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Wärmeaustauscher Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmeaustauscher
mit einer Mehrzahl von übereinander angeordneten, rechteckigen Kanälen für wärmeaustauschende
Strömungsmittel in benachbarten Kanälen, die in einem Rahmenwerk mittels einer Anzahl
durchgehender Zugstangen und Abstandselemente zusammengehalten sind.
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Bei der Herstellung solcher Wärmeaustauscher ist es bekannt, die rechteckigen
Kanäle dadurch abzuschließen, daß zwei ihrer Seitenkanten Abstandselemente aus imprägniertem
Holz einschließen. Diese sind als Abstandselemente längs der Seitenkanten angeordnet
und haben längs der Außenseite einen dreieckigen Querschnitt, der als Abstützung
bei der Herstellung der Außenränder dient, wobei diese Ränder früher von Hand zusammengefügt
wurden, während zylindrische Rohrstücke als Abstandselemente in den Kanälen verwendet
werden. Wie aus Fig. r der Zeichnung ersichtlich ist, die einen senkrechten Schnitt
durch einen Wärmeaustauscher zeigt, ist in jedem zweiten Kanal ein zylindrisches
Rohr zwischen den Stangen der umgebenden Kanäle angeordnet.
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Diese bekannte Anordnung hat verschiedene Nachteile. In erster Linie
treten leicht Undichtigkeiten zwischen den Ecken von je zwei benachbarten Kanälen
auf. Diese fördern zwei verschiedene Mittel, zwischen welchen ein mittelbarer Wärmeaustausch
durch die Oberfläche der Kanäle stattfinden soll. Eine Vermischung der beiden Mittel
darf nicht stattfinden. Bei der bekannten Ausführung muß mit dem Nachteil gerechnet
werden, daß die zylindrischen Abstandselemente gegen die Platten drücken und dadurch
die zwischenliegenden Platten beschädigen. Ferner ist das Falzen um die eingeschlossenen
Abstandselemente
zeitraubend. Die Erfindung bezieht sich auf eine
Ausführungsform eines Wärmeaustauschers, bei welchem die vorerwähnten und andere
Nachteile ausgeschaltet werden.
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Die Erfindung ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß die
Kanäle aus Platten bestehen, die längs der Seitenkanten dieser Kanäle zusammengeführt
sind, wobei dieses Verbinden der Platten in der Weise geschieht, daß sie längs ihrer
Seitenkanten zusammengefalzt sind, und zwar so, da,ß die Falzurig in der an sich
bekannten Weise erfolgt, bei der der Rand von einer der beiden` den Kanal abgrenzenden
Platten zwecks Aufnahme des Randes der anderen Platte doppelt gefalzt und in bezug
auf die Plattenebene versenkti st. Ferner sind die Abstandselemente in jeder- Ecke
der Kanäle als flache Blöcke ausgebildet, -die j e .zwei. schräg und je zwei im
rechten Winkel zueinander verlaufende Seitenflächen besitzen,-wobei der, rechtwinklige
Teil gegen die Kanalecke gerichtet ist und zweckmäßig mit Aussparungen für den Randfälz
versehen ist, während die anderen Abstandselemente durch Abstandsrohre gebildet
werden." . -Die Oberflächen der einander berührenden Plattenkanten sind gemäß einer
weiteren Ausführungsform der Erfindung-mit einem Überzug aus einem haftenden und
dichtenden Material versehen.
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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
däß die Kanten der Endflächen der Abstandsrohre, die mit den Kanalplatten Berührung
haben, abgerundet sind und daß die Abstandsrohre vor dem Einsetzen zwischen die
Kanalplatten für diesen Zweck 'weich gemacht werden.
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Im nachstehenden wird_die ,Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
näher erläutert. Fig. i zeigt einen senkrechten Schnitt durch einen Wärmeaustauscher
bekannter Bauform; Fig.2 zeigt einen senkrechten Schnitt durch einen Wärmeaustaüscher
gemäß der Erfindung; Fig.3 zeigt einen waagerechten- Schnitt durch eine Ecke zwischen
zwei Kanälen; -Fig. 4 zeigt die -Form der Ecken, und Fig. 5 und 6 zeigen zwei Formen
von Rändern für das Verbinden der die Kanäle bildenden Platten.
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In Fig. i -sind die drei gezeigten Kanäle mitA, B und C bezeichnet.
Die Platten z und : bilden den Kanal C, und die Platten 4 und 7 bilden den Kanal
A. Das Schließen der Kanalplatten 15 bzw.16 der Ausführung A,- C geschieht
. mit Hilfe einer Falzung 14 über die Abstandselemente ig, bzw. 13,
die längs
der Außenseiten einen dreieckigen Querschnitt besitzen, wobei diese Abstandselemente
sich über die ganze Länge des Kanals erstrecken. Die anderen Abstandselemente bestehen
aus den zylindrischen Rohren 2o hzw. 6. In den Kanälen der Ausführung A, C usw.
ist die Strömungsrichtung des Strömungsmittels beispielsweise senkrecht zur Zeichnungsebene.
In den Kanälen der Ausführung B fließt ein anderes Strömungsmittel, beispielsweise
. in. Richtung der Zeichnungsebene, d: h. von rechts nach links. Der -Querschnitt
zeigt, daß die Abstandselemente in diesen Kanälen aus zylindrischen Rohren 3 bzw:
i7 bestehen. In den Kanälen der Ausführung B steht ein zylindrisches Rohr daher
immer in Berührung mit den Plattenflächen 2 bzw. 4. Dies hat zur Folge, daß die
Rohre durch Wärmedehnung sich an der Platte verschleißen, was Beschädigungen und
Undichtigkeiten zur Folge hat. Das Falzen der Platten der Kanäle von der Ausführung
A ist ebenfalls mit Schwierigkeiten verbunden, da die dickere Platte 7 mit der dünneren
Kanalplatte 4 zusammengeführt werden muß. In der Zeichnung bezeichnet 'i2 einen
Teil des Rahmenwerks, während 5, 8, io bzw. 9, 1i die durchgeführten Zugstangen
mit ihren Sicherungsmuttern für das Zusammenhalten der Kanäle sind. 18 bezeichnet
.die schräge Endfläche der Abstandselemente in einem Kanal der Ausführung B.
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- In Fig. 2 bezeichnen 2i, 22, z3 und 26 Kanalplatten. Die dickere
Abdeckplatte 26 ist, wie gezeigt, bei 38 nur um 9o° gebogen. Sie ist am Winkeleisen
36 mittels Niete 37 befestigt. Die Bezugsziffern 24, 25 bzw. 34, 35 entsprechen
den Zugstangen und Muttern für das Zusammenhalten der -Platten der Kanäle A, B,
C, D usw. Gemäß der Erfindung sind in allen Ecken der Kanäle flache Blöcke
39, 40, 4, 42, von denen mindestens zwei Seitenflächen einen rechten Winkel untereinander
bilden, angeordnet. Die Form dieser Blöcke ist aus Fig. 4 ersichtlich. In Fig. 3
ist die Anordnung der Blöcke in zwei benachbarten Kanälen gezeigt. Die v oll ausgezogenen
Linien 46, 47 sollen die Anordnung in einem Kanal der Ausführung B, D usw.
zeigen, und die gestrichelten Linien 45, 48 entsprechen der Anordnung- in Kanälen
der Ausführung A, C. Im ersteren Fall tritt das Strömungsmittel in den Kanal, gesehen
mit Bezug auf die Zeichnungsebene, beispielsweise von oben ein, mit der Strömungsrichtung
nach unten. Im zweiten Fall verläuft die entsprechende Strömungsrichtung beispielsweise
von rechts nach links (ebenfalls in der Ebene der Zeichnung). Wie aus Fig. 3 ersichtlich,
haben die Blöcke einen abnehmenden Querschnitt 46, 47 bzw. 48, 45 in .der Strömungsrichtung
des Strömungsmittels und sind mit Aussparungen 53, 54 zur- Aufnähme von doppelt
gefalzten Plattenkanten 56 bzw. 561 des Randfalzes (Falze) angebracht. In Fig.3
bezeichnet 5o die Kanalplatte und 52 ein Winkeleisen. 51 bezeichnet eine Dichtung,
Die Blöcke sind mit entsprechenden Bohrungen 49 für die Zugstangen 34 versehen.
Mit Ausnahme der Kanalecken bestehen die anderen Abstandselemente gemäß der Erfindung
aus zylindr1se-Iien Abstandsrohren, die in Fig. 2 mit 28, 29 und 3o bezeichnet sind.
Gemäß einer anderen zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung sind die Kanten der
Endflächen der Abstandsrohre, welche die Kanalplatten berühren, abgerundet, wie
bei 27 angedeutet. Außerdem sind die Abstandsrohre vor dem Einsetzen zwischen den
Kanalplatten für diesen Zweck weich gemacht worden. Bei der Herstellung eines Wärmeaustauschers
gemäß den obenerwähnten technisclien
Grundsätzen ist es möglich,
dünnere Platten zu verwenden im Vergleich zu dem Material, dessen Verwendung bisher
angezeigt war mit Rücksicht auf die Beschädigungen an den Platten, welche durch
die bisher verwendeten Abstandselemente verursacht wurden. Durch die Verwendung
eines dünneren Plattenmaterials ist es leichter, solche Verbindungen zu erhalten,
wo eine Plattenkante mittels einer Randfalzung doppelt gefalzt in einem versenkten
Teil der anderen Platte liegt, d. h. mittels eines sogenannten Pittsburg-Falzes,
der eine ausreichende Versteifung des Randes ergibt. Es ist möglich, den luftdichten
Abschluß der Ränder noch weiter zu steigern, wenn gemäß Fig.5 aneinanderliegende
Flächen der gefalzten Plattenränder 57, 59, 61 und 58, 63 bzW. 561, 67 und 68, 66
mit einem Überzug 62 aus einem haftenden und dichtenden Material versehen werden.
Als besonders zweckmäßiges Material für diesen Zweck hat sich ein in Wärme ausfließender
und härtbarer Isunstharzleim erwiesen. Überzüge aus in Wasserglas in Suspension
befindlichen Aluminiumpulver haben sich für die Zwecke der Erfindung als vorteilhaft
erwiesen. Die gestrichelten Linien 6o, 6d. bzw. 65 sollen die verschiedenen Phasen
der Herstellung der Verbindungen gemäß Fiel-. 5 und 6 zeigen. Bei einer Verbindung
der in Fig. 5 gezeigten Art ist nur der Rand der einen Platte 55 doppelt gewickelt
in der Weise, daß eine Tasche 57, 59 entsteht für die Aufnahme des rechtwinklig
umbogenen Teils 58 der anderen Platte 63. Im Gegenteil hierzu wird bei einer Verbindung
der Art in Fig. 6 beide Ränder 561 und 64 der zwei Platten 551 bzw. 63 ineinander
doppelt umbogen.
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Die Herstellung der die Kanalplatten verbindenden Ränder geht so vor
sich, daß eine Kanalplatte mittels einer sogenannten Pittsburg-Maschine mit einem
nach dieser Maschine benannten Rand versehen wird. Die entsprechende andere Kanalplatte
wird in eine Kantenpresse eingebracht und mit einem einfach abgewinkelten Rand versehen.
Die beiden Platten werden dann zusammengebracht. Nach dem Überziehen mit einem haftenden
und/oder dichtenden Material werden die in Fig. 5 mit gestrichelten Linien gezeichneten
Zungen nach unten gebogen. Durch die Verwendung der im vorstellenden beschriebenen
Randformen kann das Verbinden ohne Gegendruck erfolgen. Dies hängt, wie oben erwähnt,
von dem Umstand ab, daß durch einen solchen Rand eine ausreichende Versteifung erzielt
wird. Die Herstellung von Wärmeaustauschern gemäß der ' Erfindung ergibt daher eine
größere Arbeitsersparnis als bei den bisher bekannten Konstruktionen.