DE2721321A1 - Waermeuebertrager mit einer wandartigen trennung fuer die beiden an der waermeuebertragung beteiligten medien - Google Patents

Waermeuebertrager mit einer wandartigen trennung fuer die beiden an der waermeuebertragung beteiligten medien

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Description

P. 5079/Gb/IS
Gebrüder Sulzer, Aktiengesellschaft, Winterthur/Schweiz
Wärmeübertrager mit einer wandartigen Trennung für die beiden an der Wärmeübertragung beteiligten Medien
Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager mit einer wandartigen Trennung für die beiden an der Wärmeübertragung in einem Uebertragerelement beteiligten Medien. Sie setzt sich zum Ziel, einen Uebertrager zu schaffen, der bei verhältnismässig geringem Material- und Arbeitsaufwand, kleinen Strcmungsverlusten und kleinem Raumbedarf auch für grosse Mengenströme von den an der Wärmeübertragung beteiligten Medien geeignet ist.
Diese Ziele werden in einem Wärmeübertrager nach der Erfindung dadurch erreicht, dass die Trennung Wände aufweist, die sternförmig von einem sich entlang einer Längsachse des Uebertragerelements erstreckenden zentralen Bereich ausgehen, und dass unmittelbar
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benachbarte, jeweils von zwei Wänden mindestens teilweise eingeschlossene Strömungsbereiche abwechselnd dem einen oder dem anderen Medium zugeordnet sind.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform lässt sich dadurch erreichen, dass mindestens jede zweite der in Umfangsrichtung aufeinander folgenden, sternförmig verlaufenden Wände gewellt ist, wobei die Wellenfronten in Richtung der Längsachse des üebertragers verlaufen. Damit lässt sich relativ zu den äusseren Abmessungen des Wärmeübertragers bei Erhaltung günstiger Strömungsverhältnisse für beide Medien eine verhältnismässig sehr grosse Wärmeübertragungsfläche unterbringen. Hierbei kann eine zur Aufnahme von Druckdifferenzen zwischen den beiden Medien besonders geeignete Ausführungsform dadurch erreicht werden, dass zwischen zwei getrennten Wänden sich je eine ungewellte Wand befindet, und dass sich die Wellenbuckel und die Wellentäler der gewellten Wände auf eine ungewellte Wand abstützen.
Zum Erreichen möglichst optimaler Wärmeübertragungsverhältnisse über die ganze radiale Erstreckung im Strcmungsbereich empfiehlt es sich weiter, bei radial auswärts sich erweiternden, zwischen zwei unmittelbar aufeinander folgenden Wänden befindlichen Strömungsbereichen mit zunehmendem Abstand vom zentralen Bereich die Wellenhöhe zu vergrössern und umgekehrt die Wellenlänge zu verkleinern. Mit Hilfe dieser Massnahme werden über die ganze radiale Erstreckung die Strömungsbereiche in einzelne Abschnitte mit etwa gleichem hydraulischen Radius unterteilt,
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was gleichmässige Verhältnisse für die Wärmeübertragung ergibt.
Die sternartig vom zentralen Bereich des Uebertragers ausgehenden Wände können aber auch vorteilhaft evolventenartig gekrümmt sein, derart, dass je.zwei in Umfangsrichtung des Elements unmittelbar folgende Wände über ihre ganze radiale Erstreckung Strömungsbereiche einschliessen, die quer zur Längsachse des Uebertragers im wesentlichen gleiche geometrische Beschaffenheit aufweisen. Eine solche Ausführungsform ermöglicht, eine gleichmässige Wellung für die Wände vorzusehen und trotzdem den ganzen verfügbaren Querschnitt mit im Querschnitt gleichen Strömungsbereichen für die beiden Medien zu belegen.
Die Erfindung und weitere mit ihr zusammenhängende Wirkungen und Vorteile sind nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Teil-Längsschnitt durch einen Wärmeübertrager nach der Erfindung;
Fig. 2 einen Querschnitt gemäss der Linie II-II durch den Wärmeübertrager nach Fig. 1;
Fig. 3 zwei Wärmeübertraqereinheiten, zum Teil
in der Ansicht, zum Teil in einem Längsschnitt, eingebaut in eine zur Führung des einen Mediums dienende gemauerte Kammer;
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-A-
Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV durch einen Wärmeübertrager gemäss Fig. 3;
Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Wärmeübertragers; Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI des in Fig. 5
gezeichneten Uebertragers;
Fig. 7 einen Querschnitt durch einen Wärmeübertrager
mit evolventenartig verlaufenden, gewellten Wänden; Fig. 8, 9, 10 und 11 in schematischer Darstellung Anordnung und Form von sternartig verlaufenden Wänden, welche unter entsprechender Anpassung in Anordnungen gemäss den Fig. 5, 6 und 7 benützt werden kennen, und Fig. 12 eine weitere Ausführungsförm eines Uebertragerelements mit gewellten Wänden.
Der Wärmeübertrager nach den Fig. 1 und 2 besitzt ein Wärmeübertragerelement 11, das im wesentlichen durch sternartig von einem zentralen Bereich des Uebertragers ausgehende Wände 12 gebildet ist. Der zentrale Bereich, von dem die Wände 12 ausgehen, erstreckt sich entlang der Längsachse des Uebertragers. Einzelne aufeinander folgende Wände, z.B. 12a, 12b; 12b, 12c sind abwechselnd radial innen oder radial aussen miteinander verbunden, so dass sich ein sternförmiger Querschnitt für das Element 11 ergibt. Die Verbindung der Wände kann durch Zusammenschweissen oder auch durch einen oder mehrere Bördelvorgänge und anschliessendes Löten hergestellt sein.
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Jg —
Zwei in Umfangsrichtung aufeinander folgende Wände 12 schliessen jeweils einen Strömungsbereich ein, so die Wand 12a und 12b den Bereich 13 und die Wand 12b und 12c den Bereich 14. Diese Bereiche sind abwechselnd dem einen oder dem anderen Medium zugeordnet. Zu diesem Zweck sind alle Strömungsbereiche 13 an den beiden längsseitigen Enden des Uebertragers mit Hilfe eines entsprechend profilierten Bodens 15 verschlossen. Dieser ist zweckmässig mit Hilfe eines hochschmelzenden Lots mit den Wänden 12 dicht verbunden. Der Boden 15 setzt sich in den Anschlussstutzen 16 fort. Mehrere Uebertragerelemente 11 können mit ihrem Anschluss-Stutzen 16 in einem Rohrboden 17 dicht eingeschweisst sein. Der Strömungskanal 18 des Stutzens 16 mündet in den zentralen Raum 19. Dieser ist nach unten durch den becherartigen Boden 20 abgeschlossen, der in das Ende eines rohrartig ausgebildeten Leitkörpers 21 eingesetzt und durch einen RoIlvorgang derart plastisch verformt ist, dass das Leitrohr 21 auf die inneren Verbindungen der Wände 12 geklemmt ist. Ein Aussenrohr 22 umschliesst das Wärmeübertragerelement 11, mit dem es durch eine Rolloperation im Bereich seines Endteils 23 verbunden ist.
Im Betrieb des geschilderten Wärmeübertragers strömt eines der beteiligten Medien in Richtung der Pfeile 24, 25 im Raum zwischen
22
Aussenrohr/und dem durch die Wände 12 gebildeten Element 11, und zwar unter Durchströmen der Bereiche 14 zwischen den Wänden 12, Das andere, an der Uebertragung beteiligte Medium strömt im Sinne der Pfeile 26, 27 durch den Kanal 18 des Stutzens 16
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in den Raum 19 und aus diesem in die Strömungsbereiche 13 des Elements 11. Der Abfluss erfolgt am nicht gezeichneten anderen Ende des Wärmeübertragers über einen entsprechend ausgebildeten Anschluss-Stutzen, der in einem zweiten, nicht gezeichneten Rohrboden eingeschweisst ist.
Das in den Fig. 3 und 4 gezeichnete Ausführungsbeispiel besitzt aufrechte Wärmeübertragerelemente 31, die aus scharf abgekanteten Blechen gebildet sind. Von einem zentralen Bereich des Elements sternförmig ausgehende Wände 32 bilden zusammen mit den inneren und äusseren Wandteilen 33 bzw. 34 ein Profil, das am oberen Ende durch den Boden 35 verschlossen ist. Dieser erstreckt sich nur über den lichten Bereich des Profils. In ümfangsrichtung aufeinander folgende Wände 32, z.B. die Wände 32a, 32b, 32c, schliessen Strömungsbereiche 36 und 37 ein, die abwechselnd vom einen oder vom anderen Medium durchströmt sind. An seinem unteren Ende ist das Wärmeübertragerelement an einem Rohrkonus 38 angeschlossen, wobei ein Boden 39 die Zwickel zwischen der Aussenkontur des Elements 31 ausfüllt, d.h. die Strömungsbereiche 37 in axialer Richtung dicht verschliessen.
Im zentralen Bereich des Elements 31 verläuft das innere Leitrohr 40, das gleichzeitig als Anschlussrohr für das durch die Bereiche 36 strömende Medium dient. Die mittlere Partie des Elements 31 ist von einem äusseren Leitrohr 42 mit geringem Abstand umgeben. Dieses Leitrohr 42 ist mit dem Leitrohr 43 eines benachbarten Wärmeübertragers über Stege 44 dicht verbunden
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und in einer die Wärmeübertrager aufnehmenden Kammer 45 an Zugstäben 46 aufgehängt. Das Element 31 ist über den Konus und die Anschlussleitung 47 im Boden der Kammer 45 verankert.
Im Betrieb strömt das eine Medium durch das Leitrohr 40 in ' Richtung des Pfeiles 48 aufwärts und tritt seitlich in die Strömungsbereiche 36 des Elements 31 über. Letztere verlässt das Medium in axialer Richtung, um durch den Ringraum zwischen Leitrohr 40 und Anschlussrohr 47 in Richtung des Pfeiles 41 abzuströmen. Das andere Medium strömt durch den Kanal 49 in die Kammer 45, weiter in Richtung des Pfeiles 5O in die Strömungsbereiche 37 des Elements 31, um nach dem Austritt aus letzterem durch den Kanal 51 abzuströmen.
Ein besonderer Vorteil der Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4 besteht darin, dass jede Wärmeübertrager-Einheit aus drei unabhängig voneinander aufgestellten Baugruppen besteht, so dass unterschiedliche Temperaturen sich nicht in Wärmespannungen ungünstig auswirken können. Diese Baugruppen sind das äussere Leitrohr 42 bzw. 43, weiter das innere Leitrohr 40 und schliesslich das Element 31 mit den Böden 35 und 39.
Die Ausführungsform nach den Fig. 5 und 6 erfüllt in ganz besonderer Weise die Aufgabe, das Wärmeübertragerelement ohne wesentlich höheren Materialaufwand zu vergrössern und es trotzdem für höhere Druckdifferenzen brauchbar zu machen. Diese Wirkungen werden einmal dadurch erreicht, dass die wandartige Trennung
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zwischen den an der Wärmeübertragung beteiligten Medien gewellte Wände aufweist. Wie Fig. 6 veranschaulicht, folgt im mittleren Teil A des Wärmeübertragerelements 61 z.B. auf die sternförmig von einem zentralen Bereich ausgehende ebene Wand 6 2a in Umfangsrichtung eine gewellte Wand 6 2b und auf diese wiederum eine, ebene Wand 62a. Die Wände, die gesamthaft mit 62 bezeichnet sind, sind aus Blech gefertigt; die Wellenfronten verlaufen in Richtung der Längsachse des Uebertragerelements 61 und sind beispielsweise durch Tiefziehen erzeugt. Die Wellenbuckel und die Wellentäler der Bleche 62b stützen sich auf ebene Wände 62a, was eine ausserordentlich steife und druckfeste Konstruktion ergibt.
Die Bleche 62a und 62b sind im Bereich des Mittelteils A abwechselnd radial innen und radial aussen miteinander verschv/eisst, so dass eine einzige, rundum geschlossene Wand 62 entsteht, v/elche die Strömungsbereiche 63 für das eine Medium und jeweils benachbarte Strömungsbereiche 64 für das andere Medium von einander trennt.
Die Wellen der Bleche 6 2b weisen mit zunehmendem Abstand vom zentralen Bereich des Elements 61 sich vergrössernde Wellenhöhen h auf? umgekehrt vermindert sich die Wellenlänge 1. Auf diese Weise ist der hydraulische Radius durch die gewellten und die ebenen Wände gebildeten Kammern 63 und 64 etwa gleich gross, so dass in den verschiedenen Kammern gleiche Strömungs- und Wärmeübergangsverhältnisse erzielt werden können.
Das sternförmige Paket der Bleche 62 stützt sich im zentralen Bereich auf ein Rohr 65 ab, das über einen Ring 66 mit dem inneren Leitrohr 67 verbunden ist. Zwischen den Rohren 65 und 67 befindet sich eine Isoliermasse 68, die sich auch über das Rohr 65 hinaus
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fortsetzt.
die
In den Bereichen B und C sind/Bleche 62a und 62b lanzettförmig zugeschnitten und mit Rillen versehen, die in den Blechen 6 2b nach aussen und in den Blechen 62a einwärts gegen den zentralen Bereich des Elements 61 gekrümmt sind. Die grundsätzliche Anordnung dieser Wellen und Rillen wird im Zusammenhang mit der Beschreibung der Fig. 8 bis H näher erläutert.
Die Bleche 62 sind an den Lanzettspitzen mit zwei Ringen 69 bzw. 70 verschweisst. Der Ring 69 ist durch eine Kalotte 71 überdacht. Sie dient zur Aufnahme von Druckkräften, für die eine Scheibe anstelle des Ringes69 bei innerem oder äusserem Ueberdruck wenig geeignet ware. Der Ring 70 ist über ein konisches Verbindungsstück 72 an ein äusseres Anschlussrohr 73 angeschlossen.
Analog den Strömungsverhältnissen beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 und 4 strömt das eine Medium in Richtung der Pfeile in die aus den Kammern 64 gebildeten Strömungsbereiche, um in Richtung der Pfeile 75 aus dem Wärmeübertragerelement 61 abzuströmen. Das andere Medium strömt in Richtung des Pfeiles 76 durch das Innere des Leitrohres 67 aufwärts, um sich im Bereich des Uebertragerteils B in Richtung der Pfeile 77 im Gegenstrom zum ersten Medium in die aus den Kammern 63 gebildeten Strömungs- "' bereiche für das andere Medium zu verteilen. Der Austritt des zweiten Mediums aus dem Uebertragerelement 61 erfolgt in Richtung der Pfeile 78 durch den Raum zwischen dem Leitrohr 6 7 einerseits
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und dem Verbindungsstück 72 und dem Rohr 73 andererseits.
Entsprechend Fig. 3 können zwei oder mehrere Wärmeübertrager eng nebeneinander angeordnet sein. Bei kreisförmigem Umriss der Elemente ist ein Durchströmen der Zwischenräume zwischen den einzelnen Elementen durch Stege 66 oder dergleichen verhindert, um unerwünschte, am Wärmeaustausch nicht beteiligte Bypass-Ströme zu verhindern. Es wäre auch möglich, anstelle der äusseren Leitrohre 42 gemäss Fig. 3 entsprechend geformte Füllkörper zwischen den einzelnen Elementen vorzusehen. Selche Füllkörper entfallen, wenn die Elemente z.B. einen quadratischen oder sechseckigen Umriss aufv/eisen, der eine zellenartige Dichtpackung eines der Kammer 45 in Fig. 3 entsprechenden Raumes zulässt.
Fig. 7 entspricht dem aus Fig. 6 ersichtlichen Schnitt durch einen Wärmeübertrager gemäss Fig. 5. Hingegen erstrecken sich die den Wänden 62a entsprechenden Wände 82a nicht mehr in radialer Richtung, sondern in Richtung von Evolventen. Die Wände 82a haben deshalb praktisch über ihre ganze sternförmige Erstreckung einen konstanten Abstand. Die zwischen je zwei Wänden 82a befindlichen Wände 82b sind entsprechend Fig. 6 gewellt und stützen sich auf die Wände 82a. Die geschilderte Ausführung hat den Vorteil, dass die Tiefziehfähigkeit des Blechmaterials wegen der gleichen Ziehtiefe über die ganze radiale Erstreckung besser ausgenützt werden kann.
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AS
Teil-Fig. 8 veranschaulicht einen/Schnitt senkrecht zur Längsachse durch den Bereich A des Wärmeübertragers gemäss Fig. 5, wobei jedoch angenommen ist, dass der Uebertrager mit einem üebertragerelement gemäss Fig. 7 versehen ist. Zudem sind die evolventenartig verlaufenden Strömungsbereiche für die beiden Medien schematisch als Abwicklungen gezeigt. Somit erscheinen zwei benachbarte, nicht gewellte Wände 82a, und 82a« im Schnitt als gerades und zwei benachbarte gewellte Wände 82b, und 82b_ als sinusartiges Profil. Die Wände 82 erstrecken sich von einem in der Abwi cklung schematisch durch das Rohr 85 mit Isolation angedeuteten zentralen Bereich zu einem durch die Wände 83 angedeuteten peripheren Bereich. Die Wände 82a, und 82b, schliessen einen durch vertikale Schraffur hervorgehobenen Strömungsbereich 86 für ein erstes an der Wärmeübertragung beteiligtes Medium ein. Ein entsprechender Strömungsbereich 87 für das erste Medium liegt zwischen den Wänden 82a« und 82b„. Für das zweite Medium bilden die Wände 82b und 82a einen Strömungsbereich 88 und die Wände 82b_ und 82a_ einen Strömungsbereich 89. Die letztgenannten Bereiche sind durch horizontale Schraffur hervorgehoben. Es sei angenommen, dass sich die sinusartig verlaufenden Wände 82b von einem mittleren Niveau 0 abwechselnd auf die Höhe +H oder -H erheben bzw. senken.
In den Bereichen B und C (Fig. 5) verändert sich das Profil der Blechwände 82a und 82b. Die Bleche 82b verlaufen - wie Fig. 9 veranschaulicht - zur Hauptsache auf dem Niveau 0, aus dem sich Rillen 90a erheben bis zur Höhe +H. Die Bereiche 82a ver-
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laufen im wesentlichen auf dem Niveau -H und besitzer/ XiL«en I 90b, die sich auf das Niveau 0 erheben. Die Rillen benachbarter Bleche sind dabei über einen Grossteil ihrer Länge - im Gegensatz zu Fig. 9 - gegeneinander versetzt, so dass auch in den Bereichen B und C die Bleche sich aufeinander abstützen.
In den Bereichen B und C, in denen das Uebertragerelement in seinem zentralen Bereich nicht mehr durch das Leitrohr 85 begrenzt ist, sind jeweils das Blech 82b. und das Blech 82a_ an der inneren Kante miteinander dicht verbunden, desgleichen die Bleche 82b „ und 82a . Auf den ganzen, dem zentralen Bereich zugekehrten Seiten enden diese Verbindungen auf dem Niveau +H, wenn jeweils das Hauptniveau eines Bleches 82b als mittleres Niveau 0 angenommen wird. Umgekehrt sind der äusseren Umfangsseite das Blech 82a., mit dem Blech 82b1 bzw. das Blech 82a_ mit dem Blech 82b_ dicht verbunden, und zwar auf dem Niveau 0. Die für den Bereich A (Fig. 8) geschilderten Strömungsbereiche 86 und 87 (senkrechte Schraffur) öffnen sich somit in den Bereichen B und C gegen die zentrale Partie des Uebertragers, d.h. das betreffende Medium kann in dem Bereich 86 bzw. 87 in Richtung der Pfeile 77 und 78 (Fig. 5) zuströmen bzw. abströmen. Demgegenüber sind die Strömungsbereiche 88, 89 für das andere Medium (horizontale Schraffur) auf der Innenseite verschlossen und öffnen sich am äusseren Umfang; es kann deshalb für diese Strömungsbereiche ein Zu- bzw. Abfluss des betreffenden Mediums in Richtung der Pfeile 74, 75 (Fig. 5) erfolgen.
Fig. 10 zeigt in einer schematischen Ansicht die Abwicklung eines Bleches 82b. Die Kante 91 ist der zentralen Partie des Uebertragerelements zugekehrt und verläuft im Sinne von Fig. 9 und 8 über
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ihre ganze Länge auf der Höhe +H, während die ümfangskante 92 im Bereich B auf der Höhe O verläuft, hingegen auf der Höhe -H im Bereich A. Die strichpunktierte Linie 93 veranschaulicht das Profil im Bereich A und eine entsprechende Linie 94 das Profil im Bereich B. Die Rillen 90a sind mit nach aussen zunehmendem Abstand nach aussen gekrümmt, etwa gemäss dem Verlauf der Kante 91 im Bereich B.
Fig. 11 zeigt in einer ebenfalls schematischen Ansicht die Abwicklung eines nach einer Evolvente gemäss Fig. 7 verlaufenden Bleches 82a. Das Blech 82b gemäss Fig. 10 kommt beim Zusammenbau des sternförmigen Blechpakets auf das Blech 82a zu liegen. Die äussere Längskante 95 verläuft im Bereich A auf dem Niveau -H, im Bereich B auf dem Niveau 0, während die gegenüber liegende Längskante 96 über ihre ganze Länge auf der Höhe -H verläuft, das Profil im Bereich B ist durch die strichpunktierte Linie angedeutet; im Bereich A ist die Blechwand 82a entsprechend Fig. eben ausgebildet. Die Rillen 90b sind mit nach aussen zunehmendem Abstand einwärts gekrümmt und verlaufen etwa entsprechend der Kante 95.
Die Kante 95 des Blechs 82a (Fig. 11) und die Kante 92 (Fig. 10) des Blechs 82b besitzen den gleichen Höhenverlauf über die Bereiche A, B und C. Die Bleche können also nach dem Aufeinanderlegen dichtend verbunden werden. An den Endteilen der Bleche übernimmt ein dem Ring 69 in Fig. 5 entsprechender, nicht gezeichneter Ring die dichtende Verbindung. Auf der Innenseite lassen die Kanten und 91 einen Zwischenraum offen, der in den Bereichen B bzw. C das Durchströmen eines der Medien im Sinne der Pfeile 77 und 78 in Fig. 5 und 9 ermöglicht. Auf der Aussenseite lassen die Kanten
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92 und 95 einen Zwischenraum offen, der in den Bereichen 3 bzw. C das Durchströmen des anderen Mediums im Sinne der Pfeile 75 und 74 ermöglicht.
Die Erfindung ist nicht auf die bisher geschilderten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere kann die Wellung der sternförmig verlaufenden Trennwände anders geformt sein als es im Zusammenhang mit den Fig. 5,6,7 erläutert wurde. Fig. 12 zeigt zwischen ebenen Trennwänden 101 angeordnete gewellte Trennwände 102, die sich mindestens im Normalbetrieb des Wärmeübertragers nicht mit ihren Buckeln bzw. Tälern auf den Wänden 101 abstützen. So entstehen die im Gegensatz zur Anordnung gemäss Fig. 6 nicht in einzelne Kammern unterteilten Strömungsbereiche für die Medien. Ferner können anstelle der Rillen 90a und 90b auch buckelartige Erhebungen, z.B. in Form von Kalotten oder Halbkugeln, vorhanden sein.
Wenn auch das bevorzugte Anwendungsgebiet der Erfindung auf die Wärmeübertragung zwischen gasförmigen Medien - insbesondere in Hochtemperatur-Reaktoren - ausgerichtet ist, lässt sich die Erfindung mit den gleichen Vorteilen und Wirkungen auch für flüssige Medien oder für ein flüssiges und ein gasförmiges, miteinander an der Wärmeübertragung beteiligtes Medium benützen.
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Claims (13)

-μ- 272132Ί Patentansprüche
1.J Wärmeübertrager mit einer wandartigen Trennung für die beiden an der Wärmeübertragung in einem Uebertragerelement beteiligten Medien, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennung Wände (12, 32, 62, 82) aufweist, die sternförmig von einem entlang einer Längsachse des Uebertragerelements (31, 61) sich erstreckenden zentralen Bereich ausgehen, und dass unmittelbar benachbarte, jeweils von zwei Wänden (12a, b; 32a, b; 82a, 82b) mindestens teilweise eingeschlossene Strömungsbereiche (13, 14, 36, 37, 63, 64) abwechselnd dem einen oder dem anderen Medium zugeordnet sind.
2. Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens jede zweite (62b, 82b) der in Umfangsrichtung des Wärmeübertragerelements (31, 61) aufeinander folgenden, sternartig verlaufenden Wände gewellt ist, wobei die Wellenfronten in Richtung der Längsachse des Uebertragerelements (31, 61) verlaufen.
3. Wärmeübertrager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei radial auswärts sich erweiternden, zwischen zwei unmittelbar aufeinander folgenden Wänden (6 2a, 6 2b) befindlichen Strömungsbereichen (6 3, 64) mit zunehmendem Abstand vom zentralen Bereich die Wellenhöhe (h) sich vergrössert, während sich die Wellenlänge {%) verkleinert.
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ORIGINAL INSPECTED
4. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die sternartig verlaufenden Wände (82a, 82b) evolventenartig gekrümmt sind, derart, dass je zwei in Umfangsrichtung des Elements aufeinander folgenden Wände über ihre ganze Erstreckung Strömungsbereiche einschliessen, die quer zur Längsachse des Uebertragerelements im wesentlichen gleiche geometrische Beschaffenheit aufweisen.
5. Wärmeübertrager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei gewellten Wänden (62b, 82b) sich eine ungewellte Wand (62a, 82a) befindet, und dass sich die Wellenbuckel und die Wellentäler auf die ungewellte Wand abstützen.
6. Wärmeübertrager nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen im zentralen Bereich des Elements angeordneten und sich mindestens über eine mittlere Partie desselben in axialer Richtung erstreckenden Leitkörper (21, 40, 67) .
7. Wärmeübertrager nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass
(21, 40, 67)
der Leitkörper/rohrartig ausgebildet und zur Zufuhr und/oder Abfuhr mindestens des einen Mediums dient.
8. Wärmeübertrager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass
(21) (20)
der rohrartige Leitkörper/einen Verschlussboden/aufweist.
9. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die sternartig verlaufenden Wände (82a, 82b) abwechslungsweise nach zwei verschiedenen Mustern geformt sind,
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(A) dass das eine Muster in einer mittleren Partie/des Uebertragerelements (82b) achsparallele Wellen (82b) aufweist, die sich von einem mittleren Niveau 0 abwechslungsweise auf die Höhe + H und - H erheben bzw. senken, wobei dieses Muster auf der einen Längsseite (91) auf der Höhe + H und auf der anderen Längsseite (92) auf der Höhe - H endet und wobei ausserhalb der mittleren Partie (A) an die +Η-Wellen anschliessende, ausschliesslich vom Niveau O bis zur Höhe H sich erhebenden Buckel (9Oa) vorhanden sind, dass das andere Muster (82a) im Bereich der mittleren Partie (A) auf der Höhe -H etwa eben verläuft und ausserhalb der mittleren Partie von der Höhe - H auf die Höhe O sich erhebende Buckel (9Ob) aufweist, und dass abwechslungsweise die eine und die andere Längsseite benachbarter Bleche auf ihrer gesamten Länge miteinander dichtend verbunden sind.
10. Wärmeübertrager nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Buckel als Rillen (90a, 9Ob) ausgebildet sind.
11. Wärmeübertrager nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Rillen (9Oa) der gewellten Wand (82b) nach jener Wanglängsseite (92) hin verlaufen, die tiefer als die andere Längsseite (91) liegt, und dass die Rillen (9Ob) in der
anderen Wand (82a) nach der anderen Längsseite (96) verlaufen, so das£ in benachbarten Räumen befindliche Rillen sich kreuzen.
12. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, dass die sternartig verlaufenden Wände (82a, 82b) ausserhalb einer mittleren Partie (A) des Wärmeübertragerelements lanzettförmig zugeschnitten sind.
709885/0594
13. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den in Fortsetzung der zwischen den Höhen 0 und + H sich erhebenden Wellenkämme der gewellten
(90a, b)
Wand (82b) verlaufenden Rillen/weitere Rillen (90c) vorgesehen
709885/0594
DE2721321A 1976-07-30 1977-05-12 Wärmeübertrager mit einer von einem kreiszylindrischen Rohrabschnitt gebildeten inneren Begrenzung und einer etwa dazu koaxialen äusseren Begrenzung Expired DE2721321C2 (de)

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FR (1) FR2360058A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4256178A (en) * 1977-02-17 1981-03-17 Maschinenfabrik Augsburg-Nurnberg Aktiengesellschaft Coaxial heat exchanger and method for constructing a heat exchanger
US4343354A (en) * 1979-09-25 1982-08-10 Ceraver Static cylindrical monolithic structure having a large area of contact

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3048246A1 (de) * 1980-12-20 1982-07-22 Hölter, Heinz, Dipl.-Ing., 4390 Gladbeck Rohrfoermiger luftwasser-waermetauscher fuer waermepumpenanlagen
DE3131091A1 (de) * 1981-08-06 1983-02-24 Klöckner-Humboldt-Deutz AG, 5000 Köln Ringfoermiger rekuperativer waermetauscher
JPS6021839A (ja) * 1983-07-12 1985-02-04 梅沢 徳弘 セメント成型体の製造方法
JPS6042263A (ja) * 1983-08-15 1985-03-06 梅沢 徳弘 セメント成型体の製造方法
JPS63111127U (de) * 1987-01-09 1988-07-16
US4883117A (en) * 1988-07-20 1989-11-28 Sundstrand Corporation Swirl flow heat exchanger with reverse spiral configuration
JPH0942865A (ja) * 1995-07-28 1997-02-14 Honda Motor Co Ltd 熱交換器
FR2785669B1 (fr) * 1998-11-10 2001-01-26 Framatome Sa Echangeur thermique a plaques
GB2343643B (en) * 1998-11-10 2002-01-16 Centrax Ltd Heat exchanger
NO310945B1 (no) * 1999-12-23 2001-09-17 Framo Dev As Anordning ved varmevekslerkonstruksjon, samt anvendelse derav
EP1475579A3 (de) * 2003-05-08 2005-04-20 Alley Enterprises Limited Kondensationseinheit
CA2584955C (en) * 2006-05-15 2014-12-02 Sulzer Chemtech Ag A static mixer
FR2982662B1 (fr) * 2011-11-15 2014-01-03 Faurecia Sys Echappement Echangeur en forme de spirale et procede de fabrication d'un tel echangeur

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR340725A (fr) * 1904-02-25 1904-07-19 Rudolf Mewes Refroidisseur condensateur radiateur ou chaudière en tole ondulée
DE709786C (de) * 1936-10-15 1941-08-27 Rheinmetall Borsig Akt Ges Rauchgasbeheizter Luftvorwaermer
US2429508A (en) * 1943-02-05 1947-10-21 Cyril Terence Delaney And Gall Plate heat exchange apparatus
US2430227A (en) * 1944-03-10 1947-11-04 Air Preheater Air heater with corrugated core
GB615595A (en) * 1945-09-12 1949-01-07 Jack & Heintz Prec Ind Inc Improvements in and relating to oil tank and cooler assembly
US3015475A (en) * 1957-12-05 1962-01-02 Philips Corp Cylindrical heat exchanger
US3255818A (en) * 1964-03-09 1966-06-14 Gen Motors Corp Involute plate heat exchanger
US3322189A (en) * 1965-12-21 1967-05-30 Ford Motor Co Heat exchange assembly
DE1551519A1 (de) * 1967-09-13 1971-12-02 Sueddeutsche Kuehler Behr Ringkuehler

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US574157A (en) * 1896-12-29 ljtjngstrom
CA641574A (en) * 1962-05-22 J. Meijer Roelf Cylindrical heat exchanger
NL43858C (de) * 1936-02-01
US2498372A (en) * 1946-10-04 1950-02-21 Jr Frederick F Kortlucke Clamping device
US2657018A (en) * 1948-12-06 1953-10-27 Modine Mfg Co Heat exchanger
GB745914A (en) * 1953-01-28 1956-03-07 William Helmore Improvements in or relating to heat exchangers
US3111982A (en) * 1958-05-24 1963-11-26 Gutehoffnungshuette Sterkrade Corrugated heat exchange structures
JPS5216258B2 (de) * 1972-01-21 1977-05-07
JPS5138462B2 (de) * 1972-06-20 1976-10-21
US3877879A (en) * 1973-02-26 1975-04-15 Amoco Prod Co Apparatus for handling ammonia-containing acid gas streams

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR340725A (fr) * 1904-02-25 1904-07-19 Rudolf Mewes Refroidisseur condensateur radiateur ou chaudière en tole ondulée
DE709786C (de) * 1936-10-15 1941-08-27 Rheinmetall Borsig Akt Ges Rauchgasbeheizter Luftvorwaermer
US2429508A (en) * 1943-02-05 1947-10-21 Cyril Terence Delaney And Gall Plate heat exchange apparatus
US2430227A (en) * 1944-03-10 1947-11-04 Air Preheater Air heater with corrugated core
GB615595A (en) * 1945-09-12 1949-01-07 Jack & Heintz Prec Ind Inc Improvements in and relating to oil tank and cooler assembly
US3015475A (en) * 1957-12-05 1962-01-02 Philips Corp Cylindrical heat exchanger
US3255818A (en) * 1964-03-09 1966-06-14 Gen Motors Corp Involute plate heat exchanger
US3322189A (en) * 1965-12-21 1967-05-30 Ford Motor Co Heat exchange assembly
DE1551519A1 (de) * 1967-09-13 1971-12-02 Sueddeutsche Kuehler Behr Ringkuehler

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4256178A (en) * 1977-02-17 1981-03-17 Maschinenfabrik Augsburg-Nurnberg Aktiengesellschaft Coaxial heat exchanger and method for constructing a heat exchanger
US4343354A (en) * 1979-09-25 1982-08-10 Ceraver Static cylindrical monolithic structure having a large area of contact

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5318047A (en) 1978-02-18
JPS5816116B2 (ja) 1983-03-29
FR2360058A1 (fr) 1978-02-24
FR2360058B1 (de) 1982-06-11
DE2721321C2 (de) 1981-11-12
CH613512A5 (de) 1979-09-28
US4178991A (en) 1979-12-18

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