DE1501537A1 - Kreuzstrom-Waermetauscher - Google Patents

Description

• Kreuzstrom-VäTmetauscher

  Die #f#,'rfindunG betri-L"--L-t einen l#reuzstrom-',.llärmetausclier,

  insbesondere einen hUhler für Fliissigkeiten, Viobei Uls

  atmosphärische Luft verwendet w-*Lrd, bei de-in in

  abwechselnder ReihenlfolGe Uewellte Blecile und flache

  zinL;eordnet sind.

  zum Ab-Ciihren von in einer Flüssigkeit je-

  speicherten Wärme mittels Luft sind bei:annt, in Sonderheit

  bei A"iüokLihlern, wo der Fahrtwind durch den sogenannten

  .L,.iilllerblocl,: hindurchstrÖmt und das in den zwischenliegenden

  -#iL"sserkaiiiiii--.rn f ließende Wasser kühlt.

  Der Aufbau solcher Kühler ist verhältnismäßig umständlInh).

  G(-; ist z.B. ein Erühlerblock bekannt, bei dem zicl-,zaclC-L'örmit-,

  GeboGene Bleche in senlzechter Lage derartig zusammengefügt

  sind, daß je zwei Bleche in gleichem Abstand zueinander

  laufen und die benachbarten zwei Bleche syn-,.-ietrisch so

  dage..',engesetzt sind, deaß die über die Zickzackkanten zu

  legende Ebene die Syi-.unetrieebene darstellt. Es entstehen

  dadurch au-i- der Spitze stehende quacIratische Rohre, die

  waagerecht liegen und durch die LuZt strömt, und enge

  zickzackförmige senkrecht verlaufende Karamern, die von dem

  zu kühlenden Wasser durchflossen werden. Hierbei sind die

  luft- und wasserseit;iGen 1.Värpieübergan#;si-l-'ichen etwa gleich

  GroLg was den verschiedenen lillärmeübergangszahlen nicht

  RechnunG trm-gt.

  Bei eine-- weit--ren bekannten Kühlerbauart sind flache

  rechteckige RÖhren an ihren Längskanten aufgeweitet und in

  C3 C)

  viaaGerechüeT Lage übereinander geschichtet. Zwischen den

  einzelnen so entstehenden RöhreriblÖckLen sind in sen',i--reci.iter

  p-,i,31,t-unG verl., JLie so##,johl (I.ic L2#u."e

  der Röhren sichern, als auch die Blöcke in -eaissem Absi-,and

  voneinander halten. Auf diese leise entstehen on##-e Dloch-

  zwischenräume, die die #VIasserkariii.lern bilden.

  Abgesehen davon, da2 die fluchen recii-Leci..#iL#en ',bliizeil in

  der Llitte ihres Län-sverlaufes bis zur Bei"'*;-.h-üun,, ihre.,

  '#i'aildunG zusarar.ien#-edr-#ic1.zt sind und dadurch eine. izorftplizierte

  ,#uerschnittsform aufweisen, sind die betrachbeten Bauarten

  sehr materialverbrauchend und.dadurch auch sch-,-i-,r.

  Schließlich ist ein Kühlexblock bekannt, bei dem zwischen

  senkrecht angeordneten 'Jellblechen mit waa[-,e2!echt; liegenden

  Wellen Wasserhainmiern liegeng die aus --inem in senkrechter

  Richtung gesickten und einem glatten Blech bestehen, wobei

  die gesickten Rippen mit dem glatten Blech verlötet sind

  und so -#Iasserk,-tumern mit flachem trapezfÖrmiü;en '#luersc'(-nitt-

  bilden.

  Bei den beiden letzügenannten Konstruktionen fließt das

  warme Wasser an den KaLmerwänden ungehindert entlang,

  ci

  Es entsteht keinerlei Duxchivirbelung, so daß zwar die

  außen an den Wänden strömenden Vfasserteilchen verhältnis-

  mäßig schnell abIrählen, aber die im Kern verbleibenden

  Teilchen heiß bleiben.

  Man hat aus diesem Grunde die Kammern sehr schmal gemacht,

  wqs aber bei gegebener Kühlwassermenge entweder einen räum-

  lich großen oder aber eine hohe StrömunGsgesch,.#iindig-

  keit und damit eine hohe Pumpenleistunr,- bedin[2,t, Bei den

  erstbesehriebenen Kühler ist zwar durch den stetigen

  Richtungswechsel der Strömung in den Zickzackkammern eine

  gute Durchwirbelung gewährleistet, doch muß hier die Pumpen-

  leistunz- infolc,e des hohen Widerstandes, den der dauernde

  CD r-,3

  Richtungswechsel hervorruft" verhältnismäßig hoch sein.

  Die Erfindung verfolgt den Zweck, einen Wärmetauscher aus

  Staxidardbauteilen herzustellen, der sehr leicht; ist und

  bei norrintler GrüBe eine gute KühlleistunG brinGt, und

  in #"jelchem der Ge:uz:"dlini,--e Kühl-L-liissi,.'l#:eitsdurclifluf,' aus-

  reichend durchwirbelt, wird, ohne dalb-' die Pumpenle-istung

  wesentlich über das noi2mule GesteiL;eut werden muß.

  Dnts aird ej-findungsgemäß dadurch err--icht, d_-;j die '.lellen

  d,3r -ewellten Bleche Rechteck- oder 1#1'rapezform und eine

  ci

  oder beide Breitseiten der WasserkaLimern kalotten- oder

  n,:#pffGi2"iit,e liinbuclit;unL4en au£i.-,ieisen.

  Vorteilhaft sind die Einbuclitun,i.,-en so tief, daß sie die

  GeGenüberlieGende Breitseitenwand cler Wasserkainiiier ab-

  stützen.

  ,zeiriU-" der FT'induii,-- künnen die EinbuchtunGen auch an beiden

  der Wasserkam.mern angeordnet sein und

  -hönnen einander GeZ#enüberliegen.

  Uni den 1.Vasserkammern eine gute Steifigkeit zu geben, können

  die Scheitel de2 Einbucli-U'-un,--en vorteilhaft durch Scli-,..;eißen,

  Löten, Nieten oder Kleben mit der entweder ebenen geGen-

  VibeTlieGenden Breitseitenwand oder mit den auf einer

  nichtebenen ger,-enüberliegenden Breitseitenwand vorhandenen

  Einbuchtungsscheiteln verbunden sein.

  Als besonders zweckmäßig sieht die Erfindun_,-, eine unregel-

  mäßige AnordnunG der Einbuchtungen vor, die jedoch gleich-

  mäßig über die gesamte Fläche der Dreitseitenwand verteilt

  sind.

  Die breiten Flächen der rechteckigen oder trapezförmig ausge-

  bildeten gewellten Bleche strahlen die Wärme in ausreichen-

  dem Vlaße ab, da erfindungsgemäß die schmalen Rechteck- oder

  Trapezseiten dieser Bleche mit den Breitseiten der Wasser-

  kammern metallisch verbunden sind, also nicht nur linien-

  förmii#, sondern in der gesamten Schmalfläche mi# den

  -Jasserkariiiiierwünden Kontakt; haben und dort die Wärmeüber-

  txa:-,-unG durch Konvektion bedeutend besser erfolGt als bei

  den bekannten gewellten Blechen mit sinusfÖrmigen Wellen. Die rechteckigen Wasserkammern sind einfach herzustellen und in gewünschter Länge von einem Hohlstab zu schneiden. Ihre ein- oder beidseitigen Einbuchtungen erzeugen eine gute Durchwirbelung der Wasserströmung. Der gesamte WäTmetauscher ist leicht im Gewicht und unkompliziert in seinem Aufbau. Er kann jeder Raumgröße und Wassermenge angepaßt werden.
• Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden; in der zugehörigen Zeichnung zeigen: Fig. 1 einen Wärmeaustauscher in perspektivischeT Ansicht, Fig, 2 eine Wasserkammer, bei der nur auf einer der beiden Breitseitenwände Einbuchtungen angeordnet sind, Fig, 3 eine Wasserkammer, bei der auf beiden Breitseitenwänden Einbuchtungen vorhanden sind.
• Die gewellten Bleche 1 (Lamellenbleche) dienen zur Luftführung und zu-v Vergrößerung der luftseitigen Kühlfläche.
• Sie bestehen aus dünnen folienartigem Metallblech, insbesondere Leichtmetallblech. Ihre Wellenachsen liegen waagerecht im Wärmetauscher. Ihre Oberfläche ist so berechnetl daß sie eine ausreichende Absüahlung der von ihnen aufgenommenen Wärme an die durch ihre Wellen strömende Luft gewährleistet. Zwecks guter Wärmeübertragung sind die Schmalseiten der rechteckigen Wellen der gewellten Bleche 1 mit dem Mantel der Wasserkamm'ern 2 metallisch verbunden, vorzugsweise gelötet, Die Wasserkammern 2 sind Röhren mit rechteckigem querzchnitt. Sie sind entweder aus einem mit Einbuchtungen versehenen Blech, z@Be.aus sogenanntem Kalottenblech, oder aus einem solchen und einem glatten Blech gefertigt. Bestehen sie aus einem einzigen Kalottenblech, so ist dieses zu rechteckiger Gestalt; gebogen und seine Enden sind dicht genietet, gelötet", geschweißt oder geklebt, wie das in Fig-. 2 gezeigt ist.
• Es kann Blech mit regelmäßig oder aus unregelmäßig angeordneten Einbuchtungen verwendet werden. Bei Anwendung von glatten Blechen und Blechen, die mit Einbuchtungen versehen sind, entstehen zwei Vereinigungsnähte, die als abgewinkelte nach außen oder innen gebogene Stoßleisten in Erscheinung treten oder die überlappt sind.
• Zur Vereinfachung der Fertigung kann die Verbindung der Mantelbleche zum geschlossenen Rohr auch mittels Zwischenlegen eines quadratischen oder rechteckigen massiven Stabes durch Rollendichtschweißung erfolgen.
• Vorteilhaft sind die Scheitel der Einbuchtungen mit der gegenüberliegenden Breitseitenwand verschweißt, verlötet, vernietet oder geklebt, damit die Wasserkammer 2 eine größere Steifigkeit erhält. Die Einbuchtungen selbst können beliebige Formen haben, z,B, kalottenartig oder napfförmig.
• Das durch diese Wasserkammern 2 strömende Wasser wird durch die Einbuchtungen genügend durchwirbelt und in stetem Wechsel gelangen wärmere Teilchen aus dem Inneren der Strömung an die Wandflächen und gekühlte Teilchen von dort in den Strömungskern. Da hier aber ein Wechsel der Strömuggsrichtung nicht st;attfindetg wird die Pumpenleistung nur wenig beeinflußt* Die gewellten Bleche 1 und die Wasserkammern 2 sind in dem Wärmetauscher in abwechselnder Folge in senkrechter. Richtung nebeneinander angeordnet und durch Nieten, Schweißen oder Löten miteinander verbunden, Sofern sie gelötet sindg ist das Lötmittel zweckmäßig als Plattierschicht auf dem Mantel der Wasserkammern 2 au-fEgebracht. Auf diese Weise können Wärmetauscher bzw. Kühler mit verschieden großen Stirnflächen aus gleichartigen Standardbauteilen hergestellt werden.

Claims (2)

1. Patentansprüche l;- l#reuzstrom-'#'1,'-i.rmet,-uscher, insbesondere 1,-Ul-iler für Flüssigkeiten, wobei als Kühlmittel atmosphärische Luft verviendet wird, bei dem in abwechselnder Reihenfolge Gewellte Bleche und flache Viasserkainmern angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellen der gewellten Bleche (1) Rechteck- oder _L'rapezform und eine oder beide Breitseitenwände der -#,.lasserkammern (2) kalotten- oder napfförmige EinbuchtunGen aufweisen.
2. 2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daIE die Einbuchtuncen so tief sind, daß sie die gegenüberliegende Breitseitenwand der Wasserku.--.iller (2) abstützen, 3- Wärmetauscher nach Anspruch 1 und dadurch Gekennzeichnet, daß die Einbuchtungen einander gegenüberliegen. 4. Wärmetauscher nach Anspruch 1 bis 3,dadurch gekennzeichnetg daß die Scheitel der Einbuchtunt#en mit der gegenüberliegenden Breitseitenwand der Wasserkammer (2) durch Nieten, Schweißen, LÖten oder Kleben verbunden sind. Wärmetauscher nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbuchtungen über die gesamte Fläche der Breitseitenwand der Wasserkammer (2) gleichmäßig verteilt aber unregelmäßig angeordnet sind.