CH351622A - Wärmeaustauscher - Google Patents

Description

      Wärmeaustauscher       Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärme  austauscher für den Wärmeaustausch zwischen     zwei     Medien und bezweckt vor allem die     Schaffung    eines  für den wirksamen Wärmeaustausch zwischen einem  Gas und einer     Flüssigkeit    geeigneten     Wärmeaus-          tauschers,    bei welchem grössere Druckverluste im  Gasstrom vermieden werden können.  



  Der     erfindungsgemässe        Wärmeaustauscher    be  sitzt eine Mehrzahl von hohlen Elementen, welche  den Strömungsweg für das eine Medium bilden,  wobei jedes Element einerseits einen mittleren Haupt  teil mit zwei Seitenwänden, deren Breite quer zur       Elementenachse    grösser ist als ihr gegenseitiger Ab  stand, sowie anderseits je einen an beiden Enden des  Hauptteils vorgesehenen     Endteil    mit rechteckigem  Querschnitt     aufweist,    dessen einander gegenüberlie  gende Seitenwände einen grösseren gegenseitigen Ab  stand aufweisen als die     Seitenwände    des Hauptteils,

    während die Breite der Seitenwände des Endteils  quer zur     Elementenachse    kleiner ist als die entspre  chende Breite der Seitenwände des Hauptteils, wobei  benachbarte Elemente, deren     Endteile    sich mit ihren       zugekehrten        Seitenwänden    gegenseitig     berühren,    zu  einem Bündel zusammengebaut sind, so dass ein  Zellenkörper gebildet ist, in welchem die     Hauptteile     der Elemente unter Schaffung von Durchlässen für  das andere Medium Abstand voneinander aufweisen,  und wobei die Elemente längs der     Längskanten    ihrer  Endteile durch     Schweissung    miteinander verbunden  sind.  



  Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegen  standes ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt:       Fig.    1 in Ansicht ein Element eines     Wärmeaus-          tauschers    nach der Erfindung,       Fig.    2 und 3 Ansichten in Richtung der Pfeile 2  bzw.

   3 in     Fig.    1,         Fig.    4 einen     Schnitt    durch den     Wärmeaustauscher,     in grösserem Massstab,       Fig.    5 schaubildlich und     teilweise    weggebrochen  einen Teil des     Wärmeaustauschers    und       Fig.    6 einen     Schnitt    nach der Linie 6-6 in     Fig.    4.

    Der gezeichnete     Wärmeaustauscher,    der für den  Wärmeaustausch zwischen flüssigem Natrium hoher  Temperatur und erhöhtem Druck und Luft von höhe  rem Druck besonders geeignet ist,     besitzt    eine Mehr  zahl von hohlen Elementen, die wie folgt dargestellt  sein können: Zuerst werden Bleche aus rostfreiem  Stahl zu einer Mehrzahl von im     Querschnitt    recht  eckigen Elementen gebogen, wobei die Stossränder  derselben unter Bildung von Längsnähten stumpf  zusammengeschweisst werden; die so geschaffenen  Nähte werden von allen vorstehenden Teilen und  Oxyden gesäubert. Die Bleche können z.

   B. 0,025 cm  dick sein, während die erzeugten Elemente eine Länge  von ungefähr 11 cm,     eine    Breite von 3,5 cm und     eine     Tiefe von 0,8 cm aufweisen; die     Randnähte    er  strecken sich in Längsrichtung der Elemente längs  den einander näherliegenden Wänden. Darauf werden  die so     erzeugten    Elemente auf ihre in den     Fig.    1 bis 3  gezeigte Endform gebracht; zu diesem Zweck werden  sie über den grösseren Teil ihrer Länge, z.

   B. über  6,5 cm, flach     gedrückt,    so dass ein Mittelteil 10 ge  schaffen ist, dessen breitere Seitenwände nur noch  einen gegenseitigen Abstand von ungefähr 0,25 cm  aufweisen; dadurch sind an jedem Element ein Haupt  teil 10 und zwei     Endteile    11 geschaffen, welch     letztere     noch den     ursprünglichen    rechteckigen Querschnitt  aufweisen. Die beiden     Endteile    11 jedes Elementes  sind mit dem zugeordneten Hauptteil 10 durch sich  verengende Halsstücke 12     miteinander    verbunden.

    Dabei ist die Breite der gegenüberliegenden Seiten  wände jedes Endteils 11 quer zur     Elementenachse         kleiner als die entsprechende Breite der     Seitenwände     des     Hauptteils    10.  



  Beim Zusammenbau des     Wärmeaustauschers    nach  den     Fig.    4 bis 6 werden die Elemente unter Bildung  eines Zellenkörpers zu Bündeln zusammengefasst, wo  bei die Seitenwände benachbarter     Endteile    11 ein  ander berühren und diese     Endteile    11 längs     ihrer     Längskanten durch     Lichtbogenschweissung    mitein  ander verbunden sind. Dann wird ein Paar Seiten  platten 13 an die beiden zu äusserst liegenden Ele  mente eines jeden Bündels so angeschweisst, dass zwi  schen diesen Elementen und den Seitenplatten 13  Zwischenräume geschaffen sind, welche den zwischen  den abgeflachten Hauptteilen 10 der Elemente ge  schaffenen Zwischenräume entsprechen.

   Die Platten  13 besitzen Längsvorsprünge 13a und nach aussen  stehende Umfangsflanschen 13b.     Dann    werden Strei  fen 14 von annähernd     S-förmiger        Querschnittsform     in die Zwischenräume zwischen den Hauptteilen 10  benachbarter Elemente und zwischen den beiden zu  äusserst liegenden Elementen und den Seitenplatten 13  so     eingesetzt,    dass in diesen Zwischenräumen eine  Mehrzahl von zueinander     parallelen,    übereinander lie  genden Durchlässen geschaffen ist, die sich je über  die ganze Breite der Hauptteile 10 erstrecken. Da  gegen erstrecken sich die Streifen 14 nicht     zwischen     die Halsstücke 12 der Elemente.  



  Der     Wärmeaustauscher    kann eine Mehrzahl sol  cher     Elementenbünd'el        aufweisen;    so können, wie in       Fig.    4 ersichtlich ist, drei     Elementenbündel    vorhanden  sein, welche einen     Mehrfachströmungsweg    für flüssi  ges Natrium bilden.  



  Der     Wärmeaustauscher    besitzt demnach einen       Einlassverteiler    15 für das flüssige Natrium, zwei       Zwischenverteiler    16, durch welche das     flüssige    Na  trium vom einen     Elementenbündel    in das nächst  folgende strömt, und einen     Auslassverteiler    17 für das       flüssige    Natrium.

   Gemäss     Fig.    5 gelangt das     flüssige     Natrium aus dem Verteiler 15 in Richtung der Pfeile a  durch die     hohlen    Elemente 10, 11 des ersten Bün  dels über den ersten     Zwischenverteiler    16 in die Ele  mente 10, 11 des zweiten Bündels, von wo es über  den zweiten Zwischenverteiler 16 gemäss den Pfei  len b in die Elemente 10, 11 des dritten Bündels und  von hier in den     Auslassverteiler    17 strömt. Die Rich  tung des Luftstromes ist in     Fig.    5 durch die Pfeile c  angedeutet.  



  Die genannten     Verteiler    sind mit den Elementen  bündeln durch     im    Querschnitt U-förmige Rahmen 18  verbunden, welche die Endteile der     Elementenbündel     umfassen, wobei das     U-Profil    nach aussen     offen    ist.  Die Rahmen 18, welche dem Einlass- und dem       Auslassverteiler    15 bzw. 17 zugeordnet sind, sind  rechtwinklig und umfassen die Endteile 11 der Ele  mente des ersten bzw. des letzten Bündels.

   Der eine  Schenkel 18b des     Rahmens    18 ist etwas länger, so  dass er über die     Endteile    11 der Elemente     hinausragt     und dort an dem Umfang des Einlass- bzw. des Aus  lassverteilers 15     bzw.    17, der als Deckplatte ausgebil  det ist, angeschweisst ist.    Die dem Zwischenverteiler 16 zugeordneten Rah  men 19 sind je an den benachbarten Enden zweier       Elementenbündel    befestigt; ein Umfangsflansch 19b  des Rahmens 19 ist am Zwischenverteiler 16 an  geschweisst, während ein innerer, kürzerer Schenkel  19a die Endteile 11 der Elemente der beiden  Bündel umfasst und an diesen angeschweisst ist.  



  Die zusammengebauten     Elementenbündel    sind  durch kastenförmige Rahmenteile 20 voneinander  getrennt, die den geraden     Durchfluss    von Luft in den  zwischen den Halsstücken 12 der Elemente liegenden,  keine Streifen 14 enthaltenden Zwischenräumen ver  hindern.  



  Die     Elementenbündel    und die Verteiler sind in  ein zylindrisches Gehäuse 21 eingeschlossen, so dass  der     Luftströmungsweg    parallel zur Zylinderachse ver  läuft. An den Enden des zylindrischen Gehäuses 21  sind doppelwandige     Lufteinlass-    bzw.     Auslassteile    22  bzw. 23 mittels Bolzen befestigt. Wie aus den     Fig.    5  und 6 ersichtlich ist, ist der     Wärmeaustauscher    im  Gehäuse 21 durch     U-Stützen    24 gehalten, welche eine  relative Expansion zwischen den Teilen des     Wärtne-          austauschers    gestatten.

   Der ganze     Wärmeaustauscher     ist in ein wärmeisolierendes Gehäuse 25 eingeschlos  sen; von den Verteilern 15 und 17 führen     Einlass-          bzw.        Auslassanschlüsse    26 bzw. 27 für das Natrium  aus dem Gehäuse 25 heraus.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Wärmeaustauscher für den Wärmeaustausch zwi cken zwei Medien, gekennzeichnet durch eine Mehr zahl von hohlen Elementen, welche den Strömungsweg für das eine Medium bilden, wobei jedes Element einerseits einen mittleren Hauptteil mit zwei Seiten wänden, deren Breite quer zur Elementenachse grösser ist als ihr gegenseitiger Abstand, sowie an derseits je einen an beiden Enden des Hauptteils vorgesehenen Endteil mit rechteckigem Querschnitt aufweist, dessen einander gegenüberliegende Seiten wände einen grösseren Gegenseitigen Abstand auf weisen als die Seitenwände des Hauptteils, während die Breite der Seitenwände des Endteils quer zur Elementenachse kleiner ist als die entsprechende Breite der Seitenwände des Hauptteils,

   wobei be nachbarte Elemente, deren Endteile sich mit ihren zugekehrten Seitenwänden gegenseitig berühren, zu einem Bündel zusammengebaut sind, so dass ein Zellenkörper gebildet ist, in welchem die Hauptteile der Elemente unter Schaffung von Durchlässen für das andere Medium Abstand voneinander aufweisen, und wobei die Elemente längs der Längskanten ihrer Endteile durch Schweissung miteinander verbunden sind.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Wärmeaustauscher nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Zwischenräume zwi schen den Hauptteilen benachbarter Elemente an nähernd S-förmige Streifen enthalten, welche diese Zwischenräume je in eine Mehrzahl von zueinander parallelen, sich über die ganze Breite der Hauptteile erstreckenden Durchlässen unterteilen, wobei jeder Streifen mit den Wänden der Elemente gut wärme leitend verbunden ist.

   2. Wärmeaustauscher nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass die Endteile der Elemente an beiden Enden des Elementenbündels von einem im Querschnitt U-förmigen Rahmen umfasst sind, dessen Schenkel sich in Richtung der Elementenachsen er strecken, wobei der innere Schenkel des Rahmens mit den Endteilen der Elemente in Berührung steht und an diese angeschweisst ist, während am äusseren Schenkel des Rahmens eine Deckplatte angeschweisst ist, welche einen mit den Hohlräumen der Elemente in Verbindung stehenden Verteiler bildet. 3.

   Wärmeaustauscher nach Unteranspruch 2, mit einer Mehrzahl von Elementenbündeln, dadurch ge kennzeichnet, dass der Rahmen am einen Ende eines Elementenbündels gleichzeitig das benachbarte Ende eines benachbarten Elementenbündels umfasst, wobei die am Rahmen befestigte Deckplatte einen die beiden Elementenbündel miteinander verbindenden Verteiler bildet.

   4. Wärmeaustauscher nach den Unteransprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Endteilen und dem Hauptteil jedes Elementes ein Zwischenteil vorhanden ist, dass der von zwei solchen Zwischenteilen benachbarter Elemente begrenzte Zwi schenraum keine Streifen aufweist und dass die Ele- mentenbündel durch einen kastenförmigen Rahmen teil voneinander getrennt sind,

   welcher ein gerad liniges Strömen vom die Durchlässe durchströmenden Medium durch den genannten Zwischenraum ver hindert.