DE1131242B - Recuperative heat exchanger with reversible flow paths for the hot and the colder gases - Google Patents

Recuperative heat exchanger with reversible flow paths for the hot and the colder gases

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DE1131242B
DE1131242B DED31566A DED0031566A DE1131242B DE 1131242 B DE1131242 B DE 1131242B DE D31566 A DED31566 A DE D31566A DE D0031566 A DED0031566 A DE D0031566A DE 1131242 B DE1131242 B DE 1131242B
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Germany
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heat exchanger
openings
housing
gases
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DED31566A
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German (de)
Inventor
Hans Gassmann
Karl Birk
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Daimler Benz AG
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Daimler Benz AG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D17/00—Regenerative heat-exchange apparatus in which a stationary intermediate heat-transfer medium or body is contacted successively by each heat-exchange medium, e.g. using granular particles
    • F28D17/02—Regenerative heat-exchange apparatus in which a stationary intermediate heat-transfer medium or body is contacted successively by each heat-exchange medium, e.g. using granular particles using rigid bodies, e.g. of porous material

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Description

Rekuperativ -Wärmetauscher mit umsteuerbaren Durchflußwecen für die heißen und die kälteren Gase Die Erfindung bezieht sich auf einen Rekuperativ-Wärmetauscher, dessen wärmetauschende Masse von gasförmigen Medien durchströmt wird, einerseits von heißen Gasen, z. B. Abgasen einer Brennkraftmaschine, welche Wärme abgeben und andererseits von kälteren Gasen, z. B. der Verbrennungsluft, welche Wärme aufnimmt, wobei die voneinander getrennten Durchflußwege für die heißen Gase und die kälteren Gase umsteuerbar sind, in der Weise, daß abwechselnd die einen Wege von den heißen Gasen und die anderen Wege von den kälteren Gasen und umgekehrt durchströmt werden.Recuperative heat exchanger with reversible flow paths for the hot and the colder gases The invention relates to a recuperative heat exchanger, whose heat-exchanging mass is traversed by gaseous media, on the one hand of hot gases, e.g. B. exhaust gases from an internal combustion engine, which give off heat and on the other hand of colder gases, e.g. B. the combustion air, which absorbs heat, the separate flow paths for the hot gases and the colder gases Gases are reversible in such a way that alternately the one way of the hot Gases and the other paths are traversed by the colder gases and vice versa.

Neben Wärmetauschern, die nach dem Regenerativverfahren arbeiten, sind auch vielfach Rekuperativ-Wärmetauscher in Gebrauch, die sich aus mehreren einzelnen Wärmetauscherelementen, meist sogenannten Plattenwärmetauschern zusammensetzen, welche aus vielen aufeinandergeschichteten, dünnen Platten bestehen, zwischen denen sich Kanäle befinden, von denen die einen von den heißen Abgasen und die anderen von der Verbrennungsluft, die dabei Wärme aufnimmt, durchströmt werden. Um einen hohen Wärmeaustauschgrad zu erzielen, ist man bestrebt, die lichte Weite der Durchströmkanäle möglichst klein zu halten, um viele Platten unterzubringen, was jedoch den Nachteil mit sich bringt, daß die von den Abgasen durchströmten Kanäle rasch durch Rußablagerungen verschmutzen, so daß die unterste Grenze der »hydraulischen Weite« der Durchströmkanäle praktisch nur durch die während des Betriebes eintretende Verrußung bestimmt wird.In addition to heat exchangers that work according to the regenerative process, Recuperative heat exchangers made up of several are also often in use assemble individual heat exchanger elements, usually so-called plate heat exchangers, which consist of many thin plates stacked on top of each other, between which there are ducts, one of which is from the hot exhaust gases and the other the combustion air, which absorbs heat, flows through it. To one To achieve a high degree of heat exchange, efforts are made to reduce the clear width of the flow channels to keep as small as possible to accommodate many plates, but this has the disadvantage entails that the channels through which the exhaust gases flow rapidly through soot deposits pollute, so that the lowest limit of the "hydraulic width" of the flow channels is determined practically only by the soot that occurs during operation.

Zur Entfernung des Rußes sind verschiedene Verfahren in Gebrauch. So z. B. Durchblasen von Druckluft oder Auswaschen der Wärmetauscherelemente mit Flüssigkeit oder Dampf. Alle diese Verfahren haben gewisse Nachteile, insbesondere wenn sie zur Reinigung des Wärmetauschers von Fahrzeugturbinen angewendet werden. Bei Rekuperativ-Wärmetauschern von hohem Austauschgrad und insbesondere dann, wenn viele einzelne Wärmetauscherelemente zu einem Aggregat zusammengefaßt sind, ist es schwierig, die an einer Öffnung des Wärmetauschergehäuses zugeführte Reinigungsluft so über die ganze Fläche zu verteilen, daß überall die zur Rußentfernung erforderliche Geschwindigkeit erreicht wird. Bei Verwendung von Flüssigkeiten oder Dampf besteht die Gefahr, daß diese Medien auch an Lagerstellen des Triebwerkes gelangen und dort Korrosion verursachen.Various methods are used to remove the soot. So z. B. blowing compressed air or washing out the heat exchanger elements with Liquid or vapor. All of these methods have certain disadvantages, in particular if they are used to clean the heat exchanger of vehicle turbines. With recuperative heat exchangers with a high degree of exchange and especially when many individual heat exchanger elements are combined to form a unit it is difficult to clean the air supplied at an opening in the heat exchanger housing Distribute it over the entire surface in such a way that the amount required to remove soot is everywhere Speed is achieved. When using liquids or steam there is the risk that these media also get to bearing points of the engine and there Cause corrosion.

Bei Röhrenwärmetauschern, bei denen jedes einzelne Rohr von einem Mantel in einem derartigen Abstand umschlossen wird, daß die Querschnitte des Rohrinnern und des Außenraumes etwa gleich groß sind, ist es bekannt, zum Zweck der Reinigung der Durchflußwege von schädlichen Ablagerungen mit Hilfe von Umsteuer- und Absperrorganen die Rohrinnenräume und die Rohraußenräume wechselweise von dem zu erwärmenden Medium und dem Heizmittel durchströmen zu lassen.With tubular heat exchangers, in which each individual tube of one Sheath is enclosed at such a distance that the cross-sections of the pipe interior and the outside space are about the same size, it is known for the purpose of cleaning the flow paths of harmful deposits with the help of reversing and shut-off devices the pipe interior and the pipe exterior alternately from the medium to be heated and to allow the heating medium to flow through.

Ferner sind Rekuperativ-Wärmetauscher mit mehreren einzelnen zueinander parallel geschalteten Wärmetauscherelementen bekannt, die in einem gemeinsamen Gehäuse entlang einem Kreisring eingebaut sind und aus vielen aufeinandergeschichteten dünnen Platten bestehen, zwischen denen sich Durchflußwege befinden, wovon abwechselnd aufeinanderfolgend die einen von heißen Gasen und die anderen von kühlerer Luft, kreuzweise zueinander gerichtet, durchströmt werden. Ein wechselweises Umschalten, so daß die einen Durchflußkanäle zeitweilig von heißen Abgasen und die anderen Durchflußwege von kühlerer Luft und umgekehrt beaufschlagt werden, ist hierbei nicht möglich; vielmehr werden hierbei die im Wärmetauschergehäuse zwischen den einzelnen Wärmetauscherelementen angeordneten Zufuhr- und Abfuhrkanäle stets von dem gleichen Medium durchströmt. Das Reinigen der einzelnen Wärmetauscherelemente erfolgt bei dieser bekannten Ausführung nach wie vor mittels Durchblasen von Luft oder dergleichen Mitteln.Furthermore, there are recuperative heat exchangers with several individual ones Known heat exchanger elements connected in parallel, which are in a common housing are built in along a circular ring and made up of many thin layers stacked on top of each other Plates exist, between which there are flow paths, of which alternate one after the other from hot gases and the other from cooler air, directed crosswise to each other, flowed through. Alternating switching, so that the one flow channels temporarily from hot exhaust gases and the other flow paths are acted upon by cooler air and vice versa, is not possible here; rather, those in the heat exchanger housing between the individual heat exchanger elements arranged supply and discharge channels always flows through the same medium. The cleaning of the individual heat exchanger elements takes place in this known embodiment as before by blowing air or similar means.

Über das Bekannte hinaus wird gemäß der Erfindung ein Rekuperativ-Wärmetauscher vorgeschlagen, bei dem a) mehre gleiche, parallel geschaltete, aus vielen aufeinandergeschichteten dünnen Platten bestehende Wärmetauscherelemente vorgesehen sind; b) die einzelnen Wärmetauscherelemente so nebeneinanderliegend im Wärmetauscherg; häuse eingebaut sind, daß einander entsprechende Platten der einzelnen Wärmetauscherelemente in, der gleichen Ebene oder in nicht weit voneinander entfernten parallelen Ebenen liegen und c) die Wärmetauscherelemente unter Berücksichtigung des Plattenformats in solcher gegenseitiger Lage aneinandergereiht sind, daß in Verbindung mit Gehäuseteilen und gegebenenfalls gegenseitigen Abdichtungen um jedes Wärmetauscherelement vier zwickelartige Führungskanäle entstehen, die zur Zu- bzw. Abführung der wärmetauschenden Medien in der Richtung senkrecht zur Plattenebene verwendbar sind. Die Merkmale unter den Punkten a und b sind für sich bereits bekannt.In addition to what is known, a recuperative heat exchanger is provided according to the invention suggested at the a) several identical, connected in parallel many stacked thin plates consisting of heat exchanger elements are provided; b) the individual heat exchanger elements lying next to one another in the heat exchanger; housing are built in that corresponding plates of the individual heat exchanger elements in, on the same level or not far from each other distant parallel planes and c) the heat exchanger elements under consideration of the plate format are lined up in such a mutual position that in Connection with housing parts and possibly mutual seals around each Heat exchanger element four gusset-like guide channels are created, which are used for supply and Dissipation of the heat-exchanging media in the direction perpendicular to the plane of the plate are usable. The features under points a and b are already known per se.

In Ausgestaltung der Erfindung wird weiter vorgeschlagen, in den beiden inneren Stirnwänden des Wärmetauschergehäuses Lufteintritts- und Luftaustrittsöffnungen bzw. Gaseintritts- und Gasaustrittsöffnungen vorzusehen, welche in axialer Verlängerung der Führungskanäle liegen und durch je ein Umsteuerorgan, z. B. je einen Drehschieber, gesteuert werden. Dabei sind in diesen Drehschiebern ebenfalls Lufteintritts- und Luftaustrittsöffnungen bzw. Gaseintritts-und Gasaustrittsöffnungen vorgesehen, und zwar nur die Hälfte der in. den inneren Gehäusestirnwänden befindlichen Öffnungen, wobei die Teilung zwischen den erstgenannten Öffnungen doppelt so groß ist als die Teilung der letztgenannten Öffnungen. Ferner sind erfindungsgemäß die beiden Drehschieber in ihren Betriebsstellungen zueinander so geschaltet, daß die einen Öffnungen, die den auf der anderen Gehäusestirnseite durch den dortigen Drehschieber im Augenblick gesperrten Öffnungen gegenüberliegen, durch den hier befindlichen Drehschieber gleichzeitig freigegeben werden und umgekehrt.In an embodiment of the invention, it is further proposed in the two inner end walls of the heat exchanger housing air inlet and air outlet openings or gas inlet and gas outlet openings to be provided, which are in axial extension the guide channels are and each through a reversing device, z. B. one rotary valve each, being controlled. There are also air inlet and air inlet valves in these rotary valves Air outlet openings or gas inlet and gas outlet openings are provided, and Although only half of the openings in the inner housing end walls, the division between the first-mentioned openings being twice as large as that Division of the latter openings. Furthermore, according to the invention, the two rotary slides switched in their operating positions to each other so that the one openings, the the one on the other face of the housing by the rotary valve there at the moment blocked openings are opposite, through the rotary valve located here at the same time released and vice versa.

Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß auch bei Rekuperativ-Wärmetauschern mit mehreren einzelnen Wärmetauscherelementen das an sich bekannte Reinigungsverfahren, das in einem wechselweisen Durchleiten eines jeden der beiden am Wärmetausch teilnehmenden Medien durch die beiden Kanalgruppen besteht, ohne großen konstruktiven Aufwand durchführbar ist.The invention has the advantage that even with recuperative heat exchangers with several individual heat exchanger elements the known cleaning process, that in an alternate passage of each of the two participating in the heat exchange Media exists through the two channel groups without great design effort is feasible.

Einzelheiten der Erfindung und ihre Wirkungsweise gehen aus der Zeichnung hervor. Sie werden in der Beschreibung hierfür näher erläutert.Details of the invention and its mode of operation can be seen from the drawing emerged. They are explained in more detail in the description.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt die Fig.1 einen Teil eines Rekuperativ-Wärmetauschers mit einzelnen Wärmetauscherelementen in Ansicht auf eine seiner beiden Stirnseiten (Luftein- und -austrittsseite) mit abgenommenem Drehschieber, die Fig.2 einen Radialschnitt durch den Wärmetauscher nach der Linie II-II der Fig. 1, die Fig. 3 eine perspektivische Teilansicht auf die eine Stirnseite (Luftein- und -austrittsseite) des Wärmetauschers, die Fig. 4! eine perspektivische Teilansicht auf die andere Stirnseite (Gasein- und -austrittsseite) des Wärmetausohers und die Fig. 5 eine zwischen zwei Wärmetauscherelementen angeordnete Abdichtung.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing. FIG. 1 shows part of a recuperative heat exchanger with individual heat exchanger elements in view of one of its two end faces (air inlet and outlet side) with removed rotary valve, FIG. 2 shows a radial section through the heat exchanger according to the line II-II of FIG. 1, FIG. 3 shows a perspective partial view one end face (air inlet and outlet side) of the heat exchanger, Fig. 4! a perspective partial view of the other end face (gas inlet and outlet side) of the heat exchanger and FIG. 5 shows one arranged between two heat exchanger elements Seal.

Der trommelartig aufgebaute Rekuperativ-Wärmetauscher wird gebildet durch einzelne kreisringförmig angeordnete Wärmetauscherelemente 11, 12, 13, 14 usw., die aus vielen aufeinandergeschichteten dünnen Platten bestehen, zwischen denen sich Durchströmkanäle für die Luft einerseits und heißen Gase andererseits befinden, die aufeinanderfolgend kreuzweise zueinander verlaufen. In der auf der Luftein-und -austrittsseite gelegenen inneren Stirnwand 15 (Fig.2) des Wärmetauschergehäuses sind Einströmöffnungen 16, 17, 18 usw. und Ausströmöffnungen 19, 20, '21 usw. vorgesehen, die auf einem inneren Teilkreis Ki und einem äußeren Teilkreis Ka in radialer Richtung hintereinanderliegen. Vor der inneren Stirnseite 15 ist ein Drehschieber 24 angeordnet, in dem Einströmöffnungen 16', 18' usw. und Ausströmöffnungen 20' usw. vorgesehen sind. Im Drehschieber 24 sind auf jedem Teilkreis Kca bzw. Ki nur die Hälfte der Öffnungen vorhanden als in der Gehäusestirnwand 15, d. h., die Teilung T zwischen zwei Öffnungen im Drehschieber 24 ist doppelt so groß als die Teilung T' zwischen zwei Öffnungen in der Gehäusestirnwand 15. Auf der Luftein- und -austrittsseite der einzelnen Wärmetauscherelemente 11, 1'2 usw. ist als Abschluß eine stärkere Platte 23 vorgesehen, die kolbenartig in der Wand 15 geführt ist. In den Hohlraum zwischen dem Drehschieber 24 und der Platte 23 wird durch eine Bohrung 41 Druckluft als Federelement eingeleitet, um die Wärmetauscherelemente 11, 12 usw. unter Vorspannung zusammenzuhalten.The drum-like recuperative heat exchanger is formed by individual heat exchanger elements 11, 12, 13, 14, etc., arranged in the shape of a circular ring, which consist of many thin plates stacked on top of one another, between which there are flow-through channels for the air on the one hand and hot gases on the other, which successively cross each other . In the inner end wall 15 (FIG. 2) of the heat exchanger housing located on the air inlet and outlet side, inflow openings 16, 17, 18 etc. and outflow openings 19, 20, '21 etc. Partial circle Ka lie one behind the other in the radial direction. A rotary slide valve 24 , in which inflow openings 16 ', 18' etc. and outflow openings 20 ' etc. are provided, is arranged in front of the inner end face 15. In the rotary valve 24 there are only half of the openings on each pitch circle Kca or Ki than in the housing end wall 15, i.e. the pitch T between two openings in the rotary valve 24 is twice as large as the pitch T 'between two openings in the housing end wall 15 On the air inlet and outlet side of the individual heat exchanger elements 11, 1'2 , etc., a thicker plate 23 is provided as a closure, which is guided in the wall 15 like a piston. Compressed air is introduced into the cavity between the rotary valve 24 and the plate 23 through a bore 41 as a spring element in order to hold the heat exchanger elements 11, 12, etc. together under pretension.

Das vorstehend Erläuterte gilt sinngemäß auch für die Gasein- und -austrittsseite. In der hier gelegenen inneren Gehäusestirnwand 25 sind Gaseintrittsöffnungen 22, 26, 27 usw. und Gasaustrittsöffnungen 28, 29, 30 usw. vorgesehen. Dabei liegt z. B. die Gaseintrittsöffnung 26 der Luftaustrittsöffnung 20 gegenüber. Vor der inneren Gehäusestirnseite 25 befindet sich ein Drehschieber 31, in dem Gaseintrittsöffnungen 22', 27' usw. und Gasaustrittsöffnungen 28', 30' usw. vorgesehen sind. Die äußeren Gehäusestirnseiten sind mit 15' und 25' bezeichnet, die ebenfalls mit Luftein- und -austrittsöffnungen bzw. Gasein- und -austrittsöffnungen versehen sind.What has been explained above also applies accordingly to the gas inlet and outlet side. In the inner housing end wall 25 located here, gas inlet openings 22, 26, 27 etc. and gas outlet openings 28, 29, 30 etc. are provided. Here z. B. the gas inlet opening 26 of the air outlet opening 20 opposite. In front of the inner housing end face 25 there is a rotary slide valve 31 in which gas inlet openings 22 ', 27' etc. and gas outlet openings 28 ', 30' etc. are provided. The outer housing end faces are denoted by 15 ' and 25' , which are also provided with air inlet and outlet openings or gas inlet and outlet openings.

Zwischen den zueinander gerichteten Ecken der einzelnen Wärmetauscherelemente 11, 12 usw. sind seitlich eingekerbte Abdichtungen D angeordnet, die aus je zwei Hälften Dl und D, bestehen, welche an ihren beiden Außenenden (s. Fig. 5) mit Federringen 32 zusammengespannt sind. Auf Grund ihrer Ausbildung sind daher die Abdichtungen D in der Lage, die aus den Wärmeschwankungen resultierenden Dehnungen nachgiebig aufzunehmen.Between the mutually facing corners of the individual heat exchanger elements 11, 12 etc., laterally notched seals D are arranged, each consisting of two halves D1 and D, which are clamped together at their two outer ends (see FIG. 5) with spring washers 32 . Due to their design, the seals D are therefore able to flexibly absorb the expansions resulting from the fluctuations in temperature.

Die einzelnen Wärmetauscherelemente 11, 12 usw. sind auf der Spitze stehend zwischen der inneren Gehäusewand 33 und der äußeren Gehäusewand 34 angeordnet. Die in radialer Richtung außenliegenden Ecken sitzen auf Tragleisten 35 mit eingelegten Dichtungen 36, während die radial innenliegenden Ecken durch elastisch nachgiebige Halteglieder erfaßt werden, die aus in gehäusefesten Führungen 37 in radialer Richtung verschieblich gelagerten Stützkörpern 38 bestehen, welche auf Weltfedern 39 sitzen.The individual heat exchanger elements 11, 12, etc. are on top arranged upright between the inner housing wall 33 and the outer housing wall 34. The corners lying on the outside in the radial direction sit on support strips 35 with inserted ones Seals 36, while the radially inner corners by elastically yielding Holding members are detected, which from in fixed guides 37 in the radial direction There are displaceably mounted support bodies 38 which sit on world springs 39.

Die Wirkungsweise des Rekuperativ-Wärmetauschers ist folgende: Angenommen wird dabei eine Schaltstellung, bei der sich augenblicklich auf der Luftein- und -austrittsseite die Öffnungen 18','20' usw: im Drehschieber 24 mit den Öffnungen 18, 20 in der Gehäusestirnwand 15 bzw. 15' und auf der Gasein-und -austrittsseite die Öffnungen 22', 27'. 29' im Drehschieber 31 mit den Öffnungen'22, 27, 29 in der Gehäusestirnwand 25 decken.The mode of operation of the recuperative heat exchanger is as follows: A switching position is assumed in which the openings 18 ',' 20 'etc. are instantaneously on the air inlet and outlet side: in the rotary valve 24 with the openings 18, 20 in the housing end wall 15 or 15 'and on the gas inlet and outlet side the openings 22', 27 '. 29 'in the rotary slide valve 31 with the openings '22, 27, 29 in the housing end wall 25 .

Die aus dem Verdichter kommende V erbrennLingsluft L tritt durch die im Drehschieber 24 befindlichen Öffnungen 16', 18' usw. und durch die in der Gehäusestirnwand 15 gelegenen Öffnungen 16, 18 usw. in die radial äußeren Führungskanäle Fa ein, durchströmt - dabei Wärme aufnehmend - die Wärmetauscherelemente 11, 12, 13 usw., gelangt in die radial innen gelegenen Führungskanäle Fi und strömt als erhitzte Verbrennungsluft L' durch die Öffnungen 20, 20' usw. wieder ab.The combustion air L coming from the compressor enters the radially outer guide channels Fa through the openings 16 ', 18' etc. in the rotary valve 24 and through the openings 16, 18 etc. in the housing end wall 15, flowing through it - absorbing heat - The heat exchanger elements 11, 12, 13 etc., get into the radially inner guide channels Fi and flows off again as heated combustion air L 'through the openings 20, 20' etc.

Gleichzeitig werden die Wärmetauscherelemente 11, 12, 13 usw. von heißen Abgasen A beaufschlagt (Fig. 4), die auf der gegenüberliegenden Stirnseite 25 durch die Öffnungen 22', 27' usw., in die radial innen gelegenen Kanäle Fi' einströmen, die Wärmetauscherelemente 11, 12, 13 usw. beaufschlagen und über die äußeren Kanäle Fa' und die Öffnungen 29 bzw. 29' als abgekühlte Abgase A' wieder abströmen.At the same time, the heat exchanger elements 11, 12, 13, etc. of hot exhaust gases A acted upon (Fig. 4) on the opposite end face 25 flow through the openings 22 ', 27' etc., into the radially inner channels Fi ', act on the heat exchanger elements 11, 12, 13 etc. and via the outer channels Fa 'and the openings 29 and 29' flow off again as cooled exhaust gases A '.

Die Strömungsrichtungen der Verbrennungsluft L und die der Abgase A liegen innerhalb der einzelnen Wärmetauscherelemente 11, 12, 13 usw. kreuzweise zueinander.The flow directions of the combustion air L and that of the exhaust gases A lie within the individual heat exchanger elements 11, 12, 13, etc. crosswise to each other.

Sobald die zwischen den einzelnen dünnen Platten der Wärmetauscherelemente 11, 12, 13 usw. befindlichen Strömungswege, durch die im Augenblick die Verbrennungsgase strömen, verrußt sind und deshalb dieselben einer Reinigung bedürfen, werden beide Drehschieber 24 und 31 um eine Teilung T' (die Teilung T' beträgt die Hälfte der Teilung T) in Pfeilrichtung X und Y verstellt. Dadurch gelangt die über die Öffnungen 18' usw. im Drehschieber 24 eintretende Verbrennungsluft L nunmehr über die Öffnungen 17 usw. in die Kanäle Fä , durchströmt die einzelnen Wärmetauscherelemente 12, 13 usw. innerhalb der Zwischenwege, die vorher von den heißen Gasen beaufschiagt wurden, und strömt dann über die Führungskanäle Fi' durch die Öffnungen 19, 21 usw. bzw. 20' wieder ab.As soon as the flow paths between the individual thin plates of the heat exchanger elements 11, 12, 13, etc., through which the combustion gases are currently flowing, are sooty and therefore require cleaning, both rotary valves 24 and 31 are opened by a pitch T '(the pitch T ' is half of the division T) adjusted in the direction of the arrow X and Y. As a result, the combustion air L entering through the openings 18 'etc. in the rotary valve 24 now passes through the openings 17 etc. into the channels Fä, flows through the individual heat exchanger elements 12, 13 etc. within the intermediate paths that were previously acted upon by the hot gases, and then flows off again via the guide channels Fi 'through the openings 19, 21 etc. or 20'.

Das eben Gesagte gilt analog auch für die Gasseite. Die heißen Gase A treten durch die Schieberöffnungen 22', 27' usw. ein, gelangen aber nunmehr durch die Öffnungen 26 usw. in die Führungskanäle Fi, durchströmen die Wärmetauscher 12, 13 usw. innerhalb der Zwischenwege, die vorher von der Luft L durchströmt wurden, und gelangen über die Führungskanäle Fa und die Öffnungen 28, 30 bzw. 29', 30' usw. in die Abgassammelleitung 40 und von dort ins Freie.What has just been said also applies analogously to the gas side. The hot gases A enter through the slide openings 22 ', 27' etc., but now pass through the openings 26 etc. into the guide channels Fi, flow through the heat exchangers 12, 13 etc. within the intermediate paths through which the air L previously flowed and pass through the guide channels Fa and the openings 28, 30 or 29 ', 30' etc. into the exhaust manifold 40 and from there into the open.

Die Erfindung schließt nicht aus, daß in einem Rekuperativ-Wärmetauscher mehrere Lagen oder Ringe von einzelnen Wärmetauscherelementen übereinander- bzw. in radialer Richtung ineinanderliegend angeordnet sein können, so daß die Luft bzw. die heißen Gase auch die einzelnen Wärmetauscherelemente der in Serie geschalteten Ringe hintereinander durchströmen können. Auch kann der Lufteintritt und der Gasaustritt auf der einen und der Luftaustritt und der Gaseintritt auf der anderen Stirnseite des Wärmetauschergehäuses liegen.The invention does not exclude that in a recuperative heat exchanger several layers or rings of individual heat exchanger elements on top of each other or can be arranged one inside the other in the radial direction so that the air or the hot gases also affect the individual heat exchanger elements connected in series Rings can flow through one after the other. The air inlet and the gas outlet can also be used on one end and the air outlet and gas inlet on the other of the heat exchanger housing.

Claims (10)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Rekuperativ-Wärmetauscher, dessen wärmetauschende Masse von gasförmigen Medien durchströmt wird, einerseits von heißen Gasen, z. B. Abgasen einer Brennkraftmaschine, welche Wärme abgeben, und andererseits von kälteren Gasen, z. B. der Verbrennungsluft, welche Wärme aufnimmt, wobei die voneinander getrennten Durchflußwege für die heißen Gase und die kälteren Gase umsteuerbar sind, in der Weise, daß abwechselnd die einen Wege von den heißen Gasen und die anderen Wege von den kälteren Gasen und umgekehrt durchströmt werden, dadurch gekennzeichnet, daß a) mehrere gleiche, parallel geschaltete, aus vielen aufeinandergeschichteten dünnen Platten bestehende Wärmetauscherelemente (11, 12, 13, 14 usw.) vorgesehen sind; b) die einzelnen Wärmetauscherelemente so nebeneinanderliegend im Wärmetauschergehäuse eingebaut sind, daß einander entsprechende Platten der einzelnen Wärmetauscherelemente in der gleichen Ebene oder in nicht weit voneinander entfernten parallelen Ebenen liegen; e) daß die Wärmetauscherelemente unter Berücksichtigung des Plattenformats in solcher gegenseitigen Lage aneinandergereiht sind, daß in Verbindung mit Gehäuseteilen und gegebenenfalls gegenseitigen Abdichtungen um jedes Wärmetauscherelement vier zwickelartige Führungskanäle (Fi, Fi', Fa, Fä) entstehen, die zur Zu- oder Abführung der wärmetauschenden Medien in der Richtung senkrecht zur Plattenebene verwendbar sind. PATENT CLAIMS: 1. Recuperative heat exchanger, its heat-exchanging Mass of gaseous media is flowed through, on the one hand by hot gases, z. B. Exhaust gases from an internal combustion engine, which give off heat, and on the other hand from colder ones Gases, e.g. B. the combustion air, which absorbs heat, with each other separate flow paths for the hot gases and the colder gases can be reversed, in such a way that alternating one route from the hot gases and the other Paths are traversed by the colder gases and vice versa, characterized in that that a) several identical, connected in parallel, out of many stacked one on top of the other thin plates existing heat exchanger elements (11, 12, 13, 14, etc.) are provided are; b) the individual heat exchanger elements lying next to one another in the heat exchanger housing are installed that corresponding plates of the individual heat exchanger elements in the same plane or in parallel planes not far from each other lie; e) that the heat exchanger elements taking into account the plate format are lined up in such a mutual position that in connection with housing parts and optionally, mutual seals around each heat exchanger element four Gusset-like guide channels (Fi, Fi ', Fa, Fä) are created that are used for supply or discharge the heat-exchanging media can be used in the direction perpendicular to the plane of the plate are. 2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stirnquerschnitt der einzelnen Wärmetauscherelemente, also das Plattenformat kreisförmig, rautenförmig oder quadratisch ist. 2. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the end cross section of the individual heat exchanger elements, i.e. the plate format is circular, diamond-shaped or square. 3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen einen quadratischen Stirnquerschnitt aufweisenden Wärmetauscherelemente (11, 12, 13, 14 usw.) auf die Spitze gestellt nebeneinänderliegend angeordnet sind und mit ihren Seitenkanten über Abdichtungen (D) miteinander verbunden sind. 3. Heat exchanger according to claim 1 and 2, characterized in that that the individual heat exchanger elements having a square end cross section (11, 12, 13, 14 etc.) are placed side by side on the tip and are connected to one another with their side edges via seals (D). 4. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamten Wärmetauscherelemente (11, 12, 13, 14 usw.) entlang einem Kreisring angeordnet sind. 4th Heat exchanger according to one or more of the preceding claims, characterized in that that the entire heat exchanger elements (11, 12, 13, 14, etc.) along a circular ring are arranged. 5. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den beiden inneren Stirnwänden (15 bzw. 25) des Wärmetauschergehäuses Lufteintritts- und Luftaustrittsöffnungen (16, 17, 18 und 19, 20, 21) bzw. Gaseintritts- und Gasaustrittsöffnungen (22, 26, 27 und 28, 29, 30) vorgesehen sind, welche in axialer Verlängerung der Führungskanäle (Fi, Fi' und Fa, Fd) liegen und durch je ein Umsteuerorgan, z. B. je einen Drehschieber (24 bzw. 31), gesteuert werden. 5. Heat exchanger according to one or more of the preceding claims, characterized in that in the two inner end walls (15 and 25) of the heat exchanger housing Air inlet and air outlet openings (16, 17, 18 and 19, 20, 21) or gas inlet and gas outlet openings (22, 26, 27 and 28, 29, 30) are provided, which in axial extension of the guide channels (Fi, Fi 'and Fa, Fd) lie and through each a reversing device, e.g. B. each a rotary valve (24 or 31) can be controlled. 6. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den beiden Drehschiebern (24 bzw. 31) ebenfalls Lufteintritts- und -austrittsöffnungen (16', 18' und 20') bzw. Gaseintritts-und -austrittsöffnungen (2?', 27' und 29') vorgesehen sind, und zwar nur die Hälfte der in den inneren Gehäusestirnwänden (15 bzw. 25) befindlichen Öffnungen (16, 17, 18, 20, 21) bzw. (22, 26, 27, 29, 30), wobei die Teilung (T) zwischen den erstgenannten Öffnungen (16', 18' usw.) doppelt so groß ist als die Teilung (T') der letztgenannten Öffnungen (16, 17 usw.). 6th Heat exchanger according to one or more of the preceding claims, characterized in that that in the two rotary valves (24 and 31) also air inlet and outlet openings (16 ', 18' and 20 ') or gas inlet and outlet openings (2?', 27 'and 29') intended are, and only half of those in the inner housing end walls (15 or 25) located openings (16, 17, 18, 20, 21) or (22, 26, 27, 29, 30), the division (T) between the former openings (16 ', 18' etc.) being double is as large as the pitch (T ') of the latter openings (16, 17, etc.). 7. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Drehschieber (24 und 31) in ihren Betriebsstellungen zueinander so geschaltet sind, daß die einen Öffnungen (16, 18, 20 usw.), die den auf der anderen Gehäusestirnseite (25) durch den dortigen Drehschieber (31) im Augenblick gesperrten Öffnungen (26, 28, 30) gegenüberliegen, durch den hier befindlichen Drehschieber (24) gleichzeitig freigegeben werden und umgekehrt. B. 7th Heat exchanger according to one or more of the preceding claims, characterized in that that the two rotary slides (24 and 31) in their operating positions to each other are connected that one openings (16, 18, 20, etc.), the one on the other Housing face (25) blocked by the rotary valve (31) there at the moment Opposite openings (26, 28, 30) through the rotary valve located here (24) are released at the same time and vice versa. B. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Wärmetauscherelemente (11, 12, 13, 14 usw.) zwischen der Innenwand (33) und Außenwand (34) des Gehäuses über besondere Stützglieder (35 und 38) gehalten sind, wovon ein Stützglied (38) federnd nachgiebig ausgebildet ist. Heat exchanger after a or more of the preceding claims, characterized in that the individual Heat exchanger elements (11, 12, 13, 14 etc.) between the inner wall (33) and the outer wall (34) of the housing via special support members (35 and 38) are held, one of which Support member (38) is resiliently resilient. 9. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Lagen oder Ringe von einzelnen Wärmetauscherelementen (11, 12, 13, 14 usw.) übereinander- bzw. in radialer Richtung ineinanderliegend angeordnet sind. 9. Heat exchanger after a or more of the preceding claims, characterized in that several Layers or rings of individual heat exchanger elements (11, 12, 13, 14, etc.) one on top of the other. or are arranged one inside the other in the radial direction. 10. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lufteintritt und der Gasaustritt auf der einen Stirnseite und der Luftaustritt und der Gaseintritt auf der anderen Stirnseite des W ärmetauschergehäuses liegt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 833 503, 803 241; britische Patentschrift Nr. 744407.10. Heat exchanger after one or more of the preceding claims, characterized in that the Air inlet and the gas outlet on one end and the air outlet and the gas inlet is on the other end of the heat exchanger housing. In Documents considered: German Patent Specifications No. 833 503, 803 241; British Patent No. 744407.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE803241C (en) * 1948-12-29 1951-04-02 Rosenblads Patenter Ab Surface heat exchanger
DE833503C (en) * 1951-01-06 1952-03-10 Eduard Seyffert Tube heat exchanger
GB744407A (en) * 1952-11-20 1956-02-08 Parsons C A & Co Ltd Improvements in and relating to recuperative heat exchangers

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