DE3918189A1 - Waermeaustauscher - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D9/0006—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the plate-like or laminated conduits being enclosed within a pressure vessel
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D9/0031—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other
- F28D9/0037—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the conduits for the other heat-exchange medium also being formed by paired plates touching each other
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Description
Die Erfindung betrifft einen Wärmeaustauscher nach dem
Oberbegriff des Anspruches 1.
Die bekannten Wärmeaustauscher, die als Austauscherbatterie
einen im Kreuzstrom betriebenen Plattenaustauscher auf
weisen, weisen ein der Außenform des Plattenaustauschers
angepaßtes im Wesentlichen zylindrisches Gehäuse auf,
das einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt besitzt.
Durch die Strömungswege können gasförmige oder flüssige
Medien strömen. Stehen die Medien unter Druck, dann ist
es erforderlich, das Gehäuse so stabil auszubilden, daß
Deformationen des Gehäuses weitgehend vermieden werden.
Würde das Gehäuse in nennenswertem Umpfang deformiert
werden, würde dies dazu führen, daß die Deformationen
über die die Strömungswege trennenden Trennwände auf
die Austauscherbatterie übertragen werden würden.
Dies führt dazu, daß das Gewicht des Gehäuses erheblich
ist, insbesondere wenn es in Bezug auf die Wärmeaustau
scherfläche bezogen wird.
Bei Wärmeaustauschern sind kreiszylindrische Gehäuse
bekannt, in welche ein Rohrregister eingesetzt ist. Bei
solchen Wärmeaustauschern ist jedoch ein Betrieb im Kreuz
strom nicht möglich.
Es besteht die Aufgabe, den Wärmeaustauscher so auszu
bilden, daß er bei möglichst geringen Außenabmaßen ein
möglichst geringes Gewicht aufweist.
Gelöst wird diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merk
malen des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen
sind den Unteransprüchen entnehmbar.
Ausführungsbeispiele werden nachfolgend an Hand der
Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine teilweise im Schnitt dargestellte stirn
seitige Ansicht einer 1. Ausführungsform des
Wärmeaustauschers;
Fig. 2 eine teilweise im Schnitt dargestellt Seiten
ansicht des Wärmeaustauschers nach Fig. 1,
gesehen in Pfeilrichtung II nach Fig.
1;
Fig. 3 das Detail A nach Fig. 1;
Fig. 4 eine Seitenansicht des Details A, gesehen
in Pfeilrichtung IV in Fig. 3;
Fig. 5 eine Draufsicht auf das Detail A, gesehen
in Pfeilrichtung V in Fig. 3;
Fig. 6 eine teilweise im Schnitt dargestellte
stirnseitige Ansicht einer zweiten Ausfüh
rungsform des Wärmeaustauschers und
Fig. 7 eine stirnseitige Ansicht einer Ausführungs
variante des Wärmeaustauschers nach Fig. 6.
Der Wärmeaustauscher nach den Fig. 1 und 2 weist ein
Gehäuse 1 auf, in dessen Innern die Austauscherbatterie
2 angeordnet ist. Das Gehäuse ist mit einem ersten Zu
laufstutzen 3 und einem ersten Ablaufstutzen 4 versehen.
Rechtwinkling dazu weist das Gehäuse 1 einen zweiten
Zulaufstutzen 5 und einen zweiten Ablaufstutzen 6 auf.
Die Zulaufstutzen können auch als Ablaufstutzen dienen
und umgekehrt. Auf diese Weise wird ein erster Strömungs
weg gebildet, der vom Zulaufstutzen 3 durch erste Strö
mungskanäle der Austauscherbatterie 2 hindurch zum Ab
laufstutzen 4 verläuft. Weiterhin wird ein zweiter Strö
mungsweg gebildet vom Zulaufstutzen 5 durch zweite Strö
mungskanäle der Austauschbatterie 2 hindurch zum Ablauf
stutzen 6. Diese beiden Strömungswege sind voneinander
getrennt durch Trennwände 7, die zwischen dem Gehäuse
1 und den vier Ecken der Austauschbatterie 2 verlaufen.
Das Gehäuse 1 weist 4 um 90° zueinander versetzt angeord
nete Längsträger 8 quadratischen Querschnitts auf. Diese
sind um 45° versetzt zu den Mittenachsen 9, 10 der beiden
Strömungswege angeordnet. Die eine Diagonale dieser
Längsträger weist in Richtung der Längsachse 11 des
Wärmeaustauschers, während die andere Diagonale tangen
tial hierzu verläuft. Mit diesen Längsträgern 8 sind
verschweißt dünnwandige Schalen 12, die ebenso wie die
Längsträger 8 in Richtung der Längsachse 11 verlaufen
und die sich zu einem Kreiszylinder ergänzen. An der
zur Längsachse 11 weisenden Ecke 13 sind die Trennwände
7 angeschweißt, die ihrerseits mit den Ecken 14 der Wärme
austauscherbatterie 2 verschweißt sind.
Das Gehäuse 1 besteht somit aus vier Gehäusesegmenten,
die jeweils aus zwei Längsträgern 8 und einer sie ver
bindenden dünnwandigen Schale 12 bestehen. Herrscht
zwischen den Strömungswegen ein Differenzdruck, dann
werden die dabei auftretenden Kräfte von den Längsträgern
8 aufgenommen und zum Teil gegensinnig tangential in
die Schalen 12 eingeleitet. Es wird somit ein allseits
biegesteifes Gehäuse 1 erhalten.
Hierbei ist von Vorteil, daß das Gehäuse in jeder belie
bigen Lage um die Längsachse 11 aufgestellt werden kann.
Stirnseitig ist das Gehäuse 1 durch jeweils eine Stirn
wand 15 verschlossen. Diese Stirnwände 15 sind mit Rippen
16 versteift. Mit den Rippen 16 sind verbunden Konsolen
17, welche der Lagerung des Wärmeaustausches dienen.
Diese Konsolen 17 werden entsprechend der gewählten
Aufstelllage des Wärmeaustauschers angebracht. Letztlich
ist das Gehäuse mit Entleerstutzen 18 versehen, welche
ebenfalls entsprechend der gewählten Aufstelllage am
Gehäuse 1 angebracht werden.
Wie die Fig. 3 bis 5 zeigen, handelt es sich bei der
Austauscherbatterie 2 um einen im Kreuzstrom betriebe
nen Plattenaustauscher. Dieser weist miteinander verbun
dene Austauscherplatten 19 auf, die erste Strömungska
näle 20 und zweite Strömungskanäle 21 aufweisen. Im Bereich
der Ecken 14 sind die Stöße 22 der Wärmetauscherplatten
19 entfernt und die Vertiefungen zwischen benachbarten
Platten mit einer Auftragsschweißung 23 ausgefüllt. An
diese Auftragsschweißung wird sodann jeweils die Trenn
wand 7 angeschweißt, die mit ihrem anderen Ende mit der
Ecke 13 des Längsträgers 8 verschweißt ist. Durch die
Auftragsschweißung 23 wird eine Randverstärkung der dünn
wandigen Bleche der Batterie 2 erreicht.
Bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel ist für
Revisionszwecke das Innere des Wärmetauschers über die
Stutzen 3 bis 6 zugänglich.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 weist das Gehäuse
wiederum vier Längsträger 8 auf, jedoch nur zwei Schalen
12. Vertikal sind die Längsträger 8 durch je eine Platte
24 miteinander verbunden, an denen der erste Zulaufstutzen
3 und der erste Ablaufstutzen 4 angebracht sind. Die
Platten 24 sind über Schrauben 25 mit den Längsträgern
8 verbunden. Die Platten weisen aus Stabilitätsgründen
eine größere Stärke auf als die Schalen 12. An ihren
Unterseiten sind die Platten 24 gelenkig mit einer Lasche
26 miteinander verbunden, die ihrerseits gelenkig mit
dem Gehäuse 1 verbunden ist. Auf diese Weise können nach
Lösen der Schrauben 25 die Platten 24 nach unten abge
klappt werden, womit das Innere des Gehäuses 1 für eine
Inspektion zugänglich ist.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 sind die Platten
24 in gleicher Weise wie im Zusammenhang mit Fig. 6
beschrieben mit den Trägern 8 verbunden. Bei dem Ausfüh
rungsbeispiel nach Fig. 7 sind an den Stirnwänden je
zwei Schwenkhebel 27 angelenkt. Auf jedem Schwenkhebel
27 ist verschiebbar ein Lager 28 gelagert, wobei diese
Lager 28 mit den beiden Tafeln 24 verbunden sind. Nach
Lösen der Schrauben 25 können durch Verschwenken der
Schwenkhebel 27 die Tafeln 24 abgeklappt werden. Die
abgeklappte Stellung ist in Fig. 7 linksseitig angedeutet.
Bei allen Ausführungsbeispielen sind die Stirnwände 15
über längs des Gehäuses 1 verlaufende Zuganker 29 miteinan
der verbunden. Diese Zuganker 29 verlaufen jeweils außer
halb des Bereichs der Austauscherbatterie 2.
Der Wärmeaustauscher ist sowohl für flüssigen als auch
für gasförmige Medien geeignet. Gegenüber bekannten Wärme
austauschern ergibt sich bei gleicher Wärmeaustauscher
fläche eine Gewichtseinsparung von über 20%. Da bei
unterschiedlicher Druckbeaufschlagung der Strömungswege
die Belastungen mittels der Schalen 12 abgeleitet werden
und die Träger 8 auf ihre jeweils größte Biegesteifig
keit beansprucht werden, ergibt sich ein Aufbau, bei
welcher die Austauscherbatterie 2 keine Stützkräfte des
Gehäuses 1 übernehmen muß.
Claims (11)
1. Wärmeaustauscher mit einem im wesentlichen zylindrischen
Gehäuse, das erste und zweite Zu- und Ablaufstutzen
aufweist, und mit einer im Gehäuse angeordneten Aus
tauscherbatterie, wobei die ersten Zu- und Ablaufstutzen
zusammen mit ersten Strömungskanälen der Batterie einen
ersten Strömungsweg und die zweiten Zu- und Ablaufstutzen
zusammen mit zweiten Strömungskanälen der Batterie einen
zweiten Strömungsweg bilden und diese Strömungswege
durch Trennwände zwischen Gehäuse und Batterie voneinan
der getrennt sind, dadurch gekennzeichnet,
daß das Gehäuse (1) Längsträger (8) aufweist, mindestens
ein Teil benachbarter Längsträger (8) durch in Längs
richtung verlaufende dünnwandige Schalen (12) miteinan
der verbunden sind und die Trennwände (7) von den Längs
trägern (8) zu der Batterie (2) verlaufen.
2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß alle einander benachbarten Längs
träger (8) durch Schalen (12) miteinander verbunden
sind, die sich zu einem kreiszylindrischen Gehäuse (1)
ergänzen.
3. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß einander benachbarte Längsträger
(8) abwechselnd durch Schalen (12) und durch in Längs
richtung verlaufende ebene Platten (24) miteinander
verbunden sind.
4. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da
durch gekennzeichnet, daß die Längsträger
(8) ein quadratisches Profil aufweisen, dessen Seiten
parallel zu den Strömungswegen verlaufen.
5. Wärmeaustauscher nach Anspruch 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Trennwände (7) von der jeweili
gen Innenkante (13) der Längsträger (8) ab verlaufen.
6. Wärmeaustauscher nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Platten (24) lösbar mit den
Längsträgern (8) verbunden sind.
7. Wärmeaustauscher nach Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Platten (24) mit dem übrigen
Gehäuse (1) über jeweils mindestens ein Scharnier ver
bunden sind, das längs einer Längsseite der jeweiligen
Platte (24) verläuft.
8. Wärmeaustauscher nach Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß an den Stirnwänden (15) des Gehäuses
(1) Schwenkhebel (27) angelenkt sind, an welchen die
Platten (24) verschiebbar gelagert sind.
9. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da
durch gekennzeichnet, daß die verrippten
Stirnwände (15) des Gehäuses (1) durch Zuganker (29)
miteinander verbunden sind.
10. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da
durch gekennzeichnet, daß an den verripp
ten Stirnseiten (15) des Gehäuses (1) Konsolen (17)
zum Lagern des Gehäuses (1) angeordnet sind.
11. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die Batterie
(2) ein Plattenaustauscher ist, bei dem an den Ecken
(14) im Verbindungsbereich mit den Trennwänden (7) die
Vertiefungen zwischen den Stößen benachbarter Platten
(19) durch Auftragsschweißung (23) ausgefüllt sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893918189 DE3918189A1 (de) | 1989-06-03 | 1989-06-03 | Waermeaustauscher |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893918189 DE3918189A1 (de) | 1989-06-03 | 1989-06-03 | Waermeaustauscher |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3918189A1 true DE3918189A1 (de) | 1990-12-06 |
DE3918189C2 DE3918189C2 (de) | 1991-05-08 |
Family
ID=6382031
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19893918189 Granted DE3918189A1 (de) | 1989-06-03 | 1989-06-03 | Waermeaustauscher |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3918189A1 (de) |
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Also Published As
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