DE897420C - Waermeaustauscher mit einem Buendel von hohlen Platten - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 19. NOVEMBER 1953

H4.760 Ia/17f

Andre Huet, Paris

ist als Erfinder genannt worden

Andre Huet, Paris

ist in Anspruch genommen

Die Erfindung 'beizieibt sich auf einen Wärmeaustauscher mit einem Bündel von hohlen Platten (Lamellen), die im Innern von eimern Gas durchströmt und außen von einem anderen, Wärme mit diesem austauschenden Gas umströmt werden und die quer zur Hauptströmungsirichitunig der Gase derart gewellt sind, daß diia Strömungsirichtang des zwischen den Pl'atten strömenden Gases geändert wird.

Bei einem .bekannten Wärmeaustauscher dieser Bauart, 'der für Flüssigkeiten bestimmt ist, hat man asymmetrische Wellungen der Platten vorgesehen, d. h. Wellungen, bsi denen der eine Ast einer WeHe kürzer als der andere ist. Dabei hat man den Scheitelwinkel dieser Welleriälste ungefähr 9I01⁰ oder kleiner als 90⁰ gewählt, damit die zwischen zwei Platten strömende Flüssigkeit während jeder Welle ein- oder zweimal gegen die Plattenwandung aufprallt; denn im Fall von Flüssigkeiten hat sich dieser Aufprall als für den Wärmeaustausch günstig erwiesen.

Demgegenüber wenden gemäß der Erfindung bei einem Wärmeaustauscher, der ausdrücklich für den Wärmeaustausch zwischen Gasen bestimmt ist, Platten mit asymmetrischen Wellen verwendet, deren Äste im Hauptteil geradlinig verlaufen, und zwar bilden gemäß der Erfindung die Äste miteinander einen ausgeprägt stumpfen Winkel von der Größenordnung von 140⁰ und mehr. Hierdurch wird für die Gasströmung der vorgenannte Aufprall auf die Plattenwiandung toi der Änderung der Strömunigsmchtung vermieden und dennoch beim

Richtungswechsel das Abreißen dar Grenzschiidht von der Plattenwanduing gewährleistet, diie sonst der Wärmeübertragung hinideTiich wäre. Man erreicht also· duirdh die erfindungisigemiätße Anordnung der Wellenäsite, daß im Kern der Gasströmung eine laminare Strömung nach dfem Poiiseuiillieischen Gesetz erhalten bleibt und dennoch die Grenzscihicht ander Wandung abreißt, während, wenn die Wellenäste einen wesentlich kleinerem Winkel in idler Größen-Ordnung von oo° gegeneinander «bilden würden, eine unerwünschte und oat großen Druckverilusten verbundene turbulente Strömung auch, im Kern eintreten· würde.

Nach einer bevorzugten Ausfuhrungsfoorm der *5 Erfindung bestehen die; hohlen Platten aus an ihrem Umfang miteinander verbundenen Blechen und sind überdies, auf eine gewisse Länge unter sich, verschweißt, derart, daß innerhiallb des Bleches Widerstände geschaffen werden¹, welche eine mehr oder -wendiger sdnuslinienartiige Strömung as® inneren Gases bewirken; dabei können außerdem noch Schweiß punkte über die ganze Fllälche der Bleche verteilt angeondnieit sein.

In, der Zeichnung ist ein Ausfühmngsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt

Abb. i·· teilweise im Schmitt eine Ansicht eines Wärmeaustauschers gemäß der Erfindung,

Abb. 2 einen Schnitt nach der Linie H-II der Abb. r,

Abb. 3 einen waagerechten Schnitt oadh dter Linie III-III der Abb. i,

Abb. 4 in größerem Maßstab das Ende von zwei parallelen) oder praktisch parallelen Platten dies Wärmeaustauschers gemäß der Brfinduinig, Abb. 5 einen Schmitt durch die Miittelebene einer der Platten des Wärmeaustauschern

Wie ersichtlich, besteht jede hoble Platte des Wärmeaustauschers aus zwei miteinander vereinigten Blechen α und b, die fast an ihrem ganzen Umfang miteinander verschweißt sind. Sie sind außerdem entlang den Trennwänden A-B, C-D (Abb. 51) derart verschweißt, daß das· im Innern der Platte strömende Gas die mit den Pfeilen Z bezeichnete Strömungsbahn erhält. Bei dem gezeichneten Austführuingslbeispiel strömt das innere Gas dreimal du der Längsrichtung der Platte·; selbstverständlich kann aber auch irgendein anderer Strömungisverlauif vorigeseihen werde*».

Ferner können Schweiiß'punfcite im bestimmten Abständen voneinander ibei d (Abb. 4) vorgesehen • werden, um eine günstige Läingsversteifung .dies ganzen Aufbaues ziu erzielen und gegebenenfalls audh erhöhte Festigkeit gegen, größeren Druck für den Fall zu schaffen, daß das eine Gas oder beide Gase unter Druck stehen.'.

Das innere Gas tritt bei e ein und bei f aus (Abb. S).

Die Platten sind gemäß Abb. auinld 3 parallel öder annähernd parallel zueinander angeordnet. Ihre Eintrittsöffnungen e sind durch einen Eintrittssammler g miteinander verbunden, der für den Eintritt des inneren· Gases dient. Die Austrittsöffnunigen / der Platten sind in ähnlicher Weise durch einen Austrittssammder h miteinander verbunden. Der ganze Aufbau¹ ist dm Innern eines geeignet gestalteten· Gehäuses i untergebracht. Das Gas·, das -seine Wärme mit dem inneren Gas austauschen soll, strömt außen um die Plattenbündel herum. Ddeses Gas tritt in die Vorrichtung durch einen BintrdttSisammler ; (Abb. 1) ein, der im Gehäuse i befestigt ist, und! tritt duirch iden Sammler η aus. . Im Innern der Sammler können Ablenkwände / und g' vorgesehen sein, die eine Verteilumg der Gasströme zwischeni (den hohlen Platten herbei^ führen. Um eine einwandfreie Strömung des äußeren Gases im. Austauscher zu gewährleisten, sind zwischeni den' äußersten Platten und¹ den Wandungen des Gehäuses i Sitiausehedben k vorgesehen (Abb. 2), die über eine gewisse Dälnge eine erste Trenn- wzaäE-F bilden (Abb. 1), die außerhalb der Platten und in der Höhe der Wand A-B liegt. Ähnliche Stauisoheibeni m (Abb. 2) bilden eine Wand G-H in der Höhe .der Wand C-D, die in den Platten vorgesehen äst. Daher strömt das äußere Gasi, das in Richtung der gestrichelt in. Abb. 1 eingezeichneten Pfeile Y durch den Eintritts sammler j eintritt und duirch den Austriittssammler η wieder austritt, dreimal über die ganze Länge des Wärmeaustauschers, und zwar im Gegenstrom zu der Strömung des inneren Gases, das in Richtung desi voll ausgezeichneten Pfeiles X strömt.

Die Platten α und b sind, wie bei. 0 in, Abib. 3 und 4 ersichtlich, gewellt. In Abb. 3 und 4 sind der Deutlichkeit halber nur einige dieser Wellungen dargestellt, während bei der praktischen Ausführung die Wellungen in viel größerer Anzahl und dichter beieinander liegend vorgesehen sind. Diese Wellungen verlaufen asymmetrisch und bewirken, daß die Strömung der Gase sowohl im Innern der Platten als auch auißen um die Platten herum Richtunigs- ioo änderungen und Änderungen dter Geschwindigkeit und des Drraclcesi erfährt. Dies· hat eine Verbesserung des- Wärmeüberganges zwischen¹ den Gasen zur Folge, und zwar dadurch, daß die Grenzschicht, die sich immer wieder neu; zu bdlden strebt, von der Wandung abgerissen wind.

Die Platten α und b sind' im allgemiednen parallel zueinander angeordnet (Abb. 3). Bs ist ersichtlich, daß sie nur annähernd zueinander parallel sind', so daß der Zwischenraum zwischen den Platten abwechselnd zunimmt und abnimmt und damit den Änderungen des spezifischen Volumen» das äußeren Gases entspricht, wie sie sich aus idem fortschreiitenden Wärmeaustausch ergeben. Die Stauscheiben oder Prallbleche k und m, die zwischen den Platten angeordnet sind, um !den Umlauf des äußeren Gases in Richtung der Pfeile Y heribeizuführen, können auch durch Einsatzstücke zwischen, den Platten gebildet werden, sei es in Gestalt von geeignet geschnittenen Blechplatten oder in Gestallt von Blechbändern, die so angebracht sind, daß sie um Gelenice k' und m' schwingen können. Die obere Wandungr (Abb. 21) und auch die untere Wandung/ des Gehäuses können abnehmbar sein:, ium die Platten leicht auiganglioh zui machen. Mian kann dann die Prallbleche oder Stauischeiiben k und m

leicht anbringen. Die schwenkbare Lagerung dieser Bleche erleichtert die Reinigung der Zwischenräume zwischen den Platten 'dtorch Ausspülen öder Auskehren an senkrechter Richtung zu den Prallblechen, die dabei ausgeschwenkt wenden, um Durchgänge frei zu machen. Auf diese Weise beseitigt man die Ablagerungen, 'die zwischen den Platten entstehen können.

Statt dessen könnten die Prallbleche bzw. Stauscheiben k und m, statt schwenkbar angeordnet sein, einfach herausnehmbar angebracht sein uod herausgenommen werden, wenn die Reinigung· vorgenommen werden soil.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Wärmeaustiausohieir mit einem Bündel von hohlen Platten (Lamellen), die dm Innern von einem Gas durchströmt und außen von eimern anderen, Wärme mit diesem !austauschenden Gas uimströmt wenden und die quer zur Hauptströmungsdchtunig der Gase derart gewellt sind, daß die Strömungsrichtung des zwischen den Platten strömenden Gasias geändert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellen asymmetriseh mit im Hauptteil geradlinigen Ästen verlaufen, wobei die Äste untereinander einen ausgeprägt stampfen Winkel !bilden von."dler Größenordnung voo 1I40⁰ und mehr.
2. 2. Wärmeaustauscher nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die höhlen Platten aus an ihrem Umfang miteinander verbundenen Blechen 'bestehen und überdies auf eitae gewisse Länge unter sich verschweißt sind, derart, daß innerhalb des Bleches Widerstände geschaffen werden, welche eine mehr oder weniger sinuslinienartilge Ströniuog 'des inneren Gases bewirken, und daß außerdem noch Schweißpunfcte über die ganze Fläche der Bleche verteilt angeordnet sein können.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   1 5569 11.53