DE2451225A1

DE2451225A1 - Waermeaustauscher

Info

Publication number: DE2451225A1
Application number: DE19742451225
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Koch
Original assignee: ROBERT HILDEBRAND MASCHINENBAU GmbH
Current assignee: ROBERT HILDEBRAND MASCHINENBAU GmbH
Priority date: 1974-10-29
Filing date: 1974-10-29
Publication date: 1976-05-06

Description

DIPL.-ING. H. FINK PATENTANWALT - 7300 tSTUNGEN {NECKAR) · HINDENBURGSTRASSE

Polentanwalt Fl N K - D 7300 E»lino,»n (Nedcor), Hindnnburgitroße 44 ·

28. Oktober 1974· P 6222

Robert Hildebrand, Maschinenbau GmbH., 7446 Oberboihingen, Nürtinger Str. 68

"Wärmeaustauscher"

Die Erfindung betrifft einen Wärmeaustauscher entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei einem bekannten Wärmeaustauscher dieser Art sind die Zellen in Draufsicht rechteckförmig ausgebildet, wobei Ein- und Auslaßöffnungen für die wärmeaustauschenden Medien auf allen vier Seiten vorgesehen sind. Innerhalb der Zellen sind schräg zu deren Längsachse angeordnete Leitflächen vorhanden, die sich in Form eines Bandes diagonal zur Zelle erstrecken. Dadurch ergeben sich von den Leitflächen freie Strömungsräume. Die Leitflächen sind bei den für den Durchfluß unterschiedlicher Medien vorgesehenen Zellen jeweils gleich angeordnet, wodurch sich beim einen Medium eine starke Ablenkung und bein anderen Medium nur eine geringe Ablenkung innerhalb der Zelle ergibt. Die Medien werden im allgemeinen im Kreuzstrom geführt und nur im Bereich der schmalen Leitflächen im Gegenstrom (DT-PS 809 919).

Die vorliegende Erfindung hat einen Wärmeaustauscher zur Aufgabe, bei dem die wärmeaustauschenden Medien im wesentlichen im Gegenstrom geführt werden und nur eine geringe Kreuzstromführung vorhanden ist«, Diese Aufgabe wird entsprechend dem Kennzeichnungs-

f©9i1S

- 2 - · 28. Okt. 1974 ka

P 6222

teil des Anspruches 1 erfindungsgemäß gelöst. Bei einem gleichmäßigen Sechseck ergibt sich eine Gegenströmung im wesentlichen parallel zur länglichen Schmalseite, während eine Kreuzströmung nur im Bereich der dreieckförmigen Enden an den Ein- und Auslaßöffnungen auftritt. Je weiter die Ein- und Auslaßöffnungen der gleichen Zelle voneinander entfernt liegen, desto länger ist die Gegenströmung der wärmeaustauschenden Medien.

Bei einer Ausbildung entsprechend dem Anspruch 2 ergibt sich eine sehr große Austauschfläche und eine exakte Führung der wärmeaustauschenden Medien, welche in einfacher Weise zu trennen sind.

Weitere Vorteile .ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung. In dieser ist ein Wärmeaustauscher als Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 ein Schrägbild,
Fig. 2 bis 5 Einzelteile,

Fig. 6 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles A in Fig. 5 in. größerem Maßstab.

Der in Fig. 1 dargestellte Wärmeaustauscher hat einen entsprechend Fig. 2 ausgebildeten, in Draufsicht rechteckförmigen Dekkel 1, dessen Rechteckfläche 2 eben ausgebildet ist. An diese Rechteckfläche schließen sich ringsum abgekantete Ränder 5 an. Ein Boden 4- ist in gleicher Weise ausgebildet. Der Deckel 1 und der Boden 4- sind im Abstand voneinander mit einander zugewandten Rändern 3 angeordnete Der Deckel 1 und der Boden 4· bilden zusammen mit vier an den Ecken angeordneten Säulen, von denen nur die Säulen 5 bis 7 zu sehen sind, einen quaderförmigen Rahmen.

Zwischen dem Deckel 1 und dem Boden 4 sind wechselweise Leitplatten. 8 und 9 angeordnet_? zwischen denen sich jeweils eine ebene Platte 10 (Fig_o 4) befindete Die Leitplatten 8 und 9 sowie die ebene Platte 10 sind sechseckförmig ausgebildet, wobei zwei

/OSI

- 3 - 28. Okt. 1974- ka

P 6222

parallele Seiten 11 und 12 des Sechseckes sehr viel, z.B. mehr als das Dreifache, länger als die übrigen Seiten sind. Der Abstand zwischen den am weitesten voneinander entfernten Enden der Platten 8 bis 10 entspricht etwa der Länge des Rahmens 1 und 4 bis 7· Die am weitesten entfernt voneinander angeordneten Enden der Leitplatten 8 bis 9 sind von an den Stirnseiten des quaderförmigen Körpers angeordneten Stegen 15 und 14 aufgenommen. Der quaderförmige Rahmen 1 und 4 bis 7 hat an seinen Längsseiten senkrecht zu den Platten 8 bis 10 angeordnete und deren Sechseckseiten 11 und 12 entsprechend lange Seitenwände 15·

Die Leitplatten 8 und 9 bestehen aus dünnwandigen (Dicke etwa 0,05 mm) Folien aus einem gut wärmeleitenden Werkstoff, insbesondere Metall, z.B. Aluminium. Die Leitplatten sind im Querschnitt entsprechend Fig. 6 mäanderförmig oder auch wellenförmig, trapezförmig oder dgl.ausgebildet, wodurch sich längs verlaufende, nach einer Seite offene Kanäle 16 ergeben. Die Kanäle verlaufen· im mittleren Teil der Leitplatten parallel zu den Seiten 11 und und sind an den Enden derart abgebogen, daß sie nur auf eine Seite des Sechseckes münden, wobei die Mündungen nach der gleichen Längsseite oder wie dargestellt nach entgegengesetzten Längsseiten gerichtet sein können. Die Leitplatten 8 und 9> die an sich gleich ausgebildet sind, werden unter Zwischenlage der ebenen Platten 10 so angeordnet, daß bei nur jeder zweiten Leitplatte bzw. 9 die Mündung auf der gleichen Seite liegt. Dies geht aus I"ig. 1 hervor, wo die Leitplatten 8 und 9 überhöht eingezeichnet sind. Im praktischen^Betrieb werden die Medien so geführt, daß bei der Leitplatte 8 das eine Medium in Richtung des Pfeiles A in den Wärmeaustauscher eintritt und in Richtung des Pfeiles B aus diesem austritt, und daß bei der Leitplatte 9 das andere Medium in Richtung des Pfeiles C in den Wärmeaustauscher eintritt und in Richtung des Pfeiles D austritt. Die beiden wärmeaustauschenden Medien können daher getrennt voneinander zu- und abgeführt werden.

Der quaderförmige Rahmen 1 und 4 bis 7 kann so ausgebildet werden, daß auf den Stirnseiten und/oder an den Enden der Längsseiten Zu-

609819/0513

- 4 - 28. Okt. 1974 ka

P 6222

und Abflußöffnungen vorhanden sind, wobei z.B. für das eine Medium ein stirnseitiger Zufluß und ein längsseitiger Abfluß und für das andere Medium ein längsseitiger Zufluß und ein stirnseitiger Abfluß oder dgl», erreicht werden kann.

Der Wärmeaustauscher mit dem quaderförmigen Rahmen 1 und 4 bis kann als Baueinheit ausgebildet sein. Es ist möglich, mehrere miteinander verbundene Baueinheiten nebeneinander und/oder hintereinander anzuordnen.

Der vorstehend beschriebene Wärmeaustauscher ist besonders wirkungsvoll, wenn die warmeaustauschenden Medien trockene Gase sind. Er hat eine große Austauschfläche und eine optimale Wärmeleitung bei Verwendung dünner folienartiger Platten aus einem gut wärmeleitenden Werkstoff, insbesondere Aluminium. Der Werkstoffaufwand ist gering. Die wärmeaustauschenden Medien sind durch die Platten 8 bis 10 in einfacher Weise voneinander getrennt.

- 5 809819/0513

Claims

-ρ - 28. Oktober 1974

P 6222

Ansprüche

.J Wärmeaustauscher mit mehreren parallel zueinander angeordneten, flachen Zellen, mit parallel zueinander verlaufenden Seitenwänden an ihren Schmalseiten und mit an zwei einander gegenüberliegenden Schmalseiten vorgesehenen Eintritts- und Austrittsöffnungen, dadurch gekennz eichnet, daß die Zellen (8 bis 10) in Draufsicht gesehen je ein längliches, ungleichförmiges Sechseck mit dreieckförmigen Enden bilden und daß an einander gegenüberliegenden Enden der Zellen jeweils eine Seite des Sechseckes eine Ein- oder Auslaßöffnung ist.
2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1 mit zwischen den Seitenwänden der einzelnen Zellen vorgesehenen Leitplatten, die im Innern der Zellen parallel zueinander liegende, enge Kanäle bilden, welche sich im wesentlichen parallel zu den entsprechenden Kanälen der benachbarten Zelle erstrecken, dadurch gekennz eichnet, daß sich die Kanäle (16) über die ganze Länge der Zelle (8, 9) bis zu deren Ein- und Austritt söffnungen erstrecken und daß die im keilförmigen Ende der Zelle verlaufenden Kanäle parallel zu einer der Endseiten geführt und auf der anderen Endseite münden, wobei die Mündungen für die gleichen wärmeaustauschenden Medien an jedem Ende jeweils auf der gleichen Seite liegen.
3. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1.oder 2, dadurch g e k e η nz eichnet, daß die sich in dessen Längsrichtung erstreckenden Teile der Leitplatten (8, 9) sehr viel länger als die im Winkel zu deren Längsachse verlaufenden Teile sind.
4. Wärmeaustauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei gewellten folienartigen Platten (8, 9) jeweils eine ebene folienartige Platte (1O) vorgesehen ist.

609819/0513

- 6 - 28. Okt. 1974- ka

P 6222
5. Wärmeaustauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zellen von einem quaderförmigen Rahmen (1 und 4 bis 7) umgeben sind, in dessen Ecken jeweils ein keilförmiger Hohlraum vorhanden ist, und daß an den Stirnseiten und/oder den Enden der Längsseiten des Rahmens Zufluß- und Abflußöffnungen vorgesehen sind.
6. Wärmeaustauscher nach Anspruch 5i dadurch gekennzeichnet, daß mehrere in Normgrößen hergestellte, miteinander verbundene Wärmeaustauscher im Baukastenprinzip hinter- oder nebeneinander anordenbar sind.

609819/0513