DE838639C - Waermespeicherplatten - Google Patents

Description

• Wärmespeicherplatten Die l,.rfinduiig betrifft parallele Wärmespeicherplatten mit Einbuchtungen, z. B. in Strömungsrichtung verlaufende Rippen u. dgl. zur Abstandfestlegung, bei denen in bekannter Weise die wärmeabgebenden und wärmeaufnehmenden Stoffe abwech.seind durch die Zwischenräume zwischen geeignet angeordneten Platten eines Elementes hindurchfließen, die auf diese Weise abwechselnd erwärmt und abgekühlt werden. Der umlaufende Ljungström-Vorerhitzer'kann als typisches Beispiel eines solchen Wärmeaustausc'hers der Regeneratorbauart genannt werden.
• Um vom Gesichtspunkt der Wärmewirtschaft aus die bestmöglichen Ergebnisse zu erhalten, sollte dler Wärmeübergang zwischen Gas und Elementenplatte so hoch wie möglich sein, wobei ein gewisser Druckabfall beim Gasfluß durch die Zwischenräume geopfert wird, und gleichzeitig sollen die Kosten für die Herstellung der Platten und ihren Zusammenbau zu Elementen so klein wie möglich sein. Die Möglichkeit, die Plattenoberflächen von Ruß u. dgl. mit Hilfe von Luft- oder Dampfdüsen zu befreien,. ist auch für die Bemessung der Zwischenräume zwischen dien Platten und damit für die Ausbildung der Plattenselber von Bedeutung. Außerem sollten diese Platten derart konstruiert sein, daß sie durch Rauchgastei,le möglichst wenig berußt werden.
• Entsprechend einer bekannten Ausführung sind die Platten im Element abwechselnd als gewellte und gefurchte Platteen ausgebildet. Zwiscme jedem Plattenpaar sind Zwischenräume gebildiet, die vollständig von den Zwischenräumen begrenzt Nverden, die zwischen jedem benachbarten Plattenpaar gebildet sind.
• Die Rippen oder Wellungen in den Platten haben die Aufgabe, den Hauptgasstrom derart abzulenken, daß in jedem durch zwei l7enaclnl>arte Rippen begrenzten Zwischenraum quer gerichtete sekundäre Wirbel gebildet werden, wodurch der Wärmeaustausch verbessert wird. Diese Verbesserung des Wärmeaustausches wird jedoch offenbar nicht nur durch die Schaffung sekundärer Wirbel verbessert, sondern auch dadurch, daß die auf jeder Plattenolrerfläohv beim Durchgang dies Gases gebildete Grenzschicht zerstört wird. Je wirksamer diese Grenzschicht unterbrochen oder in irgendeiner anderen Weise zerstört wird und je häufiger der gasförmige Stoff gegen die Plattenoberfläche strömt, d; sto wirksamer wird der Wärmeaustausch.
• Uni die Wärmeleitung im Plattenwerkstoff selbst von den wärmeren zu den kälteren Teilen herabzusetzen, wurde bereits vorgeschlagen, die Platten niit einer Anzahl schmaler Öffnungen oder Lücken zu versehen, die d'urc'h Prägen des Plattenmaterials erhalten wurden. Dieses Arbeitsverfahren ist nur dann von Bedeutung, wenn die Plattendicke groß im Verhältnis zu den Zwischenräumen ist, da der Wirkungsgrad des Wärmeaustauschers ohne diese öffnungen sonst infolge des Wärmeflusses in der eigentlichen Platte herabgesetzt würde.
• Von dem Gedanken ausgehend, die Grenzschicht der Strömung an der Plattenoberfläche wirksam zu unterbrechen, werden :gemäß der Erfindung eingangs genannte Wärinespeicherplatten derart ausgebildet, daß in den Platten an sich bekannte Schlitze quer zur Strömungsrichtung angeordnet sind, deren sie beiderseitig begrenzende Plattenkanten und damit die zwischen je zwei dieser Schlitze verbleibenden Plattenelemente, vorzugsweise gegeneinander versetzt, außerhalb der ursprünglichen Plattenebene angeordnet sirnd@. Hierdurch werden günstige Bedingungen für die Wärme-Übertragung geschaffen, da die Grenzschicht an der Plattenoberfläche abgerissen und zerstört wird, bevor sie den nächsten Plattenstreifen erreicht, und die gebildeten Ablösungswirbel bewirken in Verbindung mit der wiederholt gegen die aufeinanderfolgenden Plattenkanten gerichteten Strömung eine Vergrößerung der Wärmeübertragung um einen höheren Betrag, als wenn der Druckabfall steigt.
• In der Zeichnung sind sieben Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt. In den Fig. i bis 3 bezeichnet io eine Wärmespeicherplatte mit heraüsgepreßten, geraden Rippen 12, die als Abstandsglieder zwischen den verschiedenen Platten und gleichzeitig zur Schaffung gerader Strömungsdurchgänge 14 für das Gas dienen. Zwischen den Rippen 12 sind die Platten geschlitzt, wie dies bei 16 angedeutet ist, und die so erhaltenen Teilflächen 18 sind in einer schiefen Stellung herausgepreßt, wie dies den Fig. 2 und 3 klarentnommen werden kann. Normalerweise sollte diese Pressung nur so weit geführt werden, als daß die hal'lae Breite des Zwischenraumes, d. h. des Abstandes zwischen den Platten, noch frei von den geneigten Teilflächen 18 bleibt. Die Rippen 12 haben die übliche Form, aber sie können auch in anderer Weise ausgebildet sein, d. 'h. sie können aus aufgeschweißten Drähten bestehen, gewellt sein usw.
• Fig. q. zeigt Platten io der auch in Fig. i bis 3 dargestellten Art; in diesem Fall ist aber die zweite Platte io° in bezug auf die Stellung der herausgedrückten Flächenteile 18 von oben nach. unten und vorzugsweise derart angeordnet, daß die Teilflächen zwischen zwei benachbarten Platten im Winkel zueinander stehen, statt parallel zueinander in derselben Richtung zii verlaufen.
• Die in Fig. 5 bis 7 dargestellte Wärmespeicherplatte ist in derselben Weise wie bei den vorerwä'hntenAusführungsbeispielen mit Rippen und Schlitzen versehen, aber die Teilflächen 18 sind parallel zueinander versetzt, anstatt geneigt zu sein, und zwar entweder dadurch, d'aß jeder zweite Streifen oder Flächenteil 18 herausgepreßt ist oder daß alle diese Streifen abwechselnd in .entgegengesetzter Richtung aus der Grundebene herausgedrückt wurden., Aus Gründen der Festigkeit und zur weiteren Verbesserung des Wärmeüberganges ist es günstig, die Teilflächen geschwungen oder gebogen zu pressen, wie dies durch die beiden einander ähnlichen Ausführungsbeispiele gemäß Fig.8 und 9 bzw. Fig-io oder gemäß den beiden Abänderungen in den Fig. 12, 13 und 14 dargestellt ist.
• Die Teilflächen brauchen notwendligerweise nicht. durch Schlitze 16 gebildet zu werden, die rechtwinklig zu den Rippen 12 angeordnet sind, sondern die Schlitze können auch geneigt angeordnet sein, wie sich dies aus Fig. i i-ergibt. ' Die Rippen 12 können auch geschlitzt und in derselben Weise wie die Teilflächen 18 versetzt sein, wodurch der Wärmeübergang verbessert wird, da dann die ganze Wärmespeicherplatte entsprechend dem Erfindungsgedanken ausgenutzt wird. Eine solche Ausführungsform ist beispielsweise in den Fig. 15 und 16 dargestellt.
• Gemäß einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform können dieTeilflächen inVerbirndung mit den Kanten oder schließlich aus der Grundfläche der Platte zur Bügelform gebogen werden und dadurch gleichzeitig als Abstandsrippen dienen. Ein Ausführungsbeispiel gemäß diesem Gedanken ergibt sich aus den Fig. 17 und 18. Eine rippenlose ebene Platte io ist durch Gruppen von Schlitzen 16 geeigneter Länge unterteilt, zwischen denen Teile 22 der Platte io stehenbleiben, die dazu :dienen, die Teilflächen 18 zusammenzuhalten; die dazwischenliegendien Plattenelemente aus abwechselnd konvex und konkav offenen Zylinderflächentei,len, die die in Strömungsrichtung verlaufenden Rippen bilden, deren Erzeugende parallel zur Strömungsrichtung liegen, sind in denjenigen Fällen, in dienen nur diese Plattenform benutzt wird, tiefer ausgewölbt als ihrem gegenseitigen Abstand entspräche, so daß die Platten beim Zusammenbau zusammengedrückt werden.
• Die Wärmespeicherplatten gemäß dieser Ausführungsform können entweder unmittelbar aneinand'erlie-gen, oder es werden besonders gewellte 1'lattett 24 etttshrechett<I 1, ig. 1,'# zwischen den einzelnen Platten eingefügt, in welchem Falle die erwähnte Fortn naturgemäß nicht eingehalten zu werden braucht.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Parallele \\'ärtnespeic'herplatten mit Einbuchtungen, z. 13. mit in Strömungsrichitung verlaufenden lZippen u.dgl. zur Abstandsfestlegung, dadurch gekennzeichnet, daß in den Platten an sich hekannte Schlitze quer zur Strömungsrichtung allgeordnet sind, deren sie beiderseitig hegrenzende 1'liattettkanten und damit die zwischen je zwei dieser Schlitze verbleibenden Platteneletnente, vorzugsweise gegeneinander versetzt, außerhalb der ursprünglichen Plattenebene allgeordnet sind. 2. \Värmespeicherplatten nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattenelemente gewölbt ausgebildet sind. 3. V4'iirmespeicherplattetl nach Anspruch 2, dadureh gekennzeichnet, claß die Schlitze zur 1)urchstriitnungsrichtwtg im spitzen Winkel verlaufen mtd #lie l'latteneletnente offene Zylinderflächett bilden, deren Erzeugende parallel zu den Schlitzen ist. 4. \\'ärmespeicherplatten nach Anspruch2, dadurch gekennzeichnet; daß die quer angeordneten Schlitze in Strömungsrichtung in. einer Reihe angeordnet sind und die d!azwischenli,egend'en Plattenelemente aus abwechselnd konvexen und konkaven offenen Zylinderflächenteilen bestehen, deren l:rzeugetrd'e parallel zur Srtrömungsric'htung liegen, derart, Faß die Zylinderflächen zugleich zur Abstandsfestlegung zwischen den Platten dienen. 5. Wärmespeic'herplattennachAnspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Auswölbungen größer ist als ihr gegenseitiger Abstand (FTg. 17, I8). G. \\'ärmespeicherplatt,en mit ;in Strömungsrichtung verlaufenden eingebuchteten Rippen zur Abstandsfestlegung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen durch quer zur Strömungsrichtung liegende Schlitze unterbrochen sind und die Richtung der Ausbucihtungen zwischen je zwei Schlitzen in wechselnder Folge etltrnegeugesetzt ist.