DE1016282B

DE1016282B - Kreuzstrom-Plattenwaermeaustauscher aus Guss

Info

Publication number: DE1016282B
Application number: DET10917A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Ferdinand Tschinka
Original assignee: FERDINAND TSCHINKA DIPL ING
Current assignee: FERDINAND TSCHINKA DIPL ING
Priority date: 1955-05-10
Filing date: 1955-05-10
Publication date: 1957-09-26

Description

Die Erfindung betrifft einen Kreuzstrom-Plattenwärmeaustauscher mit gußeisernen Platten, bei dem die Platten elastisch miteinander verbunden sind und abwechselnd getrennte Durchlässe für die beiden Wärmeaustauschmittel bilden, wobei die Platten so geformt sind, daß das Profil des Plattenquerschnitts aneinandergereihte Halbkreise zeigt, so daß bei entsprechendem Aneinanderlegen zweier spiegelbildlich geformter Platten mehrere nebeneinanderliegende kreisrunde Durchlässe für das eine der beiden Wärmeaustauschmittel gebildet werden, während das durch die kreisrunden Durchlässe strömende Wärmeaustauschmittel einen Drall erhält.

Gußeiserne zerlegbare Kreuzstrom-Wärmeaustauscher aus Rippenplatten sowie solche aus ungeteilten berippten, glatten oder nur einseitig berippten rohrförmigen Körpern und eingesetzten Wirblern aus Metall sind bekannt. Bei Verwendung solcher rohrförmiger Körper im Gebiet der hohen Temperaturen verbrennen ihre metallischen Wirbler. Des weiteren sind Plattenwärmeaustauscher bekanntgeworden, deren Platten, aus Blech elastisch miteinander verbunden sind. Die Platten haben glatte Oberflächen und bilden keine kreisrunden Durchlässe, in denen ein Drall erzeugt werden könnte. Wegen dem Fehlen von Rippen sind diese Wärmeaustauscher weniger wirkungsvoll. Die Wärmeaustauscher aus Guß sind unelastisch und infolgedessen undicht oder sie reißen in den Verbindungsstellen.

Bei zerlegbaren ebenfalls bekannten Wärmeaustauschern, bei denen Luft durch Rauchgase erhitzt wird, liegen die Verschraubungen im Rauchgasstrom und werden von diesem angegriffen. Ein Nachziehen solcher Verschraubungen von außen her ist nicht möglich. Diese Wärmeaustauscherausführungen haben keine Drallerzeuger in den Durchlässen.

Der Erfindüngsgegenstand behebt diese Nachteile. Durch die Aufteilung der Platten in eine Anzahl nebeneinanderliegender Rillen entsteht eine Vergrößerung der Wärmeaustauschfläche und durch die Erteilung eines· Dralls an das die kreisrunden Durchlässe durchströmende Mittel eine Selbstreinigung der Durchlässe, was wiederum eine Verbesserung der Wärmeübertragung zur Folge hat. Des weiteren wird ein Wärmeaustauscher geschaffen, der in der Herstellung und Montage billig ist und stets elastisch bleibt und somit für sämtliche Temperaturbereiche verwendbar ist. Bei Verwendung als rauchgasbeheizter Lufterhitzer sind seine ausschließlich im Luftstrom geschützt angeordneten Verbindungsklemmen leicht begehbar und können nachgezogen werden, ohne daß dabeii der zusammengebaute Wärmeaustauscher abgekühlt oder zerlegt zu werden braucht. Keramische Wirbler sowie schraubenförmig gewellte

Kreuzstrom-Plattenwärmeaustauscher
aus Guß

Anmelder:

Dipl.-Ing. Ferdinand Tschinka,
Brackwede (Westf.), Bleichstr.2

Dipl.-Ing. Ferdinand Tschinka, Brackwede (Westf.),
ist als Erfinder genannt worden

Wände für die kreisrunden Durchlässe lassen die Verwendung des Wärmeaustauschers für Rekuperatoren zu,

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles in Form eines rauchgasbeheizten Lufterhitzers dargestellt. Es zeigt Fig. 1 eine beiderseitig berippte Platte im Schnitt

C-D der Fig. 3,

^a5 Fig. 2 einen zusammengebauten Lufterhitzer, teils in Aufsicht, teils im Schnitt,

Fig. 3 drei aneinandergereihte Platten mit einer Seitenabschlußwand im Schnitt A-B der Fig. 2,
Fig. 4 eine Verbindungsstelle im Schnitt,

Fig. 5 eine Verbindungsklemme mit Spannvorrichtung.

Eine Platte 1 aus Guß nach Fig. 1 hat luf'tseitig Rippen 2 und gasseitig ein- oder mehrgängige schraubenförmig verlaufende Rippen 3. Drei aneinandergereihte Platten, von denen die Platten 1 und 1' spiegelbildlich geformt sind, bilden, wie in Fig. 3 dargestellt, den kleinsten Wärmeaustauscher mit den Durchlässen 5 für die in Richtung des Pfeiles 7 strömende Luft und die kreisrunden Durchlässe 6 für die Rauchgase 8; eine weitere angereihte Platte der Art 1 bildet eine weitere Reihe kreisrunder Durchlässe 6 sowie einen halboffenen Durchlaß 5. Die folgende angereihte Platte der Art Γ schließt den Durchlaß 5 und bildet einen weiteren halboffenen Durchlaß 5.

Die Rippen 3 sind so gestaltet, daß sie in den Durchlässen 6 in der Kreismitte einen Kerndurclilaß 4 für den Rauchgaskern bilden.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ziehen die Rauchgase 8 zu den kreisrunden Durchlässen 6 hin und scheiden dort in Drallströmung Staubkörnungen aus dem Rauchgas aus, die im Flugaschenbunker 9 ablagern. Nach Wärmeabgabe zieht das Reingas durch den Kerndurchgang 4 in Richtung der Pfeile 10 und/oder in Richtung des Pfeiles 11 durch die Abzugsleitung 11'

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in den Kamin. Es ist vorteilhaft, die Menge der in den kreisrunden Durchlässen 6 umkehrenden und im Kern durch¹ aß 4 abziehenden Gase sowie die Menge der durch die Abzugsleitung 11' abziehenden Gase der Körnung der Staubteile und den Zugverhältnissen anzupassen und hierzu Regelvorrichtungen, z. B. Düsen 12., Klappen 13,14 usw., vorzusehen. Zur Verstärkung der Zyklonensaugwirkung können die kreisrunden Durchlässe 6 am Austrittsende 15 verjüngt werden. Wird ein Wärmeaustauscher für hohe Temperaturen verwendet, so> ist es zweckmäßig, für die kreisrunden Durchlässe 6 statt schraubenförmiger Rippen 3 kurze Ansätze in Form von Nadeln 16 gemäß Fig. 4 vorzusehen oder dieRippen3 durch unberippte schraubenförmig gewellte Wände 1 gemäß Fig. 5 zu bilden. Der Drall kann durch axiale keramische Drallkörper 17 bekannter Form verstärkt werden.

Zwei Platten 1 und 1' gemäß Fig. 3, die die kreisförmigen Durchlässe 6 bilden, brauchen nur an ihren Enden 18 abgedichtet zu werden. Das Abdichten der einzelnen Durchlässe 6 von den benachbarten ist nicht nötig, da sich in allen dasselbe Wärmeaustauschmittel befindet.

Die Luft- und Gasdurchlässe werden mittels der in den Fig. 2 bis 5 dargestellten Verbindungsklemmen 19, die ausschließlich im Luftstrom angeordnet sind, zusammengehalten. Wird die Luftklappe 20 abgenommen, so sind sämtliche Verbindungsklemmen zugänglich und können beim hocherhitzten Wärmeaustauscher nachgezogen werden. Die Verbindungsklemmen 19 gemäß Fig. 4 und 5 stellen halboffene federnde Körper dar, die an ihrer Auflageseite abgeschrägt und vorzugsweise mit Rillen. 21 versehen sind. Die Abdichtungswulste22 der Platten 1 verlaufen an diesen Stellen konisch und sind ebenfalls gerillt. Eine abnehmbare Spannvorrichtung, bestehend aus einer Hammerschraube 23 und Ouereisen 24, zieht die Verbindungsklemme 19 an und preßt die in der Wulst gebettete Dichtung 25 zusammen. Die elastische Verbindungsklemme folgt leicht den Temperaturdehnungen dar Platten und hütet diese vor gefährlichen Spannungen in den Verbindungsstellen.

Es ist vorteilhaft, luftseitig eine waagerecht durchlaufende Rippe 26 nach der Fig. 1 und 2, welche bei zwei zusammengesetzten Platten 1 den Luftdurchlaß in zwei Teile 5' und 5" teilt, anzuordnen. Somit kann die Luft ohne eine zusätzliche Einrichtung einmal hin und zurück, wie in Fig. 2 dargestellt, durch den zusammengebauten Wärmeaustauscher geleitet werden.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, erfährt durch die rinnenförmige Gestaltung der Platten die durch die Luftdurchlässe 5 in Richtung der Pfeile 7 strömende Luft an den Stellen 27 pulsartige Umschichtungen, wodurch ein guter Wärmeübergang auch bei kleineren Luftgeschwindigkeiten gewährleistet wird. Bei stark verunreinigter Luft ist es angebracht, am Lufteintritt axiale Drallkörper anzuordnen und den Rippen 2 eine solche Form zu geben, daß kreisförmige Durchlässe für die Luft entstehen.

Claims

60 PatentANSPKücHE:

1. Kreuzstrom - Plattenwärmeaustauscher mit gußeisernen Platten, bei dem die Platten elastisch miteinander verbunden sind und abwechselnd getrennte Durchlässe für die beiden Wärmeaustauschmittel bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten so geformt sind, daß das Profil des Plattenquerschnitts aneinandergereihte Halbkreise zeigt, so daß bei entsprechendem Aneinanderlegen zweier spiegelbildlich geformter Platten mehrere nebeneinanderliegende kreisrunde Durchlässe (6) für das eine der beiden Wärmeaustauschmittel gebildet werden, und daß das durch die kreisrunden Durchlässe strömende Wärmeaustauschmittel einen Drall erhält.

2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Drallerzeuger in Form von schraubenförmig verlaufenden Rippen (3) oder schraubenförmig angeordneten Nadeln (16) an den Wänden der kreisrunden Durchlässe.

3. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände der kreisrunden Durchlässe mit schraubenförmig verlaufenden Wellungen versehen sind.

4. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Anordnung an sich bekannter, aus keramischem Material hergestellter Drallkörper in den kreisrunden Durchlässen.

5. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die kreisrunden Durchlässe sich in der Austragsrichtung verjüngen (15).

6. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlässe (5) für das zweite der Wärmeaustauschmittel durch einige durchgehende Rippen (26) in mehrere hintereinanderschaltbare Durchlässe (5', 5") unterteilt sind.

7. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Platten untereinander mittels Klemmen (19) erfolgt, die an der Auflageseite abgeschrägt und vorzugsweise auf gerillt sind (Fig. 5).

8. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, der als Luftvorwärmer verwendet wird und bei dem die kreisrunden Durchlässe von Rauchgasen durchströmt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmen (19) außerhalb der Durchlässe für die Rauchgase angeordnet sind.

9. Wärmeaustauscher nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Rauchgase die kreisrunden Durchlässe in umgekehrter Richtung zur Einströmrichtung wieder verläßt, während der restliche Teil der Rauchgase durch eine an einer der Seiten des Wärmeaustauschers angebrachte Abzugsleitung (H') abgeführt wird.

10. Wärmeaustauscher nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in der Umkehr- bzw. Abzugsleitung Durchfluß regelungsvorrichtungen in Form von Düsen (12) oder Klappen (13,14) angeordnet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 540 204, 709175, 930147;

französische Patentschrift Nr. 653 127.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen