-
Wärmetauscher aus Blöcken mit je zwei Sätzen von gebohrten und sich
kreuzenden Kanälen Zusatz zum Patent: 1047 807 Aus der französischen Patentschrift
589 522 ist ein Wärmetauscher aus Blöcken bekannt mit je zwei Sätzen von sich kreuzenden
Kanälen zur Aufnahme zweier Wärmeaustauschmittel, von denen mindestens eines eine
Flüssigkeit sein kann. Mehrere dieser Blöcke sind aneinanderliegend angeordnet;
sie sind außenseitig unter Zwischenanordnung einer Kammer mindestens teilweise von
einem Gehäusemantel umgeben; Querkanäle münden in die durch quergerichtete Einsätze
begrenzten, als Umkehrräume dienenden Kammern, derart, daß das Wärmeaustauschmittel
benachbarte Blöcke in wechselnder Querrichtung durchströmt.
-
Nachteilig bei dieser bekannten Ausführungsform ist, daß zum Aufbau
des Wärmetauschers aus mehreren Blöcken ein erheblicher Aufwand an äußeren Gehäuseteilen
und Verbindungsleitungen erforderlich ist.
-
Aus der USA.-Patentschrift 1029 908 ist ein Wärmetauscher bekannt,
bestehend aus einem zylindrischen Block mit einem zentralen zylindrischen Hohlraum
und Kanälen für mehrere Wärmeaustauschmittel, die parallel zur Längsachse des Hohlraums
verlaufen.
-
Diese Ausführungsform eines Wärmetauschers ist nicht ohne weiteres
geeignet, durch Aneinandersetzen mehrerer Einheiten Geräte unterschiedlicher Leistung
zu ergeben; insbesondere ist keine Möglichkeit vorgesehen, etwa den zentralen zylindrischen
Hohlraum für den Anschluß an einen entsprechenden zylindrischen Hohlraum einer benachbarten
Einheit heranzuziehen.
-
Aus der schweizerischen Patentschrift 253 090 schließlich ist ein
Wärmetauscher vorbekannt mit einem zylindrischen, ringförmigen, in Achsrichtung
durchströmten Kanal für das eine Wärmeaustauschmittel und radial von einem inneren
Hohlraum zu einer äußeren Ringkammer bzw. umgekehrt verlaufenden Kanälen für ein
zweites Wärmeaustauschmittel.
-
Gegenstand des nicht veröffentlichten deutschen Patents
1047 807 ist ein Wärmeaustauscher, bestehend aus Blöcken mit je zwei Sätzen
von gebohrten und sich kreuzenden Kanälen zur Aufnahme zweier Wärmeaustauschmittel,
von denen mindestens eines eine Flüssigkeit ist; dabei sind die Blöcke jeweils mit
einem zumindest nach einer der Endflächen der Blöcke hin offenen Hohlraum versehen,
in den die in verschiedenen Richtungen verlaufenden Kanäle des einen Satzes münden,
während die Kanäle des anderen Satzes parallel zur Längsachse des Hohlraums verlaufen.
Von diesem Wärmetauscher geht die Erfindung aus; da in dem älteren Patent nicht
angegeben ist, wie die Verbindung der Strömungswege der einzelnen Wärmeaustauschmittel
von Block zu Block herzustellen ist - das Ausführungsbeispiel des älteren Patents
befaßt sich lediglich mit einer 1-Block-Ausführung -, liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, unter Verwendung von Blöcken der bereits vorgeschlagenen Art mit einem
minimalen Aufwand an äußeren Gehäuseteilen und Verbindungsleitungen einen Mehrblockwärmetauscher
bereitzustellen.
-
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß mehrere dieser blockförmigen
Ringkörper koaxial übereinander angeordnet sind, wobei jeder Ringkörper außenseitig
unter Zwischenanordnung einer Ringkammer von einem Gehäusemantel umschlossen ist
und der Hohlraum jedes Ringblocks einerseits mit der Zu- oder Abführung des ihm
axial zu- bzw. abgeführten einen Wärmeaustauschmittels und andererseits über die
Querkanäle mit der durch quergerichtete Einsätze begrenzten, als Umkehrraum dienenden
Ringkammer verbunden ist derart, daß dieses Wärmeaustauschmittel benachbarte Ringkörper
in wechselnden Querrichtungen durchströmt.
-
Die Kombination sämtlicher vorstehend genannter Merkmale ist zur Lösung
der Erfindungsaufgabe notwendig.
In der Zeichnung ist die Erfindung
an Hand eines Ausführungsbeispiels erläutert.
-
Man erkennt in der Figur acht säulenförmig übereinandergesetzte blockförmige
Ringkörper 10. Jeder dieser Körper 10 weist dadurch einen nach beiden Enden hin
offenen Hohlraum 11 auf.
-
Die Ringkörper 10 sind in Richtung parallel zur Ringachse von
einer Gruppe von Kanälen 12 durchsetzt; eine weitere Gruppe von Kanälen durchsetzt
die Blöcke als Querkanäle 13, ausgehend von dem zentralen Hohlraum 11 und endend
an der äußeren Mantelfläche. Der Verlauf dieser Querkanäle 13 ist nicht streng radial;
deshalb sind diese Kanäle in dem Schnitt des untersten und jedes zweiten der nach
oben folgenden Blöcke angeschnitten.
-
Die in axialer Richtung verlaufenden Kanäle 12 münden an den Stirnflächen
der Ringkörper 10 in ringartige Einsenkungen 14. Die Einsenkungen
14 benachbarter Ringkörper 10 bilden zusammen ringförmige Verteil-
und Sammelkammern 21. Die Kammern 21 sind durch Dichtungsringe 20 abgedichtet. Dank
der Verteilerkammern 21 sind die axial verlaufenden Kanäle 12 benachbarter
Ringkörper 10 miteinander verbunden, so daß ein in axialer Richtung durchgehender
Strömungsweg durch sämtliche blockförmige Ringkörper 10 gebildet ist.
-
Zwischen die einzelnen Körper 10 sind Sperrscheiben
50 eingelegt.
-
Die Säule von acht Ringkörpern ist von einem Gehäusemantel 22 umschlossen.
Er ist aus einzelnen Mantelabschnitten zusammengesetzt, die an ihrer Innenseite
mit einer korrosionsfesten Verkleidung 86 aus synthetischem Gummi, Kohlenstoff oder
anderem korrosionsfestem Werkstoff ausgekleidet sind. Zwischen aufeinanderliegende
Mantelabschnitte sind quergerichtete Einsätze 23 eingesetzt. Am oberen Ende des
obersten Blocks und am unteren Ende des untersten Blocks sind die quergerichteten
Einsätze 23 durch ähnliche Einsätze 29, 30 ersetzt. Durch die Mantelabschnitte
und die quergerichteten Einsätze 23 bzw. 29, 30 sind Ringkammern
51 zwischen den Mantelflächen je zweier benachbarter Ringkörper
10
und den zugehörigen Mantelabschnitten gebildet.
-
Betrachtet seien nun die radial inneren Enden der Querkanäle
13 des obersten Blocks. Diese stehen durch die Querkanäle 13 mit der obersten
Ringkammer 51 in Verbindung, und diese Ringkammer wieder steht durch die
Querkanäle 13 des - von oben gezählt - zweiten Blocks mit dem zentralen Hohlraum
des zweiten Blocks in Verbindung. Dieser zentrale Hohlraum des zweiten Blocks steht
mit dem an ihn angrenzenden zentralen Hohlraum des dritten Blocks in Verbindung,
und dieser zentrale Hohlraum 11 ist über die Querkanäle 13 des dritten Blocks mit
der - von oben gezählt - zweiten Ringkammer 51 verbunden usw. Ein in dem zentralen
Hohlraum des obersten Ringkörpers 10 eingeführtes Wärmeaustauschmittel durchströmt
also benachbarte Ringkörper in wechselnden Querrichtungen.
-
Am oberen und am unteren Ende der Säule von Ringkörpern sind die Anschlüsse
für die beiden Wärmeaustauschmittel gebildet. Durch Anschlüsse 36, 37 gelangt ein
Wärmeaustauschmittel zu dem axialen Strömungsweg. Durch einen weiteren Anschluß
54 gelangt ein anderes Austauschmittel in den quer durch die Ringkörper
10 verlaufenden Strömungsweg. Am unteren Ende der Blocksäule sind ähnliche
Anschlüsse vorgesehen.
-
Die Ringkörper 10 sind aus Graphit hergestellt. Die quergerichteten
Einsätze können aus synthetischem Werkstoff, z. B. Neopren, Polytetrafluoräthylen,
Gummi, graphitiertem Asbest, Nylon od. dgl., hergestellt sein.
-
Die Wärmeaustauschmittel können den Wärmetauscher im Gleichstrom aber
auch im Gegenstrom durchfließen.
-
Der Strömungsweg des in Querrichtung durch die ringförmigen Querblöcke
strömenden Wärmeaustauschmittels kann durch Vermehrung. Verminderung und Versetzung
der Sperrscheiben 50 und der quergerichteten Einsätze varriert werden.