DE3206397C2 - Wärmetauscher mit perforierten Platten - Google Patents
Wärmetauscher mit perforierten PlattenInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einem Wärmetauscher gemäß dem
Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Aus der FR 24 55 721 ist bereits ein Wärmetauscher bekannt,
der eine Austauschzone mit angefügten Zufuhr-Vorrichtungen
und Abfuhr-Vorrichtungen für zwei an dem thermischen
Austausch teilnehmende Fluide aufweist. Die Austauschzone
des bekannten Wärmetauschers ist durch einen Stapel von
polygonalen Platten gebildet, welche mit in Reihen
angeordneten Perforationen versehen sind. Zur Bildung der
Austauschzone des bekannten Wärmetauschers sind die
einzelnen Platten derart gestapelt, daß die Reihen von
Perforationen jeweils so übereinander angeordnet sind, daß
die Perforationen benachbarter Platten ineinander fluchten.
Dadurch sind nicht kommunizierende Kanäle realisiert, die
sich durch den gesamten, die Austauschzone bildenden
Stapel von Platten ziehen. Der thermische Austausch
zwischen den durch diese Kanäle geleiteten Fluiden erfolgt
über das Material der Platten, die vorzugsweise aus einem
guten Wärmeleiter, wie z. B. Metall, gebildet sind.
Die Verteilung der Fluide bzw. die Beschickung der Kanäle
des bekannten Wärmetauschers ist jedoch in der Praxis
problematisch, da jeder Kanal gesondert beschickt werden
muß. Dabei treten häufig, beispielsweise im Falle von
gasförmigen Fluiden, Verluste der Charge auf.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe
zugrunde, einen Wärmetauscher nach der o. g. Art
derart weiterzubilden, daß eine möglichst
große Austausch-Oberfläche pro Volumeneinheit für den
thermischen Austausch zur Verfügung steht und daß außerdem
eine konstruktiv einfache Beschickung mit mehreren Fluiden
möglich ist.
Der erfindungsgemäße Wärmetauscher löst die voranstehende
Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen des im Hauptanspruch
angegebenen Wärmetauschers möglich.
Insbesondere sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, daß
auch dann alle zu einem Netz gehörenden Perforationen von
dem entsprechenden Fluid durchströmt werden, wenn die
Zuführung dieses Fluids nur an einem Teil der an eine Wand
des Plattenstapels angrenzenden Perforation stattfindet.
Dasselbe gilt für die Abfuhr des Fluids.
Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der
vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise
auszugestalten und weiterzubilden. Nachfolgend werden
anhand der Zeichnung mehrere Ausführungsbeispiele der
Erfindung erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
Die Fig. 1a und b einen Schnitt und eine Aufsicht auf einen aus
der FR 24 55 721 bekannten Wärmetauscher,
die Fig. 2a und b jeweils einen Ausschnitt einer Aufsicht und
eines Schnitts eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers,
die Fig. 3a bis d verschiedene Geometrien und Anordnungsmöglichkeiten
für Perforationen eines erfindungsgemäßen
Wärmetauschers,
die Fig. 4a und b eine Aufsicht und einen Schnitt durch einen
erfindungsgemäßen nach dem Gegenstromprinzip
arbeitenden Wärmetauscher mit Zufuhr- und
Abfuhrvorrichtungen,
die Fig. 5a und b zwei Schnittdarstellungen in unterschiedlichen
Ebenen eines erfindungsgemäßen, nach dem
Kreuzstromprinzip arbeitenden Wärmetauscher mit
Zufuhr- und Abfuhr-Vorrichtungen,
die Fig. 6a und b zwei Schnittdarstellungen in unterschiedlichen
Ebenen eines weiteren erfindungsgemäßen, nach
dem Gegenstromprinzip arbeitenden
Wärmetauschers mit Zufuhr- und Abfuhr-
Vorrichtungen und
die Fig. 7a und b in schematischer Darstellung die alternierende
Versetzung der Perforationen übereinander
angeordneter Platten eines erfindungsgemäßen
Wärmetauschers.
Ein aus der FR 24 55 721 bekannter Wärmetauscher ist in den
Fig. 1a und 1b schematisch dargestellt.
In einer solchen Vorrichtung wird der thermische Austausch
zwischen einem Fluid A und einem Fluid B mit
einer von A verschiedenen Temperatur durchgeführt, die
verschiedene Gruppen von Kanälen passieren, z. B. gemäß
der Vorrichtung der Fig. 1B (die eine Aufsicht des Stapels
von Platten darstellt), d. h. in einer Weise, daß
jeder von einem der Fluide durchströmte Kanal benachbart
ist zu wenigstens einem vom anderen Fluid durchströmten
Kanal. Die Kanäle sind angezeigt durch die Pfeile 2a bis
2g der Fig. 1A, die den Schnitt des Austauschers gemäß
Ebene A-A der Fig. 1B darstellt.
Diese Vorrichtung besitzt den Vorteil, daß sie erlaubt,
einen Austausch im Gegenstrom zwischen den beiden Fluiden
A und B durchzuführen. Jedoch stellt sich das Problem
der Verteilung jedes der Fluide an jedem Ende des Apparates.
Zu diesem Zweck ist es notwendig, an jedem Ende der Vorrichtung
wenigstens eine Verteiler-Platte vorzusehen,
die Rillen umfaßt, welche die Kanäle bedecken, in denen
das Fluid zirkuliert, das durch die genannten Rillen herbeigeführt
oder abgeführt wird. Dies stellt Probleme der
Durchführung dar und gleichermaßen Probleme von Verlust der
Charge, im Falle der Verteilung eines gasförmigen Fluides.
In diesem Fall ist es nötig, wenn man tatsächlich die Verluste
von Charge begrenzen will, einen Zufuhr- und Abfuhr-
Abschnitt von gleicher Größenordnung wie der Durchgangs-
Abschnitt beim Austauscher vorzusehen.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele des
erfindungsgemäßen Wärmetauschers anhand der Fig. 2 bis 7
erläutert.
In den Fig. 2a und b ist eine Realisierungsform für die
in der Austauschzone ausgebildeten Netze dargestellt. Dabei
sind die Platten des Stapels der Austauschzone so
ausgebildet, daß alle Perforationen die gleiche Dimension
haben, daß sie regelmäßig angeordnet sind entlang der Länge
der Reihe jeder Platte und daß der Abstand zwischen den
angrenzenden äußeren Enden von zwei benachbarten
Perforationen einer Reihe geringer ist, als die Länge der
genannten Perforationen.
Insbesondere läßt der Schnitt von Fig. 2B eine alternierende
Versetzung von Perforationen aufeinander folgender
Platten erkennen, wobei die Perforationen der
Platten 20, 22 und 24, die eine erste Gruppe von Platten
bilden, zwischen sich einander übergeordnet sind
(gemäß einer Aufsicht), sowie die Perforationen der
Platten 21, 23 und 25, die eine zweite Gruppe von
Platten bilden, wobei die Perforationen der zweiten
Gruppe von Platten versetzt sind in bezug auf die
Perforationen der ersten Gruppe, in einer Weise, zu
erlauben die partielle Überlappung durch eine Perforation
von einer Platte, die zu einer der Gruppen gehört,
von zwei Perforationen von jeder der angrenzenden
Platten, die zur anderen Gruppe gehören.
In allgemeiner Weise erlaubt die Anordnung der Perforationen
auf jeder der Platten und die Art der Übereinander-Anordnung
der Platten die Realisierung einer Reihe
von verbundenen Netzen von Perforationen, wobei jedes
dieser Netze nicht mit dem (oder den) benachbarten
Netz(en) kommuniziert.
Die so geformte Gruppe von Netzen ist ebenso aufgeteilt
in verschiedene Untergruppen, wie es am Austausch teilnehmende
Fluide gibt, in solcher Weise, daß jedes von
einem der am Austausch teilnehmenden Fluide durchströmte
Netz von Perforationen benachbart ist zu einem oder
zwei von einem anderen am Austausch teilnehmenden Fluide
durchströmten Netz von Perforationen. Wenn z. B. der
durch die Platten auf den Fig. 2A und 2B dargestellte
Austauscher den thermischen Austausch zwischen
zwei Fluiden bewirkt, werden die Perforationen der Reihen
10 und 12 durchströmt von einem ersten Fluid und die
Perforationen der Reihen 11 und 13 von einem zweiten Fluid.
Die Anordnung der Perforationen auf jeder Platte und
die Art der Übereinander-Anordnung der Platten erlaubt
durch das Schaffen von Netzen von verbundenen Perforationen
das Zuführen und Abführen jedes am Austauscher teilnehmenden
Fluides durch eine Rohrleitung, angebracht an
irgendeinem Teil einer der Wände des Stapels, wobei die
Anbringungs-Abschnitte verschiedener Rohrleitungen völlig
getrennt sind. Somit werden alle zum selben Netz gehörenden
Perforationen durch das entsprechende Fluid gespeist,
selbst wenn die Zuführung des genannten Fluides nur auf
einem Teil der betrachteten Wand stattfindet. Ebenso kann das
Fluid im genannten Netz von verbundenen Perforationen abgezogen
werden von nur einem Teil einer anderen Wand, z. B.
der gegenüberliegenden Wand.
Im Gegensatz dazu bildet man durch
Stapeln von Platten mit übereinander angeordneten Perforationen,
wie gemäß dem Stand der Technik, Kanäle, wobei
jeder der Kanäle, der auf den am Ende des Stapels angeordneten
Platten endet, kommunizieren muß mit den Zufuhr-
und Abfuhr-Rohrleitungen, was kompliziertere Verteilungssysteme
erfordert, weil jedes der Fluide auf denselben
gesamten Abschnitt verteilt werden muß und nicht auf
Teile von verschiedenen Abschnitten.
Im häufigsten Fall haben die perforierten Platten eine
rechteckige Form und die Austausch-Zone ist ein rechteckiges
Parallelepiped. Jedes Netz von verbundenen Perforationen
kann dann münden auf zwei Platten, die an den
Enden des Stapels angeordnet sind, und
auf den zwei Wänden, senkrecht zur Richtung der Reihen
von Perforationen.
Die Austauschzone kann bestehen aus einigen -zig bis
einigen Hundert Platten, deren Dicke von ungefähr 1 mm
bis 1 cm, oder mehr, gehen kann.
Alle die Platten, die die Austausch-Zone bilden,
können dieselbe Dicke haben, oder verschiedene Dicken.
Ein einfaches Mittel, um in den Stapel Platten verschiedener
Dicke einzuführen, wenn man dies wünscht, besteht darin,
anstelle und am Platz einer einzigen gegebenen Platte
zwei oder mehrere Platten einzuführen, deren Perforationen
übereinander angeordnet sind, und eine solche Gruppe
abzuwechseln mit zwei oder mehrere Platten, deren Perforationen
gleichermaßen zwischen ihnen übereinander
angeordnet sind, aber versetzt sind in bezug auf die
Perforationen der vorhergehenden Gruppe von Platten.
Auch kann man bei der vorliegenden Erfindung unter
"Platten" entweder eine einzige Platte verstehen oder
eine Gruppe mehrerer Platten (jedoch von kleiner Anzahl),
deren Perforationen ohne Versetzung übereinander angeordnet
sind.
Im übrigen kann jede Platte einige -zig bis einige Hundert
parallele Reihen von Perforationen umfassen. Diese Reihen
haben vorzugsweise gleiche Abstände.
Die Perforationen können verschiedene Formen haben. Sie
können eine rechteckige Form haben, gemäß dem in Fig. 3A
dargestellten Schema. Abgerundete äußere Enden, wie im
Schema der Fig. 2A, sind jedoch bevorzugt, da die spitzen
Winkel das Risiko bergen, zu örtlichen Deformationen
zu führen, oder sogar manchmal zu Rissen der Platten im
Augenblick der Perforierung.
Die Perforationen können auch oval sein, von im wesentlichen
elliptischer Form wie im Schema der Fig. 3B dargestellt.
Komplexere Formen können gleichermaßen verwendet werden
zum Vergrößern der Austausch-Fläche, wie z. B. jene, die
in den Fig. 3C und 3D dargestellt sind.
In allgemeiner Weise kann man sich jede Geometrie vorstellen,
unter der Voraussetzung, daß die maximale Länge
einer Perforation gemäß der Richtung einer Reihe von
Perforationen, die von demselben Fluid durchströmt werden,
größer ist als der minimale Abstand zwischen den angrenzenden
äußersten Enden von zwei benachbarten Perforationen,
in einer Weise, um bei der Übereinander-Anordnung
der Platten die partielle Überlappung von zwei Perforationen
von einer Platte durch eine Perforation der
unmittelbar darüber liegenden Platte sicherzustellen.
Eine längliche Form von Perforationen ist bevorzugt,
um eine bessere Überlappung sicherzustellen und die
maximale Länge einer Perforation, der Richtung einer
Reihe folgend, ist vorzugsweise wenigstens gleich zweimal
der maximalen Breite der Perforationen, einer senkrechten
Richtung folgend. Unter anderem ist die maximale
Länge der Perforationen vorteilhafterweise kleiner als
10 mal ihre maximale Breite. Im allgemeinen kann die
Länge der Perforationen z. B. von 3 mm bis 100 mm gehen.
Die Platten müssen wärmeleitfähig sein und sind vorzugsweise
metallisch und z. B. hergestellt aus gewöhnlichem
Stahl, aus nicht oxidierbarem Stahl, aus Aluminium, aus
Kupfer, als Monel, aus Titan oder jedem anderen Material,
das ein Wärmeleiter ist. Wenn der Wärmeaustauscher bei erhöhter
Temperatur durchgeführt wird, kann ein widerstandsfähiges
Material, ein weniger guter Wärmeleiter als
die vorher genannten Materialien, nötig sein, wie z. B.
Keramik. Ein zusammengesetztes Material kann gleichermaßen
verwendet werden.
Die Platten, die die Austauschzone bilden, können nach
verschiedenen Methoden durchlöchert worden sein:
mechanisch, chemisch oder elektrochemisch. Die Verwendung
von perforierten Platten für die Austauschzone anstelle
von Platten, die Öffnungen anderer Art umfassen, wie
z. B. Spalten oder Gitter, ist vorteilhaft, weil die perforierten
Platten in einfacher und wirtschaftlicher Weise
hergestellt werden können, z. B. durch Stanzen, und eine
gute mechanische Widerstandsfähigkeit besitzen. Im übrigen
vereinfacht die Verwendung von Platten, die alle Perforationen
von gleicher Konfiguration umfassen, die Probleme
der Herstellung.
Die Platten können gehalten und eine an der anderen befestigt
werden mit verschiedenen Techniken, die bekannt
sind für das Erhalten einer geeigneten Haftung zwischen
den Platten. Sie können z. B. geklebt werden mit einem
flüssigen Klebstoff wie einem Epoxi-Klebstoff, oder auch
in der Hitze versiegelt werden mit Hilfe eines Überzugs,
oder auch hartgelötet werden.
In zahlreichen Fällen ist es wünschenswert, die Austauschzone
in einer Weise abbauen zu können, um sie reinigen zu
können oder gelegentlich bestimmte Platten ersetzen zu
können. In diesem Fall werden die Platten untereinander
nicht haftend verbunden gehalten, sondern werden einfach
gestapelt.
Wenn eine stoßfeste Abdichtung nicht erforderlich ist,
kann die Abdichtung zwischen den von verschiedenen Fluiden
durchströmten Reihen von Perforationen erhalten werden
durch einfaches Klemmen der Platten. Um diese Abdichtung
zu verbessern, ist es möglich, zwischen die Platten
Dichtungen, die aus einem deformierbaren Material bestehen,
dazwischen zu schieben.
Ein erstes Beispiel der Weise, wie Zufuhr und Abfuhr
der beiden am Austausch teilnehmenden Fluide bewirkt
werden kann, ist in dem Schema der Fig. 4A und 4B
gezeigt.
Die Fig. 4A stellt eine Aufsicht des Austauschers dar,
wobei die äußerste Platte PE abgehoben ist. Die Fig. 4B
stellt einen Schnitt des Austauschers gemäß Ebene C-C
dar. Der Austauscher erlaubt die Durchführung eines Austausches
zwischen einem ersten Fluid (Fluid 1), das in
den Netzen 30, 32, 34 und 36 zirkuliert, und einem zweiten
Fluid (Fluid 2), das in den Netzen 31, 33, 35 und 37
zirkuliert.
Der Schnitt, dargestellt in Fig. 4B, durchschneidet
das Netz 30, das durchströmt wird von Fluid 1. Dieses
Fluid 1 kommt an durch die Rohrleitung EF1, durchquert
das ganze Netz verbundener Perforationen und zieht ab
durch die Rohrleitung SF1. Zu diesem Zweck, für das Netz
30, ebenso wie für die anderen Netze gerader Ordnung,
müssen die Platten geschlossen sein gegenüber der Rohrleitung
EF2, der Zufuhr des Fluides 2, und der Rohrleitung
SF2, der Abfuhr des Fluides 2. Im Gegensatz dazu
sind die Netze 31, 33, 35 und 37 offen gegenüber der
Zufuhr-Rohrleitung EF2 des Fluides 2 und der Abfuhr-
Rohrleitung SF2 des Fluides 2, aber verschlossen gegenüber
der Zufuhr-Rohrleitung EF1 des Fluides 1 und gegenüber
der Abfuhr-Rohrleitung SF1 des Fluides 1.
In dem Fall, der schematisch in den Fig. 4A und 4B
dargestellt ist, werden die zwei Fluide zugeführt und
abgezogen durch zwei Wände senkrecht zu den Platten.
Es ist gleichermaßen möglich, eines der Fluide durch
eine der zu den Platten senkrechten Wände einzuführen,
abzuziehen durch die gegenüberliegende Wand, und das
andere Fluid durch eine Platte einzuführen, die an
einem Ende des Stapels angeordnet ist, und es abzuziehen
durch die gegenüberliegende Wand.
Eine solche Anordnung ist schematisch dargestellt in den
Fig. 5A und 5B. Eines der am Austausch teilnehmenden
Fluide kommt durch die Rohrleitung EF2 an und zieht ab
durch die Rohrleitung SF2. Die dem Durchgang dieses
Fluides entsprechenden Netze von Perforationen sind offen
gegenüber dem Ankunfts-Abschnitt der Rohrleitung EF2 und
dem Abfuhr-Abschnitt der Rohrleitung SF2 (Fig. 5A). Die
Netze von Perforationen, die dem Durchgang des Fluides
entsprechen, das durch die Rohrleitung EF1 ankommt und
abzieht durch die Rohrleitung SF1, sind geschlossen
gegenüber dem Ankunfts-Abschnitt der Rohrleitung EF2 und
dem Abfuhr-Abschnitt der Rohrleitung SF2 (Fig. 5B).
Verschiedene, aber dem allgemeinen Prinzip des Austauschers
gemäß der Erfindung entsprechende Anordnungen sind vorstellbar.
Jede der Rohrleitungen EF1, EF2, SF1 oder SF2, kann nur
auf einem Teil der gesamten Oberfläche der Wand des
entsprechenden Stapels münden. Es ist z. B. möglich, indem
man zuläßt, daß die Platten des Stapels horizontal
sind, die Rohrleitung EF1 ankommen zu lassen durch einen
Abschnitt, der angebracht ist am oberen Teil des Stapels
und die Rohrleitung SF1 abgehen zu lassen durch einen
Abschnitt, der angebracht ist am unteren Teil des Stapels,
wie dargestellt in den Fig. 6A und 6B. Das erlaubt
es insbesondere, einen Effekt von Gegenstrom beim Verlauf
des thermischen Austausches zwischen den zwei am Austausch
teilnehmenden Fluiden zu erhalten.
Es ist gleichermaßen möglich, eines der Fluide gemäß den
Netzen von verbundenen Perforationen entsprechend dem oben
beschriebenen allgemeinen Prinzip zirkulieren zu lassen,
indem man die Ankunft- und Abfuhr-Abschnitte dieses Fluides
auf Wänden, senkrecht zum Stapel, münden läßt, aber das
andere Fluid zirkulieren läßt durch die nicht kommunizierenden
Kanäle, erhalten durch Übereinander-Anordnung der
Perforationen, wobei die genannten Kanäle auf den äußersten
Platten des Stapels münden in den Ankunfts- und Abfuhr-
Rohrleitungen des in den genannten Kanälen zirkulierenden
Fluides. Dies kann z. B. erhalten werden, indem man im
Stapel perforierte Platten gemäß übereinander liegenden
Perforationen und perforierte Platten gemäß versetzten
Perforationen alternieren läßt, im Zickzack, wie die in
den Fig. 7A und 7B schematisch dargestellten Platten.
Es ist gleichermaßen möglich, einen Zwischenteil des
Stapels von Platten vorzusehen, verschieden von den Zonen
der Verteilung des Fluides, in welchem wenigstens eines
der beiden Fluide zu den Reihen von nicht kommunizierenden
Kanälen zirkuliert.
Der Wärmetauscher gemäß der Erfindung eignet sich für den thermischen
Austausch zwischen sehr verschiedenen Phasen.
Er ist besonders gut angepaßt an einen Gas-Gas-Austausch, der
große Austausch-Oberflächen erfordert wegen relativ
schwacher Übertragungs-Koeffizienten, die die Gase charakterisieren.
Er kann z. B. verwendet werden zur Wiedergewinnung
von Wärme aus von einem Raum abgezogener Luft.
Er kann gleichermaßen verwendet werden zur Wiedergewinnung
von Wärme, die in den Dämpfen eines Heizkessels oder
eines Ofens enthalten ist, z. B. durch Austausch mit der
Verbrennungs-Luft, die vorerhitzt wird. Wenn die Platten
einfach gestapelt sind und es ein Ausströmen von Gas gibt,
ist es vorteilhaft, daß das Ausströmen
stattfindet mit frischer Luft gegenüber Dämpfen, was
es erlaubt, die Verschmutzung durch den in den Dämpfen
enthaltenen Ruß zu reduzieren.
Der Wärmetauscher gemäß der Erfindung kann gleichermaßen
mit flüssigen Phasen verwendet werden, und im Falle
einer Phasenänderung. In diesem letzten Fall können
verschiedene Arten von Oberflächen, die entweder für
die Kondensation oder für Verdampfung günstig sind, auf
dem Umfang der Perforationen verwendet werden.
Der Austauscher gemäß der Erfindung ist in einem großen
Temperatur-Bereich anwendbar. Er kann passen entweder
für relativ erhöhte Temperaturen oder im Gegensatz für
niedrige Temperaturen wie die, denen man bei den Kühlverfahren
begegnet.
Claims (10)
1. Wärmetauscher
mit einer Austauschzone
und mit an der Austauschzone angefügten Zufuhr-
Vorrichtungen und Abfuhr-Vorrichtungen für mindestens
zwei an dem thermischen Austausch teilnehmende
Fluide,
wobei die Austauschzone durch einen ein rechtes
Prisma bildenden Stapel von polygonalen Platten (20,
. . . , n) gebildet ist,
wobei die Platten (20, . . . , n) mit parallelen Reihen
(10, . . . , 13) von länglichen Perforationen versehen
sind,
und derart gestapelt sind, daß die Reihen (10, . . . , 13)
von Perforationen der einzelnen Platten (20, . . . , n)
übereinander angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest ein Teil der Perforationen von zumindest einem Teil der im Inneren des Stapels angeordneten Platten (20, . . . , n-1) mit jeweils zwei Perforationen der entsprechenden Reihen (10, . . . , 13) der beiden angrenzenden Platten (20, . . . , n) in Verbindung steht,
wodurch entsprechende Reihen (30, . . . , 37) von nicht miteinander kommunizierenden Netzen von miteinander verbundenen Perforationen gebildet sind,
daß jedes Netz an mindestens eine, der den Stapel begrenzenden äußeren Platten (20, . . . , n) angrenzt und in mindestens einen Bereich der Seitenwände des Stapels mündet,
daß die Netze in mindestens zwei, jeweils für die Zirkulation eines der Fluide bestimmte Untergruppen von Netzen (30, 32, 34, 36; 31, 33, 35, 37) aufgeteilt sind, wobei jedes einzelne für ein Fluid bestimmte Netz von mindestens einem für ein jeweils anderes Fluid bestimmtes Netz benachbart ist,
daß die Zufuhr- und Abfuhr-Vorrichtungen für jedes am thermischen Austausch teilnehmende Fluid aus einer Zufuhr-Rohrleitung und einer Abfuhr-Rohrleitung bestehen, die derart an zwei verschiedenen Seiten des Stapels angebracht sind, daß jede Rohrleitung wenigstens einen Teil der an einer Seite angrenzenden Netze der dem jeweiligen Fluid entsprechenden Untergruppen bedeckt,
wobei diese Netze bezüglich der entsprechenden Rohrleitung offen sind, die übrigen angrenzenden Netze hingegen geschlossen sind.
daß zumindest ein Teil der Perforationen von zumindest einem Teil der im Inneren des Stapels angeordneten Platten (20, . . . , n-1) mit jeweils zwei Perforationen der entsprechenden Reihen (10, . . . , 13) der beiden angrenzenden Platten (20, . . . , n) in Verbindung steht,
wodurch entsprechende Reihen (30, . . . , 37) von nicht miteinander kommunizierenden Netzen von miteinander verbundenen Perforationen gebildet sind,
daß jedes Netz an mindestens eine, der den Stapel begrenzenden äußeren Platten (20, . . . , n) angrenzt und in mindestens einen Bereich der Seitenwände des Stapels mündet,
daß die Netze in mindestens zwei, jeweils für die Zirkulation eines der Fluide bestimmte Untergruppen von Netzen (30, 32, 34, 36; 31, 33, 35, 37) aufgeteilt sind, wobei jedes einzelne für ein Fluid bestimmte Netz von mindestens einem für ein jeweils anderes Fluid bestimmtes Netz benachbart ist,
daß die Zufuhr- und Abfuhr-Vorrichtungen für jedes am thermischen Austausch teilnehmende Fluid aus einer Zufuhr-Rohrleitung und einer Abfuhr-Rohrleitung bestehen, die derart an zwei verschiedenen Seiten des Stapels angebracht sind, daß jede Rohrleitung wenigstens einen Teil der an einer Seite angrenzenden Netze der dem jeweiligen Fluid entsprechenden Untergruppen bedeckt,
wobei diese Netze bezüglich der entsprechenden Rohrleitung offen sind, die übrigen angrenzenden Netze hingegen geschlossen sind.
2. Wärmetauscher nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Austauschzone die Form eines Polygons hat, das wenigstens ein Paar von zueinander parallelen Seiten aufweist,
und daß die Reihen (10-13) von Perforationen zu diese Seiten parallel angeordnet sind,
wobei die Netze (30-37) von Perforationen an die beiden äußeren Platten (PE) des Stapels angrenzen, sowie an die zu den Reihen (10-13) von Perforationen nicht parallelen Seitenwände.
daß die Austauschzone die Form eines Polygons hat, das wenigstens ein Paar von zueinander parallelen Seiten aufweist,
und daß die Reihen (10-13) von Perforationen zu diese Seiten parallel angeordnet sind,
wobei die Netze (30-37) von Perforationen an die beiden äußeren Platten (PE) des Stapels angrenzen, sowie an die zu den Reihen (10-13) von Perforationen nicht parallelen Seitenwände.
3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Austauschzone aus einem Stapel von
rechteckigen Platten (20-n) gebildet ist.
4. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Perforationen der Platten (20-n) alle eine identische Form haben und regelmäßig in Reihen (10-13) angeordnet sind,
daß der Zwischenraum zwischen den angrenzenden äußeren Enden von zwei benachbarten Perforationen einer Reihe geringer ist, als die Länge der Perforationen,
und daß die Platten (20-n) in einer Weise gestapelt sind, daß sich eine in der Richtung der Reihen von Perforationen alternierende Versetzung von Perforationen aufeinanderfolgender Platten ergibt.
daß die Perforationen der Platten (20-n) alle eine identische Form haben und regelmäßig in Reihen (10-13) angeordnet sind,
daß der Zwischenraum zwischen den angrenzenden äußeren Enden von zwei benachbarten Perforationen einer Reihe geringer ist, als die Länge der Perforationen,
und daß die Platten (20-n) in einer Weise gestapelt sind, daß sich eine in der Richtung der Reihen von Perforationen alternierende Versetzung von Perforationen aufeinanderfolgender Platten ergibt.
5. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zufuhr-Rohrleitung (EF1) eines ersten am Austausch teilnehmenden Fluids an einer der Seitenwände angebracht ist, die nicht parallel zur Richtung der Reihen von Perforationen ausgerichtet sind,
daß die vom ersten Fluid durchströmten Netze (30, 32, 34, 36) von Perforationen bezüglich dieser ersten Zufuhr-Rohrleitung (EF1) offen sind, wobei die übrigen Netze (31, 33, 35, 37) von Perforationen bezüglich der ersten Zufuhr-Rohrleitung (EF1) verschlossen sind,
und daß die Abfuhr-Rohrleitung (SF1) des ersten Fluids an der gegenüberliegenden Seitenwand angebracht ist, wo das erste Fluid entnommen wird,
wobei die von dem ersten Fluid durchströmten Netze (30, 32, 34, 36) von Perforationen bezüglich dieser ersten Abfuhr-Rohrleitung (SF1) offen sind, während die übrigen Netze (31, 33, 35, 37) von Perforationen bezüglich der ersten Abfuhr-Rohrleitung (SF1) verschlossen sind.
daß die Zufuhr-Rohrleitung (EF1) eines ersten am Austausch teilnehmenden Fluids an einer der Seitenwände angebracht ist, die nicht parallel zur Richtung der Reihen von Perforationen ausgerichtet sind,
daß die vom ersten Fluid durchströmten Netze (30, 32, 34, 36) von Perforationen bezüglich dieser ersten Zufuhr-Rohrleitung (EF1) offen sind, wobei die übrigen Netze (31, 33, 35, 37) von Perforationen bezüglich der ersten Zufuhr-Rohrleitung (EF1) verschlossen sind,
und daß die Abfuhr-Rohrleitung (SF1) des ersten Fluids an der gegenüberliegenden Seitenwand angebracht ist, wo das erste Fluid entnommen wird,
wobei die von dem ersten Fluid durchströmten Netze (30, 32, 34, 36) von Perforationen bezüglich dieser ersten Abfuhr-Rohrleitung (SF1) offen sind, während die übrigen Netze (31, 33, 35, 37) von Perforationen bezüglich der ersten Abfuhr-Rohrleitung (SF1) verschlossen sind.
6. Wärmetauscher nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zufuhr-Rohrleitung (EF2) eines zweiten am Austausch teilnehmenden Fluids an einer der Seitenwände angebracht ist, die nicht parallel zur Richtung der Reihe der Perforationen ausgerichtet sind, und zwar so, daß diese zweite Zufuhr- Rohrleitung (EF2) in einem anderen Bereich angeordnet ist als die Zufuhr- bzw. Abfuhr-Rohrleitung des ersten Fluids,
daß die Abfuhr-Rohrleitung (SF2) des zweiten Fluids an der gegenüberliegenden Seitenwand angebracht ist, und zwar so, daß diese zweite Abfuhr-Rohrleitung (SF2) in einen anderen Bereich angeordnet ist als die Zufuhr- bzw. Abfuhr-Rohrleitung des ersten Fluids,
und daß die vom zweiten Fluid durchströmten Netze (31, 33, 35, 37) von Perforationen offen bezüglich der Zufuhr-Rohrleitung (EF2) und der Abfuhr-Rohrleitung (SF2) sind, wobei die vom zweiten Fluid nicht durchströmten Netze (30, 32, 34, 36) von Perforationen bezüglich der Zufuhr-Rohrleitung (EF2) und der Abfuhr- Rohrleitung (SF2) verschlossen sind.
daß die Zufuhr-Rohrleitung (EF2) eines zweiten am Austausch teilnehmenden Fluids an einer der Seitenwände angebracht ist, die nicht parallel zur Richtung der Reihe der Perforationen ausgerichtet sind, und zwar so, daß diese zweite Zufuhr- Rohrleitung (EF2) in einem anderen Bereich angeordnet ist als die Zufuhr- bzw. Abfuhr-Rohrleitung des ersten Fluids,
daß die Abfuhr-Rohrleitung (SF2) des zweiten Fluids an der gegenüberliegenden Seitenwand angebracht ist, und zwar so, daß diese zweite Abfuhr-Rohrleitung (SF2) in einen anderen Bereich angeordnet ist als die Zufuhr- bzw. Abfuhr-Rohrleitung des ersten Fluids,
und daß die vom zweiten Fluid durchströmten Netze (31, 33, 35, 37) von Perforationen offen bezüglich der Zufuhr-Rohrleitung (EF2) und der Abfuhr-Rohrleitung (SF2) sind, wobei die vom zweiten Fluid nicht durchströmten Netze (30, 32, 34, 36) von Perforationen bezüglich der Zufuhr-Rohrleitung (EF2) und der Abfuhr- Rohrleitung (SF2) verschlossen sind.
7. Wärmetauscher nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zufuhr-Rohrleitung (EF2) des zweiten am
Austausch teilnehmenden Fluids an einer der äußeren
Platten (PE) des Stapels angebracht ist und die
Abfuhr-Rohrleitung (SF2) des zweiten Fluids an der
anderen äußeren Platte des Stapels angeordnet ist,
wobei die vom zweiten Fluid durchströmten Netze von
Perforationen offen sind bezüglich dieser zweiten
Zufuhr-Rohrleitung (EF2) und dieser zweiten Abfuhr-
Rohrleitung (SF2) und die nicht vom zweiten Fluid
durchströmten Netze von Perforationen verschlossen
sind bezüglich dieser zweiten Zufuhr-Rohrleitung
(EF2) und dieser zweiten Abfuhr-Rohrleitung (SF2).
8. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß an einer der äußeren Platten (PE) des Stapels die Zufuhr-Rohrleitung (EF1) eines ersten Fluids und die Abfuhr-Rohrleitung (SF2) eines zweiten Fluids angebracht ist,
daß an der anderen äußeren Platte (PE) des Stapels die Abfuhr-Rohrleitung (SF1) des ersten Fluids und die Zufuhr-Rohrleitung (EF2) des zweiten Fluids angebracht ist,
daß die von einem der beiden Fluide durchströmten Netze von Perforationen entsprechend offen sind, bezüglich den Zufuhr- und Abfuhr-Rohrleitungen des jeweiligen Fluids und geschlossen sind bezüglich den Zufuhr- und Abfuhr-Rohrleitungen des anderen am Austausch teilnehmenden Fluids
und daß die Zufuhr- und Abfuhr-Rohrleitungen der beiden am Austausch teilnehmenden Fluide in getrennten Abschnitte einer Seite angeordnet sind.
daß an einer der äußeren Platten (PE) des Stapels die Zufuhr-Rohrleitung (EF1) eines ersten Fluids und die Abfuhr-Rohrleitung (SF2) eines zweiten Fluids angebracht ist,
daß an der anderen äußeren Platte (PE) des Stapels die Abfuhr-Rohrleitung (SF1) des ersten Fluids und die Zufuhr-Rohrleitung (EF2) des zweiten Fluids angebracht ist,
daß die von einem der beiden Fluide durchströmten Netze von Perforationen entsprechend offen sind, bezüglich den Zufuhr- und Abfuhr-Rohrleitungen des jeweiligen Fluids und geschlossen sind bezüglich den Zufuhr- und Abfuhr-Rohrleitungen des anderen am Austausch teilnehmenden Fluids
und daß die Zufuhr- und Abfuhr-Rohrleitungen der beiden am Austausch teilnehmenden Fluide in getrennten Abschnitte einer Seite angeordnet sind.
9. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Perforationen die Form eines Rechteckes mit
abgerundeten äußeren Enden haben.
10. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die maximale Länge der Perforationen das 2- bis 10fache
ihrer maximalen Breite beträgt.
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