DE2244752A1

DE2244752A1 - Waermeaustauscher

Info

Publication number: DE2244752A1
Application number: DE2244752A
Authority: DE
Inventors: Karl Robert Ambjoern Oestbo
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-09-08
Filing date: 1972-09-08
Publication date: 1973-03-15
Also published as: GB1371277A; NO130285B; FR2152729A1; US3865185A; SE355860B; FR2152729B1; JPS4836754A; IT967226B

Description

DIPL-INQ, DIETER JANDER DR.-INQ. MANFRED BÖNINQ

Patentanwälte Zustclladresse:

reply to:

MÜNCHEN 80 [BOGENHAUSEN) ! BERLIN 33 (DAHLEM)

HOTTENWEG 15

KOLBERGER STRASSE 21

Telefon: 0811/4-4

98 27 04

Telefon: 03 11/ 8324066 Telegramme: Consideration Berlin

225/13.898 DE 8. September

Patentanmeldung

des Herrn Karl Robert Ämb-jörn östbö

Storgatan 2 Tranemo, Schweden

"Wärme austauscher"

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmeaustauscher, bestehend aus einem Stapel aus vorzugsweise kreisförmigen Metallplatten, die mit Öffnungen versehen sind, welche zwei voneinander getrennte Durchgänge für zwei Medien bilden, aus zwischen den Metallplatten und den Durchgängen angeordneten Dichtungsringen und aus zwei Abschlußwänden, welche die Stirnflächen des Plattenstapels abdecken.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wärmeaustauscher dieser Art derart auszubilden, daß ein guter Wärmeaustausch zwischen den Medien gesichert ist und der Wärmeaustauscher möglichst wenig Raum beansprucht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Durchgänge von mindestens drei kreisförmigen, vorzugsweise konzentrisch ineinanderllegenden Kanalgruppen gebildet werden, daß sich zwei ringförmige Verbindungskanäle außerhalb des Plattenstapels im Bereich der mittleren Kanalgruppe (n) befinden, die diese mit den durch die Abschlußwände hindurchlaufenden Einlaß- und Auslaßkanälen für das erste Medium verbinden und daß die äußere(n) und die innere(n) Kanalgruppe(n) außerhalb des Plattenstapels miteinander und mit dem Einlaß- und Auslaßkanal für das zweite Medium verbunden sind.

Ein in dieser Weise ausgebildeter Wärmeaustauscher ist besonders geeignet für den Wärmeaustausch zwischen Dampf und Luft, Milch und Dampf (wenn die Milch pasteurisiert wird) und Milch und V/asser (wenn die pasteurisierte Milch gekühlt wird).

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung im Zusammenhang mit der nachfolgenden Beschreibung. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste AusfUhrungsform

Fig. 2 in etwas vergrößertem Maßstab eine Draufsicht auf eine Metallplatte des Wärmeaustauschers gemäß Fig.

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine zweite AusfUhrungsform und

Fig. 4 in etwas vergrößertem Maßstab eine Draufsicht auf eine Metallplatte der AusfUhrungsform gemäß Flg. 3.

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Der Wärmeaustauscher gemäß den Fig. 1 und 2 besteht aus einem zylindrischen Mantel 1 mit einem Eingang 3 und einem Ausgang 2 für ein erstes Medium. An den Enden des Mantels 1 befinden sich Wände 4 und 5 mit einem Eingang 7 und einem Ausgang 6 für ein zweites Medium. Der Mantel 1 umgibt mehrere Metallplatten 8, die in axialer Richtung hintereinander ge schalt et sind. Der Plattenstapel weist drei Kanalreihen auf, die von Öffnungen 9,10 und 11 gebildet werden. Jede Reihe ist kreisförmig orientiert; alle drei Reihen liegen konzentrisch ineinander. Zwischen aneinandergrenzenden Platten 8 befinden sich Ringe 12,13, welche die beiden Medien voneinander trennen. Der Plattenstapl wird durch einen mittleren Schraubbolzen 14 zusammengehalten. Die innere Reihe, die von den Öffnungen 9 gebildet wird, und die äußere Reihe, die von den Öffnungen 11 gebildet wird, lassen das Medium durch, welches durch den Eingang 3 eintritt. Die mittlere Reihe, die von den Öffnungen 10 gebildet wird, läßt das Medium durch, das durch den Eingang 7 eintritt. Um das zu erreichen, ist ein Verbindungskanal 15,16 an jedem Ende des Wärmeaustauschers vorgesehen. Die beiden 'Verbindungskanäle 15 und 16 sind mit dem Eingang 3 und dem Ausgang 2 verbunden. Ferner verbinden sie die beiden Reihen, die von den Öffnungen 9 und 11 gebildet werden. Schließlich weist der Wärmeaustauscher an seinen Enden zwei Ringkanäle 17 und 18 auf, die den Eingang 7 bzw. den Ausgang 6 mit der Reihe verbinden, die durch die Öffnungen 10 gebildet wird. Senkrecht durch die Ringkanäle 17,18 erstrecken sich.Kanäle 19 und 20, welche eine äußere Kammer 21 mit einer inneren Kammer 22, die von dem Verbindungskanal 15 gebildet wird, und eine äußere Kammer 23 mit einer inneren Kammer 24 verbinden, die von dem Verbindungskanal 16 gebildet wird.

Die Platten 8 sind vorzugsweise etwas zueinander verdreht, derart, daß die Öffnungen 9 bis 11 einer Platte nicht genau den entsprechenden Öffnungen der benachbarten Platte gegen-

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überliegen. Das hat zur Folge, daß die Medien, die durch den Wärmeaustauscher hindurchströmen, gezwungen werden, ihre Bewegungsrichtung zu ändern; beispielsweise kann die Einrichtung so ausgebildet sein, daß die Medien zickzackförmig durch den Plattenstapel hindurchströmen.

Im folgenden sei angenommen, daß in dem Wärmeaustauscher Luft mittels heißen Wassers erhitzt wird. Das heiße Wasser wird durch den Eingang 7 eingelassen und strömt dann durch die öffnungen 10, um schließlich den Wärmeaustauscher durch den Ausgang 6 zu verlassen. Der Teil 25 der Platten 8 erhitzt sich auf diese Weise. Die Wärme strömt entsprechend den Pfeilen 26 und 27 von dem Teil 25 radial nach innen und außen ab, und gelangt so zu den inneren Plattenteilen 28 und den äußeren Plattenteilen 29. Diese Plattenteile bewirken die Erwärmung der Luft, die durch sie hindurchströmt.

Die Dimensionen der Plattenteile 25, 28 und 29 und der öffnungen 9,10 und 11 sind abhängig von den Medien, die durch den Wärmeaustauscher hindurchströmen.

Die Ausführungsform gemäß den Fig. 3 und 4 dient zum Vorwärmen von Brennstoffen oder Schmieröl mittels heißen Wassers. Die Konstruktion dieses Wärmeaustauschers entspricht im Prinzip derjenigen des Wärmeaustauschers der Fig. 1. Die Metallplatten 30 (s. Fig. 4) sind jedoch mit fünf Reihen öffnungen versehen, nämlich den Öffnungen 31, 32 und 33, die vom Öl durchströmt werden, und den Öffnungen 34 und 35, durch die das heiße Wasser strömt. Die Bereiche 36, die zwischen den öffnungen 31 liegen, vergrößern sich hinsichtlich ihrer Breite in Richtung auf den Bereich 37, in dem die öffnungen 34 liegen. Die Bereiche 38 zwischen den öffnungen 33 vergrößern sich ebenfalls hinsichtlich ihrer Breite in Richtung auf den Bereich 39, in dem die Öffnungen 35 liegen.

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Die Öffnungen 32 sind rhombisch-länglich gestreckt, wobei sich die Bereiche 40 und 41 zwischen den Öffnungen 32 hinsichtlich ihrer Breite in Richtung auf die Bereiche bzw. 39 verbreitern.

Die Seitenwände 42 und 43 sind mit ringförmigen Verbin d ungskanälen 44 und 45 bzw. 46 und 47 bestückt, wobei die Kanäle 44 und 45 durch einen quer verlaufenden Kanal 48 und die Kanäle 46 und 47 durch einen quer verlaufenden Kanal 49 miteinander verbunden sind. In den Kanal 48 mündet ein Eingangskanal 50. Von dem Kanal 49 zweigt ein Ausgangskanal 51 ab. Die Verbindungskanäle 44,45,46 und 47 sind mit den Kanälen, die durch die Öffnungen 34 und 35 gebildet werden, über Kanäle 52 und 53 verbunden, die sich in den Seitenwänden 42 und 43 befinden. Ferner sind die Seiten des Wärmeaustauschers mit Verbindungskanälen 56 und 57 versehen, welche einen Eingang 58 und einen Ausgang 59 für das zweite Medium, in diesem Falle Öl, über Kanäle 60,61,62 und 63,64 und 65 in den Seitenwänden 42 und 43 mit den Reihen verbinden, die durch die Öffnungen 31, 32 und 33 gebildet werden. Die Seiten des Wärmeaustauschers sind mit Platten 66 und 67 versehen,, welche die öffnungen 68 und 69 abdecken, durch welche Werkzeuge eingeführt werden können, um die Muttern des Bolzens 70 anzuziehen.

Die Außenwand des Wärmeaustauschers der Fig. 3 und 4 wird z.T. durch äußere Ringe 71 gebildet, die sich zwischen den Platten 30 befinden.

Der Fig. 4 ist zu entnehmen, daß der Wärmeübergang von dem heißen Wasser, das durch die Öffnungen 34 und 35 strömt, zu dem öl, welches durch die Öffnungen 31, 32 und 33 strömt, außerordentlich gut ist, was u.a. auf die Form der Bereiche 36, 38, 40 und 41 zurückzuführen ist.

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Die Öffnungen können (s. Fig. 2) durch Stampfen und anschließendes Umbiegen der ausgestanzten Zungen geschaffen werden, um auf diese Weise die Oberfläche zu vergrößern. Ferner ist es zweckmässig, wenn konzentrisch sich erstreckende Rilen in den Platten vorgesehen sind, was ebenfalls zu einer Vergrößerung der Oberfläche der Platten führt. Ferner können die Platten mit Führungsschultern versehen sein, welche die Ringe 12,13 in ihrer Lage halten. Diese Ringe bestehen vorzugsweise aus Metall und weisen an ihren Endflächen Dichtungsringe, z.B. aus Teflon od.dgl. auf. Natürlich ist es möglich, Jede Reihe aus Durchflußöffnungen durch zwei oder mehr solcher Reihen zu ersetzen.

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Claims

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Pat entansprüche

(j\) Wärmeaustauscher, bestehend aus einem Stapel aus vorzugsweise kreisförmigen Metallplatten, die mit Öffnungen versehen sind, welche zwei voneinander getrennte Durchgänge für zwei Medien bilden, aus zwischen den Metallplatten und den Durchgängen angeordneten Dichtungsringen und aus zwei Abschlußwänden, welche die Stirnflächen des Plattenstapels abdecken, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgänge von mindestens drei kreisförmigen, vorzugsweise konzentrisch ineinanderliegenden Kanalgruppen gebildet werden, daß sich zwei ringförmige Verbindungskanäle (17,18?44,45,46,47) außerhalb des Plattenstapels im Bereich der mittleren Kanalgruppe(n) befinden, die diese mit den durch die Abschlußwände (4,5) hindurchlaufenden Einlaß- und Auslaßkanälen (16,7;50,51) für das erste Medium verbinden und daß die äußere(n) und die innere(n) Kanalgruppe(n) außerhalb des Plattenstapels miteinander und mit dem Einlaß- und Auslaßkanal (2,3; 58,59) für das zweite Medium verbunden sind.

2, Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die ringförmigen Verbindungskanäle (17,18) bis zu den Abschlußwänden (4,5) erstrecken und daß durch diese Verbindungskanäle (17,18) Kanäle (19) zum Durchtritt des zweiten Mediums hindurchgehen.

3. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Kanalgruppe aus wenigstens zwei Untergruppen besteht, zwischen denen sich eine Kanalgruppe für das zweite Medium befindet, und daß jeweils- eine Kanalgruppe des einen Mediums zwischen zwei Kanalgruppen des anderen Mediums liegt (Fig. 3 und 4).

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4. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet , daß sich die Zwischenräume (36,38,40,41) zwischen den öffnungen (31, 32,33)tdurch die das eine Medium, vorzugsweise das mit der geringeren Dichte, strömt, zu den öffnungen (34,35) hin,durch die das andere Medium, vorzugsweise das mit der größeren Dichte, strömt, vergrößern.

5. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet , daß die äußersten Dichtungsringe (71) zusammen mit den Rändern der Platten (30) das Gehäuse bilden.

6. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet , daß hintereinanderliegende öffnungen (10,11;31,32,33,34,35) versetzt zueinander angeordnet sind.

DJ: BD

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