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Wärmeaustauschvorrichtung, insbesondere zur Erhitzung von Luft Die
Erfindung betrifft eine Wärmeaustauschvorrichtung, insbesondere zur Erhitzung von
Luft, bei welcher die die wärmeaustauschenden Mittel trennenden Scheidewände aus
Blechplatten bestehen, die zu Taschen vereinigt in ein mit Durchlaßöffnungen für
die Wärmeaustauschmittel versehenes rahmenartiges Gehäuse eingesetzt sind. Die Aufgabe,
welche durch die Erfindung gelöst wird, besteht darin, derartige Wärmeaustauschvorrichtungen
in solcher Weise auszugestalten, daß ein möglichst günstiger Wärmeaustausch zwischen
den zum Wärmeaustausch kommenden Mitteln, also z. B. zwischen der Verbrennungsluft
und den Rauchgasen, bei möglichst geringem Aufwand an Baustoffen erzielt wird.
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Die Erfindung besteht darin, daß die Blechplatten mit waffelförmig
gestaltetenErhöhungen und Vertiefungen versehen und in dem Gehäuse so zueinander
angeordnet sind, daß einer Erhöhung der einen Platte eine Vertiefung der benachbarten
Platte gegenübersteht.
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Durch die besondere waffelförmige Ausgestaltung und gegenseitige Anordnung
der Blechplatten gemäß der Erfindung ergibt sich einerseits ein gedrängter Zusammenbau
der Platten bzw. Taschen, andererseits wird es ermöglicht, auf einem geringen Raum
eine möglichst große Heizfläche unterzubringen. Die zwischen den Platten hindurchströmenden
Mittel werden dabei gezwungen, einen zickzackförmigen Weg in zwei zueinander senkrechten
Richtungen zu nehmen, wodurch eine Durcheinanderwirbelung der Mittel zwischen den
waffelförmigen Platten und damit ein besserer Wärmeaustausch erzielt wird. Ein weiterer
Vorteil der Anordnung gemäß der Erfindung besteht darin, daß sich an den Platten,
ähnlich wie bei der bekannten wellenförmigen Ausbildung derselben, keine vorstehenden
scharfen Ecken oder Kanten befinden, vielmehr nur abgerundete Flächen, so daß die
Korrosionsgefahr beseitigt bzw. erheblich gemindert ist.
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Die Anordnung gemäß der Erfindung eignet sich sowohl für den Fall,
daß die wärmeaustauschenden Mittel sich im Kreuzstrom zueinander bewegen als auch
für den Fall des Gleich- oder Gegenstromes. Im ersteren Fall besitzen die Taschen
vorteilhaft die Form von Rechtecken und im zweiten Fall die Form von Achtecken,
wobei im letzteren Fall an zwei gegenüberliegenden Seiten des Achtecks die Ein-
und Auslaßöffnungen für die Luft angeordnet sind. Vorteilhaft werden die achteckigen
Platten, vom Mittelpunkt ausgehend, in dreieckige Felder unterteilt, wohei der Abstand
der waffelförmig gestalteten Erhöhungen,
und Vertiefungen voneinander
sich nach dem' Mittelpunkt zu verringert. Außer den die Taschen bildenden Blechplatten
sind in gleicher Weise wie diese mit Erhöhungen und Vertiefungen versehene Blechplatten
vorgesehen, welche die nicht mit Ein- und Ausströmungsöffnungen versehenen Seiten
des Rahmengehäuses abdecken.
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Die Zeichnung stellt in den Abb. i bis 16 einige Ausführungen der
Erfindung dar.
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In Abb. i bezeichnet i eine Blechplatte zur Bildung der die wärmeaustauschenden
Mittel trennenden Scheidewände. Die Platte hat rechteckige Form. Die Ränder 2 der
langen Seiten bleiben gerade, während die Ränder 3 an den Schmalseiten in bekannter
Weise rechtwinklig abgebogen sind (Abb.2). Diese abgebogenen Ränder von zwei Platten
i sind durch Schweißen, Nieten oder Falzen miteinander verbunden, so daß zwei Platten
eine Tasche bilden, deren Form aus Abb. 7 zu ersehen ist. Die Platten sind mit nach
der Erfindung waffelartig gestalteten Erhöhungen und Vertiefungen 4. (Abb. i bis
2) versehen und so zueinander angeordnet, daß der Erhöhung der einen Platte eine
Vertiefung der benachbarten Platte entspricht, so d'aß also die wärmeaustauschenden
Mittel zwischen den Platten einen zickzackförmigen Weg beschreiben müssen. Die von
je zwei Platten gebildeten Taschen werden in der erforderlichen Anzahl und mit entsprechenden
Abständen voneinander in einem rahmenärtigen Gehäuse untergebracht. Die Seitenwände
dieses Gehäuses bestehen aus Platten 7 (Abb. 3 und 6), die in der gleichen Weise
ausgebildet sind wie die Platten i der Taschen. Die Stirnwände des Gehäuses werden
von Rahmen 5 und 6 gebildet, die mit Öffnungen 8 versehen sind (Abb. q., 5 und 6),
welche sich mit den Öffnungen innerhalb der Taschen und den Schlitzen zwischen den
Taschen decken. Diese Öffnungen 8 sind mit nach innen vorstehenden Rändern oder
Flanschen 9 versehen, welche vorteilhaft aus dem Blechmaterial der Rahmen 5 und
6 herausgedrückt sind und in die Öffnungen der Taschen bzw. in die Schlitze zwischen
den Taschen hineinragen. Auf diese Weise wird ein guter Abschluß der Taschen gegen
die Rahmenteile 5 und 6 erzielt. Etwaige Undichtigkeiten können durch einen geeigneten
Kitt o. dgl. beseitigt werden. Die Rahmenteile 5 und 6 sind untereinander und mit
den Seitenwänden 7 durch Vernietung oder Verschraubung ihrer Außenflansche verbunden.
Die Flansche der Rahmenteile 5 und 6 dienen außerdem in bekannter Weise zum Anschließen
von Rohrleitungen u. dgl. Die zwischen den Schlitzen 8 der Rahmenteile 5 und 6 stehenbleibenden
Wände 1o sind buckelartig nach außen gedrückt, um dem ein- und austretenden Mittel
eine geeignete Führung zu geben.
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Die Form der Wärmeaustauschvorrichtung ist schaubildlich aus Abb.
6 zu ersehen. Für die Rauchgase ist, wie bekannt, der kurze Weg durch die Taschen
vorgesehen, während die Luft den langen Weg zwischen den Taschen hindurch nimmt.
Durch Änderung der Zahl der Taschen und der Breite der Schlitze zwischen benachbarten
Taschen hat man die Möglichkeit, jeder Änderung der Temperaturen der wärmeaustauschenden
Mittel gerecht zu werden.
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Das in den Abb. i bis 7 dargestellte Ausführungsbeispiel ist, wie
sich insbesondere aus Abb.6 ergibt, für den Fall des Kreuzstromes der beiden wärmeaustauschenden
Mittel bestimmt. Eine Ausführungsform für Gleich- oder Gegenstrom der Mittel 'ist
in Abb. 8 bis 16 veranschaulicht. Hier haben die die Taschen bildenden Platten i
i nicht rechteckige, sondern achteckige Form. Die Ränder i2 der Platten sind rechtwinkelig
abgebogen und die Ränder von zwei parallelen Platten miteinander verbunden, während
zwei einander gegenüberliegende Ränder 13 (Abb. 9) stehenbleiben, so daß eine untere
und obere Durchgangsöffnung 14 (Abb. io) entsteht. Die Platten i i selbst sind,
wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, mit waffelartigen Erhöhungen und Vertiefungen
versehen. Bei dem-Ausführungsbeispiel nach Abb.8 ist die Platte i i in acht vom
Mittelpunkt ausgehende dreieckförmige Felder unterteilt, wobei in jedem Felde die
Teilung der Waffelung nach dem Mittelpunkt hin geringer wird. Dies hat den Vorteil,
daß das Innere der Tasche der durchströmenden Luft in der Mitte mehr Widerstand
bietet, so daß diese auch die nach außen liegenden Teile der Tasche bestreichen
muß.
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Bei- der Ausführungsform nach Abb. 9 ist auf der Plätte ein Rechteck
mit der Waffelung entsprechend Abb, i gebildet. Wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel
ist wieder eine Anzahl von Taschen nebeneinandergelegt, die aber, im Gegensatz zu
dem ersten Ausführungsbeispiel, nur von einer oberen und unteren Platte 25 abgedeckt
werden, welche mit den Öffnungen 1q., die zwischen je zwei Platten bleiben, übereinstimmenden
Schlitzen versehen sind, deren Ränder 16 nach innen in die Taschen hineinragen,
während die zwischenliegenden Wandteile 17 buckelartig nach außen zwecks Erzielung
einer Führung des Mittels durchgedrückt sind. Diese Platten 15 werden durch Schraubenbolzen
18 zusammengehalten und in einen senkrechten oder wagerechten Rauchgaskanal (Abb.
13 bis 16) eingesetzt. An die Platten
15 sind Rohrkrümmer i9 angeschlossen,
welche zum Zu- und Abführen der vorzuwärmenden Luft dienen. Die Gase in dem Rauchgaskanal
durchziehen die Zwischenräume zwischen den von den Platten i i gebildeten Taschen.
In Abb.15 ist angenommen, daß Luft- und Rauchgasstrom unter 45° zueinander verlaufen,
während sie nach Abb. 16 einen rechten Winkel miteinander bilden. ao ist eine Rußausblasevorrichtung,
deren Rohr in bekannter Weise in jedem Rauchgaskanal zwischen den Taschen eine geeignete
Düse besitzt.