DE1751374C3 - Wärmetauscher - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher für zwei Fluide mit in gleicher Weise gewellten, jeweils um eine halbe Wellenlänge versetzt aufeinandergelegten Blechtafeln, die zwischen sich Strömungskanäle bilden und zu einem quaderförmigen Stapel zusammengefügt sind, mit ebenen zur Hauptströmungsrichtung parallelen und den Stapel begrenzenden Blechplatten, mit einem zur Hauptströmungsrichtung parallel angeordneten und am Stapel gleitend abgestützten Gehäusemantel und mit seitlichen Ein- und Austrittsanschlüssen senkrecht zur Hauptströmungsrichtung, bei dem benachbarte Blechtafeln paarweise an parallel zur Häüptströmungsrichtung verlaufenden Rändern sich berühren und miteinander verschweißt sind.

Ein derartiger Wärmetauscher ist bekannt (vgl. FR-PS 1 245 012). Der Raum zwischen den Rändern der paarweise verschweißten Platten ist jedoch bei diesem Wärmetauscher frei, so daß bei Wärmetauscherfluiden, die einen großen Druckunterschied aufweisen, die Gefahr von Verformungen gegeben ist.

Ein weiterer Wärmetauscher mit einem Stapel wellenförmig geformter Blechtafeln, der an allen Seiten von einem quaderförmigen Gehäuse umgeben ist, ist aus der BE-PS 516 447 bekannt. Die an ihren Längsrändern verschweißten Blechtafelpaare berühren hier jedoch die benachbarten Blechtafelpaare nicht.

Weiterhin ist aus der US-PS 3 211 213 ein Wärmetauscher bekannt mit einem Stapel durch Leisten in Abstand zueinander gehaltener Blechtafeln. Zwischen den Blechtafeln sind Einlagen angeordnet, die die Blechtafeln nur entlang deren Längsränder berühren. Die Blechtafeln sind jedoch nicht wellenförmig geformt.

Die beschriebenen Wärmetauscher eignen sich kaum für einen Wärmetausch zwischen Fluiden mit einer sehr eroßen Druckdifferenz.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen besonders stabilen und einfach herzustellenden Wärmetauscher zu schaffen, der für den Wärmetausch zwischen Fluiden großer Druckdifferenzen geeignet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen den Plattenrändern jedes Plattenpaares, weiche den verschweißten Rändern gegenüherliegeivübe.r die ganze Plattenlänge verlaufende Profilleisten angeordnet sind, die im Bereich der für beide Fluide seitlich angeordneten Ein- und Austrittsanschlüsse öffnungen aufweisen.

Damit sind die Blechplatten an allen Stellen des Stapels druckfest miteinander verbunden, und es besteht keine Gefahr, daß der Stapel bei Einwirkung von äußeren Abstützungskräften auch nicht im Bereich der stirnseitigen Ein- und Ausströmöffnungen zusammengedrückt und beschädigt wird.

Gemäß einer besonderen Ausbildung des Erfindungsgedankens können die Räume zwischen der Mantelinnenseite und den Außenflächen des Stapels abgedichtet und mit einem Druckmedium gefüllt sein. Dabei ist der gekrümmte Mantel an beiden offenen Enden durch Böden gasdicht geschlossen.

Als Druckmedium kann dabei in vorteilhafter Weise das un»er dem größten Betriebsdruck stehende wärmetauschende Fluid verwendet werden.

Die Erfindung wird an Hand der in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers mit zylindrischem Mantel,

F i g. 2 einen Schnitt durch den Wärmetauscher längs der Linie II-Il der F i g. 1,

F i g. 3 ausschnittsweise vergrößert eine Ecke des Wärmetauschers der F i g. 2,

F i g. 4 ausschnittweise eine stirnseitige Ansicht von vier aufeinandergelegten Blechtafeln mit zwei stirnseitigen Ein- oder Ausströmöffnungen ohne aufgeschweißte Sammelkammer und

F i g. 5 die Blechtafel der F i g. 4 mit im Randbereich der Längsstirnseiten dazwischengelegten, durchlaufenden Profilleisten, die im Bereich der Ein- oder Ausströmöffnungen gelocht sind.

Die F i g. 1 und 2 zeigen einen Wärmetauscher, dessen senkrecht stehender Stapel 1 einen quadratischen Querschnitt hat. Eines der im Wärmetausch stehenden Fluide 2 strömt durch einen Stutzen 3 unten in den Wärmetauscher ein, wird mittels einer halbrohrförmigen Sammelkammer 4 auf die eine Hälfte der Strömungskanäle zwischen den Blechtafeln verteilt und verläßt über Sammelkammer 5 und Stutzen 6 oben den Wärmetauscher. Im Gegenstrom zum Fluid 2 strömt das andere wärmetauschende Fluid 7 über Stutzen 8 und Sammelkammer 9 oben in die restliche Hälfte der Strömungskanäle zwischen den Blechtafeln ein und strömt durch Sammelkammer 10 und Stutzen 11 unten aus dem Wärmetauscher aus. Die vier zur Strömungsrichtung der wärmetauschenden Fluide parallelen, ebenen Außenflächen 12, 13, 14, 15 des Stapels 1 sind von Blechplatten begrenzt, welche eine etwas größere Dikke haben als die Blechtafeln des Stapels. Um bei einer sehr großen Druckdifferenz der wärmetauschenden Fluide 2 und 7 eine Ausbeulung der äußeren Blechtafeln des Stapels 1 zu verhindern, sind die Außenflächen 12,13,14,15 des Stapels über die dickeren Blechplatten und über mehrere zur Längsachse des Stapels 1 parallel verlaufende flache Rippen 16, 17, 18, 19 an der Innenwand 20 eines den Stapel 1 umgebenden zylindrischen

Mantels abgestützt, welcher aus zwei Halbzylinderschalen 21,22 zusammengeschweißt ist. Eine Druckverformung des aus Aluminium bestehenden Stapels 1 ist auf diese Weise nicht mehr möglich, da der aus Stahl bestehende zylindrische, dünnwandige Mantel außerordentüch große Druckkräfte aufnehmen kann. Bei der Fertigung des erfindungsgemäßen Wärmetauschers werden zunächst in die Innenwand der unteren Halbzylinderschale 21 die Hälfte der Rippen 17, die Rippen 18 und die Hälfte der Rippen 19 eingeschweißt, wonach der Stapel 1 in die Halbzylinderschale 21 eingelegt wird. Hierauf wird die zweite Halbzylinderschale 22 spiegelbildlich zur Halbzylinderschale 21 um den Stapel 1 gelegt, so daß dann die beiden Längsschweißnähte 23 und 24 des Mantels ausgeführt werden können. Die Halbzylinderschalen 21 und 22 sind an Durchtrittsstellen 25,26, 27,28 der quer zur Längsachse des Stapels 1 liegenden Stutzen 3, 6,8,11 ausgespart. Damit der Stapel 1 im zylindrischen Mantel einen Halt hat, steht er auf einem Gitterrost 29, der in das untere Ende des Mantels eingeschweißt ist.

Bei auftretenden großen Temperaturdifferenzen der strömenden Fluide und Wärmedehnungen der einzelnen Blechtafeln kann sich der Stapel 1 an den Rippen 16, 17, 18, 19 des zylindrischen Mantels gleitend frei nach oben bewegen.

Nach F i g. 3 sind an einer Stirnseite des Stapels 1 im Randbereich zwischen den gewellten Blechtafeln 30. 31. 32, 33 Profilleisten 34, 35 eingelegt, die außen zusammen mit je zwei Blechtafeirändern miteinander verrch weißt sind. Die Blechtafeln 30. 31, 32, 33 berühren sich gegenseitig an ihren Wellungen, sind aber an diesen Berührungsstellen, abgesehen vom Blechtafelrand, nicht miteinander verschweißt oder verklebt. Die Außenflächen des Stapels sind von dickeren Blechplatten 36, 37 umgrenzt, weiche mittels der an der Innenwand 20 der Halbzylinderschale 22 angeschweißten Längsrippen 16 und 17 gegen eine Ausbeulung gesichert sind.

Fig.4 zeigt vier aufeinandergelegte Blechtafeln 40, 41,42,43, zwischen denen an der oberen Stirnseite zwei Profilleisten 44, 45 eingeschweißt sind. Die frontale Stirnseite der Blechtafeln weist für eines der wärmetauschenden Fluide zwei Ein- oder Ausströmöffnungen 46,47 auf, die von einer nicht dargestellten halbrohrförmigen Sammelkammer überdeckt sind. Damit die Blechtafeln an allen Stellen des Stapels druckfest miteinander verbunden sind, sind an der frontalen Stirnseite im Randbereich zwischen den gewellten Blechtafeln 40, 41, 42, 43 gemäß F i g. 5 durchlaufende Profilleisten 48, 49 eingeschweißt oder eingeklebt, welche im Bereich der Ein- oder Ausströmöffnungen 46, 47 der F i g. 4 für eines der wärmetauschenden Fluide mehrere Bohrungen 50,51 aufweisen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Wärmetauscher für zwei Fluide mit in gleicher Weise gewellten, jeweils um eine halbe Wellenlänge versetzt aufeinandergelegten Blechtafeln, die zwischen sich Strömungskanäle bilden und zu einem quaderförmigen Stapel „zusammengefügt sind, mit ebenen zur Häüptströmungsrichtung parallelen und den Stapel begrenzenden Blechplatten, mit einem zur Häüptströmungsrichtung parallel angeordneten und am Stapel gleitend abgestützten Gehäusemantel und mit seitlichen Ein- und Austrittsanschlüssen senkrecht zur Hauptströmungsrichtung, bei dem benachbarte Blechtafeln paarweise an parallel zur Häüptströmungsrichtung verlaufenden Rändern sich berühren und miteinander verschweißt sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Plattenrändern jedes Plattenpaares, welche den verschweißten Rändern gegenüberliegen, über die ganze Plattenlänge verlaufende Profilleisten (34,35, 48,49) angeordnet sind, die im Bereich der für beide Fluide seitlich angeordneten Ein- und Austrittsanschlüsse öffnungen (50,51) aufweisen.

2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum zwischen den ebenen Blechplatten und dem zylindrischen Gehäusemantel mit Druckgas gefüllt ist.