-
Wärmetauscher, der im wesentlichen aus einem Stapel von Platten aus
technischen Silikaten besteht Die Erfindun,- geht aus von einem Wärmetauscher, der
innerhalb eines Gehäuses einen Stapel von unter Zwischenschaltung von Abstandsstreifen
gestapelten und zusammengespannten Platten aus technischen Silikaten aufweist, bei
dem die eine der beiden Endplatten des Stapels in ein Bett eingelagert ist, das
aus einer auf einer fest am Gehäuse vorgesehenen Widerlagerplatte ausgebreiteten,
nach dem Einbetten erhärteten Masse besteht und die nicht eingebettete Endplatte
des Stapels zu einem Abschlußelement gehört# das aus zwei, über eine zwischengeschaltete
Weichdichtung miteinander zu einer Baueinheit verbundenen Platten zusammengesetzt
ist. Ein derartiger Wärmetauscher ist Gegenstand des deutschen Patents
1166 221, für das die gleiche Auslandspriorität wie oben angegeben in Anspruch
genommen wird.
-
Durch die deutsche Patentschrift 920 425 sind bereits Wärmetauscher
bekannt, die einen Stapel von unter Zwischenschaltung von Abstandsstreifen gestapelten
und zusammengespannten Platten aus technischen Silikaten aufweisen.
-
Beim Zusanunenbau eines solchen Wärmetauschers, der erst auf der Baustelle
aus seinen Einzelteilen aufgebaut wird, besteht insbesondere dann wenn der Wärmetauscher
in einem aus Mauerwerk bestehenden Gehäuse untergebracht werden soll, häufig der
Wunsch, die Platten mit etwa senkrecht stehender Plattenebene nebeneinanderzureihen,
so daß die Höhenrichtung des Stapels in der Waagerechten verläuft. Hierbei stehen
die Stapelplatten also mit einer ihrer Umrißkanten, gegebenenfalls unter Zwischenfügung
einer Dichtung, auf einer Unterlage und werden beim Stapeln unter Zwischenschaltung
von Abstandsstreifen zwischen den einzelnen Platten nebeneinander aufgestellt. Hierbei
besteht die Gefahr, daß diese auf ihrer einen Seitenkante stehenden nebeneinander
aufgestellten Platten während des Aufbaues des Stapels umkippen.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei diesem nebeneinander
Aufstellen der Einzelplatten zur Bildung eines liegenden Stapels ein unerwünschtes
Umkippen der Platten mit Sicherheit zu vermeiden und den Aufbau eines solchen Stapels
zu erleichtern.
-
Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß
die Widerlagerplatte und damit die Ebenen der Stapelplatten zur Ebene eines für
die Aufstellung der Stapelplatten auf einer ihrer Seitenkanten vorgesehenen Grundrahmens
einen Winkel einschließen, der von 90' abweicht, wobei die Abweichung jedoch
nicht mehr als 20' beträgt.
-
Wärmetauscher mit (allerdings weit weniger als um 701) zur
Waagerechten bzw. zur Ebene eines Grundrahmens geneigten, zu Stapeln zusammensetzbaren
Platten aus Metall sind durch die deutsche Patentschrift 861851 bekanntgeworden.
Hierbei stehen aber die Platten nicht hochkant auf einer ihrer Umrißseiten, sondern
haben waagerecht liegende Abwinklungen, die ihrerseits in der üblichen Weise durch
Aufeinanderlegen zu einem in der senkrechten Richtung wachsenden Stapel gestapelt
werden. Das Problem der Kippgefahr beim Aneinanderreihen der Platten besteht hier
nicht, so daß die Ausführung gemäß dieser Vorveröffentlichung nicht der eingangs
umrissenen Gattung von Wärinetauschern angehört.
-
Zur Sicherheit gegen Umkippen der zur Bildung eines dichtliegenden
Stapels aneinandergestellten Platten kann in Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen
sein, daß zwischen dem einen Ende des Grundrahmens und einem am Gehäuse vorgesehenen
Auflager für dieses Ende ein Schwenkgelenk vorgesehen ist. Wenn man das andere freie
Ende des Grundrahmens unter Schwenkung desselben um jenes Gelenk anhebt, läßt sich
bereits die Gefahr eines Umkippens der einzelnen Platten und Zwischenlagen des Stapels
verringern. Wenn dann noch die erfindungsgemäße leichte Neigung der Platten
zu
der auf der Ebene des Grundrahmens errichteten
Senkrechten
eingehalten wird, kann das Zusammenspannen des Plattenstapels in dieser Neigung,
also ohne jede Gefahr eines Umkippens oder einer Lockerung des Plattenstapels, vorgenommen
werden.
-
tn Ist der Plattensta el dann fertiggestellt, kann der p t' Grundrahmen
unter Verschwenkung um das genannte Gelenk langsam wieder in die Waagerechte abgesenkt
und auch mit seinem andern Ende auf ein Auflager abgelegt werden.
-
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der
Erfindung schematisch dargestellt, wobei dieses Beispiel als eine Ausführung mit
zwei parallelgeschalteten Wärmetauscherstapeln mit zweistufigem Querstrom gewählt
ist. Darin zeigt F i g. 1 einen Querschnitt durch einen solchen Wärmetauscher
mit in diesem Fall gemauertem Gehäuse längs der Schnittlinie 1-1 in F i
g. 2, F i g. 2 einen Längsschnitt hierzu längs der Schnittlinie 2-2
in F i g. 1,
F i g. 3 die vergrößerte Darstellung eines Teils eines
Wärinetauscherstapels längs der Schnittlinie 3--1 in F i g. 1,
F i
g. 4 einen vergrößerten Schnitt eines Teils. des Wärinetauschers nach der
Schnittlinie 4-4 der F i g. 1.
-
In der Zeichnung ist die Länge des gemauerten Wärmetauschergehäuses
nach F i g. 2 im Verhältnis zur Breite nach F i g. 1 der Vereinfachung
wegen gegenüber den Verhältnissen in der Praxis nicht maßstäblich CD dargestellt.
Außerdem sind auch verschiedene Einzelteile, insbesondere die zum Aufbau der Wärinetauscherstapel
vorgesehenen Platten und deren Zwischenlagen, in ihrer Stärke übertrieben dick gezeichnet,
um die zeichnerische Darstellung zu
erleichtern.
-
Das Wärmetauschergehäuse besteht aus den Längsmauern 50 und
51 und den Quermauern 48 und 49, wobei im Bereich der einzubauenden Wärmetauscher
und zwischen diesen Bereichen fensterartige Maueröffnungen frei gelassen sind, die
später an derjenigen Stelle, die nicht für den Anschluß von Luftkanälen benötiat
wird, durch Mauerwerksteile 48a und 49a ausgefüllt sind. Das Gehäuse ist außer durch
den Boden auch noch durch eine in der Zeichnung nicht dargestellte Decke abgeschlossen.
Innerhalb des Gehäuses ist auf dem Boden längs der Längsmauern 50 und
51 je eine Reihe von Sockel-Stücken 11, z. B. aus Mauerwerk, aufgestellt,
die von den Längsmauern gegen die Mitte des Gehäuses hin ra-en, aber noch einen
durchgehenden Raum C frei lassen. Auf diesen Sockelstücken mit oberen Auflagern
12 bzw. 12a sind umgekehrte U-Profile 13
bzw. 13a passend aufgelegt.
-
Auf diesen U-Profilen liegen Grundrahmen 16 für Wärmetauscherstapel
auf, für welche die Profile 13
und ein anderes U-Profil 15 die Querstreben
bilden. Das Profil 15 überfängt einen Zylinderbolzen 14, der auf der Oberseite
des U-Profils 13 a angeschweißt ist, so daß sich das U-Profil 15 mitsamt
dem übrigen Grundrahmen 16 aelenkartio, um den Bolzen 14 verschwenken kann.
Als Längsholme des Grundrahmens sind auf den beiden Außenseiten U-Profile
18 vorgesehen, deren unterer Schenkel an dem eine Querstrebe bildenden U-Profil
15 befestigt ist bzw. auf Position 13 und 14 aufliegt und aus einem
Mittellängsträger 20 besteht.
-
Auf den gelenkseitigen Enden der Längsholme 18
und 20 der Grundrahmen
16 sind dreieckige Verstrebungsrippen 22 aufgestellt, die an ihren den Wärmetauscherstapeln
zugewandten Kanten mit L-Profilen 24 verstärkt sind. Die quer zu den Rippen 22 verlaufenden
Schenkel der L-Profile 24 dienen als Anlage für eine fest daran vorgesehene Widerlagerplatte
28 aus Blech. Diese dient als Unterlage für den Aufbau des Wärmetauschers
aus lauter aufeinanderzustapelnden Glasplatten, die jedoch im Endzustand auf einer
Seitenkante stehend mit ihrer Ebene annähernd senkrecht zum Grundrahmen verlaufen.
Dabei ist zwischen den aufstehenden Plattenseitenkanten und dem Grundrahmen
16 eine weiche Auflage 26 eingeschaltet.
-
Um beim Aneinanderstellen dieser Glasplatten deren Gewicht für eine
Stapelwirkung und Abdichtung auszunutzen, wird der Grundrahmen um das Schwenkgelenk
während des Stapelns bzw. Aneinandersetzens der Glasplatten so geschwenkt, daß seine
Ebene etwa 10 bis 301 zur Waagerechten geneigt ist.
-
Danach wird auf die Widerlagerplatte 29 eine Bettungsmasse
30 aufgestrichen, die z. B. aus einem Gipsbrei bestehen kann. Es ist aber
auch jede andere gipsähnlich erhärtende Masse, z. B. eine Kunststoffmasse, verwendbar.
Auf diese Bettungsmasse wird dann eine verhältnismäßig dicke Endplatte
32 des Glasplattenstapels aufgelegt und satt eingebettet. Anschließend werden
in einer durch die deutsche Patentschrift 920 425 näher erläuterten Weise
abwechselnd Querstreifen 34, eine dünne Glasplatte 36,
Längstreifen
38, wieder eine dünne Glasplatte 36-, Querstreifen 34 usw. aufgerichtet.
-
Hat der Stapel eine der Längserstreckung des Grundrahmens entsprechende
Länge erreicht, wird im Anschluß an die letzte der dünnen Glasplatten
36 ein sogenanntes Abschluß- oder Dilatationselement aufgelegt. Es besteht
aus zwei Glasplatten 40, 44, die meist dicker sind als die dünnen Wärmeaustauscherplatten
36 und zwischen die eine rahmenförmige Weichstoffpolsterung 42 als Weichdichtung
eingelegt ist. Dieses Dilatationselement dient einerseits der elastischen Aufbringung
der Spannkraft, mit der alle Platten des Stapels senkrecht zur Plattenebene gegeneinander
gespannt werden, und auch zum Ausgleich unterschiedlicher Wärmeausdehnungen des
Stapels einerseits und den Gehäuseteilen andererseits.
-
Die zur Sicherung des Abstands zwischen den einzelnen Wärmetauscherplatten
36 und zur Bildung von Durchgangskanälen zwischen ihnen dienenden Querstreifen
34 und Längsstreifen 38 sind beispielsweise ebenfalls aus Glas vorgesehen
und können zur Sicherung ihrer Lage jeweils schon vorher auf eine in den Stapel
einzubauende Glasplatte 36 aufgeklebt oder in anderer Weise mit ihr verhaftet
sein.
-
Wenn die Bildung des Stapels der Glasplatten 36
mit dem Dilatationselement
40, 42, 44 abgeschlossen ist, wird der Grundrahmen in seine in diesem Fall waagerechte
Lage verschwenkt, bei der er dann außerdem auf den Profilen 13 auflieat.
Danach werden die Mauerstücke 48 a und 49 a zur Schließung der bisherigen Mauerlücken,
mit Ausnahme der An schlußstellen der Luftkanäle 60, aufgeführt. Zwischen
die Mauerstücke 48 a und das Dilatationselement 40, 42, 44 wird dann noch eine Füllmasse
46 eingestopft, die durch das Stopfen den erforderlichen Anpreßdruck in Stapelrichtung
ausübt. Diese Füllmasse kann so gewählt sein, daß sie im Einfüllzustand weich ist
und im eingefüllten Zustand
erhärtet. Hierbei kann an einen Gips-
oder Zementbrei oder an eine Kunststoffmasse gedacht werden.
-
Beim Aufführen der Mauerstücke 48a und 49a ist zwischen den zwei im
Ausführungsbeispiel vorgesehenen Wärmetauscherstapeln eine waagerecht
D
liegende Trennwand 62 eingezogen, die mit ihren Längsseiten mit Hilfe
von nicht näher erläuterten Mitteln in der Mitte der Plattenhöhe des Plattenstapels
'gegenüber diesem abgedichtet ist und die mit ihren Stirnenden in die Mauerstücke
48a und 49a eingelassen ist.
-
Wenn dann noch zwischen den äußeren großen Seitenflächen der beiden
liegenden Plattenstapel und den Längswänden 50 und 51 Umlenkstücke
52 eingeschaltet sind und wenn schließlich danach auf die unteren Schenkel
der inneren Winkelprofile 18 eine in Längsrichtung durchgehende, hier aus
Beton bestehende Platte 54 und auf die Oberkanten der Platten des Stapels unter
Zwischenschaltung eines Weichstoffpolsters 56 eine ebenfalls in Längsrichtung
durchgehende Platte 58 aufgelegt ist, ist ein geschlossener Durchgangskanal
für die Zuluft geschaffen. Die Enden der länglichen Platte 58 liegen ebenfalls
über Weichstoffpolster 59 auf besonderen Konsolen 57 auf.
-
Ebenfalls zur Abgrenzung, Belastung und Lagesicherung für die Wärinetauscherelemente
dienen lange, hier mit Schrott gefüllte Tröge 64, die über Weichstoffpolster
68 einerseits auf einer Kante der Plattenstapel und andererseits auf Wandkonsolen
66
aufliegen. Unterhalb der Umlenkstücke 52 sind auf den unteren Schenkeln
der äußeren U-Profile 18 und einer besonderen Wandkonsole 70 lan '-gestreckte
Platten 72 (hier aus Beton) aufgelegt. Der Verlauf der Zuluft in dem beschriebenen
Gebilde ist folgender: Sie tritt von der Stirnseite des länglichen, durch die Wände
49 bis 51 aebildeten Wärmetauschergehäuse durch den unteren Luftkanal
60 und das in seinem Bereich frei gelassene Mauerfenster senkrecht zur Zeichenebene
der F i g. 1 im Bereich des Raumes A unterhalb der Trennwand
62 so ein, daß sie aus der Zeichenebene heraus nach unten gerichtet ist.
Aus diesem Raum tritt sie in Richtung der Pfeile a in die innerhalb der Wärmetauscherstapel
durch die Querstreifen 34 gebildeten waagerechten Durchlaßkanäle derselben ein,
soweit diese unterhalb der Trennwand 62 liegen. Aus diesen Querkanälen gelangt
sie in die Umlenkstücke 52, die sie in Richtung der Pfeile b durchströmt.
Merauf passiert sie die oberen Ouerkanäle der Wärmetauscherstapel und tritt in Richtung
der Pfeile c in den Raum B ein. Aus diesem tritt sie dann unter rechtwinkliger Umlenkung
in Richtung senkrecht zur Zeichenebene der F i g. 1, und zwar von der Zeichenebene
gesehen nach aufwärts, durch entsprechende öffnun-en in der Mauer 48 wieder aus
dem Wärinetauscher aus. Während des Durchgangs durch die Wärmetauscherstapel hat
sie sich erwärmt, wenn letztere abluftseitig von warmer Abluft durchströmt sind,
oder abgekühlt, wenn diese von einem kühleren Medium durchströmt werden.
-
Diese Abluft wird zunächst im Raume D des Wärmetauschergehäuses
erfaßt und unter Umlenkung entsprechend den Pfeilen d in die senkrecht verlaufenden
und durch die Längsstreifen 38 gebildeten Längsdurchlaßkanäle der Wärmetauscherstapel
geschickt, wobei sie dann entsprechend den Pfeilen e unter Durchquerung des Grundrahmens
und entsprechender Umlenkung nach der Längsmitte des Gehäuses hin in den Raum
C gelangt und durch nicht gezeichnete öffnungen aus dem Wärmetauscher herausgeführt
wird.
-
Die mit 74 bezeichneten und mit einer Serie von Spritzdüsen
76, die gegen den Plattenstapel gerichtet sind, versehenen Sprührohre können
u. a. zur Reinigung von verschmutzten Wärmetauscherelementen dienen.
-
Wärmetauscher mit gemauerten Gehäusen eignen sich insbesondere dort,
wo es sich um größere Einheiten handelt, die infolge ihres Gewichtes oder ihrer
Ausdehnung nicht mehr gut transportiert werden können, sondern besser auf der Baustelle
herzustellen sind, oder aber wegen chemischer oder sonstiger Einflüsse eine gemauerte
Ausführung ratsam erscheinen lassen.
-
Der im geschilderten Beispiel beschriebene Wärinetauscher läßt sich
auch statt mit den erwähnten zwei Glasplattenpaketen mit einem einzigen Paket ausführen,
wobei ein Querschnitt durch diesen Austauscher der Hälfte der F i g. 1 entspricht.