DE1055021B

DE1055021B - Cross-flow heat exchanger for gaseous media

Info

Publication number: DE1055021B
Application number: DEA21488A
Authority: DE
Inventors: Lars Hedbom
Original assignee: Svenska Flaktfabriken AB
Current assignee: Svenska Flaktfabriken AB
Priority date: 1953-11-11
Filing date: 1954-11-08
Publication date: 1959-04-16

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.Cross-flow heat exchanger for gaseous media The invention relates on a cross-flow heat exchanger for gaseous media with parallel, interconnected duct wall panels, which are held together by profile strips are, each profile strip for itself on an outer wall of the heat exchanger is arranged and the profile strips with each other by means of profile strips formed frame are connected.

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.In heat exchangers of the type described, the heat exchange takes place indirectly held, so that any direct encounter between the various Fluid is avoided. The requirement for complete sealing between the channels carrying the various fluids is the case with the previously known ones Heat exchangers have not been fully taken into account. It turned out to be special proved difficult, the licking on the edge line between the perpendicular to each other to prevent lying duct openings. However, there is also a risk of leakage to the Holes in the plates for the through bolts that were previously used in the known Heat exchangers have been used. The leakage can also occur at the joints between the different sections of the heat exchanger or at the connections the heat exchanger and the lines for the two different fluids appear.

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.Attempts have been made to achieve a sufficient seal by means of a U-shaped design To achieve edge strips, the flanges of which on the end faces of two adjacent ones The duct wall plates are in contact and are welded to them. Such a design is possible with such heat exchangers, which with regard to occurring particularly high temperatures are provided with thick duct walls. Object of the invention is, however, to enable a sufficient seal even with such heat exchangers, which should be particularly suitable for lower temperatures, such as those for example occur in ventilation and drying systems and are therefore equipped with thin duct walls are. At the same time, such a heat exchanger should be able to be cleaned and the manufacturing cost thereof can be reduced.

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.This is achieved according to the invention essentially in that the mutually adjacent duct wall plates in a manner known per se at their ends by means of metal sheets of a dimension corresponding to the duct wall width Interlocks connected to each other in pairs and fitted between the panels Spacer strips are supported or stiffened that also on the outer edges of the Heat exchanger, on which the openings of the mutually perpendicular Channels meet, sealing strips are arranged on one edge by means of welding or the like. Fixed along the outer edges and attached to their other Edge connected by screw connections with the frame formed from profile strips are, and that also outside of the channels additional, known per se, for stiffening serving connecting webs or bolts are arranged.

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.This inventive design of a cross-flow heat exchanger a sufficient sealing of the channels is achieved without readjustment the sealant is required. Some of the previously known heat exchangers Profile strips provided between the duct wall panels are used in combination with the other features of the invention mentioned above in particular for education a tight and stable heat exchanger that is easy to manufacture and is easy to clean. In the training according to the invention, it is not necessary the per se known spacer strips between the duct wall panels as before Welding or riveting, which is particularly unusual with thin duct walls is difficult. Rather, in the heat exchanger according to the invention, the spacer strips be held in place by simply clamping, without any special fasteners are required. Because the spacer strips are parallel to the flow direction of the media are arranged in different channels and themselves thus cross from channel to channel, the channel walls are stiffened in such a way that any additional, through the Plates passing through and these together connecting web bolts can be dispensed with. It is for this reason that such additional Bolts or bars only on the outside and outside of the oil ducts for additional purposes Reinforcement of the frame required.

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.The cross-flow heat exchanger according to the invention has channel wall plates of the two external channels, which have a thicker cross-section than the wall panels of the inner channels, the outer channel wall panels can be attached to the End faces of the channels with the profile strips held together by the frame be connected. On the side edge of the one used to fold the inner canal walls flat edge strip is expediently past the outer panel extended and between the profile strips and the profile strips connected to them of the frame clamped.

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.The fold between each of the metal sheets and the duct wall panels can also be designed so that the width of the finished metal sheet is smaller than the distance between the outer surfaces of the channel formed thereby. This is supposed to ensure that the edges of the head strips fit into the openings of the neighboring ones Channels do not protrude into them and collect dust there and prevent cleaning or form aggravating protrusions. The metal sheets preferably have a larger one Length than the channel length and are with their protruding over the channel length Ends bent back into the channel by 180 °. This makes them weld in place the outer edges serving the sealing edges reinforced.

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.Further details and features of the invention emerge from the following description of the embodiment shown in the drawing. FIG. 1 shows a diagrammatic representation of a heat exchanger according to FIG Invention and its connecting lines, Fig.2 a detail of the heat exchanger in section along the line II-II of FIGS. 1 and 3, a detail of the heat exchanger in section along the line III-III in 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.The heat exchanger shown in Fig. 1 and generally designated 1 is intended to serve, for example, for the heat exchange between moist, hot and dry, cold air. It consists of two similar units 2 and is placed on a base 3 which is provided with an inlet 7 and an outlet 8 for the moist air. 4 denotes a hood for the conduction of humid air from one unit of the heat exchanger to the other. The cold dry air, e.g. B. Outside air, enters at 5 and exits at 6. 9 is a duct for the outside air and 10 is a corresponding duct for the moist air. The various channels are formed by flat channel wall plates 11 which are arranged in a framework consisting of a frame 16 made of U-iron with profile strips 15 connected to it and connecting rods 25 used for reinforcement. Between the channel wall plates, U-shaped spacer strips 14 are clamped to their mutual stiffening without special fastening means, which are each arranged parallel to the flow direction of the media in the various channels and thus cross from channel to channel. As a result, the duct wall plates are stiffened in such a way that the connecting rods 25 for reinforcing the frame 16 or for stiffening the entire heat exchanger only have to be arranged outside the ducts and parallel to the U-irons.

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.The frame formed from the U-iron can od on its web 16 a or on its two legs 16 b and 16 c bores 16 d and 16 e for screwing on lines.

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.The adjacent channel wall panels 11 are on their respective End faces by means of metal sheets 13 of a dimension corresponding to the channel width connected in pairs by crimping. Furthermore are on the outer edges of the heat exchanger, on which the openings of the mutually perpendicular Channels 9 and 10 meet for the outside air or humid air. Sealing strips 17 arranged on one edge 17a by means of welding along the outer edges of the heat exchanger and attached to its other edge by screw connection 18 in exact alignment with the inner legs 16c of the U-iron frame 16 these are pressed with the interposition of a seal 19. This creates a Sufficient sealing of the heat exchanger at the outer edges is achieved without that readjustment of the sealing means is necessary.

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.In addition, to ensure proper alignment, is on the side of the sealing strip 17 opposite the frame 16 is a flat iron 20 attached along the leg 16 c of the frame by means of the screw connection 18.

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.The end faces of the two outer humid air channels 9 are through each a metal sheet 21 covered, which to the plates forming the inner channel walls 11 is connected by a seam connection. The one facing away from this folded joint 21a The end 21 b of the metal sheets 21 protrudes laterally over the thicker outer wall 12 of the channel 9 out and is between the U-iron of the frame 16 and its on the duct outer wall 12 of the rivet connection 22 attached profile strips 15 by a screw connection 23 clamped with the interposition of a seal 24, so that a sufficient Sealing ensured and a protrusion of the sealing plate is avoided.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Cross-flow heat exchanger for gaseous media with parallel, interconnected duct wall panels, which are made of profile strips are held together, each profile strip for itself on an outer wall of the heat exchanger is arranged and the profile strips with each other by means of profile strips formed frame are connected, characterized by the combination of features, that the adjacent channel wall plates (11) in a known manner at their Ends by means of metal sheets (13) of a dimension corresponding to the channel width connected in pairs by interlocking and through between the panels fitted spacer strips (14) are supported or stiffened against one another, that on the outer edges of the heat exchanger, on which the openings of each other vertically arranged channels meet, sealing strips (17) arranged are, which od at one edge (17a) by means of welding. Like. Along the outer edges attached and at its other edge by screw connections (18) with the out Profile strips formed frame (16) connected are, and that further Outside the ducts, additional connecting webs or connecting webs used for stiffening are used. bolts (25) are arranged.

2. Heat exchanger according to claim 1, wherein the Channel wall plates of the two outer channels have a thicker cross-section than have the wall panels of the inner channels, characterized in that the outer Duct wall plates (12) on the front sides. of the channels (9 and 10) with the through the Frame (16) held together profile strips (15) are connected and the side edge (21 b) of the flat edge strip used to fold the inner duct walls (21) extended past the outer plate (12) and between the profile strips (15) and the profile strips of the frame (16) connected to them are clamped is.

3. Heat exchanger according to claim 1 or 2, characterized in that the Spacer strips (14) consist of U-shaped metal sheets, which are in straight, are arranged parallel rows to the edge strip of the corresponding channel.

4th Heat exchanger according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the Interlock between each of the metal sheets. (13) and the corresponding duct wall plates (11) is designed such that the width of the finished metal sheet is less than is the distance between the outer surfaces of the channel (9, 10) thus formed.

5. Heat exchanger according to one of claims 1 to 4, characterized in that the metal sheets (13) have a length greater than the length of the channel and those protruding at both ends of the channel Ends of each metal sheet are bent 180 ° into the channel.

6. Heat exchanger according to one of claims 1 to 5, characterized in that the frame (16) which connect the profile strips arranged on the outer walls (15) with one another, are formed from U-profile iron and are designed such that the web (16a. ) the U-iron on the sides of the frames where they rest against the profile strips is turned inwards and on the two opposite sides outwards. Considered publications: German Patent Specifications Nos. 879 552, 456 189; French additional patent specification No. 29 315; USA. Patent Nos. 2,064,928, 1,941,365.