DE2630551C2 - Kreuzstrom-Wärmeaustauscher - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kreuzstrom-Wärmeaustauscher mit in Abstand zueinander angeordneten formgleichen Flächenelementen, von denen jedes an zwei gegenüberliegenden Kanten einander zugekehrte rinnenartige Umformungen aufweist, die gegen Umformungen des um 90" gedrehten benachbarten Flächenelements anliegen, wobei drei dieser Flächenelemente zwei benachbarte Strömungsspalte in sich kreuzenden Strömungsrichtungen bilden.

Für die Wärmeübertragung zwischen zwei Strömungsmedien sind Kreuzstrom-Wärmeaustauscher bekannt. Werden als Strömungsmedien Gase eingesetzt, so sind infolge der gegenüber Flüssigkeiten wesentlich geringeren Wärmekapazität und -leitfähigkeit von Gasen beispielsweise für eine Luft-Luft-Wärmeübertragung wesentlich größere Austauschflächen erforderlich, wobei die Luft zur Kompensation ihrer geringen Wärmeleitfähigkeit in dünnen Schichten zwischen den Austauschflächen strömen muß. Um eine gute Wärmeübertragung zu erzielen, ist für die Austauschflächen zudem ein Material mit kleiner Wärmekapazität und hoher Wärmeleitfähigkeit erforderlich.

Diese sich widersprechenden Anforderungen an das Material — gut wärmeleitende Materialien wie beispielsweise Aluminium oder Kupfer haben auch eine hohe Wärmekapazität — sind bei bekannten Kreuzstrom-Wärmeaustauschern aus starren Metall- oder Glasplatten nicht oder nur mangelhaft zu erfüllen.

Der Einsatz bestehender Luft-Luft-Wärmeaustauscher in der Industrie wird durch weitere Faktoren beeinträchtigt. So enthält die heiße Luft bei vielen Wärmeanlagen, wie z. B. Lackeinbrennöfen, dampfförmige oder feste Stoffe, die an den Austauschflächen kondensieren bzw. sich ablagern, und dadurch einen immer stärker isolierenden Belag bilden, welcher den Wirkungsgrad des Wärmeaustauschers erheblich vermindert. Dies macht eine periodische Reinigung des

Wärmeaustauschers erforderlich, was bei hartnäckigem Belag einen hohen Zeit- und Kostenaufwand verursacht Die DE-PS 416 331 offenbart einen Kreuzstrom- Wärmeaustauscher der eingangs erwähnten Art, dessen Flächenelemente aus Platten, z.B. aus Stahlblech,

gefertigt sind.

Aus der FR-PS 1388772 ist die Verwendung von Kupferfolien für Wärmeaustauscher bekannt.

Des weiteren geht aus der DE-OS 15 01537 ein ίο Kreuzstrom-Wärmeaustauscher mit durch Prägungen stabilisierten Wärmeaustauscherplatten als bekannt hervor.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Kreuzstrom-Wärmeaustauscher der eingangs erwähn-

is ten Art zu schaffen, bei dem durch eine Stabilisierung der Flächenelemente diese aus Folien und damit verbilligt hergestellt werden können, wodurch bei starken Verschmutzungen die Elemente nicht mehr gereinigt werden müssen, sondern ausgetauscht werden können.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Gegenumformungen als L-förmige Abkantungen ausgebildet sind, welche mit ihrem freien Schenkel in die gebördelte einfach gewinkelte Abkantung des benachbarten Flächenelements so eingefügt sind, daß der freie Schenkel mit seinen beiden Oberflächen dem benachbarten Flächenelement anliegt, wobei die Flächenelemente aus Aluminium- oder Kupferfolien einer Dicke von 50 bis 250 μπι bestehen, aus deren lackierten oder oxydierten Oberflächen rippenartige, pyramiden- oder kugelförmige Prägungen als versteifende Distanzhalter herausgeformt sind.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform verlaufen die rippenartigen Prägungen etwa parallel zu den L-förmigen Abkantungen.

Die Erfindung wird durch die nachstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in

F i g. 1 eine Schrägsicht auf einen Wärmeaustauscher mit Flächenelementen;

F i g. 2 die Draufsicht auf eines der Flächenelemente; F i g. 3 den Schnitt durch das Flächenelement gemäß Linie/4-i4inFig. 2;

F i g. 4 den Schnitt durch das Flächenelement gemäß Linie ß-ßinFig. 2;

F i g. 5 eine teilweise wiedergegebene Schrägsicht auf eine andere Ausführungsform des Flächenelementes;

F i g. 6 eine teilweise wiedergegebene Schrägsicht auf einen aus Flächenelementen von F i g. 5 zusammengebauten Wärmeaustauscher.

Ein in F i g. 1 dargestellter Kreuzstrom-Wärmeaustauscher 18 besteht aus zueinander formgleichen Flächenelementen oder Lamellen 10, welche in Abstand zueinander so angeordnet sind, daß zwischen jeweils zwei Flächenelementen 10 Strömungsspalte 8 bzw. 9 für gas- oder dampfförmige Medien in zwei unterschiedlichen Richtungen entstehen; ein wärmespendendes Medium (Pfeile 11) strömt quer zu einem wärmeaufnehmendem Medium (Teil 12). Die beiden unterschiedlichen Medien bleiben dabei durch die dazwischen liegenden Flächenelemente 10 voneinander getrennt.

Jedes der aus einer Metallfolie geformten Flächenelemente 10 weist an zwei gegenüberliegenden Kanten in F i g. 3 dargestellte einfach gewinkelte Abkantungen 15 auf, während an den beiden anderen Kanten doppelt gewinkelte Randbereiche mit Z-förmigem Querschnitt bzw. als L-förmige Abkantungen 13 (F i g. 4) entsteht.
Außerdem werden aus der Fläche selbst rippenartige

Prägungen 14 oder aber — nicht dargestellte — Pyramiden- oder kalottenartige Ausformungen herausgeformt, die zur Versteifung der Flächenelemente 10 und zu deren Distanzhaltung voneinander dienen.

Wie insbesondere Fig.6 erkennen iäßt, werden jeweils zwei Flächenelemente 10 zueinander um 90° gedreht aufeinandergelegt, so daß die L-Abkantungen 13 des einen Flächenelements 10 parallel zu den einfach gewinkelten Abkantungen 15 des anderen Flächenelementes 10 verlaufen und zwar an deren Innenseite. Biegt man jetzt die einfach gewinkelten Abkantungen 15 auf die L-förmigen Abkantungen 13 zu, so wird deren freier Schenkel von der anderen Abkantung 15 umgriffen, in der er verschiebbar lagert Durch diese Anordnung ergibt sich die alternative Anordnung der Strömungsspalte 8,9 zwangsläufig.

Die L-förmigen Abkantungen S3 werden also durch Umlegen der einfach gewinkelten Abkantung 15 eingefalzt, wobei ein Falz bzw. eine Bördelung 16 entsteht Die offenen Strömungsspalte sind in F i g. 6 mit O bezeichnet die geschlossenen Strömungsspalte mit g.

Da die durchlaufenden rippenartigen Prägungen 14 die Strömung nicht behindern dürfen, verlaufen diese parallel zu den L-förmigen Abkantungen 13, so daß diese rippenartigen Prägungen 14 zur Verspannung der L-förmigen Abkantungen 13 in den entstandenen Bördelungen oder Rinnen 16 mit Spannung sitzen. Eine entsprechende Verspannungshilfe sind die nicht gezeigten pyramiden- und kalottenartigen Ausformungen zumindest dann, wenn sie den Verbindungsstellen 13—15 zugeordnet sind.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Kreuzstrom-Wärmeaustauscher mit in Abstand zueinander angeordneten formgleichen Flächenelementen, von denen jedes an zwei gegenüberliegenden Kanten einander zugekehrte rinnenartige Umformungen aufweist, die gegen Umformungen des um 90° gedrehten benachbarten Flächenelements anliegen, wobei drei dieser Flächenelemente zwei benachbarte Strömungsspalte in sich kreuzenden Strömungsrichtungen bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenumformungen als L-förmige Abkantungen (13) ausgebildet sind, welche mit ihrem freien Schenkel in die gebördelte einfach gewinkelte Abkantung (15) des benachbarten Flächenelements (10) so eingefügt sind, daß der freie Schenkel mit seinen beiden Oberflächen dem benachbarten Flächenelement anliegt, wobei die Flächenelemente aus Aluminium- oder Kupferfolien einer Dicke von 50 bis 250 pm bestehen, aus deren lackierten oder oxidierten Oberflächen rippenartige, Pyramiden- oder kugelförmige Prägungen (14) als versteifende Distanzhalter herausgeformt sind.

2. Kreuzstrom-Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rippenartigen Prägungen (14) etwa parallel zu den L-förmigen Abkantungen (13) verlaufen.