Patentan spruch und den Unteransprüchen 1 und 3, da durch gekennzeichnet, dass das.

   Metallband derart. schräg gewellt ist, dass die Wellen nach der Belegung der Wärmeaustauschwand in radialer Richtung verlaufen,. 5. Wärmeattstauschapparat nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die den Wärmeaustausch vermittelnden Wände ebene Kreisringplatten sind.

   6. Wärmeaustauschapparat nach P,atentan- rpruch, dadurch gekennzeichnet, dass die den Wärmeaustausch vermittelnden Wände ge wölbte Kreisringplatten sind. 7. Wärmeaustauschapparat nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die den Wärmeaustausch vermittelnden Wände als Hohlkörper ausgebildet sind, deren Inneres von einem der Wärmeaustatusehmittel durch flossen ist.

   B. Wärmeaustauschapparat nach Patentan spruch und Unteranspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, dass die den Wäxmeaustauseh ver mittelnden Wände als hohle Kreisringplat- ten ausgebildet sind.

   9. Wärmeaustauschapparat nach Patentan spruch und den Unteransprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die den Wärme- austausch vermittelnden Wände auf den beiden gegenüberliegenden Aussenseiten mit mindestens je einem gewellten Metallband in mehreren Umgängen belegt sind. 10.

   Wärmeaustauschapparat nach Patent anspruch und den Unteransprüchen 7, 8 und <B>9,</B> dadurch gekennzeichnet, dass der vom einen der beiden Wärmeaustauschmittel durch flossene Hohlraum von Wänden durchzogen ist, welche der Führung dieses Wärmeaus tauschmittels längs annähernd spiralförmiger Bahn dienen. 11.

   Wärmeaustauschapparat nach Patent anspruch und den Unteransprüchen 7, 8 und 9, gekennzeichnet durch mehrere aneinander gereihte gleichartige, den Wärmeaustausch vermittelnde hohle Kreisringplatten, deren Hohlräume durch gemeinsame Zu und Ab flussleitungen für das eine Wärmeaustausch mittel verbunden sind, während die von den gewellten Metallbändern gebildeten Kanäle in radialer Richtung vom andern. Wärmeaus- tauschmittel durchflossen werden.

   12. Wärmeaustauschäpparat nach Patent anspruch und den Unteransprüchen 7, 8, 9 und 11, für den Wärmeaustausch zwischen einem flüssigen .und einem gasförmigen Wärmeaustausehmittel, dadurch gekennzeich net, dass die Hohlräume der Kreisringplatten vom flüssigen und die von den gewellten Me- tallbändern gebildeten Kanäle vom gasförmi gen Wärmeaustauschmittel durchflossen wer den.