DE1055021B - Kreuzstrom-Waermeaustauscher fuer gasfoermige Medien - Google Patents

Description

• Kreuzstrom-Wäxmeaustauscher für gasförmige Medien Die Erfindung bezieht sich auf einen Kreuzstrom-Wärmeaustauscher für gasförmige Medien mit parallelen, miteinander verbundenen Kanalwandplatten, welche von Profilleisten zusammengehalten sind, wobei jede Profilleiste für sich an einer Außenwand des Wärmeaustauschers angeordnet ist und die Profilleisten untereinander mittels ebenfalls aus Profilleisten gebildeter Rahmen verbunden sind.
• Bei Wärmeaustauschern der beschriebenen Art findet der Wärmeaustausch indirekt statt, so daß jedes direkte Zusammentreffen zwischen den verschiedenen Strömungsmitteln vermieden wird. Der Forderung nach völliger Abdichtung zwischen den verschiedene Strömungsmittel führenden Kanälen ist bei den bisher bekannten Wärmeaustauschern nicht voll Rechnung getragen worden. Es hat sich als besonders schwierig erwiesen, das Lecken an der Kantenlinie zwischen den senkrecht zueinander liegenden Kanalöffnungen zu verhindern. Es besteht jedoch Leckgefahr auch an den Bohrungen in den Platten für die durchgehenden Bolzen, die bisher bei den bekannten Wärmeaustauschern benutzt worden sind. Das Lecken kann ferner an den Verbindungen zwischen den verschiedenen Abschnitten des Wärmeaustauschers oder an den Verbindungen des Wärmeaustauschers und den Leitungen für die beiden verschiedenen Strömungsmittel auftreten.
• Zwar hat man versucht, eine ausreichende Dichtung durch U-förmig ausgebildete Randstreifen zu erzielen, deren Flansche an den Stirnseiten von zwei einander benachbarten Kanalwandplatten anliegen und mit diesen verschweißt sind. Eine derartige Ausführung ist bei solchen Wärmeaustauschern möglich, welche mit Rücksicht auf auftretende besonders hohe Temperaturen mit dicken Kanalwänden versehen sind. Ziel der Erfindung ist jedoch, eine ausreichende Abdichtung auch bei solchen Wärmeaustauschern zu ermöglichen, welche insbesondere für niedrigere Temperaturen geeignet sein sollen, wie sie beispielsweise in Ventilations- und Trockenanlagen auftreten und daher mit dünnen Kanalwänden ausgestattet sind. Gleichzeitig soll das Reinigen eines derartigen Wärmeaustauschers ermöglicht und deren Herstellungskosten verringert werden.
• Dies wird gemäß der Erfindung im wesentlichen dadurch erreicht, daß die einander benachbarten Kanalwandplatten in an sich bekannter Weise an ihren Enden mittels Metallbleche von einer der Kanalwandbreite entsprechenden Abmessung durch Verfalzen paarweise miteinander verbunden und durch zwischen den Platten eingepaßte Distanzstreifen abgestützt bzw. abgesteift sind, daß ferner an den Außenkanten des Wärmeaustauschers, an welchen die öffnungen der zueinander senkrecht angeordneten Kanäle zusammentreffen, Dichtungsstreifen angeordnet sind, die an ihrem einen Rand mittels Schweißung od. dgl. längs den Außenkanten befestigt und an ihrem anderen Rand durch Schraubenverbindungen mit dem aus Profilleisten gebildeten Rahmen verbunden sind, und daß ferner außerhalb der Kanäle zusätzliche, an sich bekannte, zur Aussteifung dienende Verbindungsstege bzw. -bolzen angeordnet sind.
• Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung eines Kreuzstrom-Wärmeaustauschers wird eine ausreichende Abdichtung der Kanäle erreicht, ohne daß ein Nachstellen der Dichtungsmittel erforderlich ist. Die bei einigen bisher bekannten Wärmeaustauschern zwischen den Kanalwandplatten vorgesehenen Profilleisten dienen gerade in der Kombination mit den übrigen obengenannten Erfindungsmerkmalen im besonderen Maße zur Bildung eines dichten und stabilen Wärmeaustauschers, der in seiner Herstellung einfach und leicht zu reinigen ist. Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung ist es nicht erforderlich, die an sich bekannten Distanzstreifen wie bisher zwischen den Kanalwandplatten zu verschweißen oder zu vernieten, was gerade bei dünnen Kanalwänden außerozdentlich schwierig ist. Vielmehr können bei dem erfindungsgemäßen Wärmeaustauscher die Distanzstreifen durch einfaches Festklemmen in ihrer Lage gehalten werden, ohne daß irgendwelche besondere Befestigungsmittel erforderlich sind. Da die Distanzstreifen parallel zur Strömungsrichtung der Medien in verschiedenen Kanälen angeordnet sind und sich somit von Kanal zu Kanal kreuzen, werden die Kanalwände derart versteift, daß jegliche zusätzliche, durch die Platten hindurchführende und diese miteinander verbindende Stegbolzen entbehrt werden können. Aus diesem Grunde sind derart zusätzliche Bolzen bzw. Stege nur an den Außenseiten und außerhalb der lsanäle zur zusätzlichen Versteifung des Rahmens erforderlich.
• Besitzt der Kreuzstrom-Wärmeaustauscher nach der Erfindung Kanalwandplatten der beiden außenliegenden Kanäle, die einen stärkeren Querschnitt als die Wandplatten der inneren Kanäle aufweisen, so können die außenliegenden Kanalwandplatten an den Stirnseiten der Kanäle mit den durch den Rahmen zusammengehaltenen Profilleisten verbunden sein. Per Seitenrand des zur Zusammenfalzung der inneren Kanalwände dienenden ebenen Randstreifen ist hierbei zweckmäßigerweie an der außenliegenden Platte vorbei verlängert und zwischen den Profilleisten und den mit diesen verbundenen Profilleisten des Rahmens festgeklemmt.
• Die Falzung zwischen jedem der Metallbleche und den Kanalwandplatten kann ferner derart ausgeführt sein, daß die Breite des fertigen Metallbleches kleiner als der Abstand der Außenflächen des dabei gebildeten Kanals ist. Hierdurch soll sichergestellt werden, daß die Kanten der Stirnstreifen in die Öffnungen der benachbarten Kanäle nicht hineinragen und dort Staub sammelnde und die Reinigung verhindernde oder erschwerende Vorsprünge bilden. Die Metallbleche weisen vorzugsweise eine größere Länge als die Kanallänge auf und sind mit ihren über die Kanallänge vorspringenden Enden jeweils um 180° in den Kanal zurückgebogen. Hierdurch werden die zum Festschweißen der Dichtungskanten dienenden Außenkanten verstärkt.
• Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels. Es zeigt Fig.1 eine schaubildliche Darstellung eines Wärmeaustauschers gemäß der Erfindung und dessen Anschlußleitungen, Fig.2 eine Einzelheit des Wärmeaustauschers im Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1 und Fig. 3 eine Einzelheit des Wärmeaustauschers im Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 1.
• Der in Fig. 1 dargestellte und allgemein mit 1 bezeichnete Wärmeaustauscher soll beispielsweise für den Wärmetausch zwischen feuchter heißer und trolckener kalter Luft dienen. Er besteht aus zwei gleichartigen Einheiten 2 und ist auf einen Sockel 3 aufgesetzt, der mit einem Einlaß 7 und einem Auslaß 8 für die feuchte Luft versehen ist. 4 bezeichnet eine Haube für die Leitung der feuchten Luft von der einen Einheit des Wärmeaustauschers in die andere. Die kalte trockene Luft, z. B. Außenluft, tritt bei 5 ein und bei 6 aus. 9 ist ein Kanal für die Außenluft und 10 ein entsprechender Kanal für die feuchteLuft. Die verschiedenen Kanäle sind durch ebene Kanalwandplatten 11 gebildet, die in einem Rahmenwerk angeordnet sind, das aus einem aus U-Eisen gebildeten Rahmen 16 mit daran angeschlossenen Profilleisten 15 und zur Aussteifung dienenden Verbindungsstäben 25 besteht. Zwischen den Kanalwandplatten sind zu deren gegenseitiger Absteifung U-förmig ausgebildete Distanzstreifen 14 ohne besondere Befestigungsmittel festgeklemmt, die jeweils parallel zur Strömungsrichtung der Medien in den verschiedenen Kanälen angeordnet sind und sich somit von Kanal zu Kanal kreuzen. Hierdurch werden die Kanalwandplatten derart versteift, daß die Verbindungsstäbe 25 zur Verstärkung des Rahmens 16 bzw. zur Versteifung des gesamten Wärmeaustauschers nur außerhalb der Kanäle und parallel zu den U-Eisen angeordnet werden müssen.
• Der aus den U-Eisen gebildete Rahmen kann an seinem Steg 16 a oder an seinen beiden Schenkeln 16 b und 16 c Bohrungen 16 d und 16 e für das Anschrauben von Leitungen od. dgl. aufweisen.
• Die einander benachbarten Kanalwandplatten 11 sind an ihren jeweiligen Stirnflächen mittels Metallbleche 13 von einer der Kanalbreite entsprechenden Abmessung durch Verfalzung paarweise miteinander verbunden. Ferner sind an den Außenkanten des Wärmeaustauschers, an welchen die Öffnungen der zueinander senkrecht angeordneten Kanäle 9 und 10 für die Außenluft bzw. Feuchtluft zusammentreffen. Dichtungsstreifen 17 angeordnet, die an ihrem einen Rand 17a mittels Schweißung längs der Außenkanten des Wärmeaustauschers befestigt und an ihrem anderen Rand durch Schraubenverbindung 18 in genauer Ausfluchtung mit den inneren Schenkeln 16c des U-Eisenrahmens 16 an diese unter Zwischenschaltung einer Dichtung 19 angepreßt sind. Hierdurch wird eine ausreichende Abdichtung des Wärmeaustauschers an den Außenkanten erreicht, ohne daß ein Nachstellen der Dichtungsmittel erforderlich wird.
• Um außerdem eine einwandfreie Ausfluchtung zu gewährleisten, ist auf der dem Rahmen 16 gegenüberliegenden Seite des Dichtungsstreifens 17 ein Flacheisen 20 längs des Schenkels 16 c des Rahmens mittels der Schraubenverbindung 18 befestigt.
• Die Stirnseiten der beiden äußeren Feuchtluftkanäle 9 sind durch je ein Metallblech 21 abgedeckt, welches an die die inneren Kanalwände bildenden Platten 11 durch Falzverbindung angeschlossen ist. Das dieser Falzverbindung 21a abgewandte Ende 21 b der Metallbleche 21 ragt über die stärkere Außenwand 12 des Kanals 9 seitlich hinaus und ist zwischen den U-Eisen des Rahmens 16 und dessen an der Kanalaußenwand 12 der Nietverbindung 22 befestigten Profilleisten 15 durch eine Schraubenverbindung 23 unter Zwischenschaltung einer Dichtung 24 festgeklemmt, so daß eine ausreichende Abdichtung gewährleistet und ein Vorstehen des Dichtungsbleches vermieden ist.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Kreuzstrom-Wärmeaustauscher für gasförmige Medien mit parallelen, miteinander verbundenen Kanalwandplatten, welche von Profilleisten zusammengehalten sind, wobei jede Profilleiste für sich an einer Außenwand des Wärmeaustauschers angeordnet ist und die Profilleisten untereinander mittels ebenfalls aus Profilleisten gebildeter Rahmen verbunden sind, gekennzeichnet durch die Kombination der Merkmale, daß die einander benachbarten Kanalwandplatten (11) in bekannter Weise an ihren Enden mittels Metallbleche (13) von einer der Kanalbreite entsprechenden Abmessung durch Verfalzung paarweise miteinander verbunden und durch zwischen den Platten eingepaßte Distanzstreifen (14) gegeneinander abgestützt bzw. abgesteift sind, daß an den Außenkanten des Wärmeaustauschers, an welchen die Öffnungen der zueinander senkrecht angeord= neten Kanäle zusammentreffen, Dichtungsstreifen (17) angeordnet sind, die an ihrem einen Rand (17a) mittels Schweißung od. dgl. längs den Außenkanten befestigt und an ihrem anderen Rand durch Schraubenverbindungeß (18) mit dem aus Profilleisten gebildeten Rahmen (16) verbunden sind, und daß ferner außerhalb der Kanäle zusätzliche zur Aussteifung dienende Verbindungsstege bzw. -bolzen (25) angeordnet sind.
2. 2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, bei welchem die Kanalwandplatten der beiden außenliegenden Kanäle einen stärkeren Querschnitt als die Wandplatten der inneren Kanäle aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die außenliegenden Kanalwandplatten (12) an den Stirnseiten. der Kanäle (9 und 10) mit den durch den Rahmen (16) zusammengehaltenen Profilleisten (15) verbunden sind und der Seitenrand (21 b) des zur Zusammenfalzung der inneren Kanalwände dienenden ebenen Randstreifens (21) an der außenliegenden Platte (12) vorbei verlängert und zwischen den Profilleisten (15) und den mit diesen verbundenen Profilleisten des Rahmens (16) festgeklemmt ist.
3. 3. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzstreifen (14) aus U-förmig ausgebildeten Blechen bestehen, die in geradlinigen, zum Randstreifen des entsprechenden Kanals parallelen Reihen angeordnet sind.
4. 4. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verfalzung zwischen jedem der Metallbleche. (13) und den entsprechenden Kanalwandplatten (11) derart ausgeführt ist, daß die Breite des fertigen Metallbleches kleiner als der Abstand der Außenflächen des dabei gebildeten Kanals (9, 10) ist.
5. 5. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallbleche (13) eine größere Länge als die Kanallänge aufweisen und die an beiden Kanalenden vorspringenden Enden jedes Metallbleches um 180° in den Kanal umgebogen sind.
6. 6. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rahmen (16), welche die an den Außenwänden angeordneten Profilleisten (15) miteinander verbinden, aus U-Profileisen gebildet und derart ausgeführt sind, daß der Steg (16a.) der U-Eisen an den Seiten der Rahmen, wo sie an den Profilleisten anliegen, nach innen und an den zwei entgegengesetzten Seiten nach außen gekehrt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 879 552, 456 189; französische Zusatzpatentschrift Nr. 29 315; USA.-Patentschriften Nr. 2 064 928, 1941365.