Wärmeaustauschvorrichtung. Die vorliegende Erfindung betrifft eine nach dem Kreuzstromprinzip arbeitende Wärmeaustauschvorrichtung mit mindestens einem Wärmeaustauschkörper mit parallelen, in gewissem Abstande voneinander stehend, miteinander verbundenen Platten, welche sich dadurch auszeichnet,
dass durch Eckaus- schnitte der Platten erzielte freie Seitenteile mit ihren vorderen Enden abwechselnd nach oben und unten stumpfwinklig zur Platten ebene und gegeneinander gebogen sind und die mittelst durchgehender Verspannungs- bolzen verbundenen Deck- und Zwischen platten durch in der Strömungsrichtung und parallel zueinander verlaufende Wellblech streifen versteift sind, welche abwechselnd auf einer anderen Seite der Bolzen geführt sind.
Auf der anliegenden Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise veran schaulicht; und zwar zeigt: Fig. 1 eine schaubildliche Darstellung eines Wärmeaustauschkörpers mit abgenom menem vorderen Eckstück, Fig. 2 eine gleiche Ansicht desselben Körpers im Schnitt ohne Eckstücke, Fig. 3 ein Eckstück in grösserem hIass- stabe, und Fig. 4 die Oberansicht einer Eckverbin- dung;
Fig. "o ist ein teilweiser Schnitt durch den Körper mit an die Verspannungsbolzen angesetztem Druckleitungsrohr; Fig. 6 ist ein teilweiser Querschnitt durch eine abgeänderte Ausführungsform .des Wärme austauschkörpers (nach Linie E-I'der Fig. 7); Fig. 7 zeigt einen zugehörigen senkrech ten Schnitt nach Linie A-B der Fig. 6, Fig. 8 einen teilweisen Schnitt nach Linie C-D der Fig. 6;
Fig. 9 ist ein teilweiser Querschnitt durch eine weitere Ausgestaltung der Eckverbin- dung; Fig. 10 und 11 zeigen in Seiten- und Vorderansicht eine aus mehreren Körpern zu sammengesetzte Wärmeaustauschvorrichtung;
Fig. 12 und 13 sind Seitenansichten von Lufterhitzeranlagen gemäss der Erfindung. Der Wärmeaustauschkörper ca arbeitet nach dem Kreuzstromprinzip und besitzt würfelförmige Gestalt. -Er besteht in der Hauptsache aus normalen, handelsüblichen Blechplatten, und zwar einer Bodenplatte 1, einer Deckplatte 2 und einer beliebigen Anzahl von Zwischenplatten 3, welche süint- lich an den Ecken Winkelausschnitte 4 auf weisen und parallel zueinander angeordnet sind.
Jede der Zwischenplatten 3 wird von den beiden Dritteln, zum Beispiel Luft- und Verbrennungsgasen. Abdampf oder andern, im Kreuzstrome bespült und vermittelt als Scheidewand ihren Wärmeaustausch. Die vorderen Enden 5 und 'D zl der freien Seiten teile oder Lappen der Zwischenplatten sind abwechselnd nach unten und oben stumpf winklig zur Plattenebene gegeneinander ge bogen und ihre Stosskanten erforderlichenfalls miteinander verschweisst oder verlötet.
Hier durch ergeben sich Luft- und Gaskanäle 6, 6a, welche sieh in wechselnder F ölge kreuzen und von dem betreffenden Mittel in der einen oder andern Richtung durchströmt werden. Sämtliche Kanäle werden in den Ecken ge meinsam durch Eckstücke 7 (Fig. 3 und 4) gegeneinander, sowie gegen die Aussenluft abgedichtet, wobei diese sich unter entsprechen der Spannung gegen die zusammenhängende Dichtungsfläche einer Ecke der gesamten Platten des Körpers legen.
Hierbei befinden sich sämtliche Luftwege auf der einen Seite und sämtliche Gaswege auf der andern Seite der Dichtungsflüche des vereinigten Platten körpers. Hervorzuheben ist noch, dal:
) zwecks vollkommener Abdichtung die Winkelaus schnitte der Blechplatten entsprechend der Gestalt der Eckstücke geformt sind, und das Abbiegen der Seitenteile erfolgt nicht genau in der Tiefe der Eckausschnitte, um eine sonst unvermeidliche Rissbildung zu verhüten. Lediglich die Enden der stehen gebliebenen, lappenartigen Seitenteile sind leicht stumpf winklig abgebogen und legen sich mit ent sprechender Spannung gegeneinander.
Der Abstand der Blechplatten, bezw. #. die Weite der Kanäle wird ferner durch zwischen geschaltete, als Distanzstücke wirkende, lose gewellte Blechstreifen 8, 8a gesichert, die jeweils in der Strömungsrichtung des Alittels und parallel zueinander verlaufen, so dass eine entsprechende Unterteilung des Luft- bezw. Gasstromes erfolgt, der beim Durch gange eine den Wellunäen entsprechende Bewegung erfährt,
die eine verstärkte Wärme- abgabe zur Folge hat. Jeweils die beiden I 'iul')ei <B>-</B> -en Blechstreifen 8, 8'1 eines jeden Kanals stossen mit ihren Stirnenden gegen die eine oder andere der innern Flächen der Eck stücke 7 (Fig. 3 und -1),
urid sie bewirken zufolge einer gewissen Federung bei ent sprechend bemessener Lärige einen selbst tätigen dichten Abschluss des toten Raumes zwischen den Plattenenden 5 und 5" und dem Kanal. Diese Blechstreifen können natür lich auch in den Eckstücken verschweisst werden.
Die Verbindung der sämtlieben Blech platten erfolgt durch Verspannungsbolzen 9, welche durch Bohrungen derselben hindurch- führen, nebst Muttern 10, die beim Anziehen das Ganze dicht zusammenpressen. Wie aus Fig.2 ersichtlich ist, sind die Wellblech streifen abwechselnd auf einer andern Seite der Bolzen geführt,
so dass auch die Schnitt punkte der für beide Mittel sich kreuzenden Wellblechstreifen abwechselnd auf einer andern Seite der Bolzen liegen.
Die Bolzen 9 sind ferner hohl gestaltet und ihr Innenraum ist durch Queröffnungen 13 (Fig. 5<B>)</B> finit den Gaskanälen in Verbin dung gebracht, um letztere ohne Zerlegen des Wärnieaustauschkörpers bezw. während seines Betriebes dureli ein den Bolzen mittelst Leitung 14 zugeführtes Druckmittel, wie Luft. Dampf etc. reinigen zu können.
Die Sicherung der Eckstücke 7 erfolgt durch gleiche Bolzen t) mit Muttern 10, welche durch Ansatzstücke 11 der Grund- und Deck platte hindurchführen.
Die Grundplatte 1 und die Deckplatte 2 sind ebenso wie die I@ckstüche 7 mit Winkel eisen 15 so ;zusgerfistet, dit1, die offenen Stirn seiten des @1'ärmeaustauschl:ürpers a:
rahmen artige Flanschen erhalten, die einen bequemen und wahlweisen Zusammenschluss dereinzelnen Körper neben- oder hintereinander, bezw. übereinander entsprechend der erforderlichen Heizflüche zu einer geschlossenen Wärrneaus- tauschvorrichtung ermöglichen. Kommt Abdampf als Mittel für die Wärme abgabe in Frage, so gelangt vorteilhaft ein abgeänderter Wärmeaustauschkörper nach Fig. 6-9 zur Anwendung.
Derselbe unter scheidet sich von dem eben beschriebenen dadurch, dass die Stosskanten sämtlicher Seiten teile vollkommen dicht miteinander verschweisst sind, wobei die Stosskanten selbst gleich mässig abgeschrägt sein können, gemäss Fig. 7, oder aber wie bei 16 einander überlappen können, gemäss Fig. B.
Die Abdichtung der Kanäle in den Ecken erfolgt hier ebenfalls durch Eckstücke 7 der beschriebenen Art, aber unter Zwischenschal tung von Dichtungen in Form von ähnlich gestalteten Winkelstücken 17 aus weichem Metall oder einem andern gegen Dampf ge nügend widerstandsfähigen Material. Die Sicherung der Eckstücke nebst Dichtungen wird durch Winkelstücke 18 nebst Druck schrauben 19 bewirkt, von denen sich die letzteren gegen einen runden, der Krümmung der Eckstücke angepassten Druckstab 20 in jeder Ecke legen.
Um ausserdem einen dichten Abschluss der Kanäle gegeneinander an den Durchtritts- stellen der Verspannungsbolzen zu sichern, werden die letzteren innerhalb der Luftkanäle von kurzen Rohrstücken oder Hülsen 21 um geben, die gleichzeitig als Distanzstücke in Verbindung mit den lose eingesetzten Well blechstreifen 8 wirken. Denselben Zweck er füllen in den Dampfkanälen die Schienen oder Blechstreifen 22, deren Bohrungen mit Hülsen 23 aus weichem Material zwecks Ab dichtung ausgefüttert sind.
Ferner finden sich inmitten der freien Felder der Zwischenplatten zwei kugelige oder' andere Durchdrücke 24 vor, welche sich innerhalb der Dampfkanäle berühren und dazu bestimmt sind, dem in letzteren zufolge Kondensation auftretenden Unterdruck ent gegen zu wirken, damit kein Zerstören bezw. Undichtwerden der Körper eintritt. Ebenso wie die gewellten Blechstreifen eine erhöhte Turbulenz der Luft in den Luftkanälen be dingen, wird eine gleiche Wirkung von den Durchdrücken auf den Dampfstrom ausgeübt und damit eine erhöhte Wärmeabgabe erreicht. Gleichzeitig erleichtern die kugeligen Flächen die Abscheidung des Kondenswassers und seine Abführung entgegen der Dampfstrom richtung.
Abweichend von der in Fig. 6 veranschau lichten Sicherung der Eckstücke 7 können dieselben auch gemäss Fig. 9 mit Hilfe von je zwei durchgehenden Schraubenbolzen 25 befestigt werden. Ein Verspannungsbolzen 9 gemäss der Konstruktion nach Fig. 1 sichert auch ein dichtes Anliegen des winkelig ge bogenen Mittelteils.
Wie erwähnt, gestattet die kastenartige Ausbildung der offenen Kanalseiten der ein zelnen Wärmeaustauschkörper eine bequeme Verbindung mehrerer solcher Körper, falls es sich darum handelt, eine genügend grosse Heizfläche zu erzielen. Dies ist von beson derem Vorteil, wenn es sich um den Einbau einer neuen Lufterhitzeranlage bei einer vor handenen Kesselanlage handelt.
Neben der Zahl der einzelnen Körper oder Elemente ist auch die Zahl ihrer Platten, welche die Höhe der Körper bedingt, beliebig wählbar, so dass der vorhandene Raum bequem ausgenutzt werden kann. ' Die Verbindung der einzelnen Körper neben- bezw. hintereinander erfolgt zunl Bei spiel durch Zusammenschrauben ihrer Flan schen, dagegen diejenige verschiedener (@rrup- pen zum Beispiel gemäss den Fig. 10 bis 13 durch Umlenk- oder Umlaufstutzen 26,
wäh rend besondere Übergangsstutzen 27 den An schluss an die Rauchgasleitung und den Kamin bezw. die Luftleitungen oder Ventilatoren vermitteln. Während hier die Rauchgase die Wärmeaustausclikörper a in Richtung der Pfeile 28 von unten nach oben durchziehen, strömt die Luft in Richtung des Pfeils 29 mit mehrfachen Umlenkungen durch die Körper (Fig. 10 und 11), so dass sich ein gemischtes Kreuz- und Gegenstromprinzip für die Anlage ergibt. Im Bedarfsfalle könnten natürlich auch die Gas- und Luftwege mit einander vertauscht sein.
Beim Durchgang der Medien durch eine derartige Vorrichtung ergeben sich bei jedem Richtungswechsel Verluste ihrer Stramungs- geschwindigkeiten, welche die bereits durch Reibung erzeugten Verluste erheblich ver- stärken, so dass eine unerwünschte Verlang- sarnung der Strömungsgeschwindigkeit ein treten kann. Dieser Übelstand lärt sich, wie aus den Fig. 13 und 13 ersichtlich ist,
durch Einschaltung eines Ventilators 30 in ein facher Weise beheben. Durch letzteren kann die Luftgeschwindigkeit auf jeder gewünsch ten Höhe gehalten werden, während die Ab gase, da sie keinem Richtungswechsel unter worfen sind, ohne nennenswerte Zugverluste durch Übergangsstutzen 27 denn Schornstein zuströmen.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 13 ist a.rf,)er denn Luftventilator noch ein Rauch gasventilator 31 vorgesehen, da in diesem Falle auch die Rauchgase einem Richtungs wechsel von 180 " unterworfen sind, und zwar ist der Ventilator mit dem zugehörigen Unrlenkstutzen kombiniert. Da bekanntlich Zentrifugalgebläse imstande sind, das Medium stets senkrecht zur Saugrichtung z.. befördern, so erfolgt die Umlenkung der Gase an sich verlustlos;
der Ventilator hat, abgesehen von seinem Wirkungsgrad, nur noch. die Ver bindungsverluste, sowie die durch die Quer- schnitt sänderungen der Gaswege bedingten Verluste auszugleichen.
In die Umlenkstutzeri sind ferner noch Klappen eingeschaltet, welche eine Reinigung zulassen, und auch die Ü bergangsstutzen sind rnit entsprechenden Reinigungsldappen aus gestattet, um die Kanäle, insbesondere die Rauchgaskanäle kontrollieren und im Bedarfs falle mit besondern Hilfsmitteln von Hand aus reinigen. zu können.