DE2940478A1 - Waermeaustauscher - Google Patents

Description

Diese Erfindung hat einen Wärmeaustauscher als Gegenstand.

Der Zweck dieser Erfindung ist, einen kompakten, leichten, einfach und wirtschaftlich herzustellenden Wärmetauscher zu realisieren, der einzeln oder als Bausteinelement zur Herstellung von Wärmeaustauschgruppen in Verbindung mit analogen Bausteinelementen verwendet werden kann.

Zum Erreichen dieses Ziels hat diese Erfindung als Gegenstand einen Wärmeaustauscher, dessen Hauptmerkmal darin besteht, daß er eine Vielzahl von Schichten von verflochtenen oder aneinanderliegend gestalteten Rohren hat, die in Rohrboden eingebaut sind, welche zueinander gegenüberliegenden Seiten eines Vielflächners gehören, wobei jeder Rohboden an seinem ganzen Umfang einen von Rohren nicht besetzten Randbereich hat.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung ist der obengenannte Randbereich von jedem Rohrboden in bezug auf die Ebene des Teils der Außenseite des Rohrbodens, in den die Rohre münden, so erhöht, daß der Randbereich einen den genannten Teil umgebenden Rahmen bildet.

Die obengenannten Rahmen können, wenn der Wärmeaustauscher als Bausteinelement verwendet wird, Verbindungsflansche zum Anschluß an entsprechende Plansche bilden, die durch die Rahmen von analogen Wärmeaustauschbausteinelementen gebildet werden. Durch diese Verbindung bildet der Zwischenraum zwischen den aneinander befindlichen Rohrboden zweier Wärmeaustauscher nach der

030016/085 2

~3-

Erfindung in vorteilhafter Weise einen Sammelraum, der ein Wärmeaustauschmittel am Austritt von einem der beiden Austauscher aufnehmen und das Innere der Rohre des anderen Austauschers mit diesem Mittel speisen kann.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden bei der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen offensichtlich, die nur als Beispiel ohne Einschränkung angeführt sind und bei denen

die Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Wärmeaustauschers nach der Erfindung ist,

die Fig. 2 ein Schnitt entsprechend dsr Linie II-II der Fig. ist und

die Fig. 3 eine Variante der Fig. 2 darstellt.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 umfaßt der Wärmeaustauscher nach der Erfindung die Tragkonstruktion, die durch einen Umfangsträger 10 mit den Umrissen eines Würfels gebildet wird.

Der Umfangsträger 10 ist so gestaltet, daß er für jede seiner Seiten einen Umfangsrahmen 12 festlegt.

Die Umfangsrahmen 12 von zwei Paar gegenüberliegenden Seiten des Trägers 10 umgeben je einen Rohrboden Ik, 16, während die beiden verbleibenden, gegenüberliegenden Seiten des Trägers 10 offen sind.

Die zwei Paare Rohrboden Ik, 16, die ganz mit dem Träger 10 hergestellt sein können oder durch getrennte vom Träger 10 getragene Elemente gebildet sein können, tragen je ein Bündel Rohre 18,20. Die Rohre 18,20, münden an den Außenseiten der entsprechenden Rohrboden 14, 16 aus und sind in voneinander gleich weit entfernten und senkrecht zu diesen Rohrböden stehenden Schichten angeordnet. Und zwar liegen im abgebildeten Beispiel die Rohre 18, 20 von zwei benachbarten Schichten einfach aneinander. Nach einer in den Zeichnungen nicht abgebildeten Variante der Erfindung könnten die Rohre

030016/0852

l8, 20 von zwei benachbarten Schichten miteinander dagegen durch gleiche Techniken wie bei der Webtechnik verflochten sein.

Die Rohre 18,20, wie auch der Umfangsträger 10 und die Rohrboden 14, 16 können aus jedwedem Werkstoff gebildet sein, der geeignet ist, einen wirksamen Wärmeaustausch zu gewährleisten und insbesondere können sie unter Verwendung eines sehr hochtemperaturbeständigen Kunststoffes hergestellt sein.

Im Gebrauch kann der Wärmeaustauscher nachdieser Erfindung besonders durch Zuführung von zwei Wärmeaustauschmitteln, z.B. flüssigen, durch die Rohre 18, 20 bzw. in Richtung der in der Pig. I angegebenen Pfeilen verwendet werden. Ein drittes Wärmeaustauschmittel, z.B. gasförmig, kann durch die zwei gegenüberliegenden offenen Seiten des Trägers 10 so durchgeleitet werden, daß es an den Außenflächen der Rohre 18,20 vorbeiströmt. Um die Druckverluste des dritten Mittels im Inneren des Wärmeaustauschers zu verringern, können die Rohre 18,20 ein strömungsgünstiges Profil haben, um eine im wesentlichen laminare Strömung dieses dritten Mittels sicherzustellen.

Der Wärmeaustauscher nach der Erfindung kann in vorteilhafter Weise als Baustein in Verbindungmit Austauschern mit analogem Aufbau zur Realisierung von Wärmeaustauschgruppen verwendet werden. Hierzu können die Rahmen 12 des Umfangsträgers 10 Verbindungsflansche zum Anschluß an entsprechende Flanschen bilden, die durch Rahmen 12 von analogen Umfangsträgern gebildet sind. Der Anschluß kann durch einfaches Aneinandersetzen, wie in der Fig. 2 dargestellt, oder durch Festklemmen oder irgendein anderes System realisiert werden, das geeignet ist, die Abdichtung an den Verbindungsstellen zu gewährleisten.

Bei der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform sind die Rohrboden 14, 16 inden Umfangsträgern 10 so eingebaut, daß die Ebene der Außenfläche von jedem Rohrboden 14, 16, in den die

030016/08S2

Rohre l8, 20 münden, in bezug auf die Ebene der Außenfläche des entsprechenden Rahmens 12 vertieft ist. Auf diese Weise wird durch die Verbindung von zwei Wärmeaustauschern nach der Erfindung, wie in der Fig. 2 dargestellt, ein geschlossener Zwischenraum 22 zwischen den aneinanderliegenden Rohrboden von zwei Austauschern und den Innenflächen der entsprechenden Rahmen geschaffen. Dieser Zwischenraum bildet in vorteilhafter Weise einen Sammelraum, der geeignet ist, das von einem der zwei Austauscher austretende Mittel aufzunehmen und dieses Mittel in das Innere der Rohre des anderen Austauschers zu leiten.

Bei der in der Fig. 3 dargestellten Variante liegen die Außenseiten der Rohrboden 14, 16 und die Außenflächen der entsprechenden Rahmen 12, die in diesem Falle durch die nicht von Rohren besetzten Randbereichen des Trägers 10 gebildet sind, auf der gleichen Ebene. Auf diese Weise kann die Verbindung zwischen zwei oder mehreren Wärmeaustauschern nach der Erfindung unter Verwendung eines an den Enden offenen Rohstückes 2¹I realisiert werden, das als Sammler fungiert und am Umfang das Gegenstück zu den aneinanderliegenden Rahmen von zwei Wärmeaustauschern bildet.

Der vorgeschriebene Wärmeaustauscher mit kubischer Gestalt gestattet, wie gesagt, einen wirksamen Warenaustausch zwischen drei Wärmeaustauschmitteln. Bei Verwendung eines Umfangträgers 10 mit anderer geometrischer Gestalt, die im Rahmen von Vielflächnern mit einer geraden Zahl von Seiten gewählt wird, ist es möglich, den Wärmeaustausch zwischen einer Anzahl von Wärmeaustauschmitteln über drei zu realisieren.

Selbstverständlich können unter Beibehaltung des Prinzips der Erfindung die Baudetails und die Realisierungsformen weitgehend in bezug auf die Beschreibung und die Darstellung geändert werden, ohne deswegen über den Rahmen der vorliegenden Erfindung hinauszugehen .

030015/0852

L e e r s e i t e

Claims (3)

I ναοί ? ANSPRÜCHE

1. Wärmeaustauscher, der daiirch gekennzeichnet ist, daß er eine Vielzahl von Schichten von verflochtenen oder einanderliegend gestalteten Rohren (18,20) umfaßt, die an den Enden in Rohrböden (14, 16) eingebaut sind, welche zu gegenüberliegenden Seiten eines Vielflächners gehören, wobei jeder Rohrboden (14, 16) an seinem ganzen Umfang einen nicht von Rohren (18, 20) besetzten Randbereich (12) hat.

2. Wärmeaustauscher nach dem Anspruch 1, der dadurch gekennzeichnet ist, daß der obengenannte Randbereich (12) von jedem Rohrboden (14, 16) in bezug auf die Ebene des Teils der Außenfläche des Rohrbodens (14, l6),in den die Rohre (18, 20) münden, so erhöht ist, daß er einen den genannten Teil umgebenden Rahmen bildet.

3. Wärmeaustauscher nach den Ansprüchen 1 und 2, der dadurch gekennzeichnet ist, daß der Vielflächner ein Würfel ist.

Das ganze wie im wesentlichen beschrieben und dargestellt und für die spezifizierten Zwecke.

03 0D 1 ri/08 52

ORIGINAL INSPECTED