DE569635C - Aus mehreren Elementen zusammengesetzter Waermeaustauscher - Google Patents

Description

• Aus mehreren Elementen zusammengesetzter Wärmeaustauscher Bekanntlich hängt die Wärmeübertragung bei Wärmeaustauschern in hohem Maße ab von der Geschwindigkeit, mit der die wärmeaustauschenden Medien an der Austauschfläche vorüberströmen. Bei Verdampfern und Verflüssigern von Kältemaschinen befindet sich auf der einen Seite der Austauschfläche verdampfendes bzw. kondensierendes Kältemittel, dessen Wärmeübergangszahl an sich schon sehr hoch ist, so daß hier die Strömungsgeschwindigkeit des Kältemittels nur geringen Einfluß auf die Wärmeübertragung des gesamten Wärmeaustauschers besitzt, sofern nur dafür gesorgt wird, daß Dampfblasen nicht an der Austauschfläche anhaften, während ausschlaggebend die Geschwindigkeit des zu kühlenden Kälteträgers (Sole, Wasser, Luft o. dgl.) bzw. des wärmeaufnehmenden Kühlwassers, der Luft usw. ist. Es sind daher Austauscherbauarten vorgeschlagen worden, bei denen sich das Kältemittel im Inneren von plattenähnlichen Hohlkörpern befindet; diese Platten werden in engem Abstand nebeneinander angeordnet, wobei der Kälteträger bzw. das Kühlwasser durch die zwischen den Platten verbleibendenZwischenräume strömt. Diese Wärmeaustauscher besitzen den Nachteil, daß die ebenen Plattenwände versteift werden müssen, um dem Innendruck des Kältemittels widerstehen zu können.
• Wenn beispielsweise Ammoniak als Kältemittel dient, so muß der Verdampfer für einen Probedruck von 25 bis 3o kglcm2 bemessen werden, und demgemäß sind sehr kräftige und damit kostspielige Versteifungen erforderlich.
• Bekannt sind ferner Wärmezustauschelemente, die aus taschenähnlichen Gebilden bestehen, bei denen aus der Taschenwandung Warzen herausgepreßt sind. je zwei Warzen von benachbarten Taschen legen sich dabei aneinander und übertragen den Innendruck des einen Elementes auf die Wandung des benachbarten Elementes. Derartige Warzen beeinträchtigen den Durchfluß des zwischen je zwei Taschen hindurchströmenden Mediums und verringern die wärmeübertragenden Flächen. Sind die Elemente für einen inneren Probedruck vor, beispielsweise etwa 25 bis 30 kg cm2 zu bemessen, so müssen die Warzen in einem Abstand von nur etwa 30 mm bei q. mm Wanddicke der Taschenwandung angeordnet werden, so daß schon erhebliche Arbeit aufgewendet werden muß, um das zwischen denTaschen durchströmende, wärmeaustauschende Medium mit ausreichender Geschwindigkeit zwischen den Taschen hindurchzuleiten; außerdem verteuern die Warzen erheblich die Herstellung der Elemente, weil sie nur mit Hilfe vön besonderen Werkzeugen hergestellt werden können, endlich entsteht beim Herauspressen der Warzen eine nicht immer zu beherrschende Schwächung der Taschenwand.
• Alle diese Nachteile lassen sich durch eine Bauart vermeiden, die der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist. Hiernach werden außen auf der Platten- oder Taschenwand a (Abb. i) Rippen b angebracht, die in der Strömungsrichtung des zwischen den Platten oder Taschen hindurchströmenden Mediums verlaufen. Mit diesen Rippen legt sich jede Platte gegen die benachbarte Platte a1 des nächsten Elementes, so daß der in der einen Tasche nach außen wirkende Innendruck durch den Innendruck des benachbarten Elementes aufgehoben wird. Die Platte braucht daher nicht druckfest zu sein, die Rippe b wird nicht auf Biegung, sondern nur auf Druck beansprucht.
• Erfindungsgemäß ist es auch möglich (Abb. 2), zwischen die einander zugekehrten, nicht druckfesten Wände zweier Elemente einen aus Blechstreifen gebildeten Rost einzulegen, der die nach außen wirkenden Innendrücke der benachbarten Platten miteinander zum Ausgleicl bringt. Die Blechstreifen verlaufen zweckmäßig in der Strömungsrichtung des zwischen den Platten hindurchtretenden wärmeaustauschenden Mediums und dienen gleichzeitig zu dessen Führung und zur Verbesserung des Wärmeüberganges.
• Die Außenwände der beiden äußersten Elemente müssen allerdings druckfest ausgeführt werden. Dies kann ebenfalls durch aufgebrachte Rippen geschehen, die sich gegen entsprechende Versteifungsprofile c legen. Die Versteifungsprofile werden durch Ankerbolzen d zusammengefaßt, die ober- und unterhalb der Platten angeordnet sind (-@1bb. i) Die Ankerbolzen können aber auch (Abb. 2) durch die Platten hindurchgehen. Es werden im letzteren Falle (Abb. 3) die Plattenwände durchbohrt und Rohrstücke eingedichtet Diese Rohrstücke werden zweckmäßig so abgesetzt, daß sie den Abstand der beiden zu einem Plattenelement gehörigen Wände fixieren.
• Die untere Begrenzungslinie der Plätten verläuft zweckmäßig nicht horizontal, sondern schräg (Abb. i und 2) ; dadurch sammelt sich das vom Kältemittel in den Verdampfer mitgerissene Öl an dem tiefer gelegenen Ende des Verdampfers und kann dort abgelassen werden. Mehrere Elemente werden durch Sammel- und Verteilstücke zusammengefaßt.
• Die beschriebene Bauart gestattet, große Wärmeaustauschflächen auf kleinstem Raume zusammenzudrängen, hohe Geschwindigkeiten des zwischen den Plattenelementen hindurchtretenden Mediums mit vergleichsweise geringem Arbeitsaufwand zu erzielen und infolgedessen die Wärmeaustauschflächen gut auszunutzen. Der Baustoffaufwand und das Gewicht ist gering, weil die Plattenwände aus dünnen Blechen hergestellt sein können. Die Plattenelemente sind nach Entfernen der Ankerbolzen einzeln von allen Seiten zugänglich. Die Sammel- und Verteilstücke können oberhalb der Elemente angeordnet werden; daher brauchen, wenn die Elemente in einem oben offenen Behälter untergebracht werden, keine Durchbrüche durch die Behälterwandungen vorgesehen werden, wodurch die Behälter einfacher und billiger hergestellt werden können.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Aus-mehreren Elementen,zusarrimengesetzter Wärmeaustauscher, insbesondere als Verdampfer oder Verflüssiger von Kältemaschinen, bei dem jedes Element aus zwei ebenen oder gebogenen, allseitig am Rande miteinander verbundenen Platten besteht, zwischen denen sich dasKältemittel befindet und bei dem sich die Platte des einen Elementes mittels Vorsprüngen so gegen die benachbarte Platte des nächsten Elementes legt, daß der auf die Plattenwand nach außen wirkende Innendruck des einen Elementes durch den Innendruck, des benachbarten Elementes aufgehoben wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge aus Rippen bestehen, die in der Strömungsrichtung des zwischen den Elementen hindurchtretenden Mittels verlaufen.
2. 2. Aus mehreren Elementen zusammengesetzter Wärmeaustauscher, insbesondere als Verdampfer oder Verflüssiger von Kältemaschinen, bei dem jedes Element aus zwei ebenen oder gebogenen, allseitig am Rande miteitiander verbundenen Platten besteht, zwischen denen sich das Kältemittel befindet, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die an sich nicht druckfesten Platten zweier benachbarter Elemente ein aus Blechstreifen, die in der Strömungsrichtung des zwischen den Elementen hindurchtretenden Mediums verlaufen, bestehender Rost lose eingelegt ist, mittels dessen sich die Platte des einen Elementes so gegen die benachbarte Platte des nächsten Elementes legt, daß der auf die Plattenwand nach außen wirkende Innendruck des einen Elementes durch den Innendruck des benachbarten Elementes aufgehoben wird.
3. 3. Wärmeaustauscher nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Elemente durch Ankerbolzen, die entweder außerhalb der Elemente liegen oder durch diese hindurchgehen, zusammengefaßt sind. q..
4. Wärmeaustauscher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, däß die Ankerbolzen innerhalb der Elemente in Rohrstücken verlaufen, die zum Fixieren des Abstandes der Platten in ihrer Wandung abgesetzt sind.
5. 5. Wärmeäustauscher nach Anspruch i, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Begrenzungslinie der Elemente nicht waagerecht, sondern schräg verläuft und für das sich an der tiefsten Stelle absetzende Schmiermittel dort eine Ablaßvorrichtung angebracht ist.
6. 6. Wärmeaustauscher nach Anspruch i, 2, 3. 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammel- und Verteilstücke, die mehrere Elemente zusammenfassen, oberhalb der Elemente angeordnet sind, so daß, wenn die Elemente in einem oben offenen Behälter angeordnet werden, keine Durchbrüche durch die Behälterwandungen erforderlich sind.