DE2747929A1 - Konzentrischer plattenstapel-rohrwaermeaustauscher - Google Patents
Konzentrischer plattenstapel-rohrwaermeaustauscherInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmeaustauscheraufbau zum Übertragen thermischer Energie zwischen einem Fluid sowie
einem anderen Fluid und insbesondere auf einen Wärmeaustauscher, der gut zum Anwenden beim Austauschen thermischer Energie zwischen
den Kraftstoff- und ölsystemen eines Flugzeug-Gasturbinentriebwerkes
geeignet ist.
Bei der Technologie von Gasturbinentriebwerken ist es bekannt, daß der Triebwerkstreibstoff benutzt werden kann, um das
für Schmierzwecke dienende Triebwerksöl zu kühlen. In typischer Weise wird die während des Kühlens von dem Triebwerksöl freigesetzte
thermische Energie von dem in dem Triebwerksbrenner zu verbrennenden Kraftstoff bzw. Treibstoff aufgenommen. Das gekühlte öl
eignet sich dann besser zum Schmieren der sich, drehenden Elemente
des Triebwerks.
Bekannte Treibstoff-Öl-Wärmeaustauscher enthielten Vorrichtungen,
bei denen eine Vielzahl von bezüglich ihres Durchmessers kleinen dünnwandigen Rohren, bei einigen Ausführungsformen
mehrere hundert Rohre, welche jeweils im Inneren Kraftstoff bzw. Treibstoff leiten, bezüglich des KraftstoffStroms durch die Rohre
parallel angeordnet ist. Jedes hohle Rohr ist an seinen Enden an
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Einlaß- und Auslaßkopfstücken angelötet oder durch mechanische
Mittel befestigt. Über die Außenflächen der Rohre zwischen den Kopfstücken wird Triebwerksöl geleitet, wodurch zwischen diesem
und dem Triebwerkskraftstoff thermische Energie ausgetauscht wird. Bei solchen bekannten Vorrichtungen kann im Falle eines
Ausfallens der Lötverbindungen zwischen den Rohren und den Kopfstücken eine Leckerscheinung von unter hohem Druck stehendem
Triebwerkskraftstoff in das Triebwerksölsystem auftreten. Ein Ansammeln
von Kraftstoff in dem Ölsystem reduziert die Schmierkapazität bzw. -fähigkeit des Öls, und zwar als Ergebnis einer Verminderung
der Viskosität, so daß eine Beschädigung von I.agerbaugruppen an verschiedenen von dem ölsystem versorgten Stellen in
dem Gasturbinentriebwerk begründet werden kann.
Bei bekannten Wärmeaustauschern der oben beschriebenen Art wurden während der Herstellung intensive Qualitätssicherstellungsverfahren
angewendet, um eine Kraftstoffverunreinigung des
ölsystems zu vermeiden. Dementsprechend führt dan Durchführen eingehender
Inspizierungs- und Prüfverfahren zu einer bedeutenden Erhöhung der Herstellungskosten des Wärmeaustauschers.
Hohe Herstellungskosten können auch mit einer großen Anzahl von Teilen und Montagevorgängen verbunden sein, die zum Herstellen
des Wärmeaustauschers benutzt werden. Da bekannte Wärmeaustauscher der oben beschriebenen Art bloße bzw. blanke Hohre und
eine kleine bzw. keine ausgedehnte Wäriueübertragungsoberflache benutzen,
ist eine große Anzahl von Rohren erforderlich, um die erwünschte Wärmeenergiemenge zwischen dem öl und dem Kraftstoff zu
übertragen. Die mit der Herstellung des derartig viele einzelne Teile aufweisenden Wärmeaustauschers verbundenen Montage-, Bearbeitungs-
bzw. Zusammenbau-, Verbindungs- und Reinigungsvorgänge haben ebenfalls die Herstellungskosten des Wärmeaustauschers bedeutend
erhöht.
Bekannte Wärmeaustauscher sind auch schwierig zu inspizieren bzw. zu überwachen. Da im einzelnen ein Löten, Schweißen,
Rohrexpansions- bzw. -aufweitungs- oder andere Dauerbefestigungstechniken
benutzt wurden, um die Vielzahl der Komponenten zusammenzusetzen, ist es nicht möglich, in passender Weise den Zustand
der Rohrverbindungen nach der Herstellung zu überwachen oder den
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-ort
Wärmeaustauscher am Aufstellungs/ zu demontieren bzw. auseinanderzunehmen.
Dementsprechend ist der Zustand des Wärmeaustauschers in keinem Zeitpunkt bekannt, und somit kann ein unerwartetes Ausfallen
des Wärmeaustauschers eine Beschädigung bzw. Zerstörung der Triebwerkskraftstoff- oder -ölsysteme begründen. Die nachfolgend
beschriebene Erfindung dient zum überwinden der Nachteile, die mit
dem Gestalten und Herstellen der zuvor genannten bekannten Wärmeaustauscher verbunden waren.
In dem US-Patent 3 2o1 938 ist eine andere Art eines mit Rohren versehenen Wärmeaustauschers dargestellt, bei dem eine
Vielzahl von Rohren in konzentrischer Weise angeordnet ist, um zwischen den Rohroberflächen Strömungsringräume zu bilden. Diese
stellen Strömungskanäle für das Hindurchleiten von Fluid dar. Wie es in dem genannten US-Patent gezeigt ist, befinden sich in
den Ringräumen durchgehende, axial verlaufende Rippengebilde. Das durch die Ringräume strömende Fluid fließt parallel zu der in
Längsrichtung verlaufenden Wärmeübertragungsoberfläche des Rippenyebildes.
Dieser Wärmemechanismus hat sich nicht als vollständig zufriedenstellend erwiesen. Die vorliegende Erfindung ist auf
einen konzentrischen Rohrwärmeaustauscher mit einem verbesserten Wärmeübertragungsmechnismus gerichtet.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Wärmeaustauschers zum übertragen von Wärme zwischen
zwei Fluids, wobei eine Leckerscheinung bzw. ein Austreten eines Fluids aus seinem Fluidkreis unter keinen Umständen zu einem
Verunreinigen des Fluids in dem anderen Fluidkreis führt.
Kurz gesagt werden die obigen und andere Ziele, die sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen ergeben,
mit der vorliegenden Erfindung erreicht, die in einer Ausführungsi
orin eine Voi richtung zum übertragen von Wärme zwischen ersten und
zweiten Fluids beinhaltet, wobei ein in Längsrichtung verlaufender,
ringförmiger, erster Strömungskanal bzw. -durchgang, dor einen
Strömungspfad für ein erstes darin fließendes Fluid bilden kann,
konzentrisch mit einem sich in Längsrichtung erstreckenden zweiten Strömungskanal bzw. -curchgang angeordnet ist, welchen einen zweiten
Strömungspfad für ein zweites Fluid bilden kann. Es isind erste
Mittel zum zumindest teilweisen Bestimmen bzw. Begrenzen der er-
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sten und zweiten Strömungskanäle vorgesehen. Eine erste Vielzahl von ringförmigen Wärmeübertragungsplatten befindet sich in aufeinanderfolgender
Anordnung in dem ersten ringförmigen Strömungskanal, und diese Platten erstrecken sich radial quer zum ersten
ringförmigen Strömungskanal. Die Platten enthalten einen ersten Satz von öffnungen, die sich in Längsrichtung hindurcherstrecken
und die das erste Fluid leiten können. Es sind zweite Mittel zum Herstellen eines radialen Wärmeleitungspfades zwischen der ersten
Vielzahl von Platten und den ersten Mitteln vorhanden. Die zweiten Mittel können Abstandshaltermittel zum Aufrechterhalten eines
axialen Abstandes zwischen aufeinanderfolgend angeordneten Platten der ersten Vielzahl enthalten. Es können elastische bzw. federnde
Mittel vorgesehen sein, um die Platten in einen Eingriff mit den Abstandshaltermitteln vorzuspannen. Die federnden Mittel können
mit Neigungsmitteln zusammenarbeiten, um die Abstandshaltermittel in einen Warmeübertragungseingriff mit den ersten Mitteln radial
vorzuspannen.
Die Erfindung wird nachfolgend an zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 - in einer teilweise auseinandergezogenen perspektivischen Ansicht einen Wärmeaustauscher nach der vorliegenden Erfindung/
Figur 2 - den Wärmeaustauscher aus Figur 1 in einer teilweise geschnittenen
Seitenansicht,
Figur 3 - in einer vergrößerten Ansicht ein Merkmal der vorliegenden
Erfindung,
Figur 4 - in einer Schnittansicht einen Kernaufbau gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und
Figur 4 - in einer Schnittansicht einen Kernaufbau gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und
Figur 5 - in einer vergrößerten Schnittansicht ein alternatives Merkmal der vorliegenden Erfindung.
In Figur 1 ist der Wärmeaustauscher mit den Merkmalen der vorliegenden Erfindung allgemein mit 2o bezeichnet und aufgeschnitten
sowie perspektivisch dargestellt. Äußert: und innere
axiale oder sich in Längsrichtung orst ι ocl.onde zylindrische Glieder
22, 24 sind koaxial um eine X-X Achse angeoidnct, um einen er-
H (1 9 fl 1 9 / 0 (> 9 3
"'s
sten axial verlaufenden ringförmigen Strömungsdurchgang 26 zu bilden,
der zwischen der radial einwärts weisenden zylindrischen Oberfläche 28 des zylindrischen Gliedes 22 und der radial auswärts
weisenden zylindrischen Oberfläche 3o des zylindrischen Gliedes 24 bestimmt bzw. begrenzt ist. Die radial einwärts zeigende zylindrische
Oberfläche 32 des zylindrischen Gliedes 24 bestimmt einen zweiten axial verlaufenden Strömungsdurchgang bzw. -kanal 34 unter
radialem Abstand innerhalb von dem ringförmigen Strömungsdurchgang
26. Es ist festzustellen, daß das zylindrische Glied 24 Mittel zum teilweisen Begrenzen der Strömungskanäle 26 und 34 bildet. Diese
Kanäle bzw. Durchgänge 26 und 34 können entsprechend von ersten und zweiten Fluids durchströmt werden. Wenn der Wärmeaustauscher
2o beispielsweise in einem Gasturbinentriebwerksystem benutzt wird, können Schmieröl durch den Kanal 26 und Triebwerktreibstoff
durch den Kanal 34 fließen.
Eine erste Vielzahl von im wesentlichen ebenen Plattengliedern 36 ist hintereinander in der axialen Richtung innerhalb
des Fluidkanals 26 angeordnet. Jede ebene Platte 36 erstreckt sich von einem Bereich in unmittelbarer Nähe der zylindrischen
Oberfläche 3o des zylindrischen Gliedes 24 in radialer Richtung bis in unmittelbare Nähe der zylindrischen Oberfläche 28 des zylindrischen
Gliedes 22. Die ebenen Platten 36 sind in der axialen Richtung im Vergleich zu ihrer radialen Ausdehnung relativ dünn
und enthalten jeweils eine erste Vielzahl von öffnungen 37, die sich in der axialen Richtung bzw. in Längsrichtung durch die Plat'
te erstrecken und die Triebwerksöl von einer axialen Seite der Platte 36 zur anderen Seite strömen lassen könnenl
Eine zweite Vielzahl von im wesentlichen ebenen Plattengliedern
38 ist hintereinander in der axialen Richtung innerhalb des Fluidkanals 34 angeordnet. Eine zweite Vielzahl von öffnungen
4o erstreckt sich durch jede ebene Platte 38 in der axialen Richtung,
und diese öffnungen 4o können Triebwerksbrennstoff bzw. -treibstoff von einer axialen Seite der Platte 38 zur anderen
Seite strömen lassen.
Es ist festzustellen, daß die öffnungen 37 in aufeinanderfolgenden,
unter Abstand angeordneten ebenen Platten 36 nicht axial ausgerichtet sind. Dementsprechend prallt aus öffnungen 37
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to
in einer stromaufwärts gelegenen Platte austretendes Fluid auf die Oberfläche zwischen den Öffnungen in der angrenzend stromabwärts
gelegenen Platte 36. Dieser Fluidaufprallvorgang auf die Platte sorgt für ein hohes Maß an Wärmeübertragung zwischen dem
Fluid und den Platten 36. Dasselbe Merkmal einer axialen Fehlausrichtung
wird im Zusammenhang mit den Öffnungen 4o in den aufeinanderfolgenden
ebenen Platten 38 angewendet.
Ein Paar von unter Abstand angeordneten Kopfstücken 46 und 48 ist entsprechend an entgegengesetzten axialen Enden der
zylindrischen Glieder 22, 24 angeordnet. Diese Kopfstücke bilden Fluideinlaß- und -auslaßmittel für die Strömungskanäle 26 und 34.
Im einzelnen ist das an dem linken Ende der zylindrischen Glieder 22 und 24 (gemäß den Figuren 1 und 2) angeordnete Kopfstück 46
lösbar über eine Gewindeverbindung 5o an dem äußeren zylindrischen Glied 22 festgelegt. Das Kopfstück 46 enthält eine erste ringförmige
Kammer 52, die mit einer Fluideinlaßmündung 54 und dem ringförmigen Strömungskanal 26 in Verbindung steht. Durch die Einlaßmündung
54 in den Wärmeaustauscher 2o eintretendes öl wird durch die Kammer 52 gleichförmig über den vollen Umfang des ringförmigen
Strömungskanals 26 verteilt, den das Öl gemäß Figur 2 nach rechts durchströmt. Das Kopfstück 46 enthält ferner eine erste ringförmige
Aussparung 55, die radial außerhalb der Kammer 52 angeordnet ist und dazu dient, das linke Ende des zylindrischen Gliedes 22
aufzunehmen. Eine an die Aussparung 55 angrenzende Lippe 56 ragt für noch zu beschreibende Zwecke in das Innere des zylindrischen
Gliedes 22.
Eine zweite ringförmige Aussparung 58, die radial innerhalb der ringförmigen Kammer 52 angeordnet ist, nimmt das linke
Ende des zylindrischen Gliedes 24 auf. Ein Entlüftungskanal 6o verbindet die Aussparung 58 mit der Umgebung, damit über die Dichtungen
62 und 64 leckendes bzw. strömendes Fluid nach außen abfließen kann. Dementsprechend kann in die Aussparung 58 leckender
Treibstoff nicht in den ringförmigen Strömungskanal 26 für das Schmieröl eintreten.
Das Kopfstück 46 enthält ferner eine radial innerhalb der Aussparung 58 angeordnete, kreisrunde sowie axial verlaufende
Strömungskammer 66, die den ringförmigen Strömungskanal 34 mit
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einer Treibstoffauslaßmündung 68 verbindet. Das Kopfstück 48 ist
im wesentlichen spiegelbildlich zum Kopfstück 46 aufgebaut und arbeitet mit dem rechten Ende (gemäß Figur 2) der zylindrischen
Glieder 22 sowie 24 so zusammen, wie es auch bezüglich des Kopfstücks 46 im Zusammenhang mit dem linken Ende der zylindrischen
Glieder 22 sowie 24 zutrifft. Die Mündung 68* im Kopfstück 48 dient als Treibstoffeinlaßmündung zum Wärmeaustauscher 2o, während
die Mündung 54 als der ölauslaß dient.
Gemäß Figur 2 sind Abstandshaltermittel vorgesehen, um
die ebenen Platten 36 unter einem gegenseitigen axialen Abstand in dem Fluidkanal 26 und die ebenen Platten 38 unter einem gegenseitigen
axialen Abstand in dem Fluidkanal 34 zu halten. Im einzelnen sind eine erste Vielzahl und eine zweite Vielzahl von in
Umfangsrichtung verlaufenden ringförmigen Keilringen 68, 7o zwischen
angrenzenden ebenen Platten 36 angeordnet. Die erste Vielzahl von Keilringen 68 befindet sich nahe dem radial äußeren Umfang
der ebenen Platten 36, während die zweite Vielzahl von Keilringen 7ο nahe dem inneren Umfang der ebenen Platten 36 angeordnet
ist.
Eine dritte Vielzahl von in Umfangsrichtung verlaufenden ringförmigen Keilringen 72 ist innerhalb des ringförmigen Strömungskanals
34 angeordnet, um die ebenen Platten in diesem Strömungskanal 34 unter einem gegenseitigen axialen Abstand zu halten.
Die Keilringe 72 sind nahe dem radial äußeren Umfang zwischen den ebenen Platten 38 angeordnet. Wie es noch näher erläutert wird,
dienen die Keilringe 68, 7o und 72 außer zum Aufrechterhalten eines passenden Plattenabstandes zum betriebsmäßigen Verbinden
der ebenen Platten 36 sowie 38 mit den zylindrischen Gliedern 22 sowie 24 und somit zum Bilden eines Wärmeleitungspfades für die
Wärmeübertragung.
An einem Ende der zylindrischen Glieder 22 und 24 ist eine Reihe von elastischen Gliedern 69, 71 und 73 zwischen den
ebenen Platten 36 sowie 38 und der endseitigen Abdeckung 46 eingebettet. Die elastischen Glieder 69, 71 und 73 können aus sich
in Umfangsrichtung erstreckenden ringförmigen Bellevillo Scheiben oder Federgliedern bestehen, so daß diese dann, wenn der endseitige
Deckel 46 an der Gewindeverbindung 5o festgezogen wird, auf
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die Platten 36 und 38 für noch zu beschreibende Zwecke eine Druckkraft
ausüben.
In Figur 3 ist in einem vergrößerten Querschnitt das Zusammenwirken zwischen der ebenen Platte 36 und den Keilringen
7o dargestellt. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Keilringe 68 und 72 (die in Figur 3 nicht dargestellt sind) in einer entsprechenden
bzw. übereinstimmenden Weise mit den ihnen zugeordneten ebenen Platten 3 6 und 38 zusammenarbeiten. Die Keilringe 7o enthalten
in Umfangsrichtung verlaufende, axial entgegengesetzte, geneigte Flächen 74 sowie 76, die in Berührungseingriff mit komplementären,
sich in Umfangsrichtung erstreckenden, geneigten Oberflächen 78 an jeder ebenen Platte 36 kommen. Eine radiale
Fläche 8o am Keilring 7o kommt in Eingrififaiit der äußeren Oberfläche
3o am zylindrischen Glied 24. Aufgrund der von den Federn
69 und 71 auf die Vielzahl der ebenen Platten 36 ausgeübten Druckkraft kommen die geneigten Flächen 74 und 76 an den Keilringen
in einen festen Eingriff mit den geneigten Oberflächen 78 an jeder der angrenzenden ebenen Platten 36, um eine passende Oberflächenberührung
für die Wärmeübertragung zwischen der Vielzahl der ebenen Platten 3 6 und den Keilringen 7o sicherzustellen. Als eine
Folge der Schrägstellung bzw. Neigung der Grenzfläche zwischen den Keilringen 7o und den ebenen Platten 36 begründet die durch die
elastischen Mittel 69 und 71 aufgebrachte Druckkraft eine Kraftkomponente in der radialen Einwärtsrichtung auf den Keilring 7o.
Die Radialkraft stellt eine entsprechende Oberflächenberührung zwischen der radialen Fläche 8o des Keilrings 7o und der äußeren
Oberfläche 3o des zylindrischen Gliedes 24 sicher, um die Wärmeübertragung zwischen der Vielzahl der Keilringe 7o und dem zylindrischen
Glied 24 zu begünstigen.
Durch die Anwendung von Keilringen 7o in Verbindung mit elastischen Gliedern 69, 71 und 73 entfällt die Notwendigkeit für
Lötvorgänge, wie sie gewöhnlich bei herkömmlichen Wärmeaustauschern gefunden werden. Da durch das Anwenden der Druckkraft sowohl ein
axialer, als auch ein radialer Oberflächenkontakt zwischen den
Elementen in dem Wärmeübertragungspfad sichergestellt wird, ist kein Löten erforderlich. Dementsprechend läßt sich der Wärmeaustauscher
zur Inspektion und Wartung leichter auseinandernehmen.
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Es wird nunmehr die Betriebsweise des Wärmeaustauschers 2o beschrieben. Der Treib- bzw. Brennstoff gelangt in die Einlaßmündung
68* in dem endseitigen Deckel 48 und durchströmt nacheinander die Vielzahl der ebenen Platten 38 im Strömungskanal 34, um
dann durch die Auslaßmündung 68 im endseitigen Deckel 46 aus dem
Wärmeaustauscher 2o auszuströmen. Während seines Durchgangs durch den Kanal 34 überträgt der Brenn- bzw. Kraftstoff bzw. Betriebsstoff
Wärme auf die ebenen Platten 38, die ihrerseits Wärme auf die Keilringe 72 übertragen. Das zylindrische Glied 24 erhält
Wärme von den Keilringen 72 und leitet es zu den Keilringen 7o. Die in dem Strömungskanal 26 angeordneten ebenen Platten 36 empfangen
die Wärme von den Keilringen 7o. Das in die öleinlaßmündung in dem endseitigen Deckel 46 eintretende öl wird durch die
ringförmige Kammer 52 über den Umfang des ringförmigen Strömungskanals 26 verteilt. Durch die öffnungen 37 in den ebenen Platten
36 strömendes öl prallt jeweils auf die angrenzende, stromabwärts gelegene Platte 36 auf, wobei ein Wärmeaustausch mit den ebenen
Platten 3 6 erfolgt. Das öl tritt durch die ölaustrittsmündung 54
in dem endseitigen Deckel oder Kopfstück 48 aus dem Wärmeaustauscher 2o aus.
Eine alternative Ausführungsform des Wärmeaustauscherkerns ist in einem Teilschnitt in Figur 4 dargestellt. Diese Ausführungsform
gemäß Figur 4 unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß Figur 2 dadurch, daß ein drittes zylindrisches Glied
9o innerhalb des zylindrischen Gliedes 24 angeordnet ist, so daß der Strömungskanal 34 im Querschnitt ringförmig ist. Das zylindrische
Glied 9o enthält ebene Platten 92, die darin in derselben Weise wie bei den vorherigen Ausführungsformen angeordnet sind.
Bei dieser alternativen Ausführungsform leiten die ringförmigen
ebenen Platten 38 Wärme radial einwärts und radial auswärts, wodurch die thermische Widerstandspfadlänge der- ebenen Platten 38
reduziert wird. Kraft- bzw. Betriebsstoff durchströmt den Kanal 34, während öl durch den Kanal 26 und das Zentrum des Rohrs 9o
fließt, wobei beide ölströme gleichgerichtet sind. Die Anwendung
von Keilringen, elastischen bzw. federnden Mitteln und Kopfstükken
bei dem in Figur 4 dargestellten Kern kann ohne weiteres in einer ähnlichen Weise wie bei der Ausfuhrungsform aus Figur 2
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und hiermit übereinstimmend durchgeführt werden. Dementsprechend dürfte es überflüssig sein, die bei der in Figur 4 dargestellten
Ausführungsform ähnlichen Merkmale detailliert zu beschreiben.
In Figur 5 ist ein alternatives Abstandshaltermittel in Form von integrierten Teilen bzw. Abschnitten der ebenen Platten
36 dargestellt. Im einzelnen enthält jede ebene Platte 36 einen
sich von ihrem Umfang erstreckenden axialen Vorsprung 1oo. Die
axialen VorSprünge 1oo enthalten jeweils unter axialem Abstand
angeordnete, sich in Umfangsrichtung erstreckende, ringförmige,
geneigte, vordere und hintere Oberflächen 1o2, 1o4. Die nach vorne weisende geneigte Oberfläche 1o2 an jeder ebenen Platte 36 kann
mit der nach hinten weisenden geneigten Oberfläche 1o4 der nächsten angrenzenden ebenen Platte 36 in Eingriff treten. Beim Aufbringen einer axialen Kraft, wie durch die Belleville Federglieder 69, 71 oder 73 gemäß der Ausführungsform aus Figur 2, werden die Vorsprünge 1oo bis zu einem Anlageeingriff mit der Oberfläche 3o des zylindrischen Gliedes 24 radial deformiert. Die Vorsprünge 1oo dienen zum Bilden eines Wärmeleitungspfades für die Wärmeübertragung zwischen den ebenen Platten 36 und dem zylindrischen Glied 24. Auf diese Weise haben dann die Vorsprünge 1oo dieselbe Funktion wie die Keilringe der zuvor beschriebenen Ausführungsform.
sich von ihrem Umfang erstreckenden axialen Vorsprung 1oo. Die
axialen VorSprünge 1oo enthalten jeweils unter axialem Abstand
angeordnete, sich in Umfangsrichtung erstreckende, ringförmige,
geneigte, vordere und hintere Oberflächen 1o2, 1o4. Die nach vorne weisende geneigte Oberfläche 1o2 an jeder ebenen Platte 36 kann
mit der nach hinten weisenden geneigten Oberfläche 1o4 der nächsten angrenzenden ebenen Platte 36 in Eingriff treten. Beim Aufbringen einer axialen Kraft, wie durch die Belleville Federglieder 69, 71 oder 73 gemäß der Ausführungsform aus Figur 2, werden die Vorsprünge 1oo bis zu einem Anlageeingriff mit der Oberfläche 3o des zylindrischen Gliedes 24 radial deformiert. Die Vorsprünge 1oo dienen zum Bilden eines Wärmeleitungspfades für die Wärmeübertragung zwischen den ebenen Platten 36 und dem zylindrischen Glied 24. Auf diese Weise haben dann die Vorsprünge 1oo dieselbe Funktion wie die Keilringe der zuvor beschriebenen Ausführungsform.
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L e β r s e i t β
Claims (16)
- 44T5-T3DV-6798 General Electric Co.AnsprücheI./Vorrichtung zur Wärmeübertragung zwischen ersten und zweiten Fluids, gekennzeichnet durch einen sich in Längsrichtung erstreckenden ersten ringförmigen Strömungskanal (26) zum Bilden eines Strömungspfades für ein darin strömendes erstes Fluid, durch einen sich in Längsrichtung erstreckenden zweiten Strömungskanal (34) zum Bilden eines Strömungspfades für ein darin strömendes zweites Fluid, wobei der zweite Strömungskanal (34) konzentrisch zu dem ersten ringförmigen Strömungskanal (26) angeordnet ist, durch erste Mittel (24) zum zumindest teilweisen Begrenzen der ersten und zweiten Strömungskanäle (26, 34), durch eine erste Vielzahl von ringförmigen Wärmeübertragungsplatten (36), die in dem ersten ringförmigen Strömungskanal (26) in Längsrichtung hintereinander angeordnet sind und sich radial zu diesem ersten ringförmigen Strömumjskanal (26) erstrecken, wobei diese Platten (36) einen ersten Satz von öffnunyen (37) enthalten, die sich in Längsrichtung hindurcherstrecken und die das erste Fluid leiten können, und durch zweite Mittel (7oJ zum Bilden eines radialen Wärmeleitungspfades zwischen der ersten Vielzahl von Platten (36) sowie dem ersten Mittel (24).
- 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Strömungskanal (34) radial einwärts von dem ersten ringförmigen Strömungskanal (26) angeordnet ist.
- 3. Vorrichtung nach Anspruch Λ, ferner gekennzeichnet durch Abstandshaltermittel (68, 7o) zum Aufrechterhalten eines axialen809819/0693ORIGINAL INSPECTEDAbstandes zwischen aufeinanderfolgend angeordneten Platten (36) der ersten Vielzahl.
- 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Mittel (7o) die Abstandshaltermittel enthalten.
- 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, ferner gekennzeichnet durch elastische bzw. federnde Mittel (69, 71) zum elastischen Vorspannen der Platten (36) in einen Eingriff mit den Abstandshaltermitteln (68, 7o).
- 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die federnden Mittel (69, 71) mit Neigungsmitteln (74, 76, 78) zusammenarbeiten, um die Abstandshaltermittel (7o) in der radialen Richtung und in einen Wärmeübertragungseingriff mit dem ersten Mittel (24) vorzuspannen.
- 7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Paar von Platten (36) der Vielzahl radial innere Umfangsabschnitte sowie radial äußere Umfangsabschnitte enthält und daß die Abstandshaltermittel ferner eine erste Reihe von Ringen (68), die zwischen dem Plattenpaar (36) und in Lokalisierungseingriff mit den radial äußeren Abschnitten angeordnet sind, sowie eine zweite Reihe von Ringen (7o) aufweisen, die zwischen den Platten (36) und in Lokalisierungseingriff mit den radial inneren Abschnitten angeordnet sind.
- 8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Mittel ein sich in Längsrichtung erstreckendes, allgemein zylindrisches erstes Glied aufweisen, 'welches teilweise den ersten ringförmigen Strömungskanal (26) und den zweiten ringförmigen Strömungskanal (34) begrenzt.
- 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, ferner gekennzeichnet durch eine zweite Vielzahl vor. Warnieubertragungsplatten (38) , die in der axialen Richtung hintereinander in dem zweiten Strömungskanal809819/0693(34) angeordnet sind und sich quer zu diesem in radialer Richtung erstrecken, wobei jede Platte (38) der zweiten Vielzahl einen zweiten Satz von Öffnungen (4o) hat, die sich axial hindurcherstrecken und die das zweite Fluid leiten können.
- 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Vielzahl von Platten (36) radial außerhalb des ersten zylindrischen Gliedes (24) und die zweite Vielzahl von Platten (38) radial innerhalb des ersten zylindrischen Gliedes (24) angeordnet sind.
- 11. Vorrichtung nach Anspruch 1o, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Mittel (68, 7o, 72) einen Wärmeleitungspfad zwischen der ersten Vielzahl von Platten (36) und dem ersten zylindrischen Glied (24) sowie zwischen der zweiten Vielzahl von Platten (38) und dem ersten zylindrischen Glied (24) bilden.
- 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Mittel Abstandshaltermittel (68, 7o, 72) aufweisen, um einen axialen Abstand zwischen aufeinanderfolgend angeordneten ebenen Platten (36, 38) der ersten und zweiten Vielzahl aufrechtzuerhalten, wobei die Abstandshaltermittel (68, 7o, 72) zumindest teilweise den Leitungspfad ausmachen.
- 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, ferner gekennzeichnet durch elastische bzw. federnde Mittel (69, 71, 73) zum Vorspannen der aufeinanderfolgend angeordneten ebenen Platten (36, 38) der ersten und zweiten Vielzahl in einen Eingriff mit den Abstandshaltergliedern (68, 7o, 72).
- 14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen bzw. federnden Mittel (69, 71, 73) mit Neigungsmitteln zusammenarbeiten, um die Abstandshalterglieder (68, 7o, 72) in einen Eingriff mit dem ersten zylindrischen Glied (24) vorzuspannen.809819/0693
- 15. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Strömungspfad (34) ringförmig ist.
- 16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Mittel ferner ein sich in Längsrichtung erstreckendes, allgemein zylindrisches zweites Glied (9o) aufweisen, das innerhalb des ersten zylindrischen Gliedes (24) angeordnet ist
und teilweise den zweiten ringförmigen Strömungskanal (34)
begrenzt.H 0 J? H 1 9 / 0 6 9 3
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