DE1095864B - Plattenwaermeuebertrager fuer Medien verschiedenen Druckes mit zwischen den Platten angeordneten gewellten Blechen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf Plattenwärmeübertrager für die Wärmeübertragung zwischen Medien verschiedenen Druckes, bestehend aus parallelen Platten mit zwischen den Platten angeordneten gewellten Blechen, zwischen denen und den Platten Kanäle in Strömungsrichtung gebildet werden. Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Wellenform der Bleche für das unter niedrigerem Druck stehende Medium geradlinige Abstützungen von Platte zu Platte und die Wellenform der Bleche für das unter höherem Druck stehende Medium S-förmig gekrümmte Verbindungen von Platte zu Platte aufweist.

Auf diese Weise wird weitgehendst verhindert, daß die unter niedrigerem Druck stehenden Räume zusammengedrückt werden. Wenn andererseits eine gewisse Bewegung der Begrenzungsplatten in diesem Sinn erfolgt, der Abstand der einen Raum von höherem Druck begrenzenden Platten voneinander sich also leicht vergrößert, so lösen sich dennoch die gewellten Bleche dieses Hochdruckraumes nicht von den begrenzenden Platten, da sie infolge ihrer S-förmigen Krümmung elastisch genug sind, dieser Abstandsvergrößerung zu folgen. Zur Aufnahme der die Begrenzungsplatten der Hochdruckteile auseinanderdrängenden Druckkräfte kann eine an sich bekannte, besonders ausgebildete Umfassung vorgesehen sein, z. B. in Gestalt besonders starker oder mit Rippen versehener Abschlußplatten. Auf diese Weise werden die zwischen den Begrenzungsplatten der Hochdruckteile angeordneten Kanalwände weitgehend von der Zugbeanspruchung zum Zusammenhalten der Begrenzungsplatten entlastet.

Es wird weiterhin vorgeschlagen, daß die durch die gewellten Bleche gebildeten Kanalwände mindestens in dem nicht an den Platten anliegenden Gebiet in Strömungsrichtung in an sich bekannter Weise Unterbrechungen aufweisen. Auf diese Weise wird der Wärmeübergang gegenüber nicht unterbrochen durchlaufenden Kanälen wesentlich gesteigert. Der Wärmeübergang ist nämlich proportional dem Temperaturgradienten an der Wand. Dieser Temperaturgradient wird zu Beginn des Eintritts einer Strömung in einen Kanal sehr steil sein, da zunächst einmal sämtliche Stromfäden die gleiche Temperatur haben. Im Lauf des Durchströmens kühlen sich dann die in der Nähe der Wandung liegenden Stromfäden ab bzw. heizen sich auf, bis sich ein Gleichgewichtszustand einstellt, bei dem der maximale Temperaturunterschied gegenüber der Wand in der Mitte des Kanals liegt und nach den Seiten hin verhältnismäßig allmählich abnimmt. Wenn nun erfindungsgemäß die Kanalwände immer wieder unterbrochen werden, so wird die Strömung bei jeder Unterbrechung erneut durch Wirbelbildung Plattenwärmeübertrager für Medien

verschiedenen Druckes

mit zwischen den Platten angeordneten

gewellten Blechen

Anmelder:

Daimler-Benz Aktiengesellschaft, Stuttgart-Untertürkheim, Mercedesstr. 136

Dr.-Ing. Heinrich Kühl, Soers über Aachen, ist als Erfinder genannt worden

gestört, der Temperaturverlauf über dem Strömungsquerschnitt also wieder vergleichmäßigt, so daß der Temperaturgradient in Wandnähe beim Eintritt in das nächste Kanalstück wieder sehr groß ist.

Auf diese Weise erhält man auf der ganzen Länge der Strömung durch den Wärmeübertrager den hohen Wärmeübergang, der beim einfachen Rohr nur unmittelbar nach dem Eintritt vorhanden ist.

Durch diese Unterbrechungen werden die Verbindungsflächen zwischen den Blechen und den Platten zwar ebenfalls unterbrochen, so daß die z. B. gelötete Verbindung insgesamt gesehen nicht soviel Zugkraft aufnehmen kann wie bei nicht unterbrochenen Blechen, doch kann dies leicht durch die obenerwähnten starken Abschlußplatten kompensiert werden.

Eine einfache Herstellung der gewünschten Unterbrechungen ergibt sich dann, wenn die gewellten Bleche in an sich bekannter Weise aus vielen quer zur Strömungsrichtung verlaufenden Streifen bestehen, die im Abstand voneinander angeordnet sind. Andererseits ist es auch möglich, einen erfindungsgemäßen Plattenwärmeübertrager so herzustellen, daß die gewellten Bleche in an sich bekannter Weise aus je einem oder mehreren einheitlichen Stücken Blech bestehen, welche Aussparungen aufweisen, die den gewünschten Unterbrechungen entsprechen. Auf diese Weise ist dann eine genaue gegenseitige Lage der Teilkanäle gewährleistet.

Wenn man, wie weiterhin vorgeschlagen wird, die durch die Unterbrechungen voneinander getrennten Kanalstücke in an sich bekannter Weise quer zur Strömungsrichtung versetzt anordnet, so erreicht man noch sicherer eine Störung des am Ende des einzelnen Kanalstückes vorhandenen Temperaturprofils und

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kann den Abstand der einzelnen Streifen in Strömungsrichtung auch vermindern.

Zur Verringerung der Strömungsverluste können die durch die Bleche und durch die Platten gebildeten Kanalwände abgerundete Stirnseiten bzw. — parallel 5 zu den Platten geschnitten gedacht — Strömungsprofile aufweisen. Weiterhin wird vorgeschlagen, dann, wenn Verstopfungen des Wärmeübertragers durch mit den Strömen mitgeführte Fremdkörper zu befürchten sind, die Durchströmquerschnitte der einzelnen Kanalstücke voneinander abweichen zu lassen, und zwar vorzugsweise so, daß die beim Eintritt des strömenden Mediums in dem Wärmeübertrager gelegenen Kanalstücke einen größeren Querschnitt aufweisen.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

Fig. 1 zeigt schaubildlich einen Plattenwärmeübertrager nach dem Kreuzstromprinzip und

Fig. 2 einen solchen nach dem Gegenstromprinzip im Schnitt.

In Fig. 1 sind mit 10 bis 14 die Platten bezeichnet, welche die Durchströmräume für die beiden im Wärmeaustausch miteinander stehenden Medien trennen. Je eine große Zahl von einzelnen, scharfkantiggeradlinig gewellten Blechstreifen 17 und 18 bilden Kanäle für das von vorn nach hinten strömende, unter niedrigerem Druck stehende Medium, während je einzelne S-förmig gekrümmte Blechstreifen 15 und 16 Kanäle für das senkrecht zur Richtung des ersten Mediums strömende, unter höherem Druck stehende Medium bilden. Wenn sich unter dem Einfluß des höheren Druckes in den die Blechstreifen 15 und 16 enthaltenden Räumen die die Blechstreifen 17 und 18 enthaltenden Räume etwas zusammendrücken sollten, was allerdings durch die geradlinigen Abstützungen der Blechstreifen 17 und 18 weitgehend verhindert werden soll, so reißen die S-förmig gekrümmten Blechstreifen 15 und 16 doch nicht von den Begrenzungsplatten ab, an die sie z. B. angelötet sind, da die S-Form genügend Elastizität für ein Nachgeben in der Zugrichtung gewährleistet.

Fig. 2 zeigt den Querschnitt durch einen anderen erfindungsgemäßen Plattenwärmeübertrager, bei dem außer den eigentlichen Wärmeübertragungsplatten noch zwei Abschlußhalteplatten 21 und 22 angebracht sind. Die Gasströme verlaufen hier im Gegenstrom, wie durch die Symbole auf den Beschauer zulaufender und von ihm weglaufender Pfeile 23 bzw. 24 angedeutet ist. Das Medium mit der Strömungsrichtung 23 soll unter wesentlich höherem Druck stehen als dasjenige mit der Strömungsrichtung 24. Entsprechend verschieden sind die Wellenformen 26 und 25 der Blechstreifen ausgebildet.

bestehend aus parallelen Platten mit zwischen den Platten angeordneten gewellten Blechen, zwischen denen und den Platten Kanäle in Strömungsrichtung gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenform der Bleche für das unter niedrigerem Druck stehende Medium geradlinige Abstützungen von Platte zu Platte und die Wellenform der Bleche für das unter höherem Druck stehende Medium S-förmig gekrümmte Verbindungen von Platte zu Platte aufweist.

2. Plattenwärmeübertrager nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine an sich bekannte, besonders ausgebildete Umfassung, z. B. besonders starke oder mit Rippen versehene Abschlußplatten.

3. Plattenwärmeübertrager nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die gewellten Bleche gebildeten Kanalwände mindestens in dem nicht an den Platten anliegenden Gebiet in Strömungsrichtung in an sich bekannter Weise Unterbrechungen aufweisen.

4. Plattenwärmeübertrager nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gewellten Bleche aus vielen in an sich bekannter Weise quer zur Strömungsrichtung verlaufenden Streifen bestehen, die im Abstand voneinander angeordnet sind.

5. Plattenwärmeübertrager nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gewellten Bleche in an sich bekannter Weise aus je einem oder mehreren einheitlichen Stücken Blech bestehen, welche den Unterbrechungen entsprechende Aussparungen aufweisen.

6. Plattenwärmeübertrager nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Unterbrechungen voneinander getrennten Kanalstücke in an sich bekannter Weise quer zur Strömungsrichtung versetzt angeordnet sind.

7. Plattenwärmeübertrager nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanalwände abgerundete Stirnseiten bzw. — parallel zu den Platten geschnitten gedacht — Strömungsprofile aufweisen.

8. Plattenwärmeübertrager nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchströmquerschnitte der einzelnen Kanalstücke voneinander abweichen, vorzugsweise so, daß die beim Eintritt des strömenden Mediums in den Wärmeübertrager gelegenen Kanalstücke einen größeren Querschnitt aufweisen.

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Plattenwärmeübertrager für die Wärmeübertragung zwischen Medien verschiedenen Druckes,

55 In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschriften Nr. 1 082 917, 932 988, 208;

USA.-Patentschrift Nr. 2 571 631;

Archiv für die gesamte Wärmetechnik, 1. Jg., 1950,

Heft 8, S. 166 bis 168.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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