DE854363C

DE854363C - Waermeaustauscher

Info

Publication number: DE854363C
Application number: DEP5264A
Authority: DE
Inventors: Ernst Dr-Ing Fuhrmann
Original assignee: Porsche Konstruktionen GmbH and Co KG
Current assignee: Porsche Konstruktionen GmbH and Co KG
Priority date: 1951-03-20
Filing date: 1951-03-20
Publication date: 1952-11-04

Description

Wärmeaustauscher Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmeaustauscher, in welchem der Wärmeaustauschkörper aus gewelltem Blech besteht. Solche Wärmeaustauscher dienen beispielsweise zum Vorwärmen der Verbrennungsluft unter gleichzeitigem Abkühlen der heißen Verbrennungsgase in Brennkraftmaschinen.
Bei den bekannten Ausführungen dieser Art werden die von den verschiedenen Medien durchströmten Kanäle von übereinanderliegenden Wellblechen gebildet. Dabei können die Blechwellen der übereinander angeordneten Bleche entweder parallel zueinander verlaufen oder kreuzweise angeordnet sein. Die einzelnen Blechwellen sind an Tragschienen angeschweißt. Gesonderte Kammern dienen zur Zu- und Abfuhr der Medien, welche zusammen mit den Wellblechlagen von einem Gehäuse umschlossen sind. Die Herstellung erfordert viele Arbeitsgänge, wodurch 'Wärmeaustauscher teuer werden. Es ist auch ein sehr sorgfältiges Abdichten notwendig, um dasÜberströmen des einenMediums in das andere zu verhindern.
Gemäß der Erfindung werden diese Schwierigkeiten dadurch überwunden, daß der Wärmeaustauscher aus einzelnen gleich geformten Blechpreßstücken zusammengesetzt ist, welche den Wärmeaustauschkörper, die Einlaß- und Auslaßkanäle für die verschiedenen Medien und das Gehäuse bilden. Es sind dadurch weder ein eigenes Gehäuse noch eigene aus besonderen Bauteilen bestehende Kammern oder Kanäle zur Zuleitung, Sammlung und Ableitung der Medien notwendig. Jedes der einzelnen Blechpreßstücke besteht aus einem flachen Blech, in dessen .Mitte längs gerichtete Blechwellen vorgesehen sind und dessen Seitenteile abgewinkelt sind. Es ist dadurch möglich, die einzelnen Bleche äufeinanderzusetzen. Jedes Blechstück ist weiter an zwei gegenüberliegenden Enden in der Nähe der Blechwellen gegabelt. Auf einer Seite der Preßstücke ist die obere Wand der Kanäle aus der Ebene des Preßstückes nach oben gezogen. Wenn daher aufeinanderfolgend, die Preßstücke um igo° verdreht übereinandergestülpt werden, entstehen Zu-und Ableitungen sowie Kanäle im Innern des Wärmeaustauschers für den Durchtritt der Medien. Vorzüglich stoßen die Wellenberge zweier übereinandergestülpter Preßstücke zusammen. Ein Verschweißen der einzelnen Wellen des Wellbleches erübrigt sich, da bei Lecken zwischen den Blechwellen das gleiche Medium angetroffen wird. Die Ausführung ist überaus einfach, kompakt und billig.
In den Zeichnungen, welche eine beispielsweise Ausführung der Erfindung zeigen, ist Fig. i ein Schaubild des erfindungsgemäßen \Värmeaustauschers, Fig. 2 ein Schaubild eines der Blechpreßstücke, aus welchen sich der Wärmeaustauscher zusammensetzt, Fig.3 eine Seitenansicht einiger aufeinanderg11setzter Blechpreßstücke in größerem Maßstab, Fig. 4 eine Ansicht in Pfeilrichtung der Fig. 3 und Fig. 5 ein Schnitt nach der Ebene V-V der Fig. 3. Der in Fig. i gezeigte Wärmeaustauscher besteht aus einzelnen Blechpreßstücken i, die alle die gleiche Form aufweisen und übereinandergestülpt und miteinander befestigt sind. Jedes der Blechpreßstücke enthält einen mittleren, flachen Teil mit längs gerichteten Wellen 2. Die Enden jedes der Blechpreßstücke sind gegabelt und die Wände 3 und 4 sowie 5 und 6 sind abgewinkelt, wodurch einseitig offene Rinnen oder Kanäle 7, 8 und 9, io entstehen. Die Seitenwände der Kanäle 8 und io sind höher, da die Böden derselben aus der Ebene des Blechstückes mit Bezug auf Fig. 2 nach oben gezogen sind, wodurch die Kanäle auf der einen Seite des Blechstückes tiefer werden als die Rinnen an der anderen Seite, da diese Rinnen 7 und 9 in der Ebene des Blechstückes angeordnet sind. Die Breite der Kanäle 8 und io ist um die doppelte Wandstärke kleiner als die Breite der Rinnen 7, 9.
Beim Zusammenbau des Wärmeaustauschers wird jedes zweite Blechpreßstück um 18o° verdreht auf das vorhergehende Blechpreßstück aufgebracht. Dadurch werden die Wandungen der Rinnen 7 und 9 auf die Außenseite der tieferen Kanäle aufgestülpt und liegen satt an, wie besonders aus den Fig.3 und .I hervorgeht. Die zusammengesetzten Blechstücke sind miteinander durch an sich bekannte Befestigungsarten, wie Schweißen oder Hartlötung, verbunden.
Die Blechwellen sind in jedem Blechpreßstück gleich in solcher Weise angeordnet, daß beim Verdrehen der aufeinanderfolgenden Blechstücke beim Zusammenbau um i 8o° sich immer die Wellenberge treffen (Fig. 5), wodurch Kanäle i i zum Durchgang der Medien entstehen. Über den Kanälen i i liegen dann die Kanäle 12, worauf wieder darüberliegen-de Kanäle i i' und darüberliegende Kanäle 12' angeordnet sind.
Die Durchgangsquerschnitte sind in dem Ausführungsbeispiel für die leiden '.Medien im wesentlichen gleich groß, und es ist deshalb ohne Bedeutung, durch welche der Kanäle das eine und durch welche Kanäle das andere Medium geleitet wird.
Wie aus Fig. i ersichtlich ist, werden durch die zusammengesetzten Blechpreßstücke nicht nur der eigentliche wirksame Teil des Wärmeaustauschers gebildet, sondern auch die Zu- undAbfuhrleitungen für die Medien sowie das Gehäuse.
Am Ende dieser Leitungen 13, 1.4, 15, 16, welche aus den einzelnen Kanälen 8, io zusammengesetzt sind, sind Flansche 17 zum Anschluß an die entsprechenden Leitungen befestigt. Wird beispielsweise Frischluft L durch die aus den einzelnen Kanälen bestehende Leitung 13 zugeführt, so durchströmt die Luft die Kanäle i i, i i' (Fig. 5) und tritt durch die Leitung ,14 aus dem Wärmeaustauscher. Werden heiße Verbrennungsgase H im Gegenstrom durch den Wärmeaustauscher geführt, dann treten diese durch die Leitung 16 ein, durchströmen die Kanäle 12, 12' und treten durch die Leitung 15 wieder aus. Eine Abdichtung durch Verschweißen od. dgl. der nebeneinanderliegenden Kanäle i i oder 12 bzw. i i' oder 12' ist nicht notwendig, dadurch die nebeneinanderliegenden Kanäle das gleiche Medium strömt. Das Zusammenführen der Blechwellen, die beliebige Form haben können, an den Wellenbergen bei 18 hat nur den Zweck, einen guten Wärmeübergang durch möglichste Zerteilung des Stromes zu erhalten. Es wird dabei auch durch gegenseitiges Abstützen der übereinanderliegenden Bleche eine Verformung der einzelnen Kanäle verhindert.
Jedes der einzelnen Blechpreßstücke wird auf einfache Weise durch Pressen, womöglich in einem Arbeitsgang, geformt. Die zusammengesetzten Blechpreßstücke bilden nicht nur die eigentliche mittlere Kammer, in welcher der Wärmeaustausch stattfindet, sondern auch die Zu- und Ableitungen und das Gehäuse. Nur am Ende des Wärmeaustauschers ist es notwendig, das letzte Blech i j zurechtzuschneiden oder ein Abschlußblech zu verwenden.
Die Form, Anzahl und Tiefe der Blechwellen 2 sowie die Anzahl der zusammengesetzten Blechpreßstücke i richtet sich nach den jeweiligen Erfordernissen. Ebenso können die Medien im Gleichstrom oder im Gegenstrom durch den Wärmeaustauscher geschickt werden.
Anstatt nur eine Form des Blechpreßstückes als Element des Wärmeaustauschers zu verwenden und jedes zweite der aufeinanderfolgenden Bleche beim Zusammenbau um i8o° zu verdrehen, ist es auch möglich, zwei verschiedene Grundformen für die Blechpreßstücke zu verwenden, welche beim Zusammensetzen abwechselnd benutzt werden, aber ebenfalls als zusammengesetztes Paket einen fertigen Wärmeaustauscher ergeben.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i .
Wärmeaustauscher, in welchem der Wärmeaustauschkörper aus gewelltem Blech besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeaustauscher aus einzelnen gleichgeformten Blechpreßstücken zusammengesetzt ist, welche den Wärmeaustauschkörper, die EinlaB- und Auslaßkanäle für die verschiedenen Medien und das Gehäuse bilden. ,2. @Värmeaustauscher nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der einzelnen Blechpreßstücke aus einem flachen Blech besteht, in dessen Mitte längs gerichtete Blechwellen vorgesehen sind und dessen Seitenteile abgewinkelt sind.
3. Wärmeaustauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Blechstück an zwei gegenüberliegenden Enden in der Nähe der Enden der Blechwellen gegabelt ist und Kanäle für die Medien bildet.
Wärmeaustauscher nach Anspruch 3, - dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Seite des Preßstückes die obere Wand der Kanäle aus der Ebene des Preßstückes nach oben gezogen ist.
5. Wärmeaustauscher nach den Ansprüchen i bis .4, dadurch gekennzeichnet, daß aufeinanderfolgend die Preßstücke um i8o° verdreht übereinandergestülpt sind.
6. Wärmeaustauscher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenberge zweier übereinandergestülpter Preßstücke zusammenstoßen.