DE2029781C3 - Wärmetauscher aus Blechtafeln - Google Patents

Description

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innersten Paar von Profilblechtafeln (31, 32; 33, 34) eine zumindest annähernd ebene Tafel geringer Stärke, wie in der Stärke einer Folie ange-. bracht ist. ■

Die Erfindung betrifft Wärmetauscher aus im wesentlichen in gleicher Weise wellenähnlich verformten Blechtafeln, deren Ränder abwechselnd mit dem

dcnc Fluide in einer verfahrenstechnisch sehr günsti- 14, 15 der Blechtafel 3 sind mit den Rändern 16, 17 gen Weise miteinander in unmittelbaren Wärme- der Blechtafel 4 abdichtend verbunden. Der Abstand tausch zu bringen. In baulicher Hinsicht st dabei zwischen den Blechtafeln benachbarter P'attcnvon besonderem Vorteil, daß die einzelnen BIcchta- paare 2 und 3 bzw. 4 und 5 bzw. 6 und 7 ist durch fein im wesentlichen nur längs ihrer Ränder mitein- 5 zwischen ihre Ränder 12 und 14 bzw. 13 und 15 einander dichtend verbunden sein können, was für die gelegte Randdichtlcisten 18 bzw. 19 festgelegt und Herstellung des Stapels und für die Erhaltung sejner mittels in den Blechtafeln vorgesehener Sicken 20, inneren Dichtheit eine große Erleichterung darstellt. 21, 22, 23 über die gesamte Blechtafelfläche auf-Bci einer vorteilhaften Weitergcstallung sind die rechterhalten, indem sich z.B. die Wellenberge 24 eingelegten Blcchpaare in Strömungsrichtung an bei- io der Blechtafel 2 auf der Sicke 21 der benachbarten den Enden länger als die sie umgebenden Platten- Blechtafel 3 abstützen. Zwischen den Blechtafeln 2 paare und reichen bis zu stirnseitig angeordneten und 3 bzw. 4 und 5 entstehen durch diese Anordnung Verteil- und Sammelkasten für die mittigen Strö- wellenähnliche Strömungsquerschnittee 25, 25 a, 26, mungskanäle, und die Verteil- und Sammelkasten der 26 a. Mittels der Breite der Randdichtleisten 18, 19 peripheren Strömungskanäle Hegen zwischen diesen 15 und Höhe der Sicken 20, 21, 22, 23 ist die Breite der stirnseitigen Verteil- und Sammelkästen und breitsei- wellenähnlichen Strömungsquerschnittee festlegbar, tig angeordneten Verteil- und Sammelkasten für die Zwischen die spiegelbildlich zueinander angeordne-Strömungswege mit gewelltem Strömungsquer- ten Blechtafeln 1 und 2 bzw. 3 und 4 bzw. 5 und 6 schnitt. Damit isteine günstige und raumsparende ' bzw. 7 und 8 ist ein weiteres Plattenpaar aus in glei-Anordnung der an sich notwendigen Verteil- und »o ehe,- Weise wellenähnlich verformten Blechtafeln 31, Sammclräume möglich, ohne die Strörnungsverhält- 32 bzw. 33, 34 bzw. 35, 36 bzw. 37, 38 derart spienissc in den anderen Strömungswegen zu beeinflus- gelbildlich eingelegt, daß die parallelen, hier bislang sen. etwa rund fläch igen Strömungskanäle in je einen mit-Bci einer anderen vorteilhaften Weiterbildung sind tigen, hier etwa rundflächigen Strömungskanal kleidie mit Abstand benachbarten Blechtafeln gegensei- »5 neren Außmaßes 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48 und tig auf zur Strömungsrichtung der mittigen Strö- in zwei dazu periphere, hier etwa halbringförmige mungskanäle quer verlaufenden Sicken abgestützt. Strömur.gskanäle 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57 aufgeteilt Die Sicken haben dabei die Aufgabe, die mit Ab- sind, woraus drei verschiedene Strömungswege resulstand und um eine halbe Wellenlänge versetzt gegen- tieren.

überliegend angeordneten Blechtafeln in Lage zu 30 Damit eignet sich dieser Plattenwärmetauscher bei halten, so daß der gegenseitige Abstand benachbarter Beibehaltung aller dieser Wärmetauscherbauart cige-Blechtafein festgelegt ist. Bei dieser Anordnung ist es nen'Vorteile in besonders günstiger Weise als ummöglich, die einzelnen Strömungswege für Fluide mit tausch- und umkehrbarer Gegenströmer für Gasverschieden hohen Drücken vorzusehen. · oder Luftzerlegungsanlagen, bekannt unter dem Na-Bci einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung ist 35 men »reversing exchanger«, in dem die wellenähnlizwischen dem innersten Paar von Profilblechtafeln chen Strömungsquerschnitte 25, 25 a, 26, 26 a, in eine zumindest annähernd ebene Tafel geringer umschalt- und umkehrbarer Weise als Strömungs-Stärke, wie in der Stärke einer Folie, angebracht. Das wege für ein Rohgas oder Luft und für ein Restgas bringt eine Vergrößerung der Wärmetauschfläche mit oder ein Zerlcgungsprodukt, wie unreiner Stickstoff, sich und damit eine Intensivierung des Wärmeüber- 40 vorgesehen sind, während die rundflächigen Strögangs. Außerdem wirkt eine derartige Tafel ais eine mungskanäle 41 bis 48 als stetig in gleicher Richtung wie ein Zuganker wirkende Verfestigung eines aus gebrauchte Strömungswege für ein weiteres Zerleden spiegelbildlich einander zugeordneten BIcchta- gungsprodukt, wie reiner Sauerstoff vorgesehen sind, fein bestehenden Wärmetauschers. Auch können Die rundflächigen Strömungskanäle 41 bis 48 köneventuell zwei verschiedene Medien durch den nun- 45 nen auch bei Bedarf in einzelne Gruppen wie z.B. -mehr geteilten mittigen Strömungskanal strömen. 41, 42, 43, 44 bzw. 45, 46 bzw. 47, 48, für verschie-In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel eines dene Fluide, wie reiner Sauerstoff, reiner Stickstoff erfindungsgemäßen Wärmetauschers schematisch usw. unterteilt und wieder zusammengefaßt sein.
• dargestellt. Der wellenähnliche Ström'ingsquerschnitt 25 ist F i g. 1 und 2 zeigen im Querschnitt und im Seiten- 50 an einem seiner Enden durch eine Strömungsöffnung riß einen Ausschnitt aus dem Plattenstapel einqs er- 61 mit einem an der Breitseite des Plattenstapels anfindungsgemäßen Wärmetauschers mit der Anbrin- geordneten Sammelkasten 62 in Verbindung, in den gung von Sammelkasten für verschiedene Fluide an auch dem wellenähnlichen Strömungsquerschnitt 25 einem Ende des Plattenstapels. .gleichartige wellenähnliche Strömungsquerschnitte In F i g. 1 und 2 ist der Plattenstapel des Wärme- 55 25 α durch die Strömungsöffnungen 61 α und 61 b. tauschers gemäß der Erfindung aus in gleicher Weise einmünden. Der wellenähnliche Strömungsquerwellenähnlich verformten Blechtafeln 1,2, 3,4, 5,6, schnitt 26 ist durch eine Strömungsöffnung 63 an 7,8 zusammengesetzt. Dabei sind abwechselnd zwei der anderen Seite des Plattenstapels mit einem Sambenachbartc Blechtafeln 1,2 bzw. 3,4 bzw. 5,6 usw. melkasten 64 verbunden, in den auch weitere Ströspiegelbildlich zur gemeinsamen Berührungsebene 60 mungsöffnungcn 63 a aus gleichartigen wellenähnliaufeinandcrliegend und Plattenpaare bildend angcord- chen Strömungsquerschnilten 26a einmünden. Die net. Sie bilden zwischen sich einzelne parallele peripheren Strömungskanäle 52 und 53 vereinigen Strömungskanäle. Die benachbarten Blechtafeln bc- sich in einem Raum 65 und können wie die diesen nachbarter Plattenpaare 2 und 3 bzw. 4 und 5 gleichartigen peripheren Strömungskanäle 56, 57, die bzw. 6 und 7 usw. sind einander mit Absland und um 65 sich in einem Raum 58 vereinigen, durch Strömungscine halbe Länge versetzt gegenüberliegend angcord- öffnungen 59 bzw. 59 a in einen Sammelkasten 60 net. Die Ränder 10, 11 der Blechtafel 1 sind mit den führen. Die peripheren Strömungskanäle 54 und 55 Rändern 12 bzw. 13 der Blechtafel 2 und die Ränder vereinigen sich in einem Raum 66, der durch eine

der Slrömungsöffining 67 entsprechende Strömlings- Schaltpcriodc gleichartig sind, so daß sich jederzeit Öffnung mit einem diesen Strömungsöffnungen 67 genau gleiche Strömungsbedingungen einstellen. In usw. gemeinsamen Sammelkasten 68 in Verbindung diesem Fall können die Strömungsöffnungen 59, 59 a steht. Die rundflächigen Stiömungskanälc 44 und der peripheren Slrömungskanälc 52, 53, 56, 57 und auch Ή und z. B. 47 und 48 und z. B. 71, 72, 73 sie- 5 die Strömungsöffnungen 63, 63 a der wcllcnähnlihen durch Strömungsöffnungcn 74 bzw. 75 mit chen Strömungsqucrscliniltc 26, 26a in einen gceiiiein Sammelkasten 76 und die rundflächigen Strö- meinsamen Sammelkasten münden oder die Sammclniiiugskanälc 41, 42 und 45, 46 und 81, 82 stehen kästen 60 und 64 miteinander in Verbindung stehen, mit SlrömungsölTiHingcn wie 83 mit einem weiteren Ebenso können die Strömungsöffnungen 67 der peri-Samnielkastcn 84 in Verbindung. io pheren Strömungskanälc 51, 54, 55 und die Strö-Dndurch ist es möglich, die benachbarten, wellen- mungsöffnungen 61, 61«, 61 b der wellenähnlichen ähnliehen Strömungsqucrschnitte 25, 25a, 26, 26« Strömungsqucrschnitlc 25, 25a in einen gemeinsajcweils von verschiedenen Fluiden in umschalt- und men Sammelkasten münden oder die Sammelkästen umkehrbarer Weise durchströmen zu lassen und da- 62 und 68 miteinander in Verbindung stehen. Dabei durch die peripheren Strömungskanäle 52 und 53 15 durch vereinfacht sich die Anordnung, insbesondere jeweils das Fluid zu führen, das in derselben Schalt- auch hinsichtlich der erforderlichen Schaltventil,
periode auch durch die wellenähnlichen Strömungs- Die Figuren zeigen ausschnittweise das eine Ende querschnitte 26, 26α strömt und in den peripheren des Wärmetauschers; das andere Ende kann sinnge-Strömungskanälen 54 und 55 das Fluid strömen zu maß ausgeführt sein. Dabei ist es zweckmäßig, den lassen, das in derselben Schaltperiode auch durch die ao Strömungswegen für die umschalt- und umkehrbaren weHenähnlichen Strömungsquerschnitte25, 25a, gc- Fluide, insbesondere wegen der gleichmäßigen Verführt ist. Diese Schaltart hat den Vorteil, daß die teilung über die gesamte Blechlafelbreite, einen Strömungsverhältnisse für beide Fluide in jeder Z-förmigen Verlauf zu geben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

"7 Patentansprüche: Rand der einen bzw. der anderen benachbarten Blechtafel abdichtend verbunden sind, wobei abwechselnd zwei benachbarte Blcchtafcln spiegclbild-Hch zur gemeinsamen Bcriihrungscbenc als Plattcn-5 paare aufeinander liegen und dadurch zwischen sich einzelne parallele Strömungskanäle bildr.n und bcnachbarte Plattenpaare zueinander mit Abstand und um eine halbe Wellenlänge versetzt angeordnet sind und zwischen sich weJieaähnliche Strömungsquerhi bild

1. Wärmetauscher aus im wesentlichen in glcichcr Weise wcllcnähnlich verformten Blechtafeln,
deren Ränder abwechselnd mit dem Rand der
cincn bzw. der anderen benachbarten Blechtafel
abdichtend verbunden sind, wobei abwechselnd
zwei benachbarte Blcchtafeln spiegelbildlich zur
gemcinsamcn Berührungsebene als Plattenpaare io schnitte bildes*.
aufeinander liegen und dadurch zwischen sich Wärmetauscher dieser Art sind bekannt. Ein der-

einzelne parallele Strömungskanäle bilden und artiger Wärmetauscher wird beispielsweise in der benachbarte Plattenpaare zueinander mit Ab- USA.-Patentschrift 2 877 000 beschrieben. Ein Stapel stand und um eine halbe Wellenlänge versetzt an- von wie oben angeführt verformten Blechtafeln ist geordnet sind und zwischen sich wellenähnliche 15 von einem Gehäuse umgeben, das Ein- und Austritt-Strömungsquerschnitte bilden, dadurch ge- söffnungen an den Stirnseiten des Stapels für ein Mekennzeichnet, daß jeweils ein weiteres Plat- dium, und solche an den Breitseiten für ein zweites tenpaar aus im wesentlichen in gleicher Weise Medium besitzt. Das erste Medium strömt dabei wellenähniich verformten Blechtafeln (31, 32; 33, durch die parallelen Strömungskanäle, das zweite 34) ebenfalls spiegelbildlich zwischen die spiegel- ao durch die wellenähnlichen Strömungsquerschnitte, bildlich zueinander angeordneten Blechtafeln Ein ähnlicher Wärmetauscher ist in dsr deutschen (1,2; 3,4) eingelegt ist, das die Strömungskanäle Patentschrift 678 100 beschrieben, wobei verschiejeweils in je einen mittigen (41, 42; 43, 44) und dene Blechtafelausformungen möglich sein können, zwei dazu periphere (51, 52; 53, 54) aufteilt und Die Fluide können dabei bei den genannten Wärmedaß die einem (25) der wellenähnlichen Strö- »5 tauschern sowohl im Gleich- als auch im Gegenstrom mungsquerschnitte benachbarten peripheren strömen.

Strömungskanäle (52, 53) mit den diesem nächst- Ein anderes Prinzip eines Wärmetauschers befolgenden wellenähnlichen Strömungsqucrschnit- schreibt die USA.-Patentschrift 2 979 310. Statt ein ten (26, 26 α) gemeinsame Strömungswege für Innenrohr durch ein Außenrohr zu~ umhüllen, durch ein Fluid bilden, wobei die wellenähnlichen Strö- 30 die jeweils ein Medium strömt, werden die Rohre jemungsquerschnitte (25, 25«, 26, 26a) in ab- weils durch ein Plattenpaar aus Blechtafeln gebildet,

in denen entsprechende Prägungen ausgepreßt sind. Dabei kann nun das Medium im äußeren »Rohr« einmal umgelenkt werden und nahe der Eintrittsstelle 35 auf einer Wärmetauscherseite an der anderen Seite wieder austreten.

Diese bekannten Wärmetauscher haben aber erhebliche Nachteile. Sie sind nämlich nur für zwei

g g p Fluide brauchbar, die miteinander in Wärmetausch

3,4) sind und bis zu stirnseitig angeordneten 40 treten sollen.
Verteil- und Sammelkasten (76) für die mittigcn Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Wärme-

Strömungskanäle (41, 42) reichen und die Ver~ tauscher der beschriebenen Art zu schaffen, der teil- und Sammelkästen (60) der peripheren Strö- einen Wärmeteusch zwischen mehr als zwei Fiuidsn mungskanäle (51, 52) zwischen diesen stirnseiti- ermöglicht, wobei jedes Fluid mit jedem Fluid in digen Verteil- und Sammelkasten und breitseitig 45 rekten Wärmetausch treten soll,
angeordneten Verteil- und Sammelkasten (62) für Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst

die Strömungswege mit wellenähnlichem Strö- dadurch, daß jeweils ein weiteres Plattenpaar aus im mungsquerschnitt (25) liegen. ' wesentlichen in gleicher Weise wellenähnlich ver-

3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, da- formten Blechtafeln ebenfalls spiegelbildlich zwidurch gekennzeichnet, daß die mit Abstand be- 50 sehen die spiegelbildlich zueinander angeordneten nachbarten Blechtafeln (2,3; 4,5) gegenseitig auf Blechtafeln eingelegt ist, das die Strömungskanäle jezur Strömungsrichtung der mittigen Strömungs- weils in je einer mittigen und zwei dazu periphere kanäle quer verlaufenden Sicken (20, 21, 22, 23) aufteilt und daß die einem der wellenähnlichen Ströabgestützt sind. mungsquerschnitte benachbarten peripheren Sirö-

4. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 55 mungskanäle mit den diesem nächstfolgenden wellenbis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem ähnlichen Strömungsquerschnitten gemeinsame Ströi Pfilblhfl (31 32 33 mungswege für ein Fluid bilden, wobei die wellen-

ähnlichen Strömungsquerschnitte in abwechselnder Reihenfolge· Strömungswege für zwei verschiedene

^6o umschalt- und umkehrbare Fluide und die mittigen Strömungskanäle Strömungswege für weitere Fluide bilden.

Mit dieser Anordnung vergrößert sich die Zahl der Stiümungsquerschnkte,. so daß damit auch die An-

65 zahl der möglichen Strömungswege wächst, und zwar für jeweils jedes Paar eingelegter Profilblechtafeln um zwei. Damit ist es in einem aus Blechtafeln aufgebauten Wärmetauscher möglich, mehrere verschie-

wechselnder Reihenfolge Strömungswege für zwei verschiedene umschalt- und umkehrbare Fluide und die mittigen Strömungskanäle (41, 42; 43, 44) Strömungswege für weitere Fluide bilden.

2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eingelegten Plattenpaare (31, 32) in Strömungsrichtung an beiden Enden langer als die sie umgebenden Plattenpaare (1,2; ) i