DE1960947A1 - Waermeaustauscher mit durch Abstandstuecke miteinander verbundenen Wandpaaren - Google Patents
Waermeaustauscher mit durch Abstandstuecke miteinander verbundenen WandpaarenInfo
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- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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- F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D9/0081—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by a single plate-like element ; the conduits for one heat-exchange medium being integrated in one single plate-like element
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Description
Wärmeaustauscher mit durch Abstandstücke miteinander verbundenen Wandpaaren
Die Erfindung bezieht sich auf Wärmeaustauscher mit einander gegenüberliegenden Wänden, die paarweise Kanäle für die Wärmeaustauschmittel
bilden, vofeei die Wände in jedem zweiten Paar durch Abstandstücke miteinander verbunden sind. Es sind hier
besonders Wärmeaustauscher beabsichtigt, bei denen die Wände verhältnismässig nahe aneinander liegen, so dass flache Kanäle
zwischen ihnen gebildet werden. Die Wände sind im allgemeinen so zusammengestellt, dass das eine Wärmeaustauschmittel zwischen
jedem zweiten Wandpaar und das andere Wärmeaustauschmittel
zwischen den anderen Wandpaaren strömen kann. Zweck der Erfindung ist es, den Wänden eine derart gewellte Form zu geben,
dass die Wärmeübertragung vom einen Mittel zum anderen verbessert wird·
Es ist bekannt, die Wände von Wärmeaustauschern mit Wellen oder
Falten auszubilden, aber dabei haben die Kämme oder höchsten Teile der Wellen als Abstandsglieder gedient oder Teile solcher
Abstandsglieder gebildet. Solche Wärmeaustauseher haben den Nachteil, dass sie hohe Drücke nicht ertragen können, weil die
gegenseitige Verbindung der Wände, g.B. durch Schweissen, zu
einer Schwächung der die Wände gewöhnlich bildenden dünnen Bleche geführt hat. Die Wärmeübertragung durch die Wände war
ferner nicht befriedigend.
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Die Erfindung ist hauptsächlich dadurch gekennzeichnet, dass die Wände in einem Wärmeaustauscher wellenförmig sind und die
Wellen der Wände miteinander durch Abstandstücke
verbunden sind, wobei die Fände mit den Wellenkämmen einer Wand gegenüber den Wellentälern der anderen ¥enö angeordnet
sind, so dass die Kanäle zwischen diesen Wänden eine veränderliche
Höhe haben. Die Höhe des Kanals ist vorzugsweise am gross ten an den Stellen der Reihen von Abstand stücken und am
kleinsten,in der Mitte zwischen zwei naheliegenden Reihen von
Abstand stücken.
Da die Wellenkämme der gewellten Wände Ir jedem Paar gegenüber
den Wellentälern liegen, wird das senkrecht oder annähernd
senkrecht zu den Wellen steinende Wär&ieaustauschicittel äureh
einen sich abwechselnd erweiternden unü ^erjtfcgesiss Kanal stro>
mens wodurch die Strömung turbulent ^iK unu. Mtshsl' bildet9
die öle iCäraisttbertrsgyiig wesentlich verbessere
Die Erfindung" eignet sich besonders gut für Ivärissays tauscher
mit WInden5 die paarweise flache Rohre bilden^ welche mit dem
einen Ende in der einen Endwand urfi mit dem anderen Ende in der
anderen Endwand eines rohrförmigen Gehäuses eingesetzt sind*
Die Äfostandstücke sind dann vorzugsweise in querverlaufenden
Beihen in den Rohren angeordnet, während die Wellenkämme .und
Wellentäler der Rohrwände vorzugsweise in der Querrichtung
der Rohre verlaufen. In Wärmeaustauschern dieser Art strömt
das eine Wärmeaustauschmittel von einem Einlass bei der einen Endwand des Gehäuses durch die Rohre und durch einen Auslass
bei der anderen Endwand des Gehäuses hinaus, sancl es ist also
in diesen Rohren, dass die Höhe des Rohres von einem Kleinst^
wert in der Mitte zwischen zwei Abstandstückreilieti onö einem
Grösstwert an den Stellen der Abstandstüekreinem schwankt· Die
Strömungsgeschwindigkeit des Wärmeaustauschmittels innerhalb
der Rohre wird deshalb auch schwanken und wird sm. grössten
zwischen den Abstand stücken urd in der Regel am geringsten in
der Nähe der Abstandstücke.
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BAD ORIGINAL
Die Erfindung umfasst auch eine Ausführungsform, bei der die
Seitenwände mit Erhebungen und Vertiefungen versehen sind, wobei die höchsten Stellen derselben sich an den Verbindungsstellen
zwischen den Seitenwänden und den Abstandstücken befinden, während die tiefsten Stellen ungefähr in der Mitte
zwischen benachbarten Abstandstücken liegen. Falls die Abstandstücke in parallelen Reihen angeordnet sind, so dass vier Abstandstücke
angenommen werden können,an den Ecken eines Rechtecks, eines Quadrates oder eines anderen Viereckes zu liegen,
sollen die tiefsten Punkte in den Schneidepunkten gedachter Diagonalen des betreffenden Vierecks liegen. Die am stärksten
eingepressten oder tiefsten Stellen der einen.Wand liegen in der Regel gegenüber den am stärksten eingepressten oder tiefsten
Stellen der anderen Seitenwand, so dass der Abstand zwischen den Seitenwänden an den am stärksten eingepressten Stellen
am kleinsten ist.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren bei der Herstellung der Flachrohre nach der letztgenannten Ausführungsform. Kennzeichnend
für dieses Verfahren ist vor allem, dass man die Flachrohre mit ebenen, parallelen Seitenwänden und Abstandstücken
zwischen diesen herstellt und danach mittels einer Walze oder eines Stempels mit nachgiebiger Arbeitsfläche das
Wandmaterial um die Verbindungsstellen zwischen Abstandstücken
und Seitenwänden herum einpresst.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Nachstehenden
unter Hinweis auf die beigefügte Zeichnung veranschaulicht. Es zeigen? Fig. 1 eine Seiteha nsicht des Wärmeaustauschers
im Ganzen, Fig. 2 oinen Teil eines Längsschnittes in vergrössertem
Masstab, Fig. 3 einen Querschnitt ebenfalls i-n vergrössertem
Masstab eines erfindungsgeniässen Wärmeaustauschers mit in Fig. 2 und 3 abgenommenem Gehäuse, Fig. k- ein erfindungsgemäss
ausgeführtes Flachrohr oder Hohlgebilde im Schaubild, Fig. * und 6 Längsschnitte nach d^n Linien 5-5 bzw. 6-6
0 C S 8 2 3 --' 1 0 S c
in Fig. k, Fig. 7 eine Darstellung im Grundriss eines Beispiels
der Verteilung der höchsten und tiefsten Punkte des Flachrohres und Fig. 8 in gleicher V/eise wie Fig. 7 ein Beispiel einer anderen
Verteilung.
In dem in Fig. 1 dargestellten Wärmeaustauscher hat das rohrförmige
Gehäuse 1 einen Einlasstutzen 2 und einen Auslasstutzen
3 für das eine Wärmeaustauschmittel. Es sind ferner ein Einlasstutzen
h und ein Auslasstützen 5 für das andere Wärmeaustauschmittel
vorhanden. Wenn das eine Mittel durch den Einlasstutzen 2 hinein und durch den Auslasstutzen 3 hinaus strömt,
strömt es auch durch die Flachrohre im Gehäuse 1 und längs diesen Rohren vom einen Ende des Gehäuses zum anderen. Das
andere Mittel strömt vom Einlasstutzen h zum Auslasstutzen 5
zv?isehen den Flachrohren.
Nach Fig. 3 sind 6 und 7 zwei übereinanderliegende Flachrohre,
deren Wände 8 und 9 durch Abstandstücke 10 miteinander verbunden
sind. Die Enden der Abstandstücke sind beispielsweise
durch elektrisches Widerstandsschweissen an den einander gegenüberliegenden
Wänden festgeschweisst. Ein Wärmeaustauschmittel strömt, wie schon erwähnt, innerhalb der Rohre und das
andere in den zwischen den Rohren gebildeten Zwischenräumen oder Kanälen 11.
.Wie aus Fig. 2 ersichtlich, sind die Wände 8, 9 gewellt mit
den Wellenkämmen 12 der einen Wand 9gegenüber den Wellentälern
lh der anderen Wand 8 und ebenso mit den Wellentälern
15 der erstgenannten Wand 9 gegenüber den Wellenkämmen 16
der Viand 8 gegenübergestellt. Die zwischen den Wänden gebildeten Kanäle oder Zwischenräume 17 nehmen somit von einem
Kleinstwert der Kanalhöhe zwischen einem Wellenkamm 12 und einem Wellental I1+ bis zu einem Höchstwert zwischen einem
Wellental 15 und einem Wellenkamm 16 zu. An letztgenannter
Stelle ist eine Reihe von Abstandstücken 10 angebracht.
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Die Kanäle YJ sind somit am grössten an den Stellen der Abstandstückreihen
und am kleinsten in der Mitte zwischen zwei benachbarten Abstandstückreihen. Die Höhe der Rohrkanäle wird
somit in der Längsrichtung schwanken, so dass das im Innern
des Rohres strömende Mittel durch abwechselnd schmälere und weitere Kanalquerschnitte strömen wird. Dadurch werden Geschwindigkeitsschwankungen
und Wirbelgebllde im strömenden Wärmeaustauschmittel auftreten, wodurch die Wärmeübertragung
zu und von den Wänden bedeutend verbessert wird.
Die Wellen erstrecken sich im eben beschriebenen Beispiel quer durch den Wärmeaustauscher vom einen Seitenbereich des Rohres
zum anderen. Das in Fig. !+-δ dargestellte Beispiel weist anders
geformte Wellen, d.h. Wellen in Form von reihenweise geordneten Erhebungen.
Nach Fig. h- besteht der flache Hohlkörper oder das Flachrohr
aus zwei Seitenwänden 21 und 22 aus Blech, die ihren Langseitenkanten entlang durch Ranichweissnähte 23 und 2k miteinander
verbunden sind. Im Rohr sind Abstandstucke in Form von Zapfen 25 mit kegeligen Enden und ringsum verlaufendem Flansch 26
ausgeführt. Die Abstandstücke können aber auch eine andere, beliebige, zweckmässige Form haben, z.B. aus kujelförmigen oder
tablettenförmigen Körpern bestehen. Die Abstandstücke sind
mit den Ebenen und den Rändern der Seitenwände parallelen Reihen
angeordnet. Jede Seitenwand 1, 2 ist durch elektrisches Widerstandsschweissen an den Abstandstücken festgeschweisst, so
dass Schweissverbände 27 bzw. 28 zwischen jedem Abstandstückende
und der angrenzenden Seitenwand gebildet werden.
Die Seitenwände 21 und 22 sind nicht eben sondern derart wellenförmig,
dass die höchsten Punkte oder Wellenkämme an den Schweisstellen liegen, die in Fig. k mit 29 bezeichnet sind.
Die tiefsten Punkte befinden sich zwischen den Schweisstellen
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und sind in Fig. h mit 30 bezeichnet« Da die Äbstandstüeke in
parallelen Reihen mit zweckmässig gleichen Abständen zwischen den Reihen und den Abstandstücken angeordnet sind, können vier
Abstandstücke angesehen werden, an den Ecken eines Vierecks zu liegen,und die Form der Seitenwand nach dem Einpressen soll dabei
derart sein, dass die tiefsten Punkte zwischen diesen vier Abstandstücken sich im Schneidepunkt 3I der Diagonalen dieses
Vierecks befinden, wie in Fig. 7 vaanschaulicht wird. Dort
sind die vier Abstandstücke mit 32, 31*, 35 und 36 bezeichnet.
Nach Fig. 8, wo die Abstandstücke einer Reihe gegenüber den Abstandstücken benachbarter Reihen versetzt sind, liegen vier Abstandstücke
37j 38, 39 und 1K) an den Ecken eines Parallelogramms,
und der tiefste Punkt 3I der Seitenwand befindet sich
ebenfalls im Schnittpunkt der Diagonalen, dieses Parallelogramms.
Die eingepressten Vertiefungen können dadurch erzeugt werden, dass man von einem Flachrohr mit ebenen Wänden und zwischen
diesen festgeschweissten Abstandstücken ausgeht und danach das
Rohr zwischen zwei Walzen mit nachgiebigem Mantel z.B. aus Gummi fördert, wobei die Walzen mit erforderlichem Druck gegeneinander
gepresst werden. Statt Walzen kann man Pressplatten verwenden, die gegen- und auseinander bewegt werden,während das Rohr zwischen
diesen fortbewegt wird, '
Durch die erzeugte Wellenform der Rohrseitenwände werdan diese
verstärkt, so dass sie einen höheren inneren Druck ertragen können als schlicht ebene Wände. Ausserdem vird eine turbulente
oder wenigstens eine gestörte laminare Strömung der auf der
Aussenseita und Innenseite des Rohres strömenden Kittel erhalten, wodurch die Wärmeübertragung ebenfalls verbessert wird.
Durch das Pressen mittels nachgiebiger Pressglieder werden Weilen mit sanft abgerundeten Profilen erhalten, so dass eine
nennenswerte Erhöhung des Strömungswiderstandes infolge der
Wellenform nicht entsteht.
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Claims (1)
- Olof^Cardell, IngenieurSollentuna, SchwedenPatentansprüchel.J Wärmeaustauscher mit einander gegenüberliegenden Wänden, ""Sie paarweise Kanäle für Wärmeaustausehmittel bilden, wobei die Wände in jedem zweiten Paar durch Abstandstücke miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet , dass die Wände(8,9 bzw. 21, 22)wellenförmig sind, wobei die Wellen der beiden Wände durch Abstand stücke (LO bzw. 25) miteinander verbunden sind und so angeordnet sind, dass die Wellenkämme (16 bzw. 2^ der einen Wand(8 bzw. 21) den Wellentälern 6.5 bzw. 29 der anderen Wand (9 bzw. 22)gegenüberliegen und dadurch Kanäle schwankender Höhe zwischen den Wänden bilden.2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, dass die Kanalhöhe am grössten ist, da wo eine Reihe von Abstandstttcken (LO bzw. 2?) liegt und in der Mitte zwischen zwei benachbarten Abstandstückreihen am kleinsten ist·3· Wärmeaus-tauscher nach Anspruch 1 oder 2, bei dem jedes zweite Wandpaar ein flaches Rohr mit dem einen Ende in der einen Bndwand eines rohrförmigen Gehäuses und mit dem anderen Ende in der anderen Endwand des Gehäuses bildet, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandstücke Q-O bzw. 25) in querverlaufenden Reihen in den Rohren angeordnet sind und dass die Wellenkämme und Wellentäler der Wellen sich in der Querrichtung des Rohres erstrecken.009828/1068h, Flachrohr für Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, bei denen die Wärmeaustauschmittel auf der Aussen- bzw. Innenseite der im wesentlichen parallelen Seitenwände des Rohres strömen, welche Seitenwände mittels Abstandstücke, z.B. Zapfen mit abgerundeten, an den Seitenwänden festgeschweissten Enden, Kugeln oder zapfenähnlicher Körper miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwände (21, 22) mit Erhebungen (29) und Vertiefungen (28) versehen sind, wobei die höchsten Stellen sich bei den Verbindungsstellen zwischen Seitenwand (21, 22) und Abstandstück (25) befinden, während die niedrigsten Stellen ungefähr in der Mitte zwischen benachbarten Abstandstücken liegen.5. Flachrohr nach Anspruch k mit in parallelen Reihen angeordneten Abstandstücken, die jeweils die Ecken von Rechtecken, Quadraten oder anderen Vierecken bilden, dadurch g e k e η η zeichnet, dass die tiefsten Stellen der Seitenwände in den Schneidepunkten (31) zwischen den gedachten Diagonalen dieser Vierecke liegen.6. Verfahren zur Herstellung von Flachrohren nach Anspruch h oder 5, dadurch g ekennzei chnet, dass man die Flachrohre mit ebenen, parallelen Seitenwänden (21, 22) mit zwisch3n diesen angebrachten Abstandstücken (25) herstellt und danach das Soitenwandmaterial mittels Walzen oder Pressplatten mit nachgiebiger Arbeitsfläche rings um die Verbindungsstellen mit den Abstandstücken einpresst.009828/1068
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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SE1705568 | 1968-12-12 | ||
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1969
- 1969-12-04 DE DE19691960947 patent/DE1960947A1/de active Pending
- 1969-12-11 BE BE743016D patent/BE743016A/xx unknown
- 1969-12-11 FR FR6942982A patent/FR2025989A7/fr not_active Expired
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