DE7812483U1

DE7812483U1 - Kreuzstromwärmetauschereinheit in Leichtbauweise

Info

Publication number: DE7812483U1
Application number: DE7812483U
Authority: DE
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Publication date: 1979-02-08

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Kreuzstromwärmetauschereinheit, die aus kreuzweise übereinander angeordneten Folienelementen besteht. Dadurch werden Strömungskanäle in abwechselnden Richtungen gebildet, durch die der gasförmige Primärbzw. Sekundärstrom geleitet wird.

Derartige Wärmetauschereinheiten sind z.B. durch die CH-PS 588 672 bekanntgeworden: Durch die stapelweise kreuzweise übereinander angeordneten Folien wird zwar das Gewicht der Wärmetauschereinheit herabgesetzt, jedoch sind durch diese Anordnung infolge der teilweise quer verlaufenden Sieben keine strömungsgünstigen Kanäle vorhanden. Ausserdem ist die installierte Wärmetauscherfläche infolge der geringen Oberflächenvergrösserung durch die Sicken relativ niedrig. Da die Kontaktflächen der Sicken keine metallische Verbindung mit den benachbarten Folien besitzen, sondern durch einen Luftspalt getrennt sind, ist die Wärmeleitung zwischen den Folien unterbrochen. Schliesslich mangelt es dieser Bauweise insofern an einer mechanischen Stabilität, weil die einzelnen Folien nur an ihren Rändern über Falze und nicht in ihrem inneren Bereich miteinander verbunden sind. Dadurch besteht bei bestimmten Druckdifferenzen zwischen der. strömenden Medien bzw. der Umgebung die Gefahr, dass die Folien ausbeulen. Andererseits besteht bei dünnen Folien nicht bzw. nur bei entsprechendem wirtschaftlichen Aufwand die Möglichkeit der verlötungc wie dies bei Wärmetauschern iv.it dickeren Blechen üblich ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Wärmetauschereinheit unter Verwendung von dünnen bis zu dünnsten Folien beliebigen Materials zu schaffen, die, bezogen auf die zwischen wärmeabgebendem und wärmeaufnehmendem gasförmigen Medium ausgetauschte Wärmemenge, geringstes Gewicht und geringsten umbauten Raum bei gleichzeitig niedrigen Herstellkosten aufweist. Darüber hinaus ist es Aufgabe der Erfindung, eine solche Wärmetauschereinheit mit einer hinreichenden Stabilität zu versehen.

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Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäss darin, dass die Folienelemente als Rippenelemente ausgebildet, dass zwischen den P.ippenelementen ebene Trennwandelemente angeordnet und dass Rippen- und Trennwandelemente durch einen geschlossenen überzug mechanisch fest zu einem Block verbunden sind. In vorteilhafter Weise besteht dieser überzug aas einer, handelsüblichen Epoxydharz, das z.B. durch Tauchlackieren, Fluten oder Pulverbeschichtung aufgebracht wird und danach zu einer festen elastischen Schicht aushärtet. Durch diese Bauweise wird aufgrund der Verwendung von Rippen eine hohe Wärmeaustauschfläche in Verbindung mit Trennwandelementen erzielt. Der Kauptvorteil der erfindungsgemässen Wärmetauschereinheit liegt jedoch in den äusserst niedrigen Herstellkosten, weil eine aufwendige Lot- oder herkömmliche Klebverbindung vermieden und statt dessen durch ein einfaches Beschichtungsverfahren die erforderliche mechanische Verbindung der Rippen- und Trennwandelemente erreicht werden kann. Hierdurch wird gleichzeitig ein Korrosionsschutz für die von den Medien beaufschlagten Warmeaustauschflachen geschaffen. Ein weiterer Vorteil ist schliesslich darin zu sehen, dass zwischen Rippen- und Trennwandelementen Kontaktflächen zur Herstellung eines thermischen Schlusses gebildet werden. Hierbei ist im Hinblick auf die Wärmeleitung besonders vorteilhaft, dass ein Luftspalt zwischen den Rippen- und Trennwändelementen im Bereich der Kontaktflächen nicht auftritt: Es besteht entweder ein unmittelbarer Kontakt zwischen Rippen- und Trennwandelementen oder ein mittelbarer Kontakt, wobei sich auch im Bereich der Kontaktfläche ein geschlossener überzug befindet. Durch diese zusätzliche Trennschicht wird der Wärmedurchgang zwischen den beteiligten gasförmigen Medien jedoch nur vernachlässigbar vermindert. Gemäss einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist auch die Verwendung von nicht-metallischen Werkstoffen, also von billigeren, leichteren Materialien, z.B. Kunststoff, möglich. Die schlechtere Wärmeleitung dieser Werkstoffe wirkt sich auf den Wärmedurchgang insofern nur unwesentlich aus, weil der Wärmetausch zwischen gasförmigen Medien stattfindet. Solche Billig-Werkstoffeerlauben schliesslich auch Wegwerf-Konstruktionen von derartigen Wärmetauschereinheiten.

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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben, es zeigen

Fig. 1: eine Teilansicht der erfindungsgemässen Wärmetauschereinheit und

Fig. 2: eine vergrösserte Darstellung der erfindungsgemässen Bauweise.

Figur 1 zeigt eine perspektivische Teilansicht der erfindungsgemässen Kreuzstromwärmetauschereinheit 1, wobei nur zwei Lagen von ^ippen- und Trennwandelementen 4 und 2 dargestellt sind. Der gesamte Block 1 kann beliebig viele in dieser Weise aufeinander geschichtete Lagen haben. Die mäanderförmig gewellten Rippenelemente 4 sind - wie aus Figur 2 erkennbar - durch ebene Trennwandelemente 2 von einander getrennt, so dass in abwechselnden Richtungen verlaufende Strömungskanäle 5 und 6 entstehen und das wärmeabgebende und das wärmeaufnehmende Medium absolut von einander getrennt sind. Die Rippen- und Trennwandelemente 4 und 2 sind mit einem geschlossenen überzug 3, z.B. Epoxydharz, versehen, das durch Tauchlackierung des gesamten Blockes 1 aufgebracht wird und dem Verband von Rippen- und Trennwandelementen nach dem Aushärten die erforderliche Stabilität sowie einen Korrosionsschutz gegenüber den strömenden Medien gibt. Nach dem Aufbringen des Überzuges 3 verbleibt ; zwischen Trennwandelement 2 und Rippenelement 4 eine Fläche "F" von der Breite s, wohin kein Lack gelangt ist und wo daher ein ^ unmittelbarer, d.h. spaltfreier Kontakt zwischen beiden Elemen- f, ten 2 und 4 erhalten bleibt. Damit ergibt sich hier ein ther- Γ, mischer Schluss, so dass die Wärme vom wärmeabgebenden zum wärmeaufnehmenden Medium ohne Überwindung eines isolierenden Luftspaltes geleitet werden kann. I

Diese erfindungsgemässeBauweise gestattet die Verwendung von dünnsten Folien sowie auch den Einsatz von nicht-metallischen Werkstoffen, z.B. Kunststoff, weil die durch die Lackschicht erzielte mechanische Verbindung von Rippen- und Trennwandelementen dem gesamten Verband die Stabilität einer Sandwich-Konstruktion verleiht.

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Bezugszahlenliste

1 Kreuzstromwärmetauschereinheit (Block)

2 Trennwandelement

3 überzug

4 Rippenelement

5 Strömungskanal (primär)

5 Strömungskanal (sekundär)

Claims

'"I- 21.4.78 EZDP/Heu/Bü. 78-B-Ola Ansprüche

1. Kreuzstromwärmetauschereinheit, bestehend aus kreuzweise übereinander angeordneten Folienelementen, dadurch g e kennzeichnet , dass die Folienelemente als Rippenelemente (4) ausgebildet, dass zwischen den Rippenelementen (4) ebene Trennwandelemente (2) angeordnet und dass Rippen- und Trennwandelemente (4,2) durch einen geschlossenen überzug (3) mechanisch fest zu einem Block (1) verbunden sind.

2) Kreuzstromwärmetaur.chereinheit nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippenelemente (4) eine mäanderförmige Wellung aufweisen, wobei Rippen- und Trennwand-Elemente (4,2) gemeinsame spaltfreie Kontaktflächen "F" bilden.

3) Kreuzstromwärmetauschereinheit nach Anspruch 1 oder 2, d a durch gekennzeichnet, dass die Rippen- und Trennwandelemente (4,2) aus einem nicht-metallischen Werkstoff bestehen.

4) Kreuzstromwärmetauschereinheit nach Anspruch 1 oder 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der überzug (3) aus einem handelsüblichen aushärtbaren Epoxydharz besteht.

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