DE1867930U

DE1867930U - COUNTER- OR DC-FLOW HEAT EXCHANGER FOR LIQUID MEDIA.

Info

Publication number: DE1867930U
Application number: DEH43548U
Authority: DE
Original assignee: HARZER ACHSENWERKE K G SCHWEMA
Current assignee: HARZER ACHSENWERKE K G SCHWEMA
Priority date: 1962-12-21
Filing date: 1962-12-21
Publication date: 1963-02-28

Description

RA.033 091*16.1.63RA.033 091 * 16.1.63

PATENTANWÄLTE 0" PATENT LAWYERS 0 "

DIPL₁-ING. FRITZ THIELEKE DR.-ING. RUD. DÖRINQDIPL ₁ -ING. FRITZ THIELEKE DR.-ING. RUD. DÖRINQ

BRAUNSCHWEIGBRAUNSCHWEIG

72797279

Harzer Achsenwerke K.G., Schwemann & Althoff, Bornum/HarzHarzerachsewerke KG, Schwemann & Althoff, Bornum / Harz

üb.Hildesheimabove Hildesheim

"Gegen- oder Gleichstromwärmeaustauscher für flüssige Medien""Counterflow or cocurrent heat exchanger for liquid media"

Beschreibungdescription

Die Neuerung "betrifft einen Gegen- oder Gleichstromwärmeaustauscher für flüssige Medien aus blookartig zusammengesetzten imprägnierten Graphitplatten, die unter Zwischenanordnung von Dichtwerkstoffen zusammengepreßt sind und Durchlässe für die Wärmeaustauschmittel aufweisen.The innovation "relates to a counterflow or cocurrent heat exchanger for liquid media made of impregnated graphite plates assembled like a blook, which with the interposition of Sealing materials are pressed together and have passages for the heat exchange medium.

Es sind bereits vorgenannte Graphitwärmeaustauscher bekannt, bei denen jeweils die eine Flüssigkeit durch parallel ζur Längs« achse des Blocks verlaufende Bohrungen, die andere durch radial angeordnete Kanäle geleitet wird, wobei zur Erzielung einer mehrfachen Kreuzführung das radial durch den Block geleitete Medium nach seinem Austritt aus dem Block umgelenkt und einem anderen Abschnitt erneut zugeführt wird. Diese Gestaltung des Wärmeaustauschers bedingt somit wenigstens eine außerhalb des Blockes liegende Umlenkeinrichtung. Eine solche erfordert einen erheblichen baulichen und konstruktiven sowie auch wirtschaftlichen Aufwand. Außerdem führen umlenkeinrichtungen zu einem beachtlichen Wärmeverlust und Druckabbau.The aforementioned graphite heat exchangers are already known, in which the one liquid in each case is Axis of the block extending bores, the other is passed through radially arranged channels, wherein to achieve a multiple cross guidance deflects the medium directed radially through the block after its exit from the block and one another section is fed again. This design of the heat exchanger thus requires at least one outside of the Deflection device lying on the block. Such requires one considerable structural and constructive as well as economic effort. In addition, deflectors lead to a considerable loss of heat and pressure reduction.

-a--a-

Is ist weiterhin "bekannt, Wärmeaus tauschet in druckf ester Blockausführung aus übereinander geschichteten Platten so auszubilden, daß die "beiden Medien jeweils durch benachbarte te, zwischen den Platten in der Schichtungsebene liegendeIs is still "known, Wärmeaus exchanged in pressure-resistant Block design from stacked plates to be formed in such a way that the "two media through adjacent te, lying between the plates in the layering plane

Spalträume geführt wird, wobei die von den Platten umschlossenen Spalträume über Durehtrittsöffnungen so verbunden sind, daß jeweils die Spalte 1, 3, 5 usw. von dem einen Medium, die Spalte 2,4, 6 usw. von dem anderen Medium durct ι flössen werden. Diese Ausgestaltung des Austauschers bedingiGap spaces is performed, the gap spaces enclosed by the plates being connected via passage openings are that columns 1, 3, 5 etc. from one medium, columns 2, 4, 6 etc. from the other medium ι will flow. This configuration of the exchanger is conditional

insbesondere bei kleinen Abmessungen des Blockes eine vielfache Umlenkung der Medien um 180 , die wiederum zu sehr erheblichem Druckabbau führt und die außerdem die benachbarten Spalten jeweils überbrückende Führungseinrichtungen erfordert. Especially with small dimensions of the block a multiple diversion of the media by 180, which in turn leads to a very considerable amount Pressure reduction leads and which also requires the adjacent columns each bridging guide devices.

Aufgabe der !feuerung ist es nun, einen eingangs genanntenThe task of the! Fire is now to create one of the aforementioned

Austauscher so auszubilden, daß die bei den bekannten Aust To train exchangers so that the known from t

führungen notwendigen Umlenk- sowie Führungseinrichtungenguides necessary deflection and guide devices

, in Fortfall kommen und daß bei robuster und kompakter Bau, come in omission and that with a robust and compact construction

weise eine erhebliche Verminderung des Druckabbaues erzielt wird.wise a considerable reduction in the pressure reduction is achieved.

Zur lösung dieser Aufgabe sieht die feuerung vor, daß der Austauscher mit Platten ausgerüstet ist, welche radial um die Blockachse und in benachbarten radialen Ebenen gegensinnig geneigt zur Blockachse angeordnete korrespondierende ■""* Öffnungen aufweisen, deren leigungssinn von Platte zuTo solve this problem, the fire provides that the Exchanger is equipped with plates, which are radially opposite to the block axis and in adjacent radial planes Inclined to the block axis arranged corresponding ■ "" * openings, the direction of inclination from plate to

Platte wechselt und die von ladialebene zu üadialebene abwechselnd vom wärmeabgebenden und wärmeaufnehmenden Medium durchflossen Bind.Plate changes and that of ladial level to üadial level alternates the heat-emitting and heat-absorbing medium flows through Bind.

Durch, die neue Gestaltung des Austauschers erhält man eine wiederholte X-IMhrung des wärmeabgebenden und wärmeaufnehmenden Mediums, ohne daß eine außerhalb des Blockes liegende Umlenkung notwendig ist. Dabei bleiben die Medien in enger Nachbarschaft und werden durch die nur wenig wechselnden Strömungsrichtungen beim Übergang von einer Platte zur anderen ausreichend verwirbelt, um die Wärmeabgabe und -aufnahme zu begünstigen. Dabei werden Ablagerungen an den Wandungen der Öffnungen vermieden, ohne daß jedoch der Druck stark abgebaut wird.The new design of the exchanger gives you a repeated X-IMhring of the heat-emitting and heat-absorbing Medium without a deflection outside the block being necessary. The media remain in close proximity and are sufficiently swirled by the only slightly changing flow directions at the transition from one plate to the other, to promote the release and absorption of heat. Deposits on the walls of the openings are avoided, However, without the pressure being greatly reduced.

Zweckmäßig werden die Platten so ausgebildet, daß die Neigung der Öffnungen in den einzelnen Platten unter sich und in allen Platten gleich groß ist, so daß man die Platten wirtschaftlich herstellen und gegenseitig austauschen kann. Zum Aufbau der Austauscher sind dann nur die unter sich gleichen Platten um 180° gegeneinander verschwenkt aufzuschichten und beispielsweise mit Hilfe von Markierungen so zu stapeln, daß die korrespondierenden Bohrungen sich voll decken.The plates are expediently designed so that the inclination the openings in the individual plates below and in all plates is the same size, so that the plates can be used economically can produce and exchange with each other. To set up the exchanger, only the plates that are the same under each other are then rotated by 180 ° stacked against each other pivoted and for example with To stack the help of markings so that the corresponding holes completely cover each other.

Zur Zuführung und Verteilung der Austauschmedien sieht die Neuerung weiterhin vor, daß der Block als Verteilerplatten ausgebildete Endplatten aufweist mit Ringkä*alen, in denen die Bohrungen der benachbarten Platten ausmünden, wobei die Ringkanäle über abgestufte druckausgleichende weitere Bohrungen in der Endplatte mit einer sich an den Ein- bzw. Auslaufstutzen anschließenden Ausnehmung verbunden sind.For the supply and distribution of the exchange media, the innovation also provides that the block is designed as a distribution plate Has end plates with ring cages, in which the holes of the adjacent plates open out, the ring channels via stepped pressure-equalizing further bores in the End plate are connected to a recess adjoining the inlet or outlet connection.

Die druckaus^leichenden Bohrungen, d.h. die Anordnung kleiner Bohrungen im Bereich des Ein- und Austrittsstutzens und die Anordnung von im Durchmesser wachsenden Bohrungen im Bereich der vom Stutzen entfernt liegenden Eingkanalteile führt zu einer gleichmäßigen Beaufschlagung der Plattenöffnungen und damit zu einem gleichmäßigen Durchsatz des Mediums durch dan Block, auch bei einseitiger Anordnung der Ein- und Austrittsstutzen. The pressure-compensating holes, i.e. the arrangement smaller Boreholes in the area of the inlet and outlet nozzle and the arrangement of bores increasing in diameter in the area the inlet duct parts that are remote from the nozzle leads to a uniform loading of the plate openings and This leads to an even throughput of the medium through the block, even if the inlet and outlet nozzles are arranged on one side.

Zur Erzielung des druckfesten Zusammenhaltes werden zweckmäßig sich auf den Endplatten abstützende Druckplatten und diese verbindende gefederte Zuganker vorgesehen, so daß trotz der Druckausübung eine in vorbestimmten Grenzen notwendige Ausdehnung des Blockes möglich ist.To achieve pressure-tight cohesion, pressure plates which are supported on the end plates and which connect them are expediently Spring-loaded tie rods are provided so that, despite the exertion of pressure, expansion is necessary within predetermined limits of the block is possible.

Ein Ausführungsbeispiel des neuerungsgemäß ausgebildeten Austauschers ist in der Zeichnung wiedergegeben.An embodiment of the exchanger designed according to the innovation is shown in the drawing.

Figur 1 zeigt einen Mittellängsschnitt durch den Austauscher. Figur 2 gibt in vergrößerter Darstellung einen Teil des Schnittes nach Figur 1 wieder.Figure 1 shows a central longitudinal section through the exchanger. FIG. 2 shows part of the section in an enlarged representation according to Figure 1 again.

In der Figur 1 sind die gleichartig ausgebildeten G-raphitplatten des Austauschers mit 1 bis 4 bezeichnet. Die einzelnen Platten weisen geneigt zur Längsachse des Blockes angeordnete Bohrungen auf. Diese Bohrungen sind so angeordnet, daß sich jeweils in Achsrichtung durchgehende,nach einer Zick-Zack-linie verlaufende Kanäle ergeben, die sowohl in Umfangsrichtung als auch inIn FIG. 1, the graphite plates of the same design are shown of the exchanger labeled 1 to 4. The individual plates have bores arranged at an angle to the longitudinal axis of the block on. These bores are arranged in such a way that they are continuous in the axial direction and run in a zigzag line Channels result in both the circumferential direction and in

radialer Richtung des Blockes gesehen, wechselweise vom wärmeabgebenden und wärme aufnehmenden Medium durchflossen sind. In der linken Hälfte der Figur sind die zur Führung der wärme-₈bgebenden flüssigkeit dienenden, in der SchnitteToene der Figur liegenden Kanäle mit 5, die zur Aufnahme der wärmeaufnehmenden Flüssigkeit vorgesehenen Kanäle mit β bezeichnet. Die mit 7 gekennzeichneten Pfeile geben dabei die Strömungsrichtung des wärme abgebenden Mediums an, während die Pfeile 8 die Bewegungsrichtung des wärmeaufnehmenden Mediums kennzeichnen.seen in the radial direction of the block, are alternately traversed by the heat-emitting and heat-absorbing medium. In the left half of the figure, serving to guide the _heat-8 bgebenden liquid channels lying in the SchnitteToene the figure 5, which is provided for receiving the heat-receiving fluid passages are designated by β. The arrows marked with 7 indicate the direction of flow of the heat-emitting medium, while the arrows 8 indicate the direction of movement of the heat-absorbing medium.

In den beiderseits der Platten 1 bis 4 angeordneten Endplatten 9 und 10 sind Ringkanäle 15 angeordnet, in die die Kanäle 5 bzw. 6 ausmünden. Die Endplatte 9 ist mit Ausnehmungen 10,11 ausgerüstet, von denen die Ausnehmung 10 mit dem Eintrittsstutzen 12 und die Ausnehmung 11 mit dem Austrittsstutzen 13 in offener Verbindung stehen. Man erkennt aus der Figur, daß mit der Ausnehmung 10 über Bohrungen 14 diejenigen Ringkanäle 15 in Verbindung stehen, in welchen die Kanäle 5 ausmünden, während das durch die Kanäle 6 fließende wärmeaufnehmende Gut über die zugehörigen Ringkanäle 15 durch die Bohrungen 1 6 in die Ausnehmung 11 und von dort in den Austrittsstutzen 13 gelangt. In gleicher Weise erfolgt die Verteilung der Medien im unteren Teil des Austauschers über die dort in der Endplatte 9 vorgesehenen korrespondierenden Ringkanäle und Bohrungen auf die Ein- und Austrittsstutzen 17 und 18. Die Bohrungen 14,16 sind abgestuft ausgebildet, wobei die unmittelbar dem Eintritts- bzw. Austrittsstutzen gegenüberliegenden Bohrungen einen kleineren Durchmesser aufweisen als die im Bereich außerhalb der StutzenIn the end plates arranged on both sides of the plates 1 to 4 9 and 10 are arranged annular channels 15 into which the channels 5 and 6 open out. The end plate 9 has recesses 10, 11 equipped, of which the recess 10 with the inlet connection 12 and the recess 11 with the outlet connection 13 in stand in open connection. It can be seen from the figure that with the recess 10 via bores 14 those annular channels 15 in Are connected, in which the channels 5 open out, while the flowing through the channels 6 heat-absorbing material on the associated annular channels 15 through the bores 1 6 into the recess 11 and from there into the outlet nozzle 13. In The distribution of the media in the lower part of the exchanger takes place in the same way via the media provided there in the end plate 9 Corresponding ring channels and bores on the inlet and outlet nozzles 17 and 18. The bores 14, 16 are stepped formed, the bores directly opposite the inlet or outlet nozzle being smaller Have diameters than those in the area outside the nozzle

-6--6-

vorgesehenen weiteren Bohrungen, um eine gleichmäßige Beaufschlagung aller Ringkanäle 15 sowie medienführenden Kanäle 5 und 6 zu erreichen.provided further holes in order to ensure an even loading of all ring channels 15 and media-carrying channels 5 and 6.

Es ist weiterhin aus den Figuren ersichtlich, daß die von den Ringkanälen 15 ausgehenden Bohrungen, welche die Durchströmkanäle 5 bzw. 6 bilden, in der benachbarten Radialebene einen umgekehrten leigungssinn in den einzelnen Platten 1 bis 4 aufweisen, wie die in ausgezogenen linien in der Schnittebene wiedergegebenen Kanäle, so daß sich eine X-Pührung der auszutauschenden Medien ergibt, welche zur besseren Verdeutlichung in der !Figur 2 durch Eintragung entsprechender Pfeile veranschaulicht ist.It can also be seen from the figures that the bores extending from the annular channels 15, which form the through-flow channels 5 or 6, have a reverse direction of inclination in the adjacent radial plane in the individual plates 1 to 4, like the channels shown in solid lines in the cutting plane, so that there is an X-guide of the channels to be exchanged Media results which, for better clarity, are illustrated in FIG. 2 by the entry of corresponding arrows is.

Die den Austauscherblock bildenden Platten 1 bis 4 sowie die zugehörigen Bndplatten 9 sind unter Zwischenanordnung eines geeigneten Dichtwerkstoffes zusammengefügt und mittels der Druckplatten 19,20, welche zugleich die Ein- und Austrittsflansche 12,13 bzw. 17,18 tragen, sowie mittels Zuganker 21 zusammengepreßt, wobei die Zuganker sich über ledern 22 auf einer der Druckplatten 19,20 abstützen.The plates 1 to 4 forming the exchanger block and the associated belt plates 9 are, with an intermediate arrangement, a Suitable sealing material and assembled by means of the pressure plates 19, 20, which at the same time carry the inlet and outlet flanges 12, 13 and 17, 18, as well as by means of tie rods 21 pressed together, the tie rods are supported on leather 22 on one of the pressure plates 19,20.

Die E_ndplatten 9 bestehen wie die Platten 1 bis 4 aus Graphit, und die Sin- und Austrittsflansche sind je nach Art der Austauschmedien entweder mit Graphit oder anderen korrosionsbeständigen Werkstoffen ausgekleidet. Die Ein- und Austrittsstutzen bilden zugleich endseitige Yerbindungsflansche, so daß der Austauscher in zugehörige Leitungszüge eingebaut werden kann.Dplatten _n The E 9 are made as the panels 1 to 4 of graphite, and the sintering and outlet flanges are lined depending on the type of exchange media with either graphite or other corrosion-resistant materials. The inlet and outlet nozzles also form end-side connection flanges, so that the exchanger can be installed in the associated cable runs.

-I--I-

Claims

Protection requirements

1. Counterflow or cocurrent heat exchanger for liquid media
made of impregnated graphite plates assembled like blocks, which are pressed together with the interposition of die materials and have passages for the heat exchange means, characterized in that the plates (1 to 4) have corresponding openings arranged radially around the block axis and in adjacent radial planes inclined in opposite directions to the block axis Stupidity of
Plate to plate changes and the τοη radial plane to radial plane alternates between heat-emitting and heat-absorbing media
are flowed through.

2. Exchanger according to claim 1, characterized in that the inclination of the openings in the plates is the same size among itself and in all panels.

3. Exchanger according to claim 1 or 2, characterized in that the block end plates (9) as' distributor plates has with annular channels (15) in which the bores of the adjacent plates open out, and that the annular channels Via stepped pressure-equalizing further bores (14; 16) in the end plate with one attached to the inlet or outlet nozzle (12,15; 17,18) subsequent recess (10; 11) are connected.

HA.033 091 *16,1.63HA.033 091 * 16.1.63

4. Exchanger according to one or more of the preceding claims, characterized in that for pressing the block together on the end plates (9) supporting pressure plates (19 ₅ 2O) and these connecting spring-loaded tie rods (21) are used.