DE830351C

DE830351C - Heat exchanger

Info

Publication number: DE830351C
Application number: DEA12763A
Authority: DE
Original assignee: Air Preheater Co Inc
Current assignee: Alstom Power Inc
Priority date: 1950-02-18
Filing date: 1951-01-16
Publication date: 1952-02-04

Description

Wärmeaustauscher Die Erfindung betrifft Wärmeaustauschapparate, insbesondere Plattenaustauscher zum Austauschen von Wärme zwischen zwei strömenden Stoffen und insbesondere neue Bauelemente zum Aufbau der Wärmeaustauschhüllen, die für :gewöhnlich durch Platten gebildet werden.Heat Exchangers The invention relates to heat exchange apparatus, in particular Plate exchanger for exchanging heat between two flowing substances and in particular new components for the construction of the heat exchange envelopes, which for: ordinary be formed by plates.

Bei den bekannten Plattenaustauschern, bei denen Wärme zwischen einem Stoff, wie z. B. einem heißen Gas, das durch im Abstand voneinander befindliche Kanäle fließt, und einem anderen Stoff, der erwärmt werden soll und durch zwischen den ersterwähnten Kanälen angeordnete Kanäle fließt, sind Platten im Abstand voneinander angeordnet, um die die Strömungskanäle enthaltenden sog. Hüllen zu bilden. Bei einigen der bekannten Austauscher dieser Art besitzen die Wände der Gaskanäle Flächenvergrößerungen in Form von Rippen, um die Wärmeübertragung von dem Gas zu der Wandung und durch die Wandung hindurch zur Luft im angrenzenden Kanal zu verbessern.In the known plate exchangers, in which heat between a Fabric, such as B. a hot gas by spaced apart Channels flows, and another substance that needs to be heated and through between Channels arranged in the first-mentioned channels flow are plates at a distance from one another arranged to form the so-called envelopes containing the flow channels. With some of the known exchangers of this type, the walls of the gas channels have increased areas in the form of fins to allow heat transfer from the gas to the wall and through to improve the wall through to the air in the adjacent channel.

Die Erfindung betrifft den Aufbau derartiger Hüllen aus einer Vielzahl gleicher Elemente, die je aus einem Paar metallischer Kanäle bestehen, deren Bodenfläche Teile der Wandungen der Wärmeaustauschkanäle bilden und an denen sinusförmig hin und her gebogene, in die Kanäle hineinragende Drähte befestigt sind. Eine Mehrzahl solcher Elemente sind nebeneinander angeordnet, so daß ihre Bodenflächen. fortlaufende Wandungen bilden, welche beispielsweise die Gaskanäle umschließen und sie von den Luftkanälen an der anderen Seite trennen, in welche die flanschförmigen Teile der Kanalelemente hineinragen, um zusätzliche Heizflächen darin zu bilden. In der Zeichnung sind vorteilhafte. Ausführungs-, formen der Erfindung` dargestellt.The invention relates to the construction of such cases from a plurality same elements, each consisting of a pair of metallic channels, their bottom surface Form parts of the walls of the heat exchange channels and towards which they are sinusoidal and attached are bent wires projecting into the channels. A majority such elements are arranged side by side so that their bottom surfaces. ongoing Form walls which, for example, enclose the gas channels and remove them from the Separate air ducts on the other side into which the flange-shaped parts of the Channel elements protrude to form additional heating surfaces therein. In of the drawing are advantageous. Embodiments, forms of the invention` shown.

Fig. i zeigt schaubildlich einen Teil eines der Erfindung entsprechenden Aufbauelementes; Fig. 2 zeigt einen senkrechten Querschnitt eines Teiles eines Wärmeaustauschers, bei dem die Gas-und Luftkanäle ans Elementen entsprechend Fig. i gebildet sind; Fig.3 zeigt einen Querschnitt ähnlich Fig.2 aber einer abgeänderten Ausführungsform, bei welcher die strömenden Stoffe quer zueinander fließen; Fig. 4 zeigt schaubildlich eine abgeänderte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes.Fig. I shows diagrammatically a part of one according to the invention Structural element; Fig. 2 shows a vertical cross section of part of a heat exchanger, in which the gas and air ducts are formed on the elements according to FIG. Figure 3 shows a cross section similar to Figure 2 but a modified embodiment, in which the flowing substances flow across each other; Fig. 4 shows diagrammatically a modified embodiment of the subject invention.

In Fig. i bezeichnen die Zahlen io und i i ein Paar Metallkanäle, die einander abgewendet so angeordnet .sind, daß ihre Bodenplatten 12 einander gegenüberstehen und ihre Seitenflansche 13, 14 je in derselben Ebene sich nach außen , erstrecken. Zwischen den Bodenflächen 12 der Kanalglieder io und i i ist in deren Längsrichtung ein sinusförmig gebogener Draht angeordnet, so daß die Schenkel 15 der von dem Draht gebildeten U-förmigen Schleifen quer von den Bodenflächen 12 der Kanäle abstehen, während die Bögen 16 der Schleifen mit den Kanälen in Berührung stehen und, z. B. durch Schweißen, gut wärmeleitfähig mit ihnen verbunden sind. Die Bodenflächen 12 der Kanäle i o, 11 können Rillen oder Vertiefungen ig ;:besitzen zur Aufnahme der Bögen 16, .die zwischen den Schenkeln 15 der sinusförmigen Schleifen liegen. Diese Schenkel 15 bilden infolgedessen Rippen, die die Wärmeleit- und Strahlungsfläche der Bodenfläche 12 vergrößern, welch letztere die Luft- und Gaskanäle 17, 18 des Wärmeaustauschers begrenzen, wenn eine Mehrzahl dieser Elemente zu der Hülle eines Wärmeaustauschers entsprechend Fig.2, 3 und 4 zusammengefügt werden.In Fig. I, the numbers io and i i denote a pair of metal channels, which are arranged facing away from each other so that their base plates 12 face each other and their side flanges 13, 14 each extend outward in the same plane. Between the bottom surfaces 12 of the channel members io and i i is in their longitudinal direction a sinusoidally bent wire arranged so that the legs 15 of the wire formed U-shaped loops protrude transversely from the bottom surfaces 12 of the channels, while the arcs 16 of the loops are in contact with the channels and, e.g. B. are connected to them with good thermal conductivity by welding. The floor areas 12 the channels i o, 11 can have grooves or depressions ig;: have to accommodate the Arches 16,. Which lie between the legs 15 of the sinusoidal loops. These Legs 15 consequently form ribs that form the heat conduction and radiation surface the bottom surface 12, which latter the air and gas ducts 17, 18 of the Heat exchanger limit when a plurality of these elements to the shell of one Heat exchanger according to Fig. 2, 3 and 4 are assembled.

Wie in Fig.2 dargestellt ist, werden eine Anzahl der aus einem Kanalpaar io, i i, das durch Rippen 15.verbunden ist, gebildeten Elemente derart nebeneinander angeordnet, daß ihre Bodenflächen in derselben Ebene liegen und der Flansch 13 jedes Kanals den Flansch 14 des benachbarten Kanals berührt. Eine Art der Verbindung benachbarter Kanäle ist in den Fig. 2 und 3 dargestellt. Der Flansch 13 besitzt bei dieser . Ausführungsform einen angebogenen Schenkel 2o, der parallel zum Flausch 13 verläuft und im Abstande zu ihm, so daß eine gegen die Bodenfläche hin offene Rinne 21 gebildet wird, in welche der Flansch 14 des benachbarten Kanalgliedes eingreift. Eine Mehrzahl derart zusammengefügter Elemente können miteinander verlötet werden, und zwar sowohl am Grunde der Rille 21 als auch an den Böden. Eine Mehrzahl der in Fig.2 mit 23 bezeichneten Hüllen werden zur Bildung eines Wärmeaustauschers in ein Gehäuse 24 eingebaut und darin in irgendeiner geeigneten Weise befestigt derart, daß die Luftkanäle 17 mit Gaskanälen 18 abwechseln und die Schenkel 15 der sinusförmig gebogenen Drähte Rippen der die Gaskanäle begrenzenden Warndungsflachen bilden, während die Flansche 13, 14 und die Schenkel 2o fortlaufende Rippen , bilden, .die sich längs ,der Luftkanäle erstrecken. Die Ein- und Auslaßenden der Gas- und Luftkanäle sind in üblicher Weise mit Verteilungsbuchsen oder -köpfen verbunden.As shown in Fig. 2, a number of elements formed from a channel pair io, ii, which is connected by ribs 15, are arranged side by side in such a way that their bottom surfaces lie in the same plane and the flange 13 of each channel meets the flange 14 of the adjacent channel touches. One way of connecting adjacent channels is shown in FIGS. The flange 13 has this. Embodiment a bent leg 2o, which runs parallel to the fleece 13 and at a distance from it, so that a groove 21 open towards the bottom surface is formed, in which the flange 14 of the adjacent channel member engages. A plurality of elements joined together in this way can be soldered to one another, both at the bottom of the groove 21 and at the bottoms. A plurality of the sheaths denoted by 23 in FIG. 2 are installed in a housing 24 to form a heat exchanger and fastened therein in any suitable manner such that the air ducts 17 alternate with gas ducts 18 and the legs 15 of the sinusoidally curved wires ribs of the gas ducts defining warning surfaces, while the flanges 13, 14 and the legs 2o form continuous ribs, which extend along the air ducts. The inlet and outlet ends of the gas and air ducts are conventionally connected to distribution sockets or heads.

Bei der Ausführungsform nach Fig.2 strömt Luft und- Gas parallel zueinander.In the embodiment according to FIG. 2, air and gas flow parallel to one another.

Wenn die Wärme zwischen Stoffen ausgetauscht werden soll, die im Gegenstrom fließen, werden Plätten 25 in die Rinnen 21 der Bauelemente an den äußeren Enden der Hüllen 23 eingesetzt, sie können damit verlötet werden. Zu diesem Zweck besitzt das Bauelement an einem Ende der Hülle Rillen formende Schenkel 26 an den Flanschen 14 zusätzlich zu den Schenkeln 2o der Flansche 13. Wenn die Stoffe quer zueinander strömen wie in Fig. 3, sind derartige Platten an den Enden der Hüllen nicht notwendig: Diese werden vielmehr bei 27 an den Rändern der Gaseinlaßöffnungen 28 und der entsprechenden Gasauslaßöffnungen abgedichtet.When the heat is to be exchanged between substances that are in countercurrent flow, plates 25 will flow into the grooves 21 of the components at the outer ends the sleeves 23 are used, they can be soldered to it. To this end owns the component at one end of the shell grooving legs 26 on the flanges 14 in addition to the legs 2o of the flanges 13. When the fabrics are perpendicular to each other flow as in Fig. 3, such plates are not necessary at the ends of the envelopes: These are rather at 27 at the edges of the gas inlet openings 28 and the corresponding Gas outlet openings sealed.

Bei der Ausführungsform nach Fig. .4 sind Schenkel an den Flanschen 13 der Kanäle nicht angebogen. Die aneinanderliegenden Flansche werden vielmehr .bei 30 zusammengeschweißt entlang den äußeren Kanten dieser Flansche.In the embodiment according to FIG. 4, legs are not bent on the flanges 13 of the channels. The adjacent flanges are rather .for 30 welded together along the outer edges of these flanges.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Heat exchanger, characterized in that it is made up of a plurality of elements, each of which consists of a pair of channel-shaped Members (io, i i) consist, which latter the bottom surfaces (12) face each other, while the side walls (13, 14) are directed opposite to one another and between which sinusoidally curved metal wires (15, 16) are arranged in such a way that that the leg parts (15) of the U-shaped loops of the sinus arcs from the bottoms of the channels protrude as ribs, while the connecting arches (16) of the legs at least are connected to one of the floors (12), and that the flanges of adjacent links touch each other and the floors form a continuous surface.

2. Heat exchanger according to claim i, characterized in that the side flange (14) of each channel element (iö or: ii) in a channel (21) of the adjacent flange (13) of the adjacent Elements engages.

3. Heat exchanger according to claim 2, 'characterized in that that the channel (21) is formed by a leg (2o) bent onto the flange (13) will. '

4. Heat exchanger according to one of claims i to 3, characterized. that opposite bottom parts with the ribs (15, 16) arranged thereon one (18) the channels for a flowing substance and the side flanges (13, 14) longitudinal ribs for the other (17) of the channels.

5. Wärmeaustausc'her according to claim 4, characterized characterized in that the first-mentioned channel (18) for a flowing substance on opposite Ends by plates (25) is closed.

6. Heat exchanger, characterized in that a series of elements (io, Ir) according to one or more of claims i to 5 is installed in a housing (2: 1) and the channels (t7, 18) formed by them with their ends at 7 .u and derivatives are connected.

7. Heat exchanger according to claim 1, 2, 3, 4 or 5, characterized in that that one type (18) of the channels on the side walls, the other (i7) on the end walls is connected to 7_u and: \ blinien.