CH375741A - Wärmeaustauscher für gasförmige und flüssige Medien - Google Patents

Description

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    Wärmeaustauscher   für gasförmige und flüssige Medien Bei    Plattenwärmeaustauschern,   die aus einer Anzahl von Platten mit parallel zueinander verlaufenden Wellen oder    Rinnen   zur Begrenzung der    Durchström-      querschnitte   zweier    Wärmeaustauschmedien   bestehen, bereitet das wirkungsmässig vorteilhafte Gegenstromprinzip bisher in konstruktiver Hinsicht vor allem in den Endbereichen bezüglich der    voneinander   getrennten Zu- und Abführung der beiden Medien Schwierigkeiten.

   Man hat sich deshalb    vielfach   zur Anwendung des    Querstromprinzips   entschlossen, das aber schon wegen der vergleichsweise grösseren Strömungswiderstände und der ungleichmässigen Temperaturdifferenzen zwischen den beiden Medien an den verschiedenen Stellen des    Austauschers   weniger vorteilhaft ist. 



  Aufgabe der    Erfindung   ist es, einen    Wärmeaus-      tauscher   zu schaffen, bei dem das Gegenstromprinzip im wesentlichen erhalten bleibt, zugleich aber die erwähnten, konstruktiven Schwierigkeiten    vermieden   werden. Die Erfindung geht deshalb von einem    Wärmeaustauscher   für gasförmige und flüssige Medien aus, in dem durch ein Bündel gewellter Platten oder von    Rinnenplatten   parallele Längskanäle für eine mittlere Gegen- oder Gleichstromzone zweier Medien im mittleren Bereich des Bündels gebildet sind. 



  Die Erfindung besteht darin, dass mindestens ein Teil der Elemente, die je aus zwei sich spiegelbildlich gegenüberliegenden Platten für die    Längs-      durchströmung   des einen Mediums bestehen, beiderseits des genannten mittleren Bereiches in der Breitenrichtung gekröpfte Wellen hat, wodurch die Wellen benachbarter Elemente in den beiden Endbereichen des Bündels um annähernd eine halbe Teilung seitlich gegeneinander versetzt sind und zwischen ihnen vom anderen Medium durchströmte Kanäle im letztgenannten Bereich entstehen, die für einen seit-    lichen   Ein- und Austritt des letzterwähnten Mediums an den Endbereichen des Bündels quer zu den Wellen offen sind. 



  Der Gegenstand der    Erfindung   ist auf der Zeichnung in einer Ausführungsform beispielsweise dargestellt. Es zeigen:    Fig.   1 ein    ungekröpftes      Wellplattenelement   bekannter Art von der Seite,    Fig.   la dasselbe Element in Stirnansicht,    Fig.2   ein gekröpftes    Wellplattenelement   nach der Erfindung von der Seite,    Fig.2a   und 2b dasselbe Element in zwei verschiedenen Querschnitten nach der Linie    B-B   bzw.

   A -A in    Fig.   2,    Fig.   3 das gekröpfte    Wellplattenelement   nach    Fig.2      mit   flachgedrückten Längsrändern von der Seite,    Fig.   3a dasselbe Element in    Stimansicht,      Fig.   4 ein Füllstück von der Seite,    Fig.   4a dasselbe Stück in Stirnansicht,    Fig.   5 und 6 ein Teil eines aus mehreren    Well-      plattenelementen   nach der    Fig.   2 bestehenden Bündels des    Wärmeaustauschers   in zwei verschiedenen Querschnitten nach den Linien B -B bzw.

   A -A in    Fig.   2,    Fig.   7 ein Detail von    Fig.   5 in grösserem Massstab und    Fig.8      eine   schematische Darstellung der Strömungswege der beiden Medien durch den    Wärmeaus-      tauscher.   



  Jedes Element des dargestellten    Wellplatten-      Wärmeaustauschers   besteht aus zwei sich spiegelbildlich gegenüberliegenden rechteckigen Platten 1 aus dünnem Blech oder einem sonstigen für den jeweiligen Verwendungszweck    in   Betracht kommenden Werkstoff mit in Längsrichtung verlaufenden Wellen. 

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 Dadurch werden in einem    derartigen   Plattenelement, wie z. B. aus    Fig.1a   ersichtlich, eine Anzahl paralleler Längskanäle 2 gebildet.

   Die einander    zugekehrten   Wellenabschnitte der beiden Platten 1 können durch    Heftschweissung   oder dergleichen miteinander verbunden sein; das geschieht aber nur zum Zusammenhalt und zur gegenseitigen    Versteifung,   während eine Trennung der vom gleichen Medium durchströmten Kanäle innerhalb eines Elementes nicht unbedingt erforderlich ist.    Infogedessen   kann sich die Verbindung auf einzelne Punkte beschränken. 



  Nach der Herstellung der Elemente aus je zwei Platten erfolgt die    Kröpfung   der Wellen in der Breitenrichtung. In den    Fig.   2, 2a, 2b ist ein solches gekröpftes Element veranschaulicht. In    Fig.   2 sind die Wellen ebenso wie in den    Fig.   1 und 3 durch strichpunktierte Linien 3 angedeutet. Diese Linien verlaufen im Mittelbereich a, der sich über den grössten Teil der Gesamtlänge des Elementes erstreckt, in Längsrichtung, in den beiderseits davon liegenden übergangsbereichen b etwas schräg und in den anschliessenden Endbereichen c wieder in Längsrichtung.

   Dementsprechend liegen die Kanäle 2 eines und desselben Elementes, wie die    Fig.   2a und 2b erkennen lassen, in den Bereichen a und c in der Querrichtung    versetzt   zueinander, und zwar im vorliegenden Falle um eine    Viertelteilung.   Nach dem Kröpfen werden die Längsränder 4 der Elemente gemäss den    Fig.   3 und 3a über eine bestimmte Breite    flachgedrückt.   



  Wenn nun mehrere    derartige   Plattenelemente zur Bildung eines ganzen Plattenbündels so nebeneinander oder übereinander angeordnet werden, dass die Wellen    benachbarter   Elemente vom Mittelbereich a aus zu den Endbereichen c hin nach entgegengesetzten Seiten gekröpft sind - zu diesem Zweck ist jedes zweite Element um 180  um seine Längsachse zu drehen, so entstehen zwischen den Elementen nur im Mittelbereich a voneinander getrennte Zwischenräume 5    (Fig.   5), während von den Übergangsbereichen b an über die ganze Breite der Elemente zusammenhängende, auch nach beiden Seiten offene Zwischenräume 6 gebildet werden    (Fig.   6). 



  Nach der    Kröpfung   der Plattenelemente hat in den Endbereichen c gemäss    Fig.   6 jedes zweite Element einen Längskanal 2 weniger als die beiderseits benachbarten Elemente. 



  Die Zwischenräume 6 sind durch ebenfalls    well-      plattenförmige   Füllstücke 7 in Längsrichtung der Elemente nach den Enden hin und in Querrichtung derselben nach einer Seite hin abgeschlossen. Die Innenkante 8 jedes Füllstückes 7 ist so gekrümmt, dass eine strömungstechnisch    vorteilhafte   Umlenkung des die Zwischenräume 6 durchströmenden Mediums aus der    Querstromrichtung   am Eintritt in die    Längsströmrichtung   der aktiven    Mittelzone   a bzw. aus dieser in die    Querstromrichtung   am Austritt erfolgt. 



  Die flachgedrückten    Längsränder   4 der Elemente werden mit Zwischenleisten 9 verschweisst. Dadurch werden an den betreffenden gegenüberliegenden Längsseiten geschlossene Wände gebildet, die nur    in   einem Endbereich c für den Eintritt bzw. Austritt des einen Mediums unterbrochen sind. 



  An den anderen beiden Längsseiten können, falls der    Austauscher   für grösseren inneren Überdruck bestimmt ist, ebenfalls aussteifende Wände 10 vorgesehen werden    (Fig.   6). Abgesehen davon, lässt sich das ganze    Wellplattenbündel   auch in an sich bekannter Weise in einem ringsum geschlossenen druckfesten Gehäuse, z. B. einem Rohr, unterbringen. 



  In    Fig.   8 ist ganz schematisch der vollkommen gerade Längsstrom    Ml   des einen Mediums und der    S-förmige      Quer-Längs-Querstrom      M,   des anderen Mediums dargestellt. Stattdessen können die    Zu-      und   Abführung des letzteren auch auf der gleichen Seite des    Austauschers   liegen, so dass dieses Strömungsbild U-förmig ist. 



  An Stelle einer    Viertelkröpfung   der Wellen bei allen Elementen gemäss der vorstehend beschriebenen Ausführung lässt sich der    Wärmeaustauscher   auch in der Weise ausführen, dass die halbe Anzahl der Elemente vollkommen gerade in Längsrichtung durchlaufende Wellen hat und bei der anderen halben Anzahl der Elemente die Wellen in den betreffenden Bereichen b und c um je eine halbe Teilung in der    Breitenrichtung   gekröpft sind. In diesem Falle brauchen nur abwechselnd ein Element ohne    Kröpfungen   und ein Element mit    Kröpfungen   benachbart zu sein, wobei es gleichgültig ist, mit welcher Seite sie sich gegenüberliegen. 



  Im übrigen ist die Erfindung nicht auf einen    Wellplatten-Wärmeaustauscher   beschränkt, sondern sie umfasst auch solche mit    Rinnenplatten,   da diese Elemente eine ähnliche Wirkung haben.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Wärmeaustauscher für gasförmige und flüssige Medien, wobei durch ein Bündel gewellter Platten oder von Rinnenplatten parallele Längskanäle für eine mittlere Gegen- oder Gleichstromzone zweier Medien im mittleren Bereich des Bündels gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der Elemente, die je aus zwei sich spiegelbildlich gegen- überliegenden Platten (1) für die Längsdurchströ- mung des einen Mediums bestehen, beiderseits des genannten mittleren Bereiches (a) in der Breitenrichtung gekröpfte Wellen hat, wodurch die Wellen benachbarter Elemente in den beiden Endbereichen des Bündels um annähernd eine halbe Teilung seitlich gegeneinander versetzt sind und zwischen ihnen vom anderen Medium durchströmte Kanäle (6)

   im letztgenannten Bereich entstehen, die für einen seitlichen Ein- und Austritt des letzterwähnten Mediums an den Endbereichen des Bündels quer zu den Wellen offen sind. UNTERANSPRÜCHE 1. Wärmeaustauscher nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Plattenelement in den beiden Endbereichen gegenüber dem mittleren <Desc/Clms Page number 3> Bereiche um eine Viertelteilung in der Breitenrich- tung gekröpfte Wellen hat und dass benachbarte Plattenelemente abwechselnd um 180 um ihre Längsachse gedreht sich gegenüberliegen. 2.

   Wärmeaustauscher nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes zweite Plattenelement in den beiden Endbereichen um eine halbe Teilung gegenüber dem mittleren Bereich in der Breitenrichtung gekröpfte Wellen hat. 3. Wärmeaustauscher nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (6) für das seitlich zu- und abzuführende Medium durch ebenfalls wellplatten- förmige Füllstücke (7) in Längsrichtung der Elemente nach den Enden hin und in Querrichtung derselben nach der dem Ein- bzw. dem Austritt gegen- überliegenden Seite abgeschlossen sind. 4.

   Wärmeaustauscher nach Patentanspruch und Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllstücke (7) zwecks einer strömungstechnisch günstigen Umlenkung des betreffenden Mediums aus der Querstrom- in die Längsstromrichtung bzw. umgekehrt eine gekrümmte Innenkante (8) haben.