DE1034671B

DE1034671B - Heat exchanger

Info

Publication number: DE1034671B
Application number: DES35832A
Authority: DE
Inventors: Alfred Hilliard
Original assignee: Carbone Lorraine SA
Current assignee: Mersen SA
Priority date: 1952-10-14
Filing date: 1953-10-12
Publication date: 1958-07-24
Also published as: FR1088732A; GB756327A; US2821369A

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Wärmeaustauscher, bestehend aus mindestens zwei Blöcken mit je zwei sich kreuzenden Reihen von Kanälen zur Aufnahme zweier Wärmeaustauschmittel, von denen mindestens eines eine Flüssigkeit ist, wobei jedes Blockpaar Flächen aufweist, in denen entsprechende Kanäle der einen Reihe münden, und die durch einen in der Querrichtung der Kanäle verlaufenden Zwischenraum getrennt sind und die Zwischenräume ringsherum durch Dichtungen abgedichtet sind, die die Kanäle frei lassen, so daß die Flüssigkeit aus den Kanälen des einen Blockes in den Zwischenraum und von hier zu den entsprechenden Kanälen des benachbarten! Blockes fließt. Es hat sich durch praktische Versuche ergeben, daß es bei derartigen Wärmeaustauschern wesentlich auf die Länge der einzelnen Kanäle im Verhältnis zum Durchmesser des einzelnen Kanals ankommt und daß die besten Ergebnisse bei einem bestimmten Verhältnis der Kanallänge zu dem Durchmesser des betreffenden Kanals erreicht werden.The invention relates to a heat exchanger consisting of at least two blocks, each with two intersecting rows of channels for receiving two heat exchange media, of which at least one is a liquid, each pair of blocks having faces in which corresponding channels of the one row open, and the one in the The transverse direction of the channels running interspace are separated and the interspaces all around are sealed by seals that leave the channels free, so that the liquid from the Channels of one block into the space and from here to the corresponding channels of the neighboring one! Block flows. It has been shown by practical tests that it is in such heat exchangers essentially on the length of the individual channels in relation to the diameter of the individual Channel arrives and that the best results with a certain ratio of the channel length to the Diameter of the channel in question can be achieved.

Demgemäß besteht das Kennzeichen der Erfindung darin, daß die Längen der einzelnen Kanäle von mindestens einer der beiden Reihen von Kanälen 1,5- bis 15mal so groß wie der Durchmesser jedes einzelnen Kanals sind. Vorzugsweise sind die Blöcke zylindrisch und weisen einen mittleren, axial verlaufenden Kanal zum Durchgang für die Wärmeaustauschflüssigkeit und eine Reihe von Kanälen parallel zur Achse auf, während die zweite Reihe quer zur Achse gerichtet ist und sich von der inneren Zylinderfläche nach der äußeren Zylinderfläche hin erstreckt. Sie können gleichachsig zueinander angeordnet sein, und die einzelnen Blöcke können im Verhältnis zu den benachbarten umgekehrt liegen. Man ordnet am besten eine Anzahl von Blöcken in gleicher Riehtung so an, daß sie eine Säule bilden und ein die Säule umgebendes Gehäuse vorgesehen ist, das von der Säule in einer gewissen Entfernung liegt, und in den Zwischenraum zwischen der Säule und dem Gehäuse Hindernisse, die auch Dichtungen bilden, so eingesetzt sind, daß ein zickzackförmiges Fließen der Wärmaustauschflüssigkeit durch die quer verlaufenden Kanäle entsteht.Accordingly, the characteristic of the invention is that the lengths of the individual channels of at least one of the two rows of channels 1.5 to 15 times the diameter of each single channel. The blocks are preferably cylindrical and have a central, axially extending one Channel for passage for the heat exchange fluid and a series of channels in parallel to the axis, while the second row is directed transversely to the axis and differs from the inner one Cylinder surface extends towards the outer cylinder surface. They can be arranged coaxially to one another and the individual blocks can be inverted in relation to the neighboring ones. One arranges it is best to arrange a number of blocks in the same direction so that they form a column and a die Column surrounding housing is provided, which is from the column at a certain distance, and in the gap between the column and the housing obstacles that also form seals, so are used that a zigzag flow of the heat exchange fluid through the transverse Channels is created.

Die Erfindung betrifft noch weitere besondere Ausbildungen des Wärmeaustauschers, die in der nachfolgenden Beschreibung im einzelnen aufgeführt sind.The invention relates to further special designs of the heat exchanger, which are described in the following Description are listed in detail.

Die Zeichnung zeigt als Beispiel eine Ausführungsform der Erfindung. The drawing shows an embodiment of the invention as an example.

Fig. 1 ist ein senkrechter Schnitt durch einen Wärmeaustauscher gemäß der Erfindung;Fig. 1 is a vertical section through a heat exchanger according to the invention;

Fig. 2 ist eine schaubildliche Darstellung eines der in Fig. 1 gezeigten Blöcke, wobei ein Teil fortgebrochen ist, um die Kanäle zu zeigen; Figure 2 is a perspective view of one of the blocks shown in Figure 1 with a portion broken away to show the channels;

Fig. 3 ist ein senkrechter Schnitt durch eine zweiteFig. 3 is a vertical section through a second

Anmelder:
Societe Ie Carbone-Lorraine, ParisApplicant:
Societe Ie Carbone-Lorraine, Paris

Vertreter: Dr.-Ing. B. Bloch,Representative: Dr.-Ing. B. Bloch,

Berlin-Wilmersdorf, Ballenstedter Str. 17,Berlin-Wilmersdorf, Ballenstedter Str. 17,

und Dr.-Ing. W. Stuhlmann, Bochum, Patentanwälteand Dr.-Ing. W. Stuhlmann, Bochum, patent attorneys

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 14. Oktober 1952 und 13. Mai 1953Claimed priority:
Great Britain October 14, 1952 and May 13, 1953

Alfred Hilliard, Paris,
ist als Erfinder genannt wordenAlfred Hilliard, Paris,
has been named as the inventor

Form eines Wärmeaustauschers gemäß der Erfindung; Form of a heat exchanger according to the invention;

Fig. 4 ist eine schaubildliche Darstellung eines der in Fig. 3 gezeigten Blöcke, undFig. 4 is a perspective view of one of the blocks shown in Fig. 3, and

Fig. 5 ist ein senkrechter Schnitt durch eine dritte Form eines Wärmeaustauschers gemäß der Erfindung.Fig. 5 is a vertical section through a third Form of a heat exchanger according to the invention.

Bei der in Fig. 1 und 2 gezeigten Form besteht der Wärmeaustauscher aus einer Reihe gepreßter Graphitblöcke 10, die übereinandergesetzt sind und eine senkrechte Säule bilden. Die einzelnen Blöcke sind zylindrisch und besitzen ein axiales, zylindrisches Loch 11 sowie Reihen von Kanälen 12, die parallel zur Achse verlaufen. Zwischen benachbarten Reihen liegen andere Kanäle 13, die von der inneren zur äußeren zylindrischen Fläche laufen und unter einem kleinen Winkel zur radialen Richtung angeordnet sind, so daß sie tangential zu einer zylindrischen geometrischen Figur liegen, die gleichachsig mit dem Block ist. Die Kanäle 13 können aber gegebenenfalls auch in radialen Ebenen liegen. Der Block hat an beiden Enden eine flache, ringartige Vertiefung 14 (Fig. 2) mit ringförmigen Kanten 15,16 am inneren und äußeren Umfang. Diese Kanten sind bei 17, 18 genutet und nehmen Dichtungsringe 19, 20 aus Gummi oder einem anderen geeigneten, nachgiebigen, verformbaren Werkstoff auf. Die Vertiefungen 14 der einander zugekehrten Flächen der Blöcke bilden Zwischenräume 21, die quer zu den Kanälen 12 verlaufen. Die Gummidichtungsringe bilden einen, wirksamen Abschluß um die Zwischenräume, trennen aber die Kanäle 12 nicht voneinander. Die Flüssigkeit fließt folglich durch die Kanäle 12 und gelangt in die einzelnen Zwischenräume, so daß sich die aus den Kanälen des einen Blockes strömende Flüssig-In the form shown in Figures 1 and 2, the heat exchanger consists of a series of pressed graphite blocks 10, which are placed on top of each other and form a vertical column. The individual blocks are cylindrical and have an axial, cylindrical hole 11 and rows of channels 12, which are parallel to the axis get lost. Between adjacent rows are other channels 13, which are cylindrical from the inner to the outer Run surface and are arranged at a small angle to the radial direction so that they tangent to a cylindrical geometric figure coaxial with the block. The channels 13 can, however, optionally also lie in radial planes. The block has a flat, annular recess 14 (Fig. 2) with annular edges 15,16 on the inner and outer circumference. These Edges are grooved at 17, 18 and take sealing rings 19, 20 made of rubber or some other suitable, compliant, deformable material. The depressions 14 of the mutually facing surfaces of the blocks form interspaces 21 which run transversely to the channels 12. Form the rubber sealing rings an effective closure around the gaps, but do not separate the channels 12 from one another. The liquid consequently flows through channels 12 and 12 gets into the individual spaces so that the liquid flowing out of the channels of one block

809 578/305809 578/305

3 43 4

keit in dem anschließenden Zwischenraum mischt und Löcher 40,41 in der unteren Stirnplatte, Löcher 42,43 dann in die Kanäle 12 in dem nächsten Block fließt. in den unteren Klemmplatten und Auslaßrohre 44, 45 Die Kanäle 12 benachbarter Blöcke sind einander ge- abgeführt. Die andere Wärmeaustauschflüssigkeit tritt genüber versetzt, um zu vermeiden, daß die Flüssig- durch ein Rohr 47, ein Loch48 in der unteren Klemmkeit gerade durch den Zwischenraum in den nächsten 5 platte und ein zu dem Kanal 11 in dem untersten benachbarten, entsprechenden Kanal fließt, wodurch Block führendes Loch 49 in der unteren: Stirnplatte eine vergrößerte Wirbelbildung in dem Zwischen- ein. Dichtungsmittel in Form von Sperrscheiben 50 raum bewirkt und. demzufolge die Wärmeübertra- aus Kohlenstoff, Gummi oder anderem geeignetem gungsleistung vergrößert wird. Die Länge der ein- Werkstoff sind zwischen dem unteren und dem nächzelnen Kanäle zwischen benachbarten Zwischenräumen io sten Block vorgesehen, so daß der Kanal 11 an dieser beträgt das IV2- bis 15fache des Durchmessers jedes Stelle und bei jeder zweiten Unterbrechung der Blöcke einzelnen Kanals, und die Zwischenräume haben quer abgeschlossen wird. Die Dichtungsringe 23 dienen zu den Kanälen vorzugsweise eine mindestens 50% auch als Sperringe und schließen den Raum zwischen größere Fläche als die Fläche, die die Kanäle ein- dem Gehäuse 22 und der Säule an jeder zweiten nehmen, die in einen Zwischenraum münden. Die 15 Unterbrechung der Blöcke ab, sie sind gegenüber den Kanäle 13 liegen quer zur Außenfläche der Blöcke, wo, Scheiben 50 versetzt. Demzufolge fließt die Flüssigwie noch beschrieben werden wird, weitere Zwischen- keit, die bei 47 eintritt, durch die Kanäle 13 in dem räume vorgesehen sind, und die Kanäle benachbarter unteren Block in einen Raum 51, der den unteren und Blöcke sind im Winkel zueinander angeordnet. Dies den benachbarten Block seitlich überbrückt. Die Flüswird dadurch bewirkt, daß die einzelnen Blöcke im ao sigkeit fließt dann in die Kanäle 13 des nächsten Blok-Verhältnis zu den benachbarten umgekehrt gelegt wer- kes und durch diese hindurch in den Kanal 11. Dann den. Diese Anordnung vergrößert die Wirbelbildung fließt die Flüssigkeit nach oben und wird durch die in den Kanälen und in den Zwischenräumen an dem nächste Scheibe 50 nach außen durch die Kanäle 13 äußeren Umfang der Blöcke. Die Stärke der einzelnen des nächsten Blockes in den nächsten Raum 51 abge-Zwischenräume ist vorzugsweise größer als ein Drittel 25 lenkt usf. bis zum Kopf der Säule, wo die Flüssigkeit des Durchmessers oder des mittleren Durchschnitts- schließlich durch ein Loch 53 in der oberen Stirndurchmessers der darin befindlichen Kanäle. Zwar platte, das Loch 54 in der oberen Klemmplatte und werden die Blöcke vorzugsweise aus Graphit oder das Auslaß rohr 55 abfließt.speed in the adjoining space and holes 40,41 in the lower face plate, holes 42,43 then flows into channels 12 in the next block. in the lower clamp plates and outlet pipes 44,45 The channels 12 of adjacent blocks are led away from one another. The other heat exchange fluid enters offset to avoid that the liquid through a pipe 47, a hole 48 in the lower clamp straight through the gap in the next 5 plate and one to the channel 11 in the lowest adjacent, corresponding channel flows, whereby block leading hole 49 in the lower: end plate an enlarged vortex formation in the intermediate one. Sealing means in the form of locking disks 50 space causes and. consequently the heat transfer from carbon, rubber or other suitable performance is increased. The lengths of the one material are between the lower and the next Channels between adjacent spaces io most block provided so that the channel 11 at this is IV2 to 15 times the diameter of each point and every other interruption of the blocks individual canal, and the gaps have to be closed transversely. The sealing rings 23 are used to the channels preferably at least 50% also as locking rings and close the space between larger area than the area that the channels on the housing 22 and the column on every other take that lead into a space. The 15 interruption of the blocks, they are opposite the Channels 13 are transverse to the outer surface of the blocks where disks 50 are offset. As a result, the liquid flows like will be described, further intervening which occurs at 47 through the channels 13 in the spaces are provided, and the channels of adjacent lower block in a space 51, the lower and Blocks are arranged at an angle to each other. This laterally bridged the neighboring block. The flow will this causes the individual blocks in the ao fluid then flows into the channels 13 of the next block ratio to the neighboring is placed upside down and through this into the channel 11. Then the. This arrangement increases the vortex formation, the liquid flows upwards and is through the in the channels and in the spaces on the next disc 50 to the outside through the channels 13 outer perimeter of the blocks. The strength of the individual of the next block in the next space 51 ab-gaps is preferably greater than one third 25 diverts etc. to the top of the column where the liquid of the diameter or the mean average- finally through a hole 53 in the upper face diameter of the channels in it. Although plate, the hole 54 in the upper clamping plate and the blocks are preferably made of graphite or the outlet tube 55 drains.

Kohlenstoff hergestellt, sie können aber auch aus Monel- Wie in Fig. 3 und 4 gezeigt, kann der Block 58 Metall, Silicium-Karbid oder anderem Werkstoff her- 30 statt zylindrisch auch rechteckig sein,
gestellt werden. Graphit wird infolge seiner guten Die Blöcke sind an ihren gegenüberliegenden Fläthermischen Leitfähigkeit in Verbindung mit seiner chen mit Räumen 59 und Dichtungen 60 versehen. An Widerstandsfähigkeit gegenüber chemischen Einwir- ihren Seitenflächen sind Räume 61 vorgesehen, die kungen bei gehobenen Temperaturen bevorzugt. Seine durch Dichtungsrippen 62 an den Deckeln 63 voneingünstigste mechanische Eigenschaft besteht in seiner 35 ander getrennt sind, gegebenenfalls können nachDruckfestigkeit und Formgebung gemäß der vor- giebige Dichtungen zwischen den Dichtungsrippen 62 liegenden Erfindung. Die axiale Länge der Blöcke be- und den. Blöcken vorgesehen sein. Die Blöcke haben trägt vorzugsweise ungefähr die Hälfte bis ein Fünf- eine Reihe senkrechter Kanäle 65 und eine Reihe von tel des Durchmessers. Die Zahl der Kanäle 12 kann Querkanälen 66. Die Kanäle beider Reihen gehen in bei Flüssigkeiten zweckmäßigerweise sechs bis dreißig 40 der Richtung der Breite bzw. Tiefe der Blöcke durch Kanäle in jedem der fünf bis dreißig in Abständen diese hindurch, d. h. in Richtung der kurzen Durchvoneinander radial angeordneten Abschnitten betra- messer und nicht in Richtung ihrer Länge, um die gen, bei Gasen jedoch beträchtlich mehr. Kanäle kurz zu halten. Die in die obere Stirnplatte 72As shown in FIGS. 3 and 4, the block 58 can be made of metal, silicon carbide or other material, but can also be rectangular instead of cylindrical,
be asked. Graphite is due to its good The blocks are provided with spaces 59 and seals 60 at their opposite fläthermal conductivity in connection with its surfaces. Rooms 61 are provided for resistance to chemical influences, which are preferred at elevated temperatures. Its mechanical property, which is most favorable due to the sealing ribs 62 on the covers 63, consists in its being separated from each other; The axial length of the blocks and the. Blocks may be provided. The blocks preferably have approximately one-half to one-fifth of a series of vertical channels 65 and a series of tel of the diameter. The number of channels 12 can be transverse channels 66. The channels of both rows go in liquids expediently six to thirty 40 of the direction of the width or depth of the blocks through channels in each of the five to thirty at intervals through them, ie in the direction of the short mess radially arranged sections are smaller and not in the direction of their length, around the gene, but considerably more in the case of gases. Keep channels short. The in the upper face plate 72

Die Blöcke werden von Teilen 22 eines äußeren Ge- eintretende Flüssigkeit geht nach unten durch alleThe blocks are made up of parts 22 of an outer entering liquid going down through all

häuses mit Dichtungsringen 23 an den Fugen zwi- 45 Kanäle 65 und die Räume 59 hindurch und fließt durchhousing with sealing rings 23 at the joints between 45 channels 65 and the spaces 59 and flows through

sehen den Teilen 22 umgeben. Am Kopf und am Boden die untere Stirnplatte 73 ab. Die zweite Wärmeaus-see the parts 22 surrounded. The lower face plate 73 on the head and on the floor. The second heat ex-

der Säule befinden sich Stirnplatten 25, 26, die mit tauschflüssigkeit tritt durch eine öffnung 68 in dasThe column has end plates 25, 26 which, together with the exchange fluid, pass through an opening 68 into the

Klemmplatten 31, 32 im Eingriff stehen und durch Gehäuse ein und fließt durch die Kanäle 66 in demClamping plates 31, 32 are engaged and through housing and flows through channels 66 in the

Bolzen 33 miteinander verbunden sind, so daß die oberen Block, um den ersten Raum 61 herum in dieBolts 33 are connected together so that the upper block, around the first space 61 in the

Blöcke und die Gehäuseteile fest, aber auseinander- 50 Kanäle 66 des nächsten Blockes usf. und läuft schließ-Blocks and the housing parts firmly, but apart - 50 channels 66 of the next block, etc. and runs close-

nehmbar zusammengeklemmt sind. lieh durch einen Auslaß 69 am unteren Teil des Ge-are clamped together. borrowed through an outlet 69 at the lower part of the

Die Teile 22 liegen zwischen Ringen 80, 81, die häuses ab. Zwischen den Blöcken und dem Gehäuse ihrerseits zwischen Ringen 82, 83 angeordnet sind, die und den Stirnplatten sind Dichtungen 79 angeordnet, zwischen den Klemmplatten 31, 32 gehalten werden. Bei der in Fig. 5 gezeigten abgeänderten Form wer-Dichtungsringe 84,85 aus nachgiebigem Werkstoff be- 55 den ähnliche Blöcke 58 verwendet, es sind aber zwei finden sich unter Druck in Aussparungen zwischen solcher Säulen von Blöcken nebeneinander angeordnet den Stirnplatten 25, 26 und den Ringen 80, 81 und mit Zwischenräumen 74 und Dichtungen 75 an den 82, 83. Die Dichtung dient dazu, eine Undichtigkeit einander gegenüberliegenden Flächen der beiden zu verhüten, falls sich die Ringe 80, 82 oder 81, 83 Säulen. Die erste Flüssigkeit tritt bei 72 ein und fließt infolge ungleichmäßiger Ausdehnung zwischen der 60 gleichzeitig durch die Kanäle 65 beider Säulen ab-Blocksäule 10 und dem Gehäuse 22 verschieben. wärts zu dem Auslaß 73, während die zweite Flüssig-Weitere Dichtungsringe 29, 30 sind zwischen den keit bei 68 eindringt und durch die Kanäle 66 in einer Ringen 80, 81 und den benachbarten Enden des Ge- zickzackförmigen Bahn zu dem Auslaß 69 am unteren häuses 22 angeordnet. Teil des Gehäuses fließt.The parts 22 are between rings 80, 81, the häuses. Between the blocks and the case in turn are arranged between rings 82, 83, and seals 79 are arranged on the end plates, are held between the clamping plates 31,32. In the modified form shown in FIG. 5 were sealing rings 84, 85 made of resilient material are 55 similar blocks 58 used, but there are two are found under pressure in recesses between such columns of blocks arranged side by side the end plates 25, 26 and the rings 80, 81 and with spaces 74 and seals 75 on the 82, 83. The seal serves to prevent a leak from opposing surfaces of the two to prevent if the rings 80, 82 or 81, 83 pillars. The first liquid enters at 72 and flows due to uneven expansion between the 60 at the same time through the channels 65 of both columns from the block column 10 and the housing 22 move. towards the outlet 73, while the second liquid further Sealing rings 29, 30 are penetrated between the speed at 68 and through the channels 66 in one Rings 80, 81 and the adjacent ends of the zigzag path to the outlet 69 at the bottom housing 22 arranged. Part of the housing flows.

Einlaßrohre 34, 35 führen zu Bohrungen 36, 37 in 65 Die Dichtungen können aus elastischem Werkstoff, den Klemmplatten, die mit Löchern 38, 39 in den z. B. Poly-tetra-fluoräthylen, Gummi, graphitiertem Stirnplatten in Verbindung stehen. Letztere führen zu Asbest und ähnlichen Werkstoffen, gefertigt sein. Die den Kanälen 12 in dem oberen Block. Die Flüssigkeit, Wahl des Werkstoffes hängt von der Natur der Flüsdie in die Rohre 34, 35 eingeführt wird, fließt durch sigkeit, der in Betracht kommenden Temperaturalle Kanäle 12 in der Säule und wird schließlich durch 70 bereiche usw. ab. Inlet pipes 34, 35 lead to bores 36, 37 in 65 The seals can be made of elastic material, the clamping plates with holes 38, 39 in the z. B. Poly-tetra-fluoroethylene, rubber, graphitized Face plates are in connection. The latter lead to asbestos and similar materials to be manufactured. the the channels 12 in the upper block. The fluid, choice of material depends on the nature of the fluid is introduced into the tubes 34,35, fluid flows through all the channels 12 in the column and is eventually drained through 70 areas and so on.

Bei manchen besonderen Verwendungsformen kann ein Kitt oder Zement an Stelle der Dichtungen verwendet werden. Letzterer muß jedoch leicht entfernbar und ersetzbar sein, so daß er die Auswechselbarkeit der einzelnen Bestandteile des Zusammenbaues nicht verhindert.In some special uses, putty or cement can be used in place of the seals will. However, the latter must be easily removable and replaceable, so that it can be replaced of the individual components of the assembly is not prevented.

In manchen Fällen ist die Elastizität der Dichtungen ausreichend, um Schwierigkeiten auszugleichen, die durch die verschiedene Ausdehnung des Austauschers auftreten. Wo dies nicht der Fall ist, beispielsweise infolge sehr weiter Arbeitstemperaturbereiche und/oder eines großen Unterschiedes der entsprechenden Wärmeausdehnungskoeffizienten der für den Zusammenbau verwendeten Werkstoffe, können Federn od. dgl. an. den Verankerungsstangen oder sonstwo vorgesehen sein, um die Teile nachgiebig gegeneinanderzudrücken. In some cases the elasticity of the seals sufficient to compensate for difficulties caused by the different expansion of the exchanger appear. Where this is not the case, for example as a result of very wide working temperature ranges and / or a large difference in the corresponding coefficients of thermal expansion for the assembly Materials used, springs or the like can be used. the anchor rods or anywhere else be provided to resiliently press the parts against one another.

Wenn ein korrosives Mittel behandelt werden soll, kann der äußere Mantel gegen chemische Angriffe dadurch geschützt werden, daß. seine Innenfläche mit einer korrosionsfesten Verkleidung versehen wird, beispielsweise synthetischem Gummi, Kohlenstoff oder ähnlichen· korrosionsfesten Werkstoffen, wie bei 86 in Fig. 1 gezeigt.If a corrosive agent is to be treated, the outer jacket can protect against chemical attack be protected that. its inner surface is provided with a corrosion-resistant lining, for example synthetic rubber, carbon or similar corrosion-resistant materials, as at 86 in FIG Fig. 1 shown.

Der äußere Mantel kann auch aus kurzen Gummiringen oder Ringen aus anderem zusammendrückbarem Werkstoff hergestellt werden. In diesem Fall kann das System durch Verankerungsstangen zusammengehalten und ihm Steifigkeit verliehen werden, die senkrecht durch die Wände der kurzen Ringe, parallel zu ihren Achsen laufen und diese Ringe nachgiebig aneinanderdrücken.The outer jacket can also consist of short rubber rings or rings of other compressible material Material are produced. In this case the system can be held together by anchoring rods and given it rigidity, perpendicular through the walls of the short rings, parallel run to their axes and push these rings together yieldingly.

Durch geeignete Ausführung ist es möglich, die Fließgeschwindigkeit des einen Mittels durch die Vorrichtung so- auszugleichen, daß sie über deren ganzer Länge im wesentlichen gleichförmig ist oder ein im wesentlichen fortlaufendes positives oder negatives Fließgefälle erzeugt wird, so daß diese Geschwindigkeit in den verschiedenen Teilen und Abschnitten der Vorrichtung eine spezifische, verschiedene Größe aufweist, beispielsweise dadurch, daß Kanäle verschiedener Durchmesser in den Blöcken vorgesehen werden.With a suitable design it is possible to control the flow rate of one medium through the device to compensate so that it is substantially uniform over its entire length or an im substantial continuous positive or negative flow gradient is generated, so that this speed has a specific, different size in the different parts and sections of the device, for example by providing channels of different diameters in the blocks.

Beispielsweise durch eine Anordnung, wie in Fig. 5 gezeigt, sind auch solche Vorrichtungen möglich, die mehr als zwei senkrechte Säulen haben und besonders vorteilhaft sind, wenn sehr große Wärmeübertragungsflächen erforderlich sind.For example, by an arrangement as shown in FIG. 5, devices are also possible which have more than two vertical columns and are particularly advantageous when very large heat transfer surfaces required are.

Da die Wärmeübertragungselemente zweckmäßigerweise durch Druckverfahren hergestellt werden können, ist es möglich, die Einstellung der Graphitkristalle derart zu steuern, wie es für die Wärmeübertragungsleistung in der erforderlichen Richtung am vorteilhaftesten ist.Since the heat transfer elements can expediently be produced by printing processes, it is possible to control the setting of the graphite crystals as it is for the heat transfer performance is most beneficial in the required direction.

Die Erfindung ist sehr vielseitig und ermöglicht die Schaffung günstigster Arbeitsbedingungen entsprechend den besonderen Erfordernissen; z. B.:The invention is very versatile and enables the creation of the most favorable working conditions accordingly the special requirements; z. B .:

a) Es kann wünschenswert sein, einen möglichst langen Weg zu haben, auf dem die Wärmeübertragungsmittel im Gegenstrom fließen. Das kann dadurch erreicht werden, daß die Anzahl der abwechselnden Sperren vergrößert wird. Er kann ferner dadurch vergrößert werden, daß die Zahl und/oder die Querschnittsflächen der Einlaßöffnungen der Wärmeübertragungskanäle verkleinert werden, während das Gesamtvolumen der Kanäle der einzelnen waagerechten Gruppe konstant gehalten wird, oder dadurch, daß der Weg eine konzentrische, spiralförmige oder ähnliche Form hat. Die Länge der Bahn durch die senkrechten Kanäle kann dadurch vergrößert werden, daß die notwendigen Sperren in den oberen und unteren Stirnplatten, vorgesehen werden, um ein Mehrkanalsystem herzustellen. Im Falle von Konstruktionen, der in Fig. 1 und 3 gezeigten Art würde es jedoch notwendig sein, Rippen oder Sperren in den einzelnen Vertiefungen 14 (21) bzw. 59 entsprechend denen in den Stirnplatten vorzusehen. Bei Anordnungen nach Fig. 5 können die Mehrkanalsperren in den Stimplatten zweckmäßigerweise den entsprechenden Säulen der Wärmeaustauschblöcke 58 entsprechen.a) It may be desirable to have as long a path as possible on which the heat transfer medium flow in countercurrent. This can be achieved by increasing the number of alternating Lock is enlarged. It can also be increased by the fact that the number and / or the cross-sectional areas of the inlet openings of the heat transfer channels are reduced, while the total volume of the channels of the individual horizontal group is kept constant, or by the fact that the Path has a concentric, spiral or similar shape. The length of the path through the vertical Channels can be enlarged by placing the necessary barriers in the upper and lower end plates, can be provided in order to produce a multi-channel system. In the case of constructions in However, the type shown in Figs. 1 and 3 would require ribs or locks in the individual indentations 14 (21) and 59 are to be provided in accordance with those in the end plates. In arrangements according to FIG. 5 can expediently the multi-channel barriers in the face plates of the corresponding columns Heat exchange blocks 58 correspond.

b) Wenn es gewünscht wird, kann die entgegengesetzte Wirkung wie bei a) erzielt werden, indem das Verfahren umgekehrt und, wenn nötig, alle Sperren fortgelassen werden.b) If so desired, the opposite effect as in a) can be achieved by reverse the procedure and, if necessary, remove all locks.

c) Durch Einstellung oder Ausgleichung der unter a) und b) erwähnten Kennzeichen ist es möglich, die Fließeigenschaften des durch die waagerechten Kanäle gehenden Wärmeübertragungsmittels so zu steuern, daß es entweder mit gleichförmiger Geschwindigkeit durch die Vorrichtung fließt oder mit einem gleichförmigen positiven oder negativen Gefälle der Fließgeschwindigkeit oder mit gesteuerten, verschiedenen Fließgeschwindigkeiten für verschiedene Teile der Vorrichtung.c) By setting or adjusting the characteristics mentioned under a) and b), it is possible to the flow properties of the heat transfer medium passing through the horizontal channels are as follows to control that it flows either at a uniform rate through the device or with a uniform positive or negative gradient of the flow velocity or with controlled, different Flow rates for different parts of the device.

d) Die Einstellung der unter c) angeführten Kennzeichen zur Vergrößerung der Wirbelbildung an Stellen, wo dies am wünschenswertesten ist.d) The setting of the indicators listed under c) to enlarge the vortex formation in places, where this is most desirable.

Ein Verfahren zur Veränderung der Fließbahn besteht darin, Blöcke zu verwenden, in denen diametral gegenüberliegende radiale Kanäle zu kreisförmigen Kanälen oder Bohrungen führen, die durch diametral gegenüberliegende, um 90° gegenüber den ersterwähnten versetzte Kanäle mit einem weiteren kreisförmigen Kanal in Verbindung stehen, der wiederum durch diametral gegenüberliegende Kanäle mit einem mittleren Loch in dem Block in Verbindung stehen kann.One method of changing the flow path is to use blocks in which diametrically opposing radial channels lead to circular channels or bores through diametrically opposite channels, offset by 90 ° with respect to the first mentioned, with a further circular one Channel are connected, in turn by diametrically opposite channels with a central Hole in the block can communicate.

Wenn gewünscht, können die Reihen der Kanäle in den Blöcken nicht in verschiedenen, sondern, in der gleichen Richtung angeordnet sein, z. B. können lauter radiale oder lauter senkrechte Kanäle vorgesehen sein, und durch geeignete Dichtungen und Stirnplatten können die beiden Fließbahnen zickzackförmig oder geradlinig gestaltet werden.If desired, the rows of channels in the blocks can not be in different, but in the be arranged in the same direction, e.g. B. louder radial or louder vertical channels can be provided be, and through suitable gaskets and end plates, the two flow paths can be zigzag or zigzag be designed in a straight line.

Die Bolzen oder Verankerungsstangen 33 können gegebenenfalls auch durch dieBlöckegehen, wobei sie dann als zusätzliche Zentriermittel für die Blöcke dienen.The bolts or anchoring rods 33 may also go through the blocks, if so desired serve as additional centering means for the blocks.

Der Wärmeaustauscher kann ferner mit einem oder mehreren Flügelrädern versehen sein. Dies ist besonders für Wärmeaustauscher geeignet, die aus zylindrischen Blöcken hergestellt sind, und bei einer zweckmäßigen Ausführung wird das Flügelrad gleichachsig innerhalb eines Elementes von ähnlicher äußerer Form an den Blöcken angeordnet und bildet eine fortlaufende senkrechte Säule mit den Blöcken. Dieses Element kann ans Kohlenstoff gefertigt sein und kann einen beliebigen Block ersetzen, z. B. den ersten oder zweiten Block von oben oder unten. Dieses Element kann ohne Wärmeaustauschkanäle sein, aber eine große Vertiefung aufweisen, die gleichachsig in dessen oberem Ende liegt, um das Flügelrad aufzunehmen, während das untere Ende bis auf eine oder mehrere öffnungen geschlossen ist. Die öffnungen stehen mit dieser Vertiefung und mit einer der Kanalreihen in dem benachbarten Block in Verbindung. Dieses Element hat vorzugsweise einen ähnlichen Außendurchmesser wie die anderen Blöcke 10 von Fig. 1 und 2, es kann aber gegebenenfalls der Außenr durchmesser größer oder kleiner sein. Das Element kann auch durch einen der Wärmeaustauschblöcke 10 gebildet werden, und das Flügelrad kann in dem vorhandenen mittleren zylindrischen Kanal 11 in demThe heat exchanger can also be provided with one or more impellers. This is special suitable for heat exchangers made from cylindrical blocks, and at a convenient one Execution, the impeller is equiaxed within an element of similar exterior Form arranged on the blocks and forms a continuous vertical column with the blocks. This Element can and can be made of carbon replace any block, e.g. B. the first or second block from the top or bottom. This element can be without heat exchange channels, but one have a large indentation that is coaxial in its upper end to accommodate the impeller, while the lower end is closed except for one or more openings. The openings stand with this recess and with one of the rows of channels in the neighboring block. This element preferably has a similar one Outer diameter like the other blocks 10 of FIGS. 1 and 2, but it can optionally be the outer diameter be larger or smaller in diameter. The element can also be passed through one of the heat exchange blocks 10 be formed, and the impeller can be in the existing central cylindrical channel 11 in the

Block gelagert sein. Es kann eine oder beide Flüssigkeiten treiben.Be stored in the block. It can be either or both liquids to drive.

Die einzelnen Blöcke 10 sind vorzugsweise aus einem einzigen Stück gepreßt und im Gegensatz zu einem durch feste Verbindung einzelner Platten mittels eines Zementes gefertigten Blockes von homogenem, monolithischem Bau. Die Kanäle 12,13 werden vorzugsweise in die Blöcke gebohrt.The individual blocks 10 are preferably pressed from a single piece and in contrast to a block of homogeneous, monolithic construction made by firmly connecting individual slabs using cement. The channels 12,13 are preferably drilled into the blocks.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Heat exchanger, consisting of at least two blocks with two rows crossing each other of channels for receiving two heat exchange means, at least one of which is one Is liquid, each pair of blocks having faces, in their respective channels of the one Open row and through a space running in the transverse direction of the channels are separated and the spaces are sealed all around by seals that the channels ao leave free so that the liquid from the channels of one block into the space and from flows here to the corresponding channels of the adjacent block, characterized in that the length of the individual channels of at least one of the two rows of channels 1.5 to 15 times the diameter of each individual channel.

2. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the channels on each other opposite sides of the space are offset from one another.

3. Heat exchanger according to one of the preceding claims, wherein the blocks with a Cavities are provided in which the channels extending in different directions of the one Set open, characterized in that the blocks are cylindrical and with a central axial Channel provided for the passage of the heat exchange fluid, and the one set of Channels parallel to the axis of this axial channel and the second set directed transversely to this axis is.

4. Heat exchanger according to claim 3, characterized in that the transverse channels are arranged in rows that are tangential to a small cylindrical surface that is coaxial with the block lies.

5. Heat exchanger according to claim 4, characterized in that the blocks are coaxial to one another are arranged and the individual blocks are reversed in relation to the neighboring ones.

6. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that a number of blocks are arranged in the same direction to form a column, and a housing surrounding the column is provided which is at a certain distance from the column lies, and in the space between the column and the housing obstacles that too Form seals are inserted so that a zigzag flow of the heat exchange fluid through the transverse canals.

7. Heat exchanger according to claim 6, characterized in that the obstacles in the form of Panels are made, which are arranged in gaps along the channel on the column, and further obstacles are provided offset from the plates.

8. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the blocks or some of them in a known manner from a single pressed homogeneous monolithic block.

9. Heat exchanger according to claim 1 or 2, characterized in that two or more adjacent columns of rectangular blocks are provided and between them one or there are several inner spaces.

10. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that at least one impeller for one of the heat exchange means in an opening of an element is provided which has at least one bore that connects between the impeller and makes one of the rows of holes.

11. Heat exchanger according to claim 10, characterized in that the containing the impeller Element at one end coaxially with a block of the heat exchanger has a recess for receiving the impeller and the other end of this element with the exception at least one with the recess and with one of the rows of holes in the neighboring block communicating opening is completed and that the element has a similar exterior Has the shape of the blocks and forms a continuous column with them.

12. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the edges of the recesses forming the spaces on the end faces of the blocks are grooved are.

Considered publications:
German Patent No. 821,653;
French Patent No. 589 522;
British Patent No. 546,317;
Chemical Engineering, June 1953, pp. 237 and 238.

1 sheet of drawings