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Wärmetauscher
Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmetauscher zum Wärmeaustausch zwischen zwei strömenden
Medien, beispielsweise einer Flüssigkeit und einem Gas, zwei Flüssigkeiten oder zwei Gasen. Die Er- findung betrifft demgemäss Wärmeaustauscher mit einem Gehäuse und einer Vielzahl flacher, hohler, parallel zueinander angeordneter, langgestreckter Elemente, die Strömungskanäle für das eine Medium enthalten, während ein anderes Medium in den Kanälen zwischen den Elementen strömt, wobei jedes
Element aus zwei Platten oder Blechen gebildet wird, welche schmale, längslaufende Einpressungen bzw.
Vertiefungen aufweisen, wobei die Platten im wesentlichen gleichmässigen Querschnitt über ihre ganze Länge besitzen.
Die genannten schmalen Vertiefungen oder Einpressungen sind vorzugsweise so angeordnet, dass sie sich innerhalb der beiden Platten berühren und sind vorzugsweise, z. B. durch Schweissen, miteinander verbunden.
Bei bekannten Ausführungsformen von Wärmetauschern ist es üblich, zum Schliessen der Kanäle zwischen den Elementen nach den Enden hin die Platten bei jedem Element nach aussen zu biegen und das
Ende einer jeden Platte mit dem Ende der gegenüberliegenden Platte des benachbarten Elementes zu verschweissen. In diesem Falle erstrecken sich die schmalen Vertiefungen oder Einpressungen nicht bis zur Kante der Platte, sondern enden kurz vor der Kante an der Linie der Abbiegung. Es hat sich herausgestellt, dass bei dieser Bauweise die Endteile schwache Stellen bilden, an denen Brüche entstehen können.
Es sind auch Rohrwärmetauscher bekannt, bei welchen die Rohre an den Enden miteinander verschweiss sind, so dass sie ein Rohrbündel bilden. Die Zwischenräume zwischen den Rohren sind durch Schweissmaterial ausgefüllt. Schliesslich ist auch ein Wärmetauscher mit flachen Rohren bekannt, die in aus einem Gitter von Stäben gebildeten Rohrböden befestigt sind.
Die Erfindung bezweckt, die Nachteile dieser bekannten Wärmetauscher zu beseitigen und ist dadurch gekennzeichnet, dass die schmalen längslaufenden Einpressungen bzw. Vertiefungen sich bis zu den Enden der Platten erstrecken und dass Füllkörper in die Enden der Kanäle eingesetzt sind und abdichtend mit den Elementen verbunden sind.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen beispielsweise erläutert, u. zw. zeigt Fig. 1 einen lotrechten Längsschnitt, der zwischen zwei Elementen durch die Vorrichtung gelegt ist, Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie II-II der Fig. 1 und Fig. 3 in grösserem Massstab einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 2, der die Ausbildung an den Enden der Elemente zeigt.
Der Wärmetauscher weist ein praktisch zylindrisches, langgestrecktes Gehäuse 1 mit einem nach aussen gewölbten unteren Boden 2 auf und besitzt Rohre 3 und 4, durch die das eine strömende Medium eintritt bzw. ausströmt. In dem zylindrischen Gehäuse 1 ist ein inneres Gehäuse 5 mit rechteckigem oder quadratischem Querschnitt angeordnet, das mittels dieses Innengehäuse umgebender Querplatten 6 und 7 in dem Aussengehäuse gelagert ist, dabei dient die Platte 6 gleichzeitig als eine Trennwand, die verhindert, dass das durch das Rohr 3 oder 4 eintretende Medium ausserhalb des Innengehäuses 5 entlangströmt.
Die Platte 6 ist mittels konsolenartiger Stege 8 versteift.
In dem inneren Gehäuse 5 sind eine Anzahl flacher, miteinander paralleler Elemente 9 angeordnet, die Kanäle für das eine Medium bilden, während das andere Medium durch die Kanäle 10 zwischen diesen Elementen hindurchfliesst. Jedes Element weist zwei Platten auf. Die offenen Enden der Elemente sind mit Rahmenteilen 11 bzw. 12 verschweisst. Mit dem Rahmen 11 ist ein Endstück 13 verschweisst, das in
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ein Rohr 14 übergeht und einen umlaufenden, ringförmigen Flansch 15 besitzt, der an einem entsprechen- den Endflansch 16 des Gehäuses 1 mittels Schraubenbolzen 17 befestigt ist. Der Rahmenteil 12 ist mit einem trichterförmigen Teil 18 verschweisst, der mit einem Rohr 19 ein Stück bildet. Dieses Rohr 19 ragt durch ein mit dem Boden 2 verbundenes Rohr 20 hindurch.
Zweckmässige (nicht gezeichnete) Abdichtung- mittel sind vorgesehen, um den Zwischenraum zwischen den Rohren 19 und 20 abzudichten. Auf das
Rohr 19 ist ein Flansch 21 aufgeschraubt.
Alle Elemente 9 bilden zusammen mit den Rahmenteilen 11 und 12 und den mit diesen verbundenen
Teilen eine Baueinheit, die nach Entfernen des Flansches 21 und der Schraubenbolzen 17 zwecks Prüfung eingesehen und gereinigt werden kann.
In den die Elemente 9 bildenden Platten sind schmale, längslaufende Vertiefungen oder Einpressun- gen 22 angebracht. Diese Einpressungen oder Sicken in je einer Platte liegen jeweils in Einpressungen oder
Sicken der andern Platte jedes der Elemente gegenüber und sind mit diesen z. B. durch eine Schweissnaht oder Punktschweissung entlang ihrer Längenausdehnungen verbunden. Dadurch sind die Elemente sowohl gegen inneren als auch äusseren Druck versteift. Wenn erwünscht, können zusätzlich knopfartige Aus- pressungen in den Platten vorgesehen sein, die aus den Platten in umgekehrter Richtung wie die längslaufenden Aus- bzw. Einpressungen vorragen und als Abstandhalter zwischen den Elementen dienen kön- nen. Weiterhin können die Platten zwischen den Ein-oder Auspressungen etwas abgerundet sein, statt wie gezeichnet, flach zu verlaufen.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist der Querschnitt der Elemente bis zu ihren Endkanten gleichmässig und die schmalen Längssicken oder Einpressungen erstrecken sich bis zu den Enden. In die Enden der Kanäle 10 sind zwischen die Elemente Füllkörper 23 eingesetzt. Diese sind mit den Endrandteilen der Platten und den Rahmenteilen 11 bzw. 12 verschweisst, so dass die Kanäle 10 an ihren Enden dicht abgeschlossen sind.
Bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel besitzen die Füllkörper 23 an den Stellen, die den Einpressungen 22 entsprechen, Vorsprünge. Die Füllteile können jedoch auch die Form von Stangen gleichmässiger Dicke haben, wobei das Schweissmaterial die Endteile der Sicken bzw. Einpressungen ausfüllen kann.
Bei Betrieb des Wärmetauschers wird das eine Medium durch das Rohr 14 oder 19 eingeführt und strömt in die durch die Elemente gebildeten Kanäle ein, die an ihren Enden offen sind, so dass das Medium in diesen Kanälen entlangströmt und sie an den entgegengesetzten Enden durch das Rohr 19 bzw. 14 verlässt.
Das andere Medium tritt durch das Rohr 3 oder, 4ein und tritt in die zwischen den Elementen 10 befindlichen Kanäle in Querrichtung, u. zw. in der Nähe des einen oder des andern Endes dieser Kanäle ein, strömt dann in diesen Kanälen entlang und tritt, ebenfalls in Querrichtung bzw. zur Seite hin, durch das gegenüberliegende Rohr 4 bzw. 3 aus. Um die Strömung dieses zweiten Mediums zu begünstigen, ist es zweckmässig, die Füllkörper 23, wie in Fig. 1 gezeigt, auszubilden, d. h. so, dass sie (in der Längsrichtung der Elemente) in der Nähe derjenigen Seite des Gehäuses, die den Rohren 3 und 4 gegenüberliegt, länger sind. Dadurch'wird die Strömung des Mediums verbessert, da die Füllkörper Teile der Kanäle ausfüllen, in denen sonst beträchtliche Wirbelbildung auftreten könnte.
Da die schmalen Längssicken 22 sich bis zu den Enden der Platten erstrecken, sind die Elemente 9 in ihren Enden wesentlich stärker als bei bekannten Bauweisen.
PATENT ANSPRÜCHE :
1. Wärmetauscher mit einem Gehäuse und einer Vielzahl flacher, hohler, parallel zueinander angeordneter, langgestreckter Elemente, die Strömungskanäle für das eine Medium enthalten, während ein anderes Medium in den Kanälen zwischen den Elementen strömt, wobei jedes Element aus zwei Platten oder Blechen gebildet wird, welche schmale, längslaufende Einpressungen bzw. Vertiefungen aufweisen, wobei die Platten im wesentlichen gleichmässigen Querschnitt über ihre ganze Länge besitzen, dadurch gekennzeichnet, dass die schmalen längslaufenden Einpressungen bzw. Vertiefungen (22) sich bis zu den Enden der Platten erstrecken und dass Füllkörper (23) in die Enden der Kanäle (10) eingesetzt sind und abdichtend mit den Elementen (9) verbunden sind.