DE3029000C2

DE3029000C2 - Ring heat exchanger

Info

Publication number: DE3029000C2
Application number: DE19803029000
Authority: DE
Inventors: Hans-Werner 3300 Braunschweig Kutscher
Original assignee: Gartemann and Hollmann GmbH
Current assignee: Windmoeller and Hoelscher KG
Priority date: 1980-07-31
Filing date: 1980-07-31
Publication date: 1982-07-22
Also published as: DE3029000A1

Description

schers die Gasfönrungstaschen bis auf den zum Gaszufuhr- und Verteilraum offenen Eintrittsspalt geschlossen ausgeführt sind und in dieser geschlossenen Form auch vorgefertigt werden können, ergeben sich keine Dichtungsprobleme zwischen den Taschen und den zwischen den Taschen verbleibenden von der Flüssigkeit durchströmten Räumen innerhalb des Ringgehäuses. Es können allenfalls Dichtungsprobleme im Bereich der Eintrittsspalte und des Gasaustrittes der-Gasführungstaschen auftreten, welche jedoch mit verhältnismäßig einfachen konstruktiven Mitteln beherrscht werden können.Schers the gas ventilation pockets except for the entry gap open to the gas supply and distribution area are designed to be closed and can also be prefabricated in this closed form, result no sealing problems between the pockets and those remaining between the pockets of the Liquid flowed through spaces within the ring housing. At most, there may be sealing problems occur in the area of the inlet gap and the gas outlet of the gas guide pockets, which, however, also occur relatively simple constructive means can be mastered.

Günstig in bezug auf die Dichtungsprobleme wirkt sich auch die dem Eintrittsspalt einer jeden Gasführungstasche gegenüberliegende röhrenförmige Erwei- terung aus, weil in diesem Raum eine Entspannung des die Tasche mit hohem Druck durchströmenden Gases und hierdurch gleichzeitig eine Druckabsenkung erfolgen, so daß im Bereich des Austrittes dieser entspannten Gase keine großen Druckdifferenzen zwischen dem Gas und der Flüssigkeit auftreten.The tubular widening opposite the entry gap of each gas guide pocket also has a favorable effect with regard to the sealing problems. because in this space there is a relaxation of the gas flowing through the pocket at high pressure and this results in a pressure drop at the same time, so that it is relaxed in the area of the outlet Gases no large pressure differences occur between the gas and the liquid.

Da die einzelnen Taschen in der obengenannten Art vorgefertigt und vor ihrem Einbau auf eine ausreichende Druckfestigkeit und Dichtigkeit geprüft werden können, werden Fehlerquellen, die wegen der Undichtigkeit einzelner Taschen sonst nur nach der Fertigstellung des gesamten Austauschers auftreten, vermieden und die Ausschußquote der fertig montierten Austauscher außerordentlich gering gehalten. Die vorherige Prüfung der vorgefertigten Taschen ist deshalb von erheblicher Bedeutung, weil jeder Wärmetauscher eine. Vielzahl derartiger Taschen aufweist und nach der erfolgten Montage praktisch nicht mehr geprüft werden kann, welche der Taschen fehlerhaft istBecause the individual bags are prefabricated in the above-mentioned manner and checked for adequate pressure resistance and tightness before they are installed sources of error that otherwise only occur after the entire exchanger has been completed due to the leakage of individual pockets are avoided and the reject rate of the fully assembled exchangers is kept extremely low. The previous one Testing of the prefabricated pockets is therefore of considerable importance because every heat exchanger is one. Has a large number of such pockets and are practically no longer checked after assembly has taken place can determine which of the pockets is faulty

Der von dem Gehäuse gebildete Gaszufuhr- und Verteilraum, in welchem die Gasführungstaschen mit ihren Eintrittsspalten ausmünden, kann gleichzeitig als zylindrischer Kompressionsraum ausgebildet sein, in welchem mittels eines Kolbens das in diesen Raum eingeführte Gas unter Druck gesetzt wird, durch welchen es durch die Gasführungstasche hindurchgepreßt wir .1 Dabei wird durch die beschriebene Anordnung der Zu- und Abströmöffnungen sowie der Ringverteilerkammer für die Flüssigkeit eine sichere Umspülung aller Gasführungstaschen erzielt, wobei die Flüssigkeit in einer kombinierten Quer-Gegenströmung gegenüber der Gasströmung innerhalb der Gasfiihrungstasciien durch den Tauscher h-mdurchgeleitet wird.The gas supply and distribution space formed by the housing, in which the gas guide pockets with their entry slits open out, can at the same time be designed as a cylindrical compression space, in by means of which the gas introduced into this space is pressurized by means of a piston which it is pressed through the gas guide pocket .1 In doing so, the described Arrangement of the inflow and outflow openings as well as the ring distribution chamber for the liquid a safe Rinsing of all gas guide pockets is achieved, with the liquid in a combined cross-counterflow is passed through the exchanger h-m with respect to the gas flow within the gas-guiding sections.

Zur Erzielung eines möglichst trägheitslosen Wärmeüberganges zwischen dem Gas und der Flüssigkeit und zur Unterbringung einer möglichst großen Anzahl von Taschen innerhalb Jes Gehäuses bei gleichzeitiger Beherrschung eines Gasdruckes zwischen 5 und 20 bar innerhalb der Taschen ist es zweckmäßig, wenn die Taschen aus Stahlblechstreifen mit einer Dicke von etwa O^ mm geformt und an ihren Seitenkanten miteinander durch Elektronenstrahl-, Laser- oder Mikroplasmaschweißungen verbunden sind. Die vorgenannte Art der Verschweißung ermöglicht erst die Verwendung der Bleche in der beschriebenen Dicke von nur etwa 04 mm, wobei Schweißverbindungen erzielt werden, welche sich durch eine besondere Stabilität trotz der dünnen Bleche auszeichnen.To achieve a heat transfer with as little inertia as possible between the gas and the liquid and to accommodate the largest possible number of pockets within Jes housing while at the same time Control of a gas pressure between 5 and 20 bar within the pockets, it is useful if the Pockets formed from sheet steel strips with a thickness of about O ^ mm and on their side edges are connected to one another by electron beam, laser or micro plasma welds. The aforementioned type of welding only enables the Use of the sheets in the described thickness of only about 04 mm, with welded joints being achieved which are characterized by a special stability despite the thin sheet metal.

Bei Verwendung eines metallischen Gehäuses ist es zweckmäßig, wenn auch die Verlängerungen der rohrförmigen Erweiterungen der Gasführungstaschen mit dem Gehäuse durch Elektronenstrahl-, Laser- oder !Mikroplasmaschweißungen verbunden sind.When using a metallic housing, it is useful if the extensions of the tubular extensions of the gas guide pockets with the housing by electron beam, laser or ! Micro plasma welds are connected.

Eine konstruktiv einfache Ausführung der Taschen, insbesondere im Bereich des Eintrittsspaltes und der Abdichtung der Taschen in diesem Bereich gegenüber dem von der Flüssigkeit durchströmten Gehäuseinneren, wird erreicht, wenn die den Eintrittsspalt Uer Taschen bildenden Bereiche der Wandungsabschnitte nach außen gegensinnig abgewinkelt sind, und wenn die Taschen über ihre Abwinkelungen durch Elektronenstrahlschweißungen miteinander verbunden sind und die Abwinkelungen die Begrenzungswand zu dem Gaszufuhr- und Verteilraum bilden. Die Elektronenstrahlschweißung ist erforderlich, da bei der Herstellung der Taschen aus Stahlblechstreifen mit der obengenannten Dicke von nur etwa 0,5 mm auch die abgewinkelten Ränder der Taschen im Bereich des Eintrittsspaltes nur diese Wandstärke aufweisen.A structurally simple design of the pockets, especially in the area of the entry gap and the Sealing of the pockets in this area from the inside of the housing through which the liquid flows is achieved when the inlet gap Uer Areas of the wall sections forming pockets are angled outwards in opposite directions, and if the Pockets are connected to one another via their bends by electron beam welds and the Bends form the boundary wall to the gas supply and distribution space. The electron beam welding is necessary because in the manufacture of the Bags made of sheet steel strips with the above-mentioned thickness of only about 0.5 mm, including the angled ones The edges of the pockets in the area of the entry gap only have this wall thickness.

Da die Gasführungstaschen bei der Herstellung aus dünnwandigem Blech und größerer Längenausdehnung gegen quer zur Spaltebene einwirkende Kräfte verhältnismäßig leicht verformbar sind, ist es vorteilhaft, wenn zwischen der äußeren Umfangswand und den Taschen ein sich bis in die Ringnuten der Umfangswand erstreckender mit den Taschen vü-schweißter Spannring vorgesehen istBecause the gas guide pockets are made from thin-walled sheet metal and have a greater linear expansion are relatively easily deformable against forces acting across the gap plane, it is advantageous to if between the outer circumferential wall and the pockets one extends into the annular grooves of the circumferential wall extending with the pockets vü-welded clamping ring is provided

Die Ausbildung des Gehäuses kann, insbesondere bei ringförmiger Gestalt des Gehäuses, statt aus metallischem Werkstoff auch unter Verwendung von Kunststoffen gefertigt sein Zu diesem Zwecke sieht eine besonders für die Massenfertigung vorgesehene Ausbildungsform vor, daß die Gasführungstaschen in einem durch Spritzen oder Gießen hergestellten Gehäuse gehalten sind, wobei das Gehäuse aus zwei Spritzteilen besteht, von denen das eine die mit den Durchtrittsöffnungen für den Gasaustritt versehene Stirnwand mit daran angeformten aufragenden Stegen und das andere die äußere Umfangs- und daran angeformte andere Stirnwand mit auf der Innenseite der äußeren Umfangswand eingeformten Ringnuten bildet Das Gehäuse besteht somit lediglich aus zwei miteinander zu verbindenden Teilen. Die aufragenden Stege greifen dabei zwischen die Gasführungstaschen. Die beiden genannten Gehäuseteil dienen gleichzeitig als Montagekörper für die vorgefertigten Gasführungstaschen beim Zusammenbau des Wärmetauschers. Die Gehäuseteile werden zweckmäßig miteinander sowie mit den Gasführungstaschen verklebt oder verschweiße.The design of the housing can, in particular annular shape of the housing, instead of being made of metallic material also using plastics. For this purpose, see a Particularly intended for mass production training form that the gas guide pockets in one Housing manufactured by injection molding or casting are held, wherein the housing consists of two injection molded parts consists, of which one with the end wall provided with the passage openings for the gas outlet upstanding webs molded thereon and the other the outer circumferential and other molded thereon The end wall with annular grooves formed on the inside of the outer peripheral wall forms The housing therefore only consists of two parts to be connected to one another. The towering bridges grip between the gas guide pockets. The two mentioned housing parts also serve as assembly bodies for the prefabricated gas guide pockets when assembling the heat exchanger. The housing parts are expediently with each other and with the Gas guide pockets glued or welded.

Die Zeichnung gibt Ausführungsbeispiele der Erfindung in schematischer Darstellung wieder. Es zeigtThe drawing shows exemplary embodiments of the invention in a schematic representation. It shows

F i g. 1 einen Mittellängsschnitt durch einen Wärmetauscher mit einem ringförmigen Gehäusequerschnitt, und zwar entlang der Schnittlinie I-1 in F i g. 2,F i g. 1 shows a central longitudinal section through a heat exchanger with an annular housing cross section, namely along the section line I-1 in FIG. 2,

Fig.2 die Draufsicht auf die Anordnung des Wärmetauschers »nach F i g. 1 mit teils weggebrochener oberer Stirnwand,FIG. 2 shows the plan view of the arrangement of the heat exchanger according to FIG. 1 with partly broken away upper end wall,

Fig.3 in vergrößerter Darstellung einen Längsschnitt durch eine Gasführungstasche entlang der Schnittlinie IH-III in Fi g. 4,3 shows an enlarged view of a longitudinal section through a gas guide pocket along the Section line IH-III in Fi g. 4,

Fig.4 einen Schnitt durch die Gasführungstasche nach F i g. 3 entlang der Schnittlinie IV-IV,4 shows a section through the gas guide pocket according to FIG. 3 along the section line IV-IV,

F i g. 5 einen Schnitt durch die Gasführungstasche nach F i g. 4 enthng der Schnittlinie V-V,F i g. 5 shows a section through the gas guide pocket according to FIG. 4 along the section line V-V,

F i g. 6 eine Teilansicht in Richtung des Pfeiles X gegen die Führungstasche nach F i g. 3,F i g. 6 shows a partial view in the direction of arrow X against the guide pocket according to FIG. 3,

F i g. 7 einen Schnitt in radialer Richtung durch eine andere Ausführungsform des Wärmetauschers mit einem ringförmigen Gehäuse, jedoch ohne die äußere radiale Gehäusew*ndung,F i g. 7 shows a section in the radial direction through another embodiment of the heat exchanger an annular housing, but without the outer radial housing winding,

F i g. 8 einen Teilschnitt durch die Anordnung nachF i g. 8 shows a partial section through the arrangement according to FIG F i g. 7 entlang der Schnittlinie VIII-VIII,F i g. 7 along the section line VIII-VIII,

F i g. 9 einen Schnitt ähnlich dem der F i g. 7 durch eine weitere Ausführungsform des Wärmetauschers,F i g. 9 shows a section similar to that of FIG. 7 by a further embodiment of the heat exchanger,

Fig. 10 einen Teilschnitt durch die Anordnung nach F i g. 9 entlang der Schnittlinie X-X und s10 shows a partial section through the arrangement according to FIG F i g. 9 along the section line X-X and s

Fig. 11 einen Schnitt entlang der Schnittlinie X-X in F i g. 9, jedoch ohne die in das Gehäuse eingesetzten Gasführungstaschen.11 shows a section along the section line X-X in F i g. 9, but without the gas guide pockets inserted into the housing.

Bei der Anordnung des Wärmetauschers nach den F i g. I und 2 weist das Gehäuse eine relativ stabile und mit Befestigungsflanschen 2 ausgerüstete äußere Umfangswand 1 auf, welche es mittels der Flansche 2 und der darin vorgesehenen Bohrungen für Verbindungsschrauben gestattet mehrere Wärmeaustauscher der dargestellten Art zu einer Einheit zusammenzufassen.With the arrangement of the heat exchanger according to FIGS. I and 2, the housing has a relatively stable and equipped with mounting flanges 2 outer peripheral wall 1, which it by means of the flanges 2 and the holes provided therein for connecting screws allows several heat exchangers to be used summarized type shown to a unit.

Die äußere Umfangswand I umschließt einen Ring von im Abstand radial nebeneinander angeordneten Gasführungslaschen 4, welche zwischen oberen und unteren ringförmigen Stirnwandungen 5 bzw. 6 gehalten und bei einer Ausbildung die«*^r Wandungen ans Metall ->n mit den Gasführungstaschen 4 verschweißt sind. Die Gasführungstaschen 4 umschließen ihrerseits einen Gaszufuhr- und -verteilerraum 7, welcher nach oben hin durch eine Wandung 8 sowie in dem dargestellten Beispiel der F i g. 1 mich unten hin durch einen in Richtung des Pfeiles 9 bewegbaren Kolben 10 abgeschlossen ist. In den Gaszufuhr- und -verteilerraum 7 kann durch eine in den Figuren nicht wiedergegebene Zuleitung Druckgas eingeführt werden oder aber in diesem Raum befindliches bzw. bei abgesenktem Kolben einströmendes Gas komprimiert werden, so daß es aus diesem Raum in die Gasführungstaschen 4 verdrängt wird.The outer peripheral wall I encloses a ring of radially side by side in spaced gas guide plates 4, which held between upper and lower annular end walls 5 and 6 and in one embodiment, the "* ^r walls to the metal - are> n with the gas guide pockets 4 are welded. The gas guide pockets 4, for their part, enclose a gas supply and distribution space 7, which extends upward through a wall 8 and in the example shown in FIG. 1 is completed at the bottom by a piston 10 movable in the direction of arrow 9. Compressed gas can be introduced into the gas supply and distribution space 7 through a supply line not shown in the figures, or gas located in this space or gas flowing in when the piston is lowered can be compressed so that it is displaced from this space into the gas guide pockets 4.

Zwischen den Gasführungstaschen 4 ist jeweils ein Zwischenraum 11 vorhanden, durch den als Wärmetauschmedium eine Flüssigkeit hindurchgeführt wird. Zu diesem Zwecke ist in der umfänglichen Gehäusewandung 1 eine Zuströmöffnung 12 vorgesehen, welche in einem oberen Ringraum 13 ausmündet Die zugeführte Flüssigkeit gelangt durch diesen Ringraum in die Zwischenräume 11 und strömt in diesen Zwischenräumen entlang zu dem unteren Ringraum 14, welcher mit einer Ausströmöffnung 15 in offener Verbindung steht Die Ringräume 13 und 14 sind dabei als Verteiler- bzw. Sammelräume für die durch die Zwischenräume 11 zwischen den Gasführungstaschen 4 hindurchströmende Flüssigkeit ausgebildetBetween the gas guide pockets 4 there is an intermediate space 11 through which a liquid is passed as a heat exchange medium. to For this purpose, an inflow opening 12 is provided in the circumferential housing wall 1, which in an upper annular space 13 opens out. The supplied liquid passes through this annular space into the Interstices 11 and flows in these interstices along to the lower annular space 14, which with an outflow opening 15 is in open connection. Collecting spaces formed for the liquid flowing through the spaces 11 between the gas guide pockets 4

Die in der F i g. 1 wiedergegebenen Pfeile 16 deuten den Zustrom der Gase aus dem Gaszufuhr- und -verteilerraum 7 in die Gasführungstaschen 4 an, während der Pfeil 17 die Ausströmrichtung des aus den Gasführungstasc^hen 4 austretenden Gases kennzeichnetThe in the F i g. 1 reproduced arrows 16 indicate the flow of gases from the gas supply and -verteilerraum 7 in the gas guide pockets 4, while the arrow 17 exiting the outflow of ^h from the Gasführungstasc en 4 denotes gas

Der in den Fig. 1 und 2 wiedergegebene Wärmetauscher ist vorgesehen für einen gasförmigen Wänneträ- ger, welcher mit einem Druck in der Größenordnung zwischen 4 und 20 bar in die Gasführungstaschen 4 einströmt während die Flüssigkeit, welche die Gasführungstaschen 4 umströmt, nur unter einem Druck von etwa 3 bis A bar steht Aus vorgenanntem Grunde müssen die Gasführungstaschen 4 entsprechend druckdicht ausgebildet werden und zur Erzielung günstiger Wärmeübergangsbedingungen aus einein möglichst dünnen metallischen Werkstoff bestehen sowie einen möglichst engen Strömungsquerschrrin umschließen, um hohe Strömungsgeschwindigkeiten zur Erzielung einer günstigen Wärmeübertragung zn gewährleisten.The heat exchanger shown in FIGS. 1 and 2 is provided for a gaseous heat exchanger, which flows into the gas guide pockets 4 at a pressure of between 4 and 20 bar, while the liquid which flows around the gas guide pockets 4 only under one pressure from about 3 to A bar.For the aforementioned reason, the gas guide pockets 4 must be designed to be pressure-tight and, to achieve favorable heat transfer conditions, consist of a metallic material that is as thin as possible and enclose the narrowest possible flow cross-section in order to ensure high flow velocities to achieve favorable heat transfer.

Die Ausbildung der Gasführungstaschen 4 geht ausThe formation of the gas guide pockets 4 starts

F i g. 2 sowie besonders deutlich jedoch auch den F i g. 3 bis 6 hervor.F i g. 2 and particularly clearly, however, also the FIG. 3 to 6.

Gemäß dem in den vorgenannten Figuren wiedergegebenen Ausführungsbeispiel sind die Gasführungstaschen 4 aus Stahlblechstreifen mit einer Dicke von etwa 0ß mm geformt und weisen parallel zueinander verlaufende Wandungen 18 und 19 auf, welche einen engen Spaltraum 20 begrenzen, der nur eine Spaltweite von 0,2 mm zeigt Die Wandungen 18 und 19 umschließen an dem einen Ende der Tasche eine rohrförmige Erweiterung 21, welche in dem Ausführungsbeispiel der genannten Figuren rundoval gestaltet ist. Der Spaltraum 20 der Gasführungstaschen 4 mündet in Richtung zu dem Gaszufuhr- und -verteilerraum 7 in Form eines offenen Eintrittsspaltes 20a aus. Die in Richtung quer zu der rohrförmigen Erweiterung 21 verlaufenden Randbereiche 18s und 19a sind miteinander verschweißt wie dies besonders deutlich aus der F i g. 5 hervorgeht Da es sich hier um außerordentlich dünne Bleche handelt sind die genannten Randbereiche 18a bzw. 19a durch eine Elektronenstrahl-, Laser- oder Mikroplasmaschweißung verbunden, die in der F i g. 5 mit 22 bezeichnet und angedeutet ist. Während der in F i g. 3 rechte Randbereich der Gasführungstasche bis über die rohrförmige Erweiterung 21 durch die beschriebene Verschweißung geschlossen ist so daß sich aus der Ansicht in Richtung des Pfeiles X das Bild gemäß F i g. 6 ergibt ist der Bereich der rohrförmigen Erweiterung 21 auf der in Fig.3 linken Seite unverschlossen, so daß sich dort ein Austrittsquerschnitt entsprechend dem Umriß der rohrförmigen Erweiterung 21 ergibt Im eingebauten Zustand korrespondiert dieser freie Austrittsquerschnitt der rohrförmigen Erweiterung 21 mit jeweils einer Durchtrittsöffnung 23 in der ringförmigen Stirnwandung 5, wie dies in F i g. 1 im linken Teil angedeutet ist Im Bereich der Berührungsstelle der rohrförmigen Erweiterung 21 mit der Stirnwandung 5 sind die beiden genannten Teile wiederum durch die bereits oben beschriebene Schweißung fest und druckdicht miteinander verbunden. Dabei kann sich die rohrförmige Erweiterung auch in Form einer Verlängerung durch die Stirnwand 5 hindurch erstrecken, wie dies im Zusammenhang mit einem anderen Beispiel noch beschrieben wird.According to the embodiment shown in the aforementioned figures, the gas guide pockets 4 are formed from sheet steel strips with a thickness of about 0.1 mm and have walls 18 and 19 running parallel to one another, which delimit a narrow gap space 20 which only shows a gap width of 0.2 mm The walls 18 and 19 enclose a tubular extension 21 at one end of the pocket, which in the exemplary embodiment of the figures mentioned is designed as a round oval. The gap space 20 of the gas guide pockets 4 opens out in the direction of the gas supply and distribution space 7 in the form of an open inlet gap 20a. The edge regions 18s and 19a running in the direction transverse to the tubular widening 21 are welded to one another, as is particularly clear from FIG. 5 As the sheet metal is extremely thin, the mentioned edge areas 18a and 19a are connected by electron beam, laser or micro plasma welding, which is shown in FIG. 5 is designated and indicated by 22. During the in F i g. 3 right edge area of the gas guide pocket is closed up to the tubular extension 21 by the welding described so that from the view in the direction of the arrow X, the image according to FIG. 6 results, the area of the tubular extension 21 is not closed on the left in Figure 3, so that there is an exit cross section corresponding to the outline of the tubular extension 21 the annular end wall 5, as shown in FIG. 1 is indicated in the left-hand part. In the area of the point of contact between the tubular extension 21 and the end wall 5, the two parts mentioned are in turn firmly and pressure-tightly connected to one another by the weld already described above. The tubular extension can also extend through the end wall 5 in the form of an extension, as will be described in connection with another example.

Im Hinblick auf die hohen Drücke, welche in dem Spaltraum 20 der Gasführungstaschen 4 herrschen, sind die Wandungen 18 und 19 der Gasführungstaschen über nockenartige Einprägungen 24, welche symmetrisch um die Taschenmitte angeordnet sind, über in F i g. 4 mit 25 angedeutete Schweißstellen miteinander verbunden.With regard to the high pressures which prevail in the gap 20 of the gas guide pockets 4 the walls 18 and 19 of the gas guide pockets via cam-like impressions 24, which are symmetrical around the middle of the pocket are arranged over in F i g. 4 with 25 indicated welds connected to each other.

Bei der Ausführung nach den F i g. 3 bis 6 sind die den Eintrittsspalt 20a begrenzenden Ränder der Wandungen 18 und 19 gegensinnig nach außen abgewinkelt Über diese Abwinkelungen 186 und 19fr sind die Gasführungstaschen 4 gemäß der Darstellung in F i g. 2 durch ElektronenstrahlschweiBungen miteinander verbunden, so daß die Abwinkelungen 186 und 196 der nebeneinander angeordneten Taschen bei dieser Ausführungsform die Begrenzungswand zu dem Gaszuführ- und -verteilerraum 7 bilden.In the execution according to the F i g. 3 to 6, the edges of the walls 18 and 19 delimiting the entry gap 20a are angled outwards in opposite directions The gas guide pockets 4 are connected via these bends 186 and 19fr as shown in FIG. 2 joined together by electron beam welds so that the bends 186 and 196 of the side by side pockets in this embodiment, the boundary wall to the gas supply and -verteilerraum 7 form.

Da die Gasführungstaschen bei der beschriebenen Ausbildung aus dem dünnen Blech von nur 0,5 nun und den sehr engen Spalten von nur 0,2 mm zwischen den Wandungen 18 und 19 keine sehr große Widerstandskraft gegen quer auf die Taschen ende Kräfte aufweisen, sind die ringförmig angeordneten Taschen 4 gemäß der Darstellung is den Fig. 1 und 2 ainfSsgBch von einem Spannring 26 umschlossen, mit dem sieSince the gas guide pockets in the training described from the thin sheet of only 0.5 now and the very narrow gaps of only 0.2 mm between the walls 18 and 19 do not have a very great resistance to forces acting across the pockets have, the annularly arranged pockets 4 are shown in FIGS. 1 and 2 ainfSsgBch enclosed by a clamping ring 26 with which they

wiederum verschweißt sind. Der Spannring 26 deckt dabei einen Teil der Ringräume 13 und 14 ab, so daß nur ringnutenartige Durchgänge 13a bzw. 14a für die Zu- und Abströmung der Flüssigkeit in die Spalträume 11 zwischen die Gasführungstaschen 4 verbleibt. Hierdurch wird eine vollständige Umströmung der Gasführungstaschen 4 durch die Flüssigkeit sichergestellt.in turn are welded. The clamping ring 26 covers part of the annular spaces 13 and 14, so that only annular groove-like passages 13a and 14a remain for the inflow and outflow of the liquid into the gap spaces 11 between the gas guide pockets 4. This ensures that the liquid flows completely around the gas guide pockets 4.

Aus vorstehenden Ausführungen geht hervor, daß die Gasf'.Ärungstaschen 4 vollständig vorgefertigt und nach ihrer Fertigstellung auch auf ihre Druckdichtigkeit hin geprüft werden können, ehe ihr Einbau in das Gehäuse erfolgt, so daß allenfalls noch Undichl'gkeitsstellen /wischen den Taschen und dem Gehäuse im Bereich des Gasaustrittes auftreten können, die jedoch durch Nachschweißung schnell zu beheben sind. Es besteht ι > also nicht die Gefahr, daß infolge des Einbaues einer undichten Tasche die Funktionsweise des gesamten fertigmontierten Wärmetauschers in Frage gestellt wirdFrom the foregoing it can be seen that the Gasf'.Ärungstaschen 4 completely prefabricated and after their completion can also be checked for their pressure tightness before their installation in the housing takes place, so that at most points of leakage / wipe the pockets and the housing in the area of the gas outlet can occur, however, through Rewelding can be repaired quickly. It consists ι> so there is no risk of the functioning of the whole as a result of the installation of a leaky pocket fully assembled heat exchanger called into question will

Statt der aus den F i ο 7 und 4 ersichtlichen Abwinkelungen 186 und 196 der Wandungen 18 und 19 der Gasführungstaschen zur Bildung der Begrenzungswand zu dem Gaszufuhr- und -verteilerraum 7, kann die Ausführung auch gemäß der Darstellung nach den F i g. 7 und 8 erfolgen. Die F i g. 7 zeigt dabei einen 2=> Schnitt durch die zwischen den ringförmigen Stirnwandungen 5 und 6 gehaltene Gasführungstasche 4, welche von dem Spannring 26 umschlossen ist. Dabei sind die Taschen 4 abweichend von der Darstellung in F i g. 4 ohne die aus vorgenannter Figur ersichtlichen Abwinkelungen 18b und 19b der Wandungen 18 und 19 ausgebildet. Vielmehr sind zwischen die den Eintrittsspalt 20a begrenzenden ebenen Wandungsteile der Wandungen 18 und 19 benachbarter Taschen 4 metallische Stege 27 eingesetzt, welche mit den vorgenannten Wandungen 18 und 19 der einzelnen Taschen an den durch die Pfeile 28 und 29 gekennzeichneten Rändern miteinander verschweißt sind, so daß im wesentlichen die Stege 27 die Begrenzungswandung zu dem Gaszufuhr- und -verteilerraum 7 bilden.Instead of the bends 186 and 196 of the walls 18 and 19 of the gas guide pockets to form the boundary wall to the gas supply and distribution space 7, which can be seen from FIGS. 7 and 8 take place. The F i g. 7 shows a 2 => section through the gas guide pocket 4 which is held between the annular end walls 5 and 6 and which is enclosed by the clamping ring 26. The pockets 4 are different from the illustration in FIG. 4 without the angled portions 18b and 19b of the walls 18 and 19 which can be seen from the aforementioned figure. Rather, between the flat wall parts of the walls 18 and 19 of adjacent pockets 4, which delimit the entry gap 20a, metallic webs 27 are inserted which are welded to the aforementioned walls 18 and 19 of the individual pockets at the edges indicated by the arrows 28 and 29, so that essentially the webs 27 form the boundary wall to the gas supply and distribution space 7.

Die Ausbildung eines Gehäuses aus Kunststoff oder Druckguß in Verbindung mit den aus Stahlblech hergestellten Gasführungstaschen 4 ist schematisch in den F i g. 9 bis 11 wiedergegeben. «5The formation of a housing made of plastic or die-cast in conjunction with that of sheet steel produced gas guide pockets 4 is shown schematically in FIGS. 9 to 11 reproduced. «5

Man erkennt aus den Fig.9 bis 11, daß die Gasführungstaschen 4 in ihrer Ausführungsform der Darstellung gemäß F i g. 4 entsprechen, jedoch in einem durch Spritzen oder Gießen hergestellten Kunststoffoder Druckgußgehäuse gehalten sind. Die äußere so Umfangswandung 30 ist dabei einstückig mit der oberen Stirnwandung 31 ausgeführt, wobei die äußere Umfangswandung 30 mit auf der Innenseite angeordneten Ringnuten 32 und 33 für die Zu- und Abführung der Austauscherflüssigkeit ausgerüstet ist. Zu diesen Ringnuten führen in der Fig.9 nicht dargestellte Zu- und Abströmöffnungen, welche die Umfangswandung 30 durchsetzen.It can be seen from FIGS. 9 to 11 that the gas guide pockets 4 in their embodiment of Representation according to FIG. 4, but in a plastic or manufactured by injection molding or casting Die-cast housing are held. The outer circumferential wall 30 is in one piece with the upper one End wall 31 executed, with the outer peripheral wall 30 arranged on the inside Annular grooves 32 and 33 is equipped for the supply and discharge of the exchanger liquid. To these ring grooves lead inflow and outflow openings, not shown in FIG. 9, which the peripheral wall 30 push through.

In den Fig. 9 und 10 ist durch Pfeile die Strömungsrichtung des Gases in die Spalträume 20 der Gasführungstaschen sowie der Flüssigkeit in die Zwischenräume U zwischen die Gasführungstaschen angedeutet.In Figs. 9 and 10 is indicated by arrows Direction of flow of the gas in the gap spaces 20 of the gas guide pockets and the liquid in the Gaps U indicated between the gas guide pockets.

Die Gasführungstaschen 4 sind im Bereich der rohrförmigen Erweiterung zur Abströmöffnung der Gase hin verlängert ausgebildet, so daß ein Ausströmstutzen 34 entsteht, welcher sich durch die untere Stirnwand 35 des aus Kunststoff bestehenden Gehäuses erstreckt. Zu diesem Zwecke sind gemäß Fig. 11 Durchtrittsöffnungen 36 entsprechend den Stutzen 34 in der ringförmigen Stirnwand 35 vorgesehen. Die Stirnwand 35 ist integral mit aufragenden Stegen 36 versehen, welche sich zwischen jeweils benachbarte Gasführungstaschen 4 erstrecken, wie dies besonders deutlich aus der Fig. 10 hervorgeht. Die Verbindung der Gehäuseteile miteinander sowie auch mit den Gasführungstaschen 4 kann dabei durch Kleben oder, bei schweißbaren Kunststoffen, auch durch Verschweißen erfolgen. Die Schweißzonen bei einer Schweißverbindung der Gehäuseteile sind in der Fig.9 bei 37 und 38 angedeutet.The gas guide pockets 4 are in the area of the tubular extension to the outflow opening Gases extended formed so that an outlet 34 is formed, which extends through the lower End wall 35 of the housing made of plastic extends. For this purpose, according to FIG. 11 Passage openings 36 corresponding to the nozzle 34 are provided in the annular end wall 35. the End wall 35 is integrally provided with upstanding webs 36, which are located between each adjacent Gas guide pockets 4 extend, as can be seen particularly clearly from FIG. 10. The connection the housing parts with each other as well as with the gas guide pockets 4 can be done by gluing or, in the case of weldable plastics, this can also be done by welding. The welding zones in a welded joint the housing parts are indicated at 37 and 38 in FIG.

Die Anordnung nach den F i g. 9 bis 11 läßt erkennen, daß die Gehäuseteile 30, 31 bzw. 35,36 gleichzeitig als Montagekörper beim Zusammenbau des Wärmetauschers für die Halterung der in dem Gehäuse aufzunehmenden Gasführungstaschen 4 dienen.The arrangement according to FIGS. 9 to 11 shows that the housing parts 30, 31 and 35,36 at the same time as an assembly body when assembling the heat exchanger serve to hold the gas guide pockets 4 to be received in the housing.

Statt der beschriebenen und in den Figuren dargestellten ringförmigen Anordnung der Gasführungstaschen 4 in einem entsprechend angepaßten Gehäuse, kann der Wärmetauscher auch jede andere Gehäuseform, beispielsweise eine rechteckige oder quadratische Gehäuseform aufweisen und mit andersartig ausgebildeten Gaszufuhr- und -verteilerraum ausge führt sein. An die Gasaustrittsöffnungen kann sich ein in den Zeichnungen nicht wiedergegebener Gassammelraum anschließen, wenn beispielsweise vorgesehen ist, daß das Gas im Kreislauf geführt werden soll. Das ausströmende Gas kann auch unmittelbar in einen weiteren Wärmetauscher überführt werden, welcher mit einem geringeren Gasdruck arbeitet, um die in dem Gas noch vorhandene Restwärme zu gewinnen.Instead of the ring-shaped arrangement of the gas guide pockets described and shown in the figures 4 in a suitably adapted housing, the heat exchanger can also be any other Housing shape, for example, a rectangular or square housing shape and with different trained gas supply and distribution space leads out. An in Connect a gas collecting space not shown in the drawings, if it is provided, for example, that the gas should be circulated. The outflowing gas can also directly into a further heat exchanger are transferred, which works with a lower gas pressure to the in the Gas to gain any residual heat.

Hierzu 4 Blatt ZeichnungenFor this purpose 4 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Ringwärmetauscher mit zylindrischer Gehäusewand, bei dem das eine Wärmetauschmittel aus einem zentralen Zufuhr- und Verteilraum durch im Gehäuse angeordnete vorgefertigte, in radial-axialer Ebene verlaufende Leitwände radial geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß für die Wärmeübertragung zwischen einer Flüssigkeit und einem Gas mit gegenüber der Flüssigkeit wesentlich höherem Druck im Ringgehäuse (1, 5, 6, 8) in Umfangsrichtung schmale, sich in Achsrichtung erstreckende Gasführungstaschen (4) im Umfangsabstand nebeneinander angeordnet sind, welche radial-axiale Spalträume (20) umschließen, die gegen den Gaszufuhr- und Verteilraum (7) in offene Eintrittsspalte (2Oa^ übergehen, daß die Taschenwände (18,19) an ihren benachbarten, längs zu den Eintrittsspalten verlaufenden Kanten miteinander verbunden sind und an ihrer dem Eintrittsspalt gegenüberliegenden Seite je eine rohrförmige Erweiterung (21) aufweisen, welche mit einer korrespondierenden öffnung (23) in der Gehäusewand (5) fluchtet und mit dieser είπε Austrittsöffnung für das Gas bildet, und daß auf der Innenseite der Gehäusewand eine Ring-Verteilkammer (13) mit Zuströmöffnung (12) und eine Ring-Sammelkammer (14) mit Abströmöffnung (15) für die Flüssigkeit vorgesehen sind.1. Ring heat exchanger with a cylindrical housing wall, in which one heat exchange medium consists of a central supply and distribution space by means of prefabricated, radial-axial ones arranged in the housing Flat baffles are guided radially, characterized in that for the Heat transfer between a liquid and a gas with compared to the liquid is essential higher pressure in the ring housing (1, 5, 6, 8) narrow in the circumferential direction, extending in the axial direction extending gas guide pockets (4) are arranged at a circumferential distance next to one another, which enclose radial-axial gap spaces (20) which open towards the gas supply and distribution space (7) Entrance column (2Oa ^ pass over that the pocket walls (18,19) at their neighboring, lengthways to the Entrance gaps extending edges are connected to one another and at their the entrance gap opposite side each have a tubular extension (21), which with a corresponding opening (23) in the housing wall (5) is aligned and with this είπε an outlet opening for the gas forms, and that on the inside the housing wall has an annular distribution chamber (13) with an inflow opening (12) and an annular collecting chamber (14) are provided with an outflow opening (15) for the liquid.

2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Taschen (4) aus Stahlblechstreifen mit einer Dicke von etwa 0,5 mm geformt und an ihren Seitenkanten (18a, 19a) miteinander durch Elek! -onenstrahl-. Laser- oder Mikroplasmaschweißungen verbunden sin/t2. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the pockets (4) formed from sheet steel strips with a thickness of about 0.5 mm and at their side edges (18a, 19a) together by Elek! -on beam-. Laser or micro plasma welding connected sin / t

3. Wärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines metallischen Gehäuses die Verlängerungen der röhrenförmigen Erweiterungen (21) der Gasführungstaschen (4) mit dem Gehäuse durch Elektronenstrahl-, Laseroder Mikroplasmaschweißungen verbunden sind.3. Heat exchanger according to claim 2, characterized in that when a metallic housing is used, the extensions of the tubular extensions (21) of the gas guide pockets (4) are connected to the housing by electron beam, laser or micro plasma welding.

4. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den Eintrittsspalt (20a)" der Taschen (4) bildenden Bereiche der Wandabschnitte (18, 19) nach aulkn gegensinnig abgewinkelt sind, und daß die Taschen über ihre Abwinkelungen (186, \9b) durch Elektronenstrahlschweißungen miteinander verbunden sind und die Abwinkelungen die Begrenzungswand zu dem Gaszufuhr· und -verteilraum (7) bilden.4. Heat exchanger according to one of claims 1 to 3, characterized in that the areas of the wall sections (18, 19) forming the inlet gap (20a) "of the pockets (4) are angled in opposite directions to aulkn, and that the pockets via their bends ( 186, \ 9b) are connected to one another by electron beam welds and the bends form the boundary wall to the gas supply and distribution space (7).

5. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der äußeren Umfangswand (1) und den Taschen (4) ein sich bis in die Ringnuten (13,14) der Umfangswandung erstreckender, mit den Taschen verschweißter Spannring (26) vorgesehen ist5. Heat exchanger according to one of claims 2 to 4, characterized in that between the outer peripheral wall (1) and the pockets (4) extending into the annular grooves (13,14) of the peripheral wall and welded to the pockets Clamping ring (26) is provided

6. Wärmetauscher nach Anspruch 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasführungstaschen (4) in einem durch Spritzen oder Gießen hergestellten Gehäuse gehalten sind, wobei das Gehäuse aus zwei Spritzteilen besteht, von denen das eine die mit den Durchtrittsöffnungen (36) für den Gasaustritt versehene Stirnwand (35) mit daraus angeformten anfragenden Stegen (36) und das andere die äußere Umfangs* und daran angeformte andere Stirnwand (30 bzw. 31) mit auf der Innenseite der äußeren Umfangswand eingeformten Ringnuten (32,33) bilden.6. Heat exchanger according to claim 2 or 5, characterized in that the gas guide pockets (4) in one by spraying or pouring Manufactured housing are held, the housing consists of two molded parts, of which the one end wall (35) provided with the passage openings (36) for the gas outlet with it integrally formed requesting webs (36) and the other the outer circumference * and integrally formed thereon other end wall (30 or 31) with annular grooves formed on the inside of the outer peripheral wall (32,33) form.

Die Erfindung betrifft einen Ringwärmetauscher mit zylindrischer Gehäusewand, bei dem das eine Wärmetauschmittel aus einem zentralen Zuführ- und Verieilraum durch im Gehäuse angeordnete vorgefertigte, in ~ 'idial-axialer Ebene verlaufende Leitwände radial geführt wird.The invention relates to a ring heat exchanger with a cylindrical housing wall, in which the one heat exchange medium from a central supply and distribution space through prefabricated, in Guide walls running radially in the idial-axial plane to be led.

Es sind Ringwärmetauscher bekannt (DE-OS 15 01 499) mit vielen parallel zueinander angeordneten Platten, von denen jeweils zwei Platten eine ZelleThere are ring heat exchangers known (DE-OS 15 01 499) with many arranged parallel to one another Plates, each of which has two plates one cell

to bilden. Die einzelnen Zellen sind wabenartig aneinandergereiht und bilden in radialer Richtung verlaufende Durchströmwege für das eine Medium. Senkrecht zu den genannten Durchströmwegen vorgesehene Vertiefungen in den Platten bilden dabei axial verlaufendeto form. The individual cells are lined up like a honeycomb and form cells that run in a radial direction Flow paths for one medium. Depressions in the plates that are provided perpendicular to the flow paths mentioned form axially extending depressions rohrförmige Durchströmkanäle für das andere Medium und führen durch die Formgebung der Platten zu einem mäanderförmigen Verlauf der radialen Durchströmwege.tubular through-flow channels for the other medium and lead to one due to the shape of the plates meandering course of the radial flow paths.

Die vorgenannte Ausführung des WärmetauschersThe aforementioned design of the heat exchanger

hat zwar im Vergleich zu Rohrbündeltauschern einen geringeren Raumbedarf und erfordert bei einer guten Wärmedurchgangszahl geringere Verweilzeiten, jedoch ist er nur für Medien mit geringen Druckunterschieden, insbesondere wegen der auftretenden Dichtungsproblehas one compared to tube bundle exchangers requires less space and requires shorter residence times with a good heat transfer coefficient, however it is only for media with small pressure differences, especially because of the sealing problem that occurs me, geeignetme, suitable

Insbesondere im Zusammenhang mit der Entwicklung von Wärmepumpen geringer Baugrößen und hohem Wirkungsgrad ergibt sich das Probiere., mit einem unter hohem Druck stehenden Gas zu arbeiten und auf einemEspecially in connection with the development of small and large heat pumps Efficiency results from trying., With an under high pressure gas to work and on a möglichst kleinen Raum eine effektive Wärmeübertragung von dem unter hohem Druck stehenden Gas auf eine unter niedrigerem Druck stehende Flüssigkeit zu erreichen und dabei eine Lösung zu finden, welche ohne die Nachteile der bekannten Wärmetauscher, insbesonas small a space as possible to ensure effective heat transfer from the high-pressure gas to reach a liquid under lower pressure and thereby find a solution which without the disadvantages of the known heat exchangers, in particular dere der Rohrbündeltauscher, in größeren Stückzahlen wirtschaftlich gefertigt werden kann.those of the tube bundle exchangers, in larger quantities can be manufactured economically.

Demgemäß ist es Aufgabe vorliegender Erfindung, einen Wärmetauscher der einleitend genannten Art so auszubilden, daß er einerseits durch große WärmeausAccordingly, it is the object of the present invention to provide a heat exchanger of the type mentioned in the introduction train that he on the one hand by large heat tauschflächen und günstige Strömungsverhältnisse ei nen sehr effektiven Wärmetausck zwischen dem unter hohem Druck zugeführten Gas und der unter niedrigerem Druck gehaltenen Flüssigkeit gewährleistet jedoch die bei Plattenwärmetauschern auftretenden Dichtungsexchange areas and favorable flow conditions ei However, a very effective heat exchange between the gas supplied under high pressure and the liquid kept under lower pressure is guaranteed the sealing occurring in plate heat exchangers probleme umgeht und eine rationelle Fertigung gestattet.bypasses problems and efficient production allowed.

Zur Lösung vorstehender Aufgabe kennzeichnet sich der einleitend genannte Ringwärmetauscher erfindungsgemäß dadurch, daß für die WärmeübertragungTo solve the above problem is indicated the initially mentioned ring heat exchanger according to the invention in that for the heat transfer

so zwischen einer Flüssigkeit und einem Gas mit gegenüber der Flüssigkeit wesentlich höherem Druck im Ringgehäuse in Umfangsrichtung schmale, sich in Achsrichtung erstreckende Gasführungstaschen im Umfangsabstand nebeneinander angeordnet sind, welso between a liquid and a gas with a pressure that is considerably higher than that of the liquid in the ring housing narrow in the circumferential direction, axially extending gas guide pockets in the Circumferential spacing are arranged side by side, wel ehe radial-axiale Spalträume umschließen, die gegen den Gaszufuhr- und Verteilraum in offene Eintrittsspalte übergehen, daß die Taschenwände an ihren benachbarten, längs zu den Eintrittsspalten verlaufenden Kanten miteinander verbunden sind und an ihrerbefore enclose radial-axial clearances, which against the gas supply and distribution space pass into open entry gaps that the pocket walls on their adjacent edges running longitudinally to the entry gaps are connected to one another and at their dem Eintrittsspalt gegenüberliegenden Seite je eine rohrförmige Erweiterung aufweisen, welche mit einer korrespondierenden öffnung in der Gehäusewand fluchtet und mit dieser eine Austrittsöffnung für das Gas bildet, und daß auf der Innenseite der Gehäusewandthe entrance gap opposite side each have a tubular extension, which with a Corresponding opening in the housing wall is aligned and with this an outlet opening for the gas forms, and that on the inside of the housing wall

es eine Ring-Verteilkammer mit Zuströmöffnung und eine Ring-Sammelkammer mit Abströmöffnung für die Flüssigkeit vorgesehen sind. Da bei der vorgenannten Ausbildung des Wärmetau-there is a ring distribution chamber with an inflow opening and a Annular collecting chamber with a discharge opening for the liquid are provided. Since in the aforementioned formation of the heat exchange